体外灌流设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及体外灌流设备，其包含用于输送血液的体外血液流路、用于输送血浆 的滤液流路，及控制器，其中所述滤液流路以过滤器连接到所述体外血液流路，其中该过滤 器对于具有340000克/摩尔的摩尔质量（340kDa的相对分子质量）的物质具有5%的筛分 系数，并且其中消耗物质被布置在滤液流路中，消耗物质包含第一载体，其具有中性、疏水 性表面。
【背景技术】
[0002] 脓毒症和相关并发症在人类中导致相当高的发病率和死亡率。在大多数情况下， 脓毒症可归因于受革兰氏阴性细菌感染，在其时高的内毒素浓度到达人体并具有全身效 应。
[0003] 内毒素是在革兰氏阴性细菌的细胞壁中的脂多糖（LPS)，其通过细胞裂解和细胞 分裂被释放。事实上，脂多糖是革兰氏阴性菌的外细胞膜的最常见的脂质组分。内毒素是 致热物质，而当内毒素（例如在微生物中毒的过程中）进入人体，并作为关键介质地引致单 核吞噬细胞系统的失控性活化的时候，受感染的人以强烈的炎症反应和发烧作回应。内毒 素血症引致的血液流路中内毒素的积累引致免疫细胞的失控性活化和凝血系统的不平衡。 这可导致脓毒症，其特征包括（但不限于）高烧、低血压和（在严重的情况下）多器官衰 竭。脓毒症是一需要非常认真对待的病况；视乎病情的严重程度，严重脓毒症或脓毒性休克 的病人的死亡率约为30-60%。因革兰氏阴性细菌的感染导致的内毒素血症是引致发生全 身性的炎症反应（"全身性炎症反应综合征"，SIRS)、脓毒症、严重脓毒症或脓毒性休克和其 引致的严重并发症的最常见原因之一。免疫防御被破坏了的病人，例如肝病患者或接受化 疗的病人，易受细菌感染并因此显示内毒素中毒的症状。内毒素血症也可发生在急性肝功 能衰竭或慢性肝功能衰竭中的急性失代偿的情况下，由此导致发展成（从生物化学观点来 看）与脓毒症非常相似的状态。作为例子，在慢性肝衰竭患者上可发生急性失代偿。在这 状态下，从正常的肠道菌群始发的内毒素穿经肠道屏障并在体内刺激炎症介质的释放，因 此导致类似脓毒症的状态。
[0004] 此外，脓毒性状态也可以由革兰氏阳性细菌，病毒和真菌触发的。
[0005] 正如所提到的，一般已知的是，在脓毒症和其它严重的病情下可能会发生免疫细 胞的失控性活化和凝血系统的不平衡。单核吞噬细胞系统的不受控制的活化刺激炎症介质 的过度释放，特别是细胞因子的过度释放（也被称为细胞因子风暴或高细胞因子血症）。细 胞因子是脓毒症和脓毒性休克的情况下关键的介质。肿瘤坏死因子（TNF-a，往往也只简称 为TNF)和白细胞介素10 (IL-10)可以被举出作为最重要的促炎症的例子。其它重要的 促炎性细胞因子包括IL-6和IL-8。最初释放的细胞因子TNF-a经由介质的级联反应触 发生物信号放大，从而导致生理上的变化，包括对生物平衡的严重干扰，并随后引致循环衰 竭和多器官衰竭。脓毒症的临床表现与关键介质TNF-a的高血浓度关联，但亦与其他细胞 因子关联，例如在促炎性阶段的情况下的IL1-0，IL-6和IL-8或在抗炎性阶段下（其中促 炎介质，包括促炎的细胞因子具有非常低的浓度）的IL-10或IL-13。此外，其他严重的疾 病，例如慢性炎症性肠道疾病，牛皮癣和类风湿性关节炎也与过度的TNF-a释放相关联。
[0006]除了作为标准施加深切治疗外，抗生素或皮质类固醇，免疫球蛋白以及特别是循 环辅助药物也用于脓毒症的治疗。
[0007]抗生素疗法的一个缺点在于日益普及的抗药性细菌。另外，抗生素和所附带的细 菌细胞的破坏进一步释放内毒素，这又导致炎症介质更加扩散。此外，抗生素的给药常常与 副作用关联，例如肠道菌群的改变或过敏反应。针对TNF-a这关键因子使用抗生素的尝 试失败，因为用这种方法将TNF浓度降低到零或非常低的值时似乎触发了无反应性的的情 况，其伴随着相比对照组更高的死亡率。使用对LPS和TNF-a的针对性抗体作治疗用途在 技术上是非常复杂的，因此关联上很高的成本。
[0008]因此，通过体外血液或血浆净化系统（治疗性血浆置换法），尝试如将在下文中更 加详细地描述那样地以特定方式除去上述的细胞因子，特别是TNF-a因子，以将这些因子 的浓度正常化，以由此避免无反应性的（抗炎性的）阶段。内毒素可通过所谓的脂多糖吸 附物（例如吸附物Toraymyxin?)来消除，以便从而避免促炎性细胞因子的释放，这自然也 降低了抗炎性的反应。
[0009]血浆置换法是体外进行的方法，其中病理生理学有关的血液和血浆组分，例如如 (乙二醇）蛋白质、肽、脂质、脂蛋白和脂多糖等生物分子（但亦包括血细胞和血浆）被移 除。血浆置换法一方面可用于诊断和治疗的目的，但另一方面也构成一个非常有效的从健 康个体以足够数量和足够高的纯度获得某些血液成分的可能性。治疗性血浆置换被高度重 视，因为对于某些适应症，相对于用药物治疗这往往是一种非常有效的替代方案，同时具有 少的副作用。在血浆置换法的情况下，血浆可因此被完全分离或由替代溶液取代，或通过吸 附物仅从血浆除去某些成分，如细胞因子、低密度脂蛋白、内毒素或免疫球蛋白，然后将血 浆再供回捐赠者/病人。与上述使用药物的治疗策略相比，治疗性的血浆置换方法还有一 优势就是，通过关掉血浆置换设备，于任何时间、即时生效地中断治疗。
[0010] 用于消除有毒和/或有害的血液成分的血浆置换方法和吸附物是在现有技术中 公知的。针对性地吸附细胞因子，特别是TNF-a，和/或内毒素（LPS)，并从体液（如血液 或血浆）移除这些的吸附物也是已知的。
[0011]US2001/0070424A1公开了基于多孔聚合物的吸附物，其具有至少一个输送孔隙， 其直径为25至200纳米，并且还有有效孔隙，其直径为10至25纳米。该聚合物也可以（但 不限于）是一种非离子型树脂（中性树脂）。该吸附物用于去除蛋白质分子，尤其是细胞因 子和|3 2微球蛋白。
[0012] W02011/123767A1公开了用于治疗炎症的方法，其中一个治疗有效剂量的、用于 吸附炎症介质的多孔吸附物颗粒被施用给患者，其中带5至300纳米孔隙大小的总孔隙体 积为大于〇. 5立方厘米/克至3. 0立方厘米/克。
[0013] 在W02003/090924中，与炎症过程相关地描述用于分离血液成分的多孔性分离基 质。分离基质具有从5微米到500微米的孔隙大小，在基质上还有布置有至少一个官能团。
[0014]DE19515554A1公开了于体外从全血和/或血浆中同时消除TNF-a和脂多糖的方 法和设备。在这里，血液或血浆通过多孔阳离子交换剂物料和阴离子交换剂物料在体外灌 流系统中被引导。其中所描述的多孔载体物料具有〈30纳米的平均孔隙直径和/或对球状 蛋白的分子排阻尺寸为〈1〇6道尔顿，尤其是〈2X10 4道尔顿。
[0015]WO2005/082504A2亦公开了用于从体液除去有毒成分（包括细胞因子）的中性 树脂。W02005/082504A2描述了一种解毒设备，其包含活性碳和至少一种非离子型树脂， 其带有30纳米的平均孔隙大小和35-120微米的平均颗粒直径（AmberchromCG300C)或者 带有45纳米的平均孔隙大小和560微米的平均颗粒直径（基于脂族酯的树脂-Amberlite XAD-7HP)〇
[0016]EP0787500B1和EP0958839B1公开了疏水性载体物料，其具有从10至30纳米的 孔隙大小，颗粒大小为20至350微米，优选为10至100微米或250至350微米，其用于从 体液除去有毒成分，尤其是细胞因子。
[0017]EP1944046B1公开了基于聚苯乙烯-二乙烯基苯共聚物的载体物料，其具有30纳 米的孔隙大小和75至120微米的颗粒大小。
[0018] Tettaetal.(Tettaetal.1998.NephrolDialTransplant13:1458-1464)描 述了一AMBERCHROMCG300md型的吸附物，其具有30纳米的孔隙大小，用于从体液中除去 细胞因子。
[0019]Cantaluppietal.的发表（Cantaluppietal. 2010.CriticalCare14:R4)描 述了AMBERCHROMCG161m型的吸附物，其用于吸附细胞因子。
[0020] 还已经发现，阴离子交换树脂（例如结合到纤维素的DEAE或PEI团）是非常适合 用于绑定内毒素的。然而，其绑定体内凝血系统的关键因子，如蛋白C和蛋白S，这是不合需 要的，且其相关的凝血问题也是不利的。可使用针对性的吸附物，其包含固定化的针对内毒 素的抗体，以避免这些凝血问题。然而，出于经济原因，这可能性只能有限度地使用。
[0021] 在DE19913707A1中，描述了用于在脓毒症的治疗中作血浆置换的免疫吸附物，其 由以有机或合成聚合物形成的载体物料和与其结合的多克隆或单克隆抗体组成，并被用于 针对补体因子、脂多糖以及进一步的脓毒症介质，如TNF-a和白细胞介素。
[0022] DE10 2004029573A1公开了一种血浆置换物料或吸附物，以及用于从血液、血浆 或其他体液除去、消耗或钝化MIF细胞因子（巨噬细胞迀移抑制因子）的方法。所述吸附 物包含固定的载体物料，绑定MIF的分子或官能团被固定在其表面。
[0023]DE10 2005 046258A1公开了一种免疫吸附物，其用于治疗胰岛素抵抗性和/或 该代谢综合症，其中所述免疫吸附物包含载体物料和与其结合的、针对IL-6、IL-4和C5a的 配体。
[0024] 多粘菌素的肠胃外给药是已经在临床应用中使用了很长时间的治疗形式。多粘 菌素是抗生素物质，其最初从多粘芽孢杆菌这细菌得出，并且已经在人类和动物上使用了 几十年，以治疗革兰氏阴性细菌的感染。多粘菌素通过增加细胞膜的渗透性干扰细胞壁结 构，从而导致细胞裂解。多粘菌素不仅绑定磷脂，也以高亲和力绑定内毒素（LPS)，以形成 多粘菌素-内毒素（LPS)复合物。多粘菌素的抗菌机制于例如TonyVelkovetal.(Tony Velkovetal. 2010.JournalofMedicinalChemistry: 53 (5): 1898-1916)的发表中进行 了详细的描述。
[0025]由于多粘菌素的神经毒性和肾毒性作用，只有多粘菌素B和多粘菌素 E(Colistin)作为抗生素获得了一定的治疗重要性。到现在为止，只有这两种多粘菌素在其 物质类中为于治疗中可用的代表。多粘菌素B和粘杆菌素在美国被FDA核准用于肠胃外输 注。多粘菌素B和粘杆菌素已有几十年被用于口服或外用治疗的形式。然而，对于由革兰氏 阴性细菌感染引起的病情和状态的肠胃外系统性治疗，它们只有作为最后的手段才会在治 疗范围内被用作抗生素，这是由于它们的神经毒性和肾毒性的副作用。粘杆菌素的肾毒性 似乎比多粘菌素B小，然而，这优势因为其必要的更高剂量至少部分被抵消，而因此在日常 临床实践中其肾毒性反应是可预期是大约相同的程度。然而，目前还没有关于该两种抗生 素的肾毒性的足够数据。纽约（美国）的感染病学家描述，60个接受多粘菌素B治疗的病人 中14%发生肾功能衰竭。在希腊的医生描述，在治疗开始时已有肾功能不全的病人中，大多 数出现显著的肾毒性。与此相反，在肾功能正常的病人中，没有得出显著的变化。关于多粘 菌素的毒性的详细介绍可以在Falagas与Kasiakou的文献（FalagasandKasiakou. 2006. CriticalCare10:R27)中找到。多粘菌素的剂量因而对避免毒性副作用（特别是肾毒性 的副作用）或将其减至最轻起着中心作用。
[0026] 由于近年来经常观察到多抗药的致病菌株的感染引起的疾病（例如在受铜绿假 单胞菌的菌株的急性感染的情况下）的严重恶化，所以尽管其有毒性，多粘菌素也越来越 多地有必要作为被肠胃外给药的抗生素。贝德福德实验室（"PolymyxinBforInjection 500000Units"，manufacturer:BedfordLaboratories)目前提供以多粘菌素B1 和B2 的硫 酸盐供应的用于肠胃外给药的多粘菌素B的一供给来源。按照制造商的信息，所述的肠胃 外给药是于静脉内、肌肉内或（在脑膜炎的情况下）鞘内进行，其中指定的最高每日剂量一 般为每日2. 5毫克/公斤体重，分两至三次输注。在给药后多粘菌素的血清浓度一般在从1 到6微克/毫升的范围中。在严重的情况下，这也可能是更高的，在6至50微克/毫升的 范围内。粘杆菌素主要以粘杆菌素甲磺酸盐的形式施用，其中血清浓度于大约1至3微克 /毫升的范围中。粘杆菌素（多粘菌素E)以类似于多粘菌素B的方式使用，通常用较高的 剂量。
[0027] 对多粘菌素B的抗药性是比较不寻常的，但如果由于外膜的改变令抗生素不到 达胞浆膜，也有可能发生。多粘菌素可有效地对抗许多革兰氏阴性病原体，如大肠杆菌， 肠杆菌属，克雷伯氏菌属以及铜绿假单胞菌。变形杆菌类和粘质沙雷氏菌通常是抗药 的；脆弱拟杆菌对其的敏感性是可变的。对大肠杆菌的最低抑菌浓度处于〇. 04-3. 7毫 克/升的范围内，对铜绿假单胞菌则处于1.2至33. 3毫克/升的范围内（Garideland Brandenburg. 2009.Anti-InfectiveAgentsinMedicinalChemistry, 8:367-385)〇
[0028]因为以往在临床应用中在肠胃外给药的情况下使用多粘菌素B和粘杆菌素的剂 量诱发肾毒性和神经毒性副作用，结合绑定内毒素的脂肽（如多粘菌素）的应用的新治疗 策略和治疗方法在过往已被开发。
[0029] 如前所述的体外血液和/或血浆净化方法在配合使用适宜的吸附物下已被确立 为在以药物形式将多粘菌素给药以外的常用替代方案。
[0030] 已知的吸附材料包括多孔的或纤维状的载体物料，其中多粘菌素B被固定在其表 面上。这种类型的吸附材料大程度上被用于治疗脓毒症状态，以往已有报告指它与已知的 神经毒性和肾毒性的副作用关联。
[0031] 在EP0110 409A中，公开了从多孔玻璃（FPG2000)形成固定多粘菌素B的载体 以及基于纤维素（CellulofineA-3)的固定多粘菌素B的多糖载体。多粘菌素B以共价键与 其结合的从纤维素或衍生纤维素形成的微粒