治疗大量失血患者的方法

专利名称：治疗大量失血患者的方法
技术领域：
本发明涉及使用血红蛋白溶液治疗需要血液或其它氧载体的患者。更具体来讲，本发明涉及对遭受大量失血的患者施用一种血红蛋白溶液。
相关领域的说明下面的说明涉及大量由括号中数字所示的参考文献。对参考文献完整的引用可在权利要求书之前标题为“参考文献”的部分找到。
从外伤和外科手术中的急性失血(acute blood loss)中复苏的重点在于总血容积的恢复和保持足够的携氧能力，以避免组织供氧不足。(1，2，3，4)容量补充不足导致血压降低和最终的低血容量性休克。红细胞补充不足可能导致严重的贫血、不可逆性缺血(irreversible ischemia)和死亡。(5，6)深度贫血的生理后果已被很好的理解。出血但其它方面健康的外科患者，其心血管代偿机能在红细胞(RBC)血红蛋白浓度降到低于5g/dL之前应是足够的。(26)当继续出血且RBC血红蛋白浓度进一步降低时，代偿反应开始减弱。(7，8，29，31)当RBC血红蛋白浓度降到3.5g/dL以下时，心脏代偿功能变得不足，(32，33，34，35)当RBC血红蛋白浓度降到3g/dL以下时，报道的死亡率达到50-95％。(9，10，11，12，13，14，29)现有复苏方法包括最初用盐溶液的不含血(asanguineous)(非血)容量补充，接着在相容血存在并供应充足时的红细胞输入。(1，2)现有治疗方法的目的是恢复充足的血容量从而保持平均动脉压力高于60mmHg，并且补充充足的红细胞从而根据美国麻醉学家学会(theAmerican Society of Anesthesiologists，ASA)保持循环的血红蛋白水平高于6g/dL，(7)或根据国家健康协会(the National Institutes of Health，NIH)的共识会议(Consensus Conference)，处于7-10g/dL之间。(8)然而，有时红细胞暂时不能得到或供应不足，或由于不相容性或宗教异议而不能使用。这可导致紧急的危及生命的情况，当血红蛋白水平≤3g/dL时，报道的死亡率达到50-95％。(9，10，1，12，13，14)在这些情况下所需的是全血的补充品，例如恢复容量和携氧能力的溶液。此外，考虑到血液补充治疗伴随的感染或其它毒效的危险，患者即使在可用全血时，也可能选择氧载体溶液来恢复容量和携氧能力。
在本发明之前，使用聚合血红蛋白溶液作为大量出血患者的治疗方法的益处还未被研究。虽然美国专利第6,498,141号提出可给予患者多达5L的血红蛋白溶液，但未建议使用聚合血红蛋白溶液治疗遭受大量失血的患者，包括那些总Hb低于7g/dL的患者。据报道几乎所有Hb水平低于5g/dL且拒绝输血的患者，在未使用例如低血压麻醉、低体温、肌肉麻痹和镇静的非常手段的情况下死亡。(29)然而，尽管需要非血疗法治疗大量出血，使用血液替代品还未被提出，例如携氧的聚合血红蛋白溶液。
所需的是另外一种的氧载体，其能够大量施用并且提供及时的生命维持治疗直到恢复了充足的红细胞血红蛋白水平(RBC血红蛋白浓度)。

发明内容
一方面，本发明提供了一种治疗哺乳动物由于失血而遭受危及生命的红细胞血红蛋白(RBC Hb)水平的方法。该方法包括对哺乳动物施用一种聚合血红蛋白溶液。
另一方面，本发明提供了一种使遭受大量失血的患者避免贫血、不可逆性缺血或低血容量性休克的方法。该方法包括对患者施用足够维持总Hb高于5.0g/l并且动脉压力高于60mmHg所需体积的聚合血红蛋白溶液。
另一方面，本发明提供了一种使遭受大量失血的患者保持平均循环Hb水平高于5.0g/dL的方法。该方法包括对患者施用至少该患者一个血容积的血红蛋白溶液。
更进一步，本发明提供了一种治疗由于大量失血而血红蛋白浓度低于大约7g/dL的人的方法。该方法包括对人施用一种聚合血红蛋白溶液。
另一方面，本发明提供了一种维持遭受大量失血的人生命的方法。该方法包括通过对人施用一种聚合血红蛋白溶液来避免血量减少性休克和血压的进一步降低。
在本发明的各个方面中，该血红蛋白溶液可以是一种非细胞溶液，包括基本无四聚体的、交联的、聚合血红蛋白溶液，这种溶液基本不含基质和其它杂质。该血红蛋白溶液可以以至少5L或至少一个患者血容积的量施用。血红蛋白溶液的施用可以保持平均循环血红蛋白水平高于5.0g/dL并且动脉压力高于60mmHg。血红蛋白溶液可以以至少每分钟2单位的速度施用并且可以避免血管收缩及肾、胰腺、肠胃和心脏功能紊乱伴随的毒效。
此外，该聚合血红蛋白可具有的分子量分布是(d)聚合物中大约5-30wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为128KDa；(e)聚合物中大约15-35wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为192KDa；和(f)聚合物中大约35-75wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为256KDa。
附图简要说明本发明的具体实施方案参考以下


，其中图1是血浆血红蛋白平均(±SD)浓度相对于聚合血红蛋白溶液剂量的图示。一个单位的聚合血红蛋白溶液是包含50g聚合血红蛋白的0.5L溶液。
图2是总血红蛋白平均(±SD)浓度(实线)和RBC血红蛋白浓度(虚线)相对于聚合血红蛋白溶液剂量的图示。阴影部分代表根据NIH共识声明(Consensus Statement)的7-10g/dL指标。点线代表危及生命水平的3g/dL。一个单位的聚合血红蛋白溶液是包含50g聚合血红蛋白的0.5L溶液。
图3是40个最低RBC血红蛋白溶液≤3g/dL的个体患者数据的图示，将总血红蛋白浓度以RBC血红蛋白浓度和血浆血红蛋白浓度之和表示。直线代表危及生命的3g/dL水平。
图4是展示了接受PolyHeme的患者中的死亡率和历史对照中的死亡率的逻辑回归。当RBC血红蛋白浓度降低时两组的死亡率都增加。曲线在RBC血红蛋白浓度约为7.0g/dL时开始分离，并且在RBC血红蛋白浓度低于约5.0g/dL时出现显著差异(p＜0.05)。
具体实施例方式
在进一步详细说明本发明之前，将定义一些术语。如本文所使用的，单数形式冠词“一个(种)(a，an)”和“该(the)”包括复数的对象，除非上下文另有明确的指示。
如本文所使用的，术语“交联的(cross-linked)”意指为了改变分子的形状、尺寸、功能或物理性质而在分子上或分子内、或分子之间以化学方法放置的分子“桥”。交联的分子可以是聚合或非聚合的，即交联的分子可以是四聚的。
如本文所使用的，术语“四聚体(tetramer)”指具有分子量约为64KDa的血红蛋白分子；即，该术语指天然的及分子内交联的血红蛋白分子。
如本文所使用的，术语“基本无四聚体(essentially tetramer free)”表示关于四聚体污染的纯度水平，处于该纯度水平下四聚体给予哺乳动物某种生物反应不再存在。一个主要指标是当注入药学有效量时肾功能不改变，即，具有的纯度水平约为99％或更高(少于约1％的四聚体存在)。本发明的方法制备的优选的产品含有基于总血红蛋白(THb)的重量不多于约0.8％的四聚体。也就是说，根据本发明的基本无四聚体的产品含有不超过生理上可接受量的非聚合的血红蛋白四聚体。本发明的产品特别优选含有少于约0.5％四聚体；最优选含有约0.3-0.4％四聚体。发现此含量的四聚体是生理上可接受的。
如本文所使用的，术语“超纯化的产品(ultrapurified product)”或“纯化的产品(purified product)”具有与术语“基本无四聚体(essentiallytetramer-free)”相同的意义。
如本文所使用的，％总血红蛋白(THb)定义为血红蛋白的克数/100mL溶液。
如本文所使用的，术语“聚合溶液(polymerizing solution)”意指在生物化学合适的载体中含有例如戊二醛、亚氨酸酯、琥珀酰水杨酸或其它的“交联的(cross-linking)”或聚合的试剂的溶液。
如本文所使用的，术语聚合的(polymerized)意指通过在分子或四聚的亚单位之间放置分子桥使所得聚合的分子相比于天然的或四聚的血红蛋白具有增加的尺寸和重量。聚合的血红蛋白不是四聚的血红蛋白。
遭受大量失血的患者急需血液或其他替代的氧载体。已发现聚合血红蛋白溶液能够用于治疗这种患者，代替提供非血溶液及其后的RBC注射液。在本发明的方法中，已发现高达至少20个单位(10L)，或约为患者两个血容积的聚合血红蛋白溶液能够代替红细胞，作为它们最初的携氧补充品，施用于大量出血的患者。该方法可以在患者急速、大量出血并且具有危及生命的RBC血红蛋白浓度水平时维持没接受红细胞的患者的生命。另外，根据本发明的聚合血红蛋白可以与红细胞一起施用。聚合血红蛋白的施用可以几乎同时，或完全先于或后于红细胞的施用。
为了用于治疗大量失血的患者，聚合血红蛋白溶液优选是携氧能力恢复的、普遍相容的、快速可用且无疾病的液体。该溶液优选能够快速大量注入的，并且该溶液必须消除历史上在未改进的血红蛋白中(16，17，18，19)和近期试验中改进的血红蛋白中(20，21，22，23)观测到的毒效。这些毒效包括血管收缩和肾、胰腺、肠胃及心脏功能紊乱。小分子量四聚型血红蛋白具有这些不可接受的有害效果。
在本发明的一个方面中，聚合血红蛋白溶液具有表1所示的下列一般特性。
表1

1分光光度测定。
2通过渗压计测定。
3通过离子特定电极测定。
4通过原子吸收测定。
5通过体积排斥-HPLC测定，聚合血红蛋白重量％。
6通过HPTLC测定。
本发明可用的血红蛋白溶液的一个实例是PolyHeme(Northfield实验室公司(Northfield Laboratories，Inc.)，伊云斯顿(Evanston)，伊利诺伊州(Illinois))。PolyHeme是无菌的、无热原质的、等渗压的、和等膨胀压的血红蛋白溶液。该溶液与红细胞相似地装载和解除氧气，这是任何氧载体的基本先决条件。(15，24，36，37)一个单位的该血红蛋白溶液的一些性质列于表2
表2PolyHeme的特性

P50＝50％血红蛋白饱和度的氧压PolyHeme的制备设计为避免血红蛋白溶液相关的毒效，并且包括与戊二醛的聚合及其后纯化去除所有未聚合的四聚体。早期经验证明在紧急失血中注入6个单位(300g，3L)的PolyHeme是完全可以忍受的，并且避免了血红蛋白溶液相关的毒效。(24，25)适合的血红蛋白溶液制剂，例如PolyHeme，能够通过实施例8所示制备。
一个单位的PolyHeme是含有50g血红蛋白的500mL溶液(10g/dL)。这是相当于1单位红细胞注射液功能上传递的血红蛋白的质量。PolyHeme在2-8℃具有大于一年的保存期。
本领域技术人员所知的其它血红蛋白溶液包括来源于非人类血液的血红蛋白溶液。在这些溶液能够快速和大量注入，并且该溶液避免血红蛋白溶液相关的普遍毒效的条件下，这些溶液能够用于本发明的方法中。此外，此溶液应与红细胞相似地装载和解除氧气。
遭受危及生命的大量失血的患者一般被认作是失去至少约一个血容积的60％，或一般约整个血容积的患者(70kg的成人的整个血容积约为5L)。体积将根据尺寸和其它因素而变化。如此大量的失血一般是外伤、大出血或外科手术的结果。遭受大量失血的患者可以接受血红蛋白溶液代替红细胞作为最初的携氧补充。血红蛋白溶液的快速施用可以通过输液/输血治疗中的使用方法完成。现已发现遭受大量失血的患者可忍受聚合的血红蛋白注射液以每分钟两个单位或更多单位的速度注入。
在红细胞暂时不能得到或不能使用时，注入例如PolyHeme的血红蛋白溶液，已被证明提高了在输液之前具有的RBC血红蛋白浓度低于约5g/dL的患者的存活率。在本发明的各个实施方案中，患者可能接受高达20个单位(1000g，10L)例如PolyHemeTM的血红蛋白溶液。由于一个普通人的平均血容积大大约为10个单位或5升，这代表大约两个整个血容积置换的大量输入液。
根据本发明，即使患者具有的RBC血红蛋白浓度水平≤3g/mL，聚合血红蛋白溶液的注入使总血红蛋白浓度维持在治疗上充足的范围(＞5.0g/dL)内。图3显示了在每个不同的具有极低RBC血红蛋白浓度水平的个体中由PolyHeme提供的大量的血红蛋白浓度储备。
图4显示了没接受治疗的患者与接受PolyHeme的患者的死亡率的对比。尽管两组中死亡率都随着RBC血红蛋白浓度的降低而增加，曲线在血红蛋白浓度降到低于约7g/dL时开始分离并且在血红蛋白浓度低于5g/dL时差异显著，其中接受PolyHeme的患者的死亡率得到改善。这个观察结果与血红蛋白浓度为5g/dL时，生理观察结果证明的充足心血管代偿功能的一致。(26)血红蛋白溶液可以通过允许直接、快速和同步的体积扩展及无红细胞注入的血红蛋白替换简单方便的早期治疗紧急失血。此溶液能够在严重失血可被手术控制和得到红细胞输液之前，避免危及生命的贫血发作和并发的死亡。在紧急失血时，使用血红蛋白溶液通过维持足够的总血红蛋白浓度，提供维持生命的治疗是适当的，即便在之后的时期需要随后的红细胞输液。使用血红蛋白溶液相比于RBC的其它优势在于长期储存的能力，施用时的安全性，和避免发生大量出血时的笔误。
实施例实施例1-研究人群接受PolyHeme的患者的30日死亡率与由于宗教原因拒绝输血的患者的历史对照组作比较。符合条件的至少18岁的男和女患者基于以下包含的标准由于外伤和/或手术的急失血，预料到血红蛋白浓度的紧急输血的临床决定，和/或由于失血的收缩压＜100mmHg。排除的标准包括严重的头部外伤(格拉斯哥昏迷标度指数(Glasgow ComaScale score)≤8)、没有急性失血、严重器官功能紊乱的征兆或症状、或怀孕。此研究由美国外科医生学会(American College of Surgeons)认证的一级外伤中心和三级护理推荐机构实施。
文献中有大量的报告说明了由于宗教异议拒绝血液的出血患者的汇总结果。某一个研究被选为比较的基础是因为其数据来源于单一调查人，因此，用于数据收集和分析的方法是符合标准的。(29)除了是血红蛋白浓度≤8g/dL的患者最大组群(n＝300)，不同于其它报告中的汇总分类，运用了真实个体患者血红蛋白浓度测量。在治疗和历史对照组中共同的人口统计学和医学特征是年龄、ASA身体状况指数、心血管风险或历史、入院日期、性别、种族和医院地点。尽管两组的这些参数都不同，支持性模型确定这些参数中的任何一个都不改变初始分析的结果。重要的共同点是在手术中不伴随红细胞补充的渐进性失血。虽然近年重症照顾取得了进展，有关渐进贫血的死亡率仍然很高，特别是在血红蛋白浓度水平≤3g/dL时。
实施例2-方法按照晚期创伤生命支持(Advanced Trauma Life Support)和美国血库协会(American Association of Blood Banks)关于血液和输液治疗的指导方针，所有接受PolyHeme的患者接受相同的治疗，除了在做出进行携氧输液治疗的临床决定时，输入的是代替红细胞的PolyHeme。所有患者接受注入1-2升晶体作为最初的容量补充。PolyHeme的适应症和注入速率依据患者的临床状况。随着容许的剂量逐渐升高，患者适合接受高达1、3、6、10和最终20个单位(1000g，10L)的PolyHeme。如果PolyHeme达到最大剂量后患者仍需额外的携氧治疗，需要输入红细胞。大体积失血后凝血因子和血小板在需要时被施用。PolyHeme在手术前、手术中和手术后注入急救室、手术室和重病特别护理室中的清醒和麻醉患者。
实施例3-血红蛋白测定如下列方程所示，注入PolyHeme之后，总血红蛋白等于红细胞与血浆中PolyHeme携带的血红蛋白之和。
总血红蛋白浓度＝RBC血红蛋白浓度+聚血红蛋白浓度分离血浆和红细胞，确定每个组分中携带的血红蛋白量。总血红蛋白浓度和血浆血红蛋白浓度使用自动细胞计数装置，分别在全血或血浆样品中测定。RBC血红蛋白浓度由通过细胞计数装置测定的血细胞比容(Hct)获得，为Hct/3。因此可能记录由于未进行红细胞补充治疗的失血引起的RBC血红蛋白浓度渐进性降低，并且观测血浆中PolyHeme对于维持总血红蛋白浓度的效果。
实施例4-统计分析平均和标准偏差叙述为连续变量，并且频率和百分比叙述为名义变量(nominal variable)。
逻辑回归用于分析死亡率。使用治疗组的项(PolyHeme或历史对照)、最低RBC血红蛋白浓度和它们的相互关系被。RBC血红蛋白浓度与治疗组的相互关系被认为是适合分析死亡率的，因为患者在具有足够高的血红蛋白浓度时没有贫血的死亡危险，并且在血红蛋白浓度降低时可预料到死亡危险增加。血红蛋白浓度＞8g/dL的患者由于不面临贫血的死亡危险不包括在内。
进行支持性分析检测任何观察到的不同是否可能是由于人口统计的/医学的特征参数引起的。在治疗和历史对照组中存在的参数是年龄、ASA身体状况指数、心血管风险、性别、医院、种族和手术年份。每个这些参数与它们同RBC血红蛋白浓度和治疗之间的相互关系在初步模型中分别测试。随后，所有有效的人口统计参数包括在完整的逻辑回归分析中。
实施例5-结果171个患者的年龄范围是17至85岁。这些患者失血的病因包括钝性损伤(n＝86)，穿透性损伤(n＝41)，和非外伤的起因(n＝44)。171个病人接受的PolyHeme剂量列在表3。在未受控制的大出血中注入的最大速率大大约为每分钟2个单位(100g，1L)。
表3注入PolyHeme剂量

血红蛋白关系表示于图1、2和3。随着PolyHeme剂量的增加而增加的血浆血红蛋白浓度表示于图1。最大血浆血红蛋白浓度在某一个接受8个单位(400g，4L)PolyHeme的患者中为8.0g/dL。在接受20个单位(1000g，10L)PolyHeme的一组患者中，最大平均血浆血红蛋白浓度是的5.9±1.1g/dL，反映了进行中的血液流失和补充的平衡。
所有患者总血红蛋白浓度与RBC血红蛋白浓度之间的关系示于图2。该图说明当由于未输入红细胞的渐进性大失血导致的RBC血红蛋白浓度降低时，通过PolyHeme的注入使总血红蛋白浓度保持在7-10g/dL范围内。在需要多于6个单位(300g，3L)PolyHeme的大失血中，RBC血红蛋白浓度降到低于危及生命的3g/dL水平。
有40个患者的RBC血红蛋白浓度≤3g/dL。图3将每个个体患者的总血红蛋白浓度以RBC血红蛋白浓度和血浆血红蛋白浓度之和表示。最右边的患者具有的RBC血红蛋白浓度是0.2g/dL，总血红蛋白浓度是7.5g/dL。29个患者的总血红蛋白浓度≥6g/dL。在11个总血红蛋白浓度＜6g/dL的患者中，只有两个患者接受了全部20个单位的剂量(1000g，10L)。所有患者具有的总血红蛋白浓度明显高于关键性的3g/dL水平。
死亡率数据表示于表4。171名患者中总共有18个死亡，其死亡率是10.5％。尽管随着RBC血红蛋白浓度降低死亡率增加，其在RBC血红蛋白浓度降至3g/dL之下时没有进一步增加。RBC血红蛋白浓度≤1g/dL的12名患者中有9名存活。
表4PolyHeme接受者中依据输液后RBC血红蛋白水平最低点的累积死亡率(N＝171)

CI＝置信区间10个死亡发生于早期(0天-1天)，全部由于放血，包括一个是一种未知的已存在的危及止血的肝脏疾病的结果。3个死亡发生于中期(1天-7天)。一个由于放血，另两个由于存在的损伤。5个死亡发生于后期(7天或其后)。4个由于多器官衰竭，一个由于已有的肺纤维化并发症。没有一个死亡被认定是由于PolyHeme。
实施例6-历史对照表5显示了300名历史对照患者的死亡率数据。其中总共有48名死亡，死亡率为16.0％。在RBC血红蛋白浓度降低时死亡率有显著得增加，在RBC血红蛋白浓度≤2g/dL时没有人存活。
表2历史对照中依据输液后RBC血红蛋白水平最低点的累积死亡率(N＝300)

实施例7-死亡率对比逻辑回归方法产生两种不同曲线(图4)，各代表一个治疗组。尽管在RBC血红蛋白浓度降低时两组死亡率都增加，在RBC血红蛋白浓度都低于7.3g/dL时PolyHeme组的死亡率低于历史对照。此减低在RBC血红蛋白浓度都低于5.3g/dL时具有显著性(p＜0.05)。
这两组的区别在于以下人口统计和医学特征年龄、ASA身体状况指数、治疗组、RBC血红蛋白浓度最低值和他们的相互关系(p＜0.05)。然而，支持性模型测定这些参数都不改变原始分析的结果。
实施例8-血红蛋白溶液的制备PolyHeme可以通过以下的方法制备。对于该方法的各种改变在美国专利第6,498,141号中描述，其公开内容在此完整引入以供参考。
1.细胞抽吸和过滤刺穿陈旧血液捐献袋并注入大约150ml 1％的氯化钠水溶液。该袋在负压或真空下抽液。被抽出的血液经过三层白血球吸附深层式过滤器(three leukocyte adsorption depth filter)。一般，大约225个单位的陈旧全血被抽出，过滤并随后转移到容器1。过滤器随后经大约75升1％(w/v)氯化钠水溶液冲洗。
2.细胞洗涤和裂解在将血液转移到容器1中之前，容器1充入1％的氯化钠水溶液大约40-50L。在全部225个单位的陈旧全血被抽出，过滤和转移，并且过滤器被冲洗之后，容器和连接管含有大约365-390升含4％总血红蛋白的溶液。在抽出和过滤步骤中，容器1保持负压，即，20-28″Hg的真空。一旦全部陈旧血液被转移至容器1，关闭真空并在容器中充入一氧化碳从而使容器含有一氧化碳气氛。
容器1与0.65μ切向流动性过滤器连接。最初充入的365-390升含4％总血红蛋白的溶液通过切向流动性过滤器微量过滤，浓缩为约215-225L含7％总血红蛋白的溶液。血红蛋白溶液的pH在此情况大大约为6至6.5。在浓缩为7％总血红蛋白之后，通过加入1％(w/v)氯化钠水溶液，以与加入氯化钠水溶液相同的速率渗滤和移除滤液来洗涤溶液。215-225L血红蛋白溶液一般用大约8体积的1％氯化钠水溶液(约1，800L)洗涤。在洗涤之后，溶液浓缩为约90-95L，即，大约16％总血红蛋白，并且加入“注射用水(water for injection，WFI)”使溶液体积达到约220L。通过加入WFI，细胞膨胀并破裂，将血红蛋白释放至溶液中。得到的血红蛋白溶液的浓度大约为7％总血红蛋白(THb)。
得到的溶液在容器1中澄清。该溶液首先浓缩至约90L并且将滤液转移至容器2。在溶液被吸抽经过过滤器时，红细胞基质杂质和细胞壁物质残留于并通过过滤器移除。容器1剩余的90L溶液用大约280LWFI洗涤(渗滤)。该洗涤液加入容器2。容器2得到的是约405-415L含3.3％总血红蛋白的溶液。
3.热处理然后，所得的无基质血红蛋白溶液于60-62℃的温度在容器2中加热处理10小时。在此期间，适度搅拌溶液。在溶液加热并且经过55℃的温度时，形成沉淀。
4.纯化和病毒减量接下来，所得3.3％THb(w/v)无基质、经热处理的血红蛋白溶液经0.2μ预过滤器和随后的0.1μ预过滤器过滤并且之后经过100kDa病毒减量超滤器吸入容器3。
5.超滤浓缩该过滤的血红蛋白溶液随后浓缩至85-105升(大约14％THb)并且接着用4体积WFI(350 L)洗涤和渗滤。浓缩和渗滤通过使用10千道尔顿(kDa)分子量超滤器实现。连接在超滤器上的排液管收集滤液。在此情况下，每毫升pH约为6至6.5的血红蛋白溶液含有每克血红蛋白少于50ng的磷脂和每克血红蛋白少于2ng的糖酯(由TLC测量)，少于1％的高铁血红蛋白(由联合血氧计测量)，少于约0.03内毒素单元的内毒素。此溶液中的血红蛋白主要是碳氧血红蛋白。
6.脱气所得碳氧血红蛋白溶液随后转移至一个175L的容器(容器4)。氧气在10℃以66L/min经过18小时喷入该溶液。所得溶液含有基于总血红蛋白重量少于5％的碳氧血红蛋白。
在充氧之后，氮气在10℃以相似流量经过约3至3.5小时喷入该溶液，直到基于总血红蛋白重量少于10％的氧合血红蛋白残留于溶液中。
7.化学改性该脱氧血红蛋白溶液转移至容器5进行化学改性。在含有脱氧血红蛋白的大约4℃溶液的容器5中，随后以吡哆醇(pyridoxyl)-5-磷酸酯(P5P)相对于血红蛋白1∶1至3∶1的摩尔比例加入P5P水溶液(93.75g/L)。优选P5P相对于血红蛋白的摩尔比例为2∶1。吡哆醇化在约4℃的温度下进行。在硼氢化钠/氢氧化钠溶液以硼氢化钠相对于血红蛋白约为20∶1的摩尔比加入血红蛋白溶液之后，P5P溶液一般经过大于约1分钟加入并混合约15分钟。合适的硼氢化钠/氢氧化钠水溶液中每2升含有0.8g氢氧化钠和90.8g硼氢化钠。硼氢化物溶液以尽可能快的大约1分钟的时间加入并且随后搅拌1小时。
8.反应物移除所得150L吡哆醇化的血红蛋白溶液接着用4体积(600L)WFI，使用10K道尔顿超滤器渗滤，从而将过量反应物移除。一个连接在超滤器上的排液管收集过滤器的滤液。
9.UP聚合浓缩在含有吡哆醇化血红蛋白溶液的容器5中加入足够的WFI，制备含4.5％总血红蛋白的溶液(大约265L血红蛋白溶液)。戊二醛溶液以，相对于血红蛋白约为24∶1的摩尔比加入吡哆醇化的血红蛋白溶液。戊二醛溶液一般通过计量泵经过2.5小时加入血红蛋白溶液。聚合反应准许进行大约15-18小时。目标分子量分布是大约75％的聚合物和25％的四聚体。目标聚合物具有分子量小于约600,000并且分子量的主要部分处于100,000-350,000范围。
当聚合反应达到目标分子量分布(大约15-18小时之后)时，含水甘氨酸(约166g/L)以相对于血红蛋白为140∶1的摩尔比加入(作为终止剂)血红蛋白中。此时溶液pH是8.9。在硼氢化钠/氢氧化钠溶液(具有以上相同浓度)以硼氢化钠相对于血红蛋白为28∶1的摩尔比加入血红蛋白中之后，所得溶液接着混合大约30-40分钟。此得到的混合物搅拌1小时。随后该溶液通过超滤器浓缩至约150L并且用4体积(600L)的WFI洗涤。具有与以述相同摩尔比的硼氢化钠附加等分试剂加入到浓缩的溶液中，再混合1小时。所得溶液用4体积(600L)的WFI洗涤得到聚合的、吡哆醇化的、无基质的、经热处理的血红蛋白。
该所得溶液通过使该溶液处于氧气氛下氧化并且接着转移至过滤循环容器(容器10)。随后血该红蛋白稀释为约4％THb。该4％THb溶液接着使用10mM NaCl/20μM NaOH和由Millipore Corp.商业供应的300,000分子量的过滤器渗滤。持续过滤直到约97％的血红蛋白物质通过了过滤器进入容器11并且在其中使用70kDa超滤器继续浓缩至4-8％THb。(大约3％的原料，即，高分子量聚合物残留于容器10)。血红蛋白的量通过使用联合血氧计(cooximeter)光谱光度测定。
容器11中所得的物质是大约4-8％THb并且含有基于THb约25％的四聚体。该血红蛋白溶液转移至容器12并且随后使用10mMNaCl/20μM NaOH缓冲液和由Pall-Filtron商业供应的100,000分子量的过滤器渗滤。持续过滤直到由通过使用TOSO BioSep TSKG-3000SWXL 300×7.8mm柱的尺寸排除色层分析法测定的四聚体水平少于血红蛋白质量的1.0wt.％(典型为0.3wt.％)。所得纯化的血红蛋白溶液最初存于容器11并且随后转移至气交换容器8进行脱氧。
10.脱氧气体交换容器8基本上以与气体交换容器4相同的方式安装。在约10℃和溶液pH约为8.8时进行氮气喷雾，经过约2.5小时进行脱氧。继续喷氮气直到基于总血红蛋白重量少于约16％的氧合血红蛋白残留于溶液中。所得脱氧血红蛋白溶液随后转移至容器9进行制剂。
11.制剂在制剂容器9中，溶液首先浓缩至大约7％总血红蛋白。接着将电解液加入该血红蛋白溶液。加入葡萄糖和甘氨酸使最终浓度分别达到约1g/L和3.5g/L。在该溶液中加入氯化钾使得到的钾浓度大约为3.5至4.5mM。然后加入3M氯化钠从而得到85-110mM氯浓度。随后加入乳酸钠从而得到135-155mM浓度的钠离子。加入0.45摩尔的抗坏血酸溶液使抗坏血酸浓度增至约1000mg/L。加入的抗坏血酸作为储存用防腐剂/抗氧化剂。使用0.22M NaOH调节pH至8.7-9.1@10-15℃。所得血红蛋白溶液具有最终重量摩尔渗透压浓度约为每千克280-360毫摩尔。
配制的血红蛋白浓度随后使用连有阀门的过滤器浓缩至约10％总血红蛋白，并且该10％的血红蛋白溶液随后通过过滤除菌，并且在无菌条件下注入预先灭菌的袋子。
考虑到本发明的原理能够适用的多种实施方案，应该理解举例说明的实施方案只是范例性的，并且不应用来限制本发明的范围。权利要求不应被理解为限制于说明的顺序或要素，除非声明了此主旨。因此，在下列权利要求和其等效物的范围和精神内的所有实施方案被要求为本发明。
参考文献1.Moore FA，Moore EE.Trauma resuscitation(创伤复苏).InWilmore DW，Cheung LY，Harken AH，Holcroft JW，Meakins JL，和Soper NJ，编辑.ACS Surgery-Principles & Practice(ACS外科手术—原则&实践).纽约WebMD Corporation Publication；2002.p.31-61.
2.American College of Surgeons Committee on Trauma(美国创伤外科医生学会).Advanced Trauma Life Support Program for Physicians1997 Instructional Manual(晚期创伤生命支持医师指导手册1997).6thed.ChicagoAmerican College of Surgeons(美国外科医生学会)；1997.p.97-117.
3.Farion KJ，McLellan BA，Boulanger BR，Salazi JP.Changes in redcell transfusion practice among adult trauma victims(成人创伤患者中红细胞输血实践的变化).JTrauma 1998；44(4)583-587.
4.Baker JB，Korn CS，Robinson K，Chan L，Henderson SO.Typeand crossmatch of the trauma patient(创伤患者的类型和交叉配血).JTrauma 2001；50(5)878-881.
5.DeFoe GR，Ross，CS，Olmstead EM，Surgenor SD，Fillinger MP，Groom，RC等人.Lowest hematocrit on bypass and adverse outcomesassociated with coronary artery bypass grafting(旁路的最低血球比容及伴随冠状动脉旁路移植术的不利结果).Ann Thorac Surg 2001；71769-776.
6.Wu WC，Rathore SS，Wang Y，Radford MJ，Krumholz HM.Bloodtransfusion in elderly patients with acute myocardial infarction(严重心肌梗塞老年患者的输血).N Eng J Med 2001十月二十五日；345(17)1230-1236.
7.Practice guidelines for blood component therapyA report by theAmerican Society of Anesthesiologists Task Force on Blood ComponentTherapy(血液成分治疗实践指南美国麻醉师协会特别工作组关于血液成分治疗的报告).Anesthesiology 1996；84(3)732-747.
8.Consensus Conference(共识会议).Perioperative red blood celltransfusion(手术期间的红细胞输入).JAMA 1988十一月；260(18)2700-2703.
9.Gould SA，Rosen AL，Sehgal LR，Sehgal HL，Langdale LA，Krause等人.Fluosol DA-20 as a red cell substitute in acute ahemia(氟溶胶DA-20作为急性贫血中的红细胞补充品).NEngl J Med 1986；314(26)1653-1656.
10.Spence RK，McCoy S，Costabile J，Norcross ED，Pello MJ，Alexander JB等人.Fluosol DA-20 in the treatment of severe anemiaRandomized，controlled study of 46 patients(用于治疗严重贫血的氟溶胶DA-2046名患者的随机、对照研究).Crit Care Med 1990；18(11)1227-1230.
11.Spence RK，Costabile JP，Young GS，Norcross ED，Alexander JB，Pello MJ等人.Is hemoglobin level alone a reliable predictor of outcome inthe severely anemic patient(血红蛋白水平可以单独作为严重贫血患者后果可靠的预测标吗)？Am Surg 1992；58(2)92-95.
12.Carson JL，Poses RM，Spence RK，Bonavita G.Severity ofanaemia and operative mortality and morbidity(贫血的严重性和手术死亡率及发病率).Lancet 1988；1(8588)727-729.
13.Carson JL，Duff A，Poses RM，Berlin JA，Spence RK，Trout R等人.Effect of anaemia and cardiovascular disease on surgical mortality andmorbidity(贫血和心血管疾病对于手术死亡率和发病率的影响).Lancet1996；348(9034)1055-1060.
14.Viele MK，Weiskopf RB.What can we learn about the need fortransfusion from patients who refuse blood？The experience with Jehovah’sWitnesses(关于输血需要，我们能够从拒绝血液的患者身上学到什么？耶和华见证人的经验).Transfusion 1994；34(5)396-401.
15.Sehgal LR，Gould SA，Rosen AL，Sehgal HL，Moss GS.Polymerized pyridoxylated hemoglobina red cell substitute with normalO2capacity(聚合吡哆醇化的血红蛋白具有正常O2容量的红细胞补充品).Surgery 1984；95433-438.
16.Amberson WR，Jennings JJ，Rhode CM.Clinical experience withhemoglobin-saline solutions(血红蛋白-盐溶液的临床经验).J ApplPhysiol 1949；1(7)469-489.
17.Brandt JL，Frank NR，Lictman HC.The effects of hemoglobinsolutions on renal functions in man(血红蛋白溶液对于人肾功能的影响).Blood 1951；61152-1158.
18.Miller JH，McDonald RK.The effect of hemoglobin on renalfunction in the human(血红蛋白对于人类肾功能的影响).J Clin Invest1951；301033-1040.
19.Savitsky JP，Docze J，Black J，Arnold JD.A clinical trial ofstroma-free hemoglobin(无基质血红蛋白的临床试验).Clin PharmacolTher 1978；23(1)73-80.
20.Carmichael FJ，Ali AC，Campbell JA，Langlois SF，Willan AR，Pierce CH等人.A phase I study of oxidized raffinose cross-linked humanhemoglobin(氧化绵子糖交联的人类血红蛋白的第一期临床试验).CritCare Med 2000 July；28(7)2283-2292.
21.Kasper SM，Walter M，Grune F，Bischoff A，Erasmi H，and BuzelloW.Effects of a hemoglobin-based oxygen carrier(HBOC-201) onhemodynamics and oxygen transport in patients undergoing preoperativehemodilution for elective abdominal aortic surgery(基于血红蛋白的氧载体(HBOC-201)对于进行非急需腹腔主动脉手术术前血液稀释的患者的血液动力学和氧气输送的影响).Anesth Analg 1996；83921-927.
22.LaMuraglia GM，O’Hara PJ，Baker WH，Naslund TC，Norris EJ，Li J等人.The reduction of the allogenic transfusion requirement in aorticsurgery with a hemoglobin-based solution(利用基于血红蛋白的溶液使主动脉手术中同基因输血的必需条件的减低).J Vasc Surg 2000 Feb；31(2)299-308.
23.Sloan EP，Koenigsberg M，Gens D，Cipolle M，Runge J，MalloryMN等人.Diaspirin cross-linked hemoglobin(DCLHb)in the treatment ofsevere traumatic hemorrhagic shock.A randomized controlled efficacy trial(治疗严重创伤性失血休克的双阿司匹灵交联的血红蛋白(DCLHb)。随机对照效力试验).JAMA 1999；2821857-1864.
24.Gould SA，Moore EE，Moore FA，Haenel JB，Burch JM，Sehgal H，等人.Clinical utility of human polymerized hemoglobin as a bloodsubstitute after acute trauma and urgent surgery(严重创伤和紧急手术后人类聚合血红蛋白作为血液补充品的临床效用).J Trauma 1997；43(2)325-332.
25.Gould SA，Moore EE，Hoyt DB，Burch JM，Haenel JB，Garcia J等人.The first randomized trial of human polymerized hemoglobin as a bloodsubstitute in acute trauma and emergent surgery(在严重创伤和紧急手术中使用人类聚合血红蛋白作为血液补充品的第一次随机试验).J AmColl Surg 1998 August；187(2)113-122.
26.Vengelen-Tyler V，编辑.American Association of Blood BanksTechnical Manual(美国血库协会技术手册).第13版.Bethesda(MD)American Association of Blood Banks(美国血库协会)；1999p.451-481.
27.Huston P，Peterson R.Withholding proven treatment in clinicalresearch(临床研究中的Withholding proven treatment).N Eng J Med2001 September 20；345(12)912-913.
28.Emanuel EJ，Miller FG.The ethics of placebo-controlled trials-Amiddle ground(安慰剂对照试验的伦理-中间立场).N Eng J Med 2001 9月20日；345(12)915-919.
29.Carson JL，Noveck H，Berlin JA，Gould SA.Mortality andmorbidity in patients with very low blood counts who decline bloodtransfusion(拒绝输血而具有极低血量的患者的死亡率和发病率)，Transfusion 2002；42812-818.
30.Reiner AP.Massive Transfusion(大量输血).InSpeiss BD，Counts R和Gould SA，编辑.Perioperative Transfusion Medicine(手术中的药物注入).BaltimoreWilliams and Wilkins；1998.p.351-364.
31.Weiskopf RB，Viele MK，Feiner J，Kelley S，Lieberman J，NooraniM，et al.Human cardiovascular and metabolic response to acute，severeisovolemic anemia(人类对于急性、严重的等容性贫血的心血管和新陈代谢反应).JAMA 1998；279(3)217-221.
32.Wikerson DK，Rosen AL，Sehgal LR，Gould SA，Sehgal HL，MossGS.Limits of cardiac compensation in anemic baboons(贫血狒狒心脏代偿功能的局限).Surgery 1988；103(6)665-670.
33.Levy PS，Chavez RP，Crystal GJ，Kim SJ，Eckel PK，Sehgal LR等人.Oxygen extraction ratioA valid indicator of transfusion need in alimited coronary reserve(氧气萃取比例是有限的冠脉贮备中输血需要的有效指标吗)？J Trauma 1992；32(6)769-774.
34.Schwartz JP，Ludkowski MJ，Segil LJ，Miletich DJ，Law WR，Gould SA.The influence of coronary stenosis on transfusion need(冠脉狭窄对于输血需要的影响).Surg Forum 1993；XLIV226-228.
35.Moss GS，DeWoskin R，Rosen AL，Levine H，Palani CK.Transport of oxygen and carbon dioxide by hemoglobin-saline solution inthe red cell-free primate(无红细胞的灵长类动物中通过血红蛋白-盐溶液的氧气和二氧化碳的输送).Surg Gynecol Obstet 1976；142357-362.
36.Points to consider on efficacy evaluation of hemoglobin-andperfluorocarbon-based oxygen carriers(基于血红蛋白和全氟化碳的氧载体效力评估的考虑点).Center for Biologics Evaluation and Research(生物制品评估研究中心).Transfusion 1994八月；34(8)712-713.
37.Fratantoni JC.Red Cell SubstitutesEvolution of approaches fordemonstrating efficacy(红细胞补充品证明效力的方法进展).InTsuchida E，编辑.Blood substitutes-Present and future perspectives(红细胞补充品-现在与未来前景).SwitzerlandElsevier Science SA；1998.p.33-39.
权利要求
1.一种用于治疗哺乳动物由于失血而遭受危及生命的红细胞血红蛋白(RBC Hb)水平的方法，其中所述方法包括对哺乳动物施用一种聚合血红蛋白溶液。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液是一种非细胞溶液，该溶液含有一种基本无四聚体的、交联的、聚合血红蛋白溶液，该溶液基本不含基质和其它杂质。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述的失血是大量失血。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少5L的量施用。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少哺乳动物一个血容积的量施用。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述血红蛋白溶液的施用维持平均循环血红蛋白水平高于5.0g/dL。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述血红蛋白溶液的施用维持动脉压力高于60mmHg。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少每分钟约2单位的速度施用。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述的溶液避免血管收缩及肾、胰腺、肠胃和心脏功能紊乱伴随的毒效。
10.如权利要求1的方法，其中所述的聚合血红蛋白具有的分子量分布是(a)聚合物中大约5-30wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为128KDa；(b)聚合物中大约15-35wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为192KDa；和(c)聚合物中大约35-75wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为256KDa。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述的危及生命的RBC Hb水平是低于3.0g/dL。
12.一种避免遭受大量失血的患者贫血、不可逆性缺血或血量减少性休克的方法，其中所述方法包括对患者施用足够维持总Hb高于5.0g/l并且动脉压力高于60mmHg所需体积的聚合血红蛋白溶液。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液是一种非细胞溶液，该溶液含有一种基本无四聚体的、交联的、聚合血红蛋白溶液，该溶液基本不含基质和其它杂质。
14.如权利要求12所述的方法，其中治疗前所述患者的RBC Hb水平低于5.0g/dL。
15.如权利要求12所述的方法，其中治疗前所述患者的RBC Hb水平低于3.0g/dL。
16.如权利要求12所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少5L的量施用。
17.如权利要求12所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少哺乳动物一个血容积的量施用。
18.如权利要求12所述的方法，其中所述血红蛋白溶液的施用维持动脉压力高于60mmHg。
19.如权利要求12所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少每分钟约2单位的速度施用。
20.如权利要求12所述的方法，其中所述的溶液避免血管收缩及肾、胰腺、肠胃和心脏功能紊乱伴随的毒效。
21.如权利要求12的方法，其中所述的聚合血红蛋白具有的分子量分布是(a)聚合物中大约5-30wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为128KDa；(b)聚合物中大约15-35wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为192KDa；和(c)聚合物中大约35-75wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为256KDa。
22.一种用于维持遭受大量失血患者的平均循环Hb水平高于5.0g/dL的方法，其中所述方法包括对患者施用至少该患者一个血容积的聚合血红蛋白溶液。
23.如权利要求22所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液是一种非细胞溶液，该溶液含有一种基本无四聚体的、交联的、聚合血红蛋白溶液，该溶液基本不含基质和其它杂质。
24.如权利要求23的方法，其中所述的聚合血红蛋白具有的分子量分布是(a)聚合物中大约5-30wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为128KDa；(b)聚合物中大约15-35wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为192KDa；和(c)聚合物中大约35-75wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为256KDa。
25.如权利要求22所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少5L的量施用。
26.如权利要求22所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少哺乳动物一个血容积的量施用。
27.如权利要求22所述的方法，其中所述血红蛋白溶液的施用维持动脉压力高于60mmHg。
28.如权利要求22所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少每分钟约2单位的速度施用。
29.如权利要求23所述的方法，其中所述的溶液避免血管收缩及肾、胰腺、肠胃和心脏功能紊乱伴随的毒效。
30.一种用于治疗由于大量失血而具有血红蛋白浓度低于大约7g/dL的人的方法，其中所述方法包括对该人施用一种聚合血红蛋白溶液。
31.如权利要求30所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液是一种非细胞溶液，该溶液含有一种基本无四聚体的、交联的、聚合血红蛋白溶液，该溶液基本不含基质和其它杂质。
32.如权利要求30所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少5L的量施用。
33.如权利要求30所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少哺乳动物一个血容积的量施用。
34.如权利要求30所述的方法，其中所述血红蛋白溶液的施用维持平均循环血红蛋白水平高于5.0g/dL。
35.如权利要求30所述的方法，其中所述血红蛋白溶液的施用维持动脉压力高于60mmHg。
36.如权利要求30所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少每分钟约2单位的速度施用。
37.如权利要求30所述的方法，其中所述的溶液避免血管收缩及肾、胰腺、肠胃和心脏功能紊乱伴随的毒效。
38.如权利要求30的方法，其中所述的聚合血红蛋白具有的分子量分布是(a)聚合物中大约5-30wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为128KDa；(b)聚合物中大约15-35wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为192KDa；和(c)聚合物中大约35-75wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为256KDa。
39.一种用于维持遭受大量失血的人生命的方法，其中所述方法包括通过对该人施用一种聚合血红蛋白溶液，阻止血量减少性休克和进一步的血压降低。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述人具有的血红蛋白浓度低于约7g/dL。
41.如权利要求39所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液是一种非细胞溶液，该溶液含有一种基本无四聚体的、交联的、聚合血红蛋白溶液，该溶液基本不含基质和其它杂质。
42.如权利要求39所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少5L的量施用。
43.如权利要求39所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少哺乳动物一个血容积的量施用。
44.如权利要求39所述的方法，其中所述血红蛋白溶液的施用维持动脉压力高于60mmHg。
45.如权利要求39所述的方法，其中所述的血红蛋白溶液以至少每分钟约2单位的速度施用。
46.如权利要求39所述的方法，其中所述的溶液避免血管收缩及肾、胰腺、肠胃和心脏功能紊乱伴随的毒效。
47.如权利要求39的方法，其中所述的聚合血红蛋白具有的分子量分布是(a)聚合物中大约5-30wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为128KDa；(b)聚合物中大约15-35wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为192KDa；和(c)聚合物中大约35-75wt.％的聚合血红蛋白具有的分子量大约为256KDa。
全文摘要
治疗遭受大量失血哺乳动物的方法，包括对哺乳动物施用一种聚合血红蛋白溶液。
文档编号A61K38/16GK1703235SQ200380100912
公开日2005年11月30日 申请日期2003年10月3日 优先权日2002年10月3日
发明者S·A·古尔德, R·E·德沃斯克, M·D·道布尔迪, G·A·希德斯 申请人:北原实验室有限公司