证明肺毒蕈碱的受体入住率tiotropium:平移正电子发射断层摄影术在非人类灵长类动物和人类的研究

1。介绍

毒蕈碱的受体(mAChR)拮抗剂连同其他支气管扩张剂的当前主流缓解呼吸困难患者的慢性肺部疾病(1- - - - - -3)。的临床疗效第一个长效mAChR拮抗剂(喇嘛)tiotropium多年来促使开发新的喇嘛(4)。然而,尽管他们的广泛使用,喇嘛的程度和持续时间绑定到受体在人类的肺部组织在活的有机体内仍知之甚少(5)。

受体入住率(RO)是指一个受体的比例人口被药物靶向受体在指定的剂量或浓度在等离子体。RO概念是早期介绍了正电子发射断层扫描(PET)研究的药物用于治疗神经精神障碍(6,7)。作为关联的药效学和安全性参数,从而支持选择最佳剂量强度和剂量间隔检查在临床试验(8- - - - - -12)。

分子成像的mAChRs肺是通过放射性配体的早期发展¹¹C vc - 002,奉献mAChR拮抗剂已被证明有特定的绑定到肺毒蕈碱的受体(13,14)。用放射性配体(¹¹C vc - 002我们最近进行一个宠物研究灵长类相比(额定马力)和肺吸入后mAChR入住率,静脉输液的喇嘛ipratropium (15)。研究表明,可以证明dose-occupancy关系在肺癌和演示了吸入给药途径的治疗优势。(¹¹C] vc - 002绑定毒蕈碱的受体最近两次试验法的研究在人类进一步检查(16)。得出的动力学行为和绑定特征放射性配体出现适合应用研究毒蕈碱的受体入住率在人类肺部。

目前转化宠物研究的目的是评估的入住率tiotropium mAChR在肺部在活的有机体内。tiotropium曝光和受体之间的关系入住率在额定马力经过静脉注射的剂量评估覆盖广泛。测量的可行性mAChR入住率被证实在一个小样本的健康人体吸入后tiotropium的单一治疗剂量。

2。材料和方法

2.1。在非人灵长类动物的研究

这项研究是动物研究伦理委员会批准的斯德哥尔摩北部地区。三个成年雌性猕猴平均体重6.1公斤)都包括在内。非人类的灵长类动物(额定马力)是属于精神病学研究中心临床神经科学学系卡罗林斯卡医学院,并安置在阿斯特丽德Fagraeus实验室桑纳,瑞典卡罗林斯卡医学院。

2.1.1。研究设计

这项研究在额定马力由8实验。两个PET-measurements [¹¹C] vc - 002进行每一天。基线PET-measurement之后第二个测量2.5 h后在基线条件(两次试验法的)或静脉输液管理tiotropium(预处理)。两个猴子(NHP1和NHP2)参加了两次试验法的测量。所有三个猴子(NHP1-3)参与两个预处理会话。在预处理的测量(n= 6),tiotropium注入超过15分钟开始前20分钟(¹¹C vc - 002注射(详细信息请参阅补充图S1)。六个剂量的tiotropium变化从0.03到1.0μ克/公斤。预计最高剂量诱导饱和水平的tiotropium绑定在肺部。等条件可行的高剂量在额定马力耐受性良好。

2.1.2。tiotropium测量等离子体浓度

在每个宠物测量与活性药物,静脉血样采集测定tiotropium血浆浓度。样本绘制之前tiotropium政府约35分钟前(¹¹C vc - 002注,tiotropium政府在0.5后,1、5、15、30和60分钟后(¹¹C vc - 002注射。tiotropium的血浆浓度是衡量固相萃取,其次是高效液相色谱法和大气压化学电离串联质谱(质/ MS) (17)。量化的下限(LLOQ)下午5点。血浆浓度曲线下的面积测量时间的宠物(90分钟)和除以时间计算得到的平均血浆浓度在宠物。

2.1.3。宠物的测量

全身麻醉是诱发的肌内注射盐酸氯胺酮(大约10毫克/公斤)和气管插管后由管理七氟醚(2% - -8%)、氧气、空气和医疗。头固定和安全监测程序(体温、心率、血压、液体平衡)进行如前所述(15)。

放射性配体(¹¹C vc - 002是卡罗琳斯卡大学准备在宠物中心医院(如前所述)(13,15)。在每个宠物测量,无菌生理、磷酸盐(pH值7.4)盐(PBS)解决方案包含(¹¹C vc - 002,体积不超过5毫升,期间作为丸到小腿肚的静脉注射5 s。宠物数据采集开始时丸注入。在所有测量的放射化学纯度¹¹C] vc - 002超过99%时注入。意思是放射性物质注入154兆贝可(SD±9兆贝可,范围139 - 172兆贝可N= 16测量)。注入的摩尔活动时间是689年GBq /µ摩尔(SD±814 GBq /µ摩尔,范围129 - 3195 GBq /µ0.25摩尔)对应于一个注射的质量μg (SD±18μ0.025 - -0.57 g,范围μg)。

宠物的测量进行了研究使用高分辨率层析x射线摄影机(HRRT)(西门子分子成像)。在肺部放射性测量连续超过63分钟使用一个成像协议详细描述之前(15)。简而言之,6分钟使用一个传输扫描^137年Cs来源是立即执行之前(¹¹C vc - 002注射。数据获得在列表模式下连续输液注射后63分钟的¹¹C vc - 002。图像重建的一系列时间框架(9×10 s, 2×15秒,3×20年代,4×30年代,4×1分钟,4×3分钟,和7×6分钟)。

2.1.4。血液采样测量放射性的

静脉血液样本(1 - 3毫升)得到手动1,2,3,5、15、30、45、60分钟的放射性测量使用well-counter全血和血浆。程序曾被详细描述(15)。

2.2。人类的研究

2.2.1。主题和研究设计

区域伦理委员会批准的这项研究是在斯德哥尔摩卡罗林斯卡大学和辐射防护委员会医院,斯德哥尔摩。从每个主题得到书面知情同意。

20 - 50岁,7名男性受试者招募和研究在宠物中心,临床神经科学、瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院。健康受试者根据病史,临床检查,血液和尿液常规实验室测试。没有药物被允许在时间的研究。

全身的PET-measurements进行通用电气710年发现的PET / CT-system核医学,卡罗琳斯卡大学医院,索尔纳。每个主题参与两个或三个宠物考试进行单独的天。

在第1部分中,受试者H1-H3第一次参加了一个基线(提单)测量。第二个宠物7 - 12天后执行测量和2 h后吸入治疗剂量的tiotropium (18µg)。

在第2部分中,每四个科目H4-H7参与三个宠物测量。第一个宠物(提单)之后,两个宠物测量,每一个与tiotropium预处理后(18µg),预处理宠物测量开始后30分钟吸入tiotropium受试者H4-H5和2 h后吸入受试者H6-H7(详细信息请参阅补充图S1)。在这两个研究部分,不良事件监测在实验的日子里,一个星期后测量通过后续的电话。

2.2.2。tiotropium测量等离子体浓度

在第1部分中(受试者H1-H3) tiotropium在等离子体的浓度没有测量。在第2部分中(受试者H4-H7), 3静脉血样本获得的开始,中间和结束时间的宠物测量,即。30 - 90或120 - 180分钟后tiotropium吸入。标准质/ MS分析tiotropium执行静脉血浆浓度,即。,在额定马力一样(17)。量化的下限(LLOQ)是1.3点(注:实验室设备不同于一个用于额定马力样本)。计算得到的平均浓度在收购宠物是血浆浓度曲线下的面积除以宠物的持续时间。

2.2.3。PET / CT测量

宠物检查、放射化学、血液采样、图像处理和量化进行本质上详细描述我们之前出版的两次试验法的可靠性(¹¹C] vc - 002绑定在人类肺癌(16)。的放射化学纯度¹¹C] vc - 002超过99%时注入的测量。意思是注射放射性220兆贝可(SD±37兆贝可,范围165 - 296兆贝可N= 18)和摩尔398 GBq /活动µ摩尔(SD±250 GBq /µ摩尔,51 - 955 GBq /范围µ摩尔)。相应的注射放射性配体的质量为0.34μg (SD±0.34, 0.08 - -1.24范围μg)。

成像时检查每个主题在PET / CT定位系统从仰卧位与胸部位于16厘米的视野。最初,低剂量CT胸部了。静脉输液注射后的¹¹C] vc - 002放射性收购在列表模式下63分钟提供一个重建的4 d宠物形象与等效框架33时间计时的额定马力学习。

宠物形象评估,如果可能的话,纠正frame主题活动如前所述(16)。简而言之,重建的4 d宠物图像帧重新有一个一致的主题地位。如果宠物不匹配的框架和CT扫描用于衰减校正,宠物形象re-reconstructed最小化这个运动构件的影响,通过确保正确对齐的衰减地图对于每一个时间框架。最后纠正图像质量检查存在严重intraframe主题相关的潜在剩余工件运动。

2.2.4。血液采样测量(¹¹C vc - 002放射性浓度

在宠物动脉插管插入一个径向动脉。注射后的¹¹C vc - 002, 3动脉血液样本(2每毫升)手工绘制在10日25日和45分钟的目的确定平均plasma-to-whole-blood比率。

2.2.5。感兴趣的区域描述

roi的肺和主动脉弓划定自动如前所述(16)。简而言之,该方法依赖于co-registered CT图像确定体素在体内与基于CT密度低于水Hounsfield单位价值。的二进制图像体素是然后使用求和宠物图像和图像处理精制形态学操作到达确定ROI覆盖两肺。拱的体积内压降主动脉被确定基于体素的高放射性承运注射后的早期时间进程。此外,纵隔的搜索被限制空间,区分静脉动脉压(例如,腔静脉)和基于相对时间的辐射峰值。最后,roi应用于一系列宠物图像获取整个肺tac(双边)和主动脉,分别。

2.3。量化放射性配体结合和受体入住率

2.3.1。量化的¹¹C vc - 002绑定在肺部

总(即。,parent plus radioactive metabolites) plasma radioactivity concentration was used as the input function for quantification of binding as previously established and described (15,16)。推导曲线,主动脉的TAC是乘以平均plasma-to-whole-blood放射性比值计算从血液样本如上所述。

参数用来表达(¹¹C] vc - 002绑定的总量分配(V_T总绑定的),这是一个索引组织,即。,the sum of non-specific and receptor-specific binding. V_T数值相当于组织分配系数,即。,the ratio of tissue to plasma concentration in case of proper steady state conditions.

进行了量化为每个体积元素(体素)使用数据驱动的参数估计图像基于区划的理论(描述),如前面描述的(16,18)。指数的范围,采用动力学的计算表的基函数所使用的描述,是在0.0136 - 1 /分钟和0.6 - 1 /分钟(根据(18)]。描述的主要输出是voxel-wise参数V的图像_T在肺部。

2.3.2。量化的受体入住率

受体入住率计算时直接参考地区微不足道的绑定的可用性提供了一个估计的非特异性结合,从而允许区分目标地区的特异性和非特异性结合。然而,在肺部成像没有参考区域和特定的绑定组件等放射性配体(¹¹C] vc - 002不能直接量化(16)。受体后入住率药物管理局的评估而不是使用拉森情节估计,建立间接方法(19,20.)。

间接拉森方法是基于总绑定(V_T)值和依赖于假设各个部分mAChR肺部有不同程度的表达,因此特定的(¹¹C vc - 002绑定;和非特异性结合的背景以及药物暴露在目标是相似的器官。基于这些假设,肺V_T数据从基线和预处理条件是进入了一种图形化的评价(拉森情节),提供的估计受体入住率以及非特异性(non-displaceable)绑定,V_ND(19- - - - - -21)。

拉森的散点图分析得到的参数图像V_T在肺组织,将采样后减少voxel-wise V的变化过程_T估计,因此,传播(方差)的散点图。详细参数图像的立体像素计数减少4倍在每个维度,即。64倍的减少像素点的总数,通过计算平均V_T估计每个相邻的4×4×4块体素。然后voxel-wise V_T肺内估计基线和预处理提取投射到拉森和阴谋。为此,肺ROI掩模,在获得最初的PET图像分辨率,第一次被侵蚀抛弃体素的边缘肺(2-voxel保证金内表面),然后downsampled两个步骤。每个将采样步骤减少2倍体积大小以及每个维度,即。,a 8-fold reduction in the total count of voxels, and then retained voxels as “within-lung” which had a downsampled value >0.5 (i.e., > 50% probability for lung). The final downsampled lung ROI mask had the same resolution as the downsampled V_T参数的图像,这样就可以申请提取voxel-wise肺V_T值。

拉森的原始图形的方法继承策划的不同V_T基线和预处理条件与基线V之间_T值在肺散点图。受体入住率由执行约束估计,加权线性适合更看重散射点在拉森情节内核密度更高的地方。拉森的修改变量的方法被用在一个主题(编辑),在缺乏可用的基线数据,依靠V_T数据只有一对吸入药物后的实验以及测量等离子体的平均药物浓度在宠物根据先前所描述的方法使用线性回归分析(21)。

目前获得受体入住率值相比之前报道两次试验法的研究在人类(16)。为此,两次试验法的数据集进行重新分析使用相同的设置是在目前的研究中,例如,parametric images were obtained using only the first 63 min of the acquired 90-min data and with the same DEPICT settings as specified above in section2.3。1。获得一个无偏明显占用估计在两次试验法的数据集,拉森情节分析被执行两次,切换测试和重新测试的顺序数据集,然后平均斜率计算。

2.3.3。评估等离子exposure-occupancy关系

拉森情节的入住率值获得进入药物血浆浓度曲线关系的分析和肺受体入住率。详细加权非线性最小二乘曲线拟合进行了使用以下方程:。

Occ入住率,Occ吗_马克斯是最大程度的入住率tiotropium实现的目标结合位点检测到(¹¹C] vc - 002 C_p在宠物和平均等离子tiotropium浓度K_我是明显的抑制常数,即血浆浓度时Occ等于一半的Occ_马克斯。

入住率的模型拟合值估计从拉森情节分析,获得收益的估计K_我。最大的入住率,Occ_马克斯,要么是固定在100%,或者估计的健康。的R平方值的线性与拉森情节入住率估计被用作权重因素当入住率模型拟合,即。实际上给占用更多的重量值,更确定。模型安装在单独的分析额定马力(静脉输液administration-based)和人类(吸入)数据,分别。

2.4。统计数据

使用Matlab进行处理和计算,版本R2014b (www.mathworks.com)。入住率的估计使用加权线性最小二乘拟合优度统计评估提供,如确定系数,R²,标准误差系数的95%置信区间。一个简单的t以及分别表现在inter-individual每组平均入住率值(预处理或两次试验法的)和物种(额定马力或人工)。进行统计评估的结果exposure-occupancy模型适合:(1)确定拟合优度(以及其他标准误差和95%置信区间的计算拟合参数),(2)比较替代模型的数据(通过使用一个额定马力F以及,Akaike的信息标准的价值观,AIC和调整R平方值),(3)基于比较静脉输液管理(额定马力)和吸入(人类)K_我估计(通过使用双尾t测试)。在所有分析,统计学意义(α)成立p< 0.05。

3所示。结果

3.1。研究在额定马力

3.1.1。Tiotropium血浆浓度

包括三个额定马力和整体六预处理实验(剂量在0.03比1µ克/公斤)。测量tiotropium等离子体浓度间隔很广,从sub-therapeutic (∼2 pM) supra-therapeutic水平(∼300 pM)。NHP1,注射后tiotropium低剂量的0.03µ克/公斤,只有第一个post-injection样本值高于量化的下限(LLOQ)。浓度的值用于进一步分析估计的帮助下一个引用血浆浓度曲线,测量峰值(见扩展补充图S2)。

3.1.2。宠物测量和(¹¹C vc - 002绑定在肺部

目视检查静脉注射后的pet图像获得的¹¹C] vc - 002显示,放射性分布在整个肺(图1)。在肺部放射性浓度相比,放射性心脏组织和肝脏在一个更高的水平。tiotropium管理后,有一个明显的减少放射性肺和心脏,但不是肝脏(图1)。

减少放射性tiotropium也明显后检查肺部时间曲线(图2一个)。等离子体,当比较预处理系统没有区别和基线条件(图2 b)。因此,故事情节可视化肺组织的比例随时间等离子体显示明显与tiotropium预处理的效果(图2 c)。

Voxel-wise动力学分析的参数估计总放射性配体结合(总量的分布,V_T)。结果参数V的图像_T还演示了减少总绑定在预处理后肺(图3一)。整个肺总绑定的¹¹C] vc - 002以剂量依赖的方式减少到63%额定马力预处理后,但平均维持在两次试验法的条件(表1)。

3.1.3。受体入住率在肺部组织

[的入住率¹¹C vc - 002 tiotropium引起的结合位点是量化使用拉森情节(图3 b)和变化在11%和78%之间。值明显不同于零(p= 0.008,双尾t以及)(图4一,表1)。此外,V_ND估计得到的拉森情节表明non-displaceable绑定在肺组织的平均基线绑定(总额的10%表1)。两次试验法的两个数据集的分析(NHP1和NHP2)产生无偏拉森情节估计“占用”的8.9%和6.1%,分别。这些值被用于比较的目的(图4一,表1)。

3.1.4。等离子体exposure-receptor入住率的关系

入住率值绘制与六预处理的血浆浓度测量额定马力(数据上)。描述的数据可以根据曲线关系方程1。K_我明显的抑制常数,对应于血浆浓度时一半的药物针对结合位点估计被占用。Occ模型拟合_马克斯产生了一个参数固定在100%K_我估计的84.3点(95%置信区间:43.2—-164.6点)(图4 b)。另外,非固定模式适应了K_我估计下午29.1(95%置信区间:11.2—-75.5 pM)和Occ_马克斯估计的79.6%(95%置信区间CI: 66.2 - -93.0%) (图4 c)。等离子体的非固定模型符合提供一个更好的描述concentration-occupancy数据可视化和根据统计评估单侧F以及(F值9.65,p值:0.036),或当比较Akaike信息准则值(第一模型与AIC: 36.5 31.2第二模型)或调整R平方值拟合模型的第一个模型(0.59 vs 0.85第二个模型)。

3.2。人类的研究

3.2.1之上。主题和数据采集

七个男性受试者(H1-H7,平均年龄34岁,年龄范围23-49年,BMI 19-27公斤/米²)包含一个基线和一个或两个预处理实验后吸入的剂量的18岁µ与整体11 g tiotropium(预处理测量)。基线的宠物主题一直是不可能评估文物在整个实验过程中由于严重的运动。这些运动工件不能纠正的帧修正过程的方法部分中描述。剂量为主题在第一个H4预处理测量失败。误吸入器是不含有tiotropium,因此,有效地导致重复基线(测试)测量。此外,当吸入器正确加载,但等离子体分析是不确定的,即tiotropium可以检测到,但浓度低于LLOQ H5主题。

3.2.2。Tiotropium血浆浓度

测量tiotropium浓度在3.6 - -6.1点的范围(4.4±1.0点,N= 5)。相比之前获得参考曲线显示预期的治疗剂量水平(补充图S2)本研究中获得的值几乎是三倍低(17)。

3.2.3。宠物测量和(¹¹C vc - 002绑定在肺部

静脉注射后的¹¹C vc - 002,放射性分布在整个肺(图5)与高水平也在心脏和肝脏。放射性肺和心脏,但不是肝、降低tiotropium吸入。减少也可以观察到肺的tac (图6)。等离子体tac没有基线和预处理测量(显示一个明显的区别图6 b)。因此,故事情节显示放射性肺的比率随时间等离子体显示减少(¹¹C] vc - 002绑定tiotropium吸入后(图6 c)。

参数V的图片_T还表示减少(¹¹C] vc - 002绑定在tiotropium后肺部吸入(图7)。减少总绑定的¹¹C vc - 002在肺组织在人类预处理后2.3% - -26.7% (表1)。相比之下,平均全部肺V几乎没有变化_T在两次试验法的分析6科目从我们以前的出版物和主题H4在当前数据集(16)。

3.2.4。受体入住率在肺部组织

拉森情节被用来估计mAChR入住率在肺作为一个主题了图7 b。tiotropium吸入后,入住率估计在10测量从6% - -65%变化(图8,表1)。他们明显不同于零(p= 0.0003,双尾t以及)。non-displaceable绑定(V_ND)是绑定在肺组织基线(总额的20%表1)。在两次试验法的数据集(即基于Lassen-plot估计。,six subjects from the previous publication and H5 from the current dataset) were on average 8.5%, and also significantly different from zero (p= 0.0004,双尾t以及(表1)(16)。此外,入住率估计在预处理数据是明显不同于那些在两次试验法的数据集(p= 0.003,双尾t以及,入住率95%置信区间的差异:9.9% - -39.7%)。

3.2.5。等离子体exposure-occupancy关系

tiotropium等离子concentration-occupancy数据在人类在一个相对狭窄的等离子体照射范围有一个很大的入住率的变化值(图8 b)。因此,只有exposure-occupancy固定Occ模型_马克斯100%的可能是容易应用,产生了一种亲和力(K_我)估计的6.8点(95%置信区间:2.0—-22.7点)(图8 b)。双尾t测试比较人类(inhalation-based)K_我估计那些获得额定马力(静脉输液管理后,图4 b, C)表示两个管理路线和物种之间的显著差异(p值低于0.0003)。

4所示。讨论

在转化环境我们演示了一个明显的效果的长效毒蕈碱的拮抗剂tiotropium [¹¹C] vc - 002绑定毒蕈碱的受体在额定马力和人的肺部。研究表明,它可以检测和量化受体入住率在肺部药物管理局。有潜力的方法不仅对剂量的发现和比较药物制剂在未来的应用研究,而且对评估肺受体分布的变化在应对疾病或治疗。

大剂量范围的tiotropium在额定马力了。绑定是减少饱和剂量依赖性的方式和最大剂量总绑定(V_T)在整个肺减少了三分之二表1)。这一结果表明,一个主要的总额的比例(¹¹C] vc - 002 mAchR绑定在肺代表特定的绑定,而一个小比例代表自由和非特异性背景(¹¹C vc - 002绑定。此外,入住率影响检测心脏而不是肝脏。这一发现同意已知的毒蕈碱的受体的分布。因此,强大的、非竞争性信号从肝脏可能代表肝胆的消除。

入住率的拉森情节分析提供了直接的估计减少特定的绑定,即。mAchR入住率。最高的入住率达到80% tiotropium剂量(1.0µ克/公斤)。有趣的是,曝光的饱和曲线分析——在额定马力占用数据表明,预计最大占用tiotropium可能实现的结合位点被[¹¹C] vc - 002 (Occ不到100%_马克斯= 80%)。其余的成分,却non-displaceable部分是不清楚。除了代表自由和非特异性绑定必须考虑这两个(¹¹C vc - 002和tiotropium是大众化的化合物与高亲和力M1-M3毒蕈碱的亚型(13,17)。然而,这两个化合物有不同的亲和力概要文件在M1-M3受体,因此,tiotropium可能无法完全阻止所有[¹¹C] vc - 002绑定,导致估计非特异性隔间。

肺入住率和tiotropium等离子体浓度之间的关系是评价根据古典入住率模型。血液(等离子体)舱是一个真正的输入肺组织只有在静脉的政府,而是一个“输出”,以防吸入药物。它曾被证明有一个严格的吸入剂量之间的关系和血浆中的药物浓度的观测时间剖面,肺实质和之间可能的稳态等离子体从30到60分钟吸入,从而支持使用经典的入住率模型(17)。

在人类中,高剂量的tiotropium为安全原因无法检查。在目前的研究中,只有一个,治疗剂量的18所示µg是评估和减少总¹¹C] vc - 002绑定很小的影响相比,高剂量静脉输液管理tiotropium额定马力。只有中度肺占用检测与估计值大多在50%以下(范围6% - -65%)。,a potential limitation is that the study was performed in a group of healthy subjects, who had no previous experience with inhalation apart from a short training session. As such, inhalation of tiotropium may have been suboptimal, which could explain the approximately 3-fold lower plasma exposure than expected as defined for a therapeutic dose (see补充图S2)。因此,适度mAChR入住率可能是因为tiotropium曝光不足。

重要的是,目前入住率模型应用到人类的数据只是暂时由于等离子体的有限传播tiotropium浓度和大的变化估计占用值。之间的关系在未来,药物浓度和入住率必须检查在经历了吸入大剂量范围用户(病人)。相比之下,入住率值似乎少变量在额定马力占入住率——接触关系(见最亲密的个人数据点对模型曲线图4 b, C)。值得注意的是,估计有显著区别在活的有机体内亲和力的两个物种约一个数量级大额定马力K_我值(29.1或84.3点取决于模型)的人K_我值(6.8点)。物种差异可能扮演一个角色,尽管毒蕈碱的受体蛋白质序列之间的高度均匀额定马力和人类。详细,只有3(466)氨基酸差异M2受体和9 (590)M3受体差异,所有只有non-ligand-binding地区的蛋白质(22- - - - - -25)。一个更可能的解释是这样提供的不同给药途径,即。在额定马力、静脉输液与吸入人体。之前工作,重要的是,在额定马力执行使用ipratropium已经演示了一个类似的差异明显的效力两个政府之间的路线只有在肺而不是其他mAchR-rich机关(15)。这种差异表明吸入的定位效果,从而达到治疗药物的临床效益影响最少的副作用而在肺由于毒蕈碱的封锁在其他器官如心脏。此外,我们的研究结果sub-nanomolarK_我值tiotropium在额定马力和人类是符合体外K_d,K_我值绑定到人类毒蕈碱的受体的准备工作(K_d下午:120 - 270),孤立和均质鼠肺组织(K_我:130点)和人工气道平滑肌(K_d下午:38.6)(26- - - - - -28)。

进一步的方面描述药物目标参与受体吸入后占用的时间进程。详细评价课程的时间超出了目前的工作范围。总之,在一个初步尝试,我们检查的入住率水平one-hour-long收购窗口开始30分钟和2 h后吸入,分别。结果表明检测肺入住率类似规模的两个时间间隔,这是符合已知的tiotropium长半衰期的离解结合位点(26)。在将来的研究中应用经典时占用模型来评估多个剂量,治疗应采取占入住率的吸入和测量之间的时间间隔。在理想的情况下,宠物与位移实验范式,即。期间,药物吸入进行(¹¹C vc - 002宠物收购,可以用来评估肺的早期和详细的时间进程占用。如果特定绑定的不管¹¹C] vc - 002确实是0.05 - -0.1 1 /分钟,之前的数据暗示,那么很大一部分特定的绑定可能流离失所在此类实验中典型的1 - 2 h时间框架内的宠物测量(16)。

运动主体在宠物收购评估放射性配体结合构成了挑战,因此药物在肺部的影响。在目前的工作,逐帧修正先前描述的方法被用来解决这个问题(16)。而产生可接受的结果在大多数情况下,该方法有一个限制当受试者有实质性intra-frame运动不能纠正使用这种方案,如它的发生在一个案例中在当前的研究中(基线宠物主题代替)。

另一个限制是,部分空气含量没有修正的结果,非均质性主要是因为额定马力没有校正所必需的CT图像。理论上,空气含量相关尺度可能导致违反基本假设拉森的情节,比如non-displaceable绑定在器官水平。然而,在目前的研究支持的假设似乎是主要的线性分布拉森在散射点阴谋。尽管如此,将空气含量校正可能被证明是有益的入住率研究病人更极端的肺成分如纤维化和非均质性肺气肿。

呼吸系统药物发展新目标已确定在当前研究慢性肺疾病的病理生理学和诊断。新兴的目标包括整合素,lysophosphatidic酸受体,FAPI, adrenomedullin受体,CCR2等(29日- - - - - -36)。这样的药物发现和开发项目可能可能从这里提出的新方法中获益。

总之,目前的研究表明,¹¹C] vc - 002结合专门mAChRs在肺部,这样它允许检测和量化的受体后占用管理静脉注射以及吸入毒蕈碱的拮抗剂药物。剂量的发现和比较的方法有潜力在未来的应用研究药物制剂。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料,进一步的调查可以直接到通讯作者/ s。

道德声明

研究涉及人类受试者由当地伦理委员会审查和批准在斯德哥尔摩卡罗林斯卡大学和辐射防护委员会医院,斯德哥尔摩,瑞典。患者/参与者提供了他们的书面知情同意参与这项研究。动物研究是动物研究伦理委员会审查和批准的斯德哥尔摩北部地区,瑞典。

作者的贡献

概念化和研究设计:佐,AJ, CK, PE、PJ, MS, CH,公斤,巨大,低频。研究行为和数据采集:PS、AV、PJ, MS, AVR,嗯,MB, JS, PG,提单。方法、图像分析和量化:佐。写作——初稿:佐,AJ,低频。写作——审查和编辑:佐,AJ, PE、PS、CK、PJ, MS, MB, CH,提单,公斤,巨大,低频。所有作者的文章和批准提交的版本。

确认

我们感谢所有的参与者参与这个项目的合作。我们感谢宠物中心的成员,卡罗林斯卡医学院性能的宠物在非人灵长类动物的研究和研究人类行为。我们感谢每Gryback乔纳森Siikanen和核医学部门的其他成员,卡罗琳斯卡大学医院为研究设置,成像数据收集和主要检查。

的利益冲突

佐,AJ, PJ,女士,公斤,PE、CK,提单,虽然算法是阿斯利康的员工。如果自己的股票在阿斯利康。这项研究是由阿斯利康。资助者有以下研究:参与设计、分析、解释数据和本文的写作。

出版商的注意

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补充材料

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