CN105705151A - 一种用于治疗出血、休克和脑损伤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉一种组合物和方法,用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压,包括低疼痛或镇痛状态或低血压麻醉,或者在受试者全身中减少灌注不足。该组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种方法,该方法在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压至最优水平。本发明还涉及一种增加受试者血压的方法,该受试者处于休克状态,尤其是在循环衰竭或感染或烧伤性休克或疾病之后。本发明方法涉及在损伤后保护受试者的脑。本发明还涉及一种方法,该方法用于在进一步复苏或确切的护理之前减少全身中灌注不足的有害影响。本发明还包括一种方法,该方法用于在没有失血的情况下,在确切的护理之前,减轻脑损伤的有害影响。本申请要求澳大利亚临时专利申请号2013902656、2013902657、2013902658、2013902659和2013903644的优先权,其全部披露内容通过这种交叉引用结合在本说明书中。
背景技术
大多数战场死亡发生在受伤的前10分钟,并且称为“白金10分钟”,而不是“黄金时刻”。大约50%的死亡是由于急性出血和创伤性脑损伤(TBI),并且据估计25%是可以挽救的。在民用院前环境中,出血是造成TBI后院前死亡超过35%以及在前24小时内死亡超过40%的原因。由于出血的伤亡人员中很大比例遭受TBI,并且反之亦然,因此迫切需要新方法来治疗患有疑似TBI的出血。尽管在动物TBI模型中已经被确定为有效减少神经和血管组织损害的有希望的神经保护药物,它们在II期或III期临床试验中却都已失败。
未满足的需求是一把双刃剑:平均动脉血压(MAP)针对不受控的失血是不推荐的,因为它促进了进一步出血,并且低MAP针对TBI是不推荐的,因为它减少了脑血流并且引起脑损害。在1982年中,据报道低血压(收缩压小于90毫米汞柱)加重了TBI后的结果。在1993年中,另据报道在人类的TBI后低血压与增加的发病率和死亡率之间存在相关性,其中低血压(缺氧)是最重要的参数。还发现,在从损伤至复苏期间中单次发作的低血压与存活者的近似两倍的死亡率和平行增加的发病率有关。当将年龄以及存在或不存在缺氧和颅外损伤考虑在内时,相关性依然存在。在外科手术过程中,如果术中出现低血压,那么死亡率增加三倍。受损脑对低血压的敏感性增强的确切机制并不清楚,然而,高达90%的脑损伤死亡在验尸时有缺血性损害的证据。由TBI造成的这些续发性损伤导致通过以下过程改变细胞功能并且扩展损伤,如去极化、兴奋性损伤、钙稳态失衡、自由基的产生、血脑屏障破裂、缺血性损伤、水肿形成、和颅内高压。除低血压的副作用之外,如果TBI与出血性、心源性以及败血性休克,心脏的不稳定性,CNS生物节律紊乱(心率变异性),或凝血,炎症失衡有关,那么病症恶化,伴随着死亡率增加。
在一些针对脑保护的复苏治疗中,已经使用了高渗盐水。大部分的高渗盐水被用来降低脑肿胀。文献表明从3%至23.5%NaCl的所有高渗溶液当作为推注或连续输注(滴注)给予时都具有有利作用,并且在降低急性发作的颅内压增高方面看起来比甘露醇更有效。然而,在院前人类创伤和出血性休克中显示出,与接受0.9%氯化钠注射的组相比,7.5%NaCl高渗溶液导致更高的早期死亡率,并且该试验被停止了。另一项近期的研究针对患有低血压和严重TBI的患者评估了高渗复苏对结果的作用。这项研究登记了229名患者,随机分为250cc7.5%盐水与LR溶液作为初始院前复苏液并且在损伤后6个月使用扩展的格拉斯哥昏迷评分来评估神经系统结果。这项试验未能发现任何神经系统结果的差异。在比格犬40%失血后,用高渗(3%)盐溶液进行的复苏伴随着比等渗盐水或胶体复苏更低的颅内压值和更少的脑水肿,但是血脑屏障功能并没有通过高渗盐溶液复苏而恢复。
当前,在患有或不患有疑似TBI的战士或平民中,针对非可压迫性出血的低血压支持,不存在有效的全球治疗策略。在“资源贫乏的”环境如战场和平民农村及边远地区中,诊断TBI是极度困难的,所以同时治疗失血和疑似脑损伤的发明在院前军用或军用或民用复苏医学和检索领域中将是一个非常重要的进步。
本发明向着克服或至少缓解现有技术的困难中的一个或多个。
发明内容
本发明提供了一种方法,该方法在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压,该方法包括向受试者给予(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。优选地,该方法还包括给予提高的镁离子源。该方法还可以包括给予消炎剂和/或代谢燃料。
本发明还涉及(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂在生产用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压的药物中的用途。
本发明还涉及(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压的用途。
本发明还涉及用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压的(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。
优选地,将该组合物通过推注随后静脉滴注来给予。
优选地,该消炎剂是BOH。
优选地,该代谢燃料是柠檬酸盐。
优选地,该抗心律失常药剂是利多卡因。
优选地,该钾通道开放剂或激动剂和/或腺苷受体激动剂是腺苷。
本发明还提供了一种组合物,该组合物可以用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压,该组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。优选地,该组合物包括提高的镁离子源。该组合物还可以包括消炎剂和/或代谢燃料或与消炎剂和/或代谢燃料一起给予。
在另一方面,本发明涉及一种方法,该方法在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中诱导低疼痛或镇痛状态,该方法包括向受试者给予:(i)钾通道开放剂或激动剂和/或腺苷受体激动剂;(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂;和(iii)提高的镁离子源。该组合物还可以包括消炎剂和/或代谢燃料或与消炎剂和/或代谢燃料一起给予。
在仍另一方面,本发明涉及一种方法,该方法在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中诱导低血压麻醉,该方法包括向受试者给予:(i)钾通道开放剂或激动剂和/或腺苷受体激动剂;(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂;和(iii)提高的镁离子源。该组合物还可以包括消炎剂和/或代谢燃料或与消炎剂和/或代谢燃料一起给予。
在又一方面,本发明涉及一种方法,该方法用于减少受试者全身灌注不足,特别是在进一步复苏或确切的护理之前,该方法包括向受试者给予(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。优选地,该方法还包括给予提高的镁离子源。该方法还可以包括给予消炎剂和/或代谢燃料。
本发明还涉及(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂在生产用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者的全身中诱导低疼痛或镇痛状态或低血压麻醉或减少灌注不足的药物中的用途。
本发明还涉及(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂,用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者的全身中诱导低疼痛或镇痛状态或低血压麻醉或减少灌注不足。
本发明还涉及(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者的全身中诱导低疼痛或镇痛状态或低血压麻醉或减少灌注不足的用途。
本发明还提供了一种组合物,该组合物可以用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者的全身中诱导低疼痛或镇痛状态或低血压麻醉或用于减少灌注不足,该组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。优选地,该方法还包括给予提高的镁离子源。该方法还可以包括给予消炎剂和/或代谢燃料。
在一个实施例中,以上描述的组合物进一步包括药学上可接受的载体。
在另一个实施例中,该组合物是一种药物组合物。
在其他实施例中,该组合物可以处于试剂盒形式,其中组分(i)和(ii)被分开保存。该试剂盒当被用于以上描述的方法中时,可以适应于保证同时、顺序或分开给予组分(i)和(ii)。
前述段落中所述的本发明其他方面和这些方面的其他实施方案将从以举例方式给出的以下描述中并且参考附图而变得清楚。
具体实施方式
本发明涉及在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压至最优水平的方法。本发明还涉及用于这些方法中的组合物和适用于此类处理的药物制剂。
在一方面,本发明提供了一种方法,该方法在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压,该方法包括给予(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。优选地,该方法还包括给予提高的镁离子源。该方法还可以包括给予消炎剂和/或代谢燃料。
应当理解的是,该组合物的组分取决于预期用途可以同时地、顺序地或分开地给予。尽管存在多种体现本发明的成分组合,这些成分组合是在本发明中有用的组合物,但是为方便起见,该组合物将在本说明书中称为“组合物”或“在根据本发明的方法中有用的组合物”。
根据这一方面,该组合物按两步给予。首先通过推注随后通过静脉滴注。将本发明与推注和滴注治疗设计为在患有或不患有疑似TBI的受试者中治疗不受控的出血(危及生命的低血压),并且连同其全身保护特性也将在大规模伤亡情况如火车事故、飞机坠毁、自然灾害或恐怖袭击中应用于广泛的潜在的医疗准备工作和能力。该新的复苏液针对军用和公用目的有可能填补主要的能力差距。
将损伤状态与失血分开,存在未发生失血的损伤状态。这些包括脑损伤,每年报道在美国大约有200万病例,其中约有500,000人住院。大比例的神经细胞死亡是NMDA受体调节的,与和其他因子偶联的NMDA受体的过度刺激有关,这些其他因子初始化了有害的生化事件的复杂级联。在今天的西方世界的成年人口中,在没有失血的情况下,缺血性脑血管病也是死亡率的主导原因并且是慢性残疾的主要原因。在失血不是全世界主要的死亡原因的情况下,缺血性心脏病(当之前有心肌梗塞时,其包括心肌梗塞、心绞痛和心力衰竭)也都会发生。在没有失血的情况下,本发明与推注和滴注治疗也可以用于损伤状态。
本发明可以治疗创伤性或非创伤性来源的任何严重损伤,该严重损伤导致危及生命的休克状态,该休克状态影响正常脑和全身功能。相反,它可以治疗休克状态,该休克状态是脑损伤或神经疾病的结果。本发明可以治疗两种休克状态,脑和全身。此外,在没有出血或失血的情况下,本发明可以治疗脑损伤。
本发明的另一方面是可以在宽温度范围内用或不用体外生命支持设备使用该处理。据信,低温是对身体,特别是对脑的保护,并且通常使用在大外科手术和类昏迷状态中。尽管对冷却和复温的模式、时间和速率仍有争议,但是适度治疗性低温已经显示出是有益的,但是深低温在一些危重状态中可能是优选的,并且极端低于10℃在濒死或死亡的其他极端形式中可能是拯救生命的。
在不受限于本发明的任何理论或作用方式的情况下,本发明的建议机制包括循环的全身改进、血压的改进的局部和CNS控制、改进的炎症和凝血状态和具有多器官保护(包括脑)的改进的组织氧化。由于脑干中的髓质是造成呼吸、心率、血压、心率失常以及醒睡周期的原因,因此部分机制可能属于这个脑区域的组成作用。该特定区域可以是孤束核(NTS),该孤束核是髓质中接受并整合来自身体心血管和肺的信号的第一核心。该NTS接受来自动脉压力感受器、颈动脉化学感受器、容量感受器和心肺感受器的传入投射用于处理,并且随着脑的高级指令进行自动调节以保持动脉血压在一个狭小的变化范围内。
尽管该心血管和肺系统主要是由脑干来控制的,但是已知涉及中枢自主网络(例如在前脑中)中的其他‘高级’区域,并且本发明不限于脑干但是还限于这些高级控制中心。此中枢自主网络由分级有序的回路或环组成:1)短期脑干脊髓环、2)调节预先反应和应激反应的边缘大脑下丘脑脑干脊髓环、以及3)调节长期自主反射(例如,温度调节中涉及的)的中间长度下丘脑脑干脊髓环。室旁核(PVN)是中枢自主网络的最重要下丘脑核之一。该PVN包括约21,500个神经元,是“自主主控器”并且是许多内分泌和自主神经功能的关键调节器。体温的调节也是在脑干和与长期自主反射相关的脊柱自主核的下丘脑控制之下。交感神经系统的活化涉及发热的增加和失热的减少:可能影响体温调节肌肉张力、战栗、皮肤血流和发汗的控制。已知PVN的小细胞性神经元涉及中枢自主流出的控制。PVN的胆碱能活化降低体温并且SON的胆碱能活化增加体温。
支持本发明的机制的另一方面是改进的心率变异性,这也指示了CNS保护作用和电体内平衡的改进的平衡。在从休克复苏的过程中,心率变异性的改进也支持改进的CNS功能的概念。然而,不能排除心脏功能和血压的局部控制。急性脑损伤导致降低的心搏振荡和压力反射敏感性,表明自主系统和心血管系统没有偶联。大脑迷走神经和交感神经心脏影响以不同的频带对心率起作用。虽然迷走神经调节具有相对高的截止频率,以低频和高频调节心率,高达1.0Hz,而交感神经心脏控制运行仅<0.15Hz。由心率变异性参数所提供的自主心脏控制的信息的临床相关性由以下证据来支持:降低的心率变异性和心率的压力反射控制与心肌梗塞后连同在心衰竭患者中增加的死亡率以及增加的心律失常性猝死风险是相关的。因此,通过改进的心率变异性的CNS机制,本发明可以起作用以向在体表和脑之间的这些错综的相互作用带来平衡并且恢复内环境稳定。
支持本发明的机制的另一方面是在中枢神经系统和体表的一氧化氮(NO)作为一个使用一氧化氮抑制剂的实例,显示出组合物未能允许动物在休克后恢复。在脑干核中的一氧化氮(NO)和谷氨酸盐二者涉及中枢心血管调节。在下脑干中NO系统的活化调节了多个神经回路;NO显示出在髓质内诱导GABA和谷氨酸盐的释放。NO涉及在孤束核(NTS)内调节压力反射并且可以在脑中被活化,是在稳态失衡(包括高血压和应激)的状态下活化的。此外,NO已经与迷走神经传入输入至延髓中NTS相联系,这可以帮助调节炎症并且因此调节凝血。
在本说明书中描述的发明在很大程度上涉及组合物、治疗方法、和生产用于治疗的涉及如下组合物的药物的方法,该组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。优选地,该组合物包括提高的镁离子源。该组合物还可以包括消炎剂和/或代谢燃料或与消炎剂和/或代谢燃料一起给予。
定义
创伤性脑损伤(TBI)定义为由外部物理或机械力造成的对脑的损害,如由迅速加速或减速、爆炸、波、挤压、由弹丸贯穿的冲击力造成的。它可能导致暂时性或永久性认知、生理和心理功能损伤。在创伤性损伤中,神经组织的损害起初通常集中在大脑的一个或多个区域,尽管撕裂可导致弥漫性损伤。
非创伤性脑损伤是如下的任何脑损伤,该损伤并非是由于未使用物理力来损伤脑的任何原因,而是通过感染、中毒、肿瘤、或退行性疾病发生。原因包括缺少氧、葡萄糖、或血液,被视为非创伤性的。如肿瘤或毒药一样,感染可引起脑炎(脑水肿)、脑膜炎(脑膜肿胀)、或细胞毒性。这些感染可以通过中风、心脏病发作、近乎溺死、窒息或糖尿病昏迷、中毒或其他化学原因(如酗酒或药过量)、感染或肿瘤以及变性病症(如阿尔茨海默病和帕金森病)发生。非创伤性损伤、损害通常在整个大脑中传播,并且例外情况包括可以从一个起点保持局部或均匀扩散的肿瘤和感染。
来自创伤性事件的损伤是可能从创伤性或非创伤性事件发生的细胞、组织、器官或全身损害。可以表现为来自初始创伤事件原发性损伤和继发性损伤,该继发性损伤是来自原发性事件的一个随时间变化的过程,并且可以包括但不限于:来自感染的损伤、缺血性损伤、伴有炎症的再灌注损伤、凝血和中枢神经系统调节功能障碍。重要的是,战争的原发性损伤(伤口或烧伤)与平时创伤性损伤不同,因为这些更高速的弹丸和/或爆炸设备造成了更严重的损伤,并且附带的伤口通常被土壤、衣服、和环境碎片污染。然而,在并发症可能出现的情况下,除长时间疏散之外,继发性损伤与平民环境具有许多相似之处。
来自非创伤性事件的损伤:损伤还可能从原发性非创伤性事件(并非来自物理或机械力)发生,并且包括由感染、中毒、肿瘤、或退行性疾病造成的损害。缺少氧气、葡萄糖、或血液可以被认为是由这些原因引起的非创伤性损伤。如肿瘤或毒药一样,感染可引起脑炎(脑水肿)、脑膜炎(脑膜肿胀)、或细胞毒性。这些感染可以通过中风、心脏病发作、近乎溺死、窒息或糖尿病昏迷、中毒或其他化学原因(如酗酒或药过量)、感染或肿瘤以及变性病症(如阿尔茨海默病和帕金森病)发生。
出血:从由损伤或创伤造成的一个或多个血管的壁的破裂处出血,并且只要血管仍然开口并且血管内压力超过血管壁外压力,那么它将继续下去。
非可压迫性出血:不能用直接压片来停止的出血。在战场上超过80%的出血性死亡归因于非可压迫性内出血,该非可压迫性内出血不能使用止血带或直接压片。非可压迫性躯干出血在战场中是潜在可生存的创伤的主导原因。大部分死亡发生在第一小时内
不受控的出血:与从一个或多个血管中的非可压迫性出血一样,无法控制。
高渗盐水定义为大于为0.9%NaCl(0.154M)的正常的等渗盐水的盐水浓度。
休克定义为当动脉血压太低以致于不能维持向身体的细胞、器官和组织充分供应血液和氧气时的严重低血压状态。休克是“循环衰竭”的结果,该循环衰竭可能是来自许多内部或外部来源的原因。它可能是由心脏病发作或心力衰竭、中风、由心脏或呼吸器官(哽死、溺死、绞刑)造成的心脏停滞、内部或外部出血(低血容量性休克)、感染(感染性休克)、脱水、重度烧伤(烧伤性休克)、或严重呕吐和/或腹泻引起的,所有这些都涉及大量体液的损失。休克可能由严重过敏反应或损伤(创伤性或非创伤性的)例如脑损伤和出血造成。
收缩期动脉血压是在心脏左心室收缩过程中由血液施加于动脉壁上的功或力的最大量(通常通过血压计来测量)。收缩压是血压测量(收缩的/舒张的)的最高读数。可触脉搏是指在身体各动脉位置(桡动脉的、颈动脉的、股动脉的)处的最高或收缩压(拉米亚(Lamia)等人,2005)。
舒张的动脉血压是当心脏放松时由血液对动脉壁施加的功或力的最小量。它是血压读书的较低数(收缩的/舒张的)。
平均动脉压(MAP)是生命器官和组织的灌注压的指数,其中MAP=(2/3x舒张压)+(1/3x收缩压)或者舒张压加1/3(收缩压-舒张压)。
正常血压复苏:休克的创伤患者的常规治疗涉及静脉液体给予,以使得血压恢复到“正常”。当诊断和治疗程序正在进行时,血压正常复苏的合理性一直保持组织灌注和生命器官功能。传统上,如果要实现完全液体复苏,针对每IL估算的失血,建议3L晶体。这种方法是具有争论的,因为它产生了炎症和凝血紊乱。产生最优结果的复苏液的选择也具有高度争议。
在创伤情况下,低血压复苏定义为使患者的MAP从休克值(MAP<40mmHg)复苏至更高值以支持生命直到控制任何活性出血的小体积液体。低血压是指低于正常动脉血压(130/80)的压力范围。低血压复苏不同于“允许的”低血压复苏,因为它涵盖了更宽压力范围的低压复苏。术语“允许的”是指可触脉搏的恢复。
允许的低血压复苏定义为使患者的MAP从休克值(MAP<40mmHg)恢复至形成桡动脉脉搏所需要的60至80mmHg的收缩压的小体积液体。加强创伤生命支持(ATLS)指南教导颈动脉、股动脉、和桡动脉脉搏与具有以下至的低血压创伤患者的一定的收缩压(SBP)相关:仅颈动脉搏动=SBP60-70mmHg,仅颈动脉搏动&股动脉搏动=SBP70-80mmHg;存在的桡动脉脉搏=SBP>80mmHg。针对儿科动脉压的指南将会不同。在不受限于任何具体理论或作用方式的情况下,本发明可能有或可能没有可触脉搏,但是将具有足够的至器官和组织的血流,以在出血性休克之后在患有或不患有TBI的情况下维持生命。
低血压麻醉是平均动脉压(MAP)的控制性调节,其在外科手术或临床干预过程中减少失血。研究已经显示出,如果在外科手术或干预的过程中MAP减少至50mmHg,那么失血可能减少超过50%,这可以减少液体或血液制品的需要。减少的失血还限制了凝血因子的稀释和消耗以及随后的术后反弹高凝性。如果MAP保持在60mmHg而不是50mmHg,那么失血高出约40%。可以使用全身或局部麻醉来诱导低血压麻醉,并且使用血管扩张剂来提高以便改进心输出血量。
治疗性低体温或为“靶向的低体温”是主动“控制”细胞、器官或全身的冷却以降低损伤。它在心脏外科手术中对脑、心脏的停滞、保护和保存具有临床应用,并且已经显示出在院外环境中在心脏停滞或处理无意识或昏迷患者之后是有用的。冷却和靶向体温的速率和程度是具有争议的。深低温循环停滞(DHCA)或低温心脏静止是一种外科手术技术,该技术涉及冷却患者身体并停止血液循环。适度低体温是33℃至36℃的核心体温,中等的是28℃至32℃,严重的是25至28,并且深度低体温是20℃至25℃或以下。极度治疗性低体温将在10℃以下。
感染:出血性休克可能导致由引起感染的肠细菌易位造成的肠缺血造成的感染。已经显示出,高渗盐水减少了这种细菌易位。
损伤可以广泛表征为可逆和不可逆细胞损伤。例如,可逆细胞损伤可能导致通常由心率失常和/或顿抑造成的心脏功能障碍。顿抑正常地表征为在局部贫血期之后恢复血流的过程中左泵功能的损失。如果严重,它能够导致心脏死亡,该心脏死亡通常由心率失常造成,即使心脏细胞自身起初并没有死亡。根据定义,不可逆损伤由实际的细胞死亡引起,取决于损伤程度其可能是致命的。可以将细胞死亡的量测量为梗死面积。在从心脏停搏停滞恢复的过程中,如果条件充分,在极小的梗死面积的情况下,心脏可以通过再灌注基本上恢复至组织的正常功能。最常见的评估心脏功能恢复的方法是通过测量心脏能够产生的压力;心泵流量;以及心脏的电活动。然后将该数据与从停滞前的情况测量的数据比较。在该说明书中,这些术语“损伤”和“损害”可以可互交换使用。
海洋螫刺:在海洋动物中,存在毒液和毒物的巨大的多样性和复杂性。灾祸由海蛇、毒鱼(石鱼)、鸡心螺或蜗牛、蓝环章鱼和水母毒害发生。在太平洋地区和澳大利亚周围存在许多有毒的水母。澳洲箱形水母(Chironexfleckeri)(箱形水母)是造成快速心肺衰退的最致命因素。Carukiabarnesi(另一种小carybdeid)导致所谓的“伊鲁坎吉水母”综合征,这些综合征包括由剧痛造成的迟发性疼痛、肌肉痉挛、呕吐、焦虑、躁动、发汗和衰竭、严重高血压和急性心脏衰竭。可能与该综合征相关的其他澳大利亚carybdeid水母包括Carukiashinju、Carybdeaxaymacana、Malomaxima、Malokingi、Alatinamordens、Gerongiarifkinae、和Morbakkafenneri(“Morbakka”)。其他重要的水母属包括火水母属(Tamoya)、游水母属(Pelagia)、霞水母属(Cyanea)、海月水母属(Aurelia)和金水母属(Chyrosaora)。
由特有的相对较小螫刺造成的综合征的疾病在约30分钟后发展。其毒素的作用机制可认为是包括调节神经元钠通道,导致内源性儿茶酚胺(C.barnesi、A.Mordens和M.maxima)大量释放和可能应激引起的心肌病。在严重毒液螯入的人类病例中,系统性高血压和心肌功能障碍与指示心脏细胞死亡的肌钙蛋白的膜渗漏有关。临床管理包括肠胃外镇痛、降压治疗、氧气和机械通气。本发明可以减轻这些症状中的一些。
没有失血的脑损伤包括创伤性脑损伤和中风。患有严重头部损伤的患者的治疗目的是避免继发性脑损伤,包括减少的脑肿胀。
没有失血的心脏损伤:目的将是改进心血管稳定。
出血性休克:由损伤和创伤造成的创伤性脑损伤(TBI)通常与失血性休克(HS)并发并且反之亦然。TBI和HS的组合是高度致命的,并且针对此结合损害的最佳复苏策略尚不清楚。在实验TBI之后HS的大部分研究集中于颅内压;很少有研究探讨HS对TBI后神经元死亡的作用。丙戊酸(VPA),一种组蛋白脱乙酰酶抑制剂,可以提高出血性休克(HS)之后的存活率,保护神经元避免低氧诱导的细胞凋亡,并且减弱炎症反应。
败血症和败血性休克:败血症影响脑,并且由败血症造成的脑功能损害通常与严重的传染性疾病有关。在上述的健康的脑中败血症对脑的作用是可检测的,但是在伴有脑损伤的病例中扩大,如在创伤性脑损伤或蛛网膜下腔出血后一样。事实上,过去的伤害增加了对在术语“败血性脑病”中总结的复杂级联事件的脑易损性。脑和败血症仍然是没有治疗的一个困难的并相对未勘查过的主题。
心源性休克(CS)发生在5%至8%的具有ST-抬高心肌梗死的住院患者中。CS是终末器官灌注不足的状态,包括由于心力衰竭引起的脑损害。CS的定义包括血流动力参数:持续性低血压(收缩压<80至90mmHg或平均动脉压比基线低30mmHg),伴随着心脏指数的严重降低或足够的或提高的充盈压或右心室[RV]舒张期末压>10至15mmHg。取决于人口统计学、临床、和血流动力因素,死亡率范围可以从10%至80%。这些因素包括年龄、外围低灌注的临床病症以及缺氧性脑损害。
梗阻性休克是归因于心脏外的血流梗阻。肺栓塞和心脏压塞是梗阻性休克的实例。类似于心源性休克。
血管源性休克是由直接影响血压下降的因素如毒素产生的外周血管扩张造成的休克;并且包括过敏性休克(过敏反应)和败血性休克(细菌、病毒或真菌的)。
神经源性休克是归因于脊髓中的自主神经通路的破坏的低血压。低血压可以导致脑损伤或者由脑、脊髓或颈椎损伤造成。
脊髓休克:这并不是循环衰竭并且与神经源性休克区分。
烧伤性休克定义为由各种药剂引起的组织损害,例如加热、化学品、电流、日光、或核辐射。损伤是损害的组织的的三维质量损伤,并且可以产生大量的炎症应答和凝血障碍并且可以导致休克和器官衰竭,包括脑损害。
脱水、严重呕吐和/或腹泻休克是由于大量体液丢失引起的休克。
糖尿病休克:糖尿病昏迷是在患有糖尿病的人中发现的可逆形式的昏迷。
在治疗过程中脑功能的代用燃料
无论在战场上、撤退中或者在送往医院之前、外科手术中以及医学重症监护病房中,保持伤员的血糖量正常在任何减少死亡率并改进结果的医学处理过程中都是极为重要的。正常的葡萄糖是脑的首要燃料,但是在来自损伤、感染、创伤和疾病的危重症中,葡萄糖吸收和新陈代谢可能是损害。高血糖加重潜在的脑损害并且在危重患者中通过诱导组织酸中毒氧化应激和细胞免疫抑制影响发病率和死亡率,这进而促进多脏器衰竭的发展。低血糖损伤能源供应,造成代谢干扰并且诱导皮质扩散去极化。结果,高血糖和低血糖都需要避免以预防潜在脑损害的恶化。高血糖和低血糖二者都与创伤性脑损伤(TBI)中的不良结果相关。应激胰岛素抵抗性(高血糖)是创伤性脑损伤中死亡率的标志。在危及生命的情况中或在危重病如糖尿病中,本发明用于代谢的代用燃料可以减少组织酸中毒氧化应激,和细胞免疫抑制。
酮和柠檬酸盐
可以绕过葡萄糖作为燃料的替代性能源包括酮(丙酮或乙酰乙酸盐)或羧酸(D-β-羟基丁酸)。在冬眠期间,自然冬眠的动物产生酮(和羧酸)以补充细胞能流(腺苷-5‘-三磷酸酯,ATP),并且在饥饿期间人类也这样做。据报道,在大鼠中,在出血性休克期间,D-β-羟基丁酸通过缓解糖酵解来抑制乳酸性酸血症和高血糖症。在进入克雷布斯循环之前,通过与糖酵解不同的途径将D-β-羟基丁酸转化为乙酰辅酶A,并且优选使用D-β-羟基丁酸而不是葡萄糖作为能量底物可以减少增加葡萄糖的有害的积累或保持血糖量正常的状态。酮已经成功应用至迅速发展的病理(惊厥、谷氨酸兴奋性中毒、低氧/局部贫血)和神经变性病症(帕金森病、阿尔茨海默病)以及最近的TBI。脑对增加其对酮体的依赖的能力可视作脑代谢适应的形式。移位至酮代谢的脑需要(1)增加酮的有效性,(2)增加酮的脑吸收,以及(3)潜在增加酮代谢需要的酶的活性。
在这些具体危及生命的或危重状态中,胰岛素的合成作用的缺失(胰岛素抵抗性)是不良代谢结果的关键组分。发展胰岛素抵抗性的潜在机制尚未明朗。甚至中度高血糖出现对重危患者的结果的不利。可获得的文献表示了在败血症中的高血糖症和不良结果之间的因果关系和与在不具有败血症和一般重症的重症中发现的益处相等的在败血症中强化胰岛素疗法的益处。通过严格血糖控制预防细胞葡萄糖毒性看来发挥了主要作用,但是胰岛素的其他代谢的和非代谢的、消炎作用似乎有助于实现的临床益处。
在重症中,已经报道,在败血症、休克或创伤性脑损伤中,代谢的损害可能从抑制丙酮酸脱氢酶发生。这可以限制丙酮酸转化至乙酰辅酶A,即为克雷布斯循环供燃料以在细胞的发电所(线粒体)中补充ATP的主要底物。大部分的乙酰辅酶A来自葡萄糖代谢(糖酵解),然而,乙酰辅酶A可替代地来自其他途径如酮代,该其他途径形成乙酰辅酶A,该乙酰辅酶A通过形成柠檬酸引发该循环。柠檬酸根给予还可以绕过在胰岛素抵抗性期间的葡萄糖需要并且改进结果。酮和柠檬酸具有不需要胰岛素进入细胞并且在线粒体中产生ATP的优势,并且因此如果乙酰辅酶A为限制性的或当三羧酸循环中间体由于败血症而为限制性的情况下可以补充三羧酸循环。柠檬酸盐还可以通过降低非酯化脂肪酸的细胞负担来作用,在败血症期间该非酯化脂肪酸与线粒体功能障碍有关。
改进的心率变异性:本发明的另一方面是通过降低身体正常生物节律(如心率和血压的危险振荡)改进心率和血压震荡的神经自主调节,这暗示了改进的全身和脑功能。增加的HR变异性、感染、炎症和脑外凝血可以改进包括手术后认知降低的脑功能。手术后谵妄,是与外科手术相关的发病率的主要原因。POCD发生在7%-26%经历过外科手术的患者中。存在在体表中TNF的升高导致认知降低的可能性。可以调制从迷走神经至脾的传出神经连接来阻断实验败血性休克和类风湿关节炎的自身免疫模型。
改进脑肿胀和颅内压:本发明的另一方面可以是减少脑肿胀,降低颅内压,改进至脑的血流,减轻脑中的脑炎症、脑凝血紊乱和继发性损伤,以及在身体循环和多器官功能中的益处。本发明提供了对神经系统如何可以执行高层次的功能以提高整个身体功能的“整合”。
针对危重病和危及生命的情况使用救援设备的治疗和方法在任何重症中,当存在深度心肌抑制和血流动力衰竭(如在无意识患者中)、严重败血症、出血性休克、心源性休克、心肌梗塞、心脏停搏、脑损伤、成人呼吸窘迫综合征(ARDS)时,可以使用静动脉体外膜氧合(ECMO)(一种类似于心肺分流术的便携式救生装置)来救护他们。ECMO针对心肺衰竭以人工心脏和肺提供了体外生命支持(巴特利特(Bartlett)和卡迪诺尼(Gattinoni),2010)。ECMO可以提供部分或全部支持,是暂时的(数天到数周,但是在心脏外科手术后的儿童中可能是数月),并且需要全身抗凝作用。ECMO控制了气体交换和灌注,生理上稳定了患者,降低了持续的医源性损伤,并且允许充足的时间用于诊断,治疗,并且从原发性损伤或疾病中恢复。ECMO被用于各种临床环境中并且结果取决于主要指示。ECMO提供了生命支持但是并不是一种治疗形式(巴特利特(Bartlett)和卡迪诺尼(Gattinoni),2010)。本发明可以在ECMO之前作为一种治疗来抢救危重病或受伤,并且在针对稳定连接ECMO之后继续。使用心肺分流术将发生类似的情况。
组织:术语“组织”在此以其最广泛意义使用,并且是指行使特定功能的任何身体部分,包括器官和细胞或其部分,例如,细胞系或细胞器制品。其他实例包括导管血管如动脉或静脉或者循环器官如心脏,呼吸器官如肺,泌尿器如肾或膀胱,消化器如胃、肝、胰脏或脾脏,生殖器如阴囊、睾丸、卵巢或子宫,神经器官如脑,生殖细胞如精子或卵子以及体细胞如皮肤细胞、心脏细胞(即,肌细胞)、神经细胞、脑细胞或肾细胞。
器官:术语“器官”在此以其最广泛意义使用,并且是指行使特定功能的任何身体部分,包括组织和细胞或其部分,例如,内皮、上皮、血脑屏障、细胞系或细胞器制品。其他实例包括循环器官如血管、心脏,呼吸器官如肺,泌尿器如肾或膀胱,消化器如胃、肝、胰脏或脾脏,生殖器如阴囊、睾丸、卵巢或子宫,神经器官如脑,生殖细胞如精子或卵子以及体细胞如皮肤细胞、心脏细胞,即,肌细胞、神经细胞、脑细胞或肾细胞。
受试者:该受试者可以是人或动物如家畜动物(例如,绵羊、奶牛或马)、实验室测试动物(例如,小鼠、兔或荷兰猪)或伴侣动物(例如,狗或猫),特别是具有经济重要性的动物。优选地,受试者是人。
身体:该身体是以上定义的受试者的身体。
包括:还应当理解的是,如在本说明书中使用的术语“包括(comprises)”(或其语法变体)相当于术语“包括(includes)”并且不应当看作是排除存在的其他元素或特性。
现有技术:在本说明书中对于任何现有技术的引用不是、并且不应当被当成是这样一种承认或任何形式的建议,即该现有技术形成了在澳大利亚或任何其他司法管辖区域中的公知常识的一部分或该现有技术可以由本领域的普通技术人员合理地被预期被确定、理解并且视为是相关的。
药物组合物:如在本说明书中使用的术语“药物组合物”还包括“兽医组合物”。
衍生物:术语衍生物是指化合物结构的变异。衍生物优选地是“药学上可接受的衍生物”,该“药学上可接受的衍生物”包括任何药学上可接受的盐、水合物、酯、醚、酰胺、活性代谢物、类似物、残基或不是生物地或相反是不希望的并且诱导所希望的药理和/或生理效应的任何其他化合物。
盐类:化合物的盐优选地是药学上可接受的,但是应当理解的是非药学上可接受的盐也在本说明书的范围内,由于这些是作为中间体在制备药学上可接受的盐中有用的。药学上可接受的盐的实例包括药学上可接受的阳离子如钠、钾、锂、钙、镁、铵和烷基铵的盐;药学上可接受的无机酸如盐酸、正磷酸、硫酸、磷酸、硝酸、碳酸、硼酸、氨磺酸和氢溴酸的酸加成盐;或药学上可接受的有机酸如乙酸、丙酸、丁酸、酒石酸、马来酸、羟基马来酸、富马酸、柠檬酸、乳酸、粘酸、葡糖酸、苯甲酸、琥珀酸、草酸、苯乙酸、甲基磺酸、三卤代甲烷磺酸、甲苯磺酸、苯磺酸、水杨酸、磺胺酸、天冬氨酸、谷氨酸、依地酸、硬脂酸、软脂酸、油酸、月桂酸、泛酸、单宁酸、抗坏血酸和缬草酸的盐。
镁离子
在一个实施例中,根据本发明的方法和组合物进一步包括镁离子,优选地提高的镁离子,即超过正常血浆浓度。优选地,该镁是二价的并且以800mM或更少、0.5mM至800mM、10mM至600mM、15mM至500mM、20mM至400mM、20mM或400mM,更优选地20mM的浓度出现。硫酸镁和氯化镁是适合的来源,特别是硫酸镁。
本发明人还已经发现包括镁离子与(i)选自以下中至少一项的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂、腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂还可以减轻损伤。具体量的镁离子的作用是控制在细胞内环境的离子的量。镁离子倾向于增加的或相反恢复至典型发现于能生存的、有功能的细胞中的水平。
因此,在另一个方面中,在根据本发明的方法中有用的组合物可以进一步包括一定量的镁的来源用于增加身体组织的细胞中镁的量。
根据此方面,提供了一种方法,该方法在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压,该方法包括给予一种包括以下各项的组合物:(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂和提高的镁离子源。该组合物还可以包括消炎剂和/或代谢燃料或与消炎剂和/或代谢燃料一起给予。
钾
如果钾存在于组合物中,它将典型以处于生理水平的一定量存在,以确保受试者的血液浓度小于10mM或3至6mM。这意味着当给予该组合物时,细胞膜仍处于更生理极化状态,从而缩小对细胞、组织或器官的潜在损害。高浓度或浓度高于钾的生理水平将产生高钾血组合物。处于这些浓度下,将仅从细胞膜的去极化来停滞心脏。
使用钾得生理浓度的一个优势是它使得本组合物对受试者更少损伤,特别是儿科受试者如新生儿/婴儿。高钾一直与钙积累有关联,钙可能与在恢复、心脏损害和细胞肿胀过程中不规则的心搏有关。新生儿/婴儿比成年人在心脏停滞过程中对高钾甚至更易受影响。在外科手术之后,新生儿/婴儿的心脏可能很多天不会恢复正常,有时需要加强疗法或生命支持。
在一个实施例中,在组合物中不存在钾。
腺苷受体激动剂
在以上和以下描述的本发明的一个实施例中,组合物的组分(i)可能是腺苷受体激动剂。当该腺苷受体激动剂明显包括腺苷自身或其衍生物如CCPA以及以下描述的类似物时,该“腺苷受体激动剂”可以由具有升高的内源腺苷水平作用的化合物替换或补充。当该化合物提高了体内局部环境中内源的腺苷水平时,这可能是特别希望的。提高内源腺苷的作用可以通过抑制腺苷的细胞内运输并因此从循环中去除或相反减缓其代谢并且有效延长其半衰期(例如,潘生丁)的化合物和/或刺激内源腺苷产生如嘌呤核苷类似物阿卡地新TM或AICA-核糖核苷(5-氨基-4-眯唑羧酰胺核糖核苷)来实现。阿卡地新也是腺苷脱氨酶(Ki=362/vM在腓肠肠粘膜中)的竞争性抑制剂。希望给予阿卡地新TM以产生约50μM的血浆浓度,但是可以范围从1μM至1mM,或更优选地从20至200μM。已经显示出阿卡地新TM在人类中从口服既定剂量和/或以10、25、50、和100mg/kg体重剂量静脉给药是安全的。
适合的腺苷受体激动剂可以选自以下各项:N6-环戊基腺苷(CPA)、N-乙基甲酰胺腺苷(NECA)、2-[p-(2-羧乙基)苯乙基-氨基-5’-N-乙基甲酰胺腺苷(CGS-21680)、2-氯腺苷、N6-[2-(3,5-二甲氧苯基)-2-(2-甲氧基苯基]乙基腺苷、2-氯-N6-环戊基腺苷(CCPA)、N-(4-氨基苄基)-9-[5-(基羰基)-β-D-呋喃核糖基]-腺嘌呤(AB-MECA)、([IS-[1a,2b,3b,4a(S*)]]-4-[7-[[2-(3-氯-2-噻吩基)-1-基-丙基]氨基]-3H-咪唑[4,5-b]吡啶基-3-基]环戊烷甲酰胺(AMP579)、N6-(R)-苯基异丙基腺苷(R-PLA)、氨基苯基乙基腺苷(APNEA)和环己基腺苷(CHA)。其他包括完整的腺苷A1受体激动剂如N-[3-(R)-四氢呋喃基]-6-氨基嘌呤核糖核苷(CVT-510)、或部分激动剂如CVT-2759以及变构增强剂如PD81723。其他激动剂包括N6-环戊基-2-(3-苯基氨基羰基三氮烯-1-基)腺苷(TCPA)、针对人类腺苷A1受体具有高度亲和性的非常有选择性的激动剂、以及包括2-氨基-3-萘甲酰基噻吩的A1腺苷受体的变构增强剂。优选地,A1腺苷受体激动剂是CCPA。
在组合物中腺苷受体激动剂的浓度可能是0.0000001至100mM,优选地0.001mM至50mM和最优选地0.1mM至25mM。在一个实施例中,在组合物中腺苷受体激动剂的浓度是约19mM。
腺苷受体激动剂的接触浓度可以是与以上提出的组合物浓度相同或更少。
应当理解的是,如果将该组合物用药学上可接受的载体稀释,该载体包括但不限于血液、盐水或生理学离子溶液,那么可以调整该组合物的剂量以获得最优的接触浓度。
钾通道开放剂或激动剂
除腺苷受体激动剂之外,或代替腺苷受体激动剂,该组合物的组分(i)可以是钾通道开放剂。
钾通道开放剂是作用于钾通道上通过闸门机制以打开它们的试剂。这导致钾穿过膜顺着其电化学梯度流出,该电化学梯度通常是从细胞内部至外部。
因此,钾通道是调节细胞功能的递质、激素类、或药物的作用的靶标。应当理解的是,钾通道开放包括钾通道激动剂,该钾通道激动剂还刺激钾通道的活性,得到相同结果。还应当理解的是,存在打开或调节不同钾通道的不同类的化合物;例如,一些通道是电压依赖性的,一些整流钾通道对ATP缺失、腺苷和阿片样物质是敏感的,其他是通过脂肪酸来活化的,并且其他通道是通过离子如钠和钙来调节的(即,响应于细胞钠和钙变化的通道)。最近,已经发现两种孔钾通道并且被认为起涉及调节静息膜电位的背景通道的作用。
钾通道开放剂可以选自下组,该组由以下各项组成:尼可地尔、二氮嗪、米诺地尔、吡那地尔、阿普卡林、色满卡林(cromokulim)及其衍生物U-89232、P-1075(一种选择性质膜KATP通道开放剂)、依马卡林、YM-934、(+)-7,8-二氢-6,6-二甲基-7-羟基-8-(2-氧-1-哌啶基)-6H-吡喃并[2,3-1]苯并-2,1,3-噁二唑(NIP-121)、R0316930、RWJ29009、SDZPC0400、利马卡林(rimakalim)、西马克里姆(symakalim)、YM099、2-(7,8-二氢-6,6-二甲基-6H-[1,4]噁嗪並[2,3-f][2,1,3]苯并噁二唑-8-基)嘧啶N-氧化物、9-(3-氰基苯基)-3,4,6,7,9,10-六氢-1,8-(2H,5H)-吖啶二酮(ZM244085)、[(9R)-9-(4-氟-3-125碘苯基)-2,3,5,9-四氢-4H-吡喃并[3,4-b]噻吩并[2,3-e]吡啶-8(7H)-酮-1,1-二氧化物]([125I]A-312110)、(-)-N-(2-乙氧基苯基)-N’-(1,2,3-三甲基丙基)-2-硝基乙烯-1,1-二胺(BayX9228)、N-(4-苯甲酰基苯基)-3,3,3-三氟-2-羟基-2-甲基丙酰胺(ZD6169)、ZD6169(KATP开放剂)以及ZD0947(KATP开放剂)、WAY-133537以及一种新颖的二氢吡啶钾通道开放剂、A-278637。另外,钾通道开放剂可以选自:BK-活化剂(也称为BK-开放剂或BK(Ca)型钾通道开放剂或者大电导钙活化钾通道开放剂),例如苯并咪唑酮衍生物NS004(5-三氟甲基-1-(5-氯-2-羟苯基)-1,3-二氢-2H-苯并咪唑-2-酮)、NS1619(1,3-二氢-1-[2-羟基-5-(三氟甲基)苯基]-5-(三氟甲基)-2H-苯并咪唑-2-酮)、NS1608(N-(3-(三氟甲基)苯基)-N’-(2-羟基-5-氯苯基)脲)、BMS-204352、瑞替加滨(retigabine)(也是GABA激动剂)。还有中间体(例如苯并噁唑类、氯唑沙宗以及氯苯唑胺)以及小电导钙活化钾通道开放剂。
二氮嗪和尼可地尔是钾通道开放剂或激动剂的具体实例。
二氮嗪是一种钾通道开放剂并且在本发明中据信它保护离子和容积调节、氧化磷酸化和线粒体膜完整性(呈现是浓度相关的)。最近,二氮嗪已经显示出在再氧合时通过线粒体氧化应激提供心肌保护。现在还不知道钾通道开放剂的保护作用是否是与在粒线体中调节活性氧产生相关。优选地,二氮嗪的浓度是在约1至200uM之间。典型地,这是作为有效量的二氮嗪。更优选地,二氮嗪的接触浓度是约10μM。
尼可地尔是一种钾通道开放剂和可以保护组织和微血管完整性的一氧化氮供体,该组织和微血管包括来自局部贫血和再灌注损害的内皮。因此,它可以通过开放KATP通道和硝酸样的作用的双作用来发挥益处。尼可地尔还可以通过造成血管扩张来减轻高血压,这允许心脏通过减轻前负荷和后负荷来更轻松工作。还据信它具有消炎性的和抗增生的性质,这样可以进一步衰减局部贫血/再灌注损伤。
此外,钾通道开放剂可以充当间接钙拮抗剂,即他们可以通过缩短心脏动作电位持续期通过3期复极化的加速作用减少进入细胞的钙,并且因此缩短平台期。减少钙进入被认为涉及L-型钙通道,但是其他还可能涉及其他钙通道。
本发明的一些实施例利用直接的钙拮抗剂,该直接的钙拮抗剂的主要作用是减少进入细胞的钙。这些选自以下更详细解释的钙通道阻断剂的至少五种主要分类。应当理解的是,这些钙拮抗剂与钾通道开放剂通过抑制该进入细胞共有一些作用,尤其是ATP-敏感的钾通道开放剂。
腺苷连同起腺苷受体激动剂的作用的作为钾通道开放剂或激动剂还是特别优选的。腺苷能够开放钾通道,超极化细胞,抑制代谢功能,可能保护内皮细胞,增强预处理组织并且保护避免局部贫血或损害。腺苷还是间接钙拮抗剂、血管扩张药、抗心律失常药剂、抗肾上腺素药、自由基清除剂、停滞剂、消炎剂(变弱中性粒细胞活化)、止痛剂、代谢剂和可能的一氧化氮供体。最近,已知腺苷抑制可以导致减缓血液凝固过程的若干步骤。此外,脑中提高水平的腺苷已经显示出导致睡眠并且可能涉及不同形式的休眠。可以使用腺苷类似物,2-氯-腺苷。
在组合物中钾通道开放剂或激动剂的浓度可能是0.0000001至100mM,优选地0.001mM至50mM和最优选地0.1mM至25mM。在一个实施例中,在组合物中钾通道开放剂的浓度是约19mM。
钾通道开放剂或激动剂的接触浓度可以是与以上提出的组合物浓度相同或更少。
应当理解的是,如果将该组合物用药学上可接受的载体稀释,该载体包括但不限于血液、盐水或生理学离子溶液,那么可以调整该组合物的剂量以获得最优的接触浓度。
以优选的形式,钾通道开放剂、钾通道激动剂和/或腺苷受体激动剂具有少于一分钟的血液半衰期,优选地少于20秒。
抗心律失常药剂或局部麻醉剂
在根据本发明的方法中有用的组合物还包括抗心律失常药剂。抗心律失常药剂是药物制剂的组,该药物制剂的组用来抑制心脏的高节奏(心律失常)。下表表示这些药剂的分类。
____还应当理解的是,抗心律失常药剂可以诱导局部麻醉(或相反是一种局部麻醉剂),如墨西律定、苯妥英、丙胺卡因、普鲁卡因、甲哌卡因、奎尼丁、吡二丙胺和1B类抗心律失常药剂。
优选地,该抗心律失常药剂是I类或III类药剂。胺碘酮是优选的III类抗心律失常药剂。更优选地,该抗心律失常药剂阻断钠通道。更优选地,该抗心律失常药剂是IB类抗心律失常药剂。1B类抗心律失常药剂包括利多卡因或其衍生物,例如,QX-314是季利多卡因衍生物(即,永久带电的)并且已经显示出比单独的利多卡因-HCL具有更长的局部麻醉剂作用。
优选地,该1B类抗心律失常药剂是赛鲁卡因。在本说明书中,术语“利多卡因(lidocaine)”和“利多卡因(lidocaine)”可以互换使用。还已知利多卡因能够充当局部麻醉剂,可能是通过阻断钠快通道,抑制代谢功能,降低游离胞质钙,保护免于细胞释放酶,能够保护内皮细胞并且保护免受肌丝损害。在较低的治疗浓度下,利多卡因正常几乎不具有对心肌组织的作用,并且因此在治疗心房震颤、心房扑动、以及室上性心动过速中是无效的。利多卡因还是自由基清除剂、抗心律失常药剂,并且具有消炎性和抗凝血性过高性质。还必须理解的是,在非麻醉疗法浓度下,局部麻醉剂像利多卡因将不会完全阻断电压依赖性钠快通道,但是将下调通道活性并且降低钠进入。作为抗心律失常药剂,据信利多卡因靶向小钠电流,该小钠电流正常持续动作电位的2期并且最终缩短动作电势和不应期。
因为利多卡因作用主要是阻断钠快通道,应当理解的是可以替代或与在本发明的组合物中的抗心律失常药剂结合使用其他钠通道阻断剂。应当理解的是钠通道阻断剂包括作用于基本阻断钠通道或至少下调钠通道的化合物。适合的钠通道阻断剂的实例包括毒液如河豚毒素和药物伯氨喹、QX、HNS-32(CAS登记#186086-10-2)、NS-7、κ-阿片样受体激动剂U50488、克罗奈汀、吡西卡尼、苯妥英、妥卡尼、美西律、NW-1029(苄基氨基丙酰胺衍生物)、RS100642、利鲁唑、卡马西平、氟卡胺、普罗帕酮、胺碘酮、索他洛尔、丙米嗪和莫雷西嗪、或其任何衍生物。其他适合的钠通道阻断剂包括:长春西丁(乙基阿扑长春胺);和β-咔啉衍生物、益智药β-咔啉(安波卡波,AMB)。
在一个实施例中,根据本发明的组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。优选地,该组合物包括提高的镁离子源。优选地,该抗心律失常药剂是一种局部麻醉剂如利多卡因。
在组合物中该抗心律失常药剂或局部麻醉剂的浓度可能是0.0000001至100mM,优选地0.001mM至50mM和最优选地0.1mM至40mM。在一个实施例中,在组合物中抗心律失常药剂或局部麻醉剂的浓度是约37mM。
抗心律失常药剂或局部麻醉剂的接触浓度可以是与以上提出的组合物浓度相同或更少。
应当理解的是,如果将组合物用药学上可接受的载体稀释,该药学上可接受的载体包括但不限于血液,盐水或生理离子溶液,那么该组合物的剂量可以调节以获得最优的接触浓度。
消炎剂
在本发明的另一个实施例中,根据本发明的组合物进一步包括消炎剂。消炎剂如β-羟基丁酸酯(BOH)、烟酸和GPR109A可以作用于GPR109A受体(还称为羟基-羧酸受体2或HCA-2)上。该受体发现于免疫细胞(单核细胞、巨噬细胞)、脂细胞肝细胞、血管内皮、和神经元上。
丙戊酸也是适合的消炎剂。VPA是具有消炎保护神经和外显子重构作用的短链支链脂肪酸。丙戊酸(VPA)是组蛋白脱乙酰酶抑制剂,该组蛋白脱乙酰酶抑制剂可以在创伤性损伤之后降低细胞代谢需求。已经证实在创伤性损伤之后丙戊酸(VPA)是有益的,并且已经在出血性休克的致命的模型中显示出改进了存活率。还已知VPA受到核组蛋白的增加乙酰化作用的细胞保护影响,促进反常基因的转录活化,这可以给予多器官保护。它还可以在预防或减少细胞的和缺血再灌注损伤的代谢的后遗症中具有有益作用,并且通过TGF-β和VEGF功能途径减少对内皮的损伤。
因此,在另一个实施例中,根据本发明的组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂;以及(iii)消炎剂。优选地,该组合物包括提高的镁离子源。
优选地,该消炎剂活化了HCA-2受体如β-羟基丁酸盐(BOH)。
炎症和血栓形成的过程是通过常见机制联系起来的。因此,据信对炎症过程的理解将帮助更好的管理血栓疾病,括处理急性和慢性缺血性综合症。在临床和外科手术背景中,对由局部贫血损害的器官或组织的快速响应和早期介入可能涉及消炎和抗血栓疗法。除减弱炎症应答的蛋白酶抑制剂之外,另外的消炎疗法已经包括给予以下各项:阿司匹林、普通肝素、低分子量肝素(LMWH)、非类固醇类的消炎剂、抗血小板药物和糖蛋白(GP)llb/llla受体抑制剂、他汀、血管紧张肽转换酶(ACE)抑制剂、血管紧张素阻断剂和底物P的拮抗剂。蛋白酶抑制剂的实例是茚地那韦、奈非那韦、利托那韦、洛匹那韦、氨普那韦或广谱蛋白酶抑制剂抑肽酶,低分子量肝素(LMWH)是依诺肝素,非类固醇类的消炎剂是吲哚美辛、布洛芬、罗非考昔、萘普生或氟西汀,抗血小板的药物如阿司匹林,糖蛋白(GP)llb/llla受体抑制剂是阿昔单抗,他汀是普伐他汀,血管紧张肽转换酶(ACE)抑制剂是卡托普利并且血管紧张素阻断剂是缬沙坦。
因此,在本发明的另一个实施例中,将挑选的这些药剂添加至在根据本发明方法中有用的组合物中,以提供改善的炎症和凝血管理,以便减少对细胞、组织或器官的损伤。可替代地,根据本发明的组合物可以与这些药剂中的一种或多种一起给予。
具体地而言,蛋白酶抑制剂减弱了经历具有心肺分流术的心脏外科手术的患者和其中炎症反应已经加剧如AIDS的其他患者中的或在处理慢性腱损伤中的全身炎症反应。一些广谱蛋白酶抑制剂如抑肽酶也减少失血,并且在外科手术如冠状动脉旁路手术中需要输血。
因此,在另一个实施例中,根据本发明的组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂;(iii)柠檬酸盐和全身麻醉剂中的至少一种;以及(iv)消炎剂。
优选地,该组合物包括提高的镁源。
优选地,该消炎剂活化了HCA-2受体如β-羟基丁酸盐(BOH)。
丙戊酸也是适合的消炎剂。丙戊酸(VPA)是组蛋白脱乙酰酶抑制剂,该组蛋白脱乙酰酶抑制剂可以在创伤性损伤之后降低细胞代谢需求。已经证实在创伤性损伤之后丙戊酸(VPA)是有益的,并且已经在出血性休克的致命的模型中显示出改进了存活率。还已知VPA受到核组蛋白的增加乙酰化作用的细胞保护影响,促进反常基因的转录活化,这可以给予多器官保护。它还可以在预防或减少细胞的和缺血再灌注损伤的代谢的后遗症中具有有益作用,并且通过TGF-β和VEGF功能途径减少对内皮的损伤。
鞘氨醇-1-磷酸盐(S1P)也是适合的消炎剂。
在组合物中消炎剂的浓度可以是0.0000001至300mM,优选地0.001mM至50mM以及最优地0.1mM至10mM。
消炎剂的接触浓度可以是与如上提出的组合物浓度相同或更少。
应当理解的是,如果将组合物用药学上可接受的载体稀释,该药学上可接受的载体包括但不限于血液,盐水或生理离子溶液,那么该组合物的剂量可以调节以获得最优的接触浓度。
代谢燃料
在本发明的另一个实施例中,根据本发明的组合物进一步包括代谢燃料。优选地,该代谢燃料是柠檬酸盐。柠檬酸根的实例包括诸如以下的柠檬酸根及其衍生物:柠檬酸、柠檬酸盐、柠檬酸酯、柠檬酸多原子阴离子或柠檬酸的其他离子的或药物络合物。当各种形式的柠檬酸根不包括在组合物中时,它可以在血液中,以血液:晶体比率或晶体溶液单独给予,并且在向身体、器官、组织或细胞给予之前在该组合物中混合至优选的水平。
优选地,柠檬酸根的形式包括柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖(CPD)溶液、柠檬酸镁、柠檬酸钠、柠檬酸钾或柠檬酸西地那非,更有选地CPD。
因此,在另一个实施例中,根据本发明的组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂;以及(iii)代谢燃料。优选地,该组合物包括提高的镁离子源。
可替代地,在另一方面,根据本发明的组合物可以包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂;(iii)代谢燃料;以及(iv)消炎剂。优选地,该组合物包括提高的镁离子源。
在组合物中代谢燃料的浓度可能是0.0000001至100mM,优选地0.001mM至50mM和最优选地0.1mM至10mM。在一个实施例中,在组合物中柠檬酸根的浓度是约2.1mM。
代谢燃料的接触浓度可以是与以上提出的组合物浓度相同或更少。
应当理解的是,如果将该组合物用药学上可接受的载体稀释,该载体包括但不限于血液、盐水或生理学离子溶液,那么可以调整该组合物的剂量以获得最优的接触浓度。
β-阻断剂
应当理解的是,抗肾上腺素能药如β-阻断剂(例如,艾司洛尔、阿替洛尔、美托洛尔和普萘洛尔)可以与钾通道开放剂、钾通道激动剂和/或腺苷受体激动剂组合使用,以减少进入细胞中的钙。优选地,β-阻断剂是艾司洛尔。类似地,α(1)-肾上腺素能变体-拮抗剂如哌唑嗪可以替代与钾通道开放剂、钾通道激动剂和/或腺苷受体激动剂组合使用,以减少进入细胞的钙并且因此减少钙负荷。优选地,抗肾上腺素药是β-阻断剂。优选地,β-阻断剂是艾司洛尔。
Na+/Ca2+交换抑制剂
还已知腺苷直接抑制Na+/Ca2+交换体,这将减少细胞钠和钙负荷。应当理解的是,Na+/Ca2+交换体的抑制剂可以导致减少的钙进入并且放大腺苷的作用。Na+/Ca2+交换抑制剂可以包括苯戊基、KB-R7943(2-[4-(4-硝基苄氧基)苯基]乙基]异硫脲甲磺酸)或SEA0400(2-[4-[(2,5-二氟苯基)甲氧基]苯氧基]-5-乙氧基苯胺)。
钙通道阻断剂
本发明的一些实施例利用是直接的钙拮抗剂的钙通道阻断剂,该直接钙拮抗剂的主要作用是减少进入细胞的钙。此类钙通道阻断剂可以选自三种不同类别:1,4-二氢吡啶(例如,尼群地平)、苯烷基胺(例如,维拉帕米)、以及苯并硫代吖庚因(例如,地尔硫卓、硝苯地平)。应当理解的是,这些钙拮抗剂与钾通道开放剂通过抑制钙进入细胞共有一些作用,尤其是ATP-敏感的钾通道开放剂。
钙通道阻断剂还称为钙拮抗剂或钙阻断剂。它们通常临床上用来降低心率和收缩性并且放松血管。可以使用它们治疗高血压、心绞痛或由局部贫血和一些心率失常造成的不适,并且它们与β-阻断剂共有许多作用(参见以上讨论)。
已知钙通道阻断剂的五种主要类别具有各异的化学结构:1.苯并二氮平:例如地尔硫卓,2.二氢吡啶:例如,硝苯地平、尼卡地平、尼莫地平及许多其他,3.苯烷基胺:例如维拉帕米、二芳基氨基丙胺醚:例如苄普地尔,5.经苯并咪唑取代的四氢化萘:例如米贝拉地尔。
传统的钙通道阻断剂结合至L-型钙通道(“慢通道”),该L-型钙通道在心肌和平滑肌中是很丰富的,这帮助解释了为什么这些药对心血管系统具有选择性作用。不同类别的L-型钙通道阻断剂结合至α-亚基(主要通道形成的亚基(α2、β、γ、δ亚基也存在))上的不同位点。不同亚类的L-型通道是存在的,这可以有助于阻止选择性。最近,还已经研发出具有不同特异性的新颖的钙通道阻断剂,例如,苄普地尔,是一种除了L-型钙通道阻断活性之外具有Na+和K+通道阻断活性的药物。另一个实例是米贝拉地尔,该米贝拉地尔具有T-型钙通道阻断活性连同L-型钙通道阻断活性。
这些常见的钙通道阻断剂是地尔硫卓(diltiazem)(地尔硫卓(Cardizem))、维拉帕米(卡兰维拉帕米)和硝苯地平(利心平)。硝苯地平和相关的二氢吡啶以正常计量对房室传导系统或窦房结没有显著的直接作用,并且因此对传导或自动性没有直接作用。然而其他钙通道阻断剂具有负变时效应/变导作用(起搏点活动/传导速度)。例如,维拉帕米(以及在较小程度上地尔硫卓)降低了AV传导系统和窦房结中慢通道的恢复速率,并且因此直接作用以减少窦房结起搏点活动并减缓传导。这两种药物是频率-和电压依赖性的,使得它们在快速去极化的细胞中更有效。维拉帕米还由于AV阻断的可能性或心室功能的严重抑制,忌与β-阻断剂组合。此外,米贝拉地尔具有负变时效应和变导作用。如果潜在机制涉及血管痉挛,钙通道阻断剂(尤其是维拉帕米)还可以在处理不稳定型心绞痛中特别有效。
ω芋螺毒素MVIIA(SNX-111)是一种N-型钙通道阻断剂并且据报道作为镇痛剂比吗啡更有效100-1000倍,但是不会成瘾。正在调研该芋螺毒素治疗顽固性疼痛。SNX-482,一个来自食肉蜘蛛毒的另外的毒素,阻断R-型钙通道。将该化合物从非洲舞蛛(铁锈红巴布)的毒液中分离出,并且是所描述的第一个R-型钙通道阻断剂。据信R-型钙通道在身体的自然的通信网络中发挥作用,其中它有助于调节脑功能。来自动物界的其他钙通道阻断剂包括来自南非蝎子的Kurtoxin、来自非洲狼蛛的SNX-482、来自澳大利亚大班蛇的太卡毒素、来自漏斗网蜘蛛的漏斗网蛛毒素、来自蓝山漏斗网蜘蛛的Atracotoxin、来自海洋蜗牛的芋螺毒素、来自中国鸟蛛的HWTX-I、来自南美玫瑰狼蛛的智利粉蜘蛛毒素SIA。该清单还包括具有钙拮抗效应的这些毒素的衍生物。
直接ATP-敏感的钾通道开放剂(例如,尼可地尔、爱普瑞卡莱姆(aprikalem))或间接的ATP-敏感的钾通道开放剂(例如,腺苷、阿片样物质)也是间接钙拮抗剂并且减少进入组织的钙。被认为针对ATP-敏感的钾通道开放剂(还充当钙拮抗剂)的一个机制是通过促进3期复极化并且因此缩短平台期来缩短心脏动作电位持续期。在平台期过程中,钙的净流入可以通过经钾通道的钾流出来平衡。提高的3期复极化可以通过阻断或抑制L-型钙通道来抑制钙进入细胞并且预防钙(和钠)在组织细胞中超负荷。
钙通道阻断剂可以选自硝苯地平、尼卡地平、尼莫地平、尼索地平、乐卡地平、特洛地平(telodipine)、安吉泽姆(angizem)、阿尔蒂阿泽姆(altiazem)、苄普地尔、氨氯地平、非洛地平、伊拉地平和卡弗风以及其他外消旋变体。此外,应当理解的是钙进入可以通过其他钙阻断剂来抑制,该其他钙阻断剂可以替代或与腺苷结合使用并且包括多种来自海洋或陆生动物的毒液如ω-芋螺毒素GVIA(来自蜗牛地纹芋螺),该ω-芋螺毒素GVIA选择性阻断N-型钙通道,或来自漏斗网蜘蛛Agelelnopsisaperta的ω-漏斗网蛛毒素IIIA和IVA,这些ω-漏斗网蛛毒素IIIA和IVA分别选择性阻断了R-和P/Q-型钙通道。还存在混合的电压门控性钙通道阻断剂和电压门控性钠通道阻断剂如NS-7,以减少钙和钠进入并且从而协助心脏保护。优选地,钙通道阻断剂是硝苯地平。
阿片样物质
在本发明的另一个实施例中,根据本发明的方法和组合物进一步包括阿片样物质。本发明人还发现在组合物中包括阿片样物质,具体的是D-Pen[2,5]脑啡肽(DPDPE),该阿片样物质还可以对细胞、组织或器官明显造成明显较小的损害。
因此,在另一个实施例中,根据本发明的组合物进一步包括阿片样物质。
阿片样物质,还已知或称为阿片样物质激动剂,是抑制鸦片(Gropion、罂粟汁)或吗啡样属性的药物组,并且一般临床上用作中等至强镇痛药,具体地,来管理手术前和手术后的疼痛。其他阿片样物质的药理作用包括困倦、呼吸抑制、情绪变化和没有失去知觉的精神朦胧。
还据信阿片样物质涉及作为在冬眠(一种休眠形式,以正常代谢速率和正常核心体温下降为表征)过程中‘触发物’的一部分。在该越冬状态,组织更利于保存抵抗损害,该损害否则可能由减少的氧或代谢燃料供应造成,并且还保护避免贫血再灌注损伤。
存在三种类型的类阿片肽:脑啡肽、内啡肽和强啡肽。
阿片样物质充当激动剂,在心脏、脑和其他组织中,与立体定向的和可饱和结合位点相互作用。已经将三种主要阿片受体鉴定并克隆,即,μ、κ、以及δ受体。因此,所有三种受体都分类到G蛋白偶联受体家族(该分类包括腺苷和舒缓激肽受体)。阿片受体是进一步亚型的,例如,δ受体具有两种亚型,δ-1和δ-2。阿片样物质激动剂的实例包括例如,TAN-67、BW373U86、SNC80([(+)-4-[α(R)-α-[(2S,5R)-4-烯丙基-2,5-二甲基-1-哌嗪基]-(3-甲氧基苄基)-N,N-二乙基苯甲酰胺)、(+)BW373U86、DADLE、ARD-353[4-((2R5S)-4-(R)-4-二乙基氨甲酰苯基)(3-羟基苯基)甲基)-2,5-二甲基哌嗪-1-基甲基)苯甲酸]、非肽δ受体激动剂、DPI-221[4-((α-S)-α-((2S,5R)-2,5-二甲基-4-(3-氟苄基)-1-哌嗪基)苄基)-N,N-二乙基苯甲酰胺],
阿片样物质的心血管作用中心地(即,在下丘脑和脑干的心血管和呼吸系统中心处)或外周地(即,心脏肌细胞与对脉管系统的直接和间接作用)指向全身。例如,阿片样物质已经显示出涉及血管扩张。阿片样物质对心脏和心血管系统的一些作用,可以涉及直接阿片受体调节的作用或间接的、剂量依赖的非阿片受体调节的作用,如离子通道阻断,该离子通道阻断与阿片样物质的抗心律失常药剂作用一起观察到,如芳乙酰胺药物。还已知心脏能够合成或产生三种类型的类阿片肽,即,脑啡肽、内啡肽和强啡肽。然而,只有δ和κ阿片受体在心室肌细胞上已经鉴定。
不受限于任何作用方式,阿片样物质被认为通过限制缺血性损害和减少心率失常的发生率来提供心肌保护作用,产生该阿片样物质以反作用高水平的损害药剂或在局部贫血期间自然释放的化合物。这可以通过在肌膜中和在线粒体膜中的ATP敏感的钾通道的活化来调节,并且涉及开放钾通道。此外,还据信阿片样物质的心肌保护作用是通过在肌膜中和在线粒体膜中的ATP敏感的钾通道的活化来调节。
应当理解的是阿片样物质包括对阿片受体直接或间接作用的化合物。阿片样物质还包括间接的、剂量依赖的、非阿片受体调节的作用如离子通道阻断,该离子通道阻断与阿片样物质的抗心律失常作用一起观察到。阿片样物质和阿片样物质激动剂可以是肽的或非肽的。优选地,阿片样物质选自脑啡肽、内啡肽和强啡肽。优选地,阿片样物质是靶向δ、κ和/或μ受体的脑啡肽。更优选地,阿片样物质选自δ-1-阿片受体激动剂和δ-2-阿片受体激动剂。D-Pen[2,5]脑啡肽(DPDPE)特别优选地是δ-1-阿片受体激动剂。在一个实施例中,该阿片样物质以0.001至10mg/kg体重,优选地0.01至5mg/kg、或更优选地0.1至1.0mg/kg给予。
用于最小化或减少水的吸收的化合物
根据本发明的方法和组合物进一步包括用于最小化或减少由在细胞、组织或器官中的细胞吸收的水的至少一种化合物的用途。
在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的化合物倾向于控制水转移,即,在细胞外环境和细胞内环境之间的水的转移。因此,这些化合物涉及渗透作用的控制或调节。一个结论是在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的化合物减少了与水肿有关的细胞膨胀,如在缺血性损伤过程中可能发生的水肿。
在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的化合物典型地是浸透剂(impermeant)或受体拮抗剂或激动剂。根据本发明的浸透剂可以选自下组中的一种或多种,该组由以下各项组成:蔗糖、喷他淀粉、羟乙基淀粉、棉子糖、甘露醇、葡萄糖酸盐、乳糖酸盐、和胶体。
适合的胶体包含但不限于右旋糖酐-70、40、50和60,羟乙基淀粉和修饰的液体明胶。胶体是具有连续液相的组合物,其中固体悬浮于液体中。胶体可以临床用来在严重损伤后帮助恢复身体中细胞内、细胞外和血液腔之间的水和离子分布的平衡。胶体还可以在溶液中使用,用于器官保存。给予晶体还可以恢复身体的水和离子的平衡,但是一般需要更大容积的给予,因为它们不具有悬浮于液体中的固体。因此,容量扩充剂可以是基于胶体的或基于晶体的。
胶体包括白蛋白、羟乙基淀粉、聚乙二醇(PEG)、右旋糖酐40和右旋糖酐60。可能出于渗透的目的选择的其他化合物包括来自发现于动物界中的主要类别的渗压剂的那些,包括多元醇(polyhydricalcohol)(多元醇(polyol))和糖、其他氨基酸及其氨基酸衍生物、和甲基化的铵以及锍化合物。
细胞膨胀还可能起因于炎症应答,这在器官切取、保存和外科移植过程中可能是非常重要的。底物P(一种重要的促炎症神经肽)已知导致细胞水肿,并且因此底物P的拮抗剂可以减少细胞肿胀。事实上,已经显示出底物P的拮抗剂,(-特异性的神经激肽-1)受体(NK-1)减少炎性肝损害,即,水肿的形成、中性粒细胞浸润、肝细胞细胞凋亡、以及坏死。两种此类NK-1拮抗剂包括CP-96,345或[(2S,3S)-顺式-2-(二苯甲基)-N-((2-甲氧苯基)-甲基)-1-氮杂双环(2.2.2.)-辛-3-胺(CP-96,345)]和L-733,060或[(2S,3S)3-([3,5-双(三氟甲基)苯基]甲氧基)-2-苯基哌啶]。R116301或[(2R-反式)-4-[1-[3,5-双(三氟甲基)苯甲酰]-2-(苯甲基)-4-哌啶基]-N-(2,6-二甲基苯基)-1-乙酰胺(S)-羟基丁二酸]是另一种特异性、活性神经激肽-1(NK(1))受体拮抗剂,该受体拮抗剂具有针对人类NK(1)受体的亚纳米摩尔亲和性(K(i):0.45nM)和对NK(2)和NK(3)受体的超过200倍的选择性。还可以减轻细胞膨胀的神经激肽受体2(NK-2)的拮抗剂包括SR48968并且NK-3包括SR142801和SB-222200。使用环孢素A阻断线粒体通透性转变并且减少线粒体内膜电势的膜电势已经显示出在分离的脑片中降低了局部贫血诱导的细胞膨胀。除谷氨酸受体拮抗剂(AP5/CNQX)和活性氧簇清除剂(抗坏血酸盐、特罗洛克斯(Trolox)(R)、二甲基硫脲、四甲基哌啶(tempol)(R))之外,也显示出细胞膨胀的减轻。因此,在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的化合物还可以选自这些化合物中的任一种。
还应当理解的是,以下能源底物还可以充当浸透剂。适合的能源底物可以选自来自下组中的一种或多种,该组由以下各项组成:葡萄糖以及其他糖、丙酮酸盐、乳酸盐、谷氨酸盐、谷氨酰胺、天冬氨酸盐、精氨酸、四氢嘧啶、牛磺酸、N-乙酰基-β-赖氨酸、丙氨酸、脯氨酸、β-羟基丁酸盐以及其他氨基酸和氨基酸衍生物、海藻糖、弗罗里多苷、甘油以及其他多元醇(polyhydricalcohol)(多元醇(polyol))、山梨醇、肌醇、松醇、胰岛素、α-酮戊二酸盐、苹果酸盐、丁二酸盐、甘油三酸酯以及衍生物、脂肪酸和卡尼汀以及衍生物。在一个实施例中,在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的至少一种化合物是能源底物。该能源底物帮助恢复代谢。能源底物可以选自来自下组中的一种或多种,该组由以下各项组成:葡萄糖以及其他糖、丙酮酸盐、乳酸盐、谷氨酸盐、谷氨酰胺、天冬氨酸盐、精氨酸、四氢嘧啶、牛磺酸、N-乙酰基-β-赖氨酸、丙氨酸、脯氨酸以及其他氨基酸和氨基酸衍生物、海藻糖、弗罗里多苷、甘油以及其他多元醇(polyhydricalcohol)(多元醇(polyol))、山梨醇、肌醇、松醇、胰岛素、α-酮戊二酸盐、苹果酸盐、丁二酸盐、甘油三酸酯以及衍生物、脂肪酸和卡尼汀以及衍生物。在能源底物是减少身体的细胞、组织或器官中ATP的能量转化和产生的等价物的来源的情况下,应当理解的是,减少等价物的能源的直接供应可以被用作能源产生的底物。例如,一定量的一种或多种或者不同比例的还原和氧化形式的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(例如,NAD或NADP和NADH或NADPH)或次黄瞟呤二核苷酸(FADH或FAD)可以直接用来提供键能,用于维持应激时期的ATP产生。β-羟基丁酸盐是优选能源底物。
除了在代谢中向全身、器官、组织或细胞提供能源底物之外,这些底物可以在硫化氢(H2S)或H2S供体(例如,NaHS)的存在下出现。硫化氢(H2S)或H2S供体(例如,NaHS)的存在可以在停滞、保护和保存全身、器官、组织或细胞过程中,在代谢不平衡局部贫血、再灌注和创伤期间如通过降低能量需要来帮助代谢。1微摩浓度以上(10-6M)的硫化氢浓度可能是一种代谢抑制剂,该代谢抑制剂在呼吸复合体IV抑制呼吸,该呼吸复合体IV是线粒体呼吸链的一部分,该线粒体呼吸链将代谢来自能量底物的减少等价物的高能量与能量(ATP)产生和氧消耗偶合。然而,已经观察到在更低浓度下,10-6M以下(例如10-10至10-9M),硫化氢可以减少全身、器官、组织或细胞的能量需要,这可能导致停滞、保护和保存。换言之,非常低水平的硫化物下调线粒体,减少O2消耗并且实际上增加了“呼吸控制”从而线粒体消耗更少的O2,不会使穿过线粒体内膜的电化学梯度塌陷。因此,观察到少量的硫化物直接或间接地可以关闭质子泄漏通道并且更好地将线粒体呼吸与ATP产生更紧密地结合,并且该作用可以改进来自能量底物的高能量降低等价物的代谢。还有一种可能性,硫循环存在于包括人类的哺乳类中的细胞质和线粒体之间,条件是硫浓度是低的。残余硫循环的存在将与现在对在真核生物细胞中粒线体的的进化起源及其外观的观念一致,该真核生物细胞来自产硫宿主细胞和氧化硫化物的细菌共生生物之间的共生体。因此,硫化氢(H2S)或H2S供体(例如NaHS)可以是除了改进其他能源底物的代谢之外的能源底物自身。因此,本发明以一种形式提供了一种如以上所描述的组合物,该组合物进一步提供硫化氢或硫化氢供体。
优选地,在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的化合物是PEG。PEG作为浸透剂减少了水转移但是还可以从免疫识别和活化中保存细胞。浸透剂药剂如PEG、葡萄糖酸钠、蔗糖、乳糖酸盐和棉子糖、海藻糖太大以致于不能进入细胞并且因此扔存在于组织内的细胞外间隙中,并且产生渗透力防止细胞膨胀,该细胞膨胀否则会损害组织,该损害组织将特别在存储组织的过程中发生。
优选地,在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的化合物的浓度是约5至500mM之间。典型地,这是用于减少组织中由细胞吸收的水的有效量。更优选地,在组织中用于减少由细胞吸收的水的化合物的浓度是约20和200mM之间。甚至更优选地,在组织中用于减少由细胞吸收的水的化合物的浓度是约70mM至140mM。
典型地,在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的化合物的接触浓度是与以上提出的组合物浓度相同或更少。
应当理解的是,如果将组合物用药学上可接受的载体稀释,该药学上可接受的载体包括但不限于血液,盐水或生理离子溶液,那么该组合物的剂量可以调节以获得最优的接触浓度。
在另一个实施例中,在根据本发明的方法中有用的组合物可以包括不止一种在组织中用于最小化或减少由细胞吸收的水的化合物。例如,浸透剂(棉子糖、蔗糖和喷他淀粉)的组合可以包括在组合物中,或者甚至胶体和燃料底物的组合可以包括在该组合物内。
表面活性剂
根据本发明的方法和组合物可以进一步包括表面活性剂,该表面活性剂具有流变性、抗血栓特性、消炎性和细胞保护性质。表面活性剂的实例是HCO-60、十二烷基硫酸钠(SDS)、Tween80、PEG400、0.1%至1%普朗尼克68、F127和泊洛沙姆188(P188)。P188是一种具有细胞、组织和器官的细胞保护作用的表面活性剂,并且已经显示出针对创伤、电休克、局部贫血、辐射、渗透胁迫、心脏病发作、中风、烧伤以及出血性休克具有保护性。泊洛沙姆188还潜在地与膜蛋白质表达的有益的变化、减少毛细管泄漏、以及在儿科心脏外科手术中的较少的血液稀释相关。其他表面活性剂保护剂如前列腺环素类似物伊洛前列素也具有保护性并且已经显示出改进在移植的肺中表面活性剂功能的保存。优选地,针对本发明用于最小化或减少细胞损害非离子型表面活性剂是P188。
肌丝抑制剂
根据本发明的方法和组合物可以进一步包括可逆性肌丝抑制剂如停滞、保护和保存器官功能的2,3-丁二酮单肟(BDM)。肌球蛋白-肌动蛋白的相互作用在用于运输、转运、收缩、细胞支架活性的几乎每个细胞中。BDM已经显著出改进骨骼肌、肾和肾小管、肺、以及心脏的保存。优选地,肌球蛋白抑制剂BDM是在损伤或缺血再灌注损伤的用于减少细胞损害并最小化细胞损害的选择。
用于抑制钠和氢离子的运输的化合物
本发明人已经发现包括用于在组织中抑制钠和氢离子穿过细胞的质膜的化合物与(i)选择以下中至少一项的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂、腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂有助于减轻损伤和损害。
因此,在另一方面,在根据本发明的方法中有用的组合物进一步包括用于在组织中抑制钠和氢离子穿过细胞运输的质膜的化合物。
用于在组织中抑制钠和氢离子穿过细胞的质膜运输的化合物还称为钠氢交换抑制剂。该钠氢交换抑制剂减少进入细胞的钠和钙。
优选地,用于在组织中抑制钠和氢离子穿过细胞的质膜运输的化合物可以选自下组中的一种或多种,该组由以下各项组成:阿米洛利、EIPA(5-(N-乙基-N-异丙基)-阿米洛利)、卡立泊来德(HOE-642)、依尼泊胺、氨苯蝶啶(2,4,7-三氨基-6-苯基特锐德(teride))、EMD84021、EMD94309、EMD96785、EMD85131以及HOE694。B11B-513和T-162559是Na+/H+交换体的异构体1的其他抑制剂。
优选地,钠氢交换抑制剂是阿米洛利(N-脒基-3,5-二氨基-6-氯吡嗪-2-甲酰胺盐酸二水合物)。阿米洛利抑制钠质子互换(Na+/H+交换体还通常缩写为NHE-1)并且减少钙进入细胞。在局部贫血过量的过程中,据信细胞质子(或氢离子)是通过Na+/H+交换体来与钠互换。
优选地,在组合物中钠氢交换抑制剂的浓度是在约1.0nM至1.0mM之间。更优选地在组合物中钠氢交换抑制剂的浓度是在约20μM。
典型地,钠氢交换抑制剂的接触浓度可以是与以上提出的组合物浓度相同或更少。
应当理解的是,如果将该组合物用药学上可接受的载体稀释,该载体包括但不限于血液、盐水或生理学离子溶液,那么可以调整该组合物的剂量以获得最优的接触浓度。
抗氧化剂
在根据本发明的方法中有用的组合物还可以包括抗氧化剂。
抗氧化剂是能够对抗组织中氧化的损害作用的常见的酶或其他有机物。该抗氧化剂选自下组中的一种或多种,该组由以下各项组成:别嘌呤醇、肌肽、组氨酸、辅酶Q10、n-乙酰-半胱氨酸、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化酶(GP)调节剂(modulator)以及调节剂(regulator)、过氧化氢酶以及其他金属酶、NADPH以及NAD(P)H氧化酶抑制剂、谷胱甘肽、U-74006F、维生素E、特罗洛克斯(Trolox)(维生素E的可溶形式)、其他生育酚类(γ以及α、β、δ)、生育三烯酚类、抗坏血酸、维生素C、β-胡萝卜素(维生素A的植物形式)、硒、γ亚油酸(GLA)、α-硫辛酸、尿酸(尿酸盐)、姜黄素、胆红素、原花色素、表没食子儿茶素没食子酸酯、叶黄素、番茄红素、生物黄酮类、多酚类、特罗洛克斯(R)、二甲基硫脲、四甲基哌啶(tempol)(R)、类葫萝卜素、辅酶Q、褪黑激素、黄酮类、多酚类、氨基吲哚、普罗布考以及硝替卡朋、21-氨基类固醇或拉扎洛依(lazaroid)、含巯基化合物(噻唑烷、依布硒、二硫杂环戊二烯硫酮(dithiolethione))、以及N-乙酰半胱氨酸。其他抗氧化剂包括ACE抑制剂(卡托普利、恩纳普利、赖诺普利),该ACE抑制剂被用来治疗患有心肌梗死的患者的高血压和心脏衰竭。ACE抑制剂通过清除活性氧来发挥其对再氧化心肌的有益作用。还可以使用的其他抗氧化剂包括β-硫普罗宁、邻菲罗啉、二硫代氨基甲酸盐、司来吉兰和去铁胺(去铁敏)、铁螯合剂,这些其他抗氧化剂在实验梗塞模型中使用,其中它发挥出一些水平的抗氧化保护。自旋捕捉剂如5’-5-二甲基-1-吡咯烷酮-N-氧化物(DMPO)和(a-4-吡啶基-1-氧化物)-N-t-丁基硝酮(POBN)也充当抗氧化剂。其他的抗氧化剂包括硝酮自由基清除剂α-苯基-叔-N-丁基硝酮(PBN)和衍生物PBN(包括二硫衍生物);OH自由基的特殊清除剂N-2-巯丙酰甘氨酸(MPG);脂氧合酶抑制剂去甲二氢愈创木酸(NDGA);α硫辛酸;硫酸软骨素;L-半胱氨酸;奥昔嘌醇以及锌。
优选地,抗氧化剂是别嘌醇(1H-吡唑并[3,4-a]嘧啶-4-醇)。别嘌醇是一种产生酶黄嘌呤氧化酶的活性氧的竞争性抑制剂。别嘌醇的抗氧化性质可以通过减少氧化应激、线粒体损害、细胞凋亡和细胞死亡来帮助保存心肌和内皮的功能。
细胞运输酶抑制剂
在另一个实施例中,根据本发明的方法和组合物包括细胞运输酶抑制剂,如核苷运输抑制剂(例如,双嘧达莫),来预防在组合物如腺苷中的组分的代谢或分解。血液中的腺苷的半衰期是约10秒,所以基本上预防其分解的药物的存在将最大化本发明组合物的作用。
潘生丁以从约0.01μM至约10mM,优选地0.05至100μM的浓度,有利的包括在组合物中。相对于心肌保护,潘生丁具有主要优势。潘生丁可以通过抑制腺苷运输和分解来补充腺苷的作用,导致在应激期间身体的细胞、组织和器官的增加的保护作用。潘生丁还可以分开地例如以400mg每天片剂来给予,以产生约0.4μg/ml、或0.8μM浓度的血浆水平。
组合物类型
该组合物可能适合以液体形式向组织给予,例如,溶液、糖浆剂或混悬剂,或者可替代地,它们可以作为在使用前用水或其他适合的载体配制的干产品来给予。可替代地,该组合物可以作为干产品存在,其用水或其他适合的载体配制。此类液体制剂可以通过具有药学上可接受的添加剂的常规手段来制备,该药学上可接受的添加剂如助悬剂、乳化剂、非水性载体、防腐剂和能源。
在另一形式中,本发明包括片剂形式的组合物,包括营养保健食品和补充剂应用,并且在另一形式中,本发明包括可以通过口腔、皮肤或鼻腔途径来给予的气雾剂。
在根据本发明的方法中有用的组合物可以适用于向组织局部给予。此类制剂可以以乳膏、软膏剂、胶冻剂、溶液或混悬剂的形式通过常规手段来制备。
水性悬液含有与适于制造水性悬液的辅料相混合的活性物质。此类赋形剂是助悬剂,例如,羧甲纤维素钠,甲基纤维素,羟丙基甲基纤维素,藻酸钠,聚乙烯基吡咯烷酮,黄蓍胶和阿拉伯胶;分散或润湿剂可以是天然磷脂,例如卵磷脂,或烯烃氧化物与脂肪酸的缩合产物,例如聚氧乙烯硬脂酸酯,或环氧乙烷与长链脂族醇的缩合产物,例如,十七亚乙基氧基鲸蜡醇,或环氧乙烷与衍生自脂肪酸和己糖醇的偏酯的缩合产物,比如聚氧乙烯山梨醇单油酸酯,或环氧乙烷与衍生自脂肪酸和己糖醇脱水物的偏酯的缩合产物,例如聚乙烯去水山梨糖醇单油酸酯。水性混悬剂还可包含一或多种防腐剂,例如苯甲酸盐,如对羟基苯甲酸乙酯或对羟基苯甲酸正丙酯;一或多种着色剂;一或多种调味剂;以及一或多种甜味剂,例如蔗糖或糖精。
通过添加水,适合制备水性悬浮液的可分散粉以及颗粒提供了与分散剂或湿润剂、悬浮剂以及一种或多种防腐剂混合的活性成分。适宜的分散或润湿剂和助悬剂诸如上文已经提及的那些。也可以存在另外的赋形剂,例如甜味剂、调味剂和着色剂。
糖浆剂和酏剂可以用甜味剂例如甘油、丙二醇、山梨醇或蔗糖进行配制。这种制剂还可以含有润药剂、防腐剂和调味剂和着色剂。
还可将组合物配制为贮库制剂。此类长效制剂可以通过植入(例如皮下或肌内)或通过肌内注射来施用。因此,例如,根据本发明的组合物可以通过适合的聚合物的或疏水的材料(例如,作为可接受的油中的乳液或者离子交换树脂或者作为略微可溶的衍生物,例如作为略微可溶的盐来进行配制。
该组合物也可以处于兽用组合物的形式,其例如可通过本领域常规的方法来制备。此类兽用组合物的实施例包括适用于以下各项的那些:
(a)口服给予,外敷用,例如浸液(例如,水性或非水性溶液或悬浮液);片剂或大丸剂;散剂,颗粒剂或与饲料原料混合的小丸剂;施用至舌的糊剂;
(b)非消化道给予例如,通过皮下、肌内或静脉注射,例如,作为无菌溶液或悬浮剂;或(当适当的情况下)通过乳房内注射,其中将悬浮剂或溶液经乳头引入乳房中。
(c)局部应用,例如,作为乳膏、软膏剂或施用至皮肤的喷雾剂;或
(d)叶鞘内,例如,作为阴道栓、乳膏或泡沫。
药学上可接受的载体
当组合物的各组分可能单独接触到组织的时候,优选的是与一种或多种药学上可接受的载体一起提供的组合物的成分。每个载体必须是药学上可接受的,这样使得它们可与组合物的组分配伍并且对受试者无害。优选地,将该药用组合物用液体载体来制备,如离子溶液、例如NaCl或缓冲液。
一种优选的药学上可接受的载体是一种具有约6至约9、优选地约7、更优选地约7.4的pH和/或低浓度钾的缓冲液。例如,该组合物具有高达约10mM、更优选地约2至约8mM、最优选地约4至约6mM的总钾浓度。适合的缓冲液包括克雷布斯-汉斯莱特(该克雷布斯-汉斯莱特一般含有10mM葡萄糖、117mMNaCl、5.9mMKCl、25mMNaHC03、1.2mMNaH2PC>4、1.12mMCaCb(游离Ca2+=1.07mM)和0.512mMMgCl2(游离Mg2+=0.5mM))、台氏液(该台氏液一般含有10mM葡萄糖、126mMNaCl、5.4mMKCl、1mMCaCl2、1mMMgCl2、0.33mMNaH2P04以及10mMHEPES(N-[2-羟乙基]哌嗪-N’-[2-乙烷磺酸])、弗雷姆斯(Fremes)溶液、哈特曼溶液(该哈特曼溶液一般含有129NaCl、5mMKCl、2mMCaCl2和29mM乳酸盐)以及林格乳酸盐、林格乙酸盐以及盐水(NaCl)(如0.1%至25%NaCl,优选地0.9%NaCl)、血浆溶解液、诺莫斯醇(normosol)。
在另一个实施例中,根据本发明的组合物是高渗的。具体地,该组合物具有大于为0.9%NaCl(0.154M)的正常等渗(isontic)盐水的盐浓度。
存在于肌肉中的、还可以用于适合的离子环境中的其他天然存在的缓冲化合物是肌肽、组氨酸、鹅甲基肌肽、蛇肉肽和巴莱呐(balenene)、或其衍生物。
使用具有低浓度镁的载体也是有利的,像例如高达约2.5mM,但是应当理解的是,如果需要,可以将高浓度镁,例如高达约20mM,用于细胞、组织或器官接触浓度,不会本质上影响组合物的活性。如果将组合物给予至体液(例如,血液或体腔)中,那么应当理解的是镁将经受直接稀释,并且本质上降低细胞、组织或器官接触浓度。为了避免这种对减少镁活性的稀释效应,在给予至身体之前,在组合物中该镁的浓度可以高达2.0M(2000mM)。
此外,典型的缓冲液或载体(如以上所讨论的)(其中典型地给予本发明的组合物)含有约1mM浓度的钙,因为钙的全部不存在已经发现对细胞、组织或器官是不利的。在一种形式中,本发明可能还包括使用具有低钙(像例如少于0.5mM)的载体,以便降低身体组织中细胞内的钙的量,该钙的量否则可能在损伤/创伤/顿抑的过程中积累。优选地,存在的钙处于在0.1mM至0.8mM的浓度,更优选地约0.3mM。如在本发明中描述的,提高的镁和低钙与在器官的局部贫血和再氧合的过程中的保护作用有关。据信,该作用是由于降低的钙负荷。
在另一个实施例中,药学上可接受的载体是体液如血液或血浆。在另一个实施例中,药学上可接受的载体是晶体或血液代用品。
优选的在另一方面,在根据本发明的方法中有用的组合物包括(i)钾通道开放剂或激动剂和/或腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂以及如下中的一种或多种:
消炎剂;
代谢燃料;
阿片样物质;
钙通道阻断剂;
至少一种用于减少水吸收的化合物;
钠氢交换抑制剂;抗氧化剂
以一定量的镁源用于增加身体组织中细胞中的镁的量;并且
药学上可接受的载体如离子溶液例如NaCl或缓冲液。
优选地,该组合物具有两种、三种或四种以上的组分。优选地,另外的组分包括消炎剂、代谢燃料如柠檬酸、镁源和药学上可接受的载体(如缓冲液)中的一种或多种。还考虑到该组合物可以包括相同组分中的不止一种,例如,两种不同钾通道开放剂可以存在于组合物中。还考虑到一种组分可以具有不止一种功能。例如,一些钙拮抗剂与钾通道开放剂共同具有作用。
在另一方面,还提供在根据本发明的方法中有用的组合物,该组合物进一步包括提高的镁的有效量。
在一个实施例中,在根据本发明的方法中有用的组合物包括腺苷和利多卡因。这种组合物可任选包括代谢燃料,如柠檬酸盐例如CPD。
在一个实施例中,根据本发明的组合物包括腺苷和利多卡因。该组合物可任选地包括一种消炎剂,如β-羟基丁酸盐。
根据本发明的一种优选形式的组合物是腺苷和利多卡因的组合。在一种优选的形式中,该组合物还可以包括消炎剂,如β-羟基丁酸盐,和/或代谢燃料,如柠檬酸盐例如CPD。
在一个实施例中,该组合物含有0.1至40mM的腺苷、0.1至80mM的利多卡因或其盐如HCl盐、0.1至2000mM的镁源如MgS04、0.1至20mM的柠檬酸盐如CPD和0.9%至3%的离子溶液如缓冲液或NaCl。
当该组合物被用来在经历过危及生命的低血压或休克的患者中增加血压;或在经历过危及生命的低血压或休克的患者中诱导地疼痛或镇痛状态或低血压状态;或者减轻在受试者全身灌注不足时,使用较低浓度的镁,如30mM或少于20mM。
给予方式
本发明的方法涉及在足以减少对细胞、组织或器官的损伤的条件下将组织与该组合物接触一段时间。该组合物可以例如按推注经静脉内、冠内或任何其他适合的递送途径注入或给予,作为预处理在心脏介入如心脏直视手术(带泵和去泵)、血管成形术(球囊和支架术或其他血管设备)以及血栓清除(抗血栓药物或药剂)的过程中用于保护。
可以将该组合物静脉内给予或者静脉内和腹膜内给予或者直接进入主要动脉如患者(该患者由于大放血没有脉冲)中的股动脉或主动脉,或者在主动脉夹层过程中在颈动脉中或在另一种动脉中以保护脑避免缺氧或局部贫血。在一个实施例中,该组合物可以经静脉内和腹膜内同时给予,实际上会阴作为针对血流的组合物的储蓄池连同作用于它接触的附近中的器官。给予的另一种快速途径是骨内(进入骨骼)。这特别适用于创伤受害者,如一个痛苦的冲击。此外,其中该组合物含有两种或更多种组分,可以将这些分开地但同时给予。基本上同时向靶位点递送组分是所希望的。这可以通过预混合组分来实现用于作为一种组合物给予,但是不是必要的。
本发明指向同时增加组合物的组分的局部浓度(例如器官如心脏)。
本发明可以通过使用灌注泵给予该组合物来实践,通常与称为“迷你麻痹(miniplegia)”或“微麻痹(microplegia)”的过程相关,其中最小量的组分借助精细调节泵直接通过导管来滴定。在本发明中,方案利用如以上所描述的迷你麻痹,其中将微量使用患者自身的氧化血液直接滴定至心脏。提到的“背景”是对泵的测量,如注射泵,被直接递送至器官,如心脏的底物的量。
可替代地,该组合物可以通过气雾剂来给予。
该组合物还可以注入或按推注经静脉内、冠内或任何其他适合的递送途径给予,在心脏介入如心脏直视手术(带泵和去泵)、血管成形术(球囊和支架术或其他血管设备)以及血栓清除的过程中用于保护,以保护细胞避免损伤。
因此,该组织可以通过静脉内将组合物递送至组织来接触。这涉及使用血液作为载体用于递送至组织。具体地而言,可以将该组合物用于血液心脏停搏液。可替代地,可以将该组合物直接按推注通过穿孔(例如,通过注射器)直接给予至组织或器官中,当至组织或器官的血流是有限的时候是特别有用的。还可以将用于停滞、保护和保存组织的组合物作为气雾剂、散剂、溶液或糊剂经口腔、皮肤或鼻腔途径给予。
可替代地,可以将该组合物直接给予至组织、器官或细胞或给予至内在躯体的暴露的部分一减少损伤。
可以将根据本发明的组合物与晶体心脏停搏液一起使用,以最小化对组织的损伤。在一个针对外科手术或诊断程序的应用中,可以给予此类组合物以提供在再灌注和后处理过程中靶组织的局部停滞连同保护。
可以根据以下递送方案中的一种或一个组合来递送该组合物:间歇的、连续的和一次性的。因此,在本发明的另一方面,可以将该组合物作为单次剂量的该组合物来给予。
在本发明的另一方面,可以将该组合物通过间歇给予来给予。适合的给予方案是在整个停滞时期每20分钟2分钟诱导剂量。可以基于本领域技术人员的给予该组合物的观察和选择的动物/人类模型调节实际时间周期。本发明还提供用于间歇给予组合物以减少对细胞、组织或器官的损伤的方法。
该组合物当然还可以被用于具有正常的和损伤的组织或器官(如心脏组织)的连续输注中。连续输注还包括组织的静态存储,从而根据本发明将该组织存储在组合物中,例如可以将组织置于适合的容器中并且浸入组合物(或溶液中),用于从供体至受体运输供体组织。
优选地,根据本发明的组合物是以两步给予的(称为“一-二步静脉输注”)。第一次给予是通过推注随后滴注。
在一个实施例中,该组合物是按一次推注或者按推注随后输注分两步给予的。
因此,可以针对各递送方案设计剂量和时间间隔。根据本发明的组合物的组分可以在给予之前组合或基本上同时给予或共同给予。
该组合物可以通过静脉内、骨内、心内、腹腔、脊柱或颈硬膜外来给予。
在另一个实施例中,可以将在根据本发明的方法中有用的组合物与血液或血液产品或人工血液或氧气结合的分子或溶液一起给予或含有以上这些,通过帮助减少来自失血的缺氧和缺血的损害来改进身体的氧运输能力和存活率。含氧分子、化合物或溶液可以选自天然或人工产品。例如,基于人工血液的产品是基于全氟化碳的或其他基于血红蛋白的代用品。可以添加一些组分来模仿人类血液的氧运输能力,如HemopureTM、GelenpolTM、OxygentTM、以及PolyHemeTM。Hemopore是基于化学稳定化牛血红蛋白。Gelenpol是包括合成的水溶性聚合物和修饰的血红素蛋白的聚合血红蛋白。Oxygent是一种全氟溴烷乳剂,用作静脉氧载体在外科手术过程中来临时取代红细胞。Polyheme是基于人类血红蛋白的溶液,用于治疗危及生命的失血。
据信,以各种方式(包括但不限于氧气混合物、血液、血液产品或人工血液或氧气结合溶液)的身体的氧化作用保持线粒体氧化,并且这帮助了保存器官的肌细胞和内皮。不受限于任何护体方式或理论,本发明人已经发现用95%02/5%CO2温和的鼓泡帮助了保持线粒体氧化,该线粒体氧化帮助了保存肌细胞和冠状脉管系统。
在一个优选的实施例中,将在根据本发明的方法中有用的组合物在给予之前和/或过程中用氧源来充气。氧源可以是氧气混合物,其中氧气是主要组分。
在另一方面,根据本发明的方法包括:
在适合的容器中提高如以上所描述的组合物;
提供一种或多种选自下组的营养素分子,该组由以下各项组成:血液、血液产品、人工血液和氧源;
可任选地用氧气来充气组合物(例如,在分离的器官情况下)或者将营养素分子与组合物结合,或者二者都有;并且
在足以减轻损伤的条件下,将组织、细胞或器官与组合的组合物接触。
该方法可以包括后处理细胞、组织或器官的另外的步骤。
优选地,该氧源是氧气混合物。优选地,氧气是主要组分。例如,该氧气可以CO2与混合。更优选地,该氧气混合物是95%02和5%CO2。
在本发明的方法中有用的组合物在约10℃下是非常有益的,但是也可以在高达约37℃的更宽的温度范围内使用以预防损伤。因此,可以在选自以下各项中一项的温度范围下将该组合物给予至细胞、组织或器官:从约0℃至约5℃、从约5℃至约20℃、从约20℃至约32℃以及从约32℃至约38℃。据说“深度低体温”被用来描述处于从约0℃至约5℃的温度下的组织。“中等低体温”被用来描述处于从约5℃至约20℃的温度下的组织。“适度低体温”被用来描述处于从约20℃至约32℃的温度下的组织。“正常体温”被用来描述处于从约32℃至约38℃的温度下的组织,尽管正常体温是约37℃至38℃。
该组合物还将用作局部喷雾剂或浸在纱布里并应用至身体的器官、组织或细胞,并且应用于外科手术和临床干预。这种应用可以包括局部气雾剂,用于喷涂到外科外科手术切口或伤口上,以及这些伤口周围。例如,该组合物在心脏外科手术中可以用于应用至正中胸骨切开术(胸骨切口),并且在手术过程中和之后应用以减少或预防在手术后胸骨区域的底部至下面的心脏和其他组织之间发生粘连。在需要重做的心脏外科手术中,主要并发症可能发生自粘连至胸骨底部的组织和器官。在腹部外科手术中,可以将该组合物在闭合切口过程中和之前应用于内脏器官,以减少或预防在外科手术后腹腔中发生粘连。还可以将该组合物用于针对动脉或静脉插管做的切口。例如,在股动脉或静脉的削减和穿刺过程中,可以将该区域进行喷雾或浸泡,并且外科手术伴随该组合物以预防在闭合切口后发生粘连。另一种应用是在冠状动脉旁路手术中,针对获得静脉或动脉以用于心脏外科手术,作为导管以替代心脏上阻断的动脉。例如,将大隐静脉从从腿部长切口处暴露出,并获得以用于心脏外科手术,并且可以将该区域喷雾或用纱布局部施用。该组合物还将应用于血管的微创内窥镜获取。该组合物的局部应用还将应用至心脏自身的区域上,尤其是潜在的细胞纤维化或损伤可能局部发生在心脏区周围(造成心律失常或其他心脏功能障碍)的位置。还可以将整个心脏进行局部喷涂以保护其避免任何粘连或功能障碍。
剂量
应当理解的是,该组合物中存在的活性成分的量将取决于受试者的性质(全身、身体中的分离的器官回路或分离的活体外的细胞、器官或组织)和处理或使用的目的方法。该量针对最终用途应当是有效的,例如,组分中的一种或多种应当是以足以“增加血压的量”存在。
针对医学和兽医学用途,以下含有组合物中优选的和最优选的活性成分的范围。
缩写:IV静脉内的;IA动脉内的;IO骨内的;IC心内的;A腺苷;L利多卡因-HCl;M硫酸镁;BHBβ-羟基丁酸盐;P丙泊酚;NaCl氯化钠(%)
类似地,应当理解的是组合物中每种组分的浓度可以由体液或可以与该组合物一起给予的其他液体稀释。典型地,将给予该组合物,这样使得组合物中的每种组分的浓度接触组织少约100倍。例如,容器如小瓶存放组合物,可以将该组合物稀释至1至100份的血液、血浆、晶体或血液代用品用于给予。
应当理解的是,在本说明书中披露和限定的本发明可扩展至所提及的或者从文本部分和附图部分显而易见的的单个特征的两个或更多个的所有可替换组合。这些不同组合的全体构成本发明的多个替代性方面。
附图说明
图1显示出图表,这些图表显示在大鼠多微生物细菌感染模型中(A)心率;(B)MAP;(C)收缩压;(D)舒张压;(E)温度与时间(分钟)的测量:仅针对大鼠ALM推注与对照的单次推注静脉内处理。
图2显示出图表,这些图表显示在大鼠多微生物细菌感染模型中(A)心率;(B)MAP;(C)收缩压;(D)舒张压;(E)温度与时间(分钟)的测量:针对大鼠ALM推注与对照,经5小时,一-二静脉内处理递送。(参见实例1)
图3显示出图表,该图表将TNF-α与ALM输注剂量进行比较。在以下组合被测试的情况下,X轴是指在ALM剂量中腺苷(A)的剂量:1)对照动物TNF-α与单独的LPS一起输注;2)5μgA/10μg利多卡因/5.6μgMgSO4/kg/分钟;3)10μgA/20μg利多卡因/5.6μgMgSO4/kg/分钟;4)300μgA/600μg利多卡因/336μgMgSO4/kg/分钟。(参见实例2)
图4显示出在实例4中描述的视频显微镜检查程序的流程图。
图5显示图表,这些图表测量出当添加在腔(腔-方形)中或在电解液(管腔-菱形)中时,腺苷(A)、利多卡因(L)和腺苷以及利多卡因(AL)对分离的荷兰猪肠系膜动脉的松弛%(Y轴)的作用。
图6显示出图表,这些图表测量出当是完整的(方形)或剥蚀的(去除内皮的)(菱形)时,腺苷(A)、利多卡因(L)和腺苷以及利多卡因(AL)对分离的荷兰猪肠系膜动脉的松弛%(Y轴)的作用。
图7显示出不同组的ROTEM轨迹,窒息性心脏缺氧和停滞(AB)、在120分钟下的0.9%NaCl(CD)、在120分钟下的0.9%NaClALM(EF)、以及未能实现自主循环恢复(ROSC)的四个对照(GH)。(参见实例5)
图8显示出显示HR=心率的图表。MAP=在休克和药物引导的MAP衰竭和自发恢复之后大鼠的平均动脉压(参见实例6b)
图9显示出图表,该图表显示在单次3%NaClALM单次推注之后的MAP复苏(组1)。
图10显示出图表,这些图表显示针对A:MAP和B:心率,与一-二步(推注-输注)相比的单独的推注(组2)。
图11显示出图表,这些图表显示针对MAP的推注-推注(组3)。(参见实例7)
图12显示出图表,该图表显示了添加丙戊酸的作用。
图13显示出图表,该图表显示在L-NAME的存在下,在单次NaClALM推注之后的MAP复苏。
图14显示出ECG轨迹(A、C和D)和血压轨迹(B),显示在从正常状态至全身停滞的全身麻醉的情况下ALM的作用。
图15显示出ECG轨迹(E、F和H)和血压轨迹(G),显示在从正常状态至全身停滞的全身麻醉的情况下ALM的作用。
图16显示出ECG轨迹(I和J)和血压轨迹(K和L),显示在从正常状态至全身停滞的全身麻醉的情况下ALM的作用。
图17显示出ECG轨迹(M和O)和血压轨迹(N和P),显示在从正常状态至全身停滞的全身麻醉的情况下ALM的作用。
图18显示出ECG轨迹(Q),显示在从正常状态至全身停滞的全身麻醉的情况下ALM的作用。
图19显示出ECG轨迹A和B,这些ECG轨迹A和B证明了在极度失血后使用腺苷激动剂加利多卡因和镁,血液动力学稳定化的作用。
图20显示出图表,这些图表显示具有不同形式的柠檬酸根(柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖CPD和柠檬酸钠)以及提高的镁的腺苷和利多卡因溶液的作用。图表显示了在分离的工作大鼠心脏中在2小时微温的停滞(心脏温度约29℃)之后,针对60分钟的再灌注时间的(A)心脏主动脉血流;(B)心脏冠状动脉血流;以及(C)心率。将心脏每18分钟持续2分钟(n=8每组)用正常体温的心脏停搏液冲洗(参见实例1)。
图21显示出图表,这些图表显示具有不同形式的柠檬酸根(柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖CPD和柠檬酸钠)以及提高的镁的腺苷和利多卡因溶液的作用。图表显示了在分离的工作大鼠心脏中在4小时微温的停滞(心脏温度约29℃)之后,针对60分钟的再灌注时间的(A)心脏主动脉血流;(B)心脏冠状动脉血流;以及(C)心率。将心脏每18分钟持续2分钟(n=8每组)用正常体温的心脏停搏液冲洗(参见实例2)。
图22显示出图表,这些图表显示在分离的工作大鼠心脏中,在有或没有温和的鼓泡(95%O2/5%CO2)的情况下,8小时冷(4℃)连续灌注腺苷和利多卡因溶液对功能性恢复的作用。
图23显示出图表,这些图表显示在分离的工作大鼠心脏中,在4℃下,在8小时的恒定灌注的过程中,向鼓泡的腺苷和利多卡因溶液添加具有高的和低的MgSO4的胰岛素和褪黑激素的作用。
图24显示出图表A和B,这些图表A和B显示经既定每20分钟(2分钟输注)和60分钟再灌注的2小时温停滞(29℃),具有柠檬酸西地那非的腺苷和利多卡因溶液的作用。
图25显示出图表C和D,这些图表C和D显示经既定每20分钟(2分钟输注)和60分钟再灌注的2小时温停滞(29℃),具有柠檬酸西地那非的腺苷和利多卡因溶液的作用。
图26显示出在使用ALM-CPD诱导低血压麻醉之前和之后的ECG和血压轨迹(A和B是之前,C和D是之后)。
图27显示出在使用ALM-CPD诱导全身停滞之前和之后的ECG和血压轨迹(E和F是之前,G和H是之后)。
图28显示出在使用ALM-CPD诱导全身停滞之前和之后的ECG和血压轨迹(I和J是之前,K和L是之后)。
图29显示出在实例46中所描述的实验结果的图表。
图30显示出在实例46中所描述的实验结果的图表。
图31显示出在实例46中所描述的实验结果的图表。
图32显示出在实例46中所描述的实验结果的图表。
图33显示出在实例46中所描述的实验结果的图表。
图34显示出在实例46中所描述的实验结果的图表。
图35显示出实例47的实验方案的示意图。
图36显示出图表,这些图表显示用腺苷、利多卡因、和Mg2+(ALM)/腺苷和利多卡因(AL)进行的处理对平均动脉压(MAP)(A)和心率(HR)(B)的作用。
图37显示出图表,这些图表显示在低血压复苏过程中和在输注血液之后的心脏指数(A)、每搏输出量(B)、射血时间(C)、以及耗氧量(Vo2)(D)。
图38显示出图表,这些图表显示在实验过程中的心脏功能数据。在整个实验过程中所测量的左心室(LV)收缩期末压(A)和LV舒张期末压(B)。(C)随时间的推移作为心脏收缩功能的标志的心室压的最大正片显影(dP/dtmax)。以及(D)随时间的推移作为心脏舒张功能的标志的心室压的最大底片显影(dP/dtmin)。
图39显示出图表,这些图表显示在整个实验过程中,肾变量尿排出量、血浆肌酸酐、尿蛋白与肌酸酐比例、以及尿n-乙酰基-β-d-氨基葡糖苷(NAG)与肌酸酐比例。(A)在实验的余下部分过程中,尿排出量在出血性休克后90分钟进行测量并且然后每小时进行测量。(B)血浆肌酸酐作为整体肾功能的标志。(C)尿蛋白与尿肌酸酐比例作为肾小球损伤的标志。D,尿NAG与尿肌酸酐比例作为近似肾小管损伤的标志。数据以中值呈现(95%CI)。
图40显示出严重的多微生物败血症的体内大鼠方案的示意性图示。
图41显示出表,该表显示在严重败血症的大鼠模型中,在CLP之后的5小时期间,0.9%NaClALM对血液动力学和直肠温度的作用。
图42显示出图表,这些图表显示在多微生物败血症的大鼠模型中,在5小时的CLP期间,0.9%NaClALM对有和没有伪品(B)影响的MAP(A)的作用;对有和没有伪品(D)影响的SAP(C)的作用。
图43显示出图表,这些图表显示0.9%NaClALM对有和没有伪品(B)影响的HR(A)的作用。在多微生物败血症的大鼠模型中,在5小时的CLP期间,直肠温度(C)并且没有伪品(D)的作用。
图44显示出图表和相片,这些图表和相片显示在基线、在CLP之后1小时和5小时,0.9%NaClALM处理对血浆凝固时间的作用(每组n=8)。在5小时后,在伪品、盐水对照、以及ALM处理的大鼠中的盲肠的粗略病理生理检查的PT(A)、aPTT(B)、以及代表性照片(C)。
实例
本发明的实施例现在将参见以下非限制性实例来进行说明。
实例1:ALM的一-二IV注射给予方案
盲肠结扎和穿孔模型被认为是败血症研究的黄金标准。与toll受体激动剂如脂多糖(LPS)毒素模型(该毒素模型仅仅是在少数具有败血症的患者中可检测的)相反,该盲肠结扎模型模拟了破裂阑尾炎或穿孔的憩室炎的人类疾病。该盲肠模型还再生在患有败血症的人类中见到的心血管系统的动力学变化。此外,该模型再现了促炎性介质的逐步释放。
胃肠道通常可以直接从贯通的或钝性挫伤,而且还有从来自任何种类的大外科手术、心脏停滞、烧伤、出血以及休克的缺血性损伤受损。缺血性损伤构成了感染和败血症的重大风险,因为肠壁变得渗漏并且细菌改变位置进入腹膜腔导致医疗紧急事故。减少来自GI损伤的感染的影响将还减少了粘连,因为感染是粘连的一个原因,因为身体试图修复自身。粘连可以表现为与塑料包裹膜相似的组织的薄片,或者表现为厚纤维带。有腹部外科手术的高达93%的人继续发展为粘连。
盲肠多微生物败血症的大鼠模型
在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-450g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。动物不是用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb))的腹腔注射来肝素化和麻醉的。将麻醉动物以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司(HarvardApparatus),麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中人工通气(95-100搏/分钟)。将直肠探针插入5.0cm并且温度范围在37℃和34℃之间。通过中线剖腹手术分离盲肠并且在回盲瓣以下结扎。它是用18G针穿透性穿刺四次(8孔)。在2层中外科手术闭合腹腔。将大鼠随机地分配到对照或针对实例1(仅推注)和实例2(推注加滴注输注)的组中。
实例1a:ALM的一次推注不足以支持血液动力。
实例1a:对照动物接受静脉内0.3ml推注0.9%NaCl,并且处理组是0.3ml推注0.9%NaCl与1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM利多卡因(0.73mg/kg)、以及2.5mMMgSO4(0.27mg/kg)(在0.9%NaCl中)。
结果示于图1(A-E)。
图1(A-E)显示出ALMIV推注ONLY策略稳定化心血管系统持续约1小时,并且保存体温在约34℃持续3小时。然而,一次推注ALM未能在5小时的多微生物感染(败血症)中持续稳定化。
ALM推注在5小时的多微生物感染中稳定化心血管系统持续约60分钟,然后未能保护免受衰竭和败血性休克。
大鼠多微生物细菌感染模型:仅单次推注静脉内处理
实例1b:一次推注加滴注输注(一-二IV注射策略)显示出血液动力学支持和败血性休克的避免。
对照动物接受静脉内0.3ml推注0.9%NaCl和滴注输注(0.4ml/小时)0.9%NaCl。处理动物接受0.3ml推注0.9%NaCl与1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM利多卡因(0.73mg/kg)、以及2.5mMMgSO4(0.27mg/kg),以及用于滴注输注(0.4ml/小时)的包括12mg/kg/小时腺苷、34mg/kg/小时利多卡因、以及13.44mg/kg/小时MgSO4(在0.9%NaCl中)的不同组合物。在4小时后取出对照和处理并且将动物监测另外的60分钟。
结果示于图2(A-E)。
图2(A-E)显示了在多微生物感染(败血症)的5小时期间,ALMIV推注输注一-二处理策略稳定化心血管系统并且保持身体温度调节。
·心率在盐水对照中增加,为在90分钟后增加,然后在225分钟后急剧下降,这与ALM处理直接形成对比,该ALM处理显示出HR减少并且更稳定,并且在150分钟后增加。在对照中此高动力性的阶段(90-225分钟)是众所周知的,并且是由于因感染引起的增加的交感神经活动和应激。ALM稳定性暗示改进的心率变异性,改进的心率的中枢神经系统控制。
·最令人惊讶的是平均动脉压、收缩期动脉压和舒张期动脉压的差异(图2A-D)。对照动物在高动力性的阶段(90-225分钟)增加了产生的压力,与增加的心率一致,然后骤然降低压力并且进入由心血管衰竭造成的败血性休克。直接相反,ALM处理的组在5小时期间(图2A-D)稳定化了血液动力并且保护免受休克。
·与盐水对照相反,ALM处理还改进了体温控制并且在150分钟后开始增加体温。这十分重要,因为它暗示了与进入败血性休克的对照相比,在5小时的感染过程中,改进的枢神经系统。
·ALM推注和静脉内输注在多微生物感染的5小时中预防动物免受心血管衰竭并且避免败血性休克。
实例2:在猪中,在内毒素血症期间,ALM输注的剂量反应减轻炎症(肿瘤坏死因子-α,TNF-α)的作用
背景:TNFα的主要作用是调节免疫细胞。TNFα是涉及全身炎症的细胞因子,并且与其他细胞因子一起刺激对应激和感染的急性期反应。TNF-α还以不同病理状态(包括败血症)诱导凝血的活化。活化蛋白C抑制TNF-α产生。活化蛋白C(和抗凝血酶)可以抑制由细胞因子诱导的内皮干扰。抗凝血酶通过未知的机制调节在内皮细胞上TNF-α诱导的组织因子表达。活化蛋白C和抗凝血酶,以及其调节途径,可以是用于处理与败血症或其他炎症疾病相关的凝血异常的有用靶标。这些位点和途径不仅抑制凝血而且还涉及下调内皮细胞的抗凝剂活性。
方法:在脂多糖(LPS,革兰氏阴性菌细胞壁的必须组分)内毒素血症的猪模型中,在90分钟输注(输注LPS持续5小时1μg/kg/分钟)进入40kg雌性猪,研究ALM输注对炎症的剂量应答。将猪空腹过夜,但是允许自由喝水。麻醉是用咪达唑仑(20mg)和s-开他敏(250mg)来诱导的,并且保持连续输注芬太尼(60μg/kg/h)和咪达唑仑(6mg/kg/h)。将动物插管并且用5cmH2O的呼气末正压、0.35的FiO2、以及10ml/kg的潮气量来容积控制通气(S/5皇冠(Avance),德恩欧美达(DatexOhmeda),威斯康星州,美国)。调节通气速率以保持PaCO2在41-45mmHg之间。在整个研究过程中,将体温保持在约38℃。所有动物在外科手术和基线时期中以10ml/kg/h的持续速率接受生理盐水(NS)并且在LPS输注过程中增加至15ml/kg/h。
结果示于图3中。在测试以下组合的情况下,Y轴线是响应于LPS输注在90分钟时产生的血浆中的TnF-α并且X轴是指不同ALM剂量的腺苷(A)的剂量:
1)仅用LPS输注的对照动物。
2)在4小时期间,5μg腺苷/10μg利多卡因-HCl/5.6μgMgSO4/kg/分钟,或者0.3mg腺苷/kg/小时、0.6mg/kg/小时利多卡因以及0.34mgMgSO4/kg/小时。用于输注的原料组合物(按mM)是0.075mM腺苷、0.148mM利多卡因以及0.187mMMgSO4
3)在4小时期间,10μgA/20μg利多卡因/5.6μgMgSO4/kg/分钟,或者0.6mg腺苷/kg/小时、1.2mg/kg/小时利多卡因以及0.34mgMgSO4/kg/小时。用于输注的原料组合物是0.15mM腺苷、0.296mM利多卡因以及0.187mMMgSO4
4)在4小时期间,300μgA/600μg利多卡因/336μgMgSO4/kg/分钟,或者18mg腺苷/kg/小时、36mg/kg/小时利多卡因以及20mgMgSO4/kg/小时。用于输注的原料组合物(按mM)是4.5mM腺苷、8.88mM利多卡因以及11mMMgSO4
解释:
1.在体内猪模型中,90分钟的LPS毒素输注后,增加ALM的剂量显著抑制了TNFα。
2.抑制表现为以高于10μgA/20μg利多卡因/5.6μgMgSO4/kg/分钟的低浓度开始。
实例显示ALM以剂量依赖性方式减少TnFα。由于TNFα的主要作用是调节免疫细胞和早期炎症,因此本发明显示出它可以减少血液中TNFα的出现。TNFα是涉及全身炎症的细胞因子,并且与其他细胞因子一起刺激对应激和感染的急性期反应。TNF-α还以不同病理状态(包括败血症)诱导凝血的活化。本发明通过抑制TnFα可以在感染、败血症和败血性休克过程中减轻炎症并且减少炎症对凝血的作用。由于粘连可以由感染造成,因此本发明还可以减少粘连的发生率。由于炎症是任何损伤过程(创伤性或非创伤性)(尤其是由于创伤性脑损伤造成的)的一部分,因此本发明还可以减少脑损伤的断发性并发症。由于炎症是疾病(心脏病发作、中风、心脏停滞、自身免疫疾病、出血性休克)的结果,因此本发明还可以减少由于局部或全身炎症造成的疾病的并发症。存在一个主要的未满足的需要,该需要为减少感染在健康与疾病中的影响,并且调节宿主的免疫功能,来减少感染的影响或者预防它进展为败血性休克。
重要性
败血症是一种非常常见的几乎任何传染性疾病的并发症。在美国每年有>150万人发展严重败血症和败血性休克,并且在欧洲有另外150万人发展。败血症通常在副发病变的领域中发生,像2型糖尿病、慢性阻塞性肺病、慢性心力衰竭以及慢性肾脏疾病、创伤、烧伤和外科手术。尽管改进了医疗护理,严重的败血症和败血性休克仍然是未满足的医疗需要。针对新药物存在一个需要,该药物调节宿主的免疫功能,来减少感染的影响或者预防它进展为败血性休克。根据其作用机制,可以将药物分成三类:i)阻断细菌产物和炎症介质的药剂、ii)免疫功能的调节剂、以及iii)免疫刺激(减少免疫抑制)。药物开发还可能对涉及低水平炎症标志物和免疫失调的许多病理具有影响。例如,最近研究表明急性和慢性心血管疾患是与慢性低度炎症有关,该慢性低度炎症促进不利的心室重构并且与疾病进展成相关。若干炎症介质,包括TNF-α、IL-1β、以及IL-6,涉及继心肌缺血和再灌注、败血症、病毒性心肌炎、以及移植排斥之后的心脏损伤。
旨在调节宿主的免疫应答的药剂(如抗内毒素抗体、抗肿瘤坏死因子(TNF)抗体和可溶的TNF受体)的若干临床试验,还未能披露任何明确的临床受益。同样适用于通过连续胰岛素输注给予低剂量氢化可的松连同强烈的血糖控制。此外,阻断或抑制炎症的生物调节剂一般未能改进患有严重败血症、败血性休克、以及MODS的患者中的结果。正在调研反炎症信号的作用和胆碱能消炎途径的更新概念,并且更新的假设集中于促炎症和反炎症机制的平衡。未能定义新颖的和有效的处理反映出在我们对炎症及其调节的理解中的基本差距。
实例3:经5小时,在一-二静脉内ALM处理递送中,在大鼠多微生物细菌感染模型中的凝血障碍变化
背景:严重败血症,定义为与急性器官衰竭有关的败血症,是一种具有30%-50%死亡率的严重疾病。败血症总会导致错乱的凝血,范围从适度的改变直到严重的弥散性血管内凝血(DIC)(超高凝血障碍)。患有严重DIC的败血病患者患有微血管纤维蛋白沉积,该微血管纤维蛋白沉积通常导致多器官衰竭和死亡。可替代地,在败血症中,严重的出血可能是主要症状(低凝血障碍),或甚至并存的出血和血栓形成。针对败血症不存在认可的药物,并且当前构成了需要突破性技术的主要的未满足的医疗需要。错乱的凝血,尤其是DIC,在患有严重败血症的患者中是一种重要的和独立的死亡率的预测指标。如以下实例使用的大鼠模型是模拟人类中严重败血症的病理生理的黄金标准。
盲肠多微生物败血症的大鼠模型
在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-450g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。动物不是用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb))的腹腔注射来肝素化和麻醉的。将麻醉动物以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司(HarvardApparatus),麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中人工通气(95-100搏/分钟)。将直肠探针插入5.0cm并且温度范围在37℃和34℃之间。通过中线剖腹手术分离盲肠并且在回盲瓣以下结扎。它是用18G针穿透性穿刺四次(8孔)。在2层中外科手术闭合腹腔。针对ALM推注和输注,将大鼠随机分配到对照或组中。
对照动物接受静脉内0.3ml推注0.9%NaCl和滴注输注(0.4ml/小时)0.9%NaCl。处理动物接受0.3ml推注0.9%NaCl与1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM利多卡因-HCl(0.73mg/kg)、以及2.5mMMgSO4(0.27mg/kg),并且用于滴注输注的不同的组合物(0.4ml/小时)包括12mg/kg/小时腺苷、34mg/kg/小时利多卡因、以及13.44mg/kg/小时MgSO4(在0.9%NaCl中)。
在4小时后取出对照和处理并且动物监测另外的60分钟。
结果显示在表1中。
表1:一-二推注输注处理
*基线:PT正常=28秒;aPTT正常=17秒
定义:
PT=凝血酶原时间(外部凝血途径以组织因子开始并且据信是体内凝血的引发剂)
aPTT=与PT相反的活化部分凝血激酶时间,测量凝血的内在途径和常见途径的活性。该测试中的术语‘凝血激酶’是指从各种血浆凝血因子形成的络合物的形成(其将凝血酶原转化为凝血酶)以及随后纤维蛋白凝块的形成。
解释在多微生物感染的5小时期间的凝血障碍数据
在60分钟后:对照和ALM处理的动物二者都显示出初始低凝血障碍,这基于PT(外部)和aPTT(内部)凝血时间二者相对于基线值的增加,然而,在ALM处理的动物中对于aPTT而言较少(少了50%)。在对照中,PT增加了2.5倍并且aPTT增加超过17倍,并且相比于基线aPTT在ALM处理的大鼠中只有8.5倍。这可以暗示ALM处理的动物在60分钟处抵抗了由于感染的影响造成的血液稀释。
在120分钟后:在2小时处,对照保留了低凝性(更稀的血液)。在感染期间,ALM将PT和aPTT矫正至基线。
在240分钟后:在4小时处,对照大鼠变得高可凝(血液更快凝块),这在败血症期间是常见的,并且注意到这是当对照未能维持血流动力并且遭受败血性休克的时候(参见实施例1,图1A-E)。特别说明,甚至在处理结束后60分钟后,ALM处理的动物保持凝血平衡。
概述:关于这个实例令人惊讶的是,作为感染的结果,对照中的血液变得较稀(低凝性),然后变得较稠(高凝性),并且ALM矫正了两者并且时血液的凝血性质向着正常的体内平衡状态(基线)移动。这是令人惊讶的,因为没有药物报道过以两个方向转变凝血性质,并且同时挽救心血管系统避免衰竭并且避免败血性休克(图2A-E)。这实例证明了根据本发明的组合物在治疗凝血障碍上的有用性,和用于减轻脑损伤、炎症、粘连和全身停滞的潜能。
实例4:肠系膜动脉的AL松弛和向胃肠道增加血流以减少对肠的损伤和损害、减轻感染并减轻粘连。
根据本发明的组合物松弛肠系膜动脉并且潜在增加向胃肠道的血流的作用。
方法:
将雄性荷兰猪(250-300g)麻醉并且置于支架中并且腹部打开。在60mmHg的恒压和用克雷布斯-汉斯莱特缓冲液进行的100uL/分钟的灌注(腔流)(37℃)下,将二阶肠系膜动脉分支分离并且安装在压力肌动描记器中(参见图4)。使用视频显微术连续测量动脉直径(参见图4)。针对松弛/血管舒张实验,将动脉平衡并且然后用10-8M精氨酸升压素(AVP)收缩。将腺苷、利多卡因或腺苷-利多卡因一起经2)腔和经2)管腔给予并且获得浓度曲线。将单独的腺苷和利多卡因或组合的腺苷-利多卡因原液在去离子水中制成20mM。移液一系列体积以提供与血管腔或外壁接触的浓度,该接触浓度范围从0.001至1mM。在实验的结束时,使用无钙溶液扩张动脉以获得100%松弛。通过以1000μl/分钟流速将5ml空气引入腔中来剥蚀多个动脉。然后夹住空气流出直至管腔内压力到达70mmHg,流速减至2μl/分钟并且血管保持加压10分钟。
实例4a:当添加在腔(腔的)中或在电解液(管腔的)中时,腺苷(A)、利多卡因(L)和腺苷以及利多卡因(AL)对分离的荷兰猪肠系膜动脉的松弛的作用。
结果示于图5中。
图5A显示出腺苷以剂量依赖的方式增加了分离的完整肠系膜动脉的松弛,并且在10μM和100μM下,添加至血管周围的电解液的腺苷(管腔给予)的作用明显产生比如果溶液通过腔(血管内)来灌注的情况更多的松弛作用。图5B.显示出利多卡因未能在分离的完整肠系膜动脉中产生松弛作用,并且如果利多卡因在腔中或在电解液外部上那么不存在显著性差异。图5C:显示腺苷-利多卡因一起以剂量依赖性方式增加分离的完整肠系膜动脉的松弛。与单独的腺苷(图5A)相反,来自管腔给予的更大的松弛在所研究的AL的范围内不是显著不同的。
解释:数据支持如下的观点:AL可以松弛肠系膜动脉并且增加至胃肠道的血流,以减轻对肠的损伤或损害、减轻感染并减轻粘连(针对败血症、低血压TBI、粘连和昏迷)。
实例4b:在具有或没有完整内皮的情况下,腺苷、利多卡因以及腺苷和利多卡因对肠系膜动脉的松弛的作用。
结果示于图6中。在此显示出,在内皮的存在和不存在的情况下,腺苷以剂量依赖性方式松弛肠系膜动脉,并且松弛在两者之间是没有显著性差异的。出人意料地,在内皮的存在下,利多卡因并没有显著改变肠系膜动脉直径,但是当内皮不存在时松弛了动脉。在具有或没有完整的内皮的情况下,AL以剂量依赖性方式松弛了肠系膜动脉,并且该松弛并不是显著不同的。
解释:数据支持如下的观点:在具有或没有完整的内皮的情况下,AL可以松弛肠系膜动脉,并且增加至胃肠道的血流,以减少对肠的损伤或损害、减轻感染并减轻粘连。
实例5:在具有败血症样综合征的窒息性缺氧诱导的心脏停滞后的凝血紊乱
该实例测试了在具有“败血症样”的心脏综合征的窒息性心脏停滞之后,0.9%NaClALM对矫正低凝血障碍(或减少出血)和减少血块收缩(加强血块避免分解)的作用。
背景:至炎症和凝血的败血症样改变
由心脏衰竭造成的呼吸窒息性诱导的失去意识的发生率以所有的心脏停滞情况的34%发生,并且在儿科群体中高达90%的情况。由心脏停滞造成的失去意识的其他主要原因是由于心脏源,不是由于呼吸源。窒息1停滞的其他儿科和成年人非心脏原因包括创伤、悬吊、药物滥用、外科手术、败血症和/或绝症。由心脏停滞造成的不良结果是来源于第一应对者未能充分地挽救心脏(和大脑)和治疗炎症和凝血失衡,该不良结果能够导致在72小时内心脏停滞后的‘败血症样综合征’和死亡。心脏停滞后的恢复是以高水平的循环细胞因子和粘附分子、血浆内毒素的存在、以及细胞因子的调节异常的白细胞产生为表征:与在严重败血症中见到的类似的外形。凝血异常持续发生在成功复苏后,并且其严重性与死亡率有关。
方法学:
将非肝素化的雄性斯普拉-道来大鼠(400-500g,n=39)随机分配到0.9%盐水(n=12)和0.9%盐水ALM(n=10)组中。0.5mL推注含有1.8mM腺苷,3.7mM利多卡因-HCl和4.0mMMgSO4。在0.5ml中,存在0.48mg腺苷、1.0mg利多卡因-HCl和2.4mgMgSO4。这还相当于1.44mg/kg腺苷、3.0mg/kg利多卡因-HCl和7.2mg/kgMgSO4的推注。在获得基线数据之后,将动物表面冷却(33℃-34℃)并且将通气机线夹住8分钟,诱导心脏停滞(MAP<10mmHg)。在8分钟后,释放呼吸机管夹具并且注射0.5ml的溶液IV,随后60秒胸部按压(300/分钟)。记录自主循环恢复(ROSC)、平均动脉压(MAP)、心率(HR)、以及直肠温度(RT)持续2小时。将另外的大鼠随机化用于ROTEM测量(n=17)。
使用旋转血栓弹性分析仪(RotationalThromboelastometry)(ROTEM)评估凝血障碍:ROTEM(Tem国际国际公司(TemInternational),慕尼黑,德国)提供了在健康和疾病中全血的粘滞弹性的实时评估。参数包括凝块的起始时间、早期血块形成动力学、血块硬度和延伸、血块纤维蛋白-血小板相互作用以及血块溶解。在基线处,在心脏停滞后,并且在ROSC之后的120分钟处或在尝试的前2至5分钟内未能获得ROSC的那些动物中获得静脉全血。将1.8ml血液的体积抽取到含有柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖溶液的2.0mlBD真空采血管中。在37℃下加热血液5-10分钟后,在放血30分钟内进行EXTEM、INTEM和FIBTEM粘弹性分析。EXTEM测试是通过凝血激酶(组织因子)来外在活化,而INTEM测试是通过接触阶段来活化的(如在aPTT中)。FIBTEM是如在EXTEM中一样添加细胞松弛素D来活化的,该细胞松弛素D抑制血小板糖蛋白(GP)IIb/IIIa受体。因此,FIBTEM测试提供了关于纤维蛋白聚合作用对血块强度的作用并且独立于血小板参与。在EXTEM、INTEM和FIBTEM中测量以下参数。凝血时间(CT)或从开始测量至2mm的血块幅度的时间;血块形成时间(CFT),该血块形成时间是从CT的结束至20mm的血块硬度的时间;以及最大血块硬度(MCF),该最大血块硬度是按mm计由纤维蛋白的相互作用引起的血块的最终硬度并且是通过血小板和因子XIII来活化的。α角也(α)进行了测量并且代表在30分钟时间内在最大血块斜度和血块幅度(在5至30分钟时的幅度)(以mm计)基线和切线之间的角。将溶解指数(LI,%)估算为血块硬度(在30或60分钟处的幅度)除以MCF乘以100的比例。LI是对血纤维蛋白溶解作用的评估,并且纤溶亢进定义为评估的溶解百分比≥15%。最大血块弹性(MCE)是从MCE=(MCF×100)/(100-MCF)计算得出。MCE血小板或血块强度的“血小板组分”计算为在EXTEM和FIBTEM之间的血块强度中的差异,其中MCE血小板=MCEEXTEM-MCEFIBTEM。
凝血酶原时间(PT)和活化部分凝血激酶时间(aPTT):将从ROTEM分析中残留的血液在室温下进行离心,并且去除血浆,在液氮中突然冷冻,并且直到使用前存储在-80℃下。使用如由莱特森(Letson)和同事所描述的凝度计(三一生物技术公司(TrinityBiotech),爱尔兰)来测量PT和aPTT。这些标准的血浆凝血测试反映了没有来自血小板贡献的信息的情况下第一纤维蛋白形成的动力学。PT是对与EXTEMCT(CFT)类似的外在和最终的共同途径的完整性的测量。aPTT是对与INTEMCT(CFT)类似的内在和最终的共同途径的完整性的测量。
以下表2提供了在8分钟窒息性心脏缺氧和停滞的大鼠模型中,在持续性自主循环恢复(ROSC)的2小时内,主要的凝血变化的概述。
表2:在8分钟窒息性心脏缺氧和停滞的大鼠模型中,在持续性自主循环恢复(ROSC)的2小时内,主要的凝血变化。
解释:实例显示出在所有的大鼠中,ROTEM溶解指数在心脏停滞的过程中下降了,暗示纤溶亢进。对照ROSC存活者显示低凝血障碍(延长的EXTEM/INTEMCT、CFT、PT、aPTT),降低了最大血块硬度(MCF),降低弹性并且降低了幅度,但是溶解指数不变。ALM在ROSC后的120分钟处矫正了这些凝血异常。与对照相比,0.9%NaClALM的少量推注改进了存活率和血液动力,并且矫正了延长的凝血时间和血块凝缩。在120分钟处,与NaCl对照相反,用ALM进行的复苏完全矫正了以下各项:1)EXTEM低凝血障碍(CT,PT),2)异常凝血形成(CFT,α角,MCF,弹性),以及3)血块凝缩(表2,图)。在ROTEM分析的基础上,ALM似乎矫正了发生在窒息性心脏缺氧和停滞之后的血块异常中的败血症样变化。
图7显示出不同组的代表性ROTEM轨迹,窒息性心脏缺氧和停滞(AB)、在120分钟下的0.9%NaCl(CD)、在120分钟下的0.9%NaClALM(EF)、以及未能实现ROSC的四个对照(GH)。
解释:实例显示出ALM的给予预防了血块凝缩(预防血块幅度的下降),因此使其成为更强的血块以减少出血。ALM矫正血块强度(幅度)的能力可以是显著的,因为医疗点低血块强度是在创伤患者复苏后15分钟内的大量输血以及凝血相关死亡率的独立预测因子。类似地,在创伤患者中,在住院前降低或减弱血块强度已经显示出独立地与增加的30天死亡率相关。与盐水对照相比,ALM完全矫正了血块强度、最大血块弹性(MCE)和MCE血小板(P<0.05)(表2),暗示与盐水对照相比,ALM针对具有更高弹性模量(表1)的更强、更稠的纤维蛋白网提供了更有利的条件和可能更高的凝血酶浓度。具有较低弹性组分的血块,如我们在120分钟处在盐水对照中所示(表1),响应于流血将比具有更大弹性组分的血块招致更多的永久变形,当释放应激时将恢复到其原样。总之,在ROTEM分析的基础上,ALM似乎减轻了在窒息性心脏缺氧和停滞之后血块异常中的败血症样变化。
实例6a:ALM与全身麻醉全身停滞(来自正常态)
方法:在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(650g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。将动物用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb)的腹腔(IP)注射来麻醉。在硫代巴比麻醉之后,将大鼠以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司,麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中以90-100搏/分钟进行人工通气,以保持血液pO2、pCO2和pH在正常的生理范围内。使用用于药物输注的PE-50管和血压监护仪(偶联到MacLab上的UFI1050Bp)将左股静脉和动脉插管,并且将右股动脉插管用于放血。将II导联心电图(ECG)导线经皮下植入在左和右前腿上,并且接地及至后腿。打开胸部,并且暴露心脏以观察除了血液动力学和ECG测量以外的处理的作用。在全身停滞前,稳定大鼠10分钟。
650g大鼠的估算血量为约39.47ml。动物没有出血或休克。
打开胸部之前基线期间:HR425.5bpm、BP147/120mmHg、MAP133mmHg、温度36.5℃当打开胸部使心脏可见的时候,在稳定期中存在动脉血压下降。在停滞推注之前,HR334bpm、BP73/56mmHg、MAP62mmHg、温度36.1℃
大鼠接受了含有0.5mg腺苷、1mg利多卡因-HCl和0.05gMgSO4+1mg/kg丙泊酚(在0.9%NaCl中)的0.5ml推注。在0.5ml推注中,以mM计的活性成分的浓度为3.75mM腺苷、7.38mM利多卡因-HCl、833mMMgSO4和3.71mM丙泊酚。当以mg/kg动物表示时,该组合物包括1.5mg/kg腺苷、3mg/kg利多卡因-HCl和125mg/kgMgSO4和1mg/kg丙泊酚。
药物全身停滞的结果与解释:
在ALM/丙泊酚的静脉推注之后,大鼠在10秒内遭受了循环衰竭。血压降至零并且心率降至零。在约4分钟后,心率恢复。在6分钟处开始胸部按压仅持续2分钟,然后再次在15分钟出开始,并且压力上升。在10分钟内,血液动力恢复至正常。监测动物2小时并且血液动力是稳定的,并且在实验后,尸体解剖显示心脏、肺、肾胡胃肠道没有缺血的迹象。
在39秒、48秒、57秒、1分钟3秒处,在ECG中存在电‘振颤’信号,并且这是与小BP‘光点(blip)’有关的。在这些ECG‘振颤’之间,HR回到零并且BP回到零。该实例显示心脏在这些间歇‘振颤’过程中保留了机电耦合的能力。在1分钟40秒之后,ECG振颤变得更有规律。在不受限于本发明的任何理论或作用方式的情况下,这些间歇‘振颤’的一个建议机制是这些及至心脏的信号可以是CNS来源的并且可能来自脑干孤束核(NTS)。在4分钟24秒之后,这些及至心脏的信号变得更有规律,即使没有血压产生。在心律和血压之间的机电解耦的这种状态,最可能是由于在拉伸心室尺寸中不充足的血液,并且从而针对收缩和产生顺流所需来拉伸肌丝。
在推注注射后6分钟处,在极低的脉压(正常表征为严重危及生命的休克)下两分钟的胸部按压增加血压至25mmHg。心率是115bpm。该实例证明了该处理可以停滞全身(并且可以包括大脑),在15分钟后伴随意想不到的以及令人惊讶的近全部血液动力恢复。
这还示于图12A-Q中。
在ALM/丙泊酚的静脉推注之后,大鼠在10秒内遭受了循环衰竭。血压降至零(未显示)并且心率降至零(参见图12A)。在39秒、48秒、57秒、1分钟3秒处的ECG振颤(具有间歇振颤/微小BP尖脉冲的HR零(参见图12B)-仍然暗示机电耦合)。
ECG加速‘光点’(参见图12C和12D)。更有规律的模式起始于1分钟40秒处(HR~35bpm)。协调瞬变压力仍然增加(未显示轨迹)。在此期间,注意到爪子抽搐和腹部抽搐。
在2-4分钟之间,ECG看起来如图12E中所示):
4分钟24秒,HR在ECG上形成更有规律的形式(参见图12F)(HR143bpm;持续约20秒)。
压力与该HR不相关;针对前6分钟平线BP测量6mmHg
在6分钟处,开始2分钟心脏按压(指尖直接在心脏表面)。压力轨迹示于图12G中并且心律示于图12H中。
对心脏按压的小的应答。BP读数约25mmHg,HR约115bpm
停止按压后的25秒(停滞推注后8分钟25秒),1个单次心跳,其然后导致HR~95bpm9min(HR轨迹示于图12I中)压力与该HR不相关(压力仍然<10mmHgPEA)
在10分钟处,HR~100bpm(没有干预,因为按压在8分钟处停止)ECG轨迹示于图12J中。
在12分钟处,开始在压力曲线上看见一些活性(BP~10mmHg)压力轨迹示于图12K中。
在15分钟处,进行60秒心脏按压并且在胸部按压过程中压力恢复(血压轨迹示于图12L中,ECG示于图12M中)。
在18分钟处,HR146bpm,BP31/22mmHg,MAP,25mmHg(轨迹示于图12N和O中),温度34.4℃:
30分钟时BP111/80mmHg,MAP92mmHg(轨迹示于图12P中)HR323bpm(轨迹示于图12Q中)温度33.3℃
在血压后监测动物2小时,心率ECG在单次推注后停滞后的15分钟处恢复。总实验时间是2小时15分钟。
45分钟:HR323bpm、BP109/76mmHg、MAP87mmHg、温度33.0℃
60分钟:HR341bpm、BP95/65mmHg、MAP77mmHg、温度32.8℃
75分钟:HR343bpm、BP91/64mmHg、MAP75mmHg、温度32.8℃
90分钟:HR335bpm、BP92/68mmHg、MAP77mmHg、温度32.7℃
105分钟:HR321bpm、BP95/68mmHg、MAP78mmHg、温度32.4℃
120分钟:HR315bpm、BP102/70mmHg、MAP80mmHg、温度32.2℃
135分钟:HR295bpm、BP98/65mmHg、MAP75mmHg、温度32.0℃
在2小时后,不存在心脏、肺、肝或肾的缺血视觉迹象。
实例6b:用ALM和硫巴比妥进行的全身停滞的作用
在60分钟严重休克后,在大鼠(约40%失血)中诱导无脉性电活动(PEA)状态和全身停滞:HR=心率。MAP=平均动脉压
方法:在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-400g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。将动物用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb))的腹腔(IP)注射来麻醉。在硫代巴比麻醉之后,将大鼠以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司,麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中以90-100搏/分钟进行人工通气,以保持血液pO2、pCO2和pH在正常的生理范围内。在休克和复苏之前、过程中和之后,使用直肠探针插入距直肠孔5cm处监测直肠温度,并且以前的实验显示温度范围在37℃至34℃之间。使用用于药物输注的PE-50管和血压监护仪(偶联到MacLab上的UFI1050Bp)将左股静脉和动脉插管,并且将右股动脉插管用于放血。将II导联心电图(ECG)导线经皮下植入在左和右前腿上,并且接地及至后腿。在放血前,稳定大鼠10分钟。在20分钟内,通过从股动脉抽血来诱导出血性休克,初始速率为约1ml/分钟然后降低至约0.4ml/分钟。最初,缓慢抽血至10ml肝素化注射器(0.2ml的1000U/ml肝素)中,以降低MAP至在35和40mmHg之间。如果MAP增加,那么抽取更多的血液来保持其低值,并且在20分钟时间内,继续该过程。使硫巴比妥动物处于休克持续60分钟,频繁检查确保MAP仍然在35至40mmHg之间。在60分钟的休克后,用具有ALM的高渗盐水以IV0.5ml推注注射该动物。
这些大鼠接受了具有7.5%NaCl的0.5mlALM,该7.5%NaCl含有0.2ml的0.2mg腺苷、0.2mg利多卡因-HCl和0.02g硫酸镁(注射的总体积IV为0.5ml,补足至7.5%NaCl)。因此,在0.5ml推注中,存在0.2mg腺苷、0.2mg利多卡因-HCl和0.02gMgSO4和0.038gNaCl。以mM计,在0.5ml推注中的浓度为1.5mM腺苷、1.48mM利多卡因-HCl和333mMMgSO4、以及1270mMNaCl。以mg/kg计,成分活性物为0.6mg/kg腺苷、0.6mg/kg利多卡因-HCl、60mg/kgMgSO4和114mg/kgNaCl,并且硫代巴比(Thiobarb)是100mg/kg。
结果示于图8中。
解释:单次0.5ml推注导致血压的衰竭,而不是心率。有心率而无压力发展称为无脉性电活动(PEA)或电机械分离。在1分钟50秒后,在电压中存在电振幅尖脉冲,并且这些发生在每7秒之后,并且在20秒内,血压升高,并且在2分钟30秒之后,该压力出人意外地比首次给予该处理时高出1.7倍。如同实例6a一样,在不受限于本发明的任何理论或作用方式的情况下,这些间歇‘振颤’的一个建议机制是这些及至心脏的信号可以是CNS来源的和可能来自脑干孤束核(NTS)。实例6b不同于实例6a,因为在实例6a中在处理后心率降至零。
实例7:低血压复苏
背景:
心率变异性是在脉搏之间的时间间隔中变异的生理现象。心率和节律主要在自主神经系统的支配下,从而压力反射通过迷走神经(副交感神经)活性变化连续调节心率与血压。以这种方式,动脉压力反射还影响心律失常发生和全身血流动力稳定性。因此,交感神经活化可以引发恶性心率失常,而迷走神经活性可以发挥保护作用。针对每mmHg的动脉压增加,将压力反射敏感性以ms计的RR间隔延长进行量化。在HR变异性的分析中,存在分析的时间域和频率域。
时间域:HR变异性的时间域测量值是从ECG中的连续R-R间隔的长度通过统计分析(均值和方差)来计算的并且被认为是心脏副交感神经活性的可靠指数。时区域指数包括SDNN、SADNN、NN50、pNN50、RMSSD、SDSD。最常用的是平均心率和在24小时期间计算的平均R-R间隔的标准差(SDNN)或5分钟R-R期间计算的平均R-R间隔的标准差(SADNN)。SDNN主要反映了心率行为的非常低频率的波动。NN50是相差超过50ms的连续搏动对的数量(NN)或者是表示为百分比(pNN50)。RMSSD是连续R-R间隔的均方差的平方根,并且SDSD是R-R间隔的逐次差分的标准差。以指示较低的迷走神经张力的低值,这些时间域测量公认是强烈依赖于迷走神经(副交感神经)调制的。与SDNN相反,RMSSD是心率的短期差异并且与心率变异性的高频域相关,该心率变异性反映了与呼吸相关的HR中的波动。
频率域:将频率域分析传统理解为指示心率变异性的交感迷走神经平衡的方向和强度。它是通过将心率信号分为其低频带和高频带来获得,并依据其相对强度(功率)分析这些带。Lf或低频带(0.04至0.15Hz)涉及到与调节血压和血管张力相关的振荡。Hf或高频带(0.15至0.4Hz)反映了呼吸对心率的影响(即,在呼吸频率范围内)。传统上讲,LF带主要反映了交感神经张力,HF带反映了副交感神经张力,并且LF/HF的比例看作是交感迷走神经平衡的指标。这种传统的预测解释最近已经收到了挑战,并且一种共识正在增加,LF并不代表交感神经张力而是主要代表副交感神经张力(90%),并且LF/HF比例并不代表交感迷走神经平衡的指数(比尔曼(Billman),2013)。广泛的证据仍然支持HF主要反映了副交感神经张力的观念。
LF/HF比率比原来认为的要更复杂得多并且它似乎被限制在估计副交感神经对心率的影响。LF/HF比率的增加或减少似乎对不同的支配副交感神经的振荡输入反映了更多,相对于涉及调节与呼吸相关的HR中的波动(呼吸性窦性心律不齐)的那些输入,这些输入确定了血压和迷走神经张力。交感神经输入无疑将有助于体内交感迷走神经平衡,然而,它不能直接从指数来解释,该指数当前用来检查心律变异性的时间域和频率域。压力反射敏感性的直接分析与HR可变性分析结合可以更具信息性。
方法:在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-400g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。将动物用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb))的腹腔(IP)注射来麻醉。在硫代巴比麻醉之后,将大鼠以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司,麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中以90-100搏/分钟进行人工通气,以保持血液pO2、pCO2和pH在正常的生理范围内。在休克和复苏之前、过程中和之后,使用直肠探针插入距直肠孔5cm处监测直肠温度,并且以前的实验显示温度范围在37℃至34℃之间。使用用于药物输注的PE-50管和血压监护仪(偶联到MacLab上的UFI1050Bp)将左股静脉和动脉插管,并且将右股动脉插管用于放血。将II导联心电图(ECG)导线经皮下植入在左和右前腿上,并且接地及至后腿。在放血前,稳定大鼠10分钟。在20分钟内,通过从股动脉抽血来诱导出血性休克,初始速率为约1ml/分钟然后降低至约0.4ml/分钟(40%-50%失血)。最初,缓慢抽血至10ml肝素化注射器(0.2ml的1000U/ml肝素)中,以降低MAP至在35和40mmHg之间。如果MAP增加,那么抽取更多的血液来保持其低值,并且在20分钟时间内,继续该过程。使动物处于休克持续60分钟,频繁检查确保MAP仍然在35至40mmHg之间。
在多个实验中检查了施用的本发明的用于低血压复苏的能力,并且发现针对延迟的切取时间,存活率只能通过静脉推注随后静脉输注(一-二处理策略)来实现。在出血性休克之后,单次静脉推注或推注随后推注不足以预防循环衰竭和死亡。
结果示于图9至11中。
图9.组1:单独的推注:ALM处理动物接受了具有1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM利多卡因(0.73mg/kg)、以及2.5mMMgSO4(0.27mg/kg)的静脉内0.3ml推注3.0%NaCl(508mM,0.045g/kg)。
解释:单次推注提高了平均动脉压,开始进入低血压的范围,但是MAP无法持续,并且低压下降至休克值以下证明了循环衰竭并且这将由于减少至脑的血流造成脑损害。无脉性活动和死亡发生在约3小时处。这些结果指示需要输注来改进长期存活,尤其在延迟的切取并且抵达送往医院之前或军事背景中的权威医疗机构的过程中。
图10:组2单独的推注与推注和输注:ALM处理动物接受了具有1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM利多卡因(0.73mg/kg)、和2.5mMMgSO4(0.27mg/kg)的静脉内0.3ml推注3.0%NaCl,并且在60分钟后,输注1ml/kg/小时0.9%NaCl+3mg/kg腺苷+6mg/kg利多卡因+3.36mg/kgMgSO4。在每kg体重每小时给予的1.0ml的组合物中,包括11.23mM腺苷、22mM利多卡因-HCl以及28mMMgSO4。
解释:与组1(图10)相似,在出血性休克后,单次推注提高了MAP持续60分钟,但是未能保持并且在这段时间(单次推注图A)之后MAP下降导致在190分钟处循环衰竭。当在60分钟给予静脉输注(类似于滴注)时,保持了MAP并且第二次处理策略从心血管系统保护动物(输注单次推注图A)。与单次推注相比,一-二处理方法还保护了心率(图B)。这些结果提供了证据证明,需要推注随后输注或滴注以相同的速率递送至静脉来改进长期存活,尤其在延迟的切取并且抵达送往医院之前或军事背景中的权威医疗机构的过程中。
组3推注-推注处理:该实例显示出ALM处理动物接受了7.5%NaClALM的静脉内1ml推注(1mM腺苷、3mM盐酸利多卡因、2.5mMMgSO4)随后在90分钟处第二次0.5ml推注7.5%NaClALM(1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM盐酸利多卡因(0.73mg/kg)、2.5mMMgSO4(0.27mg/kg)),并没有改进存活率。第一推注导致增加的MAP,并且在60分钟之后,MAP开始下降,因为心脏不能再产生压力,并且在90分钟处给予第二推注,但是未能复苏并且动物死于心血管或循环衰竭。该实例显示出推注-推注处理不足以延长生命。
图9至11组1-3中数据概述
该实例提供了以下证明:在由出血诱导的休克时期之后,3%或7.5%高渗盐水的静脉内单次推注与ALM处理或推注-推注给予不足以持续低血压复苏。存活需要给予推注随后静脉输注,这相当于推注然后滴注。该实例是临床(或兽医上)相关的,因为长期延迟可能发生到在送往医院之前或军事背景中的患者或受试者上。长时延迟还可以发生在农村和偏远的医疗医院或环境中。结果同样适用于战场环境,其中小远征队在严峻的和敌对的环境中进行常规手术并且只有有限的医疗用品,并且其中撤离时间可能是数小时至数天,取决于位置。
心率变异性分析的解释(表3)。
表3在低血压复苏过程中的心率变异性(HRV)分析
*与对照相比,ALM处理中明显更高(P<0.05)
MAP=平均动脉压
RPP=动脉收缩压峰值乘以心率(心肌O2消耗指数)
SDNN指示正常至正常R-R间隔的标准差,其中R是QRS波群的峰值(心跳)
NN50是相差超过50ms的连续搏动对的数量(NN)。
在大鼠中,在出血性休克之后的低血压复苏过程中,来自心率变异性的最引人注目的结果是处理来降低心率变异性分析的时间域和频率域参数的效果。在时间域分析中,ALM处理的作用是减小在5分钟R-R期间内(SADNN)以50%计算的平均R-R间隔的标准差(SDNN)(表3),和以87%相差超过50ms的连续搏动对的数量(NN)(NN50)(表3)。这些数据指示与7.5%NaCl盐水对照相比,ALM处理导致在ECG中的更大稳定性(心率行为的较低的波动),并且该增加的稳定性看似与较低的副交感神经活性有关。在频率域中,相对于7.5%NaCl对照,ALM还降低了LF的54%并且降低HF的31%,再次暗示了在低频和高频两者下减少对心率变异性的副交感神经输入。在ALM处理的动物中的LF/HF比率比对照低33%,说明与单独的7.5%NaCl相比,药物1)降低了对MAP和迷走神经张力的副交感神经的控制或者2)增加了调节呼吸对心率的作用,或者二者兼具。由于将动物以约90搏/分钟进行主动通气并且心率在组之间是不同的,它显示LF/HF比例下降是由于药物作用以降低在MAP上副交感神经的输入和迷走神经张力以增加心率的稳定性。在低血压复苏的过程中的MAP比用ALM处理的情况显著更高,并且与对照相比不存在心率失常,暗示了在ALM动物中改进的交感迷走神经平衡和可能改进的压力反射增益。尽管保持了心率,但是心率行为上具有其较高波动的对照动物也具有降低的能力来保持MAP,其在低血压复苏30分钟后缓慢恢复至休克值(表3)。
实例8:β羟基丁酸盐(BHB)和丙戊酸对低血压复苏血液动力的作用
方法:在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-400g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。将动物用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb)的腹腔(IP)注射来麻醉。在硫代巴比麻醉之后,将大鼠以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司,麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中以90-100搏/分钟进行人工通气,以保持血液pO2、pCO2和pH在正常的生理范围内。在休克和复苏之前、过程中和之后,使用直肠探针插入距直肠孔5cm处监测直肠温度,并且以前的实验显示温度范围在37℃至34℃之间。使用用于药物输注的PE-50管和血压监护仪(偶联到MacLab上的UFI1050Bp)将左股静脉和动脉插管,并且将右股动脉插管用于放血。将II导联心电图(ECG)导线经皮下植入在左和右前腿上,并且接地及至后腿。在放血前,稳定大鼠10分钟。在20分钟内,通过从股动脉抽血来诱导出血性休克,初始速率为约1ml/分钟然后降低至约0.4ml/分钟。最初,缓慢抽血至10ml肝素化注射器(0.2ml的1000U/ml肝素)中,以降低MAP至在35和40mmHg之间。如果MAP增加,那么抽取更多的血液来保持其低值,并且在20分钟时间内,继续该过程。使动物处于休克持续60分钟,频繁检查确保MAP仍然在35至40mmHg之间。
组1:ALM处理动物接受了具有1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM利多卡因(0.73mg/kg)、以及2.5mMMgSO4(0.27mg/kg)与50mMβ-羟基丁酸盐(D-异构体,4.7mg/kg)的静脉内0.3ml推注3.0%NaCl。
结果汇总于表4中。
表4:
总失血=13.9ml(约38%TBV)
给予:3.0%NaCl+1mM腺苷+3mM利多卡因+2.5mMMgSO4+50mMD-β-羟基丁酸盐(0.3ml推注);DL-β-羟基丁酸盐(西格玛H6501)MW=126.09;评估[血液]=(0.3ml/10ml)×50mM=1.5mM[评估的血浆浓度]动物在休克的第二个30分钟中挣扎并且需要再输注12ml血液以保持压力。
推注注射导致典型的心动过缓和与ALM一起看到的MAP下降。
MAP恢复十分快。
ALM与BHB“反弹”开始在约15分钟并且持续60分钟复苏。
解释:单次推注提高了平均动脉血压开始进入到低血压的范围并且维持MAP持续60分钟。将β-羟基丁酸盐添加至低血压复苏液中,因为已知它结合至免疫细胞(单核细胞和巨噬细胞)上的GPR109A受体以及血管内皮以具有直接的消炎作用。该实例显示出β-羟基丁酸盐不折中低血压复苏的血液动力支出。
组2(参见图12):向ALM低血压复苏添加组蛋白脱乙酰酶抑制剂丙戊酸。该实例显示具有1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM利多卡因(0.73mg/kg)、和2.5mMMgSO4(0.27mg/kg)的3%NaCl的单次0.3ml推注,与给予丙戊酸(VPA)(231mM在0.3ml或30mg/kg体重中)一起在出血性休克后的60分钟内提高了MAP,于从40至55mmHg的低血压范围。该实例进一步证明给予0.9%NaClALM的静脉输注保护了动物免于遭受循环衰竭。这提供了证据证明,以推注随后输注或滴注方式添加丙戊酸保持了血液动力,并且组蛋白脱乙酰酶抑制剂对于在从送往医院之前或军事背景到权威医疗的延迟切取的过程中保护身体的脑和其他器官可以是有用的。还已知VPA受到核组蛋白的增加乙酰化作用的细胞保护影响,促进反常基因的转录活化,这可以给予多器官保护。
实例9:在极度50%失血后,用腺苷激动剂加利多卡因和镁进行的血液动力稳定的效果
方法:在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-400g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。将动物用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb))的腹腔(IP)注射来麻醉。在硫代巴比麻醉之后,将大鼠以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司,麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中以90-100搏/分钟进行人工通气,以保持血液pO2、pCO2和pH在正常的生理范围内。在休克和复苏之前、过程中和之后,使用直肠探针插入距直肠孔5cm处监测直肠温度,并且以前的实验显示温度范围在37℃至34℃之间。使用用于药物输注的PE-50管和血压监护仪(偶联到MacLab上的UFI1050Bp)将左股静脉和动脉插管,并且将右股动脉插管用于放血。将II导联心电图(ECG)导线经皮下植入在左和右前腿上,并且接地及至后腿。在放血前,稳定大鼠10分钟。在20分钟内,通过从股动脉抽血来诱导出血性休克,初始速率为约1ml/分钟然后降低至约0.4ml/分钟。最初,缓慢抽血至10ml肝素化注射器(0.2ml的1000U/ml肝素)中,以降低MAP至在35和40mmHg之间。如果MAP增加,那么抽取更多的血液来保持其低值,并且在20分钟时间内,继续该过程。使动物处于休克持续60分钟,频繁检查确保MAP仍然在35至40mmHg之间。
麻醉的、通气的雄性斯普拉-道来大鼠336g(评估的血容量20.93ml)
基线HR320bpm、BP117/77mmHg、MAP90mmHg、温度36.4℃
总失血=10.2ml(约49%TBV)
大鼠接受了0.3ml静脉推注3%NaCl+75μg/kgCCPA(2-氯-N6环戊基腺苷)(0.0225mg在0.3ml)、3mM利多卡因-HCl(0.73mg/kg)、2.5mMMgSO4(0.27mg/kg)结果汇总于表5和图19A和B中:
表5:
时间(分钟) | HR | BP | MAP | 温度 |
2 | 69 | 60/16 | 32 | 31.8 |
5 | 69.5 | 61/17 | 31 | 31.7 |
10 | 70.5 | 51/17 | 28 | 31.6 |
15 | 72.5 | 48/18 | 28 | 31.4 |
30 | 79.5 | 54/16 | 29 | 30.7 |
45 | 81 | 47/15 | 26 | 30.3 |
60 | 86 | 39/14 | 23 | 29.9 |
75 | 101 | 31/13 | 19 | 29.3 |
90 | 119 | 24/11 | 17 | 29.0 |
在60分钟休克结束时,HR237bpm、BP56/33mmHg、MAP40mmHg、温度32.0℃
下降的血压(参见图19)&极端心动过缓(比腺苷更为严重)
解释:在灾难性失血之后,单次0.3ml推注的处理出人意料地保持平均动脉压(MAP)处于非常稳定的状态。宽脉压(动脉收缩压和动脉舒张压之间的差异)指示高心搏量,尽管身体循环保持在这些低动脉压。不存在任何器官或组织的可见的缺氧迹象。在心脏、肺、肝或肾上没有见到纹理/斑点/梗塞/缺血性损害,指示保护。不限于机制表现为添加腺苷激动剂使得动物处于具有保护的深度睡眠。实例表示以连续输注方式提供推注和另外的处理来降低[CCPA]的水平。
实例10:本发明的针对低血压复苏和包括全身停滞的其他损伤状态的一氧化氮机制(数据于图13中)
方法:在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-400g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。将动物用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb))的腹腔(IP)注射来麻醉。在硫代巴比麻醉之后,将大鼠以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司,麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中以90-100搏/分钟进行人工通气,以保持血液pO2、pCO2和pH在正常的生理范围内。在休克和复苏之前、过程中和之后,使用直肠探针插入距直肠孔5cm处监测直肠温度,并且以前的实验显示温度范围在37℃至34℃之间。使用用于药物输注的PE-50管和血压监护仪(偶联到MacLab上的UFI1050Bp)将左股静脉和动脉插管,并且将右股动脉插管用于放血。将II导联心电图(ECG)导线经皮下植入在左和右前腿上,并且接地及至后腿。在放血前,稳定大鼠10分钟。在20分钟内,通过从股动脉抽血来诱导出血性休克,初始速率为约1ml/分钟然后降低至约0.4ml/分钟。最初,缓慢抽血至10ml肝素化注射器(0.2ml的1000U/ml肝素)中,以降低MAP至在35和40mmHg之间。如果MAP增加,那么抽取更多的血液来保持其低值,并且在20分钟时间内,继续该过程。使动物处于休克持续60分钟,频繁检查确保MAP仍然在35至40mmHg之间。如果MAP偏离了这个范围,那么将流血重新输注或者取另外的血液。用静脉的0.3ml的具有或没有30mg/kgL-NAME的7.5%NaClALM(1mM腺苷(0.24mg/kg)、3mM利多卡因(0.73mg/kg)、和2.5mMMgSO4(0.27mg/kg))使动物复苏。0.27mg/kg(Nω-硝基-L-精氨酸甲酯盐酸盐)是氧化氮(NO)合酶活性的非特异性抑制剂(氧化氮合酶的组成和诱导型)。
具有或没有L-NAME的7.5%NaClALM的实例的解释。
图13显示了在低血压期间,添加30mg/kgL-NAME至7.5%NaCl/ALM中完全摧毁了MAP恢复。在用7.5%NaCl/ALM+30mg/kgL-NAME处理的大鼠中存在100%死亡率,在给予复苏推注之后的平均9分钟处平均动脉压下降至20mmHg以下,随后在16分钟处无脉性电活动。添加L-NAME导致室性节律障碍,并且每个动物都经历了平均65.5±1.5心律失常发作。在NOS抑制剂L-NAME的存在下,ALM不能使复苏,指示以一些方式涉及NOS&或NO。本实验的其他感兴趣的结果是ALM使L-NAME的血管收缩能力钝化,因为众所周知L-NAME诱导内皮依赖性血管收缩从而增加血压并且在许多年前是作为潜在的复苏药剂来研究的。
该数据支持我们的工作假设,ALM是作为NO-依赖性‘药理开关’来起作用的,该药理开关’释放了在休克的心脏上的天然“手闸”来慢慢地升高MAP并且改进了全身(包括脑)保护和稳定性。在ALM对中央神经系统的作用下,已知NO通过位点特异性和微分调节神经活性来影响心脏功能。孤束核(NTS)接受来自压力感受器的输入,该输入是在脑的该区域和其他区域中进行处理,并且最终以改变的心脏和全身功能来表示。因此,在休克状态和其他形式或损伤(创伤性或非创伤性)、烧伤、败血症、感染和应激以及疾病状态过程中,ALM可以调节CNS功能以改进心脏和多种器官的保护避免血液动力、消炎性和凝血矫正机制。这可以是本发明的潜在作用机制之一。
实例11:在关于心肺分流术的主动脉修复外科手术过程中脑和全身保护
背景:尽管最近在外科手术技术和脑保护中有所进展,但是暂时的或永久的神经功能障碍形式的脑损伤仍然是主动脉弓外科手术或大型颅内动脉瘤外科手术之后的发病率和死亡率的主要原因。针对主动脉弓替换和脑保护的三种已经建立的技术和灌注策略包括:1)低温全身循环停滞、2)顺行脑灌注、以及3)逆行脑灌注。在某些条件下,只有15%-20%的外科医师继续实施逆行脑灌注,因为它几乎不提供脑微血管灌注,并且似乎从低体温本身获得了大部分的好处。脑损害是由于使用心肺分流术(CPB)和低温循环停滞、脑循环的暂时中断、短暂性脑缺血、以及在常见的动脉粥样硬化的主动脉上的操作造成的。顺行和逆行脑灌注的组合已经显示出在主动脉重建的过程中对脑保护是有用的。
当全身体温是约20℃持续长达30分钟的时候,发生低温循环停滞。在此期间,外科医师进行主动脉修复并且必须保护脑。在20℃至25℃并且低至6℃至15℃的温度下,该脑正常灌注以冷氧化的全血或血液液体稀释(例如,4部分血液:1部分液体)。尽管这些照护程序的标准,这是高风险操作,并且针对改进的脑和身体的药理保护存在未满足的需求。主动脉弓替换的手术死亡率范围从6%至23%,永久性神经功能障碍的发生率范围从2%至16%,并且暂时性神经功能障碍的发生率范围从5.6%至37.9%。因此,在成年人、儿科患者以及新生儿中,在主动脉弓程序、以及其他类型的循环停滞手术的过程中,存在对保护脑和身体的未满足的需要。
研究目的和假设:研究的目的是,在有或没有炎症如β-羟基丁酸盐(BHB)和脑燃料柠檬酸盐的情况下,测试ALM和全身麻醉药对脑的保护作用。该载体可以是全血、全血:晶体稀释或单独的晶体,并且相对于盐水是等渗或高渗的。将要测试的假设是用含有10mlALM丙泊酚的推注(1mg腺苷;2mg利多卡因-HCl以及0.3gMgSO4,、1mg/kg丙泊酚)的血液进行选择性脑灌注,通过无名动脉和左颈总动脉给予(迪乌桑约(DiEusanio),M.等人,2003,胸与心血管外科手术杂志(J.ThoracCardiovascSurg)125,849-854),随后在具有或没有丙泊酚(1mg/kg)或硫喷妥钠(5mg/kg)的情况下,含有(腺苷;0.2mg/kg/分钟,利多卡因-HCl;0.4mg/kg/分钟以及MgSO4;0.224g/kg/分钟)、柠檬酸盐(2mM)和BHB(4mM)的10ml/kg/分钟输注,将在经历过主动脉弓修复的患者中保护脑,减少暂时性和永久性神经损害并且减少死亡率。以下处理定义为推注加丙泊酚输注。
研究计划:该研究将存在四个分部:1)单独的全血(未处理)、2)具有3%盐水的单独的全血、3)具有3%盐水和处理的全血、4)具有3%盐水和处理的全血(用硫喷妥钠替代丙泊酚)。推注随后输注将在手术前5分钟给予,并且在循环停滞和外科手术后的复温过程中继续。数据将与没有添加剂的单独的血液或液体载体相比较。
外科手术方法和脑灌注:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募60名患者(15名/组)。用于主动脉弓外科手术和解剖的方法由克鲁格(Kruger)等人,(克鲁格(Kruger),T.等人,2011,循环(Circulation)124,434-443)和米斯菲尔德(Misfield)及其他人(米斯菲尔德(Misfeld),M.等人,2012,胸外科学年鉴(AnnThoracSurg.)93,1502-1508),和其中的参考文献来描述。脑灌注目标是10ml/kg体重/分钟的流量,正常地将该流量调整以保持在40至70mmHg之间的桡动脉压。脑监测是借助右桡动脉压线、脑电图、用近红外光谱法得到的在双侧额叶中的局部氧饱和度、和经颅多普勒超声测量大脑中动脉的血流速度来实现的。
主要终点及次要终点:主要终点将包括脑损害生物标志如神经微丝(NF)、S100β、神经胶质元纤维酸性蛋白(GFAP)、以及泛素羧基末端水解酶-L1(UCH-L1)神经元特异性烯醇酶(NSE)。将使用血乳酸水平和pH值来评估脑缺血。将使用选择标记(例如,IL-1、IL-6、IL-12、肿瘤坏死因子-α)来评估炎症,并使用凝固检测(aPTT、PT)和粘弹性ROTEM分析来评估凝血障碍。将评估暂时性神经功能缺失、30天死亡率和死亡率矫正的永久性神经功能障碍。30天死亡率将包括从手术期间直至手术后第30天发生的任何死亡。次要终点会是围手术期并发症和围手术期与术后时间、插管次数。该实例将证明本发明的一方面,该一方面是使用在推注和恒量输注中的非停滞水平的组合物来保护脑。可能包括一个目的,其中提高剂量以检验本发明的另一方面,在针对主动脉重建或大型颅内动脉瘤手术的循环停滞过程中停滞脑干(以及高级中心)。该实例还将适用于儿科和新生儿循环停滞干预和外科手术。
实例12:针对腹主动脉瘤的脑和全身保护
背景:腹主动脉破裂是高致命性事件,声称每年有15000人左右。传统上讲,伴随开胸手术的开放性外科手术修复已经是处理的主要支柱,然而该外科手术与高达50%围手术期死亡率相关。微创血管内支架移植已经成为流行并且同时仍有高死亡率的高风险程序,它已以最大成功用于主动脉瘤的选择性修复。因此,在手术前、过程中和之后,存在针对脑和身体的改进的药理保护的未满足的需要。低血压麻醉还可以保护减少失血,然而,必须保护脑。
研究目的和假设:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募三十名患者。研究的目的是在主动脉瘤的选择新修复中微创血管内支架移植前5分钟和过程中,在有或没有炎症如β-羟基丁酸盐(BHB)和脑燃料柠檬酸盐的情况下,测试ALM的静脉输注的保护作用。将测试的假设是具有柠檬酸盐(1mM)和BHB(4mM)的3%NaClALM的静脉推注和输注将导致1)有针对性的全身性低血压以减少出血,并且2)在经历过主动脉瘤的选择性修复的患者中保护身体和器官(例如,心脏、脑、肾和肺)。推注输注可以减少来自该高危手术的死亡率。将仅用的载体输注对照,并且比较结果。该实例不同于实例11,因为没有隔离并保护脑的特殊的灌注回路。
方法与静脉输注速率:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募60名患者(15名/组)。微创血管内支架非外科手术方法由史密斯(Smith)和拉米雷兹(Ramirez)和其中的参考文献(史密斯和拉米雷兹,2013)来描述。该研究将存在四个分部:1)0.9%NaCl推注和输注、2)3%NaCl推注和3%输注、3)0.9%NaCl与推注-输注处理、以及4)3%NaCl与推注-输注处理。处理是ALM推注(0.3mg/kg腺苷;0.6mg/kg利多卡因-HCl以及0.03g/kgMgSO4)随后静脉输注ALM(腺苷;0.2mg/kg/分钟,利多卡因-HCl;0.4mg/kg/分钟和MgSO4;0.224g/kg/分钟)、柠檬酸盐(1mM)、BHB(4mM)。推注和输注将在经皮腔内修复前5分钟开始。输注速率将以10ml/分钟/kg开始,并且增加以产生低血压麻醉状态以减少失血。
主要终点及次要终点:主要终点将是针对脑损伤的临床诊断的生物标志物、炎症标志物、凝血障碍、暂时性神经功能缺损、30天死亡率以及死亡率矫正的永久性神经功能障碍。30天死亡率包括从手术期间直至手术后第30天发生的任何死亡。次要终点将是围手术期并发症和围手术期与术后时间、插管次数。
数据将证明本发明的一方面,使用非停滞水平的组合物按推注和输注给予来保护脑和身体器官。
实例13:减少产后出血、凝血障碍以及感染
背景:产后出血(PPH)是产妇死亡率的主导原因,尤其是在资源不足的地区。PPH定义为在分娩后从产道出血(500ml或更多)。针对PPH的第一线疗法除了子宫收缩医疗管理和外科手术干预以外,包括输液浓集细胞的和新鲜冰冻的血浆。产科出血是与血流动力不稳定、炎症活化和凝血障碍相关,并且这些女性患者具有较高的感染发生率。据信产后子宫的败血症是由于上行性感染引起的,该上行性感染是由移植的阴道菌群造成的。在阴道分娩后的感染发生率(产后子宫内膜炎或蜕膜的感染)为0.9和3.9%并且在剖宫产之后高达12-51%。
在妇女产后出血过程中往往是低估了次级凝血障碍,并且如果未对其进行处理,该病症可能成为严重的PPH。较长的血液凝固时间意指血液变薄,使得出血的问题变得更糟糕。在大多情况下,药物和输液疗法不是基于实际凝血状态,因为传统的实验室测试结果通常在45至60分钟是无效的。
研究目的和假设:研究的目的是在分娩和出血后立即提供ALM的推注和输注。将调查以10ml/kg/分钟的流率的静脉ALM推注(0.3mg/kg腺苷;0.6mg/kg利多卡因-HCl以及0.03g/kgMgSO4)随后静脉输注ALM(腺苷;0.2mg/kg/分钟,利多卡因-HCl;0.4mg/kg/分钟和MgSO4;0.224g/kg/分钟)。
待测试的假设是ALM疗法将矫正凝血障碍,减少出血并且改进分娩后的全身功能如改进血液动力、炎症并且减少感染发生率。
方法:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募四十名患者。二十名患者将没有处理,并且二十名患者将接受推注-输注处理。将测量心脏功能、血液动力、炎症标志物以及包括C-反应蛋白的ROTEM凝血指数。研究将显示,与无处理相比,ALM疗法将矫正凝血障碍并且减少产后并发症并且疗法出血。将进行第二项研究,调查在分娩之前,针对并发性妊娠/分娩情况,给予的ALM疗法保护了母婴。数据将证明本发明的一方面,使用非停滞水平的组合物按推注和输注给予来保护母亲和身体器官。
实例14:针对新生儿或儿科主动脉弓重建的脑和全身保护
背景:每年,数以千计的儿童进行复杂的心脏外科手术,用于修复先天性心脏缺陷。在手术室和心脏重症监护室中,儿童处于围手术期脑损伤(CNS)的高风险中。近期研究显示,在儿科患者中,在手术时,脑损害如脑室周围白质软化(PVL)及其他MRI检测的缺氧缺血性病变发生率可以高达50%至70%。PVL是婴儿中脑白质脑损伤的一种形式,并且表征为位于流体填充心室周围的白质坏死(更经常凝血)。不存在针对PVL的处理,并且它可能导致神经系统和发育性问题。此外,成年人心脏外科手术中,在医院出院的超过50%的患者中存在认知缺陷。在儿科和成年人心脏外科手术中促成脑损伤的手术因素包括低灌注,麻醉诱导的脑毒性,心肺分流术介导的炎症,缺血再灌注损伤,血栓栓塞事件,以及血糖、电解质和酸碱度干扰。
除在心脏外科手术过程中发生的脑和器官损伤之外,术后早期针对损伤也是极易受攻击的时间,因为低灌注、自由基和氧化剂损害、紫绀、炎症、凝血障碍、异常的血管反应性、高温、内分泌异常和血糖控制不佳以及包括丙酮酸脱氢酶抑制的胰岛素抗性。术后变量如紫绀、低收缩和舒张血压、低心输出量、以及长期的低脑O2饱和度。
如同成年人主动脉修复和重建一样,尝试保护在矫正外科手术过程中的新生儿的或儿童的脑是经过顺行脑灌注。这可以通过无名动脉的直接或间接的插管术来进行。间接的插管术是通过缝合至无名动脉的移植物或通过将套管穿过升主动脉推进到无名动脉中来实现,然而直接插管术是通过直接将无名动脉插管来进行。由于心肺分流术和/或深低温循环停滞是一种局部和全身缺血的计划期间,因此它针对目的在于减轻脑和器官全身损伤的药物策略提供了最佳时机。
研究目的和假设。研究目的是双重的:1)在开始和继续整个外科手术之前,调研动脉ALM推注和输注5至15分钟以及脑保护的作用,以及2)当适合的时候,第二静脉推注和输注5至15分钟和在贯穿全身的循环停滞的过程中。假设是与载体对照相比,ALM疗法改进了1)脑和2)全身功能,包括心脏、肾、和肺功能改进。该疗法将减轻炎症、降低凝血紊乱,并且导致较少的全身缺血。
方法:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募四十名患者。针对新生儿的主动脉弓重建的外科手术方法由马赫塔(Malhotra)和汉利(Hanley)和其中的参考文献(马赫塔和汉利,2008)来描述。静脉内全身推注-输注将在心肺分流术和冷却之前开始。将开始心肺分流术,并且一旦充分的静脉回流确认,那么患者将被冷却至22℃至24℃持续一分钟。然后将针对脑灌注制备弓血管。将无名动脉、左颈动脉、以及左锁骨下动脉各自独立地用防止损伤血管神经的夹子夹住,以确保中央神经系统的均匀冷却。在这点上,直接灌注只与头和右手臂有联系,并且ALM推注和输注将在手术前至少5分钟以约30ml/kg/分钟开始,以针对最佳保护产生足够的脑压力。在外科手术之后,可以减少全身ALM推注-静脉输注并且在重症监护室中继续作进一步的稳定化。因此,存在两种单独的给予:1)向全身的静脉推注和输注;以及2)向脑回路动脉推注和输注。当循环停止并且重新启动时,可能必须停止全身输注。这些给药将包括ALM推注(0.3mg/kg腺苷;0.6mg/kg利多卡因-HCl以及0.03g/kgMgSO4)随后以10ml/分钟/kg(全身)静脉输注ALM(腺苷;0.2mg/kg/分钟,利多卡因-HCl;0.4mg/kg/分钟以及MgSO4;0.224g/kg/分钟),以及调节向脑的动脉血流以满足根据外科医生的偏好的血流需求。
新生儿中脑保护将包括近红外光谱(NIRS)、经颅多普勒(TCD)、脑电图(EEG)、以及S100B蛋白的血清检测。将使用常规血流动力测量、心输出量、左心室功能的超声体积松弛参数、肌原蛋白、炎症标志物以及凝血障碍来评估全身保护。将记录30天死亡率和感染率。数据将证明本发明的一方面,使用非停滞水平的组合物来保护脑、心脏、肾和肺。
实例15:在新生儿或儿科先天性心脏外科手术的过程中,减轻炎症、凝血功能障碍、感染和粘连
最近一项涉及28个中心和32,856名患者的研究报告说,患有术后感染的患者的百分比为3.7%。术后感染包括败血症、伤口感染、纵隔炎、心内膜炎、以及肺炎,并且任何这些病症都促成了延长的LOS以及住院成本增加。主要感染的增加危险因素是年龄、再手术、术前住院时间超过1天、术前呼吸支持或气管切开、遗传性异常、以及中或高复杂度评分。
此外,经历心脏外科手术的新生儿和儿科患者具有显着的神经系统,心脏和急性肾问题的发生率。据报道,围手术期惊厥的流行率可能是5%至10%。炎症和凝血功能障碍可能是由于响应于外科手术自身的创伤造成的,并且在经受心肺分流术(CPB)时发生,其诱发了全身炎症反应。
预防心包粘连也是一个未满足的需要,因为许多矫正外科手术需要在儿童时期再次手术,并且再次胸骨切开术继续增加与再次手术的增加的频率的重要性。当胸骨再进入来进行分期心脏修复时,对于外科医生来说心脏粘连呈现了一个主要问题。当在患有大血管粘连的患者中再次胸骨切开术时,评估心脏结构损伤的发生率范围从手术的1%至10%。
目的和假设:ALM的静脉推注和输注/滴注将在将患者置于CPB心脏外科手术之前开始,并且在整个外科手术过程中继续。假设是一-二ALM处理将从减轻炎症和凝血障碍诱发全身保护,并且改进心脏功能(减少肌钙蛋白和乳酸盐)并减轻感染。推注和滴注还将在外科手术之后改进脑和肾功能,并且减少住院天数。将结果与历史对照以及与载体输注进行比较。
方法:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募二十名患者。将从收集的血液样品评估炎症状态,并且测量白细胞介素(IL)-6、IL-8、肿瘤坏死因子α、粒细胞弹力蛋白酶(PMN-E)、C-反应蛋白(CRP)、连同白细胞(WBC)计数、血小板计数、以及中性白细胞计数(NC)的血清水平。最近,在儿科心脏外科手术后的前24小时内,IL6与急性肾损伤有关。将使用ROTEM评估凝血状态。在包括12小时和24小时手术后时间的外科手术的过程中和之后,将测量心肌肌钙蛋白。将使用血液标志物和脑血氧测定法以及大脑中动脉的血流速度的经颅多普勒超声测量来评估脑功能。
数据将证明静脉推注和滴注或输注将给予围手术期保护,包括改进的全身术后心脏、肾和神经功能和削弱的炎症反应和恢复凝血,导致更短的重症监护和病房天数。在那些复杂的案例中,其中在专门的儿科心脏重症监护中需要体外膜式氧合(ECMO)支持,ALM疗法可以针对全身稳定性以较低剂量继续。显示出该疗法将是管理新生儿、儿科和成年人患者,以及患有创伤和非创伤性损伤的危重症患者中的核心部分。
实例16:针对颈动脉内膜切除术的脑保护
颈动脉内膜切除术是一种用来通过矫正颈总动脉中堵塞来预防中风的程序,该颈总动脉向脑递送血液。颈动脉内膜剥脱术是从血管内部清除造成堵塞的材料。在动脉内膜切除术中,外科医生打开动脉并且清除堵塞。许多外科医生在该程序中放置临时搭桥或分流道,以保证血液供应到大脑。可以在总体或局部麻醉下进行该程序。分流术可能需要2.5分钟,并且在脑电图中的缺血性脑信号(平波)可能在插入分流道后不久发生平均分流时间可以是约1小时用于进行手术。在该程序期间,可能发生损害脑和其他器官。在颈动脉内膜切除术后,在7.5%的患者中检测在弥散加权磁共振成像上的新缺血病变。在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募二十名患者。本研究的目的是在放置分流道之前,在有或没有丙泊酚的情况下,提供动脉ALM推注和输注,并且继续持续60分钟或与手术花费时间一样。将进行弥散加权磁共振成像以检验与盐水或血液对照相比是否存在减少的病变。数据将证明本发明的一方面,使用涉及推注和输注的非停滞水平的组合物来保护身体的脑、心脏、肾和肺。这是本发明的一方面,该一方面显示出推注和滴注(输注)ALM处理疗法对脑和全身保护的临床优势。
实例17:在肩部手术后,减轻炎症、凝血、粘连和失血
现代关节镜检查极大促进了在解决肩部病理方面中的更大灵活性和有效性。该程序具有微创,改进的可视化,减少了许多术后并发症的风险,以及更快恢复的优势。可以经关节镜管理的常见肩部病症包括肩袖损伤、肩关节不稳定、以及上唇病理。关节镜肩袖修复具有良好的临床结果,但是在外科手术后由于肩峰下粘连肩僵硬是一种常见的并且临床上重要的并发症。在肩袖修复之后,约5%的患者将出现术后僵硬,并且需要荚膜释放和粘连松解术。手术后僵硬的危险因素是钙化性肌腱炎、粘连性关节囊炎、单腱袖修复。
关节镜程序的进一步挑战之一是对在麻醉程序中控制性降压以减少关节内出血的需要,并且从而为外科医生提供足够的可视化,并且针对患者减少局部和全身炎症凝血障碍。骨以正常血压出血和并且将肩高度血管化,并且如果并非不可能使用止血带,那么该区域是困难的。最优条件的实现需要麻醉师和外科医生的若干干预和操作,其中的大部分直接或间接地涉及维持术中血压(BP)控制。
研究目的:我们研究目的是:1)检验ALM注射应用或局部喷雾剂在肩袖的外科或关节镜修复之后,在选择性时间处,在关节内,减少局部粘连、减少局部炎症并且减少局部凝血障碍和疼痛的作用。2)在有或没有丙泊酚的情况下,检验静脉内全身ALM给药和输注诱导低血压状态,来在外科手术过程中减少出血,并且保护全身避免外科手术创伤,并且减轻炎症和凝血并减轻疼痛。
方法:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募三十名患者。肩袖修复的方法发现于帕克斯顿(Paxton)(帕克斯顿,E.S.等人,2013,美国矫形外科医生学会杂志(JAmAcadOrthopSurg.)21,332-342.)和坦特里(Tantry)(坦特里,T.P.等人,2013,印度麻醉杂志(IndianJAnaesth.)57,35-40)。将围手术期评估血液动力、和血液炎症以及凝血的标志物,并且在手术后的6或12个月时,将使用CT关节造影或超声检查监测袖口愈合和粘连。在外科手术后的2、6个周,以及3、6、12个月时,还将使用直观类比标度(VAS),针对手术后的疼痛、被动活动范围评估所有的患者。
结果将显示出,在6和12个月时,ALM的肩峰下注射将减少炎症和手术后肩僵硬和相关粘连并发症,并且在从凝血障碍矫正和诱导可再生的低血压的状态的过程中,静脉ALM推注和输注导致手术后减少的全身炎症、凝血障碍和较少失血。重要的是,研究将显示出,ALM丸剂-输注疗法将帮助诱导全身低血压麻醉以减少出血,该疗法还将可应用于其他类型的干预和外科手术(包括膝关节外科手术),并且一旦在膝盖处使用止血带并且每30分钟释放,那么静脉推注将保护远端区域。因此,研究结果将证明本发明一方面使用非停滞水平的涉及推注和输注的组合物保护了关节避免僵硬以及全身,并且本发明的另一方面促进低血压的状态用于麻醉并减少失血。
实例18:减轻炎症和外科手术后的心包粘连
背景:在心胸外科手术过程中打开心包腔促进了炎症、凝血障碍、损伤和粘连。外科手术后心包内粘连可能使从损伤至心脏和大血管连同围手术期出血的再手术的技术方面复杂化。在心脏再手术的两大系列中,意外伤害率范围从7%至9%。关闭胸部(胸骨)也具有感染和粘连的危险。胸骨伤口感染是在与高发病率和死亡率相关的心脏外科手术之后危及生命的并发症。深胸骨伤口感染也称为纵隔炎,在正中胸骨切开术之后发生在1%至5%的患者中,并且在文献中相关的死亡率范围从10%至47%。
目的和假设:本发明将显示出,在手术过程中,在外科手术过程中或之后静脉ALM推注和输注将降低感染率和外科手术后粘连的发生率。第二目的是显示出,在伤口闭合过程中、之前,或者在伤口闭合之后,以局部使用注射器或通过喷雾或其他递送至区域的手段的ALM将减少粘连、促进愈合并且减少心脏外科手术之后的感染。
方法:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募六十名患者。二十名患者将没有处理。二十名患者将至具有局部处理;并且二十名患者将具有静脉推注和输注以及局部结合处理。用于心脏外科手术的方法充分描述于文献中。在30天、60天、6个月和12个月时,将使用显像模式评估粘连。将根据辛格(Singh)和同事(辛格,K等人,2011,整形外科研讨会(SeminPlastSurg.)25,25-33)在手术后检测并记录感染。I型感染是发生在胸骨切开术之后第一周内的那些,并且典型地具有血清血液引流,但是没有蜂窝组织炎、骨髓炎、或肋软骨炎。它们典型地用抗生素和同期处理手术来处理。然而,大部分的情况是II型感染,该感染正常在胸骨切开术后的第二至第四周期间发生,并且通常涉及脓性引流、蜂窝组织炎、以及纵隔化脓。然而,应当理解的是经历正中胸骨切开术用于冠状动脉旁路移植的患者,与针对其他外科手术的那些相比,具有胸骨伤口感染的最高比例,针对本发明一方面的以上实例还将适用于外科手术伤口感染的其他外科手术和问题。
实例19:处理并减轻在海洋毒液螫入之后的疼痛
背景:箱形水母(又称海黄蜂或海螫刺)是唯一已知对于人体来说是致命的腔肠动物。毒液具有心脏毒性、神经毒性以及致皮肤坏死的组分。它是通过成百上千的遍布于人体的广泛面积和在躯干上的微小的螫刺来注射的。迅速吸收进入循环。每个螫刺都来源于刺丝囊的放电。微型鞭毛虫(microbasicmastigphore)的中心柱携带了毒液,并且像微观的矛,该矛由弹性蛋白刺入接触到受害者。其他的水母可以引起类似的症状如伊鲁坎吉水母。当刺痛的时候,该疼痛是非常痛苦的并且可能导致休克和死亡。系统性的镁以10-20mMol的缓慢推注可以减轻疼痛和低血压。
目的和假设:为了向海洋螫刺的受害者带来疼痛缓解和血液动力和肺支持。待测试的假设是与单独的镁相比,通过减少儿茶酚胺风暴的破坏性作用,ALM将产生较大的疼痛缓解和全身生理支持。
方法:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募被箱形水母螫过的六十名患者。二十名患者将具有单独的10-20mM硫酸镁的静脉的缓慢推注或者推注和输注。二十名患者将接受腺苷、利多卡因与10-20mM硫酸镁(ALM)的静脉内缓慢的推注或者推注和输注,并且二十名患者将只有局部ALM处理。使用ALM的本发明将减少疼痛,保护器官(包括心脏和肺),并且减轻炎症和凝血障碍。本发明还将通过减少儿茶酚胺级联作用来工作,该儿茶酚胺级联可以导致具有相关心脏和呼吸系并发症的高血压状态。将在被伊鲁坎吉水母蛰过的患者中重复相同的实验。本发明可以应用于其他海洋和陆地毒液螫入。
应当理解的是,本发明并不受限于在实例11至19中所描述的实验,并且本发明的任何组合物将被用于这些实验中。
实例20a:(图20A-C):在工作大鼠心脏中,在2小时的暖(微温的)心脏停滞之后,具有两种形式的柠檬酸和升高的镁的腺苷和利多卡因溶液对主动脉血流、冠状动脉血流以及心率的作用。针对60分钟再灌注监测功能。
背景:工作大鼠心脏被认为是针对位移研究的黄金标准模型,该位移研究是在心脏停搏液和保存液中用于心脏外科手术或心脏存储用于移植。在2004年中,我们引入了文献一个新概念,使用腺苷和利多卡因在生理离子溶液中的组合物极化停滞和针对外科手术心脏停搏保护(多布森(Dobson),2004,2010)。这也是申请WO00/56145的主题。在2004年中,我们显示出在血钾量正常的溶液中的腺苷和利多卡因通过‘夹住’肌细胞舒张压膜电位在约-80mV处,并且通过耗氧量下降超过95%来完成(多布森,2004)。
方法:从詹姆斯库克大学繁殖集落中获得雄性斯普拉-道来大鼠(350-450g)。动物随意采食并且关在12小时光/暗循环中。在实验的当天,用硫巴比妥(硫喷妥钠;60mg/kg体重)的腹腔注射来麻醉大鼠,并且如在多布森和琼斯(Jones)(多布森,2004)中所描述的快速切除心脏。按照詹姆斯库克大学指南(伦理批准号A1084)以及按照来自国立卫生研究院‘实验动物的护理和使用指南’(NIH出版号85-23,1985年修订,并且1996年PHS出版)来处理大鼠。腺苷(A9251>99%纯度)以及所有其他化学品都是获得自西格玛化工公司(SigmaChemicalCompany)(城堡山,新南威尔士州)。利多卡因盐酸盐是作为来自地方药品供应(Lyppard,昆士兰)的2%溶液(髂骨)购买的。将心脏快速从麻醉的大鼠中去除,并且置于冰冷的肝素修饰的KH缓冲液中。
心脏制备、附着体和灌注的细节描述于多布森和琼斯(多布森,2004)以及鲁德(Rudd)和多布森(鲁德和多布森,2009)中。简言之,将心脏附接到朗根多夫(Langendorff)仪器上并且以90cmH2O的压头进行灌注(68mmHg)。将肺动脉插管用于收集冠状静脉流出液和耗氧量测量。针对工作模式手术,在左心耳处进行小切口,并且进行套管插入并缝合。然后将心脏通过以10cmH2O(预负荷)的液体静压力和100cmH2O(76mmHg)的后负荷的液体静压力从主动脉至左心房插管转换灌注液的供给来从朗根多夫转换至工作模式。将心脏稳定化15分钟,并且在转换回朗根多夫模式之前在诱导正常体温停滞之前记录预停滞数据。在6小时停滞和冷静态存储之前测量心率、主动脉压、冠状动脉血流和主动脉血流(参见图14)。使用偶联到MacLab2e(ADI仪器)上的压强传感器(ADI仪器,悉尼,澳大利亚)连续测量主动脉压。使用MacLab软件,从压力轨迹计算收缩压及舒张压和心率。
组合物:克雷布斯(Krebs)缓冲液:在pH7.4,37℃下,在具有含有10-mmol/L葡萄糖、117mmol/L氯化钠、5.9-mmol/L氯化钾、25-mmol/L碳酸氢钠、1.2-mmol/L磷酸二氢钠、1.12-mmol/L氯化钙(1.07-mmol/L游离钙离子)、以及0.512-mmol/L氯化镁(0.5-mmol/L游离镁离子)的修饰的克雷布斯-汉斯莱特晶体缓冲液的朗根多夫和工作方式中,灌注心脏。用1-mm薄膜过滤该灌注缓冲液,并且然后用95%氧气和5%二氧化碳剧烈鼓泡以实现大于600mmHg的PO2。该灌注缓冲液不是重复循环的。该AL溶液是每日新鲜配制的,并且含有200μM(0.2mM或53.4mg/L)腺苷加500μM(0.5mM或136mg/L)利多卡因-HCl在10-mmol/L含有葡萄糖的克雷布斯-汉斯莱特缓冲液(pH7.7,在37℃下)中,如由多布森和琼斯所描述的,具有下列改变:在停滞溶液中使用16mMMgSO4替代0.512mMMgCl2,以及两种形式的柠檬酸盐:1)柠檬酸盐、磷酸盐和右旋糖(CPD)可商购的溶液,以及2)柠檬酸钠。测试以下组(每组n=8):
具有2%CPD(20ml/L心脏停搏液)的腺苷盐酸利多卡因镁(ALM)
没有柠檬酸盐的ALM
具有1.8mM柠檬酸钠的ALM
具有3.6mM柠檬酸钠的ALM
间歇递送:将心脏停滞2或4小时的总时长,并且停滞是通过每18分钟一股心脏停搏液来确保。间歇心脏停搏液递送的方法之前已经由多布森和琼斯(多布森,2004)描述了。在朗根多夫模式中的停滞是通过5分钟输注心脏停搏液(50-100mL)来诱导,该心脏停搏液包括200μM(0.2mM或53.4mg/L)腺苷加500μM(0.5mM或136mg/L)利多卡因-HCl。在5分钟期间内,在100ml中以mg计的A和L的量将是每分钟5.34mg腺苷和13.6mg利多卡因-HCl或1.07mg腺苷,和2.72mg/分钟利多卡因-HCl。由于心脏以mg/分钟/kg计称重约1gm,因此这将相当于,经过主动脉,在37℃和68mmHg的恒压下的13.6g/分钟/kg心脏腺苷和2.72kg/分钟/kg心脏利多卡因-HCl。在停滞后,在输注完成时,用塑料非创伤性主动脉夹十字夹住主动脉。在重新应用交叉夹之后,用每18分钟用2分钟的输注补充心脏停搏液,该输注包括200μM(0.2mM或53.4mg/L)腺苷加500μM(0.5mM或136mg/L)利多卡因-HCl。在用间歇的心脏停搏液递送的2小时(图20)或4小时(图21)的停滞之后,将心脏立即转换成工作模式并且在37℃下,用氧化的、含有葡萄糖的克雷布斯-汉斯莱特缓冲液再灌注。如由多布森和琼斯直接测量和讨论的(多布森,2004),心脏温度在间歇停滞过程中范围从递送过程中的35℃至下一次递送之前(28℃-30℃)的约25℃。
结果和说明(图20A-C):出人意料地,在60分钟再灌注时,用具有柠檬酸盐(2%CPD)心脏停搏液停滞的心脏比在2小时的温间歇停滞(图20A)之后的单独的ALM恢复到高出20%主动脉血流(AF),并且高出44%冠状动脉血流(CF)(图20B)。由于在工作大鼠心脏模式中心输出血量(CO)=AF+Cf,用具有柠檬酸盐(2%CPD)的ALM停滞的心脏比单独的ALM具有高出64%的心输出血量。第二令人惊讶的发现是用ALM和1.8mM柠檬酸钠盐心脏停搏液停滞的心脏产生主动脉血流的80%的恢复,并且相当于用单独的ALM盐心脏停搏液停滞的心脏(图20A),但是添加柠檬酸盐导致在60分钟再灌注时高出38%冠状动脉血流(图20B)。该结果证明,与用单独的ALM心脏停搏液持续2小时停滞的心脏相比,在60分钟再灌注时,该ALM1.8mM柠檬酸钠心脏产生高出38%CO。此外,用ALM2%CPD或1.8mM柠檬酸钠停滞的心脏与在2小时的间歇温停滞之后60分钟再灌注时的单独的90%ALM相比,恢复了105%其基线心率,这代表高出17%的恢复。较高的柠檬酸盐水平(3.6mM)比单独的ALM心脏停搏液相比产生了少37.5%的主动脉血流,但针对低心输出血量有相似的冠状动脉血流。因此,可以总结出,与在单独的ALM心脏停搏液中停滞的心脏相比,添加在CPD或1.8mM柠檬酸钠中的柠檬酸盐至ALM心脏停搏液分别增加67%和38%的心输出血量。
实例20b:(图21A-C)
该实例与实例20a相同,但是不同的是停滞心脏4小时不是2小时。在4小时后停滞ALM(2%CPD)
结果和说明(图21A-C):在60分钟再灌注时,用ALM柠檬酸盐(2%CPD)或用ALM1.8mM柠檬酸钠心脏停搏液停滞的心脏恢复了与单独的ALM在4小时温间歇停滞(图21A)之后相似的主动脉血流,并且比单独的ALM分别高出20%和10%冠状动脉血流(图21B)。因此,具有柠檬酸盐(2%CPD)或1.8mM柠檬酸钠的ALM比单独的ALM具有高出20%和10%的心输出血量。此外,用ALM2%CPD停滞的心脏在60分钟再灌注时比单独的ALM1.8mM柠檬酸钠或ALM心脏停搏液具有高出10%心律。较高的柠檬酸盐水平(3.6mM)仅恢复了40%的基线主动脉血流和80%冠状动脉血流速率和心率。因此,可以总结出,与单独的ALM心脏停搏液相比,在4小时的温间歇停滞之后,添加柠檬酸盐作为2%CPD增加心输出血量20%并且ALM(1.8mM柠檬酸钠)超过单独的ALM。与单独的ALM相比,在60分钟再灌注时,在ALM1.8mM柠檬酸钠中,心率也近似100%恢复。
实例21(a):(图22A-D)在分离的工作大鼠心脏中,在有或没有温和的鼓泡(95%O2/5%CO2)的情况下,8小时冷(4℃)连续灌注腺苷和利多卡因溶液对功能性恢复的作用。
背景:与FDA批准的溶液施尔生相比,该腺苷和利多卡因溶液在冷静态存储(4℃)和较温间歇灌注(28℃-30℃)下还作为保存液是通用的。本发明人于2009年发表该信息在胸与心血管外科杂志(JournalofThoracicandCardiovascularSurgery)(鲁德和多布森,2009)中。在2010年,本发明人还显示出,在6小时冷静态存储之后,用温的、氧化的极化腺苷和利多卡因停滞液再灌注心脏5分钟导致在冷腺苷和利多卡因以及施尔生心脏中显着较高的恢复,并且提出该新再灌注策略可以在冷至热‘洗涤’转换以及供体器官移植的过程中发现实用性。
在2010年,本发明人进一步报道,在冷静态存储中,腺苷和利多卡因心脏停搏液可以保存心脏8小时,伴随着使用血钾正常的极化腺苷和利多卡因,以其浓度两倍(分别0.4和1mM),在葡萄糖-克雷布斯-汉斯莱特溶液中,以退黑激素和胰岛素作为辅助剂和添加剂,心输出血量的78%恢复。该具有辅助剂的新腺苷和利多卡因保存液恢复了78%心输出血量(CO)明显比在8小时冷静态存储(4℃)后AL心脏停搏液的55%CO、施尔生的25%CO和库司托啶(HTK)保存液的4%CO更高。因此,针对延长的冷静态存储时间,单独的腺苷和利多卡因(没有辅助剂)不是最优的。
在过去的十年中,针对器官保存的机器恒定灌注盒或系统变得越来越流行,来延长存储时间并且增加供体池。用温血液或氧化的低温保存液的灌注可以延长缺血性间隔并且减少再灌注损伤。这些机器具有校准的滚压泵和膜式增氧器,以使得能够精确控制流速、氧化作用、以及通过器官的流体温度。用氧化的溶液灌注心脏模拟了身体的自然血液。如果在机器灌注的运输过程中,组织能够保持有氧代谢,那么心肌损害的可能性会降低。该方法的另一个潜在的好处是通过包含边际和无心脏搏动供体来增加供体池。供体心脏的持续低温灌注可以针对长缺血时间和次优供体提供额外保护。因此,使用低温机器灌注的高危心脏运输提供了连续支持有氧代谢和代谢废物的不断清除。
目的:为了检验可能在机器盒中使用的温和氧化的AL溶液在4℃下用于8小时恒量输注保存的作用
组成:温和鼓泡的腺苷和利多卡因溶液以及5分钟复温:修饰的克雷布斯-汉斯莱特缓冲液(pH7.4),在37℃下,含有10mmol/L葡萄糖;117mmol/LNaCl、5.9mmol/LKCl、25mmol/LNaHCO3、1.2mmol/LNaH2PO4、0.225mmol/LCaCl2(游离的Ca2+=0.21mmol/L)、2.56mmol/LMgCl2(游离的Mg2+=2.5mmol/L)。使用一微米(1μM)的膜过滤缓冲液,并且不是重复循环的。在溶液中腺苷的浓度是0.4mM。在溶液中利多卡因的浓度是1mM。修饰的克雷布斯-汉斯莱特缓冲液、腺苷和利多卡因的此溶液以下称为心脏停搏保存液。
具有心脏停搏保存液的2.5L玻璃瓶并不是自身主动鼓泡。当需要温和的鼓泡在垂直30cm长的玻璃氧化室中发生,该玻璃氧化室经过主动脉和冠状动脉向分离的心脏递送心脏停搏液:即,逆行朗根多夫灌注。在被递送至心脏之前,将温度控制室充满心脏停搏保存液并且单一气体管在位于该室的底部的端部的专门不锈钢曝气器。温和的鼓泡定义为被调节的气流以每秒在具有95%O2/5%CO2的室中递送少量的气泡。在这些不需要鼓泡的情况下,将管夹住。
没有温和鼓泡的腺苷和利多卡因溶液以及5分钟复温:与以上相同的组合物,但是溶液并没用95%O2/5%CO2进行鼓泡以实现约140mmHg的pO2和约5-10mmHg的pCO2,并且溶液并不是反复循环的。
在工作模式中在停滞和60分钟再灌注之前针对基线数据的修饰的克雷布斯-汉斯莱特(KH)晶体缓冲液的组成
修饰的克雷布斯-汉斯莱特缓冲液(pH7.4),在37℃下,含有10mmol/L葡萄糖;117mmol/LNaCl、5.9mmol/LKCl、25mmol/LNaHCO3、1.2mmol/LNaH2PO4、1.12mmol/LCaCl2(游离的Ca2+=1.07mmol/L)、0.512mmol/LMgCl2(游离的Mg2+=0.5mmol/L)。使用一微米(1μM)膜过滤灌注缓冲液并且然后95%O2/5%CO2剧烈鼓泡以获得大于600mmHg的pO2。该灌注缓冲液不是重复循环的。
结果和解释:以下结果是最令人惊讶的。与从科学和医学文献中所希望的相反,该科学和医学文献说明了温和的鼓泡和氧化的长期保存液用于连续浸泡器官和组织的优势,图22显示出这并非如此。图22显示出,在8小时冷灌注期间内,温和地鼓泡腺苷和利多卡因(利诺卡因)保存冷心脏停搏液导致在15分钟再灌注之后没有主动脉血流(图22A)。甚至更令人惊讶的并直接相反的,没有主动的鼓泡导致近90%的主动脉血流或泵功能的恢复。这项结果显示温和的鼓泡严重损害了心脏,以从左心室泵送流体。此外,与没有鼓泡的90%相比,温和的鼓泡减少了冠状动脉血流至基线的40%恢复。该结果指示温和的鼓泡可以损害冠状血管,这导致来自血管收缩的血流的恢复的减少。总之,温和的鼓泡大致少于10%基线的心输出血量(AF+CF),指示出对心脏充当泵的能力的主要损害,然而没有鼓泡腺苷和利多卡因保存心脏停搏液导致在4℃下8小时恒定灌注后约90%的全恢复(图22C)。尽管心率80%恢复并伴有温和氧化,但是发生了不鼓泡对心室功能的出乎意料的影响,再次示出鼓泡对心室肌肉和冠状血管的影响,而不是起搏器或心脏的传导系统的抑制(图22D)。
实例22(b):(图23A-D)在分离的工作大鼠心脏中,在4℃下,在8小时的恒定灌注的过程中,向鼓泡的腺苷和利多卡因溶液添加具有低的和高的MgSO4的褪黑激素和胰岛素的作用。
方法:与实例21(a)相同
组合物:与实例21(a)相同但是具有以下添加:
所有的溶液在8小时的连续灌注的过程中进行温和的鼓泡。温和的鼓泡定义为被调节的气流以每秒在具有95%O2/5%CO2的室中递送少量的气泡。(参见实例21(a)方法中的说明)
具有褪黑激素和胰岛素的腺苷和利多卡因心脏停搏液(ALMI):以上相同的腺苷和利多卡因保存心脏停搏液但是具有100μM褪黑激素和0.01IU/ml胰岛素(ALMI)。
ALMIMg2+溶液:与ALMI溶液相同,添加16mmol/LMgSO4。
在60分钟再灌注之前复温溶液:该复温溶液与连续输注溶液是相同的溶液,但是在朗根多夫模式中,通过缓慢加热溶液至37℃,将心脏缓慢复温20分钟,并且用95%O2/5%CO2剧烈鼓泡以实现大于600mmHg的pO2,并且该溶液不是反复循环的。在8小时的灌注过程中,该剧烈鼓泡是与温和的鼓泡直接相反的(一些泡/秒)。
再灌注溶液:如在实例20(a)中的8小时恒定灌注之后的复温60分钟再灌注溶液之后
库司托啶或组氨酸-色氨酸-酮戊二酸盐溶液。该库司托啶-HTK溶液含有15mmol/LNaCl、9mmol/LKCl、4.0mmol/LMgCl2、0.015mmol/LCaCl2、1.0mmol/Lα-酮戊二酸盐、180mmol/L组氨酸、18mmol/L组氨酸盐酸盐、30mmol/L甘露醇、以及2mmol/L色氨酸。
结果和解释:如实例21(a)同样令人惊讶的是如下发现,向恒定灌注腺苷和利多卡因保存心脏停搏液添加褪黑激素和胰岛素大大摧毁了温和鼓泡对主动脉血流的损害作用。回想实例21(a)图22A),用具有温和鼓泡的腺苷和利多卡因的溶液灌注心脏,导致零主动脉血流。与没有鼓泡的腺苷和利多卡因的90%(图21A)相比,添加具有鼓泡的褪黑激素和胰岛素导致主动脉血流的80%恢复(图22A),暗示了褪黑激素和胰岛素完全矫正了损害,但是在8小时的冷恒量输注和60分钟正常体温再灌注(图22A)之后出人意料地逆转了其中大部分。与褪黑激素和胰岛素的80%相比,向褪黑激素和胰岛素添加16mMMgSO4并没有进一步改进主动脉血流的70%恢复。单独的克雷布斯-汉斯莱特(KH)缓冲液仅恢复了约20%的主动脉血流,并且FDA批准的保存心脏停搏液-库司托啶-HTK并不能产生主动脉血流(图22A)。在冠状动脉血流(CF)(图22B)功能性恢复、心率(HR)(图22C)以及心输出血量(CO)(图22D)中看到相同的趋势。
总之,从实例21(a)和21(b)中,没有温和鼓泡的情况下单独的腺苷和利多卡因保存心脏停搏液给出了主动脉血流和心输出血量的最高恢复,这暗示比任何具有不同添加剂的心脏停搏液组优越的左心室泵功能。左心室泵功能是在心脏移植或植入之后评估供体心脏存储的成功情况和心脏功能的成功情况的关键参数。
实例23:在分离的大鼠心脏中,在6小时冷静态存储(4℃)过程中,具有低Ca2+(0.22mM)和高Mg2+(2.6mM)(ALM)与100μM环孢素A的腺苷和利多卡因溶液(ALMCyA)的作用
方法:将心脏快速从麻醉的大鼠中去除,并且置于冰冷的肝素修饰的KH缓冲液中。麻醉、伦理批准、心脏制备、附着体以及灌注的细节描述于鲁德和多布森(2009)中。
克雷布斯-汉斯莱特灌注缓冲液(K-H):缓冲液(pH7.4),在37℃下,含有10mmol/L葡萄糖;117mmol/LNaCl、5.9mmol/LKCl、25mmol/LNaHCO3、1.2mmol/LNaH2PO4、1.12mmol/LCaCl2(游离的Ca2+=1.07mmol/L)、0.512mmol/LMgCl2(游离的Mg2+=0.5mmol/L)。使用一微米(1μM)膜过滤灌注缓冲液并且然后用95%O2/5%CO2剧烈鼓泡以获得大于600mmHg的pO2。该灌注缓冲液不是重复循环的。
具有低钙高镁的冷静态存储克雷布斯-汉斯莱特灌注缓冲液:修饰的冷存储缓冲液(K-H(低Ca2+:高Mg2+))(pH7.4),在37℃下,含有10mmol/L葡萄糖;117mmol/LNaCl、5.9mmol/LKCl、25mmol/LNaHCO3、1.2mmol/LNaH2PO4、0.22mmol/LCaCl2(游离的Ca2+=0.21mmol/L)、2.6mmol/LMgCl2(游离的Mg2+=2.5mmol/L)。使用一微米(1μM)膜过滤灌注缓冲液并且然后用95%O2/5%CO2剧烈鼓泡以获得大于600mmHg的pO2。该灌注缓冲液不是重复循环的。
具有低钙和高镁的存储腺苷-利多卡因溶液:
具有低钙和高镁(AL(低Ca2+:高Mg2+))的腺苷和利多卡因溶液包含在10mmol/L含葡萄糖的修饰的克雷布斯-汉斯莱特(低Ca2+:高Mg2+)缓冲液(pH7.7,在37℃下)中的(0.2mM)腺苷加0.5mM利多卡因。使用0.2μM滤器过滤该溶液并且保持在37℃下。没有将停滞溶液用95%O2/5%Co2进行2进行主动鼓泡,因此pH较高。Al溶液的平均pO2是140mmHg并且pCO2是5-10mmHg。
大鼠随机分配到2组之一(每组n=8):1)AL(低Ca2+:高Mg2+)冷(4℃)静态存储加5分钟复温KH,2)AL(低Ca2+:高Mg2+)+100uM环孢素A。在5分钟复温后,将心脏转化为工作模式并且用修饰的KH缓冲液再灌注60分钟。
结果:
表6
结论:在6小时的冷静态存储之后,添加环孢素A以1.5倍改进心输出血量。环孢素A可以是一种可能的添加剂到ALM心脏停搏液/保存液中,用于停滞、保护和保存器官、细胞和组织。
实例24:(图24)在工作大鼠心脏中,对每20分钟(2分钟输注)给出的2小时温停滞(29℃)和60分钟再灌注,具有0.3mg/L柠檬酸西地那非的腺苷和利多卡因溶液的作用
方法:将大鼠心脏快速从麻醉的大鼠中去除,并且置于冰冷的肝素修饰的KH缓冲液中。麻醉、伦理批准、心脏制备、附着体以及灌注方法的细节描述于多布森和琼斯(多布森,2004)中。该腺苷和利多卡因溶液每日新鲜配制,并且含有200μM(0.2mM或53.4mg/L)腺苷加500μM(0.5mM或136mg/L)利多卡因-HCl(每20分钟停滞以及2分钟输注是与实例20相同的)。柠檬酸西地那非的浓度为3mg/L(6.3微摩尔)。
结果:在60分钟再灌注过程中,与基线相比,针对85%心输出血量,AL柠檬酸西地那非恢复了86%主动脉血流以及84%冠状动脉血流。在2004年,如多布森和琼斯所报道的,我们公布了单独的AL恢复74%。在2004年,与95%相比,心率恢复了基线的100%。
结论:在2小时温停滞之后,AL西地那非产生了85%心输出血量和100%心率。
实例25:在分离的大鼠心脏中,在2小时的温停滞(29℃)过程中,具有正常Ca2+(1.12mM)和正常Mg2+(0.5mM)与10mM2,3-丁二酮单肟(BDM)A的腺苷和利多卡因溶液的作用(每20分钟间歇递送)
将大鼠心脏快速从麻醉的大鼠中去除,并且置于冰冷的肝素修饰的KH缓冲液中。麻醉、伦理批准、心脏制备、附着体以及灌注方法的细节描述于多布森和琼斯(多布森,2004)中。该腺苷和利多卡因溶液每日新鲜配制,并且含有200μM(0.2mM或53.4mg/L)腺苷加500μM(0.5mM或136mg/L)利多卡因-HCl(每20分钟停滞以及2分钟输注是与实例20相同的)。
结果:
表7
结论:在2小时的温停滞之后,ALBDM恢复了105%心率以及51%心输出血量。
实例26:在分离的大鼠心脏中,在2小时的温停滞(29℃)过程中,具有正常Ca2+(1.12mM)和正常Mg2+(0.5mM)与54μM丙泊酚(P)(1mg/L)的腺苷和利多卡因溶液的作用(每20分钟间歇递送)
方法:将大鼠心脏快速从麻醉的大鼠中去除,并且置于冰冷的肝素修饰的KH缓冲液中。麻醉、伦理批准、心脏制备、附着体以及灌注方法的细节描述于多布森和琼斯(多布森,2004)中。该腺苷和利多卡因溶液每日新鲜配制,并且含有200μM(0.2mM或53.4mg/L)腺苷加500μM(0.5mM或136mg/L)利多卡因-HCl(每20分钟停滞以及2分钟输注是与实例20相同的)。
结果:
表8
结论:在2小时的温停滞之后,AL丙泊酚恢复了98%心率以及73%心输出血量。
实例27:在人类心脏外科手术中,具有胰岛素微麻痹液(microplegia)的极化ALM与巴克伯格1:4高钾去极化心脏停搏液对细胞内新陈代谢的作用。人类中促生存激酶、与细胞凋亡。
本研究在人中将具有胰岛素的ALM心脏停搏液(正常钾)与高钾的心脏停搏液进行比较,这是在意大利维罗纳大学医学院心脏外科手术科进行的。
方法:将经历分离的主动脉瓣置换术的连续六十名患者随机分配给具有胰岛素的腺苷-利多卡因-镁,以在实例28中描述的浓度和剂量(30名患者)或根据“巴克伯格-方案”的标准的4:1血液DA(30名患者)。将冠状窦血取样用于术前乳酸释放(T0)以及再灌注之后(T1)。针对在T0与T1下的高能磷酸盐含量、能量负荷、促生存激酶Akt和ERK1/2的活化以及心肌细胞凋亡(TUNEL-测定),分析来自右心房的心肌标本。还记录在松开主动脉钳夹时窦性心律的自发恢复(SRSR)。
结果:数据呈现于表9中。在PA后,在T1下,来自冠状窦的血乳酸更低(2.04±0.03mmol/L与在DA后2.57±0.02;p=.03),然而SRSR更高(64%与DA-患者中的32%;p=.02)。在PA患者中,在T1下,血浆K+并没有显著改变(p=NS与T0)。PA,并非DA,保存了心肌高能磷酸盐含量以及能量负荷(0.79±0.02与0.73±0.02;p<.001)。在PA后,而不是在DA后,在T1下的促生存激酶Akt和ERK1/2的活化更高(ΔpAkt/Akt-0.26与0.85;ΔpERK1/ERK1-0.18与0.77;ΔpERK2/ERK2-0.28与0.65;在PA后p<.001,在DA后p=N.S.)。在PA后,心肌细胞凋亡指数更低(0.13±0.10与0.35±0.12;p=.01)。
表9在人类中具有胰岛素血液微麻痹液的极化ALM与高钾去极化4:1心脏停搏液的作用。SRSR=自发心律的自发恢复
结论:具有ALM和胰岛素的极化停滞液保存了心肌高能磷酸盐以及能量负荷,并且活化了促生存激酶Akt和ERK,导致衰减的细胞凋亡。在肌细胞水平下,PA优于DA。
实例28:在经历针对不稳定型心绞痛的血管重建心脏外科手术的更高危的糖尿病患者中,具有胰岛素微麻痹液的极化腺苷-利多卡因-镁(ALM)(MAPAS)与高钾去极化4:1心脏停搏液的作用。
糖尿病影响了全球2亿3千万人。由于冠状动脉疾病,糖尿病是一个公认的死亡率和发病率的独立危险因素。当糖尿病患者需要心脏外科手术、CABG或瓣膜手术时,糖尿病的存在代表这些大部分外科手术的另外的危险因素。在相关的风险评估的基础上,经历CABP的糖尿病患者,与非糖尿病患者相比,具有5倍的肾脏并发症的风险、3.5倍的神经功能障碍的风险、双倍的输血、再手术或在ICU中待3或更多天的风险。此外,经历瓣膜手术的糖尿病患者具有5倍的由主要肺部并发症影响的风险。当前的心脏停搏停滞液的高钾血症技术导致在糖尿病患者中增加的心肌细胞凋亡以及坏死,尤其在不稳定型心绞痛(UA)和缺血/再灌注损伤过程中。没有研究调查了具有腺苷和利多卡因和镁(ALM)的具有胰岛素的极化-停滞物质(MAPAS)的微麻痹液添加在该背景中的作用。
本研究在意大利维罗纳大学医学院心脏外科手术科进行的高危糖尿病人中,将ALM-胰岛素心脏停搏液与高钾心脏停搏液进行比较。
方法:将六十名经历CABG的UA-糖尿病患者随机分配到具有胰岛素的腺苷/利多卡因(MAPAS)(30名患者)或4:1-巴克伯格心脏停搏液(30名患者;巴克集团(Buck-Group))中。MAPAS组合物是具有胰岛素的10.4mg腺苷、43mg利多卡因-HCl和3.5gMgSO4(40ml)(1mM腺苷、4mM利多卡因-HCl和350mMMgSO4,40ml)。
停滞的诱导:因此,针对ALM的30mMK+ALM(I)*与20mMK+巴克伯格(添加8ml/L的血液心脏停搏液)接触浓度是8μMA、32μML和2.8mMMgSO4
保持:因此,针对ALM的8mMK+ALM(I)与7mM巴克伯格(添加8ml/L 的血液心脏停搏液)接触浓度是8μMA、32μML和2.8mMMgSO4
再灌注(复苏):快速注射:因此,针对ALM,无K+在ALM(I)中与9mMK+在巴克伯格中(添加50ml/L的血液心脏停搏液)接触浓度是15μMA、60μML和5.25mMMgSO4
在再灌注时(T1)从冠状窦中,并且在手术前(T0)、6(T2)、12(T3)和48(T4)小时从周围血液中,取样肌钙蛋白-I与乳酸盐。血液动力监测得到在手术前(T0)、在到达ICU时(T1)、在6小时(T2)和24小时(T3)之后的心脏指数(CI)、左心室dP/dt、心脏循环效率(CCE)、索引全身血管阻力(ISVR)以及中心静脉压(CVP)。超声心动图壁运动评分指数(WMSI)调查了在手术前(T0)以及在96小时(T1)处的收缩功能、E-波(E)、A-波(A)、E/A、舒张早期峰值TDI二尖瓣环速度(Ea)、E/Ea、围手术期舒张功能。
结果:数据呈现于表2中。具有胰岛素的MAPAS衰减在T1处的肌钙蛋白-I和乳酸盐释放(p<.001);手术后肌钙蛋白-I值被MAPAS减少(在组之间p=.001),伴随着在相似的前负荷和后负荷值(针对ISVR和CVP,在组之间p=N.S.)下,改进的整体血流动力特征(针对CI、CCE、dP/dt和外周乳酸盐,在组之间p=.0001、p=.002、.0001、.0001)。收缩功能和舒张功能仅在MAPAS-组中改进(针对WMSI、E、A、E/A和Ea,T0与T1-p≤.01;在Buck-组中p=NS)。浓集红细胞和新鲜冰冻血浆的输液、ICU停留的时间和住院天数都被MAPAS减少了(p≤.0001)。
表10.在经历针对不稳定型心绞痛的血管重建心脏外科手术的更高危的糖尿病患者中,具有胰岛素微麻痹液的修饰的极化ALM与高钾去极化4:1心脏停搏液的作用。ISVR=索引全身血管阻力
结论:具有胰岛素心脏停搏液的修饰的微麻痹ALM改进了针对不稳定型心绞痛交付到CABG外科手术的高危糖尿病患者中的心肌保护。
实例29:在心脏外科手术过程中或之后,具有一种形式柠檬酸根(CPD或柠檬酸西地那非)的微麻痹ALM和胰岛素溶液对心脏功能和炎症、凝血、以及脑功能的作用。
背景:使用针对心脏外科手术的心肺分流术的特点是归因于外科手术创伤,通过非内皮化表面的血液接触(其可以活化特异性(免疫)和非特异性(炎性)凝血应答)造成的全身炎性反应和凝血失衡。然后这些应答与手术后许多身体系统的损伤有关,像肺、肾或脑损伤、大量出血以及手术后的败血症。
方法:重复以上在实例27中的临床试验,但是具有胰岛素心脏停搏液的ALM存在一种形式的柠檬酸根。以具有ALM胰岛素与CPD的组以及具有ALMI和柠檬酸西地那非的单独的组。
预期结果:该实例显示出具有一种形式的柠檬酸根(CPD或柠檬酸西地那非)的ALM心脏停搏液将改进心脏功能、减轻炎症并且减轻凝血紊乱,伴随较少脑损伤和肾损伤。
实例30:在心脏外科手术过程中或之后,具有一种形式柠檬酸根(CPD或柠檬酸西地那非)的ALM溶液对心脏功能和在血液中微粒(MP)的存在的作用。
背景:使用针对心脏外科手术的心肺分流术的特点是归因于外科手术创伤,通过非内皮化表面的血液接触(其可以活化特异性(免疫)和非特异性(炎性)凝血应答)造成的全身炎性反应和凝血失衡。然后这些应答与手术后许多身体系统的损伤有关,像肺、肾或脑损伤、大量出血以及手术后的败血症。已知微粒有助于活化经历心脏外科手术的患者中的补体系统,并且可能与脑和器官损伤有关
方法:重复以上在实例27中描述的临床试验,但是在具有胰岛素的ALM心脏停搏液中含有一种形式的柠檬酸根。
预期结果:该实例显示出具有一种形式的柠檬酸根(CPD或柠檬酸西地那非)的ALM胰岛素心脏停搏液将改进心脏功能并且减少微粒、减轻炎症并且减轻凝血紊乱,伴随较少脑损伤和肾损伤。
实例31:在12和24小时的冷局部贫血之后,在猪中,用具有柠檬酸西地那非的ALM、ALM柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖(CPD)、具有环孢素A的ALM柠檬酸盐或具有促红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM进行的肺保存。
背景:针对移植的肺保存是与炎症、内皮细胞损伤和表面活性剂功能障碍相关。炎症和诱导初次免疫应答在停滞器官中和在肺保存中是重要的,并且可以通过测量支气管-肺泡灌洗液中的肿瘤坏死因子α(TNFα)、白细胞介素-6(IL-6)和晚期糖基化终末产物的受体(RAGE)来评估。
目的:研究目标是评估在12和24小时冷储存之后ALM心脏停搏液/保存液对肺功能的作用,并且与施尔生和低磷酸盐右旋糖酐溶液(例如,Perfadex,Vitrolife)和Lifor(生命线医疗公司新泽西(LifeBloodMedicalInc,NJ))进行比较。
方法:用于这项猪的研究的方法与具有以下修饰的松梅尔(Sommer)和同事(松梅尔等人,2004)类似。肺将去除并且灌注以ALM溶液(五种ALM溶液)组:ALM柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖CPD(n=10),ALMCPD(n=10),ALM柠檬酸西地那非(n=10)和ALM柠檬酸盐-环孢素A(n=10)或具有促红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM(n=10)以及这些将与施尔生(n=10)和低磷酸盐右旋糖酐溶液(n=10)和lifor(n=10)进行比较。在12小时(80颗心脏)和24小时(80颗心脏)冷存储之后,将肺移植到受体动物中。在左肺的再灌注之后,将夹住右肺动脉和支气管。在外科手术之前并且在再灌注后2小时,将获得支气管-肺泡灌洗液(BALF)。将使用脉动气泡表面仪从BALF测量表面活性剂活性。血液动力和呼吸参数将以30分钟间隔评估,持续手术后10小时。还将检验死亡率。
预期结果:在存储并植入后,与施尔生或低钾右旋糖酐、和Lifor存储溶液相比,在12和24小时之后,ALM保存液将不会导致死亡。第二发现是,与施尔生或低钾右旋糖酐、和Lifor存储溶液相比,在12和24小时之后,ALM组将具有显著较少的肺血管阻力指数、以及较少中性粒细胞结合。表面活性剂活性的改进在ALM溶液中也是明显的,并且在存储和移植后的5小时内改进了血流动力。
结论:针对于肺存储和植入,具有柠檬酸西地那非或CPD的ALM心脏停搏液保存将优于护理标准溶液和FDA批准的施尔生和Perfadex(或Vitrolife)、或Lifor。
实例32:在离体肺灌注(EVLP)器官护理系统(OCS)中,具有柠檬酸西地那非的ALM、ALM柠檬酸盐、具有环孢素A的ALM柠檬酸盐、ALM促红细胞生成素或具有红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM的作用。
背景:正常体温离体肺灌注(EVLP)具有如下优势,这些优势包括伴随减少的损伤的不间断细胞新陈代谢和潜在肺切取后的连续功能性评估。缺点包括其使用所需的成本和专业技能。
目的:本研究的目的是评估使用ALM溶液移植高危供体肺的可行性,并且在29℃-30℃下针对肺保存与施尔生和低钾右旋糖酐溶液(Perfadex,Vitrolife)或Lifor(生命线医疗公司)进行比较。
方法:该方法由西佩尔(Cypel)和同事详细描述(西佩尔等人,2011)。在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募九十名患者(10名/组)。患者将随机分配至ALM柠檬酸盐、ALM西地那非、ALMCPD、ALMCPD环孢素A、ALM促红细胞生成素、以及具有促红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM,或者分配至施尔生和低K右旋糖酐或LIFOR溶液。在离体肺灌注(EVLP)器官护理系统(OCS)中,将肺灌注4小时。如果1)在EVLP过程中,PO2:FiO2比例(即,体外氧分压(PO2)与350mmHg或更多的吸氧部分(FiO2)),以及2)如果所有三个生理测量(肺血管阻力、动态柔量、以及吸气峰压)从基线水平恶化少于15%,而在灌注期间,将肺用7ml/千克供体体重的潮气量以及7次呼吸/分钟进行通气,那么将认为肺适合用于移植。主要终点将是在移植后72小时移植功能障碍。次要终点将是30天死亡率、支气管并发症、机器通气时间、以及在重症监护室天数和住院天数。
预期结果与结论:我们将显示出,与施尔生、Perfadex、Vitrolife或Lifor溶液相比,在来自微温温度下的高危供体的离体灌注的肺中,在微温温度下恢复4小时后,具有一种形式柠檬酸盐的ALM溶液将具有改进的功能。
实例33:在有或没有具有向细胞线粒体释放O2能力的含氧纳米颗粒的情况下,具有柠檬酸西地那非的ALM、ALM柠檬酸盐、ALM柠檬酸盐环孢素A、ALM促红细胞生成素或具有促红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM用于离体肺灌注的作用。
背景:长期连续灌注保存受到气瓶需要的妨碍,这些气瓶供应氧气和二氧化碳以符合供体器官、组织或细胞的要求。需要范围可以从小至高能需求状态的数量和分压的氧气来维持生命。纳米气泡可以用气体“存储”核来制备。全氟戊烷气体可以有利于氧气包埋。在容积基位上,凡·李维(VanLiew)之前已经显示出气体全氟化碳化合物可以比液体全氟化碳递送更多的氧气。针对氧供已经制备了负载氧气的脂质包覆的全氟化碳微泡;这些富氧微泡已经在贫血的大鼠模型中进行了测试,并且结果显示,它以非常低的血细胞比容水平维持大鼠生存。氧气释放动力学可以在纳米气泡受到2.5Mhz的超声的声波作用之后而提高。之前已经显示出,使用全氟戊烷作为核以及右旋糖酐硫酸盐(多糖聚合物)作为壳来制备氧气填充的纳米气泡,该右旋糖酐纳米气泡能够在缺氧条件下释放氧气。
目的:本研究与实例31是相同的设计,不同仅在于具有一种形式的柠檬酸盐的ALM组和负载氧气的纳米颗粒和溶液在正常体温(微温)温度下灌注肺持续4小时。
方法:使用全氟戊烷作为核并且右旋糖酐硫酸盐(多糖聚合物)作为壳来制备氧气填充的纳米气泡(卡沃利(Cavalli)等人,2009)。向壳添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为稳定剂。与实例31和5ALM组(50个肺)相同的方法。
预期结果与结论:我们将显示出,与没有纳米颗粒的ALM溶液的情况相比,用具有一种形式的柠檬酸盐的、具有负载氧气的纳米颗粒的ALM在微温温度下持续4小时离体灌注的来自高危供体的肺在肺恢复后具有等效或改进的功能。
实例34:具有柠檬酸西地那非的ALM、具有柠檬酸盐的ALM、ALM柠檬酸盐环孢素A或者ALM促红细胞生成素(和单独的组,具有促红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM)在器官获得前5至15分钟处理供体并且改进供体器官生存力和功能的作用。
背景:移植的肺经受了以下损伤,包括造成供体死亡的事件、脑死亡中的炎症级联、供体的复苏以及重症监护室和通气设备上的管理。此外,存在与器官获得、保存(存储或灌注)、移植、和植入损伤有关的损伤。一旦从供体植入至受体,那么缺血再灌注损伤随后是由受体宿主对外源器官的免疫攻击。针对最优短期和长期结果,需要组合物和方法来预防所有这些阶段的损伤。因此开始在供体中进行器官保存。脑损伤和脑死亡也与明显的血液高凝状态和不良器官结果相关。
目的:本研究的目的是检验ALM柠檬酸盐输注在颅内出血和脑死亡的验证猪模型中的作用。
方法:将猪分成10只猪/组的8组中,并且在器官获得之前5分钟在宣布脑死亡和儿茶酚胺风暴之后输注这些溶液。这些组包括:ALM柠檬酸盐(n=10)、ALMCPD(n=10)、ALM西地那非(n=10)、ALM柠檬酸盐环孢素A(n=10)、ALM促红细胞生成素(n=10)或具有促红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM(n=10)以及这些将与施尔生(n=10)和低磷酸盐右旋糖酐溶液(n=10)和lifor(生命线公司)(n=10)相比。以下度量标准将包括炎症标志物TnFα、IL6、肾上腺素、乳酸盐、pH、血液动力、获得之前的心脏功能和凝血障碍。在获得后紧接着,针对检验组织损伤的组织学与组织荧光研究,将制备组织。
预期结果与结论:我们将显示出,在脑死亡之后,在植入受体动物之前,ALM柠檬酸盐处理的身体将导致比施尔生或低钾右旋糖酐和Lifor溶液对组织更少的损伤,减轻凝血障碍并且更好制备了器官、组织或细胞用于冷存储、冷灌注或温灌注。
实例35:在包括主动脉修复外科手术的心脏外科手术的过程中,减少记忆丧失、失血、凝血障碍并且保护肾和器官:ALM柠檬酸盐溶液和载药的固体脂质纳米颗粒用于脑保护。
背景:取决于心脏外科手术的类型,10%至40%的成年人患者将经历瞬时认知功能障碍或谵妄,该瞬时认知功能障碍或谵妄可能持续长达5年,并且2%-13%患者将患有中风。4%至40%的患者将具有一些形式的肾功能障碍,并且围手术期出血是一种心脏外科手术的常见并发症,伴随着20%的患者中发生大量出血,并且5%-7%将在术后的第一个24h内失去超过2L。据估计,约50%的失血是由于可识别的手术出血,并且其他50%是由于与手术创伤和心肺分流术相关的复杂的低凝血障碍(hypocoagulopathy)。类似地,在经受过复杂的先天性矫正手术的儿科患者中,许多将患有急性术后并发症如伴随术后体重增加的组织水肿、全身凝血障碍、外科手术并发症和低排血量综合征(高达25%)、心律不齐(27%-48%)、肾功能障碍(高达30%)、以及脑功能障碍和中风(5%至10%)。在成年人和儿科和新生儿患者中,在主动脉弓外科手术或大型颅内动脉瘤外科手术之后,处于短期性或永久性神经功能障碍形式的脑损伤还仍然是发病率和死亡率的主要原因。
研究目的:研究目的是测试装载到纳米微球和没有纳米微球的具有柠檬酸西地那非的ALM、ALM柠檬酸盐β-羟基丁酸盐和ALM柠檬酸盐-丙泊酚对脑功能的保护作用。载体将包括全血。
研究计划:在全血和装载到纳米颗粒中的三个处理组中,该研究将存在四个分部1)单独的全血(未处理)、2)具有纳米颗粒的单独的全血、3)具有单独ALM的全血、4)具有柠檬酸西地那非的ALM、5)具有β-羟基丁酸盐的ALM柠檬酸盐和6)ALM柠檬酸盐-丙泊酚。9组n=8/组的总数是72名受试者。ALM推注将是(1mg腺苷;2mg利多卡因-HCl和0.3gMgSO4)和ALM输注腺苷;0.2mg/kg/分钟。利多卡因-HCl;0.4mg/kg/分钟和MgSO4;0.224g/kg/分钟。西地那非=1mg/L,丙泊酚1mg/kg;BHB(4mM血液浓度)。在全血中经过无名颈总动脉和左颈总动脉(迪乌桑约等人,2003)给予10ml推注随后输注10ml/kg/分钟。
外科手术方法和脑灌注:在获得珍贵研究的医院内部审查委员会协议的批准和病人同意之后将招募72名患者(8名/组)。用于主动脉弓外科手术和解剖的方法由克鲁格(Kruger)等人,(克鲁格(Kruger)等人,2011)和米斯菲尔德(Misfield)及其他人(米斯菲尔德(Misfeld)等人,2012),和其中的参考文献来描述。脑灌注目标是10ml/kg体重/分钟的流量,正常地将该流量调整以保持在40至70mmHg之间的桡动脉压(迪乌桑约,2003)。脑监测是通过右桡动脉压线、脑电图、用近红外光谱法得到的在双侧额叶中的局部氧饱和度、和经颅多普勒超声测量大脑中动脉的血流速度来实现的。
主要终点及次要终点:主要终点将包括脑损害生物标志如神经微丝(NF)、S100β、神经胶质元纤维酸性蛋白(GFAP)、以及泛素羧基末端水解酶-L1(UCH-L1)神经元特异性烯醇酶(NSE)(横堀(Yokobori)等人,2013)。将使用血乳酸水平和pH值来评估脑缺血。将使用选择标记(例如,IL-1、IL-6、IL-12、肿瘤坏死因子-α)来评估炎症,并使用凝固检测(aPTT、PT)和粘弹性ROTEM分析来评估凝血障碍。将评估暂时性神经功能缺失、30天死亡率和死亡率矫正的永久性神经功能障碍。30天死亡率将包括从手术期间直至手术后第30天发生的任何死亡。次要终点将是围手术期并发症和围手术期与术后时间、插管次数。该实例将证明本发明的一方面,该一方面是在有和没有纳米颗粒的情况下,使用在推注和恒量输注中的非停滞水平的组合物来保护脑。可能包括一个目的,其中提高剂量以检验本发明的另一方面,在针对主动脉重建或大型颅内动脉瘤手术的循环停滞过程中停滞脑干(以及高级中心)。该实例还将适用于儿科和新生儿循环停滞干预和外科手术。
实例36:具有聚乙二醇的的AL或ALM溶液、3-丁二酮单肟(BDM);聚乙二醇、右旋糖酐-40;P188;乳糖酸盐;牛血清白蛋白(BSA)来冲洗和保存猪肾10小时的作用。
背景:冷静态冷存储仍然是全球肾移植保护的主要支柱,但是机器灌注正变得越来越流行。肾脏保存的关键是减少从预获得至植入中对肾的损害,并且特别感兴趣的是针对肾提供充分肾功能的时间,减少透析的需要,移植的主要目的。在缺血冷存储之前,一个关键因素是血液残余物的有效的移植清除。血液残余物和细胞碎片的存在可能促成血流受损和再灌注损伤。通过保存液的肾的有效清除预防了细胞膨胀、间质性水肿的形成、过度细胞酸中毒、损伤和潜在的移植失败。针对获得和清除、存储、复温和再灌注已经开发了许多保存液,但是没有一个是最佳的。在最近一次审查中,在库司托啶(HTK)、施尔生或威斯康星大学(UW)溶液之间的延迟移植功能的发生率中不存在临床差异。Eurocollin与比UW溶液更高危的DGF相关。
目的:在成年猪中,与FDA批准的库司托啶(HTK)相比,检验多种AL(M)溶液在肾清除(冲洗)和12小时冷静态保存中的作用。A和L的量如在下表中列出的(A=4mM和L=10mM),在克雷布斯-汉斯莱特缓冲液中额外的成分如在表中所标注的。
方法:肾获得自来自查特斯堡当地屠宰场的澳大利亚约克夏猪(35-40Kg)。按照人道屠宰法使用弹击式致昏处死动物并且然后放血。手术去除肾脏并且置于盘中持续15分钟的温局部贫血用于制备。鉴别了肾动脉、静脉和输尿管,并且夹断以避免意外伤害,同时去除过剩肾周结缔组织和肾小囊。然后将肾用保持在1m压头的700-800ml保存液进行冲洗。一旦冲洗,将肾称重并且置于拉链锁塑料袋中,该拉链锁塑料袋含有200-250ml的相同的保存液,然后在4℃下储存在冰填充的聚苯乙烯回收箱中持续12小时。在冲洗1)之前、2)之后以及3)再在12小时冷静态存储(CSS)之后记录肾重量。针对清除的定量评估,在皮质延髓连接的样本中计数剩余的红细胞。以盲法方式,在苏木精和伊红(H&E)-染色切片的十个随机选择的区域进行RBC的计数。
结果:
表11
结论:在初始冲洗过程中,相对于黄金标准HTK,具有PEG和BSA的AL(4/5)或单独具有BDM的AL(4/5)或单独具有PEG的AL(4/5)具有显著更低的肾重量增加。具有BDM的AL(4/10)在12小时的冷存储之后具有低27%的肾重量,并且具有PEG和BDM的AL(4/10)或具有PEG和0.5%右旋糖酐-40的AL(4/10)是相等的。在12小时存储之前或之后,具有4%BSA和0.5%右旋糖酐的在4mM下的腺苷和在8mM下的利多卡因比HTK具有明显更低的重量增加。向AL(4/8)添加8mM和80mM乳糖酸盐,在分别用35±8(n=8)和38±10(n=8)冷12小时后,给出了HTK溶液的等量重量变化。与HTK溶液相比,在12小时存储之后,使用AL(4/5)PEG+4%BSA、AL(4/5)4%BSA+右旋糖酐和AL(4/10)PEG+右旋糖酐从肾中洗涤出的剩余的RBC的量显著更低。这可能意味着更多的保护和更少的缺血。
实例37:用ALM柠檬酸西地那非、ALM柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖(CPD)、具有CPD和环孢素A的ALM或具有促红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM来停滞、保护和保存干细胞。
背景:干细胞是多能、自我更新细胞,发现于所有的多细胞生物中。在成年哺乳动物中,干细胞和祖细胞充当身体的修复系统,补充组织。关键是干细胞具有发展为许多不同种类人组织细胞的潜能。只要组织平衡不需要新细胞产生,那么他们就在组织和器官内作为未分化细胞保持‘静止’。在此,它们可以更新自己或分化为补充组织或器官的一些或所有主要的专门细胞类型。该‘静止’状态,一种可逆细胞循环退出,一直被视为一种具有最小基本活性的休眠状态。然而,越来越多的证据表明,静态细胞具有特定的转录,转录后和代谢程序,这些程序至少有两个功能。第一个功能是主动保持静止状态,指示这不是一个简单的休眠状态,但事实上是在主动调节下。第二是引发细胞活化,是以上调细胞进入细胞周期并且开始分化过程所必须的多种细胞过程为表征的过程。神经干细胞(NSC)不仅是神经发育和功能研究的重要工具,而且还是在神经疾病的移植策略的发展中主要成分。不管源材料,使用类似的技术来维持NSC处于培养中并且分化NSC至成熟的神经谱系。此外,在许多前体细胞系统和癌细胞中发现了不同的细胞膜电压控制,这些细胞分别针对其增殖和分化能力是已知的。
目的:检测在12和24小时温(25℃)和冷(4℃)温度存储之后在不同溶液中的干细胞‘静止’,并且描述移植后的神经前体细胞的定义群体的命运。分化的细胞将表现出典型的形态变化和表达的神经元的(神经上皮干细胞蛋白、分裂素-活化的蛋白-2、突触素)、神经胶质的(S100、神经胶质的纤维酸性蛋白)。
方法:用于分离来自胚胎大鼠CNS的多能NSC和神经前体细胞(NPC)的方法描述于邦纳(Bonner)等人中。具体而言,神经前体细胞可以分为神经元的和神经胶质的限制性前体,并且用于在体外和在移植到成人CNS之后可靠地产生神经元或神经胶质细胞。将细胞保存在具有或没有ALM柠檬酸西地那非、ALM柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖(CPD)、具有CPD和环孢素A的ALM或者具有促红细胞生成素、硝酸甘油和唑泊来德的ALM的不同的培养液中,并且在12和24小时后将检验静止和分化。将使用在森德拉克鲁斯(Sundelacruz)等人中描述的方法进行膜电位。(森德拉克鲁斯(Sundelacruz)等人,2009)。
结果与预期结论:我们预期,与单独的培养基相比,ALM将以其停滞水平保持膜电位,并且预防超极化和分化。该研究将对维持干细胞较长时间处于静止期具有重要意义,并且改进活性并减少在移植和分化成组织之后的细胞损失。该研究还具有控制电压和生长以及癌细胞分化的能力。
实例38:低血压麻醉和全身停滞的大鼠模型:
在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-450g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。动物不是用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb))的腹腔注射来肝素化和麻醉的。将麻醉动物以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司(HarvardApparatus),麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中人工通气(95-100搏/分钟)。股动脉和静脉插管术是在左腿上进行,用于药物压力监控和药物输注。II导联ECG是经由ECG导线来联系在一起的。将直肠探针插入5.0cm并且温度范围在37℃和34℃之间。
实例A)低血压麻醉
ALM+0.1%CPD。(0.2ml推注)
向大鼠给予组合物的0.2ml推注静脉注射,该组合物包括在0.9%盐水和0.1%柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖(CPD)中的0.2mg腺苷、0.4mg利多卡因-HCl和200mgMgSO4。在该组合物中没有丙泊酚。在该组合物中各组分的浓度如下:腺苷3.75mM,利多卡因-HCl7.38mM,MgSO4833mM,和柠檬酸盐3.4mM。向动物给予的各组分的剂量如下:腺苷0.6mg/kg、利多卡因-HCl1.2mg/kg、MgSO4600mg/kg、和柠檬酸盐0.6mg/kg。
结果:最初,动物的基线心率、血压和平均动脉压(MAP)为HR339bpm、BP159/113mmHg、MAP129mmHg、温度36.7℃(参见图26A和B)。在组合物的推注给予的两分钟之后,存在从129mmHg至67mmHg的平均动脉压(MAP)下降以及MAP(从基线下降48%)和心率从339次跳动/分钟下降至288次跳动/分钟(心率从基线下降15%)(参见图26C和D)。低血压通常定义为:平均动脉压(MAP)降低>40%并且MAP<70mmHg。这种低血压状态保持10分钟以上。
实例B)全身停滞
ALM+0.1%CPD+1mg/kg丙泊酚(0.1ml推注)
在与实例1相同的动物中,在10分钟后,给予组合物的0.1ml推注静脉注射,该组合物包括在0.9%盐水和0.1%柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖(CPD)中的0.1mg腺苷、0.2mg利多卡因-HCl、200mgMgSO4以及丙泊酚。在该组合物中各组分的浓度如下:腺苷3.75mM,利多卡因-HCl7.38mM,MgSO41666mM,柠檬酸盐3.40mM和丙泊酚18.5mM。在该步骤中,向动物给予的各组分的剂量如下:腺苷0.6mg/kg、利多卡因-HCl1.2mg/kg、MgSO4600mg/kg、柠檬酸盐0.3mg/kg和丙泊酚1mg/kg。
结果:最初,动物的基线心率、血压和平均动脉压(MAP)为HR320bpm、BP137/95mmHg、MAP108mmHg、温度37.0℃(参见图27E和F)。在给予组合物之后,血压和心率立刻降到接近零(未显示)并且在3分钟后,MAP是12并且心率191次心跳/分钟(3分钟推注后:HR191bpm,BP15/11mmHg,MAP12mmHg,温度36.6℃,参见图27G和H)。在5分钟后,MAP增加了6倍以上,并且心率为208次心跳/分钟(HR208bpm,BP109/57mmHg,MAP75mmHg,温度36.4℃,参见图28I和J)。在15分钟后,血压和心率几乎完全恢复(HR308bpm、BP135/92mmHg、MAP106mmHg、温度36.1℃,参见图28K和L)。在没有任何胸部按压或其他干预的情况下,动物自发恢复血流动力。
实例39:ALM-CPD溶液1
39a:在组合物中组分的浓度
提供一种组合物,该组合物包括在250ml的0.9%NaCl中的1.25g腺苷、2.5g盐酸利多卡因、1.25gMgSO4、2%CPD。在该组合物中各组分的浓度如下:腺苷18.71mM,利多卡因-HCl36.92mM,MgSO420mM,和柠檬酸盐2.1mM。
39b:ALM-CPD溶液1的制备
典型地,在制备该溶液中,遵循以下方法:
组合物的组分的量:
·腺苷粉末1.25g
·利多卡因盐酸盐2.5g
·硫酸镁50%溶液(w/w)-2.5ml
·柠檬酸钠二水合物0.1315g
·柠檬酸一水合物0.01635g
·无水磷酸二氢钠0.00965g
·右旋糖无水粉末0.116g
·250ml最终总体积的氯化钠0.9%溶液
方法:
伴随着搅拌,将约125mL(50%的体积)的NaCl溶液置于导管中。
1.添加腺苷碱粉末,伴随搅拌直至溶解。
2.添加盐酸利多卡因,伴随搅拌直至溶解。
3.伴随着搅拌,添加硫酸镁溶液。
4.添加柠檬酸钠、柠檬酸一水合物、无水磷酸二氢钠粉末和无水右旋糖粉末,伴随搅拌直至溶解。
5.检查和调整溶液的pH值,如果有必要,在7.2和7.5之间(优选地7.4)。
6.当固体完全溶解时,用0.9%NaCl溶液将该溶液补足至250ml并且通过0.22微米滤器过滤进入无菌袋中。
39c:ALM-CPD溶液1的用途
可以通过IV输注以以下速率给予该组合物:
IV输注速率:在手术过程中给予推注0.1ml/kg,然后0.1-0.5ml/kg/分钟,随后麻醉并且在胸骨闭合过程中在ICU中保持或变为0.1ml/kg/分钟持续2小时。Iv给予可以增加至1ml/kg/小时或更高、或低于0.1ml/kg/小时。
在ICU处(恢复)在手术过程中并且在胸骨闭合过程中持续2小时给予的组合物的各组分的剂量为如下:
在手术过程中:输注速率:0.1-0.5ml/kg/小时
腺苷=当给予0.5ml/kg/小时的情况下,0.5mL/250mL×1.25g=2.5mg/kg/小时,或者;
当给予0.1ml/kg/小时的情况下,0.5mg/kg/小时。
利多卡因-HCl=当给予0.5ml/kg/小时的情况下,0.5/250×2.50=5.0mg/小时/kg(这针对70kg人类相当于350mg/小时;并且针对7kg儿科患者相当于35mg);或者
当给予0.1ml/kg/小时的情况下,1mg/kg/小时。
MgSO4=当给予0.5ml/kg/小时的情况下,0.5mL/250mL×1.25g=2.5mg/小时/kg,或者;
当给予0.1ml/kg/小时的情况下,0.5mg/kg/小时。
在恢复过程中:输注速率:0.1ml/kg/小时(在胸骨闭合过程中从0.5降低至0.1并且进入ICU持续2小时)
腺苷=0.1/250×1.25g=0.5mg/小时/kg。
利多卡因-HCl=0.1/250×2.50=1.0mg/小时/kg(这针对70kg人类相当于70mg/小时;并且针对7kg儿科患者相当于7mg/小时)。
MgSO4=0.1/250×1.25g=0.5mg/小时/kg。
上述的方法和剂量,相对于针对在心脏外科手术、大外科手术中和在严重创伤性脑损伤之后组合的腺苷、利多卡因和镁的公布的临床剂量,提供了若干优势。
与在大外科手术过程中典型使用的腺苷的剂量相比,上述的在输注过程中使用的腺苷的剂量大幅减少了,如当将腺苷用作镇痛剂时。
与在大外科手术过程中典型使用的镁的剂量相比,上述的在输注过程中使用的镁的剂量大幅减少了,如当在心脏外科手术过程中使用镁时。
实例40:ALM-CPD溶液2
40a:在组合物中组分的浓度
提供一种组合物,该组合物包括在250ml的0.9%NaCl中的腺苷、利多卡因、MgSO4、2%CPD。在组合物中各组分的浓度可以如下;
80毫升袋的溶液
0.4g腺苷碱(USP)=0.4g碱(0.4/267.24×1000/80=18.71mM)
0.8g盐酸利多卡因(USP)20mg/ml=125ml(2.5/270.80×1000/80=36.92 mM)
8gMgSO4(USP)50%溶液(2M)=16ml(16//80×2M=400mM)
CPD**2%
0.9%NaCl(USP)=至80ml
总体积80ml
**CPD包含在100ml中
柠檬酸(一水合物),0.327g
MW210.14
浓度=0.327/210.14×1000/100=0.01556M(15.56mM)
柠檬酸钠(二水合物),2.630g
MW294.1
浓度=2.63/294.1×1000/100=0.0894M(89.4mM)
磷酸二氢钠(一水合物),0.222g
MW119.98
浓度=0.222/119.98×1000/100=0.01850M(18.5mM)
右旋糖(无水),2.550g
MW180.1
浓度=2.550/180.1×1000/100=0.258M(141.6mM)
因此,在上述80ml袋的溶液中2%CPD的组分的终浓度为如下:
柠檬酸:1.6ml/80ml×15.56mM=0.3112mM
柠檬酸钠:1.6ml/80mlx89.4mM=1.788mM
总柠檬酸盐(TC)2.0992mM
磷酸钠:1.6ml/80ml×18.5mM=0.37mM
右旋糖:1.6ml/80mlx141.6mM=2.832mM。
40b:ALM-CPD溶液2的制备
典型地,在制备该溶液中,遵循以下方法:
组合物的组分的量:
·腺苷粉末0.4g
·利多卡因盐酸盐0.8g
·硫酸镁50%溶液(w/w)-16ml
·柠檬酸钠二水合物0.04208g
·柠檬酸一水合物0.005232g
·无水磷酸二氢钠0.003088g
·右旋糖无水粉末0.03712g
·80ml最终总体积的氯化钠0.9%溶液
方法:
1.伴随着搅拌,将约40mL(50%的体积)的NaCl溶液置于导管中。
2.添加腺苷碱粉末,伴随搅拌直至溶解。
3.添加盐酸利多卡因,伴随搅拌直至溶解。
4.伴随着搅拌,添加硫酸镁溶液。
5.添加柠檬酸钠、柠檬酸一水合物、无水磷酸二氢钠粉末和无水右旋糖粉末,伴随搅拌直至溶解。
6.检查和调整溶液的pH值,如果有必要,在7.2和7.5之间(优选地7.4)。
7.当固体完全溶解时,用0.9%NaCl溶液将该溶液补足至80ml并且通过0.22微米滤器过滤进入无菌袋中。
40c:ALM-CPD溶液的用途
可以通过推注向血液给予组合物,以提供在心脏处的接触浓度。将组合物的推注稀释至1L血液以提供以下心脏接触浓度:
停滞诱导
25mL/1000全血(诱导)
A=0.468mM
L=0.923mM
M=10mM
TC=0.053mM;或
20ml/1000全血(诱导)
A=0.374mM
L=0.738mM
M=8.0mM
TC=0.042mM
注意,当使用25ml推注在1000ml血液中用于停滞时,添加0.07mM的右旋糖。该添加仅对血糖(典型5mM)添加了1.3%的增长。已知增加血糖具有副作用。
如果需要的话保持
15ml/1000ml
A=0.281mM
L=0.554mM
M=5.6mM
复苏(在X夹去除前10分钟-复温心脏并且复苏)
2.0ml/1000(复苏)
A=37μM
L=74μM
M=0.8mM
SC=0.3μM
实例41:使用ALM-CPD溶液用于心脏停搏的说明(参见针对该溶液的组成的以上实例40)。
下表12描述了在用ALM-CPD溶液治疗成年人和儿科患者中使用的血流速率和ALM-CPD溶液顺序。以如在表的第2列中指示的流速向患者提供氧化的全血。就在给予前,将全血与ALM-CPD溶液通过Y-接合器组合。通过QuestMPS系统或注射泵向Y-接合器供应极射。在处理(诱导)的起初,针对如在表中描述的成年人和儿科患者,以不同的流速给予ALM-CPD溶液的的温溶液持续1分钟。在给予温溶液之后,给予ALM-CPD溶液的冷溶液持续3分钟。在两种递送方法(QuestMPS或注射泵)之间,针对诱导、保持和复苏的接触浓度是相同的或相似的。表12中的数据可以由技术人员来改变以适合他们自己的偏好。例如,替代温诱导,一些技术人员可能更喜欢较冷的诱导温度,并且该范围可以在2℃和32℃之间。一些技术人员还可能更喜欢温整体诱导和保持,并且可能需要更高浓度极射用于保持和更频繁的间歇输注(即,每20分钟)。
在诱导期之后,向患者提供额外的ALM-CPD溶液以保持停滞(保持)。尽管下表提供了关于在保持的过程中每分钟体积的指南,但是在保持的过程中给予多个剂量的ALM-CPD溶液之间的时间间隔和在保持的过程中所给予的ALM-CPD溶液的量是在外科医师和灌注师之间确定的。
实例42:使用QuestMPS心脏停搏液递送系统来临床使用具有2%CPD的ALM。没有额外的钾被用来停滞心脏
使用实例41中描述的方法获得下表13中列出的结果。
以下列出了表13中的以下术语的注释。
*法洛四联症是罕见的、复杂的心脏缺陷。它在每10000个婴儿中发生约5例并且男性和女性中有相等的发生率。法洛四联症涉及四种心脏缺陷:1)室间隔缺损(VSD),2)肺动脉瓣狭窄,3)右心室肥大,4)骑跨主动脉,其中该主动脉位于在左和右心室之间,直接在VSD上。其结果是,来自右心室流的贫氧血直接进入主动脉而不是进入肺动脉。如果不进行外科手术修复,那么法洛四联症将导致死亡,因为没有足够的血液能够到达肺和身体。
**CABG=冠状动脉旁路移植术
***Ross手术或“调转手术”是一种专门的主动脉瓣手术,其中将患者的患病主动脉瓣膜用他或她自身的肺动脉瓣替换。然后将肺动脉瓣用低温保存的尸体肺动脉辦替换。
实例43:在大鼠体内,在40%失血和60分钟休克之后,使用具有或没有一种形式的柠檬酸盐的高渗盐水ALM进行的小容量复苏:在复苏的过程中更高的脉压(PP)表示与对照相比改进的左心室功能
方法:在自由饮水的情况下,雄性斯普拉-道来大鼠(300-400g)随意采食,并且被关在12-小时光暗循环中。将动物用100mg/kg硫喷妥钠(硫代巴比(Thiobarb))的腹腔(IP)注射来麻醉。在硫代巴比麻醉之后,将大鼠以仰卧位放置于按用户需要设计的支架上。进行气管切开术并且使用哈佛大学小动物通气机(哈佛仪器公司,麻萨诸塞州,美国)将动物在湿润室内空气中以90-100搏/分钟进行人工通气,以保持血液pO2、pCO2和pH在正常的生理范围内。在休克和复苏之前、过程中和之后,使用直肠探针插入距直肠孔5cm处监测直肠温度,并且以前的实验显示温度范围在37℃至34℃之间。使用用于药物输注的PE-50管和血压监护仪(偶联到MacLab上的UFI1050Bp)将左股静脉和动脉插管,并且将右股动脉插管用于放血。将II导联心电图(ECG)导线经皮下植入在左和右前腿上,并且接地及至后腿。在放血前,稳定大鼠10分钟。在20分钟内,通过从股动脉抽血来诱导出血性休克,初始速率为约1ml/分钟然后降低至约0.4ml/分钟。最初,缓慢抽血至10ml肝素化注射器(0.2ml的1000U/ml肝素)中,以降低MAP至在35和40mmHg之间。如果MAP增加,那么抽取更多的血液来保持其低值,并且在20分钟时间内,继续该过程。复苏是对每只大鼠用没有柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖(CPD)的7.5%NaCL腺苷、利多卡因-HCl、硫酸镁(ALM)进行0.3ml静脉推注,与每只大鼠用具有0.1%CPD的3.0%NaCL腺苷、利多卡因-HCl、硫酸镁(ALM)进行0.3ml静脉推注相比。ALM溶液的原料组合物是1mM腺苷、3mM利多卡因-HCl和2.5mM硫酸镁,在40%失血和60分钟休克之后,将其0.3ml注射IV进入股静脉中。在0.3ml中,以mg/kg大鼠计,ALM的量为0.24mg/kg腺苷、0.73mg/kg盐酸和0.27mg/kgMgSO4。在给予0.3ml推注之后,在60分钟内监测血液动力。
主要结果:显示出,用CPD的情况下小容量复苏的存在在称为脉压的收缩压及舒张压中产生了较大差异。文献报道,较大的脉压与较高的心搏量相关,心搏量定义为每次心跳从左心室喷出的血量。用高渗盐水ALM和CPD的情况下2.5倍增加脉压的这一发现导致在60分钟低血压复苏过程中的心搏量和心脏功能的改进。
以下列出了表14中的以下术语的注释。
#HR=心率,SP=动脉收缩压,DP=动脉舒张压,MAP=平均动脉压,PP=脉压(收缩动脉压减舒张动脉压是左心室的心搏量的临床指数),RPP=率压乘积。
**ALM是腺苷、利多卡因和镁,是在对照和本发明中给予的推注中相同的浓度。
实例44:在手术之前预处理
将患有法洛四联症(TAF)的9月龄的儿科患者(9.2kg,67cm)在十字夹住之前(即,在从循环去除心脏并且置于心肺分流术上之前)给予ALM-CPD溶液(在0.9%NaCl中的腺苷18.71mM,盐酸利多卡因36.92mM,硫酸镁400mM,2%CPD)的2mL推注进入主动脉根,以提供全身保护免受外科手术创伤。全部转流时间为107分钟并且将患者十字夹住57分钟。患者恢复以自发心律,并在没有任何临床问题的情况下,放下旁路。
实例45:在手术之前预处理
在经历三尖瓣修复的32岁女性中,在十字夹住之前(即,在从循环去除心脏并且置于心肺分流术上之前)给予ALM-CPD溶液(在0.9%NaCl中的腺苷18.71mM,盐酸利多卡因36.92mM,硫酸镁400mM,2%CPD)的10mL推注进入主动脉根,以提供全身保护免受外科手术创伤。在5分钟期间内给予ALM-CPD溶液的10ml推注,引起了小心动过缓,然后快速恢复至正常心率。手术在不到2小时内完成,心脏自发地恢复电节律并且在没有任何临床问题的情况下患者中断旁路。
实例46:在内毒素血症中使用腺苷、利多卡因和Mg2+处理诱导可逆低血压,改进心脏和肺功能并且发挥消炎作用
背景:腺苷、利多卡因和Mg2+(ALM)已经证明在心脏停滞和出血性休克中的心肌保护和复苏特性。这项研究评估了是否ALM也证明了在内毒素血症猪模型中的保护特性。
引言
败血症由于心血管损伤、肺损伤和多器官衰竭的发展,与高死亡率相关。据信,急性病理生理学潜在的败血症临床特征与早期全身促炎性应答随后的消炎阶段相关。在促炎性阶段过程中,固有免疫系统响应于微生物被活化,导致细胞因子的产生、活性氧类、以及白细胞的活化。
腺苷和利多卡因的组合具有心肌保护作用并且目前被用作心脏外科手术中的心脏停搏液。还已经报道,单独的和组合的腺苷和利多卡因协同抑制中性粒细胞炎症功能。在心脏停滞的猪模型中确认腺苷-利多卡因的心脏保护和消炎性质。此外,已经报道,腺苷、利多卡因和镁(ALM)的组合改进了心血管、血液动力和肺功能并且减少了在严重出血性休克之后的全身氧消耗(VO2)。由于在败血症患者中,心血管功能障碍和呼吸衰竭是早期死亡的最常见原因,本研究的目的是在全身炎症的猪模型中调研ALM对这些系统的作用。
假设用ALM干预可以改进心血管和肺功能,并且减少响应于在猪模型中的脂多糖的炎症。主要结果指标是心脏和肺功能,同时肾功能作为一种安全性结果进行评估。
材料与方法:
动物制备:将十六头雌性杂交兰德瑞斯猪/约克夏猪/杜洛克猪(35-40kg)空腹过过夜,但是允许自由饮水。用咪达唑仑(20mg)和s-开他敏(250mg)诱导麻醉,并且如在之前研究中使用的用芬太尼(60μg/kg/h)和咪达唑仑(6mg/kg/h)来保持。在5cmH2O的呼气末正压、0.4的FiO2、以及10ml/kg的潮气量下保证的体积(S/5皇冠,德恩欧美达(DatexOhmeda),麦迪逊,威斯康星州,美国)的情况下,使用压力控制通气将动物进行插管并通气。调节通气速率以保持PaCO2在41-45mmHg之间。将体温维持在约38℃-38.5℃。所有的动物在基线处接受了等渗盐水10ml/kg/h的推注,并且在脂聚糖输注过程中保持速率为15m/kg/h。
外科手术准备与监测:
将血管鞘插入颈动脉以及颈外静脉。将压力体积(PV)导管(SciSense,伦敦,安大略省,加拿大)通过右颈动脉插入左心室。将肺动脉导管(CCOmbo,爱德华生命科学公司(EdwardsLifesciences),尔湾市,加利福尼亚州,美国)通过右颈外静脉插入肺动脉,以监测心输出血量(CO)和核心体温。将定型气球(NMT医疗公司(NMTMedical),波士顿,马萨诸塞州,美国)插入左颈外静脉并且固定到腔静脉,以在P-V测量过程中封堵静脉回流。放置膀胱导管用于尿收集。
全身血管阻力(达因s/cm5)计算为:80(平均动脉压(MAP)-中心静脉压)/CO,同时肺血管阻力(PVR,达因s/cm5)计算为80(MPAP-PCWP)/CO,其中MPAP=平均肺动脉压,并且PCWP=肺毛细血管楔压。
实验方案:在仪表化之后,将每个动物随机分配到两组之一:组1)对照(n=8);组2)ALM(n=8)(图29)。随机化是由实验室技术员从袋中通过抽取纸片来进行,该实验室技术员还负责ALM处理。主要调查人员对组分配是不知情的。在数据分析之后进行揭盲。在随机化之后,内毒素血症是通过以1μg/kg/h的速率进行大肠杆菌脂多糖(0111:B4,西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich),邦比,丹麦,lot:011m4008)的输注来诱导的,持续5小时。在两组中,如果在输注的第一个小时的过程中,MPAP增加至MAP水平,其中MPAP水平处于最高,那么如在之前研究中报道的,给予肾上腺素(0.002mg)以避免循环衰竭和死亡。在缺氧事件(PaO2<12kPa)中,将FiO2首先增加至0.60并且不足0.80。
ALM处理:通过之前的研究和预试验使用三级ALM战略确定剂量。因为开始了脂多糖输注,动物被加载有ALM(1)(腺苷(0.82mg/kg)、利多卡因(1.76mg/kg)和硫酸镁(0.92mg/kg))的推注;这随后是使用腺苷(300μg/kg/分钟)、利多卡因(600μg/kg/分钟)以及硫酸镁(336μg/kg/分钟)的ALM(2)的连续输注持续1小时,在此之后,将配制品减少至腺苷(240μg/kg/分钟)、利多卡因(480μg/kg/分钟)以及硫酸镁(268μg/kg/分钟)(ALM3)以减轻低血压症。针对连续输注,将药物溶解于1升的NaCl中。在对照组中,使用盐水作为载体输注并且在4小时后关闭。观察继续持续总计5个小时。
氧消耗:VO2计算为动脉-混合静脉氧含量差异和如之前所描述的心输出血量(CO)的乘积。氧供计算为心输出血量、和动脉氧含量的乘积,同时氧提取率计算为动脉-静脉差异和动脉氧含量的比。
血液和尿液样本的分析:每半小时进行动脉血气分析(ABL700,辐射计,布里斯托,丹麦)。每小时收集血浆和尿液样本。针对肌酸酐分析血液样品,同时如之前报道的,针对肌酸酐、蛋白和N-乙酰基-β-D-葡糖胺酶(NAG酶)活性分析尿液样品。使用可商购的酶联免疫吸附测定试剂盒(BioPorto诊断A/S,根措夫特,丹麦)确定中性粒细胞明胶酶相关的脂笼蛋白(NGAL)的尿水平。NGAL和NAG酶都是肾小管损伤的标志物。测定内和测定间精密度分别为2.71%和6.27%。在尿中的NAG酶活性、蛋白和NGAL浓度除以尿的肌酸酐浓度,以矫正尿排出量。
多重细胞因子分析:使用可商购的试剂盒(猪细胞因子测定试剂盒,潘诺米克,美国)确定细胞因子白介素(IL)-6、IL-10、以及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。检测极限,针对IL-6为4.39pg/ml,针对IL-10为15.41pg/ml,并且针对TNF-α为14.45pg/ml。测定间变异为4%-13%,并且测定内变异为1%-5%。
白细胞超氧化物产生:每小时收集血液样品并且使用全自动血液分析仪(KX-21N,希森美康欧洲有限公司,诺德施泰特,德国)量化白细胞数量。使用提高光泽精的化学发光来量化细胞超氧化物阴离子(O2 -)。将每个全血样品分成2个等分试样:1)单独的全血、2)全血+0.2mg/ml调理的酵母多糖。通过添加超氧化物歧化酶(3mg/ml,西格玛化学品公司(SigmaChemicals),圣路易斯,密苏里州,美国)来确定总体信号的O2 -组分。在光度计(AutolumatLP9507,贝特科技公司(BertholdTech),巴特维尔德巴德,德国)中在15分钟内记录高光泽精的化学发光,并且表示为相对光单位/106白细胞。在不同时间点的数据表示为基线化学发光的百分比。
肺:肺泡气-动脉血氧分压差[使用简化肺泡气体方程(PAO2=(PATM-PH2O)*FIO2-PaCO2/R来计算(A-a)],其中PaO2是氧肺泡分压,PATM是大气压,PH2O是水的饱和蒸汽压力(49.7mmHg),FIO2是氧的吸入部分,PaCO2是动脉血二氧化碳分压,并且R是呼吸商(0.8)。湿/干肺组织重量比:将右上肺的代表性样品称重(湿重)并且置于烘箱中在70℃下直到没有进一步的重量损失(干重)。
心脏:使用ADVantageTM系统(SciSense,伦敦,安大略省,加拿大)获得实时PV环,其使用导纳导管来同时测量左心室压和导纳。使用多通道采集系统和Labchart软件(ADInstruments公司,牛津,UK)来连续记录数据。记录以下压力衍生的数据:收缩期末压、舒张期末压、等容舒张的时间常数Τ(τ),随着时间压力增长的最大速率(dP/dtmax),以及随着时间压力下降的最大速率(dP/dtmin)。在呼吸暂停过程中,通过膨胀腔静脉上浆导管来减少前负荷,来获得下降的左心室PV环,从中计算出收缩的独立负载指数:前负荷补充搏功(PRSW)、收缩期末压-体积关系(ESPVR或Ees)、以及舒张期末压-体积关系。动脉-心室偶联被描述为Ees与动脉弹性(Ea)的比例,即(Ea/Ees)。最佳的EA/ES比例约为1,并且偏离这一比例指示动脉-心室偶联效率和心脏功能的下降。
统计分析:
针对连续变量,双向重复测量的方差分析(ANOVA)被用来分析数据的时间依赖性和组间差异。先验确定了在基线处和在研究结束时进行事后的两两比较;除此以外的比较针对多重比较来调整(Sidak)。先验将重复测量的方差分析(ANOVA)分为分析1)整个研究期间和2)四小时ALM输注期间。模型的假设是通过审查残差与拟合值的散点图和残差的正常分位图来调研的,并且当必要时将数据进行对数转换。如果数据尽管对数转换也并没有满足针对重复测量ANOVA的假设,那么它们使用多元重复测量的ANOVA(MANOVA)来分析。
在原始测量尺度上所有的变量呈现为平均数/中值和95%置信区间。小于0.05的双尾P值视为统计学上有义意的。
各组中包括8只猪是基于功率计算,数据是关于如下来自6个试点研究:1)在90分钟处的峰值TNF-α水平以及2)来自在输注中止之前/之后的VO2变化(TNF-α:Diff:3353pg/ml;sd=1480;α=0.05和β=0.1,n=5:VO2:Diff:79ml氧气/分钟;sd对照=54/alm=29;α=0.05和β=0.1,n=7)。功率计算是用TNF-α和VO2来进行的,因为我们想调研相对于主要终点心脏和肺功能,ALM的已知的消炎和代谢降低作用是否将转化为改进。使用Stata12.1(StataCorpLp,大学城,得克萨斯州,美国)进行分析。
结果:
血液动力:
在4小时处理期间,ALM输注导致显著更低的MAP(图30A)。在ALM输注结束时,MAP立即返回至对照组值。尽管显著更高的心输出血量(图30B),但是在ALM的输注的过程中,更低的MAP是由于更低的全身血管阻力(表1)。
在研究结束时,心率和心搏量(SV)二者在ALM组中比对照组显著更高(表15)。如果在第一个60分钟过程中,MPAP等于或大于MAP,那么使用静脉内肾上腺素协议驱动以避免循环衰竭和死亡。在ALM组中,根据该协议,给予显著更低剂量的肾上腺素(ALM中值0μg[0-0.2]μg与对照中值0.6μg[范围:0-2.4],p=0.025)
代谢:
作为更高心输出血量的结果,在ALM组中,总体氧供显著更大(表16)。然而,在输注期间平均全身VO2比对照明显更低(ALM:205[95%CI:192-217]ml氧气/分钟与对照:231[95%CI:219-243]ml氧气/分钟,图30C),同时在ALM处理终止之后它立即恢复至对照组值。
在ALM组中氧提取率是不变的,支持良好的氧气供应/需求状况(图30D)。直接相反,在对照组中比例随着时间增加与不充足供应氧的一致。
在研究结束时,在ALM组中,乳酸盐明显更低(表17)。
肺:
输注脂多糖引起了MPAP特有的增加,伴随着在30分钟处的峰;这种增加在ALM组中避免(图31A)。在整个研究过程中,ALM保持明显较低的MPAP。在对照组中在30分钟处存在PVR的初始峰,但是这并没有在ALM组中看到(表15)。在ALM组中,在整个研究过程中,PVR继续较低。
在ALM组中,保持肺泡气-动脉血氧分压差,然而它在对照组中随着时间增加,在研究结束时伴随着显著差异(图31B)。类似地,在ALM组中,保持PaO2/FiO2比,然而它在对照组中随着时间增加并且在ALM组中以明显更高水平结束(图31C)。当与对照组相比时,用ALM的处理显著减少了平均肺湿/干比例(图31D)。
心脏:
ESPVR的斜率,还称为收缩末期弹性(Ees),在各组中并没有随着时间明显变化(图32AB,表18)。然而,在对照组中观察到的体积轴截截距(V0)的向右移位,与降低收缩性一致;在ALM组中避免这种移位(图32AB/表18)。PRSW的斜率(整体心脏功能的指数)在对照组中下降,但是这在ALM组中是被避免的(图32CD,表18)。在两组中,在研究结束时,存在PRSW的截距的向右移位,没有显著组差异。当与对照组相比时,在相等的压力下,心肌收缩性dP/dtmax的另一个指数是在研究结束时显著更高(图33AB)。舒张期末压-体积关系并没有随着时间明显改变,并且不存在组差异(数据未显示)。然而,由dP/dtmin和Τ评估的舒张功能在ALM组中明显改进了(图33C/表18)。在实验过程中,在对照中,动脉-心室偶联(Ea/Ees)逐渐增加,与不匹配的偶联一致。在ALM输注过程中,这并没有在ALM组中观察到,然而Ea/Es比在输注停止后增加至对照组水平(图33D)。
肾:在输注ALM过程中,尿排出量明显减少(图34A),但是在研究结束时,当与对照相比,在ALM停止之后,产生迅速增加,导致在ALM组中显著更高的尿排出量。尽管存在这些时间性差异,但是在整个研究过程中,在总体尿产生中不存在显著差异(ALM:487[95%CI:236-738]ml与对照:544[95%CI:300-788]ml)。在输注过程中,在ALM组中,血浆肌酸酐水平稳步增加(图34B)。在停止ALM输注之后,血浆肌酐立即下降。在ALM组中,在研究结束时,肌酐水平保持高出33%。
在ALM输注过程中,更高的血浆肌酸酐水平部分归因于降低的肌酸酐清除率。然而,在输注停止之后,当与对照相比时,在ALM组中,肌酸酐清除率明显更高(图34C)。在ALM输注过程中,在ALM组中,尿蛋白/肌酸酐比和NAG酶/肌酸酐比都增加了,但是在输注停止之后恢复至可与对照组相比的值(表19)。相对于尿NGAL/肌酸酐比,随着时间在组之间存在显著不同的增长;然而,在研究结束时没有显著的组差异存在。(图34D)。在输注ALM过程中,在ALM组中,肾功能障碍的整体标志物增加,但是与对照相比,在ALM组中,除更高的血浆肌酸酐水平和肌酸酐清除率增加之外,在输注之后恢复至对照组水平。
炎症:输注脂多糖引起血浆细胞因子的特征性增加(表5)。在ALM组中,在90分钟脂多糖之后峰值TNF-α水平显著更低(对照/ALM比例:1.63[95%CI:1.11-2.38];p=0.02)。相对于IL-6或IL-10,在组之间不存在显著性差异。总血白细胞计数随着时间推移而下降,无组间差异。当与对照组相比时,在ALM组中,离体超氧化物阴离子产生明显更低。
本研究已经显示出在内毒素血症猪模型中用ALM的处理诱导了比脂多糖对照物具有显著更高氧供和更低全身血管阻力的可逆低血压状态。此外,输注ALM衰减了脂多糖诱导的全身VO2增加,改进了心脏功能,伴随着更低的肺干/湿比增加了PaO2/FiO2,并且减轻了由更低的TNF-α和超氧化物阴离子产生指示的炎症。
ALM处理
从公布的大鼠和猪出血研究,以及从在脂多糖猪模型中的试点研究中确定了ALM的治疗方案和剂量。ALM的静脉推注在脂多糖输注开始时以负荷剂量给予,以增加血管腔隙中的浓度,随后恒量输注。在60分钟之后,基于我们试点研究和如图30A中所示,将ALM输注剂量降低以最小化进一步的低血压。基于硫酸镁在出血性休克的大鼠模型中国改进血液动力和矫正凝血障碍的能力,将其添加至腺苷-利多卡因(制备ALM)。
在LPS输注和多微生物腹膜炎的动物模型中,A、L或M的单独组分之前已经证明了对器官功能和生存的多个有益的作用。已经显示出,利多卡因输注改进了7天生存期,并且减少了TNF-α产生、中性粒细胞浸润和细胞凋亡。然而,在出血性休克和创伤中,已经显示出,它是ALM的唯一组合,该ALM的唯一组合发挥了与血液动力稳定性、心肌挽救和中性粒细胞活化相关的协同作用,该协同作用不是单独的药物所赋予的。
对ALM处理的血液动力反应
根据拯救败血症运动指南,应当将患有低血压的患者复苏以靶向MAP在65mmHg以上,以确保充分组织灌注。这些指南与患有严重败血症或败血性休克的患者高度相关,这些患者血压过低,患有伴有增高的乳酸盐水平的心脏功能障碍。在该实验模型中情况不是这样的。在本研究中,ALM诱导了伴有47mmHg的MAP的可逆低血压状态,这在正常的临床情况下,将需要立即采取行动。本研究进一步显示出,该低血压状态是稳定的,并且与心脏和肺功能增加、增加的氧供和正常的乳酸盐水平相关。有趣的是,使用相同的麻醉和相同大小的猪的情况下,本发明者之前已经证明了尽管其各组分的血管扩张特性,在伴随有比对照显著更低的血乳酸水平的严重的出血之后,在复苏过程中ALM的单次推注增加了MAP从37mmHg的休克状态至约48mmHg。类似地,在本研究中,尽管在血量正常ALM猪中47mmHg的MAP,改进了心脏功能并且在4小时的期间内乳酸水平显著比在对照中更低。得出结论,ALM诱导的低血压状态在脂多糖输注过程中没有严重的全身缺血的迹象。
尽管在4小时后停止输注,对心脏和肺功能的保护作用保持在研究结束时,暗示着处理的保护作用还与超过输注期间的下游信号机制的活化相关。这些信号机制的性质必须在另外的研究中确定。
心脏
在目前的研究中,脂多糖输注损害了收缩与舒张功能、以及动脉-心室偶联。收缩功能障碍在对照中通过ESPVR的向右移位和dP/dtmax和PRSW的减少是显而易见的。舒张功能障碍通过Τ和dP/dtmin的增加是显而易见的。本研究并没有调研脂多糖诱导的功能障碍的细胞机制,但是这些可以包括脂质过氧化、异常钙处理、炎症细胞因子的产生、以及自主功能障碍。经过5小时的观察后,用ALM处理导致所有测量的心脏功能参数的显著的和临床相关的改进。用ALM进行的中性粒细胞活化和TNF-α释放的降低可能是心脏保护的潜在机制,因为已知这些介质抑制心肌功能。
在本研究中,如在其他研究中所报道的,脂多糖输注在对照组中随时间增加了Ea/Ees比,这指示偶联功效和心脏功能的降低。仅在输注期间,在ALM组中,避免了Ea/Ees比的增加。在对照中观察到的SV的降低和动脉-心室偶联功效的明显损失可能与更高的MPAP、和促成更低的SV的可能的右心功能障碍有关。由于在ALM组中Ees未变,因此更低的Ea/Ees比主要是由于与对照相关的显著更低的Ea(收缩期末压/SV)。因此,ALM优化了动脉-心室偶联,伴随着减少的MPAP和更高的心搏量。
肺
脂多糖的静脉给予是急性肺损伤的一种广泛使用的和相关的模型。在本研究中,急性肺损伤在对照中通过PaO2/FiO2降低、肺泡气-动脉血氧分压差的增加、更高的MPAP以及湿/干比的增加是显而易见的。用ALM的处理改进了肺状态,表示为显著更高的PaO2/FiO2比,更低的肺泡气-动脉血氧分压差,更低的MPAP和更低的湿/干比。在研究结束时,在ALM猪中,PaO2/FiO2比的差异为高出129[95%CI:73-184]%,该差异我们视为一种临床相对差异。在脂多糖输注之后,肺功能障碍和湿/干比的增加最可能与提高的微血管压力和增加的血管渗透性的组合有关。
在湿/干比和用ALM处理的氧化的改进可能与PVR的降低和血管渗透性的降低相关。在内毒素血症猪模型中已经显示出,单独的腺苷输注减少了血管外肺含水量,不伴随MPAP的降低,表示了湿/干比的下降部分可能与保护的内皮渗透性相关。在本研究中,这与观察到的TNF-α产生和白细胞超氧化物阴离子产生的显著减少一致,这些是内皮功能障碍的已知的介质。然而,用ALM的处理还引起了PVR显著的降低,支持这一论点:肺功能改进与改进的血管渗透性和外周血管阻力降低相关。
急性肾损伤
之前的动物研究已经证明,靶向更低的MAP导致更高的急性肾损伤的发生率,这就是为什么使用若干参数细致地评估肾功能。例如,据信,腺苷涉及调节肾小管球间反馈,并且在人类中输注增加了肾血流并且降低了肾小球滤过率。腺苷调节的肾小球滤过率的降低是通过肾小球后微动脉血管扩张来调节的,减少了滤压但是保持了肾血流。在本研究中,在ALM输注过程中,尿排出量和肌酸酐清除率下降,同时血浆肌酸酐和肾功能障碍的尿标志物的排泄增加(图34)。在输注过程中,血浆肌酸酐的增加是与可能由肾小球后微动脉血管扩张调节的排泄减少和滤压的下降有关;然而,在ALM停止之后,高肌酸酐清除率、和血浆肌酸酐的降低以及尿标志物的正常化指示了,肾在低血压期间良好灌注并且在恢复血压之后正常运作。总之,LM诱导的低血压导致了肾功能暂时性下降;然而,在ALM处理停止之后,这似乎正常化了,尽管与对照相比,血浆肌酸酐水平更高并且肌酸酐清除率增加。需要更长的观察时间来评估肌酸酐水平是否将随着时间正常化,并且来充分评价肾功能和ALM处理之间的关系。
氧消耗和氧供
之前在败血症患者中的研究已经证明了,与健康对照相比,全身VO2增加了。在本研究中,对照组中的VO2增加相比之下,ALM的输注保持VO2在一个比对照显著更低的设定值,与显著更高的氧供和更高的动静脉血氧差。在停止输注后ALM的VO2降低作用立即消失,指示作用直接与处理相关。这与之前的猪出血性休克的研究一致,其中在恢复流血之后在复苏过程中,腺苷和利多卡因的组合减少了全身VO2的27%。
在该研究中,可能的是ALM经过抗肾上腺素能受体调节通过削弱提高的儿茶酚胺水平的高代谢作用来部分减少VO2。当血浆乳酸盐水平在对照中增加时,在ALM中的乳酸盐水平一致地更低,与改进的氧供求平衡一致。人们认识到,乳酸盐水平小的差异可能是临床上无关的,然而,最近临床研究证明甚至轻微的高乳酸盐血症,类似于在对照中观察到的那样,与在危重患者中更坏的结果相关。
结果概述:
在4小时输注期间,输注ALM降低了平均动脉压(ALM:47[95%CI:44-50]mmHg与对照:79[95%CI:75-85]mmHg,p<0.0001)。在停止ALM之后,平均动脉压立即恢复至对照组值(ALM:88[95%CI:81-96]mmHg与对照:86[95%CI:79-94]mmHg,p=0.72)。当与对照相比时,在ALM输注过程中,全身VO2显著降低(ALM:205[95%CI:189-221]ml氧气/分钟与对照:231[95%CI:215-247]ml氧气/分钟,p=0.016)。ALM处理减少了肺损伤,这是通过PaO2/FiO2比来评估的(ALM:388[95%CI:349-427]与对照:260[95%CI:221-299],p=0.0005)。此外,在ALM组中保持前负荷补充搏功(ALM:61[95%CI:51-74]mmHg·ml/ml对照:36[95%CI:30-43]mmHg·ml/ml,p<0.001)。肌酸酐清除率在ALM输注过程中明显更低,但是在停止输注之后相反。ALM降低了肿瘤坏死因子-α峰值水平(ALM7121[95%CI:5069-10004]pg/ml与对照11596[95%CI:9083-14805]pg/ml,p=0.02)。
结论
本研究证明在内毒素血症猪模型中用ALM的处理:1)诱导了一种可逆低血压状态,伴随着改进的氧供、心脏和肺功能;2)降低了全身VO2;3)减少了中性粒细胞活化和TNF-α释放;并且4)引起了肾功能适度的瞬时性下降,这在处理停止后逆转。在这种内毒素血症的猪模型中,ALM处理诱导了可逆的低血压和低代谢状态,改进了心脏和肺功能并且衰减了肿瘤坏死因子-α水平。
实例47:在严重失血后的猪中,小体积7.5%NaCl腺苷、利多卡因、和Mg2+在低血压和血液复苏过程中具有多种益处:大鼠到猪转化
目的:当前,针对创伤性出血性休克不存在有效的小体积流体。目的是转化小体积7.5%NaCl腺苷、利多卡因、和Mg2+低血压液体复苏,从大鼠到猪。
设计:将猪(35-40kg)麻醉并且放血至35-40mmHg的平均动脉压持续90分钟,随后60分钟的低血压复苏和输注流血。连续收集数据。
背景:大学医院的实验室。
受试者:雌性农场饲养的猪。
干预:将猪随机分配给在低血压复苏时的4mL/kg7.5%NaCl+腺苷、利多卡因和Mg2+(n=8)或4mL/kg7.5%NaCl(n=8)的单次IV推注和在输注流血时的0.9%NaCl±腺苷和利多卡因。
测量和主要结果:在60分钟低血压复苏时,当与对照相比时,用7.5%NaCl+腺苷、利多卡因、和Mg2+的处理产生了显著更高的平均动脉压(48mmHg[95%CI,44-52]与33mmHg[95%CI,30-36],p<0.0001)、心脏指数(76mL/分钟/kg[95%CI,63-91]与47mL/分钟/kg[95%CI,39-57],p=0.002)、以及氧供(7.6mLO2/分钟/kg[95%CI,6.4-9.0]与5.2mLO2/分钟/kg[95%CI,4.4-6.2],p=0.003)。接收了腺苷、利多卡因、以及Mg2+/腺苷和利多卡因的猪也具有显著更低的血乳酸(7.1mM[95%CI,5.7-8.9]与11.3mM[95%CI,9.0-14.1],p=0.004)、核心体温(39.3℃[95%CI,39.0-39.5]与39.7℃[95%CI,39.4-39.9])、以及更高的碱过剩(-5.9mEq/L[95%CI,-8.0至-3.8]与-11.2mEq/L[95%CI,-13.4至-9.1])。一个对照死于心血管衰竭。在腺苷、利多卡因、以及Mg2+/腺苷和利多卡因组中,更高的心脏指数是由于心搏量的两倍增加。在腺苷、利多卡因、和Mg2+/腺苷和利多卡因组中,左心室收缩射血时间显着更高并且与心率负相关。在血液恢复后三十分钟,在接受了腺苷、利多卡因、和Mg2+/腺苷和利多卡因的猪中,全身氧消耗降低(5.7mLO2/分钟/kg[95%CI,4.7-6.8]至4.9mLO2/分钟/kg[95%CI,4.2-5.8]),然而它在对照中上升(4.2mLO2/分钟/kg[95%CI,3.5-5.0]至5.8mLO2/分钟/kg[95%CI,4.9-5.8],p=0.02)。在180分钟后,在腺苷、利多卡因、和Mg2+/腺苷和利多卡因组中,猪具有高出三倍的尿排出量(2.1mL//kg/小时[95%CI,1.2-3.8]与0.7mL/kg/小时[95%CI,0.4-1.2],p=0.001)和更低的血浆肌酸酐水平。
结论:在猪中,与单独的7.5%NaCl相比,在严重出血性休克之后,用7.5%NaCl+腺苷、利多卡因、以及Mg2+/腺苷和利多卡因小体积复苏提供了优越的心血管、酸碱、代谢、以及肾恢复。
出血是在战场上死亡的主导原因,并且占与创伤相关的平民人口中的30%-40%,伴随着三分之一至二分之一发生在院前环境中。与大体积液体复苏策略相反,使用小体积输注的允许性或延迟性低血压复苏在战场上和在美国一些1级创伤中心得到了越来越多的接受。
当表明靶向70-80mmHg的收缩压以避免失去更多“迫切需要的血液”时,低血压复苏的概念可以追溯到1918年。这种“有限的”流体的方法在第二次世界大战中得到认可并且沉睡了数十年。在2011年,概念的进一步支持来自一项前瞻性、随机人体试验,该人体试验显示出靶向50mmHg的平均动脉压(MAP),而不是65mmHg,是安全的,减少了输血需要,并且降低了早期凝血紊乱出血的风险。
药物组合剂如腺苷和利多卡因(AL)和腺苷、利多卡因、和Mg2+(ALM)如果作为复苏液的补充物添加,可以改进结果。高剂量的ALM目前使用于心脏外科手术中以停滞处于极化状态的心脏,并且低剂量的ALM被用来复苏或使心脏复苏并且防止再灌注损伤。在动物模型中,在创伤后并且在本研究中,检验出高渗盐水中的较低剂量。在2011年,莱特森(Letson)和多布森显示出,在大鼠中,在严重(40%)至大量的(60%)失血和休克后,小体积推注(1mL/kg)具有ALM的高渗盐水(7.5%NaCl)温和地提高了MAP进入低血压范围。在2012年中,该组进一步显示出,在40%失血的大鼠模型中,“相同的溶液”完全矫正了凝血障碍。以前,我们报道了,在严重的出血性休克的猪模型中,在30分钟低血压复苏过程中,液体复苏的ALM推注显著减少了液体需要的40%(节约体积作用),伴随着改进的心脏功能。此外,我们证明了,在血液复苏过程中,AL输注暂时降低了全身氧消耗(Vo2)并且改进了心脏和肾功能。
本研究的目的是确认并且扩展来自大鼠研究的发现,这些大鼠研究向75%失血的猪模型使用了具有或没有ALM的小体积推注高渗(7.5%)盐水复苏(4mL/kg)。我们假设在低血压复苏时用7.5%NaCl+ALM的处理和在血液恢复时0.9%NaCl+AL的处理通过改进的血液动力复苏和改进的心肾功能来发挥了有益作用。
材料与方法:
动物制备
将十八头雌性杂交兰德瑞斯猪/约克夏猪/杜洛克猪(35-40kg)空腹过过夜,但是允许自由饮水。麻醉是用咪达唑仑(20mg)和s-开他敏(250mg)来诱导的,并且保持连续输注芬太尼(60μg/kg/小时)和咪达唑仑(6mg/kg/小时)。将动物插管并且用5cmH2O的呼呼气末正压、0.35的FIo2、以及10mL/kg的潮气量来容积控制通气(S/5Avance,德恩欧美达(DatexOhmeda),麦迪逊,威斯康星州)。调节通气率以保持Paco2在41和45mmHg之间。将体温保持在基线处的约38-38.5℃,然而在出血和复苏过程中没有加热或冷冻。在外科手术和基线期间的过程中,所有的动物接收了以10mL/kg/小时的保持速率的0.9%盐水,但是在出血开始时将其停止。尽管小心地加热,但是高渗盐水的输注和温流血的再输注导致核心体温的暂时性下降,该核心体温的暂时性下降可能在多个猪中引发颤抖。已知颤抖增加Vo2(目前的研究中的终点),这就是为什么推注神经肌肉阻断药(罗库溴铵1.25mg/kg)是在这些时间点来输注。
外科手术准备和监测
将压力导管(米拉仪器公司(MillarInstruments),休斯敦,克萨斯州)通过颈动脉插入左心室(LV)。将肺动脉导管(CCOmbo,爱德华生命科学公司(EdwardsLifesciences),尔湾市,加利福尼亚州,)通过颈静脉插入,以监测心排血指数和核心体温。通过股动脉,将猪尾导管(Medtronic,明尼阿波利斯,明尼苏达州)置于LV中用于注射微球。所有的导管置于在透视引导下,并且将动物用200U/kg的肝素进行处理并且在90和180分钟之后补充(100U/kg)以维持多导管的通畅。放置膀胱导管用于尿收集。使用以下等式计算全身血管阻力指数(SVRI)(达因s/cm5/kg):SVRI=80(MAP-中心静脉压[CVP])/心排血指数。在试验开始之前,将所有的动物稳定1小时。
实验方案
在仪表化之后,以盲法方式,将每个动物随机分配:组1,出血对照(n=8)和组2,出血+ALM/AL(n=8)(图35)。在7分钟内以2.15mL/kg/分钟的速率,并且然后在剩余期间内以1.15mL/kg/分钟的速率将动物放血至40mmHg的MAP。通过按需抽取或输注流血,将动物保持在35-40mmHg的MAP持续90分钟。在38℃下,将流血存储在柠檬酸盐葡萄糖溶液中。
在90分钟的出血性休克之后,使动物复苏。在处理组中的动物接收了悬浮于4mL/kg7.5%高渗盐水中的低浓度的ALM(腺苷[0.54mg/kg]、利多卡因[1.63mg/kg]、和MgSO4[0.6mg/kg]),然而在未处理组中的那些仅给予4mL/kg7.5%高渗盐水。在5分钟内ALM的推注给予时(约1mL/分钟/kg),观察到一段时间的暂时性低血压,之后MAP缓慢增加进入低血压范围。在单独的高渗盐水(对照)组中,没有观察到低血压。在60分钟的允许性低血压之后,将流血体积以60mL/分钟的速度再输注并且将猪观察3小时。在血液复苏开始时,在最初的分钟内,在处理组中输注在10mL0.9%NaCl中溶解的更高浓度的AL(腺苷[1mg/kg]和利多卡因[2mg/kg]),而未处理组仅接受10mL的0.9%NaCl。
在由再灌注损伤造成的失血性休克之后,在流血恢复的过程中给予第二推注的原理取自之前的研究并且取自防止器官功能障碍的策略。再灌注损伤与液体和血液复苏一起发生,并且如果延迟治疗,那么对再灌注损伤的保护作用被废除,即,首先发生的必须是先进行处理。因此,给予第二推注以靶向再灌注损伤(尤其是在血液复苏的过程中),并且以提供另外的血液动力支持,衰减全身Vo2,并且改进肾功能。
全身Vo2
Vo2计算为动脉-混合静脉氧含量差异和心脏指数的乘积。氧含量(C)是通过以下公式来计算的:C=(1.36×Hb×So2+0.003×Po2),其中Hb是血红蛋白浓度(g/dL),So2是氧饱和度,并且Po2是氧分压。动脉和混合静脉血气体是在休克阶段期间的一半并且每30分钟进行收集,持续实验的余下部分(ABL725;辐射计,哥本哈根,丹麦)。
局部血流
通过中子活化的微球来测量在心脏、肾、肝、和骨骼肌中的局部器官血流(生物物理学分析实验室(BioPhysicsAssayLaboratory),伍斯特,马萨诸塞州)。器官血流表示为mL/分钟/g。
血液和尿液样本的分析:
根据标准程序针对肌酸酐分析血浆(针对ADVIA1650的西门子临床方法)。测定内和测定间精密度分别为低于3.0和4.0变异系数(CV)%。针对肌酸酐和总蛋白分析尿(根据标准程序的焦酚红方法,针对ADVIA1650的西门子临床方法)。测定内和测定间精密度分别为低于2.7和3.7CV%。通过动力学、荧光测定来确定尿的N-乙酰基-β-D-葡糖胺酶(NAG)活性(EC3.2.1.30)。针对标准和对照材料的基质是来自猪的热变性尿。测定内和测定间精密度分别为5.0和5.7CV%。在尿中的NAG和蛋白浓度除以尿肌酸酐浓度。作为肾小球滤过率的标志的肌酸酐清除率是使用以下公式来计算:清除率=V·U/P,其中V是尿量期,U是在取样的尿中肌酸酐浓度,并且P是在尿取样期间血浆中肌酸酐浓度。
心脏功能
压力导管传感器输出被反馈到压力控制单元(米拉仪器公司)。使用数据采集软件(NOTOCHORDHEM,巴黎,法国)收集数据。在整个研究中,分析压力衍生的数据:收缩期末压、舒张期末压、随时间的推移的压力发展的最大速率(dP/dtmax)、随时间的推移的压力减少的最大负率(dP/dtmin)、和射血时间。
统计分析
预定分析在三个时间阶段中的数据:1)整个研究、2)液体复苏阶段、以及3)如之前所报道的血液复苏阶段。使用学生t-检验来分析基线值和平均数/中值水平的差异。针对连续变量,重复测量的方差分析(ANOVA)被用来分析数据的时间依赖性和组间差异。模型的假设是通过审查残差与拟合值的散点图和残差的正常分位图来调研的。如果数据并不满足针对ANOVA的假设,那么使用多变量的ANOVA来分析它们。将非正态分布的数据在对数尺度上进行转化,以确保动物之间随着时间的正常和恒定变化。所有的变量是在原始测量尺度上作为平均数/中值和95%CI呈现。在对数转换的情况下,在组之前的差异表示为具有95%CI的比((log(a)-log(b)=log(a/b))。
在60分钟的允许性低血压之后,相对于先验确定的主要终点MAP,猪的数量是基于功率计算。在四个试点中在组之间的19mmHg(SD=10)的绝对偏差的情况下,我们估计将需要各组中的七头猪以提供90%的统计功率,以检测0.05的双尾α值。在之前的研究中,在允许性低血压过程中两头猪发生了不可逆性休克,并且因此,总数为八的猪包括在各组中。小于0.05的双尾p值视为统计学上有义意的。使用Stata11.2(StataCorpLP,大学城,得克萨斯州)进行分析。
结果
实验模型
相应于73%的总血容量,在出血对照组中总失血为49.1mL/kg(95%CI,44.8-53.5),并且在ALM/AL组中为49.0mL/kg(95%CI,43.9-54.1)。一个动物由于心包炎被排除,然而一个动物是在组分配之前在出血性休克过程中进入心室纤颤并且被排除;在各组中的八只猪被包括在最终分析中。在出血的90分钟时,不存在显著组差异。
低血压复苏
在7.5分钟后,4mL/kg7.5%NaCl的单次推注(对照)导致MAP峰值迅速增加,随后在60分钟处稳定下降至33mmHg(95%CI,30-36)(图36A)。相比之下,在低血压复苏的60分钟处,4mL/kg7.5%NaCl+ALM的推注增加并且稳定MAP,达到48mmHg(95%CI,44-52)(比,1.45[95%CI,1.28-1.64];p<0.001与对照组)。在ALM/AL组中,更高的MAP是由于显著更高的收缩和舒张压(表20)。
与对照相比,在60分钟处,在ALM/AL组中,更高的MAP还与显著更高的pH(7.28[95%CI,7.25-7.32]与7.21[95%CI,7.17-7.24];比,1.01[95%CI,1.00-1.02];p=0.028)、更高的碱过剩(-5.9mEq/L[95%CI,-8.0至-3.8]与-11.2mEq/L[95%CI,-13.4至-9.1];差异,-5.4[95%CI,-8.9至-2.0];p=0.0047)、和更低的血浆乳酸(7.1mM[95%CI,5.7-8.9]与11.3mM[95%CI,9.0-14.1];比,0.63[95%CI,0.46-0.86];p=0.004)相关(表21)。
有趣的是,相比对照组,在ALM/AL中心率(HR)显著更低(图36B)。在ALM/AL组中,在低血压复苏过程中,在60分钟处核心温度也更低,具有显著性(39.3[95%CI,39.0-39.5]与39.7[95%CI,39.4-39.9];差异,0.38[95%CI,0.01-0.74];p<0.05)(表20)。在低血压复苏的最后30分钟的过程中,在对照中存在血浆血红蛋白和钾水平的增加,但是在ALM/AL组中没有观察到增加(表21)。
在低血压复苏结束时,在ALM/AL组中,心脏指数和心搏量显著更高(心脏指数:比,1.66[95%CI,1.21-2.28]和心搏量:比,1.91[95%CI,1.37-2.67])(图37,A和B)。射血时间在ALM/AL组中也更高。
(图37C)。与对照组相比,在ALM/AL组中在低血压复苏过程中全身Vo2更高(图37D)。在ALM/AL组中差异是由于更高氧供造成的(7.6mLO2/分钟/kg[95%CI,6.4-9]与5.2mLO2/分钟/kg[95%CI,4.4-6.2];比,1.45[95%CI,1.13-1.86];p=0.003),尽管对照动物试图补偿以显著更高的动脉-静脉(AV)差(74mLO2/L[95%CI,66-83]与92mLO2/L[95%CI,83-100]血,在60分钟处;差异,17[95%CI,6-29];p=0.003)(表22)。在ALM/AL组中与更高的心脏指数、心搏量、以及LV射血时间相关,在60分钟处存在显著更高的LV收缩期末压(LVESP)(图38A),在LV舒张期末压(LVEDP)、dP/dtmax、或dP/dtmin中没有显著性差异(图38B-D)。在低血压复苏的过程中,在组之间在SVRI不存在显著性差异(表20)。
血液复苏
在ALM/AL组中,输注温流血和0.9%NaCl±AL的10mLIV推注导致MAP的快速恢复,而在ALM/AL组中保持更高值(图36A)。在180分钟处,针对ALM/AL组的MAP由于动脉收缩压和舒张压的显著增加,比对照的MAP(70mmHg[95%CI,64-76];比,1.21[95%CI,1.05-1.41];p=0.011)明显更高(85mmHg[95%CI,78-93])(表20)。
在整个再灌注期过程中,在ALM/AL组中平均SVRI倾向于更高(36.8达因s/cm5/kg[95%CI,31.4-43.1]与28.2达因s/cm5/kg[95%CI,21.6-36.8];比,1.30[95%CI,1.0-1.7];p=0.052)(表20)。作为动脉氧化效率的指数的Pao2/FIo2的平均水平在ALM/
AL组中,在血液恢复期间过程中显著增加(449%[95%CI,435-463]与418%[95%CI,399-439];比,1.07[95%CI,1.02-1.13];p=0.0093)(表21)。
当与进入再输注90分钟的对照相比,在ALM/AL组中动脉血pH继续显著更高,同时进入再输注120分钟时HCO3更高。在180分钟处不存在显著性差异(表21)。当与ALM/AL组相比,在对照中输注流血引起了心脏指数的显著更高的增加(图37A)。在30分钟血液恢复之后,在对照中全身Vo2显著增加了34%(4.2mLO2/分钟/kg[95%CI,3.5-5.0]至5.8mLO2/分钟/kg[95%CI,4.9-6.8])(图37D)。这与针对相同的AV氧差异的更高氧供相关(当此时与ALM/AL组相比时)(表22)。相比之下,在ALM/AL猪中全身Vo2降低(5.7mLO2/分钟/kg[95%CI,4.7-6.8]至4.9mLO2/分钟/kg[95%CI,4.2-5.8];比,1.52[95%CI,1.07-2.15];p=0.02与对照组);在ALM/AL组中,在此交叉点,Vo2,pH和碱过剩更高,并且乳酸盐更低,表明更低的Vo2并没有体现妥协的需氧量。在血液输注之后的60分钟处,或在该研究的余下部分中没有观察到组之间的Vo2的差异。
在ALM/AL组中,在血液恢复的过程中,LVESP显著更高,差异持续了180分钟(图38A)。在早期血液复苏的过程中,在dP/dtmax和dP/dtmin中没有发现显著的组差异;然而,在研究结束时,ALM/AL组产生了显著更高的dP/dtmax值和显著更低的dP/dtmin值(图38C和D)。
肾功能
在60分钟低血压复苏期间,当在与对照相比时,在ALM/AL组中尿排出量更高(0.26mL/kg/小时[95%CI,0.15-0.47]与0.15mL/kg/小时[95%CI,0.08-0.26];比,1.76mL/kg/小时[95%CI,0.78-3.97];p=0.171)(图39A)。然而,在低血压复苏结束时,这种差异连同血浆肌酸酐、尿蛋白/肌酸酐、或尿NAG/肌酸酐与零比无显著性差异(图39B-D)在输注流血后,在两组中尿输出量增加,但是在ALM/AL组中尿输出量高出3倍(2.13mL/kg/小时[95%CI,1.19-3.79]与0.66mL/kg/小时[95%CI,0.38-1.17];比,3.21mL/kg/小时[95%CI,1.42-7.21];p=0.005)。这种增加伴随着较低的血浆肌酸酐(160μmol/L[95%CI,144-177]与190μmol/L[95%CI,167-217];比,1.19μmol/L[95%CI,1.02-1.39];p=0.027)、蛋白/肌酸酐比(79μg/μmol[95%CI,9-150]与204μg/μmol[95%CI,70-338];比,2.93μg/μmol[95%CI,0.78-11.07];p=0.0593)、NAG/肌酸酐比(2.9mU/μmol[95%CI,1.8-4.6]与7.3mU/μmol[95%CI,4.4-12.0];比,2.49mU/μmol[95%CI,1.12-5.53];p=0.028)、以及肌酐清除率(39mL/分钟[95%CI,22-69]与12mL/分钟[95%CI,7-23];比,3.15mL/分钟[95%CI,1.35-7.34];p=0.008)(图39和表22)。
血流
在两组中,出血性休克导致保持至心肌的血流,其中至肾和肝的血流分别下降约80%和20%(表23)。在整个研究中,在组之间不存在显著性差异。
表23.在研究过程中,在四个时间点处通过微球测量的局部器官血流
ALM=腺苷、利多卡因、和Mg2+,AL=腺苷和利多卡因。
a与基线相比显著。
数据以中值呈现[95%CI]。
讨论
目前,在民用或军事院前环境中,针对低血压复苏,不存在有效的小体积流体。针对具有或没有6%右旋糖酐的小体积7.5%NaCl和含有羟乙基淀粉的流体的结果是令人失望的。这项研究显示出,在猪中,在90分钟严重的出血性休克之后,给予的4mL/kg7.5%NaCl+ALM的单次推注在低血压复苏过程中与单独的7.5%NaCl相比产生了显著更好的血流动力、心脏动力血浆代谢标志物、更高的氧供以及全身Vo2,和显著更低的HR。在流血恢复后的30分钟,在ALM/AL组中,全身Vo2显著下降,然而在对照组中增加。在180分钟内,与对照相比,在ALM/AL组中存在血流动力和肾指数的持续性改进。这些发现确认并且扩展了之前大鼠模型中的发现。
低血压复苏
在60分钟处,小体积温和地使MAP增加至约50mmHg(收缩压,79mmHg[95%CI,72-87];舒张压,33mmHg[95%CI,30-37])。直接相反,在对照猪中,MAP在30分钟后锐减并且在60分钟处降低至休克前值,一只猪由于心血管衰竭死亡(图36A和表20)。我们之前已经报道过,在严重至灾难性出血性休克的大鼠中,使用7.5%NaCl+ALM的情况下,MAP的这种温和增加。在大鼠和猪中,MAP的从35至40mmHg至约50mmHg的增加与建立在60-80mmHg的收缩压的桡动脉脉搏的目的一致,该目的是由前瞻性、随机实验中血压目标来支持。在我们研究中,在ALM/AL组中,在血液复苏过程中也持续着更高的压力(图36A和表20)。得出结论,单独的小体积的7.5%NaCl在低血压复苏的猪(和大鼠)模型中并不是最优的,即与最近的随机化、多中心试验一致的发现,该多中心试验报道了针对出血性休克的早期复苏,与生理盐水相比,250mL7.5%NaCl或7.5%NaCl6%右旋糖酐-70没有显著益处。
在ALM猪中的更高的MAP伴随有比对照显著更高的心脏指数(图37A)。一个有趣的问题出现了:在去除约2L的血液和90分钟休克之后7.5%NaClALM的4mL/kg推注(约8%的流血)如何使动物复苏?将不会料到,用小体积能够在60分钟处维持前负荷增加,并且这是由LVEDP或CVP(前负荷指数)很少或没有变化来确认(图38B和表20),然而在ALM猪中心搏量高出2倍(图37B)。与对照相比,也不存在dP/dtmin(舒张功能)(图38D)或SVRI(后负荷指数)(表20)的变化。提出了在低血压复苏过程中,心搏量增加由ALM作用产生,以1)降低HR(图36B),可能通过重置心脏的CNS迷走交感平衡,并且2)增加LV收缩射血时间(图37C)。与对照相比,这种ALM的作用将允许每搏更大量的在LV中待射出的血液,并且导致更高的心搏量。在1874年中,人类第一次报道了HR和LV射血时间之间的反比关系。总之,ALM增加了心搏量,并且因此增加了MAP,通过降低HR和延长LV射血时间,伴随着显著更高的LVESP。
在休克的背景下,ALM的单独组分的贡献是已知的,尽管在大鼠中单独的腺苷+Mg2+或利多卡因+Mg2+未能增加MAP或心搏量,同时单独的AL未能矫正凝血障碍。已经显示出,腺苷在兔子中在出血性休克之后改进了减弱的心肌收缩性,并且在狗体内抑制了对异丙肾上腺素的心脏正性肌力应答(即,更低的dP/dtmax)。类似的,已经显示出在兔子体内利多卡因推注降低了dP/dtmax并降低了氧需求,并且已经显示出在狗体内MgSO4抑制了异丙肾上腺素诱导的β-肾上腺素脱敏并防止了LV功能障碍。
代谢功能。在低血压复苏过程中,在ALM动物中与对照相比,氧供显著更高,尽管在60分钟处血红蛋白浓度显著更低(表21)。在ALM处理的动物中,更高的氧供与改进的代谢和血液酸碱状态相关。在对照中,全身缺血的标志物(血酸、碱过剩、和血浆钾)全都明显更高处于异常水平,指示了氧供不足以维持对照中细胞功能,然而全身缺血的三种标志物在ALM/AL-处理的动物中在60分钟处更低,表示全身代谢平衡的保持。核心体温在ALM/AL处理组中60分钟处也显著更低,并且可以反映体温调节控制设定点中ALM-诱导的差异(表20)。
全血/AL复苏
在血液复苏过程中,其他两个突出特点是1)在30分钟处全身Vo2交叉(在ALM/AL猪中,从5.7mL/分钟/kg[95%CI,4.7-6.8]下降至4.9mL/分钟/kg[95%CI,4.2-5.8],然而在对照中它从4.2mL/分钟/kg[95%CI,3.5-5.0]增加至5.8mL/分钟/kg[95%CI,4.9-6.8])和2)与对照相比,在ALM/AL猪中在180分钟处尿输出量增加三倍、更低的尿NAG/肌酸酐比、以及更高的肌酸酐清除率,指示出全肾和近端小管保护(图30)。
我们之前已将报道过,用7.5%NaCl+ALM和林格氏乙酸进行低血压复苏以保持50mmHg的靶MAP持续30分钟后在恢复流血时给予AL之后,在猪中全身Vo2下降27%。在这项研究中,ALM/AL的Vo2下降作用可能是由在血液复苏时较低的需求和积累的较低的氧债引起,由更低水平的全身缺血的标志物支持。氧债是在基线(正常)Vo2和在既定时间点处Vo2之间的累积离差,并且在出血性休克过程中使用作为休克的终点。在血液复苏时,由于偿还氧债,在对照组中Vo2可能增加,然而在ALM/AL组中它降低了,因为在低血压复苏过程中并且由于AL的可能的氧气需求降低作用,氧债部分已经偿还了。在这项研究中,与对照相比,较早期的氧债偿还可以防止器官损伤(表20),因为较快的氧债偿还与改进的器官功能有关。
响应于在低血压复苏(Vo2和递送增加)过程中ALM和在血液复苏(Vo2降低)时AL的差异可能与1)在两个阶段期间给予的不同的剂量或2)给予的时间有关。因为响应于小体积流或大体积血液输注的综合生理反应可能是不同的。
有趣的是,尽管在ALM/AL动物中尿排出量显著增加三倍,与对照相比,肾血流在45分钟血液恢复时反常地下降了约20%(表23)。与对照相比,这种肾(和肝)血流的下降可能涉及全身Vo2下降(图28D)和降低的偿还与复苏相关的氧债的需求。ALM/AL对局部血流、多器官保护、和氧债的偿还的作用需要进一步调研。
临床和军事意义
紧急第一应对者团队或军医在大出血之后,针对复苏和稳定平民和战士,具有有限范围的选择。布莱克本等人最近写到:“尽管在战术区战斗伤员护理(TCCC)中广泛的培训医务人员显然已经挽救了生命,但是在战场上医务人员使用盐水和胶体淀粉并不代表能力的重大技术进步,因为在1831年盐水首先被用于复苏”(30)。小体积的7.5%NaCl/ALM可以填补这种能力缺口,因为它具有不需要胶体的优势并且代表了随着当前的流体的立方/复苏的减少。
结论
在猪中,在严重出血性休克之后,小体积7.5%NaClALM提供了优越的复苏的益处和血流动力稳定性。多种益处可能暗示恢复和平衡功能的改进的自主控制。ALM复苏可以应用于院前环境和大规模伤亡情况。
实例48:在多微生物败血症的大鼠模型中,腺苷、利多卡因、和镁诱导了可逆性低血压状态,减少了肺水肿,并且防止了凝血障碍
背景:在败血症的治疗中,没有药物治疗已经证明改进的临床结果。已经显示出,腺苷、利多卡因、和镁(ALM)推注具有心肌保护作用并且恢复处于不同创伤状态的凝血障碍。我们假设在大鼠败血症模型中,ALM治疗可以改进血液动力,保护肺,并且防止凝血障碍。
方法:将非肝素化的、麻醉的斯普拉-道来大鼠(350-450g,n=32)随机分配到(1)伪品(没有败血症)、(2)盐水对照、和(3)ALM处理中。败血症是通过盲肠结扎和穿刺来诱导的。经静脉给予0.3-mL推注,随后4小时的静脉输注(1mL/kg/h),并且监测血液动力(平均动脉压[MAP]、动脉收缩压、动脉舒张压、心率[HR])和体温(BT)。使用凝血酶原时间和活化部分凝血激酶时间(aPTT)来评估凝血。
结果:伪品显示了其MAP、HR、和BT的逐步肺下降连同延长的aPTT,这与外科手术相关,与感染无关。
在4小时处,在输注停止之后,对照显示出继续下降的MAP(33%)、HR(17%)、和BT(3.3-C)、和MAP的更明显下降。与之相反,ALM处理导致在30分钟处从111mmHg至73mmHg的MAP的快速下降(所有组p<0.05),并且在240分钟处MAP是59mmHg(伪品p<0.05),该MAP在4小时之后立即矫正(对照p<0.05)。在ALM大鼠中,HR平行MAP改变,并且BT比对照的情况而不是伪品的情况显著更高。与对照相比,ALM大鼠没有心率失常,或者伪品具有显著更低的肺湿-干比。在1小时和5小时的盐水对照中,延长了凝血酶原时间,但是不是在伪品和ALM大鼠中。在伪品、对照、和ALM组中,分别地,aPTT在1小时处的是158t41秒、161t41秒、和54t23秒,并且在5小时处是104t43秒、205t40秒、和33t3秒(p<0.05)。
结论:比对照相比,ALM推注/输注诱导了稳定的、低血压的血流动力状态,并没有心律失常、显著性较少的肺水肿、和更高的BT,并且防止了凝血障碍。
严重的败血症是全球发病率和死亡率的主导原因,声称每年有超过800万生命。败血症涉及活化全身炎症和凝血系统的感染,导致器官功能障碍和衰竭。
心血管损伤以降低的收缩力、低血压、减少的全身阻力、和对血管加压药或液体治疗的心室低反应性为表征。
与没有心血管介入的那些中的20%相比,在患有心脏功能障碍的患者中的死亡率可能是70%至90%。急需新疗法在败血症期间支持心血管功能并且维持组织器官递送,并且停止炎症、凝血、和代谢级联的发展。
之前,已经显示出,在大鼠和猪中,严重的出血性休克之后,具有腺苷和利多卡因和镁(Mg2+)(ALM)的7.5%NaCl的小静脉推注使平均动脉压(MAP)恢复进入低血压范围。ALM概念,处于高浓度时,在心脏外科手术中被用作为极化心脏停搏液,一种借用了自然冬眠动物的“骗局”的想法,并且处于较低浓度时,在出血性休克和心脏停滞之后,它复苏了心脏,伴随着有效的抗心律失常和抗缺血的消炎和凝血恢复特性。鉴于严重感染和心脏功能障碍连同炎症和凝血失衡之间的密切关系,这项研究调研了在盲肠多微生物败血症的大鼠模型中ALM的少量推注和输注的作用。
材料与方法
动物与试剂
将非肝素化的、12小时空腹的、雄性斯普拉-道来大鼠(350-450g)用100-mg/kg硫喷妥钠(硫巴比妥)(伦理批准号A1905)的腹腔注射来麻醉。腺苷、利多卡因-HCl、MgSO4(无水)以及其他化学品获得自西格玛奥德里奇公司(新南威尔士州,澳大利亚)。用于安乐死的硫巴比妥和Lethabarb(325mg/mL)是获得自Lyppards(汤斯维尔,昆士兰,澳大利亚)。
外科手术方案
将麻醉的动物置于个性化支架中,进行气管切开,并且基于湿润的室内空气使用哈佛大学小动物通气机将大鼠以90至100搏/分钟进行通气。记录直肠温度和II导联心电图(ECG)。将左股静脉与动脉进行插管用于输注和血压监测(PE-50管),并且将右股动脉与静脉进行插管用于血液取样和输注。所有的插管含有柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖溶液(0.14/mL,西格玛)。在盲肠结扎和穿刺(CLP)之前,将大鼠稳定10分钟,
以及在排除CLP之前,很难麻醉、心律失常、或血液动力不稳定的任何动物。
实验设计
将大鼠随机分配至三组之一:(1)0.9%NaCl伪品动物(n=8),(2)0.9%NaCl对照(n=8),和(3)0.9%NaClALM(n=8)(图31)。使用维希特曼(Wichterman)等人的方法进行CLP。简言之,盲肠通过5.0-cm中线剖腹手术来定位,并且紧接着回盲瓣下方结扎。然后将它用18号针穿透性穿刺四次(8个洞),伴随着通过每个穿刺挤出的粪便滴,以确保通畅率。以2层外科手术闭合腹腔。使伪品动物受到剖腹手术和盲肠隔离以及处理(但是没有CLP)。
在结扎之后的5分钟,对照和伪品动物通过左股静脉接收0.3-mL推注的生理盐水(0.9%NaCl),并且通过右股静脉接收4小时输注的生理盐水(每只大鼠0.4mL/h)。从我们的小体积复苏研究中,ALM动物接收0.3-mL输注的在0.9%NaCl中的1-mM腺苷、3-mM利多卡因、和2.5-mMMgSO4。从大鼠和猪试点研究研发ALM输注溶液,并且由腺苷12mg/kg/小时、利多卡因24mg/kg/小时、和MgSO413.44mg/kg/小时组成。在结扎后的基线处、5分钟、10分钟、和15分钟处记录MAP、收缩期动脉压(SAP)、舒张期动脉压(DAP)、心率(HR)、ECG、和体温(BT);
每次15分钟持续4小时;并且在停止输注之后持续另一个60分钟。
凝血酶原时间和活化部分凝血激酶时间
针对由莱特森等人描述的凝血研究,在1小时和5小时处采样血液。18凝血酶原时间(PT)和活化部分凝血激酶时间(aPTT)血浆测量进行3次。基线值获得自另外的八只麻醉的大鼠。
肺湿重和干重比
将左肺的中叶和下叶去除,称重,并且在烘箱中在70-C下干燥24小时并且再称重仪确定湿-干肺比。将盲肠分离并且在5小时结束时去除用于大体病理检查。
统计分析
针对所有的分析使用SPSS统计软件包20(IBM,阿蒙克市,纽约州)。使用单向方差分析,结合列文(Levene)均匀性测试一起评估组间的数据,以确保满足等方差假设。方差分析随后是图基诚实的显著差异事后测试。使用双向独立t测试来评估处理组内血流动力和凝血变化,再次结合列文均匀性测试一起。所有的值表示为平均tSEM,并且统计显著性定义为p<0.05。
结果
血液动力
在组中,处于基线处的血流动力和温度没有显著性差异(图41以及;图42和43)。在推注给予之前,伪品、对照、和ALM大鼠中MAP大约从基线处下降10%(图42A)。在推注给予之后,在接下来的60分钟过程中,在伪品中MAP没有发生变化,然而它在对照中下降基线的85%(不显着)。在135分钟之后,在伪品中MAP缓慢降低并且在240分钟处到达基线的72%。在240分钟处,盐水对照也缓慢降低至基线的68%(图41和,图42A)。在停止输注之后,伪品的MAP没有发生进一步变化。然而,对照中的MAP继续下降(从68mmHg至61mmHg)(图42和,图42A)。在240分钟处,伪品的收缩压和舒张压分别下降至基线的84%和66%,并且对照的收缩压和舒张压分别下降至基线74%和66%(图42B,和图41)。在60分钟处,因为抽取血液样品,所以对照MAP和SAP快速下降持续15分钟,然后缓慢恢复(图42A和C)。在减去伪品作用的情况下,盐水对照捍卫其MAP在基线的15%内(图42B)。图42D显示出从对照中的SAP去除伪品的作用。在30分钟ALM输注的过程中,MAP快速下降并且比对照和伪品中的MAP显著更低,并且当去除输注时,它立即从59mmHg反弹至77mmHg(图41和,图42A和B)。ALM大鼠在300分钟处恢复69%MAP、78%SAP、和63%DAP。在30分钟处,DAP的ALM下降显著比对照和伪品的DAP显著更低。
室性心律失常的发生率和持续时间
百分之七十五的伪品和盐水对照经历过心律失常(表25)。在盐水对照中的心律失常的数量比伪品的心律失常的数量高出近九倍,并且它们具有多出13倍的持续时间。与之相反,ALM处理的大鼠没有经历过心律失常,这与伪品和对照显著不同(表25)。
HR变化
在伪品动物中HR在前45分钟是稳定的,然后下降5%,并且在240分钟处是基线的80%(图41,和图43A和B)。在盐水对照中HR始终比伪品更低(图43A)。与之相反,在ALM处理的大鼠中HR在60分钟输注时下降至基线的70%并且在输注期间继续下降,然后在停止输注后立即反弹。图43B显示出,在240分钟输注期间,在伪品扣除之后在ALM大鼠中的HR始终比对照的情况更低(约15%)。
BT中的变化
在前1小时伪品动物中的BT下降3%,在接下来的2小时期间稳定,然后在20分钟处逐步减少至
基线的95%(33.8-C)(图41和图43C)。
在前60分钟,ALM处理追踪伪品变化,然后在90分钟后缓慢降低。与之相反,在60分钟输注后盐水对照比伪品的情况显著更低。在240分钟处,针对伪品、对照、和ALM处理的BT分别是34-C、32.3-C(来自伪品p<0.05)、和33.6-C(图41和图43C和D)。在减去伪品BT的情况下,在100分钟之后ALM大鼠温度下降的速率为0.005-C/分钟或对照速率的一半持续150分钟,并且然后在停止输注之后二者都稳定了(图43D)。
肺水含量
针对ALM和伪品组的肺湿重:干重比分别为4.85比0.07和4.56比0.13。与伪品和ALM组相比,对照具有显著更高的5.43比0.11的湿-干比。
PT和aPTT
基线PT为29.9t0.5秒(n=8)并且类似于27t0.4秒的公布值(n=23)。在伪品、对照、和ALM组中,分别地,PT在1小时处为32t3秒、44t5秒(p<0.05)、和28t2秒,并且在5小时处为29t2秒、58t13秒(p<0.05)、和31t6秒(图44A)。基线aPTT为27.5t3.4秒(n=8)。在伪品、对照、和ALM组中,分别地,aPTT在1小时处是158t41秒、161t43秒、和60t23秒(p<0.05),并且在5小时处是104t43秒、202t48秒、和3t3秒(p<0.05)(图44B)。
讨论
尽管有医疗保健的重大进步,但是严重感染和感染性休克仍然是一个主要的全球性未满足的需求。
在具有CLP的大鼠中,ALM推注/输注诱导了没有心律失常的快速低血压状态并且在4小时后立即血流动力反弹。与对照相比,ALM处理的大鼠还具有显著更低的肺水肿、接近正常的BT、和凝血障碍的防止或矫正。
从感染分离手术创伤
伪品动物并没有接收CLP,然而显示出MAP、HR、和BT的逐步下降连同aPTT的延长。
(表1)因此,这些变化一定与围手术期创伤相关。临床上,剖腹手术分类为大外科手术,并且已知切口相关的创伤引发并活化了能够导致全身性炎症反应和凝血障碍的局部和腹腔单核细胞/巨噬细胞和中性粒细胞。BT的下降可能与硫巴比妥麻醉相关,因为在大鼠中巴比妥类抑制脑活性并且降低BT。
ALM-诱导的可逆低血压
与对照相反,ALM诱导了快速、可逆低血压状态,伴随着SAP的15%至25%的下降和DAP的20%至35%的下降(图41和图42A-D),并且这与在LPS-内毒素输注的猪模型中报道的那种类似。在猪中,与盐水对照相比,ALM-诱导的低血压伴有更高的心输出血量、更低的全身血管阻力、更高的组织O2递送,更低的平均肺动脉压、更高的心室-动脉偶联功效、以及更低的全身O2消耗。与盐水对照相比,ALM猪中更高的心输出血量与低66%的收缩期末压、低30%的dp/dTmax、高两倍的dp/dTmin、和高1.5倍的前负荷补充搏功有关,指示改进的舒张和收缩功能。
然而,不像在猪中5小时内维持的HR,这项研究显示出4小时内MAP和HR的下降之间的紧密偶联(图42B和43B)。因为MAP=HR×心搏量(SV)×总外周阻力(TPR),在我们大鼠模型中的紧密偶联暗示着ALM-诱导的HR的低血压控制,伴随着SV或TPR的极微小变化,然而在猪中,显示出TPR发挥了更重要的作用。
在我们研究中另一个有趣的发现是,当抽取1.2-mL血液(针对350-g大鼠约5%血液体积)用于凝血评估时,在对照中,在60分钟至75分钟处MAP快速下降10%和SAP下降20%(图42B和D)。因为HR下降促成MAP的30%下降(图43B),另外的70%一定来自SV或TPR的下降或二者的组合。MAP的这种快速下降表明,在对照中的血压没有如ALM处理的大鼠一样严格管理,并且可能是由感染相关的动脉压力感受器反射敏感性的损失和更低的HR差异性造成。压力敏感性的损失将与之前的研究一致,该研究显示出在多微生物败血症的过程中,大鼠中的心脏功能和TPR的自主控制的损害。在对照中,压力感受器损伤还可能是由在240分钟处停止药物输注之后,缺少MAP(和HR)的反弹(图42和43A和B)造成。
ALM推注/输注防止室性心律失常
这项研究发现75%的伪品大鼠和75%的盐水对照经历过心律失常。然而,盐水对照具有伪品的九倍数量的心律失常和长出13倍的持续时间(表25)。与之相反,ALM处理的大鼠显示出没有心律失常。之前已经报道,在多种其他创伤的模型中,ALM大鼠中不存在心律失常,这些模型包括:(1)30分钟局部心肌缺血,(2)在8分钟窒息性心脏停滞之后小体积复苏,以及(3)在严重至灾难性失血和休克后。针对ALM的抗心律失常作用的潜在机制是未知的,但是可能与药物能源需求降低作用,消炎特性,和/或不存在心室动作电位的复极化的三角测量相关。
ALM减轻肺水肿
与对照相比,ALM输注也与显著减轻的肺水肿有关(4.85比0.07与5.43比0.11)。急性肺水肿由流体再分布和肺泡呼吸困难造成。鉴于我们研究的短时间框架和对照中非故障的血流动力,更高的肺含水量可能起因于炎症病因,而不是心源性病因。在2013年,我们还报道了与盐水对照相比,ALM输注导致了在LPS内毒素血症的猪模型中在上叶和下叶中的显著更低的湿-干比、更高的Pao2/FIo2、更低的肺泡气-动脉血氧分压差、较少的中性粒细胞浸润、和显著更低的平均肺动脉压。
ALM捍卫比盐水对照更高的心率
考虑到伪品作用,在300分钟内,存在ALM-处理的大鼠中温度下降2.5%并且在盐水对照中下降4.2%。ALM大鼠在多个时间点捍卫BT处于显著更高的值(图43C和D),并且这暗示ALM通过对CLP的不同下丘脑应答(或血管收缩)调节正常体温的能力的细微差异。当发烧是患有感染的患者的常见临床症状时,约10%的患者出现低体温,伴有死亡率的两倍的增加。
ALM在1小时和5小时处防止凝血障碍
基于实验室研究,将血液凝固任意分为外在的、内在的、共同的途径。
据信外在途径最重要的是起始血块形成,并且内在途径更多涉及血块的延伸和生命周期。四项突出的结果如下:(1)伪品aPTT(而不是PT)在1小时和5小时后比基线显著更高;(2)在两个时间点处盐水对照aPTT和PT显著更高;和(3)ALM防止在1小时和5小时处PT变化(图44A)并且减少在1小时处的aPTT的升高(对照的40%)并且在5小时处完全矫正它(图44B)。与ALM-处理的大鼠相比,在该试验之后结扎分离的盲肠的宏观病理学显示出在对照中具有表面血管血栓形成的腐烂组织坏死,在伪品中没有损伤的证据(图44C)。
由于伪品未经历过CLP,aPTT从基线处六倍增长一定与外科手术准备而不是感染有关(图44A)。aPTT增长与在1小时处的盐水对照一致,并且在伪品中这种低凝血障碍在5小时处部分矫正60%,然而在盐水对照中的aPTT继续升高(图44A和B)。因此,在伪品和盐水对照中的高aPTT和内在途径是由外科手术创伤造成的,这可能与第一切口后的炎症的超急性期有关。我们还发现在伪品中,PT或外在途径是未被活化的。然而,在盐水对照中,PT大概从早期感染作用增加,并且在5小时处为60秒(图44A)。因此,在盐水对照中,早期感染作用是在1小时处增加PT而不是aPTT。
潜在的临床兴趣是,ALM防止了感染相关的外在途径(PT)的活化(图44A),在1小时处部分矫正了创伤诱导的aPTT(以53%),并且在5小时处完全使其矫正(图44B)。在对照中,不得而知的是感染相关的低凝血障碍是否涉及来自弥漫性血管内凝血的凝血因子消耗、纤维蛋白质减少、或组织缺氧关联的蛋白C途径的活化。
结论
我们的结论是,与对照相比,在大鼠CLP模型中ALM推注/输注诱导了稳定的没有心律失常的低血压血流动力状态、显著更少的肺水肿、以及更高的BT,并且防止或矫正了凝血障碍
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Claims (22)
1.一种在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压的方法,该方法包括向受试者给予(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。
2.一种在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中诱导低疼痛或镇痛状态或低血压麻醉的方法,该方法包括向受试者给予一种包括以下各项的组合物:(i)钾通道开放剂或激动剂和/或腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。
3.一种在受试者的全身中减少灌注不足的方法,该方法包括向受试者给予(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;和(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法,其中组分(i)是一种腺苷受体激动剂。
5.根据权利要求4所述的方法,其中该腺苷受体激动剂是腺苷或其衍生物。
6.根据权利要求4所述的方法,其中在该组合物中的腺苷或其衍生物的浓度为0.0000001mM至100mM。
7.根据权利要求1、2或3所述的方法,其中组分(ii)是利多卡因或其衍生物。
8.根据权利要求7所述的方法,其中在组合物中的利多卡因或其衍生物的浓度为0.0000001mM至100mM。
9.根据权利要求1、2或3所述的方法,该方法进一步包括给予柠檬酸根。
10.根据权利要求9所述的方法,其中该柠檬酸根选自柠檬酸盐-磷酸盐-右旋糖(CPD)、柠檬酸镁、柠檬酸钠、柠檬酸钾和柠檬酸西地那非。
11.根据权利要求9所述的方法,其中该柠檬酸根的浓度为0.0000001mM至100mM。
12.根据权利要求1、2或3所述的方法,该方法进一步包括给予镁源。
13.根据权利要求12所述的方法,其中该镁源的浓度为2000mM或更少。
14.根据权利要求1、2或3所述的方法,该方法进一步包括给予消炎剂。
15.根据权利要求1、2或3所述的方法,该方法进一步包括给予药学上可接受的载体。
16.根据权利要求15所述的方法,其中该药学上可接受的载体是一种缓冲液。
17.根据权利要求1、2或3所述的方法,该方法包括给予0.1至40mM的腺苷、0.1至80mM的利多卡因或其盐、0.1至2000mM的镁源、0.1至20mM的柠檬酸根和0.9%至3%的离子溶液。
18.根据权利要求1、2或3所述的方法,其中同时、顺序或分开地给予组分(i)和(ii)。
19.根据权利要求17所述的方法,其中将组分(i)和(ii)按一次推注或按推注随后输注分两步来给予。
20.一种组合物,该组合物包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂。
21.根据权利要求20所述的组合物,其中该组合物是一种药物组合物。
22.一种试剂盒,用于在经受过危及生命的低血压或休克的受试者中增加血压,包括低疼痛或镇痛状态或低血压麻醉,或者在受试者全身中减少灌注不足,该试剂盒包括(i)选自以下各项中至少一种的化合物:钾通道开放剂、钾通道激动剂和腺苷受体激动剂;以及(ii)抗心律失常药剂或局部麻醉剂,其中将组分(i)和(ii)分别保存,并且该试剂盒适用于确保同时、顺序或分别给予组分(i)和(ii)。
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