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皇家马德里维戈塞尔塔比赛数据分析: 增加癌癥治療的效力和降低副作用的方法和營養配方.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201080056074.7

申請日:

20101022

公開號:

CN102753162A

公開日:

20121024

當前法律狀態:

有效性:

失效

法律詳情:
IPC分類號: A61K31/20,A61K31/202,A61K36/00,A61K33/00,A61K31/375,A61K31/07,A61K31/59,A61P35/00 主分類號: A61K31/20,A61K31/202,A61K36/00,A61K33/00,A61K31/375,A61K31/07,A61K31/59,A61P35/00
申請人: 南加利福尼亞大學
發明人: 瓦爾特·D·隆戈,昌翰·李
地址: 美國加利福尼亞州
優先權: 61/254,154
專利代理機構: 北京安信方達知識產權代理有限公司 代理人: 申基成;武晶晶
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201080056074.7

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及結合化療和/或放射治療的?;げ∪瞬⑶沂拱┫赴舾械畝嘀址椒?。更具體來說,本發明提供了能夠減緩癌癥生長而不引起病人的慢性體重減輕、?;ふO赴?、組織和器官不受化療和/放射治療損害、并且使得癌細胞對低、正常和高劑量化療敏感的方法和配方。這些方法中的一些即使沒有化療也阻礙癌癥生長。

權利要求書

1.一種減緩癌癥生長或癌癥癥狀的方法,該方法包括:a)鑒定癌癥病人;b)向該病人提供持續第一預定時間段的第一飲食,該第一飲食向該病人提供至多50%的該病人的正常熱量攝入,其中至少50%的千卡來自脂肪;以及c)向該病人提供持續第二預定時間段的第二飲食,該第二飲食向該病人提供至多500kcal/天;2.如權利要求1所述的方法,其中該第一預定時間段是大約一天并且該第二預定時間段是大約3天。3.如權利要求1所述的方法,其中該第二飲食向該病人提供至多200kcal/天。4.如權利要求1所述的方法,其中該第一飲食向該病人提供700至1200kcal/天。5.如權利要求1所述的方法,進一步包括:向該病人提供持續第三預定時間段的第三飲食,該第三飲食包含具有大于50%的病人的正常熱量攝入的食品項目和補充組合物,該補充組合物包含必需氨基酸類。6.如權利要求5所述的方法,其中該第三預定時間是至少5天。7.如權利要求5所述的方法,其中該補充組合物進一步包含選自下組的一種成分,該組由以下各項組成:蔬菜提取物,ω-3/6必需脂肪酸類、蛋白質和/或必需和非必需氨基酸類、維生素類、礦物質類,以及它們的組合。8.如權利要求1所述的方法,其中病人中的IGF-I的血清濃度降低25%-90%。9.如權利要求1所述的方法,其中病人的血糖濃度降低25%-75%。10.一種使得癌癥對化療藥物敏感的方法,該方法包括:a)鑒定癌癥病人;以及b)向該病人提供持續第一預定時間段的第一飲食,該第一飲食向該病人提供至多50%該病人的正常熱量攝入,其中至少50%的千卡來自脂肪;c)向該病人提供持續第二預定時間段的第二飲食,該第二飲食向該病人提供至多500kcal/天;d)在該病人消耗該第二飲食過程中或之后向該病人給予一種化療劑維持至少48小時。11.如權利要求10所述的方法,其中該化療劑是一種DNA烷化劑、氧化劑、或拓撲異構酶抑制劑。12.如權利要求10所述的方法、其中該化療劑是甲磺酸甲酯、環磷酰胺、依托泊苷、多柔比星、或甲萘醌順鉑(menadione?cisplatin)、卡鉑和其他基于鉑的藥物、吉西他濱、多西他賽、5-FU、或拓撲異構酶抑制劑類。13.如權利要求10所述的方法,其中癌癥是皮膚癌、結腸癌、乳腺癌、食道癌、前列腺癌、肺癌、子宮癌、卵巢癌、和前列腺癌或神經膠質瘤、黑素瘤、神經母細胞瘤、嗜鉻細胞瘤。14.如權利要求10所述的方法,其中當該病人沒有被提供第一飲食和第二飲食時,該化療劑比化療劑的標準實踐提供更長的時間段。15.如權利要求10所述的方法,其中該第一飲食和該第二飲食是在該化療劑的慢性給藥過程中給予的。16.如權利要求10所述的方法,其中當該病人沒有被提供第一飲食和第二飲食時,該化療劑比化療劑的標準實踐提供更短的時間段。17.如權利要求10所述的方法,其中該化療劑是以至少高于通常所提供的量的10%的量給予的。18.如權利要求10所述的方法,其中該化療劑是以至少低于通常提供的量的10%的量給予的。19.如權利要求10所述的方法,其中該病人在步驟b)之前顯示出化療相關性毒性的癥狀。20.如權利要求10所述的方法,其中該病人在步驟b)之前被診斷為晚期。21.如權利要求10所述的方法,其中該第一預定時間段是大約一天并且該第二預定時間段是大約3天。22.如權利要求10所述的方法,其中第二飲食是至多200kcal/天。23.如權利要求10所述的方法,進一步包括:向該病人提供持續第三預定時間段的第三飲食,該第三飲食補充該病人的正常飲食,包含一個補充組合物,該補充組合物包含必需氨基酸類和其他氨基酸類。24.如權利要求23所述的方法,其中該第三預定時間段是至少5天。25.如權利要求23所述的方法,其中該補充組合物進一步包含選自下組的一種成分,該組由以下各項組成:蔬菜提取物、ω-3/6必需脂肪酸類、非必需氨基酸類、礦物質類,以及它們的組合。26.一種使癌癥對放射治療敏感的方法,該方法包括:a)鑒定癌癥病人;以及b)向該病人提供持續第一預定時間段的第一飲食,該第一飲食向該病人提供至多50%的該病人的正常熱量攝入,其中至少50%的千卡來自脂肪;c)向該病人提供持續第二預定時間段的第二飲食,該第二飲食向該病人提供至多500kcal/天;以及d)在病人消耗該第二飲食過程中或之后向病人給予放療維持至少48小時。27.一種向癌癥病人提供膳食的治療性膳食套裝,該治療性膳食套裝延遲癌癥生長并且增強化療藥物的效力,該治療性膳食套裝包括:第一膳食組分,該第一膳食組分被分配至膳食中,這些膳食向癌癥病人提供了至多50%的病人的正常熱量攝入并且至少50%千卡來自脂肪,該第一膳食組分處于足夠的量,以提供持續第一預定時間段的膳食;第二膳食組分,該第二膳食組分被分配至膳食中,這些膳食向癌癥病人提供至多500kcal/天,該第二膳食組分處于足夠的量,以提供持續第二預定時間段的膳食;一個補充組合物,包括用于第三預定時間段的必需氨基酸類和其他非必需氨基酸類、必需脂肪酸類、礦物質類、維生素類和/或蔬菜提取物;以及用于向癌癥病人給予該第一膳食組分和該第二膳食組分的說明書。28.如權利要求27所述的治療性膳食套裝,其中該第一膳食組分、該第二膳食組分、和該第三膳食組分彼此獨立地包括選自下組的一種組分,該組由以下各項組成:蔬菜提取物、礦物質類、ω-3/6必需脂肪酸類,以及它們的組合。

說明書

相關申請的交叉引用

本申請要求于2009年10月22日提交的美國臨時申請號61/254,154的權益,在此將其披露內容通過引用進行結合。

技術領域

本發明總體上涉及飲食和癌癥治療。更具體地,本發明提供了可以用來使癌細胞對化療藥物敏感而同時?;ふO赴姆椒?。

發明背景

化療可以延長被診斷患有很寬范圍的惡性腫瘤的病人的存活。但是,對正常細胞和組織的毒性副作用限制了化療劑量強度、頻率和效力。例如,分別與廣泛開處方的抗癌藥多柔比星和順鉑相關的心臟毒性和腎毒性限制了它們的全面治療效能(Rajagopalan,S.Cancer?Res.1988;Hale,J.P.Arch.Dis.Child?1994;Dobyan,D.C.,J.Pharmacol.E.T1980;Fillastre,J.P.Toxicology?let?1989)。因此,通過選擇性?;ふO赴凰鷙ι彼藍裥韻赴唇檔退幌M畝拘源砹擻邢M奶岣甙┲⒅瘟頻牟唄?。

最近,報告了在細胞培養和在荷神經母細胞瘤的小鼠中進行的能夠區別地?;ふO赴槐;ぐ┫赴饈芨嘸亮炕撲鷙Φ幕誚車母稍?Raffaghello,L.PNAS?2008)。在神經母細胞瘤異種移植小鼠模型中,允許小鼠在用依托泊苷治療之前48小時僅消耗水。而在任意喂食的小鼠中高劑量的依托泊苷會導致50%的致死率,禁食不僅?;ち擻胍┪鏘喙氐幕Ф拘遠一寡映倭松窬趕赴鱟葡喙氐乃勞?Raffaghello,L.PNAS?2008)。

在范圍從酵母到哺乳動物的生物中,已知卡路里限制能夠增強抗應激性并且延長壽命??防鏘拗蘋瓜允境鲅映侔┲⑸?,但是其效果很小并且它既不能與化療結合也不能單獨應用,因為它需要長期體重減輕,這對于癌癥病人是有害的并且也很難維持。

因此,至少由于這些原因,對于治療癌癥的其他方法存在著需要,這些方法可以有效結合幫助治療并且減輕化療副作用的飲食。

發明概述

基于現有技術背景,提供了減輕癌癥生長或者癌癥癥狀的一種方法。這個實施方案的方法包括一個步驟,其中鑒定癌癥病人然后提供持續第一預定時間段的第一飲食。該第一飲食向病人提供至多50%的該病人正常熱量攝入,其中至少50%千卡來自脂肪,優選單不飽和脂肪。然后向該病人提供持續第二預定時間段的第二飲食。該第二飲食向該病人提供至多500?kcal/天。然后向該病人提供第三飲食,該第三飲食優化了體重恢復以及正常細胞和器官的最佳恢復和健康所需的必需營養素的補充。本實施方案提供了短期修改的飲食方案,該方案在?;ふO赴約白璋脫映侔┫赴ぶ惺怯行У?。該方案和修改的飲食將促進這些效果并且不引起病人慢性體重減輕。

在另一個實施方案中,提供了使得腫瘤對化療藥物敏感的一種方法。該方法包括一個步驟,其中鑒定癌癥病人并且然后提供持續第一預定時間段的第一飲食。該第一飲食向該病人提供了至多50%的該病人的正常熱量攝入,其中至少50%千卡來自脂肪。然后向該病人提供持續第二預定時間段的第二飲食。該第二飲食向該病人提供了至多500?kcal/天。然后向病人提供第三飲食,該第三飲食優化了體重恢復以及正常細胞和器官的最佳恢復和健康所需的必需營養素的補充。本實施方案提供了一個短期修改的飲食方案,該方案在?;ふO赴⑶沂溝冒┲⒋?對化療敏感方面是有效的(差異抗應激性)。該方案和修改的飲食將促進這些效果而不引起病人慢性體重減輕。

這些結果對于腫瘤科醫師廣泛接受的信念來看是非常吸引人的,他們的信念是禁食對于已經由于先前的化療周期而很虛弱的或者瘦弱的癌癥病人來說可能是有害的。

在另一個實施方案中,提供了使得癌癥對于放射治療敏感的一種方法。該方法包括一個步驟,其中鑒定癌癥病人并且然后提供持續第一預定時間段的第一飲食。該第一飲食向該病人提供至多50%的該病人的正常熱量攝入,其中至少50%千卡來自脂肪。然后向該病人提供持續第二預定時間段的第二飲食。該第二飲食向該病人提供了至多500kcal/天。然后向該病人提供第三飲食,該第三飲食優化了體重恢復以及正常細胞和器官的最佳恢復和健康所需的必需營養素的補充。本實施方案提供了一個短期修改的飲食方案,該方案在?;ふO赴⑶沂溝冒┲⒋?對放療敏感方面是有效的(差異抗應激性)。該方案和修改的飲食將促進這些效果而不引起病人慢性體重減輕。

在另一個實施方案中提供了含有特定范圍的蛋白質、必需氨基酸、碳水化合物、脂肪、維生素、礦物質和必需脂肪酸的配方,當單獨使用時所述配方延遲腫瘤生長或者?;に拗髏饈芑坪?或放射治療損害并且使得癌細胞對化療和/或放射治療敏感。

附圖簡要說明

圖1提供了病例1的血細胞計數的實驗室值的曲線圖;(A)中性白細胞;(B)淋巴細胞;(C)白細胞,WBC;(D)血小板;(E)紅細胞,RBC;(F)血紅蛋白,Hgb;(G)血細胞比容,Hct;(H)體重,實心三角形表示化療的天數;空心正方形表示禁食,實驗室值的正常范圍通過短劃線表示;

圖2是一個條形圖,該圖提供了病例1化療之后自我報告的副作用,數據代表2個周期的單獨化療的平均值與2個周期的化療-禁食治療的平均值;

圖3是一個條形圖,該圖提供了病例2化療之后自我報告的副作用,數據代表3個周期的單獨化療的平均值與5個周期的化療-禁食治療的平均值;

圖4提供了病例3的血細胞計數的實驗室值的曲線圖:(A)中性白細胞;(B)淋巴細胞;(C)白細胞,WBC;(D)血小板;(E)紅細胞,RBC;(F)血紅蛋白,Hgb;(G)血細胞比容,Hct;(H)前列腺特異性抗原(PSA)水平,病人加入乙酸阿比特龍(CYP17抑制劑)試驗90天,用垂直短劃線表示,除了在治療期間用乙酸阿比特龍之外,在化療當天病人還接受G-CSF(Neulasta,非格司亭),實心三角形表示化療的天數;空心正方形表示禁食,箭頭表示使用睪酮(乳膏1%),實驗室值的正常范圍用水平短劃線表示;

圖5是病例3的化療之后的自我報告的副作用的一個條形圖,數據代表5個周期的單獨化療的平均值與7個周期的化療-禁食治療的平均值;

圖6提供了病例4的血細胞計數的實驗室值的曲線圖:(A)中性白細胞;(B)淋巴細胞;(C)白細胞,WBC;(D)血小板;(E)紅細胞,RBC;(F)血紅蛋白,Hgb;(G)血細胞比容,Hct;實心三角形表示化療的天數;空心正方形表示禁食,實驗室值的正常范圍用短劃線表示;

圖7是病例4的化療后的自我報告的副作用的條形圖,數據代表5個周期的單獨化療的平均值與1個周期的化療-禁食治療;

圖8是病例5的化療后的自我報告的副作用的條形圖,數據代表1個周期(第一周期)的單獨化療與5個周期的化療-禁食治療的平均值;

圖9提供了病例6的血細胞計數的實驗室值的曲線圖:(A)中性白細胞;(B)淋巴細胞;(C)白細胞,WBC;(D)血小板;(E)紅細胞,RBC;(F)血紅蛋白,Hgb;(G)血細胞比容,Hct;實心三角形表示化療的天數;空心正方形表示禁食,實驗室值的正常范圍用短劃線表示;病人在第71天時接受紅細胞輸注(3個單位)并且還如所指示接受G-CSF(Neulasta);

圖10是病例6的化療后的自我報告的副作用的條形圖;

圖11提供了病例7的血細胞計數的實驗室值的曲線圖:(A)中性白細胞;(B)淋巴細胞;(C)白細胞,WBC;(D)血小板;(E)紅細胞,RBC;(F)血紅蛋白,Hgb;(G)血細胞比容,Hct;(H)前列腺特異性抗原(PSA)水平,實心三角形表示化療的天數;空心正方形表示禁食,箭頭表示施用阿比特龍,實驗室值的正常范圍用短劃線表示;病人還如所指示接受G-CSF(Nuelasta);

圖12是病例7的化療后的自我報告的副作用的條形圖,數據代表8個周期的化療-禁食治療的平均值;

圖13是病例8的化療后的自我報告的副作用的條形圖,數據代表化療-禁食治療的4個周期的平均值;

圖14是病例9的化療后的自我報告的副作用的條形圖,數據代表4個周期的化療-禁食治療的平均值;

圖15提供了病例10的血細胞計數的實驗室值的曲線圖:(A)中性白細胞;(B)淋巴細胞;(C)白細胞,WBC;(D)血小板;(E)紅細胞,RBC;(F)血紅蛋白,Hgb;(G)血細胞比容,Hct;實心三角形表示化療的天數;空心正方形表示禁食,實驗室值的正常范圍用短劃線表示,病人還如所指示接受了G-CSF(Neulasta);

圖16是病例10的化療后的自我報告的副作用的條形圖,數據代表6個周期的化療-禁食治療的平均值;

圖17是具有或不具有禁食的化療后的自我報告的副作用的條形圖。(A)數據代表本研究中所有病人報告的CTC等級的平均值;將任意飲食下的18個化療周期與46個化療-禁食周期進行了比較;(B)數據代表來自于將禁食與不禁食周期匹配的CTC等級的平均值;6位病人接受了單獨化療或者化療-禁食治療,將來自最近的兩個周期的自我報告的副作用進行了相互比較,僅根據匹配周期進行了統計分析,并且數據代表平均值的標準誤差(SEM),P值用非配對雙尾t檢驗進行計算(*,P<0.05);

圖18是顯示實驗結果的一個條形圖,其中將鼠乳腺(4T1-luc)細胞鋪板于96孔細胞培養板中(20,000/孔),并且允許平衡并且達到融合48小時,然后在照射之前將培養基換成低糖或高糖培養基(5或10Gy;圖18A,18B)維持48小時,通過MTT測定來確定生存力(圖18C),通過Student’s?t-檢驗進行統計分析(N=60);

圖19是顯示一個實驗的條形圖,其中將鼠神經膠質瘤(GL26)細胞放置在96孔細胞培養板中(20,000/孔),并且允許平衡并且達到融合48小時,然后在照射之前將培養基換成低糖或高糖培養基(5或10Gy;圖19A,19B)維持48小時,通過MTT測定確定生存力(圖19C),通過Student’s?t-檢驗進行統計分析(N=60);

圖20提供了一個實驗的曲線圖,其中體重在20-25g的雌性BALB/c小鼠被皮下注射同源乳腺癌細胞(4T1-luc;2x?10^5細胞/小鼠),在第13天腫瘤顯著進展到300-500mm3,并且治療以在照射之前使小鼠禁食(IR;5Gy),STS/IR(3Gy)48小時開始,在1周之后進行第二周期,每天使用Student’s檢驗進行統計分析,*p<0.05;

圖21提供了一個實驗的曲線圖,其中體重在25-30g的雌性C57BL/6小鼠被皮下注射同源神經膠質瘤癌細胞(GL26;3x?10^5細胞/小鼠),在第27天腫瘤顯著進展到500-1000mm3,并且治療以在照射之前使小鼠禁食(IR;7.5Gy)48小時開始,在1周之后進行STS/IR(3Gy)的第二周期,每天使用Student’s檢驗進行統計分析,*p<0.05;

圖22提供了顯示禁食使腫瘤對化療敏感的曲線圖;具體而言,鼠(A)乳腺癌(4T1)、(B)黑素瘤(B16)、和(C)神經膠質瘤(GL26)的皮下腫瘤進展被顯示為生長百分比,連同在每個48小時禁食周期之前和之后即刻的腫瘤大小。

圖23提供了顯示在(A-C)皮下和(D)癌癥轉移小鼠模型中,在禁食48-60小時期間的體重減輕在重新開始正常喂食之后容易地恢復的曲線圖:(A)荷鼠乳腺(4T1)腫瘤的BALB/c小鼠,(B)荷鼠黑素瘤(B16)和荷(C)神經膠質瘤(GL26)的C57BL小鼠,以及荷鼠神經母細胞瘤(Neuro-2a)的A/J小鼠;

圖24提供了顯示禁食24-48小時提高了轉移小鼠黑素瘤(B?16)的存活的曲線圖;

圖25是顯示轉移至不同器官的B16黑素瘤與正常喂食下的接受DXR的小鼠相比的條形圖;

圖26提供了顯示在2個鼠神經母細胞瘤的轉移模型中禁食也使腫瘤敏感的曲線圖:NXS2(P<0.001)導致長期存活;

圖27提供了顯示在2個鼠神經母細胞瘤的轉移模型中禁食也使腫瘤敏感的曲線圖:Neuro-2a(P=0.005),導致長期存活;

圖28提供了顯示在乳腺癌(4T1)的轉移小鼠模型中禁食使癌細胞對化療敏感的曲線圖,對數秩檢驗,P<0.005;

圖29提供了顯示禁食延遲了異種移植人神經母細胞瘤(ACN)的腫瘤進展的曲線圖,CAN被皮下注射進裸鼠中;一旦腫瘤可觸知,進行總共5個周期的禁食;用Tukey后檢驗對皮下模型進行單向方差分析(對于(B)第27天,Student’s?t-檢驗),對于轉移模型進行對數秩檢驗,*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001;

圖30提供了顯示來自禁食的小鼠的血清使乳腺癌細胞對DXR和CP的劑量(在來自任意喂食的小鼠的血清下毒性最低)敏感的條形圖。在1.0g/L和2.0g/L的葡萄糖(補充有10%FBS)中培養分別將人和鼠細胞的對照組。在補充有1%FBS的0.5g/L葡萄糖中培養STS組。通過MTT降低確定存活能力。對于葡萄糖和血清的所有組合對DXR和CP的作用,參照圖33-34;

圖31提供了顯示來自禁食的小鼠的血糖水平;

圖32提供了顯示一個實驗結果的曲線圖,其中在體外STS使17種不同癌細胞中的15種對DXR敏感,STS被施用于4種鼠癌細胞-乳腺癌(4T1)、黑素瘤(B16)、神經膠質瘤(GL26)和神經母細胞瘤(NX32和Neuro-2a),以及13種不同的人癌細胞-前列腺癌(PC3、22RV1)、乳腺癌(MCF-7、C42B)、膠質母細胞瘤(U87-MG)、宮頸癌(HeLa)、結腸癌(LOVO)、神經母細胞瘤(CAN、SH-SY5Y)、表皮樣癌(A431)、黑素瘤(MZ-MEL)和卵巢癌(OVCAR)-并且用DXR激發;

圖33提供了顯示葡萄糖和血清的所有組合對DXR的作用的曲線圖;

圖34提供了顯示葡萄糖和血清的所有組合對CP的作用的曲線圖;

圖35提供了顯示IGF-I逆轉癌細胞對化療的STS依賴性致敏作用的條形圖;鼠乳腺癌(4T1)和黑素瘤(B16)細胞在葡萄糖限制(0.5g/L與2.0g/L,在1%FBS下)過程中用rhIGF-I(200μM)處理,之后用DXR(16μM)處理;Student’s?t-檢驗;*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001;

圖36提供了顯示禁食和氧化應激調節以及DNA修復的分析結果;當與(A)在乳腺癌(4T1)中的的CP以及在(B)黑素瘤(B?16)中和在(C)神經膠質瘤(GL26)細胞中的DXR聯合時,STS是遺傳毒性的并且協同增加DNA損傷,正如通過彗星分析所確定的。分別在常規葡萄糖(2.0g/L)或低葡萄糖(0.5g/L)(都補充有1%FBS)中培養對照組和STS組中的細胞。選擇與圖22A-C中的體內研究一致的藥物;

圖37提供了來自常規喂養或禁食小鼠的皮下乳腺腫瘤(4T1)的微陣列分析結果,這些結果顯示細胞增生途徑的不同調節;

圖38提供了來自常規喂養或禁食的小鼠的皮下乳腺腫瘤(4T1)的微陣列分析結果,這些結果顯示在翻譯機制方面的增加,包括核糖體裝配/生源論;

圖39提供了顯示禁食增加Akt和S6K并且降低eIF2a磷酸化的分析結果,與(A)體內和(B)體外鼠乳腺癌細胞(4T1)中增加的翻譯元件一致;

圖40是顯示STS阻礙體外癌細胞增殖的條形圖,與在小鼠中延遲腫瘤增長一致;

圖41是顯示禁食差異性地調節了脅迫應答元件表達的條形圖,這些元件包括叉頭盒O3(FOXO3)、核因子κB(NFκB)、和血紅素氧合酶1(HO-1)(通過引起腫瘤中的顯著抑制,但是在普通器官中的可觀的誘導);Student’s?t-檢驗;*P<0.05,*P<0.01,***P<0.001;

圖42提供了顯示STS增加細胞內氧化應激的分析結果,通過超氧化物標志物(DHE)估計;

圖43提供了顯示STS增加CP誘導的細胞內超氧化物水平的分析結果;鼠乳腺癌細胞(4T1)被禁食并且用CP體外處理;

圖44提供了顯示禁食選擇性地增加腫瘤中的半胱天冬氨酸酶裂解/活化水平的分析結果,但是在(A)體內和(B)體外的正常器官/細胞中不增加;

圖45提供了顯示STS誘導自噬以維持細胞能量的分析結果;

圖46是顯示在STS進一步增加細胞死亡過程中的自噬阻斷的條形圖;

圖47是實驗結果的曲線圖,其中用在常規或低葡萄糖(在1%FBS下)中的血晶素(最常見的HO-1誘導劑)(10μM)處理鼠乳腺癌細胞(4T1),然后用CP激發;

圖48是顯示HO-1是禁食依賴性DSR的主要介質的曲線圖;在CP治療之前(以及在治療過程中24小時)在常規(10%)或低(1%)FBS下用在常規或低葡萄糖中的血晶素(最常見的HO-1誘導劑)處理鼠乳腺癌細胞持續24小時;

圖49是實驗結果的曲線圖,其中用在正?;虻推咸煙?在1%FBS下)中的ZnPP(20μM)(常用的HO-1誘導劑)處理鼠乳腺癌細胞(4T1),然后用CP激發;

圖50是顯示HO-1是禁食依賴性DSR的主要介質的曲線圖;在CP治療之前(以及在治療過程中24小時)在常規(10%)或低(1%)FBS下用在常規或低葡萄糖中的ZnPP(常用的HO-1誘導劑)處理鼠乳腺癌細胞持續24小時;

圖51提供了禁食依賴性腫瘤響應于禁食、葡萄糖、IGF-I和其他促生長分子/因子的對化療的致敏作用被降低的一個模型,惡性細胞通過激活AKT/S6K和eIF2α并且試圖增加翻譯并且還通過降低抗應激性蛋白FOXO3a、NFkB和HO-1的表達而對此降低做出反應,這些變化導致氧化應激和DNA損傷增加,半胱天冬氨酸酶-3的活化和細胞死亡;

圖52是其中在用對照飲食(T.D.7912)喂食、用氨基酸配方(AA-D)喂食、或者使其饑餓2.5天(短期饑餓,STS)的雌性CD1小鼠中的血清IGF-I水平的實驗的結果的曲線圖;在5天喂食之后,改良的氨基酸飲食使血清IGF-I降低了50%;

圖53是顯示在短期饑餓(STS)之后喂食改良的氨基酸飲食維持低血清IGF-I水平的曲線圖;雌性CD1小鼠被饑餓2.5天并且喂食對照飲食(T.D.7912)或者改良的氨基酸飲食(AA-D)2或4天;

圖54是顯示血糖水平的圖:(A)雌性CD1小鼠被饑餓3天或者喂食低卡路里(6%的正常熱量攝入)VCM飲食(3天)或者改良的氨基酸飲食(AA-D,3或5天);(B)雌性CD1小鼠被饑餓2.5天,再喂食對照飲食或改良的氨基酸飲食4天,在剝奪食物4小時之后測量葡萄糖;

圖55提供了其中給出血清IGF-I水平的實驗結果的條形圖:雌性CD1小鼠饑餓2.5天(STS),用低卡路里VCM-M飲食喂食(2天)之后用1天改良的氨基酸飲食(M/AA),用低卡路里VCM-H飲食喂食(2天)之后1天用改良的氨基酸飲食(H/AA),Tukey檢驗,與對照進行比較;(B)低卡路里VCM飲食喂食兩天之后用1天改良的氨基酸飲食提高了用多柔比星(DXR,18mg/kg)治療的小鼠的存活率;

圖56是實驗結果的曲線圖,其中雌性CD1小鼠用對照(TD.7912)喂食,饑餓或者用VegeGel喂食2.5天:(A)空腹血糖;(B)血清IGF-I水平;以及

圖57是實驗結果的曲線圖,其中雌性CD1小鼠用對照飲食(TD.7912)、卡路里限制的生酮飲食(3天)、或者卡路里限制的生酮飲食(1天)之后VegeGel(2天)喂食:(A)空腹血糖;(B)血清IGF-I水平。

詳細說明

現在詳細參考本發明的目前優選的組合物,實施方案和方法,這些構成了諸位本發明人目前所知的實施本發明的最佳方式。這些圖不一定是按照比例。但是,應當理解的是,所披露的實施方案僅僅為了示例本發明,本發明可以具體化為不同的和可替代的形式。因此,在此披露的具體細節不應當被解釋為限制性的,而僅僅作為本發明的任何方面的代表性基礎和/或傳授本領域的技術人員以不同的方式使用本發明的代表性基礎。

除了在這些實例中、或者另外明確指明以外,本說明書中表明材料的量或反應條件和/或用途的所有數值數量應當被理解為通過在描述本發明的最寬范圍中的詞語“大約”來修飾。在所陳述的數值范圍內的實踐通常是優選的?;褂?,除非明確陳述為相反的:百分比、“份數”、以及比率值是按重量計的;適合于或優選為與本發明相關的給定目的的一組或一類材料的描述表示該組或該類成員中的任何兩個或更多個的混合物都同樣適合或優??;描述為化學術語的組分是指在添加至本說明書中指明的任何組合中時的組分,并且一旦混合則不必排除混合物的組分之間的化學相互作用;首字母縮略詞或其他縮寫的第一個定義應用于同樣縮寫的隨后的所有在此的使用并且加上必要的變更應用于最初定義的縮寫的一般語法變形;并且,除非明確說明為相反的情況,一種性質的測量是通過與該相同性質的先前或后來參考的相同技術確定的。

還應當理解的是,本發明不被限制于下面所描述的這些具體的實施方案和方法,當然像具體的組分和/或條件可能變化。另外,在此所使用的術語僅僅為了描述本發明的具體實施方案而并不旨在以任何方式進行限制。

還必須注意的是,如在本說明書和隨附的權利要求中所使用的,單數形式“一個”,“一種”以及“該”包含復數指示物,除非上下文明確另外指出。例如,提及單數的一種組分旨在包含復數種組分。

術語“必需氨基酸”是指不能被生物合成的氨基酸。在人類中,必需氨基酸包括異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸。此外,下面的氨基酸在某些情況下也是人類必需的氨基酸-組氨酸、酪氨酸、以及硒代半胱氨酸。

術語“千卡”(kcal)和“大卡”指的是食物熱量。術語“小卡”是指所謂的小卡路里。

術語“病人”是指人或動物,包括所有哺乳動物,例如靈長類(尤其是高等靈長類)、綿羊、狗、嚙齒類(例如小鼠或大鼠)、豚鼠、山羊、豬、貓、兔子、和牛。

術語“饑餓”表示使一個細胞或病人經受減少的營養素或無營養素。

術語“癌癥”是指一種疾病或者紊亂,其特征在于不受控制的細胞分裂以及這些細胞擴散的能力,或者通過侵入直接生長進入臨近組織,或者通過轉移植入較遠的位置。示例性的癌癥包括但不限于:原發癌、轉移癌、癌、淋巴瘤、白血病、肉瘤、間皮瘤、神經膠質瘤、生殖細胞瘤、絨毛膜癌、前列腺癌、肺癌、乳腺癌、結腸直腸癌、胃腸癌、膀胱癌、胰腺癌、子宮內膜癌、卵巢癌、黑素瘤、腦瘤、睪丸癌、腎癌、皮膚癌、甲狀腺癌、頭頸部癌、肝癌、食道癌、胃癌、腸癌、結腸癌、直腸癌、骨髓瘤、神經母細胞瘤、嗜鉻細胞瘤、和視網膜母細胞瘤。

通常,發現短期饑餓(STS或禁食)選擇性地阻礙腫瘤生長并且?;ふO赴饈芑貧拘隕撕Φ鞘溝冒┫赴曰潑舾?。下面闡明實現這個目標的方法和組合物的具體實施方案。盡管本發明的操作沒有限制于任何具體的機制,在本發明的不同實施方案中觀察到的?;な遣糠值賾捎贗GF-I路徑和葡萄糖水平的調節,而沒有干擾其對癌細胞的作用(差別抗應激性,DSR)。禁食的?;ぷ饔玫幕∠緣檬腔詰庇厝狽蠣揮惺痹俜峙淠芰坷幢;?維持不再復制/生長的能力。應該指出,與禁食相比,長期飲食限制引起更加適度的IGF-I和葡萄糖的降低。另外,不像禁食,長期飲食限制對于絕大部分癌癥病人是不可行的,因為其引起慢性體重減輕并且非常難以維持。而替代地,化療前和化療后24小時平均禁食大約62小時是接受各種毒性治療的癌癥病人很好耐受的。

還應當指出的是,通常在與細胞生長和應激反應相關的途徑中發現的致癌突變阻止惡性細胞中轉向高?;つJ講⑶壹詞乖誚稱詡浼絳俳せ蠐肷は喙氐淖刺?。酵母和哺乳動物的研究已經顯示惡性細胞對毒素類/氧化劑類的敏化可能在很大程度上不依賴于致癌突變的類型,原因是在抑制進入?;つJ街寫偕ぢ肪兜娜哂?,表明絕大部分的癌細胞和癌癥類型不應該在響應STS或低IGF-I中被?;?。

在本發明的一個實施方案中,提供了減緩癌癥生長或癌癥癥狀的一種方法。根據本實施方案,鑒定患有癌癥的病人,然后向該病人提供持續第一預定時間段的第一飲食。該第一飲食向病人提供了至多50%的該病人的正常熱量攝入并且至少50%千卡來自脂肪,優選單不飽和脂肪。病人的正常熱量攝入是該病人消耗來維持他/她的體重的千卡數。病人正常的熱量攝入可以通過與病人面談或通過考慮病人體重來估計。作為粗略指南,病人的正常熱量攝入對于男性為平均2600kcal/天,對于女性為1850kcal/天。在一個改進中,該第一飲食向病人提供了700至1200kcal/天。在一個特別有用的改進中,該第一飲食向具有平均體重的男性病人提供大約1100kcal/天,向具有平均體重的女性提供大約900kcal/天。典型地,第一預定時間段是從大約1天至5天。在一個改進中,第一預定時間段是1天。為了在第一飲食中正確地確定脂肪水平,美國食品和藥品監督管理局對于典型的一天2000千卡的飲食推薦以下營養細目分類:65克脂肪(大約585千卡)、50克蛋白質(大約200千卡)、300克總碳水化合物(大約1200千卡)。因此,在該第一飲食的一種型式中,除去了來自碳水化合物和蛋白質的大部分卡路里。

盡管該第一飲食實際上包含任何脂肪來源,但是不飽和脂肪(包括單不飽和脂肪和多不飽和脂肪來源)較高的來源是特別有用的(例如omega-3/6必需脂肪酸)。適合的單不飽和食物來源的實例包括但不限于:花生醬、橄欖、堅果(例如杏仁、美洲山核桃、開心果、腰果)、鱷梨、種子(例如芝麻)、油類(例如橄欖、芝麻、花生、卡諾拉)等等。適合的多不飽和食物來源的實例包括但不限于:核桃、種子(例如南瓜、向日葵)、亞麻籽、魚(例如鮭魚、金槍魚、鯖魚)、油類(例如紅花、大豆、玉米)。該第一飲食還包括選自下組的一種組分,該組由以下各項組成:蔬菜提取物、礦物質、omega-3/6必需脂肪酸,以及它們的組合。在一個改進中,這種蔬菜提取物提供了相當于5倍的每日推薦蔬菜量。適合的蔬菜提取物的來源包括但不限于:小白菜(bokchoy)、羽衣甘藍、萵苣、蘆筍、胡蘿卜、胡桃南瓜、紫花苜蓿、綠豌豆、番茄、卷心菜、花椰菜、甜菜。適合的ω-3/6必需脂肪酸的來源包括魚,例如鮭魚、金槍魚、鯖魚、竹莢魚、旗魚、等等。

然后向病人提供持續第二預定時間段的第二飲食。該第二飲食向病人提供了至多500kcal/天。在一個改進中,該第二飲食向病人提供了至多200kcal/天。典型地,第二預定時間段是從大約2至7天。在一個特別有用的改進中,該第二預定時間段是3天。在另外一個改進中,該第二飲食包括選自下組的一種組分,該組由以下各項組成:蔬菜提取物、礦物質、ω-3/6必需脂肪酸,以及它們的組合。在一個改進中,這樣的蔬菜提取物提供了相當于5倍的每日推薦蔬菜量。蔬菜提取物的合適來源包括但不限于,小白菜、羽衣甘藍、萵苣、蘆筍、胡蘿卜、胡桃南瓜、紫花苜蓿、綠豌豆、番茄、卷心菜、花椰菜、甜菜。適合的ω-3/6必需脂肪酸的來源包括來自鮭魚、金槍魚、鯖魚、竹莢魚、旗魚等等的魚油。

該第一和第二飲食的有效性通過測量許多病人參數來監測。例如,令人希望的是,病人的IGF-I的血清濃度在第二飲食階段結束后降低25%-90%?;沽釗訟M氖?,病人的血糖濃度在第二飲食階段結束后降低25%-75%。

在本實施方案的一個變形中,向病人提供持續第三預定時間段的第三飲食。該第三飲食是用于補充病人的正常飲食。補充組合物特征性地包括必需氨基酸類、礦物質類、以及必需脂肪類。有利的是,該第三飲食將允許病人恢復正常體重并且最大化力量。典型地,該第三預定時間段是至少5天。補充組合物還優選地包括一些額外的組分。例如,補充組合物可以包括蔬菜提取物。在一個改進中,這種蔬菜提取物提供相當于5倍的每日推薦蔬菜量。適合的蔬菜提取物的來源包括但不限于:小白菜、羽衣甘藍、萵苣、蘆筍、胡蘿卜、胡桃南瓜、紫花苜蓿、綠豌豆、番茄、卷心菜、花椰菜、甜菜。補充組合物還可以包括ω-3/6必需脂肪酸類、以及非必需氨基酸類。適合的非必需氨基酸類的實例包括但不限于:組氨酸、絲氨酸、?;撬?、酪氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺,以及它們的組合。補充組合物還可以包括含有鐵、鋅、銅、錳和鈣的多種礦物質的片劑并且還可以包括含有維生素B12的復合維生素B。

在本發明的另一個實施方案中,提供了使得癌癥對化療藥物敏感的一種方法。根據本方法,鑒定癌癥病人然后向該病人提供持續第一預定時間段的第一飲食。對于本方法敏感的癌癥的實例包括但不限于:皮膚癌、結腸癌、乳腺癌、食道癌、前列腺癌、肺癌、子宮癌、卵巢癌、前列腺癌、神經膠質瘤、黑素瘤、神經母細胞瘤、以及嗜鉻細胞瘤。該第一飲食向病人提供了至多50%的該病人的正常熱量攝入并且至少50%千卡來自脂肪。典型地,第一預定時間段是從大約1至5天。在一個改進中,第一預定時間段為1天。如上所闡明,該第一飲食實際上包含脂肪的任何來源,優選不飽和脂肪較高的來源,特別是單不飽和脂肪來源。適合的單不飽和食物來源的實例包括但不限于:花生醬、橄欖、堅果(例如杏仁、美洲山核桃、開心果、腰果)、鱷梨、種子(例如芝麻)、油類(例如橄欖、芝麻、花生、卡諾拉)等等。適合的多不飽和食物來源的實例包括但不限于:核桃、種子(例如南瓜、向日葵)、亞麻籽、魚(例如鮭魚、金槍魚、鯖魚)、油類(例如紅花、大豆、玉米)。該第一飲食的另外細節與上面列出的相同。

然后向病人提供持續第二預定時間段的第二飲食。該第二飲食向病人提供了至多500kcal/天。在一個改進中,該第二飲食向病人提供了至多200kcal/天。典型地,第二預定時間段是從大約2天至7天。在一個特別有用的改進中,該第二預定時間段是3天。該第二飲食的另外細節與上面列出的相同。

在病人使用該第二飲食的過程中或之后向該病人給予化療劑。典型地,該化療劑是在第二飲食的48-72小時之后給予的。易于理解的是,本方法對于實際上任何化療劑都是有效的。有用的化療劑的實例包括但不限于:DNA烷化劑、氧化劑、拓撲異構酶抑制劑,以及它們的組合。有用的化療劑的具體實例包括但不限于:甲磺酸甲酯、環磷酰胺、依托泊苷和其他拓撲異構酶抑制劑、多柔比星、順鉑、卡鉑和其他基于鉑的藥物、吉西他濱、多西他賽、或5-FU。

在本發明的一個變形中,隨后向該病人提供持續第三預定時間段的第三飲食。該第三飲食補充病人的正常熱量攝入并且包括一個補充組合物。該補充組合物特征性地包括必需氨基酸類。該補充組合物還可以包括必需脂肪酸類、維生素類和礦物質類的天然來源和含有鐵、鋅、銅、錳和鈣的多種礦物質的片劑并且還可以包括含有維生素B12的復合維生素B。

如上所述,該第三飲食與病人的正常飲食一起將允許病人恢復正常體重并且最大化力量。典型地,該第三預定時間段至少是5天并且可以不確定地延續。在一個改進中,該第三預定時間段是從大約4天至大約14天。為此目的,預計一周是接近最佳的。該補充組合物還任選地包括許多其他組分。例如,該補充組合物可以包括蔬菜提取物。在一個改進中,這樣的蔬菜提取物提供相當于5倍的每日推薦蔬菜量。適合的蔬菜提取物的來源包括但不限于:小白菜、羽衣甘藍、萵苣、蘆筍、胡蘿卜、胡桃南瓜、紫花苜蓿、綠豌豆、番茄、卷心菜、花椰菜、甜菜。補充組合物還可能包括ω-3/6必需脂肪酸類、以及非必需氨基酸類。適合的非必需氨基酸類的實例包括但不限于:組氨酸、絲氨酸、?;撬?、酪氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺,以及它們的組合。該第三飲食的另外細節與上面列出的相同。

本實施方案的方法提供了許多治療優勢。例如,相比于沒有向病人提供第一飲食和第二飲食時的化療劑的標準實踐,該方法允許向病人提供化療劑持續更長的時間段。持續時間上的增加是第一和第二飲食的結果,這些飲食降低了化療劑的毒性作用和/或使得癌細胞比正常細胞(即非癌細胞)對化療劑更加敏感。對于許多病人,相比于不使用第一和第二飲食的治療方案,?;に拗韉牡諞緩偷詼吃市碭韙罅康幕萍?。典型地,可以比病人通常耐受的量高出至少10%的量給予這樣的化療劑。但是,這樣的化療劑在某些病人中的劑量可能從10%增加至40%。在這些方案中,病人能夠被更加有力地治療。在另一個改進中,癌癥敏化的第一和第二飲食允許比向病人提供的正常量更低的化療劑量,而同時維持接近最佳或增強的反應。在這些情況下,化療劑可以比正常使用的量低至少10%的量使用。在一些病人中,這些化療劑的劑量可以降低10%至40%以降低不需要的毒性。本方法還允許顯示出不可接受的毒性副作用的病人的化學治療繼續。在這樣的情況下,鑒定顯示出化療有關毒性癥狀的病人,然后按照如上所述的方式和持續時間向病人提供第一、第二和第三飲食。有利的是,本方法還允許已經被鑒定為晚期并且否則將中斷治療的病人繼續進行治療。在另一個變形中,在化療劑的慢性給藥過程中(例如用5-FU治療5天)使用第一和第二飲食。

在本發明的另一個實施方案中,提供了一種使癌癥對放射治療敏感的方法。根據本方法,鑒定患有癌癥的病人,然后向該病人提供持續第一預定時間段的第一飲食。對于本方法敏感的癌癥的實例包括但不限于:皮膚癌、結腸癌、乳腺癌、食道癌、前列腺癌、肺癌、子宮癌、卵巢癌、前列腺癌、神經膠質瘤、黑素瘤、神經母細胞瘤、以及嗜鉻細胞瘤。該第一飲食向病人提供了至多50%的該病人的正常熱量攝入并且至少50%千卡來自脂肪。典型地,第一預定時間段是從大約1天至5天。在一個改進中,第一預定時間段是1天。如上所闡明,該第一飲食實際上包含任何脂肪來源,優選不飽和脂肪較高的來源,特別是單不飽和脂肪來源。適合的單不飽和食物來源的實例包括但不限于:花生醬、橄欖、堅果(例如杏仁、美洲山核桃、開心果、腰果)、鱷梨、種子(例如芝麻)、油類(例如橄欖、芝麻、花生、卡諾拉)等等。適合的多不飽和食物來源的實例包括但不限于:核桃、種子(例如南瓜、向日葵)、亞麻籽、魚(例如鮭魚、金槍魚、鯖魚)、油類(例如紅花、大豆、玉米)。該第一飲食的另外細節與上面列出相同。

然后向病人提供持續第二預定時間段的第二飲食。該第二飲食向病人提供了至多500kcal/天。在一個改進中,該第二飲食向病人提供了至多200kcal/天。典型地,第二預定時間段是從大約2天至7天。在一個特別有用的改進中,該第二預定時間段是3天。該第二飲食的另外細節與上面列出的相同。

在該病人使用第二飲食期間或之后向該病人給予放射治療。典型地,在第二飲食的48-72小時之后給予放射治療。

在本發明的一個變形中,隨后向病人提供第三預定時間段的第三飲食。該第三飲食補充病人的正常熱量攝入并且包括一個補充組合物。該補充組合物特征性地包括必需氨基酸類。該補充組合物還可以包括必需脂肪酸類、維生素類和礦物質類的天然來源和含有鐵、鋅、銅、錳和鈣的多種礦物質的片劑并且還可以包括含有維生素B12的復合維生素B。

如上所闡明,該第三飲食與病人的正常飲食一起將允許病人恢復正常體重并且最大化力量。典型地,該第三預定時間段至少是5天并且可以不確定地延續。在一個改進中,該第三預定時間段是從大約4天至大約14天。為此目的,預計一周是接近最佳的。該補充組合物還任選地包括許多另外的組分。例如,該補充組合物可以包括蔬菜提取物。在一個改進中,這種蔬菜提取物提供相當于5倍的每日推薦蔬菜量。適合的蔬菜提取物的來源包括但不限于:小白菜、羽衣甘藍、萵苣、蘆筍、胡蘿卜、胡桃南瓜、紫花苜蓿、綠豌豆、番茄、卷心菜、花椰菜、甜菜。該補充組合物還可以包括ω-3/6必需脂肪酸類、以及非必需氨基酸類。適合的非必需氨基酸類的實例包括但不限于:組氨酸、絲氨酸、?;撬?、酪氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺,以及它們的組合。該第三飲食的另外細節與上面列出的相同。

在本發明的另一個實施方案中,提供了向癌癥病人提供膳食的一個治療性膳食套裝(meal?package),該套裝延遲腫瘤生長并且增強化療藥物的效力。該治療性膳食套裝被設計成提供如上所述的方法的適當的營養素和卡路里需求。該治療性膳食套裝包括一個第一膳食組分、一個第二膳食組分和一個補充組合物。該第一膳食組分提供如上所闡明的第一飲食的營養組分。該第一膳食組分被分配至膳食中,這些膳食向癌癥病人提供了該病人的至多50%的正常熱量攝入并且至少50%千卡來自脂肪。該第一膳食組分處于足夠的量,以提供持續第一預定時間段的膳食。在一個改進中,該第一膳食組分還包括相當于5倍的蔬菜量以及ω-3/6必需脂肪酸。

第二膳食組分提供了前面所闡明的第二飲食的營養成分。該第二膳食組分被分配至膳食中,這些膳食向癌癥病人提供至多500kcal/天。該第二膳食組分處于足夠的量,以提供持續第二預定時間段的膳食。該第二膳食組分還包括相當于5倍的蔬菜量的提取物以及礦物質類和ω-3/6必需脂肪酸類。

該補充組合物至少部分地提供了上面闡明的第三飲食的營養成分。典型地,該補充組合物與病人的正常飲食相結合以便向病人提供在某種程度上正常的熱量攝入。該補充組合物包括必需氨基酸類。該補充組合物處于足夠的量,以提供持續第三預定時間段的補充。

如上所述,第一膳食組分脂肪含量高。盡管第一膳食組分實際上包含任何脂肪來源,優選不飽和脂肪較高的來源,特別是單不飽和脂肪來源,以最小化脂肪的可能有害的心血管副作用,特別是頻繁使用該飲食的病人。適合的單不飽和食物來源的實例包括但不限于:花生醬、橄欖、堅果(例如杏仁、美洲山核桃、開心果、腰果)、鱷梨、種子(例如芝麻)、油類(例如橄欖、芝麻、花生、卡諾拉)等等。適合的多不飽和食物來源的實例包括但不限于:核桃、種子(例如南瓜、向日葵)、亞麻籽、魚(例如鮭魚、金槍魚、鯖魚)、油類(例如紅花、大豆、玉米)。該第一膳食組分還包括選自下組的一種組分,該組由以下各項組成:蔬菜提取物、礦物質類、ω-3/6必需脂肪酸類,以及它們的組合。在一個改進中,這種蔬菜提取物提供相當于5倍的每日推薦蔬菜量。適合的蔬菜提取物的來源包括但不限于:小白菜,羽衣甘藍、萵苣、蘆筍、胡蘿卜、胡桃南瓜、紫花苜蓿、綠豌豆、番茄、卷心菜、花椰菜、甜菜。適合的ω-3/6必需脂肪酸的來源包括魚,例如鮭魚、金槍魚、鯖魚、竹莢魚、旗魚等等。

如上所述,第二食品組分向病人提供了非常低的千卡。在一個改進中,該第二食品組分包括選自下組的一種組分,該組由以下各項組成:蔬菜提取物、礦物質類、ω-3/6必需脂肪酸類,以及它們的組合。在一個改進中,這種蔬菜提取物提供了相當于5倍的的每日推薦蔬菜量。適合的蔬菜提取物的來源包括但不限于:小白菜、羽衣甘藍、萵苣、蘆筍、胡蘿卜、胡桃南瓜、紫花苜蓿、綠豌豆、番茄、卷心菜、花椰菜、甜菜。適合的ω-3/6必需脂肪酸的來源包括魚,例如鮭魚、金槍魚、鯖魚、竹莢魚、旗魚等等。<0}

設計補充組合物以便維持病人的正常體重和力量(或者如果已經出現了體重減輕則重新建立)。在一個改進中,該補充組合物進一步包括相當于5倍蔬菜量的提取物以及礦物質類和ω-3/6必需脂肪酸類。應當理解的是,補充組合物與正常飲食一起采用以便實現體重和力量目標。典型地,正常飲食將提供如上所闡明的病人的正常熱量攝入。

在一個變形中,該治療性膳食套裝還包括用于給予癌癥病人的第一膳食組分、第二膳食組分、以及補充組合物的說明書。該說明書將提供如上所闡明的關于方法的細節。在一個改進中,該說明書陳述了該第一食物組分在如上所闡明的第一預定時間段內提供給病人。典型地,該第一預定時間段是從大約1天至2天。在一個改進中,該第一預定時間段是1天。該說明書還陳述該第二食品組分在如上所闡明的第二預定時間段內采用。典型地,該第二預定時間段是從大約2天至7天。在一個特別有用的改進中,該第二預定時間段是大約3天。這些說明書還陳述該補充組合物與正常飲食一起使用,并且尤其是,維持或恢復病人的體重和力量的足夠量的另外的食物項目。典型地,該第三預定時間段是至少5天。在一個改進中,該第三預定時間段是從大約4天至大約14天。為此目的,發現1周是接近最佳的。

在本實施方案的一個變形中,該治療性食品套裝被包裝在一個容器內(例如,一個盒子)。在一個改進中,第一膳食組分和第二膳食組分中的每一個按照標簽所示分配至每天的餐飲中。在另一個改進中,每日部分又被分成三餐。典型地,每餐將是固體食物、奶昔(shake)和湯(第1天)以及對于第2、3和4天僅有湯和奶昔的組合(3餐/天)。每個套裝還包含具有必需脂肪酸類、礦物質類和維生素類和/或蔬菜提取物的丸劑。該盒子還包括處于丸劑的形式的補充飲食的1周的供應。通常,在該飲食的所有組分中的任何項目的非天然來源被降至最低程度。

以下例子進一步說明了本發明的不同方面。本領域的技術人員將會認識到許多在本發明的精神下以及在權利要求的范圍內的許多變形。

試驗1

描述了十個病例,其中被診斷為各種惡性腫瘤的病人在化療前(48-140小時)和/或之后(24-56小時)自愿禁食。接受了平均4個周期的化療結合禁食的十位病人中沒有一位報告由于禁食本身而不是饑餓引起的顯著副作用?;詮野┲⒀芯克?NCI)的普通毒性標準(CTC)將毒性分級,來自五位病人自我報告的副作用表明禁食可以防御疲勞、虛弱、以及胃腸道副作用。在癌癥進展可能被監測的那些病人中,禁食不能阻止腫瘤質量或腫瘤標記物的化療依賴性降低。盡管需要對照的臨床試驗來確定禁食在增強臨床結果和病人生命質量上的作用,在此展示的10個病例表明禁食結合化療是可行的、安全的,并且有可能增強現有的化療。

報告了診斷為不同類型的癌癥病人的十個病例,這些病人在化療之前和之后自愿禁食。所展示的這些結果,基于自我評價的健康結果和血液示值讀數,表明禁食是安全的并且可以減輕由化療引起的多種副作用而不妨礙殺死癌細胞。

病例1:

一位51歲的白種女性,被診斷為IIA期乳腺癌,向該病人推薦用多西他賽(DTX)和環磷酰胺(CP)輔助化療。她在其第一次化學治療施用之前禁食。禁食方案包括在化療前120小時以及在化療后60小時的完全卡路里剝奪(總共180小時),在這期間她僅服用水和維生素類。該病人完成這個延長的禁食而沒有嚴重不適并且減輕了7磅,這個體重在治療結束時恢復(圖1H)。在該禁食-化療周期之后,該病人經歷了輕度疲勞、口干和打嗝(圖2);盡管如此她能夠進行其日?;疃?每天工作長達12小時)。相反地,在隨后的化療-治療周期中(第二和第三),她接受了化療而沒有禁食而主訴了中等至嚴重疲勞、虛弱、惡心、腹部絞痛和腹瀉(圖2)。此時這些副作用迫使她退出其正常工作計劃。對于第四和最后一個周期,她選擇再次禁食,但是是一個不同的方案:包括在化療之前120小時和化療之后24小時禁食。值得注意的是,盡管預期的來自前面周期對組織的累積損害,她自我報告的副作用更低。一致的是,血液分析示值讀數支持禁食在?;ぱ赴芯哂杏幸孀饔?。當化療之前禁食時,總白細胞(WBC)和絕對中性白細胞數(ANC)在最低點顯示出輕微但是一致的增長(圖1A,C;表1)。另外,在禁食-化療周期下,觀察到血小板水平沒有下降但是在第1和第4周期中更加穩定或增加。(圖1D)。有趣的是,在第4個化療周期結合144小時禁食之后,ANC、WBC、和血小板計數達到最高水平,因為化療提早80天開始(圖1A,C和D)。總之,實驗室值和基于CTC的調查表明,禁食是安全的并且能夠對該病人賦予抗化療毒性副作用的?;?。

病例2:

一位68歲的白種男性,在2008年2月被診斷為食道腺癌。被診斷時,在CT-PET掃描中發現已經向左腎上腺轉移,符合IV期疾病。初期治療是5-氟尿嘧啶(5-FU)結合順鉑(CDDP)。與化療同時,他還接受了持續前兩個周期的局部放療。整個這期間該病人經歷了多重副作用,包括嚴重虛弱、顯著疲勞、強烈嘔吐和顯著的周圍神經病變(圖3)。另外,該病人主訴強烈的吞咽困難、其次是嚴重的粘膜炎,很可能是由于放射治療引起的。在第三周期中,由于嚴重惡心和頑固嘔吐不得不退出5-FU給藥(圖3)。不管用化療和放療的有力方法,他的疾病進展了。通過2008年8月進行的一次新的CT-PET顯示向右腎上腺、右肺下葉、左骶骨、和喙突發展了新的轉移。這些促進他的化療方案的加強(第4周期)??ú?CBDCA)結合DTX和5-FU(施用5-FU?96小時)。該病人在第4周期期間加入了化療前72小時和之后51小時禁食?;坪?1小時禁食的基本原理是為了預防繼續給予5-FU。病人減輕了大約7磅,其中4磅在恢復正常飲食的前面數天恢復(數據未顯示)。盡管在這個周期過程中結合使用了三種化療劑,所報告的自我報告的副作用一致地低于任意化療-周期(圖3)。在他第5個化療-治療之前,該病人選擇再次禁食。替代接受5-FU輸注96小時,如他先前所使用的,在48小時內使用了相同劑量的該藥物,并且禁食方案也被修改成在藥物遞送之前48小時和之后56小時。有趣的是,不僅自我報告的副作用低,而且在CT-PET掃描中記錄了令人鼓舞的臨床反應。掃描中顯示了主食道腫塊的標準攝取值(SUV)、腎上腺轉移、以及肺的右下葉結節的降低。對于第6、7、8周期,該病人在化學治療之前和之后禁食(表3)。盡管預期的累積毒性,通過禁食降低了大部分副作用,除了在第7個化療-周期產生的輕度腹瀉和腹部絞痛以外。這是侵襲性的癌癥,雖然化療被很好地耐受,該病人的疾病還是發展了并且該病人于2009年2月去世。

病例3:

一位74歲的白種男性,在2000年7月被診斷為雙側前列腺癌,格里森分數為7,并且PSA水平為5.8ng/ml。于2000年9月進行的前列腺切除術導致PSA水平不可檢測出,直至2003年1月它上升至1.4ng/ml。處方開了醋酸亮丙瑞林連同比卡魯胺和非那雄胺。但是由于與睪酮缺失相關的嚴重副作用,這些藥物的給藥在2004年4月不得不中止。使用了不同的藥物,包括雙羥萘酸曲普瑞林、尼魯米特、沙利度胺、CP和酮康唑來控制該病。2007年該病人的PSA水平達到9ng/ml并且在骨掃描中觀察到新的轉移。使用了每周基礎上的25mg/m2的DTX,但是PSA水平繼續增加達到40.6ng/ml(數據未顯示)。將貝伐單抗加入到治療中并且僅在此時PSA才顯著下降(數據未顯示)。新的骨掃描一致地顯示了整體上的改進。在化療的所有周期過程中,該病人經歷了顯著的副作用,包括疲勞、虛弱、金屬味、眩暈、健忘、短時記憶損害和周圍神經病變(圖5)。在停止化學治療之后,他的PSA迅速上升。在三個星期的周期內,75mg/m2的DTX是所選的方案,并且再一次該病人遭受了顯著的副作用(圖5)。2008年6月,停止化療。該病人加入一項使用乙酸阿比特龍的III期臨床試驗中,該藥可以選擇性地阻斷CYP17,一種微粒體酶,該酶催化對非性腺雄激素生物合成關鍵的一系列反應(Derek?Raghavan和Eric?A.Klein?J.C.O.2008)。在這個試驗過程中,病人的PSA水平增加至20.9ng/dl(圖4H),提示重新進行化學治療。此時該病人選擇在化療前禁食。他的禁食方案是在藥物給予之前大約60小時和之后24小時(表3)。在重新開始化療-禁食治療(DTX?75mg/m2)時,PSA水平立即下降,并且值得注意的是該病人報告了比先前任意化療周期低很多的副作用(圖5)。與該病人的經歷一致,血液示值讀數連貫地穩定并且在整個治療過程中保持在正常范圍內(圖4A-G)。在最后三個周期過程中,除了禁食,該病人在化療前使用了五天的睪酮(軟膏1%)。結果,PSA水平連同睪酮水平顯著增加。盡管如此,結合化療和禁食的三個周期將PSA從34.2降至6.43ng/ml(圖4H)。這些結果不支持禁食可以對癌細胞賦予部分?;さ目贍芐?。

病例4:

一位61歲的白種女性,在2008年6月被診斷為低分化非小細胞肺癌(NSCLC)。最初在CT掃描中看到的腫塊在與活組織檢查結果相關的PET研究中(2008年6月)證明是代謝亢進的。在同樣的PET-掃描中,在多個縱隔和左門周淋巴結內顯示泛發性轉移性疾病?;構鄄斕階頻攪斯?、肝、脾和胰臟。初期治療開始于每21天給予DTX?75mg/m2和CBDCA?540mg/m2。盡管她堅持正常飲食,在前5個周期過程中,她在每次化療-治療之后平均減輕4磅;最可能是由于化療毒性所致。該病人報告她花費了大約三周恢復到她的最初體重。在所經歷的副作用中,她主訴嚴重肌肉痙攣、下肢神經病變、顯著疲勞、口腔和舌瘡、容易碰傷和腸不適(圖7)。在包含相同藥物和劑量的第6周期過程中,該病人在化療之前48小時和之后24小時禁食。在這期間,她減輕了大約6磅,在10天之內恢復(數據未顯示)。除了輕度疲勞和虛弱之外,該病人沒有主訴她在前五個周期中所經歷的任何其他副作用(圖7)。注意的是,一旦出現例如周圍神經病變、脫發或短時記憶損害等累積副作用,禁食也不能逆轉。相反地,當在禁食條件下給予化療時成功避免了急性毒性副作用(圖7)。在第6個和最后一個周期之后,該病人報告在藥物給予之后僅三天她就迅速恢復體能,可以走3英里。在病人的血液資料中沒有觀察到顯著差異(圖6A-G)。2009年2月進行的最后放射學研究(PET)顯示在主要腫塊中的穩定疾病(左肺下葉),當與其基線研究比較時脾臟和肝臟中的示蹤劑的攝取降低。

病例5:

一位74歲的女性病人,2008年被診斷為IV期子宮乳頭狀漿液癌。推薦了手術(TAH-BSO)之后輔助化療。另外,切除了盆腔淋巴結、主動脈周淋巴結和上腔靜脈淋巴結。最后由于右輸尿管顯著擴大,還進行了右腎切除術。每21天使用六個周期的CBDCA(480mg)和紫杉醇(280mg)。在第一次治療過程中,該病人具有正常飲食并且經歷了疲勞、虛弱、脫發、頭痛和主訴胃腸道不適(圖8)。相反地,在第2-6周期過程中,該病人在藥物給予之前和之后禁食并且報告化療后產生的副作用減少(表3,圖8)。與其他報告一致,在第4周期之后通過腫瘤標記物CA-125的87%的降低記錄了禁食沒有干擾癌細胞的化療依賴性殺死(數據未顯示)。

病例6:

一位44歲的白人女性,在2007年7月被診斷為右卵巢腫塊(10x?12cm)。進行了手術(TAH-BSO)。沒有顯示腫瘤侵入卵巢囊并且切除的30+淋巴結都是陰性的。她的疾病被定級為IA期卵巢癌肉瘤。所部署的初期治療是六個周期的異環磷酰胺和CDDP,該病人從2007年7月至11月接受該治療。她的首次CT掃描于2008年1月進行,沒有顯示額外的卵巢疾病。七個月之后,MRI顯示出多個新的肺結節。這個發現通過CT掃描證實,其中可以看到在肺內的20多個新結節以及脾臟區域一些異常情況(低密度圖像=MTS?)和在脊柱中的退化性變化?;謖廡┙峁?,選擇了包括泰素、卡鉑和阿瓦斯汀的一種新的藥物方案。在2008年8月開始輸注并且以3周計劃進行。同時給該病人補充高劑量維生素C(50mg/天)。2008年9月,CT掃描的再評定顯示多個散布的雙側肺結節的大小和數目都顯著降低。然而到11月,CT掃描顯示主結節之一從0.5cm增至0.8cm,表明疾病的進展。處方開了包括第一天用吉西他濱之后在第八天使用吉西他濱和多西他賽的新治療。但是,在第一次給予全劑量(900mg/m2)的吉西他濱之后,該病人經歷了長時間的嗜中性白細胞減少(圖9A)和血小板減少(圖9D),被迫中止了隨訪治療。在第二個周期中該病人接受了減少劑量的吉西他濱(720mg/m2),但是再一次出現了長時間的嗜中性白細胞減少和血小板減少,使得難以完成最初的計劃。在第三個周期之前,該病人在化療之前62小時和化療之后24小時禁食。該病人報告沒有副作用,不論她禁食與否,但是有趣的是血液資料在禁食-化學治療過程中顯示出顯著改進(圖10)。注意到一個趨勢,其中在ANC、淋巴細胞和WBC計數中最低點輕微地更不顯著,而頂點非常高(分別在圖9A,B,C;表2)。另外,在第1和第2化療周期中,單獨的吉西他濱導致血小板計數快速急劇下降,分別需要花11天和12天恢復。表2。但是,在第一次組合禁食的吉西他濱治療之后(第3周期)血小板計數沒有下降,反而輕度增加(圖9D)。與先前的單獨化學治療相比,血小板最低點確實達到更低的水平,這可以通過三種化療劑的加性效應來解釋(圖9D;表2)。盡管如此,與單獨化療相比,血小板數目的頂點和恢復到正常水平的時間在禁食-化學治療過程中分別更顯著并且縮短(圖9D;表2)。在多次禁食/化療之后血小板的顯著改進和更快恢復不僅使得病人能夠完成她的化學治療,而且還顯示這個策略對血細胞前體有?;ぷ饔?,使得凝血細胞和粒細胞更快再生。

病例7:

一位66歲的白人男性,在1998年7月被診斷為前列腺腺癌,格里森分數為8。同年進行的ProstaScint研究顯示右髂淋巴結內陽性攝取放射性示蹤劑,與D1期疾病一致。1998年,該病人首次接受了醋酸亮丙瑞林和比卡魯胺。1999年9月,這些藥物失去效力,他使用了非那雄胺。2000年12月,CT掃描暗示該病局部進展。他開始在第二周期用醋酸亮丙瑞林并且還接受了高劑量率(HDR)近距離放射療法以及具有增強放療(IMRT)的外線束放射。應用了多種藥物,例如比卡魯胺、雙羥萘酸曲普瑞林和諾龍進行補充治療以便控制該疾病。但是,他的PSA水平在每次治療中止時迅速增加。2008年4月,Combidex掃描顯示出一個3x?5cm的骨盆腔腫瘤和左腎積水;同年6月,新的PSA復發以及新的CT掃描進一步確認了左髂區的腫塊促進了使用DTX治療。該病人決定在化療之前60-66小時和化療之后8-24小時禁食(表3)。雖然禁食,該病人經歷了頭昏目眩和血壓顯著下降,但是在化療之后自我報告的副作用幾乎不存在,除了在第七個連續周期DTX之后產生的腿部輕度振動感覺之外(圖12)。分析病人的示值讀數時發現ANC、WBC、血小板和淋巴細胞水平維持在正常范圍內,而紅細胞和其相關參數(血細胞比容和血紅蛋白)沒有維持在正常范圍內(圖11A-G)。這表明一些血細胞可能受益于禁食依賴性?;ざ硪恍┟揮?。最后,整個周期中的PSA水平顯示持續下降趨勢,支持禁食沒有干擾前列腺癌細胞的殺死(圖11H)。

病例8:

一位53歲的白人女性病人被診斷為IIA期乳腺癌(HER2+)。2008年進行了局部病灶切除術之后,該病人每21天經歷4個周期的化療。這個方案包括DXT(75mg/m2)和CP(600mg/m2)。在整個4個周期中,病人在化療給予之前64小時和化療之后24小時禁食。報告的副作用包括輕度虛弱和輕度短時記憶損害(圖13)。

病例9:

一位48歲的白人女性被診斷為乳腺癌,向她推薦了輔助化療。她的化療方案包括21天時間表內的4個周期的多柔比星(DXR)(110mg)結合CP(1100mg),之后基于每周的紫杉醇和曲妥單抗,持續12周。在她首次化療治療之前,該病人禁食48小時并且提及沒有不良作用。在第二周期過程中,該病人結合了化療之前禁食60小時,繼之給予藥物之后禁食5小時。有趣的是,她表示在遵循禁食中沒有痛苦。盡管她經歷了脫發和輕度虛弱,該病人沒有遭受其他的通常報告的來自化療的副作用(圖14)。

病例10:

一位78歲的白人女性被診斷為RER2陽性乳腺癌。在診斷以及復雜的乳房腫瘤切除術(lumpectomy)后,該病人經歷了全乳房切除術。腫瘤科醫師開了六個周期的輔助化療,使用CBDCA?400mg(AUC=6),用G-CSF(Neulasta)補充的DTX(75mg/m2)以及之后6個月的曲妥珠單抗(表3)。整個化學治療過程中,該病人在藥物給予之前和之后禁食。盡管該病人采用了變化的禁食方案,沒有經歷嚴重副作用(圖16;表3)。此外,在整個治療過程中,WBC、ANC、血小板和淋巴細胞水平的血液示值讀數都在正常水平(圖15A-D)。

獲得了所有10位病人的自我報告評定來評價所經歷的副作用的嚴重性。由于一些化療毒性副作用是累積的,比較了調查數據,包括所有的結合的禁食和非禁食的相關的化療副作用(圖17A)?;詮野┲⒀芯克鈉脹ǘ拘員曜級遠拘越蟹旨?。令人鼓舞的是,所有病人都指出了更好的自我報告的健康結果,即使化療-禁食周期主要是在治療的較后階段進行的。無論何時給予化療-禁食周期,來自所有10位病人的報告中實際上都沒有惡心、嘔吐、腹瀉、腹部絞痛、和口瘡,而這些癥狀中的至少之一由6位任意飲食的病人中的5位所報告(圖17A)。與所有化學治療結合的始終禁食的四位病人報告了多數副作用的低嚴重性(圖12、13、14、16)。多個病人報告了僅有輕度虛弱和脫發。對于接受化療結合禁食或任意飲食的6位病人,自我報告的副作用的嚴重性是通過僅考慮在其中病人是否禁食的兩個最近的化療周期來確定的。在結合禁食的許多自我報告的副作用的嚴重性方面有總體和較大降低(圖17B)。然而例如疲勞和虛弱等癥狀顯著減輕(分別為p<0.001和p<0.00193),在結合禁食中從沒有經歷嘔吐和腹瀉,盡管這些周期始終在最后進行(圖17B)。值得注意的是,沒有平均嚴重性由于禁食而增加的副作用,包括在基于CTC的調查中(圖17A,17B)。

這些來自較小組的和多組的病人的調查結果表明,禁食在癌癥病人中是安全的并且是良好耐受的并且能夠改善多種化療依賴性副作用。盡管偏見可能影響病人對副作用的估計,化療后血液示值讀數方面的改善趨勢支持禁食實際上?;っ饈懿煌埔┪锏乃鷙?。值得注意的是,已知禁食?;そ湍負托∈竺饈芨髦侄舅睪陀?Rafaghello,LPNAS?2008;Matsson,M.Annual?Rev.Nutr2005)的損害,因此在人類中對抗多種化療藥物的?;ぷ饔貌⒉渙釗司?。

結果

在本研究中展示了接受化療的十位癌癥病人,7位女性和3位男性,平均年齡61歲(在44-78歲范圍內)。四位遭受乳腺癌,兩位前列腺癌,四位卵巢癌、子宮癌、非小細胞肺癌、或者食道腺癌。所有病人都在治療他們的腫瘤科醫師的監督下在化療之前總共48至140小時和/或之后24至56小時自愿禁食。禁食在所有病例中都被良好耐受。在延長禁食階段之后,病人列舉的饑餓、和血壓降低都是共同癥狀。

討論

癌癥治療過程中的普通飲食建議都是基于整體目標為阻止或逆轉營養缺乏、保持瘦體重、以及使與營養相關的副作用(例如食欲減退、惡心、味覺改變、或者腸變化)降至最低(Doyle,癌癥治療過程中和之后的營養和體力活動,2006)。與標準化療后飲食相反,這個系列中的大部分病人報告禁食是可行的并且通過減輕例如疲勞、虛弱、惡心、嘔吐和腹部絞痛等副作用而受益。在禁食過程中產生次要的主訴,包括眩暈、饑餓、或頭痛,程度為不干擾包括工作在內的正?;疃?。

體重減輕是癌癥病人中的主要顧慮。這可能是由于癌癥本身、化療后食欲減退、或者胃腸道損傷所致。值得注意的是,在這個病例報告中,禁食過程中的體重減輕在大部分病人中快速恢復。對于接受化療以及禁食和不禁食的病人,在禁食-化療周期中化學毒性副作用顯得減弱了。通過這種干預顯得減輕的癥狀主要是胃腸道癥狀和全身癥狀。

在非惡性細胞中,例如禁食/葡萄糖饑餓等挑戰性情況刺激機體抑制生長/生殖并且將其能量轉向維持/修復,并且使其生存機會最大化(Longo.Nature.2005)。因此,生長因子例如IGF-I的下降(Thiessen,J.P.Endocrine?Rev1994;Stephen?R.Spindle年度營養回顧2007)以及抗應激性機制(例如未折疊蛋白質應答(UPR),包括熱休克蛋白(HSP?70)和葡萄糖應答蛋白(GSR78))增加(Mote,P.L.Mechanism?Age?Dev?1998;Lee,A.S.生物化學趨勢2001;Ramachandra?K.Reddy?J.of生物化學,2003)。正常細胞將應答這些變化,而惡性細胞是無應答的,因為自身缺乏自給自足生長信號(Hanahan.癌癥標志,2000)。因此,禁食將選擇性地?;ふO赴鑰夠貧拘遠凰鷙Χ園┫赴┪锘钚?。

盡管這些僅是10位病人的初步結果,它們還是令人鼓舞的,因為此處所顯示的大部分副作用具有累積模式并且化療-禁食周期主要在治療的后部分進行。

表1

*禁食之前24小時還使用了低胰島素飲食。

**禁食之后24小時還使用了流質飲食。

n/a=不適宜,由于在輔助治療中給予化療。

表2

表3

試驗2

參考圖18,禁食使得惡性細胞對照射敏感。將鼠乳腺(4T1-luc)細胞鋪板于96孔的培養板中(20,000/孔),并且允許平衡和達到融合維持48小時。然后,在照射之前48小時將培養基轉換成低糖或高糖培養基(5或10Gy;圖18A,18B)。通過MTT測定法來確定生存力(圖18C)。通過Student’s?t-檢驗進行統計分析(N=60)。

參考圖19,禁食使得惡性細胞對照射敏感。將鼠神經膠質瘤(GL26)細胞鋪板于96孔培養板中(20,000/孔),并且允許平衡和達到融合維持48小時。然后在照射之前48小時將培養基轉換成低或高糖培養基(5或10Gy;圖19A,19B)。通過MTT測定法來確定生存力(圖19C)。通過Student’s?t-檢驗進行統計分析(N=60)。

參考圖20,STS(禁食)使得鼠乳腺癌細胞對照射敏感并且增強了小鼠中的腫瘤控制。用同源乳腺癌細胞(4T1-luc;2×10^5細胞/小鼠)皮下注射20-25g重的雌性BALB/c小鼠。在第13天腫瘤顯著進展到300-500mm3,在照射之前48小時以小鼠禁食開始治療(IR;5Gy)。STS/IR(3Gy)的第二個周期在1周后進行。每天使用Student’s?t-檢驗進行統計分析。*p<0.05。

參考圖21,STS(禁食)使得鼠膠質瘤癌細胞對照射敏感并且提高小鼠中的腫瘤控制。用同源神經膠質瘤癌細胞(GL26;3×10^5細胞/小鼠)皮下注射25-30g重的雌性C57BL/6小鼠。在第27天腫瘤顯著進展到500-1000mm3,在照射之前48小時以小鼠禁食開始治療(IR;7.5Gy)。STS/IR(3Gy)的第二個周期在1周后進行。每天使用Student’s?t-檢驗進行統計分析。*p<0.05。

試驗3

測試了一種假設:在能源、禁食引起的生長因子和其他細胞外因子方面的許多改變不僅防止?;ざ掖俳撕芏喟┫赴曰埔┪锏拿舾?。

為了探索禁食是否可以協同增強化療毒性,使用鼠乳腺癌(4T1)、黑素瘤(B16)、神經膠質瘤(GL26)、和鼠神經母細胞瘤(NXS2,Neuro-2-a)、以及人神經母細胞瘤(ACN)細胞研究了不同小鼠癌癥模型。通過完全撤銷食物48-60小時實現短期饑餓(STS)、或禁食,而持續給予水。如所預期的,在任意飲食下給予化療延遲了皮下腫瘤的生長(圖22A-C)。顯著地,僅僅禁食的兩個周期(每個周期48小時)與化學治療的兩個周期一樣有效。在荷皮下黑素瘤腫塊(B16細胞)的小鼠中觀察到類似效果,盡管在第二個周期之后僅僅禁食的效果沒有維持(圖22B),并且在荷皮下神經膠質瘤腫塊(GL26細胞)的小鼠中也是如此(圖22C)。在神經膠質瘤模型中僅僅應用了一次禁食,原因是對照組(任意,無化療)中不尋常的腫瘤快速生長。當禁食與通常使用的化療藥物多柔比星(DXR)或環磷酰胺(CP)組合使用時觀察到最好的治療指標(圖22A-C)。對于4T1乳腺癌,兩個禁食周期導致小于僅僅CP治療組的一半的腫瘤大小,即使在最后治療之后的20天(圖22A)。類似地,在皮下神經膠質瘤和黑素瘤模型中也觀察到這樣的結果(圖22B-C)。值得注意的是,典型地在禁食過程中的體重減輕在重新喂食的3天內恢復,即使在化學治療之后(圖23A-D),證實了在小鼠中禁食沒有惡化腫瘤和化療對體重減輕的效果,與在病人中進行的禁食和化療的預研究的觀察結果一致。

在免疫活性小鼠內通過靜脈注射鼠乳腺癌細胞(4T1)、黑素瘤細胞(B16)和2個神經母瘤細胞系(NXS2和Neuro-2a)產生的轉移癌模型中研究了禁食對化療的影響。禁食增強了化療并且延長了所有小鼠轉移癌模型的生存率(圖24-28)。在黑素瘤癌轉移模型中,小鼠很早就被處死以確定STS對轉移的影響。有趣的是,與正常喂食下接受DXR的小鼠相比,結合DXR的STS引起B16黑素瘤細胞向不同器官轉移的減少(圖25)。例如,在正常喂食下和禁食下接受DXR的小鼠中分別發現100%與65%的肺轉移。此外,不像正常喂食的小鼠,在禁食的小鼠的肝臟或脾臟中沒有檢測到轉移(圖25)。

為了檢測多個周期的禁食和化療對侵襲性轉移癌的影響,監測了2種轉移性神經母細胞瘤小鼠模型的存活率。與任意組的100%死亡率相比,在42%的荷鼠神經母細胞瘤(NXS2)小鼠中實現了長期存活(超過180天),這些小鼠經歷了2個周期的禁食與高劑量DXR(16mg/Kg)治療(圖26)。為了模擬晚期轉移癌,將鼠神經母細胞瘤細胞(Neuro-2a)靜脈注射進小鼠中,在開始化療之前允許腫瘤擴散9天。為了測試在神經母細胞瘤的轉移模型中STS結合標準治療的效果,禁食與高劑量化療的混合劑(基于廣泛用于治療這種兒童惡性腫瘤(10mg/Kg?DXR+8mg/Kg順鉑,CDDP))相結合。顯著地,雖然化療混合劑結合任意飲食治療的所有小鼠在第75天死亡,但是禁食結合化療混合劑的25%的小鼠實現了長期存活(超過300天)(圖27)。為了測試多個周期的禁食(STS)在沒有化療的情況下在延遲神經母細胞瘤進展上是否有效,而且還為了測試其對人腫瘤模型的影響,在免疫減弱的皮下注射了人CAN神經母細胞瘤細胞的裸鼠中進行了5個周期的禁食(圖29)。在36天之后,5個周期的禁食能夠將腫瘤大小限制到正常喂食的小鼠所達到的一半(圖29)。

為了在體外模擬禁食,將癌細胞在含有從任意喂食或禁食48小時的小鼠中收集的血清的培養基中孵育。與小鼠中的結果一致,與來自任意喂食的小鼠的血清中培養效果相比,在補充有來自禁食的小鼠的血清的培養基中培養的乳腺癌細胞(4T1)對DXR和CP都敏感(圖30)。因為顯著的葡萄糖和生長因子下降(例如在生長因子IGF-I方面下降75%)是對禁食的兩個關鍵細胞外反應,將細胞在基于來自正常喂食和禁食的小鼠的血糖測量值的不同葡萄糖和血清濃度中進行孵育(圖31),也就是在低葡萄糖(0.5g/L)低血清(1%FBS)中,或者在常規葡萄糖(對于人和鼠細胞系分別是1.0和2.0g/L)正常血清(10%FBS)中,在藥物治療之前24小時和在此過程中孵育(圖32)。與體內研究一致,葡萄糖和血清限制使得在17種不同癌細胞系中的15種,包括鼠黑素瘤(B16)、神經膠質瘤(GL26)、和乳腺癌(4T1)細胞對DXR和/或CP敏感(圖32-34)。另外,葡萄糖或血清單獨降低也能增強DXR和/或CP對癌細胞的毒性,但是不如二者結合時一樣有效(圖33,34)。在涉及禁食依賴性DSR的許多生長因子中,以前報道過IGF-I降低是關鍵變化,并且IGF-I輸注可以逆轉小鼠對化療的?;?。在此顯示了4T1和B16細胞的IGF-I治療也逆轉了癌細胞對由葡萄糖限制引起的DXR的敏化,表明STS部分地通過降低IGF-I使癌細胞敏感(圖35)。

為了確定對這種STS依賴性敏化負責的機制,通過彗星分析研究了低葡萄糖對暴露于化療的癌細胞中的DNA單鏈和雙鏈斷裂的影響。對于后生動物的主要能源的葡萄糖對于惡性細胞是特別重要的,這是已知為Warburg效應的一種現象,并且升高的血糖促進快速癌癥生長。在4T1乳腺癌細胞(圖36A)和B16黑素瘤細胞(圖36B)中,葡萄糖從任意(2.0g/L)降至結合低血清條件(1%FBS)的禁食后所達到的水平(0.5g/L),還模擬禁食依賴性血液生長因子和蛋白質類的下降,比單獨化療增加了DNA損傷,并且0.5g/L葡萄糖和化療的組合促進了DNA損傷的顯著的20倍的增加。降低的葡萄糖的影響與多柔比星對GL26神經膠質瘤細胞的治療中的影響沒有相加(圖36C)。

為了獲得響應于禁食的癌細胞中發生的基因表達變化的無偏倚觀點,在來自禁食48小時或任意飲食喂食的小鼠的心臟、肌肉、肝臟和皮下4T1乳腺癌腫塊上進行了全基因組微陣列分析。微陣列分析清楚地顯示,禁食差別性地調節涉及細胞增生的基因(圖37)。另外,發現在自體移植的乳腺癌(4T1)中翻譯和核糖體生源論/裝配的表達顯著地增加,然而在正常組織中它們或者被抑制或者被最低程度地受到影響(圖38)。與翻譯元件中的這種增加一致,在自體移植的腫瘤中在預先饑餓的癌細胞中Akt和S6K磷?;惶岣卟⑶襡IF2a磷?;喚檔?圖39A),還有在體外,特別是與CP治療相結合(圖39B)。但是,除了翻譯機制的這種饑餓依賴性激活,癌細胞在體外加倍被大大減緩(圖40),這與體內通過禁食延遲腫瘤進展一致(圖36,37)。翻譯與細胞周期進展和細胞生長緊密偶聯,并且是個代價高的過程,在快速分裂細胞中可能消耗50%-75%的細胞能量。有可能的是,4T1腫瘤試圖通過增加翻譯來補償生長所需要的營養素缺乏,并且結果消耗了甚至更多的能量,導致細胞死亡。

因為已知抗應激轉錄因子FOXO3a被AKT滅活,在4T1腫塊和正常組織中測試禁食對其表達的影響。發現FOXO3a響應于禁食而被差別性地調節。其表達在腫瘤中被顯著抑制,但是在正常器官中被誘導(圖41)。在自體移植的乳腺癌腫瘤(4T1)中,還確定了禁食對另外一種主要應激反應轉錄因子,核因子κB(NFκB)的影響。RT-PCR顯示了禁食對NFκB的不同表達:在腫瘤中其表達被很大程度上抑制,但是在正常器官中高度誘導(圖41)。在其表達被NFκB誘導的?;ば曰蛑?,血紅素加氧酶(HO-1)是一種進化保守的酶,其在響應于不同的刺激(包括UVA和氧化應激)時是高度可誘導的。發現禁食還抑制了腫瘤中的HO-1表達,但是在正常器官中的這種表達中引起較多的增加,這與FOXO3a和NFκB的那些結果一致(圖41)。Stuendt’s?t-檢驗;*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001。

因為FOXO3a和NFκB通過HO-1和/或MnSOD降低氧化應激,在4T1細胞中使用二氫乙錠(DHE)氧化來測量活性氧種類(ROS)的水平,作為用CP治療后在標準和STS狀況下估計超氧化物水平的一種方法(圖42,43)。在禁食/化療之后在癌細胞內檢測到較高的DHE氧化水平,表明增加的氧化應激和可能的超氧化物水平。而且,發現在STS之后僅在自體移植的腫瘤中的半胱天冬氨酸酶-3水平增加了,但是在體內(圖44A)還有在體外(圖44B)在正常器官中沒有增加,這與氧化物在促進細胞凋亡中的作用和HO-1在抑制半胱天冬氨酸酶-3活性中的作用一致?;掛丫礱髟詘┫赴杏善咸煙竅拗樸盞嫉南赴蟯霰蛔允紗俳?。低血清孵育中的葡萄糖限制增加了4T1細胞中的自噬(圖45),但是通過氯喹抑制自噬進一步增加了細胞死亡,表明低葡萄糖并沒有通過自噬依賴性細胞死亡來促進細胞死亡(圖46)。

為了證實HO-1在對化療的禁食依賴性敏化中的作用,在禁食過程中使用血晶素誘導HO-1表達并且發現敏化作用可能被部分逆轉(圖47,48)。相反地,HO-1抑制劑鋅原卟啉(ZnPP)使得癌細胞對化療敏化(圖49,50)。總之,這些研究表明降低的HO-1表達是負責4T1乳腺癌細胞的禁食依賴性敏化的部分機制。

總之,顯示了葡萄糖、IGF-I的較多的下降,和已知可能在細胞培養和小鼠中在響應于饑餓/禁食發生的許多其他變化導致生長延遲以及寬范圍的腫瘤細胞中細胞死亡的較多的增加(圖51),尤其是在與化療結合中。這些結果表明在癌癥治療中,多個禁食周期有可能向病人提供?;ず桶┲⒚艋Ч秸?。

方法

細胞培養

4T1-luc鼠乳腺癌細胞購自SibTech(Brookfield?CT)。B16-fluc鼠黑素瘤細胞由Noah?Craft(UCLA)提供。GL26鼠神經膠質瘤、U87-MG人膠質母細胞瘤細胞由Thomas?Chen(USC)提供。PC3和22RV1人前列腺癌細胞由Pinchas?Cohen(UCLA)提供。MCF-7和C42B人乳腺癌細胞以及HeLa人宮頸癌細胞由Amy?Lee(USC)提供。LOVO人結腸癌細胞由Darryl?Shibata(USC)提供。NXS2和Neuro-2a鼠神經母細胞瘤、人ACN和SH-SY5Y神經母細胞瘤、OVCAR人卵巢癌,MZ-MEL人黑素瘤、A431表皮樣癌細胞在加斯利尼研究所腫瘤實驗室(Laboratory?of?Oncology?of?Gaslini?Institute)中常規培養。4T1細胞用LC3-GFP穩定轉染,這是USC的Jae?Jung友情饋贈,用于自噬研究。所有的細胞被常規維持在DMEM?10%FBS中,在37℃,5%CO2。為了抑制自噬,在體外STS過程中用5μM氯喹(CQ)將細胞處理48小時。為了調整HO-1活性,在化學治療之前24小時和治療過程中24小時,用10μM血晶素(Sigma)或20μM鋅原卟啉(ZnPP;Sigma)處理4T1細胞。

化療

在體外和體內都使用了多柔比星(DXR;Bedford實驗室,美國)和環磷酰胺(CP;Baxter,美國)。

通過在含有化療的培養基中處理細胞24小時進行體外化療。對每個個體細胞系確定最佳藥物劑量。對于體內研究,通過外側尾靜脈靜脈注射DXR,腹膜內注射CP。

小鼠癌癥模型

所有動物試驗都按照南加州大學的機構的動物關心和使用委員會,和意大利Genoa的國家癌癥研究所的許可及倫理委員會,以及意大利衛生部批準的程序進行。為了建立皮下癌癥小鼠模型,給12周齡的雌性BALB/c,12周齡大的雌性和雄性C57BL/6小鼠,和7周齡大的裸鼠分別注射4T1乳腺癌細胞、B16黑素瘤和GL26神經膠質瘤、以及ACN人成神經瘤細胞。對于轉移性小鼠癌癥模型,12周齡的雌性BALA/c,12周齡的雌性和雄性C57BL/6小鼠通過外側尾靜脈分別靜脈注射2×1054T1、B16、GL26細胞,并且6周齡的雌性A/J小鼠通過外側尾靜脈注射2×105NXS2、和1×106Neuro-2a細胞。在注射之前,采集在對數期生長的細胞并且在2×106細胞/ml的PBS中懸浮,100μL(2×105細胞/小鼠)皮下注射在腰部區域或者通過外側尾靜脈靜脈注射。ACN和Neuro-2a細胞以密度5×107和1×107細胞/ml在PBS中懸浮,100μL(5×106ACN細胞/小鼠和1×106Neuro-2a細胞/小鼠)分別皮下注射在腰部區域或者通過外側尾靜脈靜脈注射。在皮下腫瘤注射之前所有小鼠都被剃毛,并且在靜脈注射之前輕輕加溫以擴張靜脈。定期測定體重并且使用數字游標卡尺測量腫瘤大小。腫瘤體積使用下面的公式計算:腫瘤體積(mm3)=(長×寬×高)×π/6,其中長、寬和高表示為mm。

體外禁食

通過限制葡萄糖和/或血清進行細胞禁食,這是基于在禁食的和正常喂食的小鼠中的血糖測量值;低水平接近0.5g/L,高水平至2.0g/L。對于人細胞系,常規葡萄糖被認為是1.0g/L。在改變為禁食培養基之前,將細胞用PBS洗滌兩遍。

體內禁食

動物通過完全剝奪食物而自由飲用水而禁食48-60小時。小鼠被單獨地關進清潔的新籠子中以減少同類相食、食糞、和殘留食物。在禁食之前和禁食之后立即測量體重。

體外測定

通過減少噻唑藍(MTT)的能力來測量細胞毒性。簡而言之,以5mg/ml將MTT制備在PBS中,稀釋至最終濃度為0.5mg/ml用于測定,并且在37℃下孵育3-4小時。將甲臜晶體用100μl溶解緩沖液((w/v)15%SDS、(v/v)50%二甲基甲酰胺(pH?4.7)在37℃溶解過夜(16小時)。存活率表示為處理的細胞相對于對照細胞的MTT降低水平的百分比。使用酶標儀SpectraMax?250(Molecular?Devices)和SoftMax?Pro?3.0軟件(Molecular?Devices)在570nm讀出吸光度。

使用熒光染料DHE(二氫乙錠(dihydroethidine),Invitrogen,美國)的氧化來估計超氧化物水平。細胞在載玻片上培養、處理,并且在用DHE(10μM;在0.1%DMSO中)培養30分鐘之前用PBS洗滌兩遍。

免疫印跡測定

細胞在冰預冷的PBS中沖洗一遍并且在含有蛋白酶抑制劑(Roche)和磷酸酶抑制劑的混合劑(Sigma)的RIPA溶解緩沖液中收獲。腫瘤組織在補充有相同的蛋白酶和磷酸酶抑制劑的RIPA溶解緩沖液中均質化。來自總溶解產物的蛋白質用8-12%SDS-PAGE溶解,并且使用GAPDH抗體、Akt和磷-Ser473Akt、p70S6激酶和磷-Thr389p70S6激酶、eIF2α和磷-Ser51eIF2α,(1∶1000-2000,Cell?Signaling?Technology)通過免疫印跡進行分析。

彗星分析方案

細胞在培養基(DMEM/F12,具有10%FBS)中被稀釋至105/ml,在37℃用50μM?DXR處理一小時。然后用冰冷的PBS洗滌細胞一遍并且根據生產廠家推薦的程序進行彗星分析(Trevigen,Inc,Gaithersburg,MD)。用Nikon?Eclipse?TE300熒光顯微鏡獲得彗星圖像并且用彗星評分軟件(TriTek?Corp.,ver1.5)進行分析。對于每個遺傳型/治療組對100-300個細胞進行評分。

血液收集和葡萄糖測量

用2%吸入異氟醚麻醉小鼠,通過左心室穿刺收集血液。血液收集在涂有K2-EDTA的試管中,以處理血清(BD,美國)。使用精確Xtra血糖監測體系(Abbott?Laboratories,美國)測量血糖。

微陣列分析

使用來自Qiagen的RNeasy試劑盒(cat#74106),根據生產廠家描述的程序分離來自組織的RNA。然后,RNA與來自IlluminaBeadchips(加州圣地亞哥)的BD-202-0202芯片雜交。將原始數據如前所述進行Z標準化。根據SAM方案用ANOVA過濾(ANOVAp<0.05)完成參數化的顯著性分析。選擇顯著基因進行每個配對比較。根據如前所述,使用PAGE法檢測基因集合的富集?;諢蟣咎迓凼菘夂吐肪妒菁峁┑拿坪兔枋隼囪≡褳夾?。其他基因常規相關和規定路徑分析通過Ingenuity路徑分析體系(Ingenuity?Systems;Redwood?City,加州)來進行。

實時PCR

使用來自Qiagen的RNeasy試劑盒(cat#74106)根據生產廠家描述的程序分離來自組織的RNA。使用高容量cDNA反轉錄試劑盒(AB應用生物體系cat#4368814)合成cDNA,使用SYBR?Green?PCR主混合物(AB應用生物體系cat#4309159)進行RT-PCR。GAPDH基因被用作校準基因。每次處理分析用三次生物重復進行并且用至少三次反應來計算表達。根據2-ΔΔCP方法計算表達。

試驗4

在小鼠模型中測試了許多飲食配方,以確認正在經歷化療的癌癥病人驗證飲食方案。目標終點是血清葡萄糖和/或IGF-I下降20-75%,這已經顯示在?;に拗骱涂矸段У陌┫赴拿艋惺怯行У?。選擇配方來提供足以維持正常體重的營養素水平。監測日常食物攝取,體重以及一般健康情況(行為和身體表現)。每次喂食計劃結束時,收集血液用于葡萄糖和IGF-I測定。已經發現,如果喂食5天,飲食中缺乏特定氨基酸(AA-D)但是正常總卡路里顯著降低了血清IGF-I(圖52)和葡萄糖(圖54A)。如果在一個再喂食范例中(圖53和54B)使用,其中短期饑餓之后使用AA-D配方,則這種有益的效果增加。

包含2天非常低卡路里飲食(VCM,6%正常熱量攝入)繼之以1天氨基酸缺乏配方(AA)的飲食方案,比短期饑餓(STS)(圖55A)更加顯著地降低了IGF-I水平。另外,這個飲食方案?;ば∈竺饈芑埔┪鋃噯岜刃?DXR)傷害(圖55B)。在此,在2天VCM之后在開始重新喂食氨基酸缺乏配方(AA)時注射DXR。

確定了低卡路里VegeGel配方(相當于推薦的5倍蔬菜量)降低了血清葡萄糖和IGF-I的水平,與短期饑餓(STS)相似(圖56A&B)。另外,證實了3天卡路里限制的生酮飲食(90%的卡路里來自脂肪)降低了血清IGF-I和葡萄糖(圖6A&B,綠色三角形)。重要的是,1天的這種生酮飲食之后2天VegeGel配方比僅僅生酮飲食在降低葡萄糖和IGF-I方面顯示出有益效果(圖57A&B,紅色正方形)。

雖然上面描述了示例性的實施方案,并旨在這些實施方案描述了本發明的所有可能的形式。更正確地說,在說明書中使用的文字是描述性的而不是限制性的,并且應當理解為可以做出不脫離本發明的精神和范圍的各種變化。此外,可以組合各種執行實施方案的特征來形成本發明的另外的實施方案。

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