在不诱导酮症的情况下治疗1型葡萄糖转运蛋白缺陷综合征的运动障碍的制作方法

本发明涉及1型葡萄糖转运蛋白缺陷综合征（glut1-ds）的治疗。具体地，本发明涉及富含c10（癸酸）的特定中链甘油三酯组合物，其用于治疗glut1-ds患者的运动障碍，尤其是在开始治疗时没有伴随癫痫的那些患者。

背景技术：

1、1型葡萄糖转运蛋白（glut1）缺陷综合征（glut1-ds）是由于受损的葡萄糖被转运到大脑中而导致的大脑能量不足综合征。主动葡萄糖扩散是由包括glut1在内的转运蛋白促进的。患者可采用生酮饮食疗法（kdt）进行治疗，该疗法提供酮体作为脑能量代谢的补充燃料（j. klepper等人，(2020) epilepsia open; 5:354–365）。

2、患者通常表现为婴儿期发作的癫痫、头围增长减缓、神经生长和发育受损，以及复杂的运动障碍。症状的发展呈年龄特异性模式，其中阵发性眼-头运动和癫痫发作是婴儿期的首发特征。发育损伤会变得越来越明显，并且随后出现共济失调、阵发性劳累诱导的肌张力障碍以及随时间发展的进一步的运动异常，这些异常往往成为青少年和成人期glut1-ds患者的主要症状。年龄较大的患者，诸如青少年和成人，可能会表现出运动障碍但没有伴随癫痫。尚不清楚的是，没有伴随癫痫的运动障碍能否使用当出现癫痫时显示出功效的相同治疗来治疗。该疾病的自然史的特征尚不明确，即使明确，个体患者的症状也可能在未进行临床干预的情况下缓解和复发（s. olivotto等人，(2022) orphanet j rare dis; 17:365）。因此，单个患者的单一症状的短期消失无法证实治疗效果。

3、许多罕见疾病同时存在运动障碍和癫痫，但尚不清楚这些症状之间的关联程度、部分重叠情况，或者是由不同作用机制驱动的（a. papandreou等人，(2019) dev medchild neurol; 62:178-191）。

4、glut1-ds的初步诊断通常是通过生物化学方法（脑脊液（csf）与血糖的比率＜0.50）或遗传学方法（slc2a1基因的突变）进行的（m. schwantje等人，(2019) j inheritmetab dis; 43:216–222）。在未鉴定出突变的情况下，可进行红细胞的3-o-甲基-d-葡萄糖摄取试验，当测定值低于对照组的74%时，表明诊断出glut1-ds（d. wang等人，glucosetransporter type 1 deficiency syndrome. 2002年7月30日[2018年3月1日更新]。载于：adam mp，everman db，mirzaa gm等人编辑，genereviews® [internet]. seattle (wa):university of washington, seattle; 1993-2023）。因此，尽管大多数患者携带slc2a1基因的突变，但情况未必总是如此（o. sánchez-lijarcio等人，(2022) clin genet; 102:40–55）。

5、大多数glut1-ds患者的病因是slc2a1的常染色体显性新生杂合突变。kdt为大脑提供了补充的代谢燃料，并有效地控制了一些患者的癫痫发作。遗憾的是，对发育延迟和运动异常的有益作用似乎不太显著（j. klepper等人，(2020) epilepsia open; 5:354–365）。

6、一篇综述文章指出，“生酮饮食是glut1ds的主要疗法”（t. pearson (2013) currneurol neurosci rep; 13:342）。然而，不同kdt在不同患者亚型之间的功效是不可预测的。如上所述，glut1-ds中kdt的治疗效果归因于酮体的产生，这些酮体源自脂肪酸的肝代谢，作为大脑的替代能量来源。这种普遍的看法至今仍然适用（d. wang等人，glucosetransporter type 1 deficiency syndrome.2002年7月30日[2018年3月1日更新]；m.schwantje等人，(2019) j inherit metab dis; 43:216–222；以及j. klepper等人，(2020) epilepsia open; 5:354–365）。因此，治疗策略集中于通过诱导“酮症”来增强酮体，使患者处于“酮症”状态（β-羟基丁酸酯（bhb）＞1mmol/l）。

7、已知标准长链甘油三酯（lct）饮食、标准中链甘油三酯（mct）饮食（基于椰子油）和改良式阿特金斯饮食（modified atkins diet）能在某些患者中产生酮体并治疗glut1-ds的一些症状。然而，功效是不可预测的，并且可能需要数月才实现对症状的效果，尤其是在运动和认知症状中（m. schwantje等人，(2019) j inherit metab dis;43:216–222）。这与早期研究一致，即，证明与认知和运动障碍相比，对癫痫症状的疗效更佳（w. leen等人，(2010) brain; 133:655–670）。因此，需要一种能够靶向glut1-ds患者的运动症状的专门治疗，尤其是在癫痫消退或不存在（即，不存在伴随癫痫）的疾病阶段。

8、最近有综述文章总结了kdt在治疗glut1-ds中缺乏明显的治疗效果（m. tang和u.monani (2021) neurosci insights; 16:1-7），其中作者得出结论“虽然生酮饮食减轻了glut1ds患者的癫痫发作，但其对疾病中的认知和运动功能障碍的效果因人而异，且充其量也只是中等水平”。此外，标准kdt可能与骨质减少、骨质疏松、潜在的心血管风险以及对妊娠的不明确影响有关（j. klepper等人，(2020) epilepsia open; 5:354–365）。因此，需要一种针对glut1-ds的缓解广泛glut1-ds患者（尤其是那些没有癫痫发作的患者）的运动障碍而没有副作用的治疗方法。

9、也已经考虑了专门的基于脂肪的干预来治疗glut1-ds的某些症状。

10、k.vita®（含比例为8:2的c10:c8的mct）是含有mct的特定共混物的增稠液体补充剂，用于对成人和3岁以上儿童的耐药性癫痫进行膳食管理。已知活性甘油三酯在癫痫动物模型中治疗癫痫发作（wo 2018/189113；n. jancovski等人。(2021) epilepsia; 00:1–12），并且k.vita®产品治疗耐药性癫痫（n. schoeler等人，(2021) brain comms; 3:1–13）。与标准mct饮食（基于椰子油）相比，k.vita®富含c10（癸酸）而不是c8（辛酸）。这是因为，癸酸被认为是治疗癫痫的活性成分（wo 2013/186570；p. chang等人，(2013)neuropharmacology; 69:105–114），癸酸通过对ampa受体的直接作用来治疗癫痫（p.chang等人，(2016) brain; 139:431–443）。据信辛酸因通过防止癸酸氧化而具有次级效应（a. khabbush等人，(2017) epilepsia; 58:1423–1429; wo/2018189113）。相比之下，c8比c10或c12更具生酮作用（v. st-pierre等人，(2019) front. nutr.; 6:46）。

11、已知富含癸酸的组合物能增强神经元细胞和成纤维细胞中的线粒体功能（wo2013/186570）。然而，据推测，在癫痫治疗中，该作用是通过影响中枢神经系统内的脑来驱动的。尚不清楚癸酸是否可以在不存在癫痫的glut1-ds患者的外周中诱导临床上显著的作用，或者其治疗效果是否对癫痫的症状是特异性的。这是因为，k.vita®对治疗耐药性癫痫明显有效（n. schoeler等人，(2021) brain comms; 3:1-13），其对glut1-ds的确切功效尚未在临床上得到证实，尤其是在除癫痫以外的症状中，尤其是在不存在伴随癫痫的情况下。在通用的耐药性癫痫试验中，61名参与者中只有4名被表征为患有glut1-ds，并且没有提供诊断信息（即，临床、代谢、遗传学或生物化学）。glut1-ds的代谢标志是中枢神经系统中的葡萄糖减少，如在csf中检测到的。这导致脑中缺乏葡萄糖。但与其他基于脂肪的干预不同，k.vita®无法诱导可靠的酮症，61名参与者中只有4名处于“酮症”状态（bhb＞1mmol/l）。因此，k.vita®不是真正的“生酮”饮食或kdt。鉴于kdt作用机制的经典观点是通过提供酮体作为大脑的替代能量供应而起作用，因此预测k.vita®可能在治疗glut1-ds方面不如基于脂肪的干预有效。其作用可能仅治疗癫痫症状。也许是由于这个原因，mct饮食通常不用于治疗glut1-ds（m. schwantje等人，(2019) j inherit metab dis;43:216–222）。

12、但这又因以下事实而变得更加复杂：辛酸和癸酸与支链中链脂肪酸即丙戊酸具有结构相似性（wo 2012/069790），丙戊酸是一种已知的抗癫痫药，被认为抑制葡萄糖转运并且禁用于glut1-ds（h. wong等人，(2005) j cell biochem; 96:775–785，或a. brukner等人，(2018) front pharmacol; 9:1054）。因此，一种或两种脂肪酸可能会加剧glut1-ds症状。甚至可能的是，这些作用可能是细胞类型特异性的。因此，无法预测k.vita®对glut1-ds的治疗效果，尤其是除癫痫以外的症状，尤其是在不存在伴随癫痫的情况下。

13、也没有关于k.vita®是否能治疗glut1-ds患者的癫痫的信息（n. schoeler等人，(2021) brain comms; 3:1–13）。作者指出，“一名患有glut1-ds且伴有行走困难，但目前尚无癫痫发作的儿童，其阵发性症状完全消失”。然而，作者还指出，“一名患有glut1-ds的儿童，在近期停止kd后，由于可摄入食物的种类和数量大大增加，体重增长了10.8kg（根据英国-世界卫生组织生长曲线图，上升了14个百分点）”。因此，尚不清楚这种改善是否归功于k.vita®的治疗效果，即，由于普通饮食的改善或症状的自发缓解而引起的短期效果。尚不清楚存在什么症状需要治疗。尚不清楚该治疗是否对其他三名glut1-ds患者中的任一名患者也有效。因此，尚不清楚k.vita®是否可以治疗人的glut1-ds。

14、尽管开始出现一些轶事证据，诸如上述的个体患者报告，但尚不清楚k.vita®是否能为glut1-ds患者提供具有临床意义的治疗效果。尚无信息表明k.vita®是否能够治疗glut1-ds患者的运动障碍，尤其是在没有伴随癫痫的情况下。基于k.vita®在脑中具有主要作用的事实，其中癸酸对脑具有直接作用，因此无法预期k.vita®将对没有伴随癫痫的glut1-ds患者的运动障碍产生治疗效果。对于没有伴随癫痫的glut1-ds患者，生酮饮食对其运动障碍产生的任何作用可能完全是由外周中的生酮作用驱动的，而不是像治疗癫痫时那样，癸酸在中枢神经系统中产生的直接药理学作用。这种生酮作用不会出现在接受k.vita®治疗的患者体内。因此，k.vita®目前不适用于没有并发癫痫的glut1-ds患者。

15、动物数据表明，不同比例的mct饮食可以治疗与癫痫发作（例如肌抽跃）和运动障碍（延迟的肌张力障碍发作）相关的症状。然而，模型需要急性诱导癫痫发作（用胰岛素或戊四唑）才能观察到运动障碍，并且治疗未能治疗肌张力障碍——仅减缓其发作。因此，尚不清楚小鼠模型是否忠实地重现了人类病症，或者其是否适用于治疗与癫痫无因果联系的运动障碍，诸如在没有伴随癫痫的患者中。此外，尚不清楚这种对肌张力障碍（伴随癫痫发作诱发）的作用是否与其他人类运动障碍相关，诸如常见的阵发性运动障碍（例如阵发性眼-头运动、阵发性ped、表现为严重运动功能障碍的阵发性事件，以及伴有复杂神经系统症状的阵发性事件）、运动异常（例如不自主运动）、锥体束症状、痉挛、共济失调、肌张力低下、步态异常、舞蹈症、震颤、非癫痫性肌阵挛（任选地包括惊吓性肌阵挛、动作性肌阵挛和姿势性肌阵挛或无力/麻痹）、运用障碍（例如眼动运用障碍和口-颊运用障碍）或阵发性非运动发作（例如偏头痛、行为异常、周期性呕吐和睡眠发作，以及意识模糊、嗜睡、嗜睡性烦躁、轻偏瘫、猝倒和全身瘫痪）。此外，尚不清楚急性小鼠模型是否与人类出现的持续性运动障碍相关。

16、三庚酸甘油酯（ux007；ultragenyx pharmaceuticals, novato, usa）是对glut1-ds的最先进治疗，其人体测试已进行至iii期（nct02960217）。其活性成分是含有三个7碳脂肪酸的中等奇数链甘油三酯。一项针对6名携带错义突变患者的小型开放标签试点研究报告称，酮体显著增加，并提示这种类型的患者的病情有所改善（f.mochel等人，(2016) jneurol neurosurg psychiatry; 87:550–553）。错义突变占通常所有病例的约40%，这类患者通常具有最轻微的表型（t. pearson等人，(2013) curr neurol neurosci rep; 13:342）。

17、然而，ultragenyx pharmaceuticals公司于2018年10月26日发布了新闻稿，确认iii期试验（nct02960217）提前终止，因为它未能“在患有1型葡萄糖转运蛋白缺陷综合征（glut1ds）且伴有致残阵发性运动障碍的患者中”达到主要终点（阵发性运动事件的发生频率在统计学上显著降低）或次要终点。在患有耐药性癫痫的成人中，三庚酸甘油酯的功效也不及标准mct油（k. borges等人，(2019) epilepsia open; 4:153–163）。还有一个提示，三庚酸甘油酯对先前接受标准生酮饮食治疗的儿童的耐药性癫痫具有短期效果。然而，这也是一项小型开放标签研究。这进一步证实了这样一个事实，即，一种治疗某一患者群体的癫痫的组合物不能被认为能治疗glut1-ds，或反之亦然。此外，在小型开放标签研究中观察到的初步效果不能证实glut1-ds的治疗效果。

18、可能是由于基于脂肪的干预在治疗glut1-ds方面的失败，最新的临床试验正在考虑替代治疗，诸如乳酸钠（nct04112862）。同样，预期这会在脑中发挥作用（l van gemert等人，(2023) neuropediatrics; 54:365–370）。

19、未能鉴定出对glut1-ds及其运动症状的有效治疗可能与以下事实有关：大多数临床试验的设计初衷或统计功效并不是为了专门证明针对glut1-ds的功效。通常，glut1-ds患者占耐药性癫痫试验中患者的约10%（n. schoeler等人，(2021) brain comms; 3:1-13），或者glut1-ds状态未被公开（m. cervenka等人，(2017) neurology; 88: 938–943）。作为例外，三庚酸甘油酯iii期试验旨在招募44名glut1-ds患者，但由于缺乏功效而过早停止（nct02960217）。因此，需要在晚期临床试验中对特定glut1-ds患者群体具有功效的活性成分，尤其是可以上调glut1-ds细胞中的相关途径并治疗没有伴随癫痫的glut1-ds患者的运动障碍的活性成分。

20、通常，需要一种针对glut1-ds的治疗性干预，其与标准kdt相比，为患者的运动障碍提供了改进的治疗，并且对广泛的glut1-ds患者有效，尤其是没有癫痫发作的患者。

技术实现思路

1、本发明人预测，具有增强水平的癸酸（c10）的特定中链甘油三酯（mct）组合物可以为glut1-ds患者的运动障碍（即使在没有伴随癫痫的情况下）提供靶向治疗效果。

2、基于丙戊酸（一种结构与癸酸和辛酸相似的已知抗癫痫药（wo 2012/069790））被认为抑制葡萄糖转运这一事实（h. wong等人，(2005) j. cell biochem.; 96:775–785，或a. brukner等人，(2018) front. pharmacol.; 9:1054），本发明人评估了癸酸和辛酸对u251人胶质母细胞瘤星形细胞瘤细胞中glut1（slc2a1）表达的影响。已知癸酸和辛酸对星形胶质细胞衍生的细胞产生不同影响，并且被认为适用于评估脑中不同脂肪酸的作用（f.damiano等人，(2020) front.neurosci.; 14:783）。令人惊讶的是，癸酸导致该中枢神经系统细胞类型中glut1表达的显著降低（图1a）。甚至更令人惊讶的是，辛酸并未具有相同的作用，反而诱导glut1表达的适度增加（slc2a1；图1a）。辛酸的作用能够部分抵消癸酸对glut1表达的降低作用，因此当添加组合的癸酸:辛酸（8:2）处理时，降低不再显著（图1a）。

3、本发明人将该研究范围扩大到参与葡萄糖代谢、脂肪酸代谢、柠檬酸循环（包括柠檬酸合酶）和氧化磷酸化（包括编码nadh脱氢酶（泛醌）亚基的线粒体基因）的其他基因。总体而言，数据表明癸酸下调了星形胶质细胞中的葡萄糖代谢（图1a），从而转变为脂肪酸代谢（图2a）。组合的癸酸:辛酸（8:2）处理确保增强了脂肪酸代谢，并且没有显著降低glut1表达。

4、本发明人将该研究范围扩大到源自glut1-ds患者的成纤维细胞的多能干细胞（ipsc）（来自coriell institute, usa的gm27896 ipsc：k. meyer等人，(2018) cell;175:239-253）。该模型对glut1-ds患者更具特异性，并且适用于评估由存在于中枢神经系统外部的细胞类型驱动的效应。令人惊讶的是，与星形胶质细胞系相比，ipsc中的表达效果有所不同。在glut1-ds ipsc中，组合的癸酸:辛酸（8:2）处理使参与葡萄糖代谢（图1b）和脂肪酸代谢（图2b）两者的基因上调，表明这些组合物特别适用于治疗不适应中枢神经系统（即，在外周）的glut1-ds细胞中存在的葡萄糖代谢和脂肪酸代谢缺陷。

5、这表明这些脂肪酸对携带glut1-ds突变的细胞具有特定的且独特的直接作用，而在存在于中枢神经系统中的非glut1-ds突变细胞系中观察不到这种作用。例如，cpt1b（存在于肌肉中的肉碱棕榈酰转移酶i（cpt1）的同种型）在glut1-ds ipsc中上调，但在非glut1-ds星形胶质细胞中不上调。cpt1b是肌肉线粒体中长链脂肪酸β-氧化途径的速率控制酶，因此对肌肉的能量供应起着关键作用（j. mcgarry等人，(1977) j. clin. invest.;60:265）。数据表明，组合的癸酸:辛酸（8:2）处理（即，与标准mct相比，富含癸酸的组合物）可能对携带glut1-ds突变的细胞具有直接作用，特别是当这些细胞不是来自存在于中枢神经系统中的细胞类型时。富含癸酸的处理使glut1-ds细胞中与葡萄糖和脂肪酸代谢相关的基因上调，这表明它们能够克服可能由癸酸引起的glut1功能抑制。组合的癸酸:辛酸（8:2）处理对外周中的glut1-ds细胞（例如肌细胞）可能特别有效。这提供了证据表明，对运动障碍的改善作用可能与大脑中主要功能相关的症状（诸如癫痫）脱钩。

6、癸酸和辛酸对u251细胞中glut1表达的明显相反的作用使得本发明人预测：与单独的癸酸相比，富含癸酸但含有少量辛酸的特定mct组合物（诸如k.vita®）可能在大脑中维持更强的glut1功能。癸酸使glut1-ds ipsc中参与葡萄糖代谢和脂肪酸代谢的许多基因上调，这一意外发现确保了其在glut1-ds患者外周中的有效性，即使在不存在酮症的情况下。此类组合物可能适用于治疗glut1-ds患者的运动障碍，即使在没有伴随癫痫的情况下。尽管已经确定kdt通过诱导“酮症”来治疗glut1-ds。但本文所述的组合物可以治疗glut1-ds而不诱导酮症，这将使酮症的副作用最小化，这些副作用包括低血压、肾结石、便秘、营养缺乏和心脏疾病风险增加。此外，有证据表明具有相似碳原子数的脂肪酸，即丙戊酸能抑制glut1功能（h. wong等人，(2005) j. cell biochem.; 96:775–785，或a. brukner等人，(2018) front.pharmacol.; 9:1054），并且尚不清楚癸酸和辛酸是否可能具有类似的作用。具有增强水平的癸酸但保留部分辛酸的特定中链脂肪酸（mcfa）和mct组合物对glut1的抑制功能似乎低于单独的癸酸或丙戊酸。

7、可能癸酸通常会增强glut1-ds细胞中的葡萄糖代谢，这表明富含癸酸的mcfa和mct组合物可能特别适用于治疗glut1-ds，尤其是其运动症状。

8、因此，在第一通用实施方案中，本发明提供了一种用于治疗有需要的glut1-ds患者的运动障碍的组合物，该组合物包含癸酸（c10）与辛酸（c8）的混合物，其中c10:c8的比例为70:30至90:10 wt:wt。

9、在第二通用实施方案中，本发明提供了包含癸酸（c10）和辛酸（c8）的混合物的组合物在制备用于治疗有需要的glut1-ds患者的运动障碍的药物中的用途，其中c10:c8的比例为70:30至90:10 wt:wt。

10、在第三通用实施方案中，本发明提供了一种治疗glut1-ds运动障碍的方法，该方法包括向有需要的glut1-ds患者施用包含癸酸（c10）和辛酸（c8）的混合物的组合物，其中c10:c8的比例为70:30至90:10 wt:wt。

11、在与第一通用实施方案、第二通用实施方案和第三通用实施方案相关的高度优选的实施方案中，glut1-ds患者是在开始治疗之前（例如，在开始治疗之前至少4周的时间段）患有运动障碍但没有伴随癫痫的携带slc2a1基因的突变的人。最优选地，glut1-ds患者已被确诊携带slc2a1基因的突变，并且治疗方法包括鉴定slc2a1基因的突变的步骤。