用于非侵入性检测肝毒性吡咯里西啶类生物碱暴露的生物标志物和方法技术

本文描述了通过测量来自目标对象的生物样品(例如尿液)中的吡咯

【技术实现步骤摘要】
用于非侵入性检测肝毒性吡咯里西啶类生物碱暴露的生物标志物和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年03月10日向美国专利商标局提交的第 62/987,769号美国临时申请的权益和优先权，在此将其全部内容以援引的方式整体并入本文中。


[0003]本申请涉及肝毒性的吡咯里西啶生物碱暴露的生物标志物以及用于非侵入性检测、诊断、监测和治疗吡咯里西啶生物碱暴露和与其相关的疾病和病症的方法。
[0004]专利技术背景
[0005]吡咯里西啶生物碱类(pyrrolizidine alkaloid,PA)是由诸如紫草科、菊科、兰科、豆科、旋花科和禾本科等多种不同科的超过6,000种植物物种产生的植物毒素。在世界上大约3
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5％的显花植物中已经鉴定出大约500
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600种潜在的有毒PA和PA N
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氧化物。通过食用由含有PA 的植物制得的草药、草本茶和膳食补充剂和/或PA污染的主食例如小麦和小米，人类很容易暴露于有毒的PA。此外，PA通过食物链从家畜转移到饮食食品例如奶、蛋、肉和蜂蜜中，显著增加了人群暴露PA 机会。因此，PA是影响人类、家畜和野生动物的最常见天然毒素类型之一。
[0006]摄入高剂量的PA引起急性肝毒性，特别是伴随有称为肝窦阻塞综合征(HSOS)的严重肝损伤，其特征在于肝肿大、黄疸、腹水、出血性坏死和肝静脉闭塞。在长期暴露于相对低水平的PA的情况下，急性肝毒性表征通常不明显、但潜伏的慢性疾病例如肝纤维化、肝硬化和癌症可能逐渐发展。1920年报道了人类第一例PA中毒。
[0007]大多数报道的PA中毒病例是根据明显的临床症状和经确认的有服食含PA草药或PA污染的食品的历史来诊断的。然而，在没有对 PA暴露的特定测试的情况下，实际急性PA中毒的病例数量可能远高于当前记录的病例数量。此外，由于缺乏特定和确定的诊断方法，确定PA暴露是否直接引起、间接引发或加剧肝脏损伤和慢性肝病是极具挑战性的，并且结果是不令人满意的。目前，实际上不可能在怀疑患有肝毒性的患者中迅速确认PA暴露的病因性和确证性诊断，并为那些患者提供合适的治疗和预防措施。因此，需要研发PA暴露的特定生物标志物和非侵入性测定方法，用于定性和定量测量哺乳动物，特别是人类中的这些特定生物标志物。本专利技术满足了这些和其它相关需求。

技术实现思路

[0008]在一个方面，本专利技术提供了用于检测目标对象中吡咯里西啶生物碱暴露的方法。所述方法包括以下步骤：(i)测量从所述目标对象中获得的生物样品中吡咯
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氨基酸加合物的浓度或量；(ii)将测量的所述吡咯
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氨基酸加合物的浓度或量与参比对照的浓度或量进行比较；以及(iii) 当测量的所述样品中的吡咯
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氨基酸加合物的浓度或量高于所述参比对照的浓度或量时，则认为检测到所述目标对象中的吡咯里西啶生物碱暴露。在一些实施方案中，从所述目标对象中获得的并用于本文所述的任何方法中的所述生物样品是尿液样
品。
[0009]在一些实施方案中，本文所述方法中的所述吡咯
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氨基酸加合物是根据通式I的化合物：
[0010][0011]或其异构体，其中：
[0012]X和Y独立地选自
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OH和氨基酸，条件是X和Y中的至少一个为氨基酸；以及
[0013]每个氨基酸独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸。
[0014]在一些实施方案中，本文所述方法中的所述吡咯
‑
氨基酸加合物是具有本文所述结构式的化合物或其异构体，其中X为
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OH；并且Y为选自以下的氨基酸：组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸。在一些实施方案中，Y为
‑
OH；并且X为选自以下的氨基酸：组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸。在一些实施方案中，X和Y均为独立地选自以下的氨基酸：组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸。
[0015]在一些实施方案中，本文所述方法中的所述吡咯
‑
氨基酸加合物的每个氨基酸通过所述氨基酸的α
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碳上的氨基和/或通过所述氨基酸的侧链连接。在一些实施方案中，所述吡咯
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氨基酸加合物的每个氨基酸独立地选自通式IIa、通式IIb和通式IIc：
[0016][0017]或其异构体，其中：
[0018]每个Z独立地选自
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H和
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C(＝O)CH3；以及
[0019]每个R为独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸的氨基酸的侧链。
[0020]在一些实施方案中，本文所述方法中的所述吡咯
‑
氨基酸加合物是具有选自以下的结构式的化合物或其异构体：
[0021][0022]及它们的组合。
[0023]在一些实施方案中，本文所述方法中的所述吡咯
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氨基酸加合物是具有选自以下的结构式的化合物或其异构体：
[0024][0025]及它们的组合。
[0026]在一些实施方案中，本文所述方法中的所述吡咯
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氨基酸加合物是具有选自以下的结构式的化合物或其异构体：
[0027][0028][0029]及它们的组合。
[0030]在一些实施方案中，所述吡咯
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氨基酸加合物的每个氨基酸独立地选自通式IIIa和通式IIIb：
[0031][0032]或其异构体，其中：
[0033]每个Z独立地选自
‑
H和
‑
C(＝O)CH3；
[0034]每个R1为独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸的氨基酸的侧链；以及
[0035]每个R2为独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、天冬酰胺、谷
氨酰胺和色氨酸的氨基酸的侧链。
[0036]在一些实施方案中，通式IIIb的每个Z为
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于体外检测目标对象中吡咯里西啶生物碱暴露的方法，所述方法包括：(i)测量从所述目标对象中获得的生物样品(例如尿液样品)中的吡咯
‑
氨基酸加合物的浓度或量；(ii)将测量的所述吡咯
‑
氨基酸加合物的浓度或量与参比对照的浓度或量进行比较；以及(iii)当测量的所述样品中的所述吡咯
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氨基酸加合物的浓度或量高于所述参比对照的浓度或量时，则认为检测到所述目标对象中的吡咯里西啶生物碱暴露。2.如权利要求1所述的方法，其中所述吡咯
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氨基酸加合物为吡咯里西啶生物碱代谢物。3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述吡咯
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氨基酸加合物是根据通式I的化合物：或其异构体，其中：X和Y独立地选自
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OH和氨基酸，条件是X和Y中的至少一个为氨基酸；以及每个氨基酸独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸。4.如权利要求3所述的方法，其中所述吡咯
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氨基酸加合物的每个氨基酸通过所述氨基酸的α
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碳上的氨基和/或通过所述氨基酸的侧链连接。5.如权利要求3至4中任一项所述的方法，其中所述吡咯
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氨基酸加合物的每个氨基酸独立地选自通式IIa、通式IIb和式IIc：或其异构体，其中：每个Z独立地选自
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H和
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C(＝O)CH3；以及每个R为独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天
冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸的氨基酸的侧链。6.如权利要求3或权利要求5所述的方法，其中所述吡咯
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氨基酸加合物是具有选自以下的结构式的化合物或其异构体：
及它们的组合。7.如权利要求5所述的方法，其中所述吡咯
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氨基酸加合物的每个氨基酸独立地选自通式IIIa和通式IIIb：
或其异构体，其中：每个Z独立地选自
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H和
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C(＝O)CH3；每个R1为独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸和酪氨酸的氨基酸的侧链；以及每个R2为独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和色氨酸的氨基酸的侧链；优选地，每个R1和R2为独立地选自组氨酸、半胱氨酸和赖氨酸的氨基酸的侧链。8.如权利要求7所述的方法，其中通式IIIb的每个Z为
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H；并且所述吡咯
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氨基酸加合物为具有选自以下的结构式的化合物或其异构体：合物或其异构体：及它们的组合；或者通式IIIb的至少一个Z为
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C(＝O)CH3；并且所述吡咯
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氨基酸加合物是具有选自以下的
结构式的化合物或其异构体：结构式的化合物或其异构体：及它们的组合；优选地，每个R1和R2为独立地选自组氨酸、半胱氨酸和赖氨酸的氨基酸的侧链。9.如权利要求7至8中任一项所述的方法，其中：每个R1为独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和色氨酸的氨基酸的侧链；以及每个R2为独立地选自组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸和精氨酸的氨基酸的侧链；优选地，每个R1和R2为独立地选自组氨酸、半胱氨酸和赖氨酸的氨基酸的侧链。10.如权利要求3或权利要求7所述的方法，其中所述吡咯
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氨基酸加合物是根据通式IV的化合物：
或其异构体，其中：Y选自：Y选自：其中：Z独立地选自

【专利技术属性】
技术研发人员：林革，祝琳，马江，张淳瑗，贺益盛，
申请(专利权)人：香港中文大学，
类型：发明
国别省市：