用于治疗代谢紊乱的组合物和方法
阅读：1030发布：2021-01-23
专利汇可以提供用于治疗代谢紊乱的组合物和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了用于 治疗 代谢综合征的组合物和方法。即，提供了当前公开的组合物和方法用于影响消化道的关键区域中胃肠内分泌系统的功能，从而产生对 肥胖症 、糖尿病和其他代谢紊乱的治疗作用。组合物包含用于在受试者的胃肠道内形成腔屏障的组分，其中所述屏障经由固有的粘蛋白与粘蛋白相互作用剂的相互作用在原位创建。，下面是用于治疗代谢紊乱的组合物和方法专利的具体信息内容。
1.一种用于对受试者的胃肠(GI)道在肠内衬与腔内容物之间施加物理屏障的方法，包括向所述受试者的GI道施用具有粘蛋白相互作用剂的组合物，其中所述物理屏障经由GI道中固有的粘蛋白与所述粘蛋白相互作用剂的相互作用在原位创建。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述物理屏障包括部分物理屏障。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述物理屏障调节一种或更多种神经激素信号传导通路。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述受试者罹患选自由以下组成的组的代谢紊乱：肥胖症、糖尿病前期、胰岛素抵抗、1型糖尿病、2型糖尿病、葡萄糖受损、高血压和血脂异常。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述物理屏障被施加到十二指肠或其从幽门括约肌开始沿着GI道到距幽门括约肌多达约1、5、10、15、20或30cm远的部分。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述组合物具有大于约0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、
11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24小时的GI道中保留时间段。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述组合物经口服施用于所述受试者。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述组合物配制为选自片剂、胶囊、小胶囊、软胶囊、液体、咀嚼锭和粉末的剂型。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂选自由以下组成的组：天然存在材料、合成材料、及其衍生物和组合。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂选自由以下组成的组：粘蛋白络合剂、粘蛋白增稠剂、及其衍生物和组合。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂是阳离子的或聚阳离子的。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂是选自卡波姆、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、泊洛沙姆嵌段共聚物、醋孟南水凝胶、锂皂石 表没食子儿茶素、鞣酸、碱式水杨酸铋、壳聚糖、羟乙基化聚(乙烯亚胺)、聚赖氨酸和阳离子纤维素衍生物的一种或更多种剂。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂是壳聚糖。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂是鞣酸或单宁衍生物。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂包括壳聚糖和鞣酸。
16.如权利要求15所述的组合物，其中壳聚糖与鞣酸按重量计的比率为约0.5:1至1:1之间、或约1:0.5至1:1之间。
17.如权利要求16所述的方法，其中壳聚糖与鞣酸的比率为约1:1。
18.如权利要求13所述的方法，其中壳聚糖具有大于约25、50、90、130、150、190、220、
310或400kDa的分子量。
19.如权利要求13所述的方法，其中壳聚糖具有大于约60％、65％、70％、75％、80％、
85％、90％或95％的脱乙酰程度。
20.如权利要求13所述的方法，其中所述组合物具有按重量计大于或等于约0.1％、
0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％的浓度的壳聚糖。
21.如权利要求14所述的方法，其中所述组合物具有按重量计大于或等于约0.1％、
0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％的浓度的鞣酸。
22.如权利要求1所述的方法，其中所述物理屏障具有在约0.1微米和1000微米之间的厚度。
23.如权利要求1所述的方法，其中所述物理屏障还包含选自由半渗透组分、不可渗透组分、肠溶组分、及其组合组成的组的组分。
24.如权利要求1所述的方法，其中所述物理屏障或其组合物通过受试者的自然消化过程。
25.如权利要求1所述的方法，其中所述物理屏障是通过摄入液体或溶剂可移除的或可逆的。
26.如权利要求1所述的方法，其中所述物理屏障经由内窥镜、鼻或口饲管、及其组合递送到受试者的GI道。
27.如权利要求1所述的方法，其中所述受试者是哺乳动物受试者。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述受试者是人。
29.一种用于在受试者的胃肠(GI)道中在肠内衬与腔内容物之间形成物理屏障的组合物，所述组合物包含粘蛋白相互作用剂，其中所述物理屏障经由GI道中固有的粘蛋白与所述粘蛋白相互作用剂的相互作用在原位创建。
30.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物配制为选自片剂、胶囊、小胶囊、软胶囊、液体、咀嚼锭和粉末的剂型。
31.如权利要求29所述的组合物，其中所述粘蛋白相互作用剂选自由以下组成的组：天然存在材料、合成材料、及其衍生物和组合。
32.如权利要求31所述的组合物，其中所述粘蛋白相互作用剂选自由以下组成的组：粘蛋白络合剂、粘蛋白增稠剂、及其衍生物和组合。
33.如权利要求29所述的组合物，其中所述粘蛋白相互作用剂是阳离子的或聚阳离子的。
34.如权利要求29所述的组合物，其中所述粘蛋白相互作用剂是选自卡波姆、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、泊洛沙姆嵌段共聚物、醋孟南水凝胶、锂皂石 表没食子儿茶素、鞣酸、碱式水杨酸铋、壳聚糖、羟乙基化聚(乙烯亚胺)、聚赖氨酸和阳离子纤维素衍生物的一种或更多种剂。
35.如权利要求29所述的组合物，其中组合物形成具有在约0.1微米和1000微米之间的厚度的物理屏障。
36.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物或其物理屏障通过受试者的自然消化过程。
37.如权利要求29所述的组合物，其中所述物理屏障是通过摄入液体或溶剂可移除的或可逆的。
38.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物表现大于约0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、
9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24小时的GI道中保留时间段。
39.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物包含壳聚糖、羟乙基纤维素和糊精。
40.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物包含壳聚糖、羟乙基纤维素和聚(乙烯吡咯烷酮)。
41.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物包含壳聚糖、锂皂石 和聚(乙烯吡咯烷酮)。
42.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物包含碱式水扬酸铋、羟乙基纤维素和聚(乙烯吡咯烷酮)。
43.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物包含碱式水扬酸铋、壳聚糖和羟乙基纤维素。
44.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物包含壳聚糖。
45.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物还包含鞣酸或单宁衍生物。
46.如权利要求45所述的组合物，其中壳聚糖与鞣酸按重量计的比率为约0.5:1至1:1之间、或约1:0.5至1:1之间。
47.如权利要求46所述的组合物，其中壳聚糖与鞣酸的比率为约1:1。
48.如权利要求44所述的组合物，其中壳聚糖具有大于约25、50、90、130、150、190、220、
310或400kDa的分子量。
49.如权利要求44所述的组合物，其中壳聚糖具有大于约60％、65％、70％、75％、80％、
85％、90％或95％的脱乙酰程度。
50.如权利要求44所述的组合物，其中所述组合物具有按重量计大于或等于约0.1％、
0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％的浓度的壳聚糖。
51.如权利要求45所述的组合物，其中所述组合物具有按重量计大于或等于约0.1％、
0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％的浓度的鞣酸。
52.如权利要求29所述的组合物，其中所述组合物被配制为在十二指肠或其从幽门括约肌开始沿着GI道到距幽门括约肌多达约1、5、10、15、20或30cm远的部分形成物理屏障。
53.一种用于治疗受试者的代谢紊乱的方法，包括施用权利要求29-52的任一项所述的组合物以在受试者的胃肠(GI)道中在肠内衬与腔内容物之间形成物理屏障。
54.如权利要求53所述的方法，其中所述物理屏障包括部分物理屏障。
55.如权利要求53所述的方法，其中所述物理屏障调节一种或更多种神经激素信号传导通路。
56.如权利要求53所述的方法，所述代谢紊乱选自由以下组成的组：肥胖症、糖尿病前期、胰岛素抵抗、1型糖尿病、2型糖尿病、葡萄糖受损、高血压和血脂异常。
57.如权利要求53所述的方法，其中所述物理屏障表现大于约0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、
9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24小时的GI道中保留时间段。
58.如权利要求53所述的方法，其中所述组合物经口服施用于所述受试者。
59.如权利要求53所述的方法，其中所述物理屏障在近端GI道中形成。
60.如权利要求59所述的方法，其中所述物理屏障在十二指肠或其从幽门括约肌开始沿着GI道到距幽门括约肌多达约1、5、10、15、20或30cm远的部分形成。
61.如权利要求53所述的方法，其中所述物理屏障具有在约0.1微米和1000微米之间的厚度。
62.如权利要求53所述的方法，其中所述物理屏障还包含选自由半渗透组分、不可渗透组分、肠溶组分、及其组合组成的组的组分。
63.如权利要求53所述的方法，其中所述受试者是哺乳动物受试者。
64.如权利要求63所述的方法，其中所述受试者是人。
65.一种用于将物理屏障形成组合物靶向于受试者的十二指肠的方法，包括向受试者口服施用权利要求29-52的任一项所述的组合物，其中所述组合物在受试者的十二指肠中在肠内衬与腔内容物之间形成物理屏障。
66.如权利要求65所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂响应于十二指肠的一种或更多种生理参数。
67.如权利要求66所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂响应于pH变化。
68.如权利要求66所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂响应于粘蛋白密度。
69.如权利要求66所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂响应于粘蛋白稠度。
70.如权利要求66所述的方法，其中所述粘蛋白相互作用剂响应于粘蛋白量。
71.如权利要求65所述的方法，其中所述物理屏障包括部分物理屏障。
72.如权利要求65所述的方法，其中所述物理屏障调节一种或更多种神经激素信号传导通路。
73.如权利要求65所述的方法，其中所述物理屏障被施加到十二指肠或其从幽门括约肌开始沿着GI道到距幽门括约肌多达约1、5、10、15、20或30cm远的部分。
74.如权利要求65所述的方法，其中所述组合物具有大于约0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、
10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23或24小时的十二指肠中保留时间段。
75.如权利要求65所述的方法，其中所述组合物经口服施用于所述受试者。
76.如权利要求65所述的方法，其中所述物理屏障具有在约0.1微米和1000微米之间的厚度。
77.如权利要求65所述的方法，其中所述受试者是哺乳动物受试者。
78.如权利要求77所述的方法，其中所述受试者是人。
79.如权利要求1、53或65所述的方法，其中所述物理屏障被施加到十二指肠或其从空肠开始沿着GI道到距空肠约1、5、10、15、20或30cm近至多达幽门括约肌的部分。
用于治疗代谢紊乱的组合物和方法
[0001] 相关的申请数据
[0003] 本公开内容的背景
[0004] 本公开内容的领域
[0005] 本发明一般涉及治疗组合物，更具体地涉及腔屏障形成组合物和其在代谢紊乱的治疗中的使用方法。
[0006] 背景信息
[0007] 美国2700万患II型糖尿病(T2DM)的患者中，有22％尽管接受强化医学治疗，但无法控制该疾病。这些患者无法保持他们的血红蛋白Alc(HbAlc)低于美国糖尿病协会(ADA)
推荐的7％阈值，血红蛋白Alc(HbAlc)是3个月时段内平均血糖水平的指标，且他们心脏病、中风和肾脏疾病风险更高。此外，糖尿病患者有时对开始胰岛素疗法感到犹豫，尽管其临床依据是必要的。一项对80,000例病例的回顾性研究显示，在开始胰岛素疗法之前，患者和医务人员犹豫平均7年。
推荐的7％阈值，血红蛋白Alc(HbAlc)是3个月时段内平均血糖水平的指标，且他们心脏病、中风和肾脏疾病风险更高。此外，糖尿病患者有时对开始胰岛素疗法感到犹豫，尽管其临床依据是必要的。一项对80,000例病例的回顾性研究显示，在开始胰岛素疗法之前，患者和医务人员犹豫平均7年。
[0008] 典型的糖尿病患者从一线药物到胰岛素以及到手术和其他最后手段治疗的途径的分析揭示了惊人的缺口，不仅限于无效治疗和临床惰性。手术和其他解决方案也未能实
现广泛采用。在护理路径中增加专家临床医生已经导致了这些失败。因此，初级保健医师支配的有效治疗可能会达到比那些需要专科医生(如内分泌医师、胃肠病专家或外科医生)的
患者群体更大得多的部分。
现广泛采用。在护理路径中增加专家临床医生已经导致了这些失败。因此，初级保健医师支配的有效治疗可能会达到比那些需要专科医生(如内分泌医师、胃肠病专家或外科医生)的
患者群体更大得多的部分。
[0009] 公开内容的概述
[0010] 在一个方面，当前公开的主题提供了用于对受试者的胃肠(GI)道在肠内衬与腔内容物之间施加物理屏障的方法。方法包括向受试者的GI道施用具有粘蛋白相互作用剂的组
合物。物理屏障经由GI道中固有的粘蛋白(resident mucin)与粘蛋白相互作用剂的相互作
用在原位创建。
合物。物理屏障经由GI道中固有的粘蛋白(resident mucin)与粘蛋白相互作用剂的相互作
用在原位创建。
[0011] 在另一个方面，本公开内容提供了用于将物理屏障形成组合物靶向于受试者的十二指肠的方法。方法包括向受试者口服施用本公开内容的组合物。
[0012] 在多种实施方案中，物理屏障可提供一个区域的完全或部分覆盖，可具有不同程度的通透性，并可以不同的量和在GI道的不同区域存在，所述GI道的不同区域诸如十二指
肠或其部分，诸如近端十二指肠。物理屏障由组合物形成，所述组合物包含一种或更多种粘蛋白相互作用剂，可经由多种形式递送，所述多种形式诸如以糖浆、凝胶、液体、粉末、及其任何组合。在更具体的实施方案中，形成的屏障破坏GI道中的一种或更多种信号传导通路，排除与腔内容物的接触。一种或更多种信号传导通路可被中断而不显著干扰营养吸收。
肠或其部分，诸如近端十二指肠。物理屏障由组合物形成，所述组合物包含一种或更多种粘蛋白相互作用剂，可经由多种形式递送，所述多种形式诸如以糖浆、凝胶、液体、粉末、及其任何组合。在更具体的实施方案中，形成的屏障破坏GI道中的一种或更多种信号传导通路，排除与腔内容物的接触。一种或更多种信号传导通路可被中断而不显著干扰营养吸收。
[0013] 在另一方面，本公开内容提供了用于在受试者的胃肠(GI)道中在肠内衬与腔内容物之间形成物理屏障的方法。组合物包含粘蛋白相互作用剂，其中物理屏障经由GI道中固
有的粘蛋白与粘蛋白相互作用剂的相互作用在原位创建。组合物可用于治疗人类受试者中
的代谢紊乱，诸如胰岛素抵抗或T2DM。在实施方案中，组合物能够在近端小肠中形成封闭的肠涂层(intestinal coating)。在多种实施方案中，粘蛋白相互作用剂是一种或更多种粘
蛋白络合剂(mucin-complexing agents)、粘蛋白增稠剂(mucin-thickening agents)、或
其衍生物和组合。在一些实施方案中，组合物包含使得组合物能够粘附于粘蛋白包被的腔
壁的组分。本公开内容的其他组合物包含粘蛋白络合组分，所述粘蛋白络合组分能够与腔
壁上存在的内源粘蛋白组合形成原位粘蛋白-聚合物络合物，其功能为封闭涂层的组分。其他组合物包含粘蛋白增稠剂，所述粘蛋白增稠剂减少肠粘蛋白层的通透性。某些组合物包
含粘蛋白络合组分和粘蛋白增稠组分的组合。
有的粘蛋白与粘蛋白相互作用剂的相互作用在原位创建。组合物可用于治疗人类受试者中
的代谢紊乱，诸如胰岛素抵抗或T2DM。在实施方案中，组合物能够在近端小肠中形成封闭的肠涂层(intestinal coating)。在多种实施方案中，粘蛋白相互作用剂是一种或更多种粘
蛋白络合剂(mucin-complexing agents)、粘蛋白增稠剂(mucin-thickening agents)、或
其衍生物和组合。在一些实施方案中，组合物包含使得组合物能够粘附于粘蛋白包被的腔
壁的组分。本公开内容的其他组合物包含粘蛋白络合组分，所述粘蛋白络合组分能够与腔
壁上存在的内源粘蛋白组合形成原位粘蛋白-聚合物络合物，其功能为封闭涂层的组分。其他组合物包含粘蛋白增稠剂，所述粘蛋白增稠剂减少肠粘蛋白层的通透性。某些组合物包
含粘蛋白络合组分和粘蛋白增稠组分的组合。
[0014] 如本文讨论的，封闭的、原位、屏障形成组合物以多种剂型施用。在一个实施方案中，组合物作为口服施用于患者的治疗胶囊或片剂递送。在一些实施方案中，胶囊包含呈快速溶解固体粉末形式的活性组合物。在一些实施方案中，胶囊在胃中快速溶解，使得固体粉末组合物能够快速水合或溶解并作为粘液暴露于近端十二指肠。在另一个实施方案中，胶囊包含作为粘液的活性组合物。在一些实施方案中，胶囊提供肠溶特性，保护固体或液体组合物免受胃酸性和靶向递送组合物于近端小肠。在另一个实施方案中，组合物作为用于直
接口服施用于人类受试者的流体或糖浆提供。在另一个实施方案中，组合物以囊剂
(sachet)提供并与水或饮料混合供人类受试者饮用。在所有情形中，在施用剂型于人类受
试者后，组合物能够在近端GI道中形成封闭的屏障，即物理屏障。在所有情形中，治疗组合物在Gl道中不被吸收，并通过排泄从GI道安全排出。
接口服施用于人类受试者的流体或糖浆提供。在另一个实施方案中，组合物以囊剂
(sachet)提供并与水或饮料混合供人类受试者饮用。在所有情形中，在施用剂型于人类受
试者后，组合物能够在近端GI道中形成封闭的屏障，即物理屏障。在所有情形中，治疗组合物在Gl道中不被吸收，并通过排泄从GI道安全排出。
[0015] 在又另一方面，本公开内容提供了用于治疗受试者中的代谢紊乱诸如胰岛素抵抗或T2DM的方法。方法包括向受试者施用本公开内容的组合物。方法通过在近端小肠的腔表
面上形成封闭的涂层实现效力。涂层功能为物理屏障，并且其是足够封闭的以将腔壁与通
过腔的营养物质之间的接触最小化，从而有效治疗代谢紊乱。本发明中描述的封闭的涂层
在原位形成。涂层包括生物相容的、和无毒的聚合材料。本公开内容的原位形成的封闭的涂层功能为上部GI道，具体地十二指肠和任选地胃中的物理屏障。涂层不是完全连续的，并仅封闭近端GI道的一部分，从而不显著地干扰或减少正常营养吸收。涂层是短暂的，提供近端十二指肠的封闭持续足以实现效力的时间段，并通过GI道被排出而不被吸收。
面上形成封闭的涂层实现效力。涂层功能为物理屏障，并且其是足够封闭的以将腔壁与通
过腔的营养物质之间的接触最小化，从而有效治疗代谢紊乱。本发明中描述的封闭的涂层
在原位形成。涂层包括生物相容的、和无毒的聚合材料。本公开内容的原位形成的封闭的涂层功能为上部GI道，具体地十二指肠和任选地胃中的物理屏障。涂层不是完全连续的，并仅封闭近端GI道的一部分，从而不显著地干扰或减少正常营养吸收。涂层是短暂的，提供近端十二指肠的封闭持续足以实现效力的时间段，并通过GI道被排出而不被吸收。
[0017] 附图简述
[0018] 图1阐明腔内容物经过胃肠道800的一部分例如小肠的一部分，经过胃812、十二指肠814和空肠816的正常流动。
[0020] 图3阐明经由通过锚1010例如金属锚固定就位的十二指肠-空肠旁路套管(DJBS)1012保持营养吸收，其中在该图中营养吸收在十二指肠814和空肠816中被阻断62厘米。
[0021] 图4阐明使用当前公开的组合物1110保持营养吸收，其中在该代表性例子中，特定剂量可以将覆盖范围限制为例如近端肠的25cm部分，从而保持营养吸收能力。在这一实施
方案中，关键神经激素信号传导通路也被中断。
方案中，关键神经激素信号传导通路也被中断。
[0022] 图5是说明本发明的多种实施方案中粘蛋白相互作用剂在屏障形成中的作用机制的示意图。
[0023] 图6是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0024] 图7是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0025] 图8是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0026] 图9是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0027] 图10是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0028] 图11是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0029] 图12是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0030] 图13是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0031] 图14是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0032] 图15是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0033] 图16是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0034] 图17是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0035] 图18是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0036] 图19是表示与本公开内容的实施方案有关的数据的图形显示。
[0037] 图20A-20B是肠内衬的图片。图20A是用本发明的壳聚糖组合物处理后的壳聚糖肠内衬(亮白色)的荧光图片(图片在啮齿动物十二指肠中给药后90分钟拍摄)。图20B是作为
对照的肠内衬的荧光图片。
对照的肠内衬的荧光图片。
[0038] 详细说明
[0039] 现在将在下文中参照附图更全面地描述当前公开的主题，在附图中示出当前公开的主题的某些但不是全部的实施方案。相似的数字始终指的是相似的要素。本公开的主题
可以以许多不同的形式来体现并且不应该被解释为局限于本文列出的实施方案；相反，这
些实施方案被提供以使得本公开内容将满足适用的法律要求。事实上，有了前面的描述和
相关的附图中呈现的教导的益处，本公开的主题所属领域的技术人员将想到本文提出的本
公开的主题的许多修改和其他实施方案。因此，应该理解，本公开的主题不限于所公开的具体实施方案并且修改形式和其他实施方案意图被包括在所附权利要求书的范围内。
可以以许多不同的形式来体现并且不应该被解释为局限于本文列出的实施方案；相反，这
些实施方案被提供以使得本公开内容将满足适用的法律要求。事实上，有了前面的描述和
相关的附图中呈现的教导的益处，本公开的主题所属领域的技术人员将想到本文提出的本
公开的主题的许多修改和其他实施方案。因此，应该理解，本公开的主题不限于所公开的具体实施方案并且修改形式和其他实施方案意图被包括在所附权利要求书的范围内。
[0040] 传统上，T2DM通过胰岛素疗法和口服降糖药进行治疗，它们在患者的一生中复合，导致体重增加，并导致更大的胰岛素抵抗。最近，来源于减肥手术的用于治疗T2DM的方法已经被作为传统糖尿病治疗的替代方法。虽然科学团体继续调查这些方法起作用的确切作用机制，十二指肠旁路导致葡萄糖体内平衡是无可争议的。如随机临床试验所证明的，roux-en-y胃旁路术(RYGB)导致>80％的患者完全缓解T2DM。
[0041] 虽然胃旁路手术非常有效，但很少有患者符合体重指数(BMI)要求(大于35kg/m2)，并愿意承担主要(和昂贵)操作的并发症的风险。对于肥胖T2DM患者，每年进行的减肥手术少于200,000次。因此，对99％的糖尿病患者，该程序的缓解效果是不可得的。已经进行了其他尝试以通过引入腔内套管和粘膜表面重建术等等来提供替代的、较少侵入性的解决
方案。
方案。
[0042] 使用减肥套管治疗T2DM的一个例子是植入需要治疗的受试者肠内的62-cm柔性十二指肠-空肠旁路套管(DJBS)持续6到12个月。DJBS已经在欧洲、智利和澳大利亚的数千名
患者中植入。该装置在超过60％的患者中导致2型糖尿病的缓解。然而，植入物可导致不良影响，包括恶心、呕吐和不适。DJBS植入还要求患者在手术后服用营养补充剂。
患者中植入。该装置在超过60％的患者中导致2型糖尿病的缓解。然而，植入物可导致不良影响，包括恶心、呕吐和不适。DJBS植入还要求患者在手术后服用营养补充剂。
[0043] 当前公开的方法作用于与本领域已知的方法不同的机制。事实上，本文公开的实施方案被设计为尽可能多地保留十二指肠的营养吸收能力，同时仍然导致对T2DM的临床显
著效应。这种设计考虑是以假设保留患者从饮食提取营养的能力是治疗的期望因素进行，
并且是基于以下假设：减肥手术的功效的主要机制是抑制神经激素信号传导通路，而不是
抑制营养吸收。
著效应。这种设计考虑是以假设保留患者从饮食提取营养的能力是治疗的期望因素进行，
并且是基于以下假设：减肥手术的功效的主要机制是抑制神经激素信号传导通路，而不是
抑制营养吸收。
[0044] 如本文所提及的，短语“保留显著的营养吸收”及其变型旨在表示保留吸收能力，使得受试者不需要营养补充剂作为治疗的直接结果。显著的营养吸收可意味着与受试者因手术例如植入十二指肠-空肠旁路套管而发生的营养吸收水平相比显著高的营养吸收的水
平。显著的营养吸收应进一步被理解为包括营养诸如碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素或矿物质的吸收。如下文所公开的，“显著的营养吸收”应进一步被理解为包括如在正常受试者中可用d-木糖血液吸收测试证明的营养吸收水平。
平。显著的营养吸收应进一步被理解为包括营养诸如碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素或矿物质的吸收。如下文所公开的，“显著的营养吸收”应进一步被理解为包括如在正常受试者中可用d-木糖血液吸收测试证明的营养吸收水平。
[0045] 因此，当前公开的主题提供了用于治疗代谢紊乱的组合物和治疗代谢紊乱的方法。如本文所用的，术语“代谢紊乱”包括葡萄糖耐受不良、糖尿病前期、1型和2型糖尿病、肥胖症、血脂异常、高血压和胰岛素抵抗。即，提供了当前公开的组合物和方法用于影响十二指肠的特定区域中胃肠内分泌系统的功能，从而产生对肥胖症、糖尿病和其他代谢综合征
的治疗作用。
的治疗作用。
[0046] 如本文所用的，术语“治疗效果”包括从医生的角度来看所期望的效果或结果，效果可以是手术例如植入十二指肠-空肠旁路套管的目标，期望效果可以通过测试结果的变化来测量，所述测试包括但不限于空腹血糖、口服葡萄糖耐量、血红蛋白Alc等等。术语“治疗效果”可以进一步解释为意指具有代谢紊乱的受试者的临床参数的期望变化。
[0047] 因此，在一些方面，当前公开的主题提供了用于对受试者的胃肠(GI)道在肠内衬与腔内含物之间施加物理屏障的方法。方法包括向受试者的GI道施用具有粘蛋白相互作用
剂的组合物。物理屏障经由GI道中固有的粘蛋白与粘蛋白相互作用剂的相互作用在原位创
建。
剂的组合物。物理屏障经由GI道中固有的粘蛋白与粘蛋白相互作用剂的相互作用在原位创
建。
[0048] 如本文所用的，术语“肠腔”是指肠的腔。此外，如本文所用的，术语腔内容物或更具体地腔内内容物应理解为包括肠腔内的食糜、食物流、营养物和食物颗粒。如本文所用的，术语“近端小肠”应理解为意指通常被定义为十二指肠的肠的部分。近端小肠应该进一步被理解为包括胃之后的0到50cm的小肠。即，近端小肠应包括诸如人类肠的前10cm、前
20cm、前30cm和前40cm的范围。在特定实施方案中，物理屏障包括可以呈现不同水平的通透性，并且可以选择性地可渗透的物理屏障。
20cm、前30cm和前40cm的范围。在特定实施方案中，物理屏障包括可以呈现不同水平的通透性，并且可以选择性地可渗透的物理屏障。
[0049] 如本文所用的，术语“物理屏障”包括防止一种材料与一种或更多种其他材料接触的结构。例如，物理屏障可以防止腔内内容物(GI道内的内容物)与GI道壁内的内衬和/或组分的接触。如本文所用的，术语“肠内衬”是指GI道壁的内衬，其可以包括粘膜和粘液。此外，术语“部分”应被解释为意指具有大于约1％、5％、10％、25％、30％、40％、50％或更大的通透性程度。
[0050] 物理屏障可能不完全防止一种或更多种材料之间的接触。因此，物理屏障可以进一步是部分的、不连续的、离散的和空间分布的，可以具有不同程度的通透性，并且可以以不同的量存在和在肠的不同区域中存在。例如，物理屏障可以指与肠的粘液或粘蛋白接触
的半渗透液体涂层。
的半渗透液体涂层。
[0051] 在又更具体的实施方案中，方法进一步包括应用物理屏障来限制GI道内衬上有效覆盖的区域至长度小于约30cm的GI道部分，其中肠道的部分开始于幽门括约肌处，并在远
端向空肠延伸。在特定实施方案中，物理屏障从十二指肠开始应用于GI道，逐渐增加的长度从约1cm至约30cm，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、
23、24、25、26、27、28、29和30cm，包括任何整数和其分数，以具有剂量依赖性效果。
端向空肠延伸。在特定实施方案中，物理屏障从十二指肠开始应用于GI道，逐渐增加的长度从约1cm至约30cm，包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、
23、24、25、26、27、28、29和30cm，包括任何整数和其分数，以具有剂量依赖性效果。
[0052] 在一些实施方案中，当粘蛋白相互作用剂如阳离子化合物在原位与肠壁内衬的阴离子粘蛋白结合时，物理屏障被创建。如本文所用的，术语“在原位创建”及其变型意味着使得能够从构成元件在期望位置本地形成预期屏障的最终实施方案而不是以预先组装的方
式。
式。
[0053] 如本文所公开的，本发明的治疗组合物包括当施用于受试者时能够形成封闭的、不被吸收的腔屏障的材料。组合物的关键组分是粘蛋白相互作用剂，诸如粘蛋白络合化合
物和粘蛋白增稠化合物、增强封闭并使屏障层的通透性最小化的化合物、以及增强治疗组
合物的功效和易用性所需的其他组分诸如润滑剂、粘度调节剂、着色剂、味道和香味控制
剂。本文所述的组合物中的一些化合物可以提供多种功能，例如，某些化合物可以用作粘膜粘附和粘蛋白络合组分。
物和粘蛋白增稠化合物、增强封闭并使屏障层的通透性最小化的化合物、以及增强治疗组
合物的功效和易用性所需的其他组分诸如润滑剂、粘度调节剂、着色剂、味道和香味控制
剂。本文所述的组合物中的一些化合物可以提供多种功能，例如，某些化合物可以用作粘膜粘附和粘蛋白络合组分。
[0054] 在特定实施方案中，屏障形成组分粘附于GI道的粘膜持续保留时间段或停留时间。如本文所用的，术语“保留时间段”或“停留时间”包括范围从半小时至7天的时间段，包括范围从1小时至3小时、1小时至5小时、1小时至24小时、1天至3天等等的时间段。
[0055] 本公开内容中描述的实施方案的停留时间可以根据临床应用而变化。例如，高达50％的T2DM患者患有胃轻瘫或胃排空延迟，这可能要求粘膜粘附内衬比糖尿病前期或非糖
尿病肥胖患者更长时间保持在适当位置。血糖水平通常在进食的前两个小时内，最常见的
是在前60分钟内猛增；因此，在一个实施方案中，内衬应该最少粘附60分钟。在另一个实施方案中，如果糖尿病前期患者在每餐之前不服用药物，因此可能不符合要求改变其行为的
治疗方法，则可能需要持续时间更长的粘膜粘附内衬。在此应用中，内衬可粘附最少6-8小时，最多可能需要24小时。停留时间也会受到聚合物发生最大亲和力的粘液层的影响。例
如，表面的松散粘附层在几分钟到几小时内脱落，而对更深的牢固粘附层的亲和力会导致
持久的粘膜粘附涂层。总之，可以为本公开内容中概述的实施方案中的各种临床和技术考
虑调整停留时间。
尿病肥胖患者更长时间保持在适当位置。血糖水平通常在进食的前两个小时内，最常见的
是在前60分钟内猛增；因此，在一个实施方案中，内衬应该最少粘附60分钟。在另一个实施方案中，如果糖尿病前期患者在每餐之前不服用药物，因此可能不符合要求改变其行为的
治疗方法，则可能需要持续时间更长的粘膜粘附内衬。在此应用中，内衬可粘附最少6-8小时，最多可能需要24小时。停留时间也会受到聚合物发生最大亲和力的粘液层的影响。例
如，表面的松散粘附层在几分钟到几小时内脱落，而对更深的牢固粘附层的亲和力会导致
持久的粘膜粘附涂层。总之，可以为本公开内容中概述的实施方案中的各种临床和技术考
虑调整停留时间。
[0056] 本公开内容的粘蛋白络合剂包括能够络合或缩合肠粘蛋白形成polyplex的聚合化合物。在优选的情况下，得到的polyplex材料将作为肠壁上的封闭涂层粘附剂的组分。治疗组合物的示例性粘蛋白络合化合物包括：壳聚糖、三甲基壳聚糖、壳聚糖乙二醇、壳聚糖乙二醇三甲基碘化铵、聚(赖氨酸)、(ε-聚-L-赖氨酸或EPL)、聚(精氨酸)、聚(组氨酸)、聚(鸟氨酸)、化学改性的壳聚糖衍生物如硫醇化壳聚糖、高等电点蛋白质如碱性乳清蛋白或
溶菌酶、聚乙烯亚胺、羟乙基化的聚乙烯亚胺、聚酰胺胺(PAMAM)树状聚合物、其他阳离子树状聚合物、聚(烯丙胺)及其共聚物、交联的或化学改性的聚(烯丙胺)衍生物如司维拉姆和
考来维仑、聚(二烯丙基胺)及其共聚物、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)及其共聚物、聚(乙烯基胺)及其共聚物、聚(乙烯基咪唑)及其共聚物、聚(乙烯基吡啶)及其共聚物、聚(乙烯基苯胺)及其共聚物、含丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺的胺的共聚物(amine containing
acrylamide and methacrylamide copolymers)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵共聚物、聚
[2-(二甲氨基)乙基甲基丙烯酸共聚物、阳离子明胶衍生物、阳离子右旋糖酐衍生物、阳离子纤维素衍生物、阳离子环糊精衍生物、瓜尔羟丙基三甲基氯化铵、用于化妆品和制药工业的聚季铵盐化合物。化妆品和食品工业中使用的阳离子脂质，如月桂酸精氨酸盐。本发明的优选的粘蛋白缩合组分是：壳聚糖、羟乙基化的聚(乙烯亚胺)、聚赖氨酸、阳离子纤维素衍生物。
溶菌酶、聚乙烯亚胺、羟乙基化的聚乙烯亚胺、聚酰胺胺(PAMAM)树状聚合物、其他阳离子树状聚合物、聚(烯丙胺)及其共聚物、交联的或化学改性的聚(烯丙胺)衍生物如司维拉姆和
考来维仑、聚(二烯丙基胺)及其共聚物、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)及其共聚物、聚(乙烯基胺)及其共聚物、聚(乙烯基咪唑)及其共聚物、聚(乙烯基吡啶)及其共聚物、聚(乙烯基苯胺)及其共聚物、含丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺的胺的共聚物(amine containing
acrylamide and methacrylamide copolymers)、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵共聚物、聚
[2-(二甲氨基)乙基甲基丙烯酸共聚物、阳离子明胶衍生物、阳离子右旋糖酐衍生物、阳离子纤维素衍生物、阳离子环糊精衍生物、瓜尔羟丙基三甲基氯化铵、用于化妆品和制药工业的聚季铵盐化合物。化妆品和食品工业中使用的阳离子脂质，如月桂酸精氨酸盐。本发明的优选的粘蛋白缩合组分是：壳聚糖、羟乙基化的聚(乙烯亚胺)、聚赖氨酸、阳离子纤维素衍生物。
[0057] 本发明的粘蛋白增稠剂包括能够建立与粘蛋白的强相互作用或缔合的化合物，并提供使粘蛋白变硬并使其较少渗透的交联功能。组合物的示例性粘蛋白增稠化合物包括：
强氢键键合化合物表没食子儿茶素、鞣酸和丹宁衍生物、没食子酸衍生物如带有两个或更
多个没食子酰基的聚合物或低聚物、儿茶酚衍生物如DOPA或多巴胺以及用两个或更多个儿
茶酚基团官能化的聚合物或低聚物、凝聚素、凝集原、血凝素如麦胚凝集素、大豆凝集素、木菠萝凝集素(jacalin lectin)；包括二氧化硅和改性二氧化硅的微米颗粒和纳米颗粒、硅
酸盐粘土诸如锂皂石(laponite)、膨润土、锂蒙脱石、皂石、蒙脱石和它们的混合物、氧化锌、氧化钛、硫糖铝；铋III羧酸盐化合物，包括碱式水杨酸铋、次柠檬酸铋、没食子酸铋、新癸酸铋；以及二酰甘油、三酰甘油和磷脂的液晶混合物，例如甘油二油酸酯/磷脂酰胆碱。优选的粘蛋白增稠组分包括锂皂石XLG、表没食子儿茶素、鞣酸和碱式水杨酸铋。
强氢键键合化合物表没食子儿茶素、鞣酸和丹宁衍生物、没食子酸衍生物如带有两个或更
多个没食子酰基的聚合物或低聚物、儿茶酚衍生物如DOPA或多巴胺以及用两个或更多个儿
茶酚基团官能化的聚合物或低聚物、凝聚素、凝集原、血凝素如麦胚凝集素、大豆凝集素、木菠萝凝集素(jacalin lectin)；包括二氧化硅和改性二氧化硅的微米颗粒和纳米颗粒、硅
酸盐粘土诸如锂皂石(laponite)、膨润土、锂蒙脱石、皂石、蒙脱石和它们的混合物、氧化锌、氧化钛、硫糖铝；铋III羧酸盐化合物，包括碱式水杨酸铋、次柠檬酸铋、没食子酸铋、新癸酸铋；以及二酰甘油、三酰甘油和磷脂的液晶混合物，例如甘油二油酸酯/磷脂酰胆碱。优选的粘蛋白增稠组分包括锂皂石XLG、表没食子儿茶素、鞣酸和碱式水杨酸铋。
[0058] 在多种实施方案中，粘蛋白相互作用剂可在按重量计大于或等于约0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％的浓度配制在组合物中。
[0059] 本发明组合物的其他组分可以包括化合物，例如粘膜粘附剂，以增强封闭并使在原位形成的涂层(coating layer)的通透性最小化，以及其它组分例如润滑剂、粘度改变
剂、着色剂、稳定剂、味道和香味控制剂，这些可能是增强治疗组合物的功效和易用性所需的。
剂、着色剂、稳定剂、味道和香味控制剂，这些可能是增强治疗组合物的功效和易用性所需的。
[0060] 本发明的实施方案在近端肠特别是十二指肠中形成封闭的屏障层。在特别优选的实施方案中，封闭的屏障在近端十二指肠或十二指肠球中形成。因此组合物完全能够在从
胃中释放并向近端十二指肠呈现时立即形成屏障层。在一些实施方案中，组合物以液体形
式给药并且在胃中足够稳定和可溶，允许以活性状态立即递送至十二指肠，而不需要进一
步溶胀、溶解或与周围环境平衡。这样的组合物也可以当在胃中时形成屏障层。在其他优选的实施方案中，活性组合物以固体形式给药，能够在胃中水合。慢速溶解提供了免受胃酸作用的一定的保护，但是这些优选的材料仍然能够以完全活性状态呈现到十二指肠早期
(early duodenum)。在又其他优选的实施方案中，活性剂以胶囊或其他肠溶包衣剂型给药，能够提供免受胃酸作用的临时保护。在胶囊或肠溶包衣固体的情况下，给药形式经被设计
为允许在通过幽门阀之后或期间尽快释放组合物。例如，在文献中已经描述了能够靶向递
送于十二指肠的肠溶胶囊。
胃中释放并向近端十二指肠呈现时立即形成屏障层。在一些实施方案中，组合物以液体形
式给药并且在胃中足够稳定和可溶，允许以活性状态立即递送至十二指肠，而不需要进一
步溶胀、溶解或与周围环境平衡。这样的组合物也可以当在胃中时形成屏障层。在其他优选的实施方案中，活性组合物以固体形式给药，能够在胃中水合。慢速溶解提供了免受胃酸作用的一定的保护，但是这些优选的材料仍然能够以完全活性状态呈现到十二指肠早期
(early duodenum)。在又其他优选的实施方案中，活性剂以胶囊或其他肠溶包衣剂型给药，能够提供免受胃酸作用的临时保护。在胶囊或肠溶包衣固体的情况下，给药形式经被设计
为允许在通过幽门阀之后或期间尽快释放组合物。例如，在文献中已经描述了能够靶向递
送于十二指肠的肠溶胶囊。
[0061] 尽管已知胃特别是在空腹状态下呈现高酸性、低pH环境，但由于碱性胰液的存在，转运至十二指肠伴随着pH增加。在优选的组合物中，本发明的活性剂能够以增强与粘蛋白的相互作用的方式响应这种pH增加。例如，在一些优选的实施方案中，活性剂随着在十二指肠中经历pH增加而变得较不水合、较少溶胀或较少溶解。在十二指肠较高pH的溶解度/水合损失有效地允许活性剂在十二指肠中呈现的条件下形成更封闭的层或更封闭的(较不可溶
的)粘蛋白复合物。不将本发明限制为特定机理，本发明优选的活性剂是能够在近端十二指肠中发现的条件下有效形成封闭的屏障层的任何粘蛋白络合剂、粘蛋白结合剂或粘膜粘附
剂。特别优选的剂具有通过展示由从胃(pH＝1.7,空腹)到十二指肠早期(pH＝6.1,空腹)的
pH增加而增强的粘蛋白相互作用特性而靶向十二指肠的活性。
的)粘蛋白复合物。不将本发明限制为特定机理，本发明优选的活性剂是能够在近端十二指肠中发现的条件下有效形成封闭的屏障层的任何粘蛋白络合剂、粘蛋白结合剂或粘膜粘附
剂。特别优选的剂具有通过展示由从胃(pH＝1.7,空腹)到十二指肠早期(pH＝6.1,空腹)的
pH增加而增强的粘蛋白相互作用特性而靶向十二指肠的活性。
[0062] 靶向十二指肠的本发明的优选的粘蛋白相互作用剂包括聚合胺诸如聚乙烯亚胺、聚(烯丙胺)等等。这些聚合物即使在十二指肠pH仍保持高电荷，然而，由于紧邻的质子化胺位点的高密度，它们在十二指肠pH少量去质子化。甚至少量的中和有效地降低聚合物的电
荷密度，并导致这些聚合物链随着pH值的增加而变得更加卷曲、致密，并且水合较差。能够响应于十二指肠pH增加的本发明的其他优选聚合物是具有导致比标准质子化脂族胺低的
pKa值的诱导(inductive)或结构特征的质子化聚胺。这些质子化聚合物的较低pKa导致与
对从胃到十二指肠的转变一致的pH增加更高的敏感性。因此，这类聚合物靶向于与近端十
二指肠的松散粘蛋白相互作用。这些包括用距质子化胺少于三个碳原子的极性基团取代的
聚胺。例如，壳聚糖和取代的衍生物、羟乙基化的聚胺诸如羟乙基聚乙烯亚胺、或缩水甘油-取代的聚胺。β-羟基胺聚合物的一般结构重复单元如下所述：
荷密度，并导致这些聚合物链随着pH值的增加而变得更加卷曲、致密，并且水合较差。能够响应于十二指肠pH增加的本发明的其他优选聚合物是具有导致比标准质子化脂族胺低的
pKa值的诱导(inductive)或结构特征的质子化聚胺。这些质子化聚合物的较低pKa导致与
对从胃到十二指肠的转变一致的pH增加更高的敏感性。因此，这类聚合物靶向于与近端十
二指肠的松散粘蛋白相互作用。这些包括用距质子化胺少于三个碳原子的极性基团取代的
聚胺。例如，壳聚糖和取代的衍生物、羟乙基化的聚胺诸如羟乙基聚乙烯亚胺、或缩水甘油-取代的聚胺。β-羟基胺聚合物的一般结构重复单元如下所述：
[0063]
[0064] 其中R1-R6可以独立地是H、Me、取代或未取代的芳烷基基团。
[0065] 具有β-羟基基团的胺的较低pKa反映了羟基基团与胺氮的分子内氢键键合，降低了氮上的电子密度。以下所示为优选作为本发明的粘蛋白相互作用剂的十二指肠靶向聚合
胺的几个实例。本发明的优选的质子化阳离子聚合物具有小于9.0的pKa值。本发明的尤其
优选的阳离子聚合物具有小于7.0的pKa值。本发明的最优选的阳离子聚合物具有小于或等
于6.0的pKa值。本发明的另一组十二指肠靶向、pH敏感的粘蛋白相互作用剂包括由于氮上
的电子密度的电子非定域化具有较少碱性氮的胺官能聚合物。例如，聚(乙烯基吡啶)、聚
(乙烯基咪唑)、聚(乙烯基苯胺)及其衍生物或共聚物。以下所示为具有电子非定域胺氮原
子的几种优选的粘蛋白相互作用聚合物的结构重复单元。
胺的几个实例。本发明的优选的质子化阳离子聚合物具有小于9.0的pKa值。本发明的尤其
优选的阳离子聚合物具有小于7.0的pKa值。本发明的最优选的阳离子聚合物具有小于或等
于6.0的pKa值。本发明的另一组十二指肠靶向、pH敏感的粘蛋白相互作用剂包括由于氮上
的电子密度的电子非定域化具有较少碱性氮的胺官能聚合物。例如，聚(乙烯基吡啶)、聚
(乙烯基咪唑)、聚(乙烯基苯胺)及其衍生物或共聚物。以下所示为具有电子非定域胺氮原
子的几种优选的粘蛋白相互作用聚合物的结构重复单元。
[0066] 粘蛋白相互作用β-羟基胺聚合物包括具有一种或更多种如下结构的那些：
[0067]
[0068]
[0069] 在一些实施方案中，粘蛋白相互作用非定域胺聚合物包括具有一种或更多种如下结构的那些：
[0070]
[0071]
[0072] 本领域技术人员认识到，壳聚糖材料是分子量从在仅1,500Da范围内的低聚物变化到分子量为1,000,000Da及以上的高聚物的一组多样化多糖。此外，壳多糖脱乙酰形成壳聚糖，得到具有从60％变化到几乎100％的不同脱乙酰程度的水溶性壳聚糖材料。分子量和脱乙酰程度均对聚合物的物理性质如溶解速率、溶液粘度和阳离子密度有显著的影响。这
些物理性质对壳聚糖聚合物溶解于胃中，进入十二指肠，并与上部GI道中的粘蛋白有效地
相互作用的能力有强的影响。出乎意料地，本发明人发现具有高分子量的壳聚糖是本发明
的优选实施方案。分子量大于25,000且小于1,000,000的壳聚糖是优选的。分子量大于90,
000Da且小于600,000Da的壳聚糖是尤其优选的，分子量大于150,000Da且小于600,000Da的
壳聚糖是最尤其优选的。在实施方案中，壳聚糖具有大于约25、50、90、130、150、190、220、
310、350、400、450、500或550kDa的分子量。
些物理性质对壳聚糖聚合物溶解于胃中，进入十二指肠，并与上部GI道中的粘蛋白有效地
相互作用的能力有强的影响。出乎意料地，本发明人发现具有高分子量的壳聚糖是本发明
的优选实施方案。分子量大于25,000且小于1,000,000的壳聚糖是优选的。分子量大于90,
000Da且小于600,000Da的壳聚糖是尤其优选的，分子量大于150,000Da且小于600,000Da的
壳聚糖是最尤其优选的。在实施方案中，壳聚糖具有大于约25、50、90、130、150、190、220、
310、350、400、450、500或550kDa的分子量。
[0073] 另外，具有高脱乙酰程度的壳聚糖是本发明的优选实施方案。脱乙酰程度>75％的壳聚糖是优选的。脱乙酰程度>85％的壳聚糖是尤其优选的。脱乙酰程度>90％的壳聚糖是
最尤其优选的。在实施方案中，利用具有大于约60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或
95％的高脱乙酰程度的壳聚糖。
最尤其优选的。在实施方案中，利用具有大于约60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或
95％的高脱乙酰程度的壳聚糖。
[0074] 已经显示用于本发明的一些粘蛋白相互作用材料形成不溶性粘蛋白复合物。本发明人使用浊度测定法在体外观察了粘蛋白络合和缩合。发明人已经发现，这些粘蛋白缩合
材料改善动物模型中的葡萄糖耐量。不将本发明限制为特定作用机制，发明人提出，在上部GI道中形成的不溶性粘蛋白/聚合物络合物构成能够防止饮食内容物与十二指肠腔壁之间
接触的封闭屏障层。这种封闭的腔屏障干扰神经胃肠道信号传导，从而提供葡萄糖耐量的
显著改善。发明人已经发现，可以通过如上所述的粘蛋白缩合材料在原位形成治疗有用的
屏障。此外，发明人已经发现，治疗有效的腔屏障也由降低十二指肠粘蛋白层的通透性的粘蛋白增稠材料和能够在十二指肠形成屏障层的粘膜粘附材料形成。
材料改善动物模型中的葡萄糖耐量。不将本发明限制为特定作用机制，发明人提出，在上部GI道中形成的不溶性粘蛋白/聚合物络合物构成能够防止饮食内容物与十二指肠腔壁之间
接触的封闭屏障层。这种封闭的腔屏障干扰神经胃肠道信号传导，从而提供葡萄糖耐量的
显著改善。发明人已经发现，可以通过如上所述的粘蛋白缩合材料在原位形成治疗有用的
屏障。此外，发明人已经发现，治疗有效的腔屏障也由降低十二指肠粘蛋白层的通透性的粘蛋白增稠材料和能够在十二指肠形成屏障层的粘膜粘附材料形成。
[0075] 使本发明的优选粘蛋白相互作用剂能够靶向十二指肠的另一个因素是十二指肠中发现的粘液的性质。本发明的粘蛋白相互作用组合物具有较高的与松散粘附的粘蛋白层
相互作用、络合和结合的倾向。十二指肠中松散与牢固粘液层的比例远高于胃。十二指肠中松散结合的粘液丰富，增强了粘蛋白相互作用剂向松散层的扩散，并使十二指肠中屏障的
优先创建成为可能。
相互作用、络合和结合的倾向。十二指肠中松散与牢固粘液层的比例远高于胃。十二指肠中松散结合的粘液丰富，增强了粘蛋白相互作用剂向松散层的扩散，并使十二指肠中屏障的
优先创建成为可能。
[0076] 不将本发明限制为特定作用机制，发明人认识到，粘蛋白缩合类的有效化合物通常是阳离子的，因此也能够与GI道中的胆酸结合。在本发明中预见，能够络合粘蛋白的化合物能独特地通过两种不同的机制起治疗作用：封闭的屏障形成机制(上文详细描述)和胆酸
结合机制。
结合机制。
[0077] 通过胆酸结合剂或螯合剂的作用调节葡萄糖体内平衡最近引起了极大的兴趣。已发表的研究表明施用胆酸结合剂后，肠中胰高血糖素样肽-1(GLP-1)的释放增加。在某些情况下，认为胆酸从早期GI道到远端消化道(例如结肠和/或直肠)的易位刺激L-细胞和/或某
些受体(TGRS)，由此提供治疗肥胖症和/或糖尿病的治疗效果。该疗法被认为是特别有效
的，因为远端消化道中的L细胞浓度显著上升。因此，胆酸被认为对代谢激素具有更有效得多的分泌效应。已公布的数据表明，远端小肠和/或结肠中较高浓度的胆酸盐增强了从远端GI道中存在的L-细胞的肠内分泌肽(例如GLP-1、GLP2、胃泌酸调节素、PYY)的分泌。
些受体(TGRS)，由此提供治疗肥胖症和/或糖尿病的治疗效果。该疗法被认为是特别有效
的，因为远端消化道中的L细胞浓度显著上升。因此，胆酸被认为对代谢激素具有更有效得多的分泌效应。已公布的数据表明，远端小肠和/或结肠中较高浓度的胆酸盐增强了从远端GI道中存在的L-细胞的肠内分泌肽(例如GLP-1、GLP2、胃泌酸调节素、PYY)的分泌。
[0078] 已经开发用于本发明中使用的胆酸螯合的化合物包括各种离子交换聚合物。一种这样的聚合物是考来烯胺，考来烯胺是二乙烯基苯和三甲基铵甲基苯乙烯的共聚物。最近，已经开发了各种聚合物，其特征在于在胺聚合物主链上取代的疏水取代基和季铵基团(描
述于美国专利第5,428,112、5,430,110、5,462,730和6,083,497号，其公开内容通过引用以其整体并入本文)。用于本发明的其它可商购的胆酸螯合剂药物包括考来维仑(商业上称为
)、考来烯胺(商业上称为 )、考来替泊(商业上称为
)和司维拉姆(商业上称为 和 )。
述于美国专利第5,428,112、5,430,110、5,462,730和6,083,497号，其公开内容通过引用以其整体并入本文)。用于本发明的其它可商购的胆酸螯合剂药物包括考来维仑(商业上称为
)、考来烯胺(商业上称为 )、考来替泊(商业上称为
)和司维拉姆(商业上称为 和 )。
[0080] 在一个实施方案中，壳聚糖(Ch)与羟乙基纤维素(HEC)和右旋糖酐(Dex)一起配制。在实施方案中，Ch在0.1％-10.0％(w/w)的范围使用，HEC在0.1％-2.0％(w/w)的范围使用，且Dex在0.05％-1.0％(w/w)的范围使用。在一个实施方案中，Ch/HEC/Dex比率是3/0.5/
0.3。
0.3。
[0081] 在另一个实施方案中，壳聚糖(Ch)与羟乙基纤维素(HEC)一起配制。在实施方案中，Ch在0.1％-10.0％(w/w)的范围使用，且HEC在0.1％-2.0％(w/w)的范围使用。在一个实施方案中，Ch/HEC比率是3/1.5。
[0082] 在另一个实施方案中，壳聚糖(Ch)与锂皂石 一起配制。在实施方案中，Ch在0.1％-10.0％(w/w)的范围使用，且锂皂石在0.1％-3.0％(w/w)的范围使用。在一个实施方案中，Ch/锂皂石比率是3/1。
[0083] 胶体次柠檬酸铋在胃十二指肠紊乱的治疗中非常有效，并且已知通过多种机制起作用。其具有抗微生物特性，并可抑制酶活性。它引起粘液糖蛋白分泌增加，并且还可以结合到粘液层上以充当扩散屏障。其他的羧酸铋如碱式水杨酸铋也已知具有这些胃保护和细
胞保护性质。
胞保护性质。
[0085] 在又另一个实施方案中，羧酸铋化合物与粘蛋白络合组分和粘膜粘附组分一起口服施用。在一个实施方案中，碱式水杨酸铋与壳聚糖(Ch)和羟乙基纤维素(HEC)以7％/3％/
3％(w/w)的比率复合。
3％(w/w)的比率复合。
[0086] 在其他实施方案中，鞣酸与羟乙基纤维素(HEC)组合。在多种实施方案中，鞣酸在0.1％-10.0％(w/w)的范围使用，且HEC在0.1％-2.0％(w/w)的范围使用。在一个实施方案
中，鞣酸/HEC比率是2％/0.5％(w/w)。
中，鞣酸/HEC比率是2％/0.5％(w/w)。
[0087] 在其他实施方案中，鞣酸与壳聚糖组合。鞣酸在0.1％-10.0％(w/w)的范围使用，且壳聚糖在0.1％-10.0％(w/w)的范围使用。在一个实施方案中，鞣酸/壳聚糖比率是1/1。
[0088] 在本文公开的任何实施方案中，可以使用分子量大于约25、50、90、130、150、190、220、310或400kDa的壳聚糖(Ch)。此外，任何这种壳聚糖可具有大于约60％、65％、70％、
75％、80％、85％、90％或95％的脱乙酰程度。在实施方案中，本发明的组合物包含壳聚糖，任选地以按重量计大于或等于约0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或
10％的浓度与水或水性缓冲液组合。
75％、80％、85％、90％或95％的脱乙酰程度。在实施方案中，本发明的组合物包含壳聚糖，任选地以按重量计大于或等于约0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或
10％的浓度与水或水性缓冲液组合。
[0089] 如本文所讨论的，物理屏障通过选自由以下组成的组的制剂递送至受试者的胃肠道：可摄取糖浆、液体、凝胶、软膏、粉末和片剂。
[0090] 在这样的实施方案中，一种或更多种不可渗透或半渗透屏障形成材料可通过内窥镜、鼻或口饲管及其组合被递送至受试者的胃肠道。在另外的实施方案中，将一种或更多种不可渗透或半渗透屏障形成材料喷射到受试者的内肠腔上。在特定实施方案中，喷射在内
窥镜下进行。在液体实施方案中，小肠内衬上的涂层可以是不连续的。
窥镜下进行。在液体实施方案中，小肠内衬上的涂层可以是不连续的。
[0091] 在实施方案中，物理屏障或其制剂通过受试者的自然消化过程(passed by natural digestive processes of the subject)。在又其他实施方案中，物理屏障是通过摄入液体或溶剂可移除的或可逆的。
[0092] 在一些实施方案中，物理屏障的形成期间或此后的保留时间段，物理屏障的组分不会从胃肠道吸收。在特定实施方案中，物理屏障的每种组分以无毒剂量递送。
[0093] 在一些实施方案中，当前公开的主题提供了一种在需要治疗的受试者中治疗T2DM和/或肥胖症的方法，该方法包括破坏GI道例如近端小肠或十二指肠中的一种或更多种信
号传导通路，通过使其区域部分排除与腔内容物接触。如本文所用的，术语“神经激素信号传导通路”是指通过神经或分泌物质诸如激素从身体的一个区域到另一个区域的通信。在
一些实施方案中，部分排除通过用如本文所公开的一种或更多种不可渗透或半渗透屏障形
成组合物内衬十二指肠的区域来实现。在特定实施方案中，部分排除随机分布在十二指肠
或近端小肠内。重要的是，当前公开的方法破坏GI道中的一种或更多种信号传导通路，通过使其区域部分排除与腔内容物的接触，而不显著干扰营养吸收。在一些实施方案中，代谢紊乱选自由以下组成的组：肥胖症、糖尿病前期、胰岛素抵抗、1型糖尿病、2型糖尿病、葡萄糖受损(glucose impairment)、高血压、血脂异常和高脂血症。
号传导通路，通过使其区域部分排除与腔内容物接触。如本文所用的，术语“神经激素信号传导通路”是指通过神经或分泌物质诸如激素从身体的一个区域到另一个区域的通信。在
一些实施方案中，部分排除通过用如本文所公开的一种或更多种不可渗透或半渗透屏障形
成组合物内衬十二指肠的区域来实现。在特定实施方案中，部分排除随机分布在十二指肠
或近端小肠内。重要的是，当前公开的方法破坏GI道中的一种或更多种信号传导通路，通过使其区域部分排除与腔内容物的接触，而不显著干扰营养吸收。在一些实施方案中，代谢紊乱选自由以下组成的组：肥胖症、糖尿病前期、胰岛素抵抗、1型糖尿病、2型糖尿病、葡萄糖受损(glucose impairment)、高血压、血脂异常和高脂血症。
[0094] 通过当前公开的方法在其很多实施方案中治疗的受试者合意地是人类受试者，然而应当理解的是，本文描述的方法关于所有脊椎动物物种是有效的，所有脊椎动物物种意
图被包括在术语“受试者”中。因此，“受试者”可包括用于医疗目的，诸如用于现存状况或疾病的治疗或用于状况或疾病的发作的预防性治疗的人受试者，或用于医疗目的、兽医目的
或发育目的的动物受试者。适合的动物受试者包括哺乳动物，哺乳动物包括但不限于，灵长类动物，例如人、猴、猿等；牛科动物，例如，家牛、公牛等；绵羊(ovine)，例如，绵羊(sheep)等；如山羊(caprine)，例如，山羊(goat)等；猪科动物(porcines)，例如，猪(pigs)、畜牧猪(hogs)等；马科动物(equines)，例如，马、驴、斑马等；猫科动物，包括野生猫和家养猫；犬类(canine)，包括狗；兔类动物，包括家兔、野兔等；和啮齿类动物，包括小鼠、大鼠等。动物可以是转基因动物。在某些实施方案中，受试者是人类，其包括，但不限于，胎儿、新生儿、婴儿、少年和成年的受试者。此外，“受试者”可包括患有或怀疑患有状况或疾病的患者。因此，术语“受试者”和“患者”在本文中被可互换地使用。
图被包括在术语“受试者”中。因此，“受试者”可包括用于医疗目的，诸如用于现存状况或疾病的治疗或用于状况或疾病的发作的预防性治疗的人受试者，或用于医疗目的、兽医目的
或发育目的的动物受试者。适合的动物受试者包括哺乳动物，哺乳动物包括但不限于，灵长类动物，例如人、猴、猿等；牛科动物，例如，家牛、公牛等；绵羊(ovine)，例如，绵羊(sheep)等；如山羊(caprine)，例如，山羊(goat)等；猪科动物(porcines)，例如，猪(pigs)、畜牧猪(hogs)等；马科动物(equines)，例如，马、驴、斑马等；猫科动物，包括野生猫和家养猫；犬类(canine)，包括狗；兔类动物，包括家兔、野兔等；和啮齿类动物，包括小鼠、大鼠等。动物可以是转基因动物。在某些实施方案中，受试者是人类，其包括，但不限于，胎儿、新生儿、婴儿、少年和成年的受试者。此外，“受试者”可包括患有或怀疑患有状况或疾病的患者。因此，术语“受试者”和“患者”在本文中被可互换地使用。
[0095] 在当前公开的方法的具体实施方案中，受试者是哺乳动物受试者。
[0096] 根据长期以来的专利法惯例，在该申请包括权利要求书中当使用术语“一(a)”“一(an)”和“该(the)”时，指“一个或更多个”。因此，例如，提及“一个受试者(a subject)”包括多个受试者，除非上下文清楚地是相反的(例如，多个受试者)，等等。
[0097] 贯穿该说明书和权利要求书，术语“包含(comprise)”、“包含(comprises)”和“包含(comprising)”被用于在非排他性含义，除非当上下文另有要求时。类似地，术语“包含(include)”及其语法变体被意图是非限制性的，使得在清单中的项目的叙述将不排除可以被取代或被添加到所列出的项目的其他相似的项目。
[0098] 尽管本文中采用了特定术语，但它们仅用于一般的和描述性的意义，而非用于限制的目的。除非另有定义，本文使用的所有技术术语和科学术语具有与由本发明描述的主
题所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
题所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。
[0099] 为了本说明书和所附权利要求书的目的，除非另外指明，否则表示量、大小、尺寸、比例、形状、制剂、参数、百分比、参数、数量、特性和用于说明书和权利要求书中的其他数值的所有数目应当被理解为在所有情况下被术语“约”修饰，即使术语“约”可能没有明确地与该值、量或范围一起出现。因此，除非相反地指示，在以下说明书和所附的权利要求书中列出的数值参数不是且不需要是精确的，但是如所期望的可以是接近的和/或更大或更小，反映了公差、转换因子、四舍五入、测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素，取决于本公开的主题寻求获得的期望特性。例如，当术语“约”指值时，可意在包括与特定的量的以下差异：在一些实施方案中±100％、在一些实施方案中±50％、在一些实施方案中±20％、在一些实施方案中±10％、在一些实施方案中±5％、在一些实施方案中±1％、在一些实施
方案中±0.5％、以及在一些实施方案中±0.1％，因为此类差异对于进行所公开的方法或
采用所公开的组合物是适当的。
方案中±0.5％、以及在一些实施方案中±0.1％，因为此类差异对于进行所公开的方法或
采用所公开的组合物是适当的。
[0100] 此外，术语“约”在关于一个或更多个数或数值范围被使用时应当被理解为指的是所有这样的数，包括在范围中的所有的数，并且通过在所提出的数值以上和以下扩展边界来修改该范围。通过端点引述的数值范围包括归入该范围内的所有数值例如全部的整数，
包括其分数(例如，1至5的引述包括1、2、3、4和5，以及其分数，例如1.5、2.25、3.75、4.1等)以及在该范围内的任何范围。
包括其分数(例如，1至5的引述包括1、2、3、4和5，以及其分数，例如1.5、2.25、3.75、4.1等)以及在该范围内的任何范围。
[0101] 提供以下实施例来进一步阐述本发明的实施方案，但并不意图限制本发明的范围。虽然它们是可能使用的那些典型的，但可替代地使用本领域技术人员已知的其他程序、方法或技术。
[0102] 实施例1
[0103] 制剂
[0104] 该实施例阐述了本发明的说明性制剂。
[0105] 表1：制剂1
[0106]成分 量
壳聚糖 1.0g
乙酸 1.0g
DI水 适量(至100g)
壳聚糖 1.0g
乙酸 1.0g
DI水 适量(至100g)
[0107] 表2：制剂2
[0108]成分 量
壳聚糖 0.30g
乙酸缓冲液(pH＝4.7) 适量(至100g)
壳聚糖 0.30g
乙酸缓冲液(pH＝4.7) 适量(至100g)
[0109] 表3：制剂3
[0111] 制剂3如下制备。通过使用Brinkmann Heidolph Electronic High-Torque Overhead Stirrer和以200-300rpm旋转的4叶40mm螺旋桨混合壳聚糖和水来制备粘性水溶
液。在搅拌下加入盐酸水溶液以得到透明凝胶。在搅拌下加入磷酸二氢钠二水合物的水溶
液，得到澄清溶液。在搅拌下加入羟乙基纤维素和右旋糖酐，得到澄清溶液。用氢氧化钠水溶液将pH调节至5.0-6.0。将所得产物进一步混合30分钟。
液。在搅拌下加入盐酸水溶液以得到透明凝胶。在搅拌下加入磷酸二氢钠二水合物的水溶
液，得到澄清溶液。在搅拌下加入羟乙基纤维素和右旋糖酐，得到澄清溶液。用氢氧化钠水溶液将pH调节至5.0-6.0。将所得产物进一步混合30分钟。
[0112] 表4：制剂4-壳聚糖/HEC
[0113]成分 量-重量百分比
壳聚糖 3.0g
甘草次酸 0.06
麦芽糖糊精 6.00
丙二醇 2.94
山梨酸钾 0.4
苯甲酸钠 0.4
羟乙基纤维素 1.5
氢化蓖麻油PEG-40 0.27
EDTA二钠 0.1
苯扎氯铵 0.5
香料(Glycyrrhiza Comp.2717) 0.16
糖精钠 0.1
纯化水 适量至100g重量
壳聚糖 3.0g
甘草次酸 0.06
麦芽糖糊精 6.00
丙二醇 2.94
山梨酸钾 0.4
苯甲酸钠 0.4
羟乙基纤维素 1.5
氢化蓖麻油PEG-40 0.27
EDTA二钠 0.1
苯扎氯铵 0.5
香料(Glycyrrhiza Comp.2717) 0.16
糖精钠 0.1
纯化水 适量至100g重量
[0114] 制剂4如下制备。将水置于装有Brinkmann Heidolph High-Torque Overhead Stirrer顶置式混合器和4叶40mm螺旋桨的500ml烧杯中。在500rpm搅拌下，加入山梨酸钾、苯甲酸钠和EDTA二钠的混合物，接着加入壳聚糖和麦芽糖糊精。每次加入后搅拌混合物直
至组分完全分散。随后加入糖精钠和羟乙基纤维素，使混合物经受真空并在800rpm搅拌2小时。之后，依次加入氢化蓖麻油40/OE和香料、苯扎氯铵以及丙二醇和甘草次酸的混合物，每次加入后搅拌直至组分完全溶解。当所有添加完成后，允许混合物再搅拌30分钟。
至组分完全分散。随后加入糖精钠和羟乙基纤维素，使混合物经受真空并在800rpm搅拌2小时。之后，依次加入氢化蓖麻油40/OE和香料、苯扎氯铵以及丙二醇和甘草次酸的混合物，每次加入后搅拌直至组分完全溶解。当所有添加完成后，允许混合物再搅拌30分钟。
[0115] 表5：制剂5-壳聚糖/锂皂石
[0116]
[0117] 制剂5如下制备。使用Brinkmann Heidolph Electronic High-Torque Overhead Stirrer和以800-1000rpm旋转1小时的4叶40mm螺旋桨，通过加入锂皂石 到水中来
制备粘性水溶液。在搅拌下加入氢氧化钾、柠檬酸、糖精钠、磷酸和甘油的水溶液，得到澄清溶液。在搅拌下加入苯甲醇和聚山梨酯60的溶液，得到澄清溶液。在搅拌下加入壳聚糖以及盐酸水溶液以得到透明凝胶。用磷酸水溶液将pH调节至5.0-6.0。加入PVP并将所得产物进
一步混合30分钟。
制备粘性水溶液。在搅拌下加入氢氧化钾、柠檬酸、糖精钠、磷酸和甘油的水溶液，得到澄清溶液。在搅拌下加入苯甲醇和聚山梨酯60的溶液，得到澄清溶液。在搅拌下加入壳聚糖以及盐酸水溶液以得到透明凝胶。用磷酸水溶液将pH调节至5.0-6.0。加入PVP并将所得产物进
一步混合30分钟。
[0118] 表6：制剂6-鞣酸
[0119]成分 量-重量百分比
纯化水 适量至100g总重量
鞣酸 2.0g
纯化水 适量至100g总重量
鞣酸 2.0g
[0120] 表7：制剂7-鞣酸/CMC
[0122] 表8：制剂8-鞣酸/壳聚糖
[0123]成分 量-重量百分比
纯化水 适量至100g总重量
鞣酸 2.0g
壳聚糖 1.0g
纯化水 适量至100g总重量
鞣酸 2.0g
壳聚糖 1.0g
[0124] 实施例2
[0125] 使用流变仪的粘膜粘附粘度测定
[0126] 使用可编程的Brookfield Model DV-IIIT流变仪(Brookfield Engineering Laboratories,Inc.,USA)测量所有制剂的流变性质和流动行为。流变仪与SC4-18/13R主轴
和小样品适配器一起在37.0±0.1C使用。在DI水、1％乙酸或0.1M乙酸盐缓冲液(pH＝4.7)
中制备壳聚糖的储备溶液(2.0％w/w)。通过在室温轻轻搅拌3小时使干燥的粘蛋白与每种
培养基水合，产生10％w/w的分散体。在涡旋混合器中将5克等份的粘蛋白分散体与5克等份的聚合物溶液在相应的介质中混合，得到关于聚合物1.0％w/w的浓度。粘蛋白的终浓度是
5％w/w。在分析之前，将所有材料保持在37.0±0.1C持续1小时以平衡。将每种制剂的样品
加入流变仪的室中并在测试之前允许其平衡至少2分钟。粘度测量在0-50sec^-l剪切速率
范围内一式三份进行。在每种情况下，粘度测定实验仅对每种溶液样品进行一次。
和小样品适配器一起在37.0±0.1C使用。在DI水、1％乙酸或0.1M乙酸盐缓冲液(pH＝4.7)
中制备壳聚糖的储备溶液(2.0％w/w)。通过在室温轻轻搅拌3小时使干燥的粘蛋白与每种
培养基水合，产生10％w/w的分散体。在涡旋混合器中将5克等份的粘蛋白分散体与5克等份的聚合物溶液在相应的介质中混合，得到关于聚合物1.0％w/w的浓度。粘蛋白的终浓度是
5％w/w。在分析之前，将所有材料保持在37.0±0.1C持续1小时以平衡。将每种制剂的样品
加入流变仪的室中并在测试之前允许其平衡至少2分钟。粘度测量在0-50sec^-l剪切速率
范围内一式三份进行。在每种情况下，粘度测定实验仅对每种溶液样品进行一次。
[0127] 对于粘蛋白/聚合物组合，在方程(l)-(3)中定义了预期粘度(ηexp)、粘度增强(η增强)和相对粘度增强(ηrel)。
[0128] ηexp＝ηpoly+ηmuc (1)
[0129] η增强＝ηobs-ηexp (2)
[0130] ηrel＝ηobs/ηexp (3)
[0131] ηpoly和ηmuc分别是单独的聚合物溶液和粘蛋白溶液的粘度。在发现观察到的粘度(ηobs)大于预期粘度(ηexp)的情况下，则该聚合物被命名为粘蛋白增稠剂。
[0132] 粘度增强(η增强)相当于生物粘附的粘度组分，并且与在方程4中的剪切速率(σ)的粘膜粘附力(F)相关。
[0133] F＝(η增强)(σ) (4)
[0134] 将活性粘蛋白增稠剂根据它们相对较低的粘膜粘附剪切力排序。观察到本发明优选的粘蛋白增稠剂提供显著的粘度增强和粘膜粘附力。
[0135] 实施例3
[0136] 粘蛋白络合浊度测定
[0137] 术语—这些术语遍及实施例使用。
[0138] MW＝分子量
[0139] LCS＝50-190kDa壳聚糖
[0140] MCS＝190-310kDa壳聚糖
[0141] PAA＝聚(丙烯)酸
[0142] HEC＝羟乙基纤维素
[0143] CA＝Carbopol 974P-NF
[0144] HA＝透明质酸
[0145] PVP＝聚乙烯吡咯烷酮
[0146] PVP-DMA＝聚乙烯吡咯烷酮-共-甲基丙烯酸2-二甲基氨乙酯
[0147] PVP-CVA＝聚乙烯吡咯烷酮-共-乙酸乙烯酯
[0148] GC＝市售GelclairTM
[0149] RC＝市售RincinolTM
[0150] MG＝市售MuGardTM
[0151] PVA＝Mowiol(聚乙烯醇mw 205K)
[0152] PMVE-MA＝聚(甲基乙烯基醚-alt-马来酸)
[0153] PDC＝聚(二烯丙基二甲基氯化铵)
[0154] 方法
[0155] 粘蛋白制备
[0156] 将1％(w/v)的猪胃粘蛋白悬浮于pH 4.7的100mM乙酸盐缓冲溶液(ABS)中过夜以完全分散。然后在4摄氏度的离心机中以1,400rpm离心分散体。收集上清液并冷藏直至使
用。
用。
[0157] 使用标准重量/体积(聚合物/溶剂)比率将所有聚合物溶于100mM ABS，pH 4.7中，并使用磁力搅拌器以400RPM混合。在透明的96孔板中使用1:1的比率移取聚合物和粘蛋白。
将平板在37℃孵育60分钟。在孵育期后，使用标准分光光度计在500nm波长读取每个孔。动力学测量使用相同的机器以10秒的频率运行20分钟。
将平板在37℃孵育60分钟。在孵育期后，使用标准分光光度计在500nm波长读取每个孔。动力学测量使用相同的机器以10秒的频率运行20分钟。
[0158] 结果
[0159] 与其他聚合物相比，阳离子聚合物如壳聚糖导致最高的浊度(图6)。
[0160] 浊度测定性能对壳聚糖和粘蛋白二者的浓度敏感。图7和8显示了检查各种壳聚糖浓度的实验结果。在本实验中对0.3％壳聚糖溶液观察到有效的粘蛋白络合。
[0161] 对0.3％LCS和0.3％MCS的进一步研究表明壳聚糖与粘蛋白的快速络合(图9)。聚合物内衬的快速原位形成具有临床意义。糖尿病患者习惯于饭前服药。我们的方法的基础
要求当食物通过十二指肠时，GI道中的神经激素途径被破坏。该数据表明，所描述的实施方案将允许患者吞服在摄取10-60分钟内变得有活性且不可渗透的粘膜内衬。
要求当食物通过十二指肠时，GI道中的神经激素途径被破坏。该数据表明，所描述的实施方案将允许患者吞服在摄取10-60分钟内变得有活性且不可渗透的粘膜内衬。
[0162] 对各种分子量壳聚糖的进一步研究表明，分子量的增加，并且在更有限的程度上，脱乙酰百分比的增加加强了在不同pH环境中壳聚糖与粘蛋白的靶向络合，这有利于十二指肠特异性递送(图19)。图19样品的注释如下：CS＝壳聚糖,FDVIC＝供应商代码,3rd#＝分子量,4th#＝脱乙酰％。例如，CS_HCM_25_75是包含具有75％脱乙酰的壳聚糖(25kDa)的制剂。
每种样品的壳聚糖浓度是按重量计1％。
每种样品的壳聚糖浓度是按重量计1％。
[0163] 实施例4
[0164] 封闭的屏障通透性测定
[0165] 方法
[0166] 为了使用Transwell平板系统评估粘膜粘附物的屏障性能，创建了模拟的粘膜环境。具体地，将0.75μL 1％w/v猪胃粘蛋白(Sigma-Aldrich,USA)溶液沉积到每个硝酸纤维素膜插入物上(孔径：0.45μm,Merck Millipore,Germany)。紧接着，将0.75μL粘膜粘附聚合物或乙酸盐缓冲溶液(ABS)沉积在粘蛋白层顶部。将粘蛋白和聚合物在37℃以120rpm振荡
30分钟以使粘蛋白和聚合物之间能够相互作用。然后将600μL的ABS沉积在插入物外部，并将0.8mg/dL浓度的200μL葡萄糖加入到transwell系统的顶部。在60分钟时从接收室收集样品并铺板。用GAGO-20TM葡萄糖试剂盒(Sigma Aldrich,USA)分析样品用于测量葡萄糖通过
膜的扩散。粘膜粘附聚合物的通透性抑制如下计算。
30分钟以使粘蛋白和聚合物之间能够相互作用。然后将600μL的ABS沉积在插入物外部，并将0.8mg/dL浓度的200μL葡萄糖加入到transwell系统的顶部。在60分钟时从接收室收集样品并铺板。用GAGO-20TM葡萄糖试剂盒(Sigma Aldrich,USA)分析样品用于测量葡萄糖通过
膜的扩散。粘膜粘附聚合物的通透性抑制如下计算。
[0167]
[0168] 结果
[0169] 壳聚糖/粘蛋白相互作用通过比较一定范围分子量的抑制百分比进一步研究。通过增加壳聚糖的分子量同时保持浓度一致来体外证实增强的通透性抑制(图10)。
[0170] 通过比较具有75％脱乙酰；浓度保持不变的各种分子量壳聚糖(25-400kDa)进一步研究壳聚糖/粘蛋白相互作用。随着分子量的增加，观察到不透性增加的一般趋势(图
18)。图18样品的注释如下：CS＝壳聚糖,HMC＝供应商代码,3rd#＝分子量,4th#＝脱乙酰％。
例如，CS_HCM_25_75是包含具有75％脱乙酰的壳聚糖(25kDa)的制剂。每种样品的壳聚糖浓度是按重量计1％。
18)。图18样品的注释如下：CS＝壳聚糖,HMC＝供应商代码,3rd#＝分子量,4th#＝脱乙酰％。
例如，CS_HCM_25_75是包含具有75％脱乙酰的壳聚糖(25kDa)的制剂。每种样品的壳聚糖浓度是按重量计1％。
[0171] 实施例5
[0172] 大鼠口服葡萄糖耐量试验
[0173] 方法
[0174] 进行测试以研究粘膜粘附内衬在治疗T2DM中的功效。在该实验的一些版本中，将输注导管手术植入Sprague Dawley成年雄性大鼠(250g-300g)中。在该实验的一些版本中，将输注导管手术植入Zucker糖尿病肥胖(ZDF)或Goto-Kakizaki(Gk)成年雄性糖尿病大鼠
(250g-400g)中。导管从幽门远端一厘米的肠腔操作，并从动物的上背部退出。植入输注导管后，允许动物恢复至少一周，并且在12小时光暗周期中在19℃-22℃和40％-60％湿度单
独圈养。在本实施例的其他版本中，啮齿动物没有手术植入输注导管。而是，输注通过口服强饲进行。
(250g-400g)中。导管从幽门远端一厘米的肠腔操作，并从动物的上背部退出。植入输注导管后，允许动物恢复至少一周，并且在12小时光暗周期中在19℃-22℃和40％-60％湿度单
独圈养。在本实施例的其他版本中，啮齿动物没有手术植入输注导管。而是，输注通过口服强饲进行。
[0175] 在实验之前，所有大鼠空腹18小时并允许水。除非下文另有说明，将动物分成接受0.9％盐水的对照组和接受感兴趣的粘膜粘附化合物的处理组。除非另有说明，否则通过十二指肠插管(duodenal cannula)以指定浓度以1mL剂量施用单个输注。在最后一次强饲盐
水或粘膜粘附物后45分钟，获取基线血糖水平。在基线血糖读数之后立即给予0.1g/mL葡萄糖溶液(40％浓度，lg/kg大鼠)的口服强饲。在葡萄糖施用后历时2-3小时时间段在指定的
时间点从每只大鼠采取葡萄糖耐量试验样品。
水或粘膜粘附物后45分钟，获取基线血糖水平。在基线血糖读数之后立即给予0.1g/mL葡萄糖溶液(40％浓度，lg/kg大鼠)的口服强饲。在葡萄糖施用后历时2-3小时时间段在指定的
时间点从每只大鼠采取葡萄糖耐量试验样品。
[0176] 结果
[0177] 研究ID：AS049(图11)
[0178] 粘膜粘附制剂：溶解于1％乙酸的1％(w/w)MMW壳聚糖(190-310kDa壳聚糖)(制剂1；CS_MMW_1％)
[0179] 对照：0.9％NaCl
[0180] 给药：通过十二指肠插管/导管(catheter)4次0.85mL输注。输注以30分钟的间隔分隔。
[0181] 讨论：如上图所示，在1％乙酸中的1％壳聚糖(制剂1)在施用于健康的Sprague-Dawley啮齿动物的2小时口服葡萄糖耐量试验中使葡萄糖曲线平端化上有效。当考虑转化
为患有T2DM的人类时，该峰值的平端化是显著的。众所周知，不受控制的血糖峰值是造成许多与T2DM相关的大血管和微血管并发症的原因。为了确定给药效果制剂1，使用相同的参数进行另一实验，但是只有2个0.85mL的团注，有效地使粘膜粘附聚合物的总剂量减半。
为患有T2DM的人类时，该峰值的平端化是显著的。众所周知，不受控制的血糖峰值是造成许多与T2DM相关的大血管和微血管并发症的原因。为了确定给药效果制剂1，使用相同的参数进行另一实验，但是只有2个0.85mL的团注，有效地使粘膜粘附聚合物的总剂量减半。
[0182] 研究ID：AS056(图12)
[0183] 粘膜粘附制剂：溶解于1％乙酸的1％(w/w)MMW壳聚糖(190-310kDa壳聚糖)(制剂1；CS_MMW_1％)
[0184] 对照：0.9％NaCl
[0185] 给药：通过十二指肠插管/导管2次0.85mL输注。输注以30分钟的间隔分隔。
[0186] 解释：再次，在1％乙酸中的1％壳聚糖(制剂1)在施用于健康的Sprague-Dawley啮齿动物的2小时口服葡萄糖耐量试验中使葡萄糖曲线平端化上有效。然而，在这个实验中，仅施用2个0.85mL的团注。代替观察到葡萄糖曲线上的效果减弱，实现了类似的有效结果。
这支持了抑制营养吸收不是肠屏障的主要机制的假设。而是，涂布近端消化道的特定区域
导致治疗效果。将剂量加倍不一定会导致更大的治疗效果，如如果抑制营养吸收是主要的
作用机制将预计的。
这支持了抑制营养吸收不是肠屏障的主要机制的假设。而是，涂布近端消化道的特定区域
导致治疗效果。将剂量加倍不一定会导致更大的治疗效果，如如果抑制营养吸收是主要的
作用机制将预计的。
[0187] 4次团注和2次团注研究分别代表100mg/kg和50mg/kg MMW壳聚糖的剂量。这些实验的结果表明，MMW壳聚糖的临床相关剂量在10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、
130、140、150mg/kg的范围中。
130、140、150mg/kg的范围中。
[0188] 研究ID：AS046(图11)
[0189] 粘膜粘附制剂：DI H2O中的15％聚乙烯吡咯烷酮(PVP)
[0190] 对照：0.9％NaCl
[0191] 给药：通过十二指肠插管4次0.85mL输注。输注以30分钟的间隔分隔。
[0192] 解释：结果表明，单独的15％PVP不会显示与与其他组分如透明质酸(HA)组合时的PVP相同的治疗效果。鉴于15％PVP的粘度，这一重要结果表明，延迟/缓慢的胃排空不负责2小时口服葡萄糖耐量试验中所观察到的治疗效果。
[0193] 研究ID：AS062(数据未显示)
[0194] 粘膜粘附制剂：1％乙酸中的0.3％壳聚糖(制剂1)
[0195] 对照：0.9％NaCl
[0196] 给药：通过十二指肠插管4次0.85mL输注。输注以30分钟的间隔分隔。
[0197] 解释：预测地，与乙酸中1％壳聚糖类似或更好的功效是预期的，如通过浊度测定预测的。
[0198] 研究ID：AS063(数据未显示)
[0199] 粘膜粘附制剂：1％乙酸和DI H2O中的7.3％PVA
[0200] 对照：0.9％NaCl
[0201] 给药：通过十二指肠插管4次0.85mL输注。输注以30分钟的间隔分隔。
[0202] 解释：预测地，预计PVA是阴性对照，强调粘膜粘附和高性能对测定如浊度测定的重要性。
[0203] 结果
[0204] 研究ID：ZDF018(图13)
[0205] 化合物：壳聚糖
[0206] 制剂：1％乙酸缓冲液中的4％壳聚糖(25kDa,75％脱乙酰)(w/w)。
[0207] 亚类：粘蛋白相互作用剂
[0208] 递送：十二指肠插管
[0209] 品系：Zucker Diabetic Fatty啮齿动物
[0210] 峰比较(处理vs.对照)：228％vs.265％
[0211] 递增AUC的减少：CS_25_75_4％＝13.2％(参见图13)。
[0212] 研究ID：ZDF019(图14)
[0213] 化合物：壳聚糖
[0214] 制剂：1％乙酸缓冲液中的4％壳聚糖(90kDa,75％脱乙酰)(w/w)。
[0215] 亚类：粘蛋白相互作用剂
[0216] 递送：十二指肠插管
[0217] 品系：Zucker Diabetic Fatty啮齿动物
[0218] 峰比较(处理vs.对照)：197％vs.244％
[0219] 递增AUC的减少：CS_90_75_4％＝20.1％(参见图14)。
[0220] 研究ID：ZDF021(图15)
[0221] 化合物：壳聚糖和壳聚糖-儿茶酚衍生物
[0222] 制剂：1％乙酸缓冲液中的1％壳聚糖(600kDa)(w/w)。
[0223] 亚类：粘蛋白相互作用剂
[0224] 递送：十二指肠插管
[0225] 品系：Zucker Diabetic Fatty啮齿动物
[0226] 峰比较(壳聚糖vs.壳聚糖-儿茶酚vs.对照)：257％vs.251％vs.293％
[0227] 递增AUC的减少：CS_600_75_1％＝20.3％；CS+Cat_600_75_l％＝26.7％(参见图15)。
[0228] 研究ID：GK001-002(图16)
[0229] 化合物：鞣酸
[0230] 制剂：水中4％鞣酸(w/w).
[0231] 递送：口服强饲
[0232] 亚类：粘蛋白相互作用剂
[0233] 品系：Goto-Kakizaki啮齿动物
[0234] 峰比较(处理vs.对照)：257％vs.300％
[0235] 递增AUC的减少：TA_4％＝13.1％
[0236] 研究ID：ZDF020(图17)；使用非粘膜粘附相互作用剂例如PVP的阴性样品。
[0237] 化合物：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)
[0238] 制剂：4％浓度的150kDa PVP
[0239] 亚类：总体粘膜粘附
[0240] 峰比较(处理vs.对照)：316％vs.279％
[0241] 递增AUC的减少＝-20.5％(参见图17)。
[0242] 实施例6
[0243] 粘附剂在啮齿动物口服葡萄糖耐量试验中的区域特异性作用
[0244] 方法
[0245] 进行测试以研究粘膜粘附内衬在治疗T2DM中的区域特异性作用。将输注导管手术植入到两组Sprague Dawley成年雄性大鼠(250g-300g)中，入口离开动物的上背部。在第一组(称为十二指肠组)中，导管在幽门远端一厘米进入肠腔。在第二组(称为空肠组)中，导管从Treitz韧带进入肠内。植入输注导管后，允许动物恢复至少一周，并且在12小时光暗周期中在19℃-22℃和40％-60％湿度单独圈养。在实验之前，所有大鼠空腹18小时并允许水。将十二指肠组和空肠组中的动物分为强饲0.9％盐水的对照组(n＝4)和强饲感兴趣的粘膜粘
附化合物的处理组(n＝4)。输注通过插管以四个相等的剂量施用，间隔30分钟。在第四次强饲盐水或粘膜粘附物后半小时，获取基线血糖水平。
附化合物的处理组(n＝4)。输注通过插管以四个相等的剂量施用，间隔30分钟。在第四次强饲盐水或粘膜粘附物后半小时，获取基线血糖水平。
[0246] 在基线血糖读数之后立即给予0.1g/mL葡萄糖溶液(lg/kg大鼠)的口服强饲。在葡萄糖施用后0、15、30、45、60、75、90、105和120分钟时从每只大鼠采取葡萄糖耐量试验样品。
[0247] 实施例7
[0248] 使用荧光的粘膜粘附分布
[0249] 材料
[0250] 从Harlan Laboratories购买Sprague Dawley啮齿动物(250g-300g)，并植入或不植入十二指肠导管。使用标准FITC方案制备用异硫氰酸荧光素(FITC)加标签的1％乙酸中
的1％(w/v)壳聚糖。在Beckman Coulter分光光度计(Brea,California,USA)上使用标准
FITC方案使用黑色96孔板读取样品。
的1％(w/v)壳聚糖。在Beckman Coulter分光光度计(Brea,California,USA)上使用标准
FITC方案使用黑色96孔板读取样品。
[0251] 方法
[0252] 试验组口服或通过十二指肠导管接受FITC壳聚糖。对照组口服或通过十二指肠导管接受0.9％。在t(mins)＝0、t＝30、t＝60、t＝90、t＝120、和t＝180时处死啮齿动物。从胃开始，每2cm一式三份采集样品，直到进入小肠50cm。每种样品在均质化前在冷0.9％盐水中轻轻冲洗，并在4℃以10,000RPM离心10分钟。上清液使用96孔板一式三份铺板。
[0253] 结果
[0254] 获得内衬的荧光图像以证明聚合物作为肠内衬的保留。荧光肠内衬的代表性图像参见图20A和20B。
[0255] 尽管已经参照上述实施例描述了本发明，将会理解，修改和变化被包含在本发明的精神和范围内。
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