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CN102576028A - 半乳凝集素-3和心脏再同步疗法 - Google Patents

半乳凝集素-3和心脏再同步疗法 Download PDF

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CN102576028A CN2010800480812A CN201080048081A CN102576028A CN 102576028 A CN102576028 A CN 102576028A CN 2010800480812 A CN2010800480812 A CN 2010800480812A CN 201080048081 A CN201080048081 A CN 201080048081A CN 102576028 A CN102576028 A CN 102576028A
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Abstract

本发明涉及用于监测和预测心力衰竭患者对心脏再同步治疗的生理响应的材料和方法。更具体地，本发明涉及内源蛋白质半乳凝集素-3及其用于监测经受心脏再同步治疗的患者中疾病进展的用途，以及作为对心脏再同步治疗的响应的预示物的用途。

Description

半乳凝集素-3和心脏再同步疗法
相关专利申请的交叉引用
本申请要求享有2009年8月25日提交的美国临时申请No.61/236,712的优先权，其全部内容以引用的方式纳入本文。
背景技术
充血性心力衰竭或心力衰竭是发病和死亡的一个主要原因。在美国约5百万人患有心力衰竭，每年诊断出约500000新病例。在很多情况下，充血性心力衰竭患者还患有会进一步降低心脏效能的心律失常。
对此类患者的一种治疗选择是植入心脏再同步治疗(CPT)装置，也被称作双心室起搏装置。在正常心跳中，心脏的两个心房腔同时收缩，将血液泵入两个心室腔中。不到1秒钟之后，两个心室腔同时收缩，将血液泵出心脏并流经全身。一些心力衰竭患者心室之间有电延迟，使得两个心室腔不再同时收缩。结果是心输出量大幅下降。例如，在正常的心跳中，每次心跳时左心室中超过一半的血液被泵出。换言之，“左心室射血分数”或“LVFE”大于50％。相比而言，一些心跳共济失调的心力衰竭患者的LVEF少于三分之一。在这些患者中，每次心跳时三分之二的血液保持为“未泵出”。
CRT治疗的目标是恢复协调的心室泵射。这是通过具有刺激两个心室在每次心跳时同时收缩的单独电导线的装置实现的。CRT装置在一些患有中度或严重心力衰竭的患者中提高了生活质量并且降低了死亡率；LVEF少于或等于35％；超声心动图显示心室慢速去极化(大于120ms的“QRS”复合波)。然而，约30％的接受CRT的心力衰竭患者对治疗没有响应(参见，例如Jeevanantham et al.(2009)Cardiol.J.16(3)197-209)。正如一位作者在2007年所告诫的，“迫切需要用于鉴别最佳CRT候选者的更好标准”(Stellbrink(2007)Eur.Heart J.28：1541-1542)。此外，即使在接受CRT介入的心力衰竭患者中，例如心力衰竭的意外住院和死亡的不良事件率很高(参见，例如Cleland et al.(2005)″The effect of cardiac resynchronization on morbidity andmortality in heart failure.″N.Engl.J.Med.352(15)：1539-49)。
发明内容
现在已经发现，体液中人蛋白质半乳凝集素-3的浓度可被用于预测或检测用心脏再同步疗法治疗的患者中疾病进展或治疗效果。可以在CRT装置被植入后监测患者的半乳凝集素-3血液浓度，以提供对疾病发展或进展的持续指示和/或对所述治疗过程的连续适当性的持续指示。例如，本发明使得可以测量心力衰竭患者体液(例如，血液、血清或血浆)中半乳凝集素-3浓度随时间的变化，并且将测量得到的半乳凝集素-3的浓度变化与在心脏再同步治疗对其有益或无益的其他患者中观察到的半乳凝集素-3的浓度变化比较。
监测方法可以包括在植入CRT装置之前或之后将患者的半乳凝集素-3浓度与同一患者的早期半乳凝集素-3浓度比较。所述方法还可以包括比较在植入CRT装置之后数次测量的半乳凝集素-3水平以得到半乳凝集素-3浓度的历史。例如，本发明提供通过检测其中已经植入CRT装置的心力衰竭患者体液(例如，血液、血清或血浆)中是否存在半乳凝集素-3浓度的增加或减少来评估所述患者的方法。存在半乳凝集素-3浓度随时间的增加指示所述患者中有恶化的充血性心力衰竭。
在一个实施方案中，本发明提供了用于预测用心脏再同步疗法治疗的人的预后或结果的方法。确定体液(例如血液)中半乳凝集素-3的浓度，以确定用于指示心脏再同步治疗之后的预后的半乳凝集素-3浓度的存在与否。例如，可以测量人的半乳凝集素-3血浓度并且与最小阙值比较。高于最小阙值的半乳凝集素-3血液浓度可以指示所述人的死亡或住院的风险增加。
评估的结果可被用于为涉及对所述患者的治疗的决定提供信息。例如，如果基于心力衰竭患者的半乳凝集素-3的浓度或该患者半乳凝集素-3浓度的变化，所述患者看起来对心脏再同步疗法无治疗方面的响应，那么优选其他形式的治疗，例如血管成形术或其他手术和/或给予利尿药、inotrope、β阻断剂、利钠肽、抑制素或血管舒张剂。
还已经发现体液中人蛋白质半乳凝集素-3的浓度可为确定所述患者是否可从心脏再同步治疗中获益提供信息。以此方式，具有或不具有除颤器功能的CRT装置可被植入那些更可能从所述治疗获益的心力衰竭患者中。因此，可以设想已经受心力衰竭或已被鉴定为有心力衰竭风险的患者可被测试，以测量它们的循环系统半乳凝集素-3水平。所测量的半乳凝集素-3水平将使得可以鉴定两组患者：基于其半乳凝集素-3浓度可从心脏再同步治疗中受益的患者；和不大可能(或可能性较低)受益的患者。CRT装置将会被植入第一组患者中，而为第二组患者选择其他治疗方案。
因此，本发明提供了用于为可能患有心力衰竭或者有心力衰竭风险的人选择疗法的方法。所述方法包括测量样本(例如血液样本、血清样本或血浆样本)中的半乳凝集素-3浓度。所测量的半乳凝集素-3浓度可以指示所述患者是否可能对心脏再同步治疗产生有利地响应。有利的响应包括，例如，在一段时间内生存的可能性增加，或者心力衰竭的进展或发展减慢、心力提高、LVEF增加、因心力衰竭恶化导致的意外住院量减少、运动过程中氧消耗峰值增加、疲劳减少、呼吸急促减少或睡眠性呼吸暂停减少。
在一个实施方案中，所述方法包括对于作为心脏再同步治疗的候选者的心力衰竭患者，在进行所述心脏再同步治疗之前，测量其体液(例如血液、血清或血浆)中的半乳凝集素-3浓度，并且将所述半乳凝集素-3浓度与在用(具有或不具有除颤器功能的)CRT装置治疗的其他患者(所述心脏再同步治疗已被证明对其是有益的)中观察到的半乳凝集素-3浓度进行比较。
类似地，本发明提供了一种用于评估心脏再同步治疗的候选者(例如心力衰竭患者)的方法。所述方法包括测量作为心脏再同步治疗的候选者的患者体液中的半乳凝集素-3浓度，并且将所量的半乳凝集素-3浓度与参考半乳凝集素-3浓度比较。所述参考半乳凝集素-3浓度可以来自其他患者中观察到的半乳凝集素-3浓度，并且可以指示对CRT装置植入的响应性或不响应性。如果所测量的半乳凝集素-3浓度不同于参考半乳凝集素-3浓度，则可以限制或拒绝心脏再同步治疗。
本发明还提供了用于治疗可能患有心力衰竭或有心力衰竭风险的人的方法；所述方法包括将具有或不具有起搏器或除颤器功能的CRT装置植入患者，所述患者具有能够指示对心脏再同步治疗的有利响应的确定的半乳凝集素-3血液浓度。与所述包括测量半乳凝集素-3血浓度的过程的用于选择疗法的方法相比，所述治疗方法涉及随后植入所述CRT装置。因此，所述治疗方法包括将CRT装置植入半乳凝集素-3血液浓度已被确定为能够指示有利响应的患者中，而不论之前是如何进行或者由谁进行半乳凝集素-3测定。
在被选择的或被治疗的患者中，所述半乳凝集素-3的血液浓度可被确定为高于最小阙值，低于最大阙值，或者在由最小和最大阙值限定的目标范围内。所述最小阙值可以是，例如，大于10ng/ml；在10至15ng/ml之间；在15至20ng/ml之间；在20至25ng/ml之间；在25至30ng/ml之间；或者大于30ng/ml。所述最大阙值可以是，例如，低于70ng/ml；低于60ng/ml；低于40ng/ml；在30至40ng/ml之间；在25至30ng/ml之间；在20至25ng/ml之间；或在15至20ng/ml之间。
所述评估的结果可被用于为涉及对所述患者的治疗的决定提供信息。例如，如果心力衰竭患者的半乳凝集素-3浓度与其他心脏再同步治疗已被证明对其有益的心力衰竭患者的半乳凝集素-3浓度不相似，可能不会指示植入CRT装置，并且可为所述患者提供不同的药物治疗或治疗选择。
具体实施方式
本发明人已经发明了一种预测和/或监测心力衰竭患者对心脏再同步治疗的响应的方法。在过去的临床研究中，四分之一至二分之一的CRT装置接受者被归类为“不响应者”，因为他们未能显示出从所述装置显著受益(Hawkins et al.(2006)Eur.Heart J.27：1270-1281)。一项研究报道称40％的CRT装置接受者在植入之后心力衰竭恶化，尽管对照组的发展得甚至更差(Cleland et al.(2005)New Engl.J.Med.352：1539-49)。本发明人已经发现测量患者中的循环系统半乳凝集素-3水平可被用于鉴定作为心脏再同步疗法的更佳候选者的患者。这样，所述治疗可被优选地针对更可能从其中受益的患者，而其他患者可以免除风险和费用，并且可被导向不同的治疗方案。此外，本发明人已经发现在CRT装置植入时和/或植入之后，测量半乳凝集素-3可持续指示疾病发展或进展和/或所述治疗方案的持续适宜性。
本文使用的术语“心力衰竭”、“HF”、“充血性心力衰竭”或“CHF”是指损害心室充血或射血能力的复杂临床综合征。任何结构性或功能性心脏疾病均可以引起HF，大部分HF患者左心室(LV)心肌功能受损。HF的症状包括呼吸困难(呼吸急促)、疲劳和液体潴留。美国心脏协会(American Heart Association，AHA)已经鉴别了HF进展或发生中的4个阶段。A和B阶段的患者显示出明显的风险因子，但是还没有发生HF。C和D阶段的患者当时显示或者之前已经显示出HF的症状。例如，A阶段的患者是那些具有例如冠状动脉疾病、高血压或糖尿病的风险因子但没有显示左心室(LV)功能受损的患者。B阶段的患者无临床症状，但是有心脏结构异常或者重塑，例如LV功能受损坏、肥大或几何腔室畸变。C阶段的患者有心脏异常并且有症状。D阶段的患者有难治疗的HF，其中尽管有最大程度的医药治疗，他们仍表现出症状。他们通常反复住院或者没有特殊介入就不能离开医院。
半乳凝集素-3是多功能β-半乳糖苷-结合的凝集素家族的一个结构独特的成员(Gabius(2006)Crit.Rev.Immunol.26：43-79)。半乳凝集素-3的表达已被与上皮和炎症细胞(包括巨噬细胞、嗜中性粒细胞和肥大细胞)联系起来。半乳凝集素-3参与心力衰竭中多种重要的生物过程，包括肌成纤维细胞增殖、纤维发生、组织修复、心脏重塑和炎症(Liu etal.(2009)Am.J.Physiol.Heart Circ.Physiol.296(2)：H404-12；Papaspyridonos et al.(2008)Arterioscler.Thromb.Vase.Biol.28(3)：433-40；Henderson et al.(2006)Proc.Natl.Acad.Sci.USA103：5060-5065；Sharma et al.(2004)Circulation 110：3121-3128；Sano et al.(2000)J.Immunol.165(4)：2156-64；Kuwabara et al.(1996)J.Immunol.156(10)：3939-44)。
本申请人已经开发了这样的方法，所述方法使得可将循环系统半乳凝集素-3蛋白质水平用于预测心脏再同步治疗在心力衰竭患者中的效能。关于患者半乳凝集素-3水平的知识可以为植入CRT装置后患者的结果提供信息。此外，植入后循环系统生物标记的水平(例如半乳凝集素-3水平)可为患者结果提供信息，半乳凝集素-3水平的变化可指示变化中的预后。尽管更高的半乳凝集素-3浓度与不良预后(例如死亡和住院)相关联，但是接受CRT装置并具有较高半乳凝集素-3水平的患者仍可能显著地受益，这可通过以下因素测量：心输出量、生活质量(例如由Minnesota Living With Heart Failure
Figure BDA0000156666960000061
Questionnaire，University ofMinnesota测量的)、心力衰竭进展或发生减少、疲劳减轻、呼吸急促减少或存活可能性增加。
半乳凝集素-3检测
本发明提供用于通过测量例如半乳凝集素-3的标记物的水平，任选地与一种或多种其他标记物(例如，BNP、NT-proBNP)结合，来预测和/或监测心力衰竭患者对心脏再同步治疗的生理响应的方法。用于检测目的蛋白质(定量或不定量)的很多方法是公知的，并且可用于实施本发明。此类测定法的实例描述如下，并且可以包括，例如免疫测定法、层析法和质谱法。这样的测定法可在任何生物样本(主要包括血液、血浆和血清)上进行。因此，可以使用多种测定法来检测半乳凝集素-3，并且可分析来自一种或多种来源的样本。
可借助一种或多种分离方法来对样本中的标记物进行检测和定量。例如，合适的分离方法可以包括质谱法，例如电喷雾离子化质谱法(ESI-MS)、ESI-MS/MS、ESI-MS/(MS)n(n是大于0的整数)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(MALDI-TOF-MS)、表面增强激光解吸/电离时间飞行质谱法(SELDI-TOF-MS)、硅上解吸/电离(DIOS)、次级离子质谱法(SIMS)、四极矩飞行时间质谱法(Q-TOF)、大气压化学电离质谱法(APCI-MS)、APCI-MS/MS、APCI-(MS)n或大气压光电离质谱法(APPI-MS)、APPI-MS/MS和APPI-(MS)n。其他质谱方法可以主要包括四极矩(quadrupole)、傅里叶变换质谱法(FTMS)和离子陷阱(ion trap)。还可以使用的光谱测定技术包括共振光谱和光学光谱。
其他合适的分离方法包括化学提取分配、柱层析法、离子交换层析法、疏水(反相)液体层析法、等电聚焦、单向聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)、双向聚丙烯酰胺凝胶电泳(2D-PAGE)或其他层析技术，例如，薄层层析法、气相或液相层析法，或者它们的结合。在一个实施方案中，可以对待测定的生物样本进行分级分离，然后应用所述分离方法。
可以通过不需要对标记物本身进行物理分离的方法来对所述标记物进行检测或定量。例如，核磁共振(NMR)光谱法可被用于分辨来自复杂分子混合物的标记物的谱。NMR的一种类似用途是分类肿瘤，例如在Hagberg(1998)NMR Biomed.11：148-56中所公开的。
样本中的标记物还可以通过例如使所述标记物与能够特异性地结合所述标记物的结合部分结合来检测或定量。所述结合部分可以包括，例如，配体-受体对(即，能够有特异性结合相互作用的分子对)的一员。所述结合部分还可以包括，例如，特异性结合对(例如抗体-抗原、酶-底物、核酸-核酸、蛋白质-核酸、蛋白质-蛋白质或者本领域中已知的其他特异性结合对)的成员。可以设计对靶有增强的亲和力的结合蛋白质。任选地，所述结合部分可与可检测标签(例如酶、荧光、放射性、磷光或有色颗粒标签)结合。所述标记的复合物可以例如通过视觉方法或借助分光光度计或其他检测器检测，或者可被定量。
半乳凝集素-3水平可通过进行免疫测定法来定量。半乳凝集素-3免疫测定法包括：使来自待测受试者的样本与合适的抗体在以下条件下接触，所述条件即如果存在半乳凝集素-3则可以发生免疫特异性结合，并且检测或测量由所述抗体产生的任何免疫特异性结合的量。可以使用任何合适的免疫测定法，包括但不限于竞争性和非竞争性测定系统，所述测定系统使用例如以下的技术：蛋白质印迹、放射性免疫测定法、ELISA(酶联免疫吸附测定法)、“夹层”免疫测定法、免疫沉淀测定法、免疫扩散测定法、凝集测定法、补体结合测定法、免疫放射测定法、荧光免疫测定法和蛋白质A测定法。
在“夹层”测定法中，使用两个分子(“结合部分”)，例如特异地结合至半乳凝集素-3上非重叠位点(表位)的单克隆抗体。一般地，一个结合部分被固定在固体表面上，此时所述结合部分结合并捕获半乳凝集素-3。因此，该第一结合部分还被称为捕获结合部分。第二结合部分可被例如荧光团、酶或有色颗粒可检测地标记，使得所述第二结合部分与半乳凝集素-3复合物的结合可指示半乳凝集素-3已被捕获。信号的强度与样本中半乳凝集素-3的浓度成正比。因此，所述第二结合部分也被称为检测结合部分或标记结合部分。结合部分可以是任意类型的分子，只要它能够与半乳凝集素-3的N端的一部分特异性结合。在一个优选的实施方案中，所使用的结合部分是抗半乳凝集素-3单克隆抗体，即，针对半乳凝集素-3的不同部分制备的抗体，或者所选出的与半乳凝集素-3的不同部分结合的其他单克隆抗体。
这样的测定方法可被称为双位点免疫测量测定方法、“夹层”方法或(当抗体是结合物时)“夹层免疫测定法”。如本领域中所知的，所述捕获和检测抗体可同时或贯序地接触所述测试样本。贯序方法可通过以下方法实现：将所述捕获抗体与所述样本孵育，在之后的一个预定时间加入所述经标记的检测抗体(有时称为“正向”方法)。或者，可首先将所述经标记的检测抗体与所述样本孵育，然后使所述样本暴露于所述捕获抗体(有时称作“反向”方法)。在任何必要的孵育(其可以持续较短时间)之后，为了完成所述测定，测量所述标签。该测定法可以本领域技术人员知晓的很多具体方式进行，包括通过使用多种高通量临床实验室分析器或者用床边检验(point of care)或家庭测试装置进行。
在一个实施方案中，可以在所述夹层方式中使用侧向流动装置，其中在生物样本中存在超过基底敏感水平的半乳凝集素-3会使得在所述侧向流动测定法中在捕获区的上游或在捕获区处形成夹层相互作用。参见，例如，美国专利No.6,485,982。所述捕获区可以包含适于捕获半乳凝集素-3的捕获结合部分，例如抗体分子，或者用于捕获生物素化复合物的固定化亲和素等。参见，例如，美国专利No.6,319,676。所述装置还可以包含适于在所述捕获区捕获的发光标签，半乳凝集素-3的浓度与捕获位点的信号强度成正比。合适的标签包括固定在聚苯乙烯微球上的荧光标签。还可以使用有色颗粒。
可在本发明的方法中使用的其他测定形式包括但不限于流通装置(flow through device)。参见，例如，美国专利No.4,632,901。在流通测定中，一个结合部分(例如，抗体)被固定至膜表面上限定的区域。然后将该膜覆盖在吸收层上，所述吸收层的作用是作为储库将样本体泵出流经所述装置。固定之后，将所述膜上剩余的蛋白质结合位点被封闭以使非特异性相互作用最小化。在操作中，将生物样本加至所述膜并且过滤通过所述基质，使得对所述样本中的抗体特异性的任何分析物结合至所述固定的抗体。在第二个步骤中，可以加入或释放与所捕获的标记物反应的经标记的第二抗体以完成夹层反应。或者，可在单一步骤中将所述第二抗体与所述样本混合并加入。如果半乳凝集素-3存在，则在所述膜的表面上会出现有色点。
最常见的酶免疫测定法是“酶联免疫吸附测定法(ELISA)”。ELISA是用于使用经标记(例如，酶连接的)形式的抗体来检测和测量抗原浓度的技术。本领域技术人员知晓不同形式的ELISA。标准的ELISA技术记载于″Methods in Immunodiagnosis″，2nd Edition，Rose and Bigazzi，eds.John Wiley & Sons，1980；Campbell et al.，″Methods andImmunology″，W.A.Benjamin，Inc.，1964；和Oellerich，M.(1984)，J.Clin.Chem.Clin.Biochem.22：895-904。用于检测半乳凝集素-3的一种优选的酶联免疫吸附测定试剂盒(ELISA)是市售的(BG Medicine，Waltham，MA)。
在“夹层ELISA”中，抗体(例如，抗半乳凝集素-3抗体)可被连接至固相(例如，微量滴定版)并且暴露于包含抗原(例如，半乳凝集素-3)的生物样本。然后冲洗所述固相以去除未结合的抗原。然后将经标记的抗体(例如，酶连接的)结合至所述结合的抗原(如果存在的话)形成抗体-抗原-抗体夹层。可连接至所述抗体的酶的实例是碱性磷酸酶、辣根过氧化物酶、萤光素酶、脲酶和β-半乳糖苷酶。所述酶连接的抗体与底物反应以产生可被测量的有色反应产物。本文描述的适用于本发明的试剂盒和方法的任何免疫测定法还可以使用任意结合部分代替抗体。
免疫学测定设计、理论和方案的详细综述可见于本领域的大量文章中，包括Butt，W.R.，Practical Immunology，ed.Marcel Dekker，New York(1984)和Harlow et al.Antibodies，A Laboratory Approach，ed.ColdSpring Harbor Laboratory(1988)。
总的来说，免疫测定法设计的考虑因素包括制备对靶有足够高的结合特异性以形成复合物的抗体(例如，单克隆或多克隆抗体)，所述复合物可从非特异性相互作用的产物中容易地分辨出来。本文使用的术语“抗体”应被理解为是指结合蛋白质，例如，包含免疫球蛋白可变区样结合结构域、对所述靶具有适宜的结合亲和性和特异性的抗体或其他蛋白质。所述抗体结合特异性越高，可以检测到的靶浓度越低。本文使用的术语“特异性的结合”或“特异性地结合”应理解为是指所述结合部分(例如结合蛋白质)对所述靶具有大于约105M-1，更优选大于约107M-1，的结合亲和力。
可以使用本领域中熟知和记载的常规免疫学方法来产生针对分离的靶标记物的抗体，所述抗体可用在检测个体心力衰竭的测定法。参见，例如，Practical Immunology，见上文。简言之，分离的标记物被用于在异种宿主(例如，小鼠、山羊或其他合适的哺乳动物)制备抗体。所述标记物与能够增强所述宿主中抗体生产的适合佐剂结合，并且被注射入所述宿主(例如通过腹膜内给予)。可以使用适于刺激所述宿主免疫应答的任何佐剂。通常使用的佐剂是弗氏完全佐剂(包含干燥的死微生物细胞的乳剂，可从例如Calbiochem Corp.，San Diego，or Gibco，GrandIsland，NY得到)。当需要多次抗原注射时，后续注射可包含与不完全佐剂(例如，无细胞乳剂)结合的抗原。可通过提取包含针对目的蛋白的抗体的血清来从所述抗体生产宿主中分离多克隆抗体。可通过以下方式来生产单克隆抗体：分离可产生所需抗体的宿主细胞，使用免疫学领域中已知的标准方法将这些细胞与骨髓瘤细胞融合，并且筛选与所述靶特异性反应并且具有所需结合亲和性的杂合细胞(杂交瘤)。
来自半乳凝集素-3的N端的示例性表位包括但不限于MADNFSLHDALS(SEQ ID NO：1)；MADNFSLHDALSGS(SEQ IDNO：2)；WGNQPAGAGG(SEQ ID NO：3)；YPGAPGAYPGAPAPGV(SEQ ID NO：4)；GNPNPQGWPGA(SEQ ID NO：5)；YPSSGQPSATGA(SEQ ID NO：6)；YPGQAPPGAYPGQAPPGA(SEQ ID NO：7)；YPGAPAPGVYPGPPSGPGA(SEQ ID NO：8)；和YPSSGQPSATGA(SEQ ID NO：9)。其他半乳凝集素-3表位(包括非直链表位)也可被用作用于通过抗半乳凝集素-3抗体检测的靶。示例性抗体记载于U.S.2010/014954，其全文通过引用的方式纳入本文。
抗体结合结构域还可通过生物合成方法产生，所述结合结构域的氨基酸序列可被设计为增强与所述靶上优选表位的结合亲和性。文献中很好地解释并且记载了具体的抗体方法。关于它们的制备的更详细描述可见于，例如Practical Immunology(见上文)。
此外，遗传工程改造的生物合成抗体结合位点(在本领域也被称作BABS或sFv′s)可被用于确定样本是否包含标记物。制备和使用包含(i)非共价联结或二硫键连接的合成VH和VL二聚体，(ii)共价连接的VH-VL单链结合位点，(iii)单个VH或VL结构域；或(iv)单链抗体结合位点的BABS的方法公开于例如美国专利No.：5,091,513；5,132,405；4,704,692；和4,946,778中。此外，具有对所述标记物的必要特异性的BABS可通过组合基因文库的噬菌体抗体克隆产生(参见，例如，Clackson et al.Nature352：624-628(1991))。简要地，就针对固定化的标记物的结合活性筛选噬菌体，所述噬菌体各自在其衣壳表面上表达BABS，所述BABS具有由来自以分离的标记物或其片段预免疫的小鼠的可变区基因序列编码的免疫球蛋白可变区。收集与所述固定化的标记物结合的噬菌体，并且对编码所述BABS的基因进行测序。然后可将得到的编码目的BABS的核酸序列在常规表达系统中表达以生产BABS蛋白。
可以使用多标记物分析来提高诊断和监测的准确性。例如，半乳凝集素-3(Gal-3)和脑利尿钠肽(BNP)的血液浓度可被用于诊断心力衰竭并且用于预测心力衰竭的长期结果(van Kimmenade et al.，J.Am.Coll. Cardiol.，48：1217-24(2006)；Sharma et al.，Circulation，110：3121-28(2004)；Lok et al.，Eur.Heart J.，28：141，Abstract 1035(2007))。BNP及其切割等同氨基末端proBNP(NT-proBNP)在心力衰竭过程中在心脏肌肉和血液中升高，其是心室高充盈压力和心肌纤维拉伸的结果。可用于诊断心力衰竭的其他次级标记物可以包括非多肽心脏标记物，例如鞘脂、鞘氨醇、鞘氨醇-1-磷酸、二氢鞘氨醇和鞘氨醇磷酸胆碱(sphingosylphosphorylcholine)(参见美国专利No.6,534,322)。当测量上述标记物的水平时，可纳入针对年龄和性别的修正以提高诊断的准确性。
治疗方法
其半乳凝集素-3水平将其鉴别为心脏再同步治疗的候选者的患者可通过植入CRT装置来治疗。
常规的起搏器包含一条或两条放置在右心房、右心室或者右心房和右心室以同步它们的收缩的电导线。CRT装置包含至少两条导线：一条在右心室中，一条在贴着左心室壁的冠状窦中，以诱导左右心室的同时收缩。通常，第三条传感导线被放置在右心房中以提供心室收缩时机的数据。这样的CRT装置不仅促进左右心室的协调收缩，还可以确保它们与心房的收缩同步。所述导线可连接至植入胸腔皮肤下的电池供电的脉冲发生器。在心房收缩使得心室充血之后，所述脉冲发生器向心室发出小的电信号，刺激它们协调收缩，将血液排出心脏并将其泵出流经循环系统。
可以得到具有或不具有除颤器功能的CRT装置。包括除颤器功能的装置有时称为CRT-D装置。CRT-D装置尤其可用于有异常心脏节律风险的患者。例如，快速而不规律的心跳可以阻止心脏完成完整收缩；非常缓慢的心跳也可能是危险的。如果心脏出现异常节律，CRT-D装置可以电击心脏，阻断异常节律，给予心脏恢复更加正常速度的机会。
CRT装置可广泛地购自制造商，所述制造商例如St.Jude Medical(Atlas
Figure BDA0000156666960000121
II HF ICD，Atlas
Figure BDA0000156666960000122
+HF ICD，Epic
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HF ICD，Epic
Figure BDA0000156666960000124
II HF ICD，Promote
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RF CRT-D)、Boston Scientific(COGNIS
Figure BDA0000156666960000126
，Contak Renewal，LIVIANTM)、Medtronic(ConsultaTM，Concerto
Figure BDA0000156666960000127
，Maximo
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II，InSync
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Maximo)、Sorin Group ERM(OVATIOTM and NewLivingTM)，和BIOTRONIK
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(Stratos
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LV and Stratos
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LV-T)。
心脏再同步治疗可以任选地与一种或多种心力衰竭的其他疗法结合。例如，患者还可接受如下治疗：抑制素，例如罗苏伐他汀(rosuvastatin)、托伐他汀(atorvastatin)、普伐他汀(pravastatin)、氟伐他汀(fluvastatin)、洛伐他汀(lovastatin)、匹伐他汀(pitavastatin)或辛伐他汀(simvastatin)；利尿剂，例如呋塞米(furosemide)、丁尿胺(bumetanide)、氢氯噻嗪(hydrochlorothiazide)、螺内酯(spironolactone)、依普利酮(eplerenone)、氨苯蝶啶(triamterene)、托塞米(torsemide)或甲苯喹唑酮(metolazone)；inotrope，例如多巴酚丁胺、米利酮(milrinone)或地高辛(digoxin)；β-阻断剂，例如卡维地洛(carvediol)或美托洛尔(metoprolol)；和/或利尿钠肽，例如BNP。
治疗还可以包括血管舒张剂，例如：血管紧张肽转化酶(ACE)抑制剂，例如卡托普利(captopril)、依那普利(enalapril)、赖诺普利(lisinopril)、贝那普利(benazepril)、喹那普利(quinapril)、福辛普利(fosinopril)或雷米普利(ramipril)；血管紧张肽II受体阻断剂，例如，坎得沙坦(candesartan)、伊贝沙坦(irbesartan)、奥美沙坦(olmesartan)、氯沙坦(losartan)、缬沙坦(valsartan)、替米沙坦(telmisartan)或依普沙坦(eprosartan)；硝酸盐，例如单硝酸异山梨醇酯(isosorbide mononitrate)或二硝酸异山梨醇酯；和/或肼屈嗪(hydralazine)。还可以在合适的情况下进行其他形式的医疗介入，例如，血管成形术或其他手术。
可以通过定期测量例如半乳凝集素-3的相关生物标记物来随时间监测治疗的效能。可在CRT患者中测量半乳凝集素-3水平和/或其他生物标记物(例如BNP)，并且可与之前在所述患者中测量的半乳凝集素-3浓度比较。半乳凝集素-3浓度相对于所述患者中一个或多个以前的半乳凝集素-3浓度的增加或减少可以指示患者是否响应心脏再同步治疗。可随着时间在例如从患者获得的样本中监测标记物水品，时间间隔可以是一年一次、半年一次、两月一次、每月一次、三周一次、两周一次、每周一次、每天一次或者可变间隔。
实施例：半乳凝集素-3和心脏再同步治疗
方法
研究群体
临床试验招募了患有心力衰竭(HF)至少6周(纽约心脏协会功能性分类III或IV)，有明显左心室收缩机能障碍和心脏机能障碍症状(由QRS宽度大于或等于150ms指示，或者如果QRS为120-149msec，则由超声心动图不同步指示)。所述试验的设计和初步结果报道于公开出版物[J.Cleland et al.，″The effect of cardiac resynchronization on morbidityand mortality in heart failure.″N Engl J Med.2005 Apr 14；352(15)：1539-49]。全部患者都接受了标准的药物治疗，包括血管紧张肽转化酶抑制剂、β阻断剂和利尿剂。患者以标签公开方式随机地被指定为单独用优化药物疗法治疗或者与心脏再同步疗法(CRT)结合治疗。接受CRT的患者除他们药物疗法的背景之外还接受InSyncIII CRT装置(Medtronic Inc.，Minneapolis，MN)。与心房起搏一起使用心房二心室(atriobiventricular)起搏以防止速率低于每分钟60次心跳。同时刺激右心室和左心室。使用超声心动图显象利用二尖瓣内流信号优化房-室延搁。不会缩短内流信号的心房部分的最短房室延搁被认为是最优的。
血液取样
在第3和第18个月时，在基线时取血清样本。所有的样本都储存在-80℃。
实验室分析
使用ELISA试剂盒(半乳凝集素-3测定法；BG Medicine Inc.，Waltham，MA，USA)对血清样本中的半乳凝集素-3浓度测定进行评估。所述测定法的敏感性(不同于0的最低浓度)为0.96ng/mL。内部测定和中间测定差异分别小于8％和10％。
统计学分析
所有的分析使用SAS版本9软件(AS Institute，Cary，NC，USA)进行。逻辑回归被用于评估分析物水平和结果的关联。仅在具体分析中的所有目的协变量(covariate)上均完整的患者被考虑纳入所述分析。双尾显著水平被设置为0.05，小于0.05的概率值被认为是显著的。
结果
患者中随时间的半乳凝集素-3浓度
干预组的半乳凝集素-3在基线时(被定义为在所述研究招募时)和基线后18个月时的平均值和标准偏差在下表1中显示。注意并非所有患者都在每个时间点均具有半乳凝集素-3测量可用的血清样本；表1显示了具有可获得半乳凝集素-3测量值的全部患者的结果。
表1.基线时和基线后18个月时干预组的血清半乳凝集素-3浓度。圆括号中的数字表示标准偏差。每个时间点和组中有进行半乳凝集素-3测量的血清样本的患者数目也显示在表中。
  接受CRT的患者   没有接受CRT的患者
  基线   28.0(14.8)ng/ml[N＝124]   26.8(8.8)ng/ml[N＝122]
  第18个月   26.4(10.6)ng/ml[N＝84]   26.8(10.5)ng/ml[N＝75]
从表1可以观察到，没有接受CRT的患者中平均血清半乳凝集素-3浓度在基线时和基线后18个月时相同，而接受CRT的患者中的平均血清半乳凝集素-3浓度在基线和18个月之间下降。
患者中随时间的半乳凝集素-3浓度以及不利结果
对于在基线时和基线后3个月之间经历血清半乳凝集素-3浓度最大下降的10名患者调查了基线后18个月内的不利结果(即，因为心力衰竭而导致的死亡或意外住院)的频率。观察到在基线和基线后3个月之间经历半乳凝集素-3浓度最大下降的10名患者中，这些患者中的6名(60％)在基线后18个月内遭受了因心力衰竭导致的死亡或住院的不利结果。相比而言，对于在基线时和基线后3个月时有血清半乳凝集素-3值和可得到的不利结果信息的其他患者中，81％(159名患者中的128名患者)在第18个月时遭受了因心力衰竭导致的死亡或住院的不利结果。
接受CRT的患者在基线时的半乳凝集素-3浓度与不良结果关联
已观察到，在接受CRT的患者中，基线半乳凝集素-3血清浓度与随后的不利结果风险显著关联，所述不利结果即18个月内死亡或者18个月内住院。下表2显示了评估基线半乳凝集素-3浓度和随后的不利结果之间的关联性的统计学逻辑回归分析的结果。关于逻辑回归技术的细节，参见，例如David W.Hosmer and Stanley Lemeshow，Applied logisticregression(New York：Wiley，2000)。在所述分析中，来自基线半乳凝集素-3水平大于30ng/mL的患者的数据被分为一组，来自基线半乳凝集素-3水平小于或等于30ng/mL的患者的数据被分为另一组。此外，在所述统计模型中将每名患者的左心室收缩末期容积(LVESV)作为协变量；因此，仅在基线时有全部两种变量测量值的98名患者能够被纳入该分析中。与接受CRT并且基线半乳凝集素-3水平小于或等于30ng/mL的患者相比，接受CRT并且基线半乳凝集素-3水平大于30ng/mL的患者18个月内死亡或18个月内住院的可能性高大约3倍。
表2.接受CRT的患者在18个月内死亡或住院终点的逻辑回归分析的结果。半乳凝集素-3的优势比是相对于基线半乳凝集素-3小于或等于30ng/mL的组；LVESV的优势比是相对于LVESV小于或等于200mL的组。
  变量   优势比和95％置信区间(95％CI)   P-值
  基线半乳凝集素-3＞30ng/mL   3.31(95％CI：1.17-9.32)   0.024
  基线LVESV＞200mL   2.81(95％CI：0.99-7.93)   0.051
基线半乳凝集素-3浓度与接受CRT的患者的结果而非未接受CRT 的患者的结果显著关联
观察到，在接受CRT的患者而非未接受CRT的患者中，基线半乳凝集素-3血清浓度与随后的不利结果的风险显著关联，所述不利结果即基线后18个月内的死亡或基线后18个月内的意外住院。下表3显示了评估基线半乳凝集素-3和随后的不利结果之间的相关性的统计学逻辑回归分析的结果。对接受CRT的患者和未接受CRT的患者分别进行了该分析。关于逻辑回归技术的细节，参见例如David W.Hosmer and StanleyLemeshow，Applied logistic regression(New York：Wiley，2000)。在所述分析中，来自基线半乳凝集素-3水平大于30ng/mL的患者的数据被分为一组，来自基线半乳凝集素-3水平小于或等于30ng/mL的患者的数据被分为另一组。此外，在所述统计模型中将每名患者的左心室收缩末期容积(LVESV)作为协变量。表3显示了这些分析的结果。有98名接受CRT的可评估患者，其中22名(98的22.4％)在18个月内经历了死亡或住院的不利结果。有96名未接受CRT的可评估患者，其中29名(96的30.2％)在18个月内经历了死亡或住院的不利后果。
表3.对接受CRT的患者和未接受CRT的患者分别分析的18个月内死亡或住院终点的逻辑回归分析的结果。半乳凝集素-3的优势比是相对于基线半乳凝集素-3小于或等于30ng/mL的组；LVESV的优势比是相对于LVESV小于或等于200mL的组。
Figure BDA0000156666960000161
发现仅在接受CRT的患者中基线半乳凝集素-3与18个月内的死亡或住院的不利结果以预定统计学显著性水平统计显著地相关。未接受CRT的患者组中基线半乳凝集素-3不与相同的不利结果终点在小于0.05的预定显著性水平上显著相关，并且该组中95％的置信区间与1(或一(unity))的零优势比值重叠。
CRT与总体事件比例的降低相关，但是在具有更高半乳凝集素-3浓 度的患者中降低更大
在基线后18个月内经历了因心力衰竭导致的死亡或意外住院事件的4个组中每组的患者数目列举在下表4中。该表包括来自所述研究的基线血液样本有半乳凝集素-3基线浓度值并且在18个月中被成功随访而能确定基线后18个月内因心力衰竭导致死亡或意外住院终点的所有患者。
表4.CRT治疗和半乳凝集素-3分类的患者数目。所述表的每格中显示事件的数目和百分比。该表中的事件被定义为基线后18个月中因心力衰竭导致的死亡或意外住院。
如从表4可以观察到，与未接受CRT的患者相比，接受CRT的患者表现出事件频率降低。注意到在低半乳凝集素-3组中，即基线半乳凝集素-3水平≤30ng/mL的患者中，事件频率的绝对降低为9.1％(27.6％减去18.5％)。在高半乳凝集素-3组中，即基线半乳凝集素-3水平＞30ng/mL的患者中，事件频率的绝对降低为9.6％(42.9％减去33.3％)。这些数据可能表明较高的基线半乳凝集素-3值可鉴别表现出从CRT较大受益的患者，因为较高基线半乳凝集素-3组中的9.6％降低大于较低基线半乳凝集素-3组中的9.1％降低。
以引用方式纳入
本文中引用的每篇专利文件和科学文章的全部公开内容以引用的方式为全部目的纳入本文。
等同物
可以在不背离本发明的精神或基本特征的情况下以其他具体形式来实施本发明。因此，认为前述的实施方案各方面都是说明性的而不会限制本文描述的发明。因此，本发明的范围由所附的权利要求书而不是前述说明书来表示，在所述权利要求的等价含义和范围内的所有变化都意欲包括在其中。
Figure IDA0000156667000000011
Figure IDA0000156667000000021

Claims (27)

1.一种评估心脏再同步治疗的人候选者或者用心脏再同步疗法治疗的人候选者的方法，所述方法包括测量来自所述人的样本中的半乳凝集素-3血液浓度，从而确定是否存在能够指示对心脏再同步治疗的响应性或心脏再同步治疗之后的预后的半乳凝集素-3血液浓度。
2.权利要求1的方法，其中所述人是心脏再同步治疗的候选者。
3.权利要求1的方法，其中所述人已经接受了心脏再同步疗法的治疗。
4.一种监测用心脏再同步疗法治疗的人中心力衰竭的发生或进展的方法，所述方法包括测量来自所述人的样本中的半乳凝集素-3血液浓度，从而确定是否存在能够指示心脏疾病发生或进展的半乳凝集素-3血液浓度。
5.权利要求4的方法，其中来自所述人的初始样本是在植入心脏再同步装置时取样的。
6.权利要求5的方法，还包括在初始样本取样后从所述人取样至少另外一个样本，测量半乳凝集素-3血液浓度，并且比较所述至少另外一个样本的半乳凝集素-3血液浓度和所述初始样本的半乳凝集素-3血液浓度。
7.前述权利要求任一项的方法，其中所述样本包括血液、血清或血浆。
8.一种治疗人的方法，包括将心脏再同步治疗装置植入患者中，所述患者具有能够指示对所述装置的响应性的确定的半乳凝集素-3血液浓度。
9.权利要求8的方法，包括在植入所述装置后监测所述患者的半乳凝集素-3血液浓度的额外步骤。
10.前述权利要求任一项的方法，其中响应性包括生存率提高、因心力衰竭恶化导致的意外住院量减少、心脏力量增加、疲劳减少、呼吸急促减少或者睡眠性呼吸暂停减少。
11.前述权利要求任一项的方法，其中所述心脏再同步治疗装置还包括除颤器。
12.前述权利要求任一项的方法，其中所述患者具有确定为处于靶范围内的半乳凝集素-3血液浓度。
13.前述权利要求任一项的方法，其中所述患者具有确定为高于最低阙值的半乳凝集素-3血液浓度。
14.权利要求13的方法，其中所述最低阙值为高于10ng/ml。
15.权利要求13的方法，其中所述最低阙值为10至15ng/ml。
16.权利要求13的方法，其中所述最低阙值为15至20ng/ml。
17.权利要求13的方法，其中所述最低阙值为20至25ng/ml。
18.权利要求13的方法，其中所述最低阙值为25至30ng/ml。
19.权利要求13的方法，其中所述最低阙值为高于30ng/ml。
20.前述权利要求任一项的方法，其中所述患者具有确定为低于最高阙值的半乳凝集素-3血液浓度。
21.权利要求20的方法，其中所述最高阙值为低于70ng/ml。
22.权利要求20的方法，其中所述最高阙值为低于60ng/ml。
23.权利要求20的方法，其中所述最高阙值为低于40ng/ml。
24.权利要求20的方法，其中所述最高阙值为30至40ng/ml。
25.权利要求20的方法，其中所述最高阙值为25至30ng/ml。
26.权利要求20的方法，其中所述最高阙值为20至25ng/ml。
27.权利要求20的方法，其中所述最高阙值为15至20ng/ml。
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