CN113825517A - 调节内皮糖萼结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了通过使来自受试者的样品(例如血液)与模拟糖萼的吸附介质接触以在有需要的受试者中增强受损的糖萼屏障功能的方法和装置。所述吸附介质包括糖胺聚糖结构和任选的蛋白聚糖核心蛋白，其有助于增进和/或恢复样品中受损的糖萼屏障功能。随后将接触的样品与吸附介质分离，产生可注入受试者的经处理的样品。本文还提供了治疗患有与糖萼屏障功能障碍相关的疾病的患者的方法和装置。

Description

调节内皮糖萼结构的方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2019年5月16日提交的美国临时申请号62/848,819的优先权，其内容在此通过引用并入其实体中以用于所有目的。
发明背景
通过结构损伤或耗竭、功能缺陷或其它机制对糖萼屏障的损害可能是微血管内皮功能障碍的促成原因，包括炎症和凝血内皮激活，液体、蛋白质和其它物质(例如胆固醇)的血管渗漏，未能正确调节灌注血管密度和其它有害情况。所有上述问题导致一般和特定的负面血管健康指征。例如，不健康的内皮糖萼与“渗漏”内皮有关，这可以表现为：(1)内皮下空间存在(或有“渗漏”进入的)胆固醇(或其它物质如液体、蛋白质等)，及(2)收缩的管腔，这可能会减少血液流动或灌注到远端毛细血管、肌肉、器官等,增加的血压，等等。然而，健康(厚和/或致密)的内皮糖萼与形成良好的内皮和健康的血管结构配置相关。
Ebong的US 2020/0023001教导了包含硫酸乙酰肝素和1-磷酸鞘氨醇的组合物，用于再生内皮糖萼和治疗血管疾病。外源性硫酸乙酰肝素并入糖萼中。
因此，需要用于治疗(例如支持和/或维持)内皮糖萼的产品、过程和方法。本公开提供了这些和其它需要。
发明概述
一般而言，本文提供了在有需要的受试者中增强受损的糖萼屏障功能的方法和装置。换言之，本文所述的方法和装置用于改善或修复受试者中受损或破坏的糖萼屏障的功能。因此，本文还提供了治疗患有与糖萼屏障功能障碍相关的疾病的患者的方法和装置。将得自受损的糖萼屏障功能的受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触。所述吸附介质包含有助于增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能的结构和材料，作为人工糖萼并从样品中去除本应由未损坏或未受损的糖萼屏障调节的炎症介质(inflammatory mediators)。随后将样品与吸附介质分离，从而增强受损的糖萼屏障功能和/或减少现在处理的样品中炎症介质的量。然后通过再输注将经处理的样品(例如血液)返回给受试者。
一方面，本公开提供了一种在有需要的受试者中增强受损的糖萼屏障功能的方法。所述方法包括将来自受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触以增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能，从而处理样品；将经处理的样品注入受试者，其中模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中吸附剂是包含肝素或硫酸乙酰肝素及其混合物的糖胺聚糖。所述吸附剂不会从固体基质中浸出到样品中。
一方面，所述吸附剂是糖胺聚糖混合物，其包含约40％w/w至约96％w/w硫酸乙酰肝素和/或肝素，以及任选以下一种或多种物质：约5％w/w至约30％w/w硫酸软骨素，约1％w/w至约25％w/w硫酸皮肤素，约0.01％w/w至约20％w/w硫酸角质素，唾液酸/唾液酸化聚糖，和/或约5％w/w至约50％w/w透明质酸。在一些实施方案中，糖胺聚糖任选包含至少一种蛋白聚糖核心蛋白，其选自多配体蛋白聚糖(syndecan)、磷脂酰肌醇蛋白聚糖(glypican)、基底膜聚糖(perlecan)、多功能蛋白聚糖(versican)、核心蛋白聚糖(decorin)、双糖链蛋白聚糖(biglycan)和mimecan。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质有助于选自以下的成员：血管通透性、白细胞粘附、血小板粘附、剪切应力介导和炎症过程调节。在一些实施方案中，所述吸附介质作为内皮表面层以保护和/或维持糖萼功能。在一些实施方案中，所述吸附介质减少选自以下的成员：毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态和血管反应性丧失。
在一些实施方案中，所述吸附介质减少组织再灌注期间糖萼的脱落。在一些实施方案中，所述组织是冠状动脉搭桥手术期间的心脏组织。在一些实施方案中，所述组织在器官移植期间被灌注。
在一些实施方案中，所述吸附介质减少了败血症期间糖萼的脱落。在一些实施方案中，所述吸附介质去除肿瘤坏死因子(TNF)-α和细菌脂多糖(LPS)。在一些实施例中，所述吸附介质降低器官衰竭的风险。
在一些实施方案中，所述方法治疗受试者的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。
在一些实施方案中，所述方法改善了受试者的氧饱和度。
在一些实施方案中，所述方法改善了受试者的血液动力学稳定性。
在一些实施方案中，所述方法治疗Covid-19。
在一些实施方案中，所述吸附介质减少由动脉粥样硬化或糖尿病引起的糖萼脱落。在一些实施方案中，所述吸附介质去除低密度脂蛋白(LDL)。
在一些实施方案中，所述吸附介质结合肝素结合蛋白(HBP)。在一些实施方案中，与处理前样品的HBP含量相比，经处理样品的HBP含量降低了约10％至约100％。
在一些实施方案中，所述吸附介质结合选自以下的成员：外毒素、内毒素、超大血管性血友病因子(ULVWF)、组蛋白、外来体、微泡和细胞因子。
在一些实施方案中，所述样品是选自以下的成员：全血、血清和血浆。在一些实施方案中，所述样品是全血。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质带负电荷。
在一些实施方案中，所述固体基质包含任何无毒的、非浸出的材料。在一些实施方案中，所述固体基质包含多个刚性聚合物珠。在一些实施方案中，所述刚性聚合物珠选自聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、或乙烯与其它单体的共聚物、聚乙烯亚胺、聚丙烯和聚异丁烯。在一些实施方案中，所述固体基质包含一根或多根中空纤维。
本公开的另一方面涉及一种在有需要的受试者中增强受损的糖萼屏障功能的装置。所述装置包括具有布置在其中的模拟糖萼的吸附介质的药筒，所述药筒具有第一端板和第二端板，及其中所述模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中所述吸附剂是一种包含肝素、硫酸乙酰肝素或其混合物的糖胺聚糖混合物。在一些实施方案中，所述装置的吸附剂是糖胺聚糖混合物，其包含约40％至约96％w/w硫酸乙酰肝素和/或肝素，以及任选的一种或多种以下物质：约5％至约30％w/w硫酸软骨素，约1％至约25％w/w硫酸皮肤素，约0.01％至约20％w/w硫酸角质素、唾液酸/唾液酸化聚糖，和/或约5％至约50％w/w透明质酸；所述装置还包括样品流入端口以允许样品流入装置；以及样品流出端口以允许样品流出装置，其中样品流经第一端板通过吸附介质并从样品流出端口流出。在一些实施方案中，所述糖胺聚糖混合物任选包含至少一种蛋白聚糖核心蛋白，其选自多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇蛋白聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖和mimecan。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质有助于选自以下的成员：血管通透性、白细胞粘附、血小板粘附、剪切应力调节和炎症过程调节。在一些实施方案中，所述吸附介质作为内皮表面层以保护和/或维持糖萼功能。在一些实施方案中，所述吸附介质减少选自以下的成员：毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态和血管反应性丧失。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质带负电荷。
在一些实施方案中，所述固体基质包含任何无毒的、非浸出的材料。在一些实施方案中，所述固体基质包含多个刚性聚合物珠。在一些实施方案中，所述刚性聚合物珠选自聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、或乙烯与其它单体的共聚物、聚乙烯亚胺、聚丙烯和聚异丁烯。在一些实施方案中，所述固体基质包含一根或多根中空纤维。
在又一个实施方案中，本公开提供了改善有需要的受试者的氧饱和度的方法。所述方法包括将来自受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触以增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能，从而处理样品；将经处理的样品注入受试者，其中模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中所述吸附剂是包含肝素、硫酸乙酰肝素或其混合物的糖胺聚糖。
当阅读详细描述以及随后的附图时，这些和其它实施方案、方面和目的将变得更加明显。
附图简述
图1A示出糖萼的电子显微照片。
图1B示出糖萼的电子显微照片的放大图。
图1C示出糖萼的电子显微照片。
图2A示出肝素结合蛋白(HBP)被肝素吸附。
图2B示出肝素结合蛋白(HBP)被肝素吸附。
图3示出本文公开的方法和装置改善氧饱和度。
发明详述
本公开部分涉及增强、改善和/或恢复受损(或破坏的)糖萼屏障的功能的方法和装置。糖萼的破坏和损伤是许多血管系统病症和疾病的原因，例如败血症和水肿。所述方法包括使用模拟糖萼的吸附介质，其作为人工糖萼以去除来自具有受损的糖萼屏障功能的受试者样品中的许多炎症介质，从而处理或“净化”样品。然后可以连续或间歇地将经处理的或“净化”的样品重新注入受试者。
本文描述的实施方案的技术优点是使用模拟糖萼的糖胺聚糖吸附剂靶向炎症和血管疾病的原因，而不是治疗症状。有利地，目前的方法以安全有效的方式恢复受损糖萼屏障的功能。
I.定义
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。如本文所用，以下术语具有以下含义。
如本文所用，术语“约”和“约等于”在本文中用于修饰数值并指示围绕该值的限定范围。如果“X”为某数值，“约X”或“约等于X”一般表示0.90X至1.10X之间的值。任何提及的“约X”均表示至少值X、0.90X、0.91X、0.92X、0.93X、0.94X、0.95X、0.96X、0.97X、0.98X、0.99X、1.01X、1.02X 1.03X、1.04X、1.05X、1.06X、1.07X、1.08X、1.09X和1.10X。因此，“约X”旨在是指例如“0.98X”。当“约”应用于数值范围的开头时，其适用于该范围的两端。因此，“约6至8.5”等同于“约6至约8.5”。当“约”应用于一组值的第一个值时，其适用于该组中的所有值。因此，“约7％、9％或11％”等同于“约7％、约9％或约11％”。
如本文所用，术语“包括”或“包含”旨在表示所述组合物、装置和方法包括所列举的元件，但不排除其它元件。“基本上由…组成”是指给定实施方案所需的那些元件。该短语允许存在不实质上影响给定实施方案(例如组合物、装置和方法)的基本的和新的或功能特性的其它元件。“由…组成”是指如本文所述的组合物、装置、方法及其各自的组成成分，其不包括在实施方案的描述中未列举的任何元件。由这些过渡术语中的每一个定义的实施方案均在本公开的范围内。
如本文所用，术语“增强受损的糖萼屏障功能”是指加强或改善已被破坏、损坏或受损的内皮糖萼屏障的功能。一般来说，“增强”是指其中两种或多种成分的组合提供的效果大于单个成分的效果或所述成分单独作用的总和的现象。因此，在本公开内容的上下文中，模拟糖萼的吸附介质与功能受损的损坏的糖萼屏障的组合导致受损糖萼屏障功能的增加和改善的性能大于受损糖萼屏障在不存在吸附介质的情况下的性能。例如，将来自患有受损的糖萼屏障功能的受试者的样品与本公开的模拟糖萼的吸附介质接触，增强或改善了受损的糖萼屏障功能。换言之，与吸附介质接触改善了将受损的糖萼屏障功能增进和/或恢复至未受损或恢复的糖萼屏障功能。
如本文所用，术语“糖萼屏障”、“内皮糖萼屏障”和“糖萼”可互换使用，是指位于血管内皮的内皮细胞和循环血液之间的界面处的富含碳水化合物的层衬里(layer lining)。糖萼主要通过蛋白聚糖和糖蛋白与内皮相连，其中可溶性血浆分子直接或通过可溶性蛋白聚糖和/或糖胺聚糖掺入并相互连接。因此，糖萼组分是膜结合的蛋白聚糖、糖蛋白和糖胺聚糖与可溶的糖胺聚糖和血浆蛋白之间相互作用的动态网格。内皮功能主要通过糖萼调节，因为其介导血小板和白细胞的粘附、止血和血管屏障功能等,其细节在本文中描述。
如本文所用，术语“受损的糖萼屏障功能”是指糖萼屏障保护血管壁免受直接血流暴露的能力的降低。例如，受损的糖萼屏障功能可能是由于糖萼失去如下能力而无法作为血管通透性屏障：调节凝血、防止血小板粘附到血管壁、防止白细胞粘附到血管壁、调节内皮细胞的剪切应力，及调节炎症过程。如本文所用，糖萼的“破坏”或“损坏”是指影响糖萼以致其不能正常发挥功能(即功能受损)的任何过程或状况。破坏可以是由机体内的炎症或氧化引起的。破坏会导致糖萼变薄(酶促或剪切诱导的脱落)并失去其组分蛋白聚糖，导致糖萼功能受损。以下参考文献描述了证明糖萼破坏及其功能受损的各种器官组织模型、动物模型、临床研究和/或试验：
Figure BDA0003353795220000061
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如本文所用，术语“模拟糖萼的吸附介质”是指具有用组合物(即吸附剂)修饰、官能化、包被等的表面的材料，所述组合物可以不同于糖萼屏障的精确的常规组分和结构，但其功能与天然存在的糖萼屏障基本相似。在本公开的上下文中，模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，所述吸附剂是包含肝素、硫酸乙酰肝素及其混合物的糖胺聚糖混合物。在某些方面，糖胺聚糖混合物包含肝素、硫酸乙酰肝素及其混合物，以及任选一种或多种其它的糖胺聚糖，例如硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、唾液酸/唾液酸化聚糖，和/或透明质酸。糖胺聚糖吸附剂混合物可任选进一步包括至少一种蛋白聚糖核心蛋白，例如多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇蛋白聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖、mimecan或其组合。换言之，模拟糖萼的吸附介质是包含糖胺聚糖吸附剂的固体基质，并用作天然糖萼屏障，其能结合样品中存在的分析物/吸附物，其细节在本文中描述。模拟糖萼的吸附介质还作为内皮表面层以保护和/或维持糖萼功能，所述糖萼在与模拟糖萼的吸附介质接触之前是功能受损的。
如本文所用，术语“吸附剂”是指附接(例如连接、偶联或结合)于本文所述的模拟糖萼的吸附介质的固体基质的糖胺聚糖混合物。在某些情况下，吸附剂是固体基质本身。因此，“糖胺聚糖吸附剂”是具有与其连接的糖胺聚糖混合物的固体基质。例如，糖胺聚糖吸附剂是结合有糖胺聚糖混合物的聚合物树脂。糖胺聚糖混合物包括肝素、硫酸乙酰肝素及其混合物，以及任选包括一种或多种其它的糖胺聚糖，例如硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、唾液酸/唾液酸化聚糖，和/或透明质酸。糖胺聚糖混合物可任选进一步包括至少一种蛋白聚糖核心蛋白，例如多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇蛋白聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖、mimecan或其组合。
如本文所用，术语“分析物”和“吸附物”可互换使用以指破坏糖萼屏障功能并且对吸附剂具有亲和力的任何分子。在本公开的上下文中，从患有受损的糖萼屏障功能的受试者获得的样品包含吸附物。当与本公开的模拟糖萼的吸附介质接触时，所述吸附物结合于所述吸附介质的表面，并因此从样品中去除。通过破坏糖萼屏障功能，这些分析物会促进或介导炎症，以及与受损的糖萼屏障功能相关的其它病症和疾病。吸附物的非限制性实例包括但不限于以下炎症介质：淋巴因子、干扰素、趋化因子、外毒素、内毒素、超大血管性血友病因子(ULVWF)、组蛋白、外来体、微泡、细胞因子、肿瘤坏死因子(TNF)-α、细菌脂多糖(LPS)、低密度脂蛋白(LDL)和肝素结合蛋白(HBP)。例如，HPB(即天青杀素(azurocidin)或CAP37)储存在嗜中性粒细胞的分泌囊泡和嗜天青颗粒中，并在炎症反应期间基于中性粒细胞粘附和中性粒细胞外渗时释放。细菌产物通过作用于内皮细胞诱导HBP释放，导致血管渗漏增加，其中HBP通过硫酸乙酰肝素和硫酸软骨素与细胞表面蛋白聚糖结合，从而破坏糖萼并导致与受损的糖萼屏障功能相关的病症(例如败血症)。见例如Bentzer,P.等,IntensiveCare Medicine Experimental,2016,4(33),1-16。
如本文所用，术语“炎症”是指组织对损伤或破坏的保护性反应，以清除或隔离任何有害物质以及损伤的组织并启动组织修复。炎症可导致疼痛、发热、发红、肿胀和功能丧失。炎症介质(例如淋巴因子、干扰素、趋化因子、外毒素、内毒素、LDL、HBP)可导致糖萼脱落。炎症还可导致白细胞使可降解糖萼的酶脱颗粒。
如本文所用，短语“与受损的糖萼屏障功能相关的病症”是指至少部分由受损的糖萼屏障功能所引起的人类疾病或病症，或诱导受损的糖萼屏障功能的人类疾病或病症。因此，治疗与受损的糖萼屏障功能相关的病症是指治疗该病症，恢复受损的糖萼屏障功能，或预防或改善由受损的糖萼屏障功能引起的病症或症状，例如炎症、内膜增生和血栓形成。在本公开的上下文中，使用本文所述的模拟糖萼的吸附介质增强受损的糖萼屏障功能可以治疗与受损的糖萼屏障功能相关的病症。与受损的糖萼屏障功能相关的病症或疾病的非限制性实例包括：毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态、血管反应性丧失、败血症、器官衰竭、动脉粥样硬化和糖尿病。
如本文所用，术语“糖胺聚糖”、“GAG”和“糖胺聚糖链”可互换使用，是指存在于内皮糖萼中的糖基化蛋白质的聚糖组分(即蛋白聚糖)。通常，蛋白聚糖结构包括具有多个共价连接和/或相互作用的可变长度的GAG链的核心蛋白。糖萼的糖胺聚糖是结构多样的、长的、无分支的碳水化合物聚合物，具有约5至约200,000个或更多个重复的二糖单元(例如约1kDa至约100,000kDa或更多)并且在生理条件下带负电荷。每个重复的二糖单元(即“A-B”)包括与己糖胺(即“B”)经糖苷连接的己糖或己糖醛酸(即“A”)，其中糖苷键的构象可以是α或β构型，每个A-B单元的每个A和B组分均可以独立修饰或不修饰，其细节提供如下。可用于本文所述实施方案中的GAG的非限制性实例包括软骨素、硫酸软骨素(CS)、皮肤素、硫酸皮肤素(DS)、硫酸乙酰肝素(HS)、肝素、角蛋白、硫酸角质素、唾液酸/唾液酸化聚糖和透明质酸(HA)，其细节在本文中描述。内皮蛋白聚糖的“核心蛋白”可以直接与内皮细胞膜结合，或者作为可溶的血浆成分存在于糖萼中。内皮蛋白聚糖核心蛋白的大小(例如约20kDa至约500kDa或更大)和连接的GAG链的数量(例如约1至约50或更多个连接的GAG链)不同。因此，内皮蛋白聚糖核心蛋白的非限制性实例包括多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇蛋白聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖和mimecan，其细节在本文中描述。见例如Reitsma,S.,等,Pflugers Archiv:European Journal of Physiology,2007,454,345-359；
Figure BDA0003353795220000091
H.,等,Mediators of Inflammation,2014,1-14。
如本文所用，术语“A-B”是指糖胺聚糖链的单个二糖单元，其中“A”代表己糖或己糖醛酸，“B”代表己糖胺。一般而言，本文所述的GAG链的二糖单元可包括作为组分A的D-半乳糖(Gal)、D-葡萄糖醛酸(GlcA)或L-艾杜糖醛酸(IdoA)，以及作为组分B的D-半乳糖胺(GalN)或D-葡糖胺(GlcN)。A-B单元(以及两个或多个A-B单元之间，例如-[A-B]1-[A-B]2-[A-B]3-)的A和B组分之间形成的糖苷键(即C-O-C键)是由相邻糖的羟基形成的共价键连。键连可以发生在相邻糖的1-碳与6-碳之间(即1-6键连，1→6或1,6)，相邻糖的1-碳与4-碳之间(即1-4键连，1→4或1,4)，相邻糖的1-碳与3-碳之间(即1-3键连，1→3或1,3)，或相邻糖的1-碳与2-碳之间(即1-2键连，1→2或1,2)，相邻糖的2-碳与4-碳之间(即2-4键连，2→4或2,4)，或者相邻糖的2-碳与3-碳之间(即2-3键连，2→3或2,3)。GAG链还可包括除了1-、2-、3-、4-和6-碳之外的碳原子之间的键连。
糖组分可以在GAG内连接，使得异头碳处于α-或β-构型。在这方面，A-B单元的A和B组分之间形成的糖苷键相对于A中的异头碳构型可以称为α-连接(或键)或β-键连。GAG链中每个二糖单元之间形成的糖苷键也可以称为α-键或β-键(例如，相对于B1的异头碳构型，-[A-B]1-[A-B]2-链中的二糖[A-B]1和二糖[A-B]2之间的键可以是α-键或β-键)。例如，GAG链可以包含A1α(1→3)B1的重复的二糖单元，其中A1的1-碳处于α构型并且经糖苷连接于B1的3-碳。二糖序列4A1α(1→3)B1β1表明A1的4-碳与序列中前一相邻糖的未指定碳经糖苷连接，而B1的1-碳处于β构型并与序列中后一相邻糖的未指定碳经糖苷连接。
A-B单元的每个A和/或B组分可以是未修饰的或者可以包含一种或多种修饰，例如O-硫酸化和/或N-硫酸化或N-乙酰化，这取决于GAG聚合物。在这方面，己糖和己糖醛酸残基的修饰可包括用O-硫酸盐取代在第2位、第3位、第4位和第6位的一个或多个羟基。己糖胺残基的修饰包括用N-乙酰基或N-硫酸盐取代第2位的氨基，和/或用O-硫酸盐取代第3位、第4位和第6位的一个或多个羟基。
修饰的A组分(即己糖/己糖醛酸)的实例包括但不限于以下实例：Gal2S，在D-半乳糖(Gal)的第2位含有O-硫酸盐；Gal3S，在D-半乳糖(Gal)的第3位含有O-硫酸盐；Gal4S，在D-半乳糖(Gal)的第4位含有O-硫酸盐；Gal6S，在D-半乳糖(Gal)的第6位含有O-硫酸盐；GlcA2S，在D-葡萄糖醛酸(GlcA)的第2位含有O-硫酸盐；GlcA3S，在D-葡萄糖醛酸(GlcA)的第3位含有O-硫酸盐；GlcA4S，在D-葡萄糖醛酸(GlcA)的第4位含有O-硫酸盐；GlcA6S，在D-葡萄糖醛酸(GlcA)的第6位含有O-硫酸盐；IdoA2S，在L-艾杜糖醛酸(IdoA)的第2位含有O-硫酸盐；IdoA3S，在L-艾杜糖醛酸(IdoA)的第3位含有O-硫酸盐；IdoA4S，在L-艾杜糖醛酸(IdoA)的第4位含有O-硫酸盐；和IdoA6S，在L-艾杜糖醛酸(IdoA)的第6位含有O-硫酸盐。
修饰的B组分(即己糖胺)的实例，特别是对D-半乳糖胺(GalN)的修饰，包括但不限于以下实例：GalN3S，在D-半乳糖胺(GalN)的第3位含有O-硫酸盐；GalN4S，在D-半乳糖胺(GalN)的第4位含有O-硫酸盐；GalN6S，在D-半乳糖胺(GalN)的第6位含有O-硫酸盐；GalN3S6S，在D-半乳糖胺(GalN)的第3位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GalN3S4S，在D-半乳糖胺(GalN)的第3位含有O-硫酸盐及在第4位含有O-硫酸盐；GalN4S6S，在D-半乳糖胺(GalN)的第4位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GalNAc(D-N-乙酰半乳糖胺)，在D-半乳糖胺(GalN)的第2位含有N-乙酰基；GalNAc3S，在D-N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)的第3位含有O-硫酸盐；GalNAc4S，在D-N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)的第4位含有O-硫酸盐；GalNAc6S，在D-N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)的第6位含有O-硫酸盐；GalNAc3S6S，在D-N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)的第3位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GalNAc3S4S，在D-N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)的第3位含有O-硫酸盐及在第4位含有O-硫酸盐；GalNAc4S6S，在D-N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)的第4位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GalNS(D-N-磺基半乳糖胺)，在D-半乳糖胺(GalN)的第2位含有N-硫酸盐；GalNS3S，在D-N-磺基半乳糖胺(GalNS)的第3位含有O-硫酸盐；GalNS4S，在D-N-磺基半乳糖胺(GalNS)的第4位含有O-硫酸盐；GalNS6S，在D-N-磺基半乳糖胺(GalNS)的第6位含有O-硫酸盐；GalNS3S6S，在D-N-磺基半乳糖胺(GalNS)的第3位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GalNS3S4S，在D-N-磺基半乳糖胺(GalNS)的第3位含有O-硫酸盐，在第4位含有O-硫酸盐；和GalNS4S6S，在D-N-磺基半乳糖胺(GalNS)的第4位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐。
修饰的B组分(即己糖胺)的实例，特别是对D-葡糖胺(GlcN)的修饰，包括但不限于以下实例：GlcN3S，在D-葡糖胺(GlcN)的第3位含有O-硫酸盐；GlcN4S，在D-葡糖胺(GlcN)的第4位含有O-硫酸盐；GlcN6S，在D-葡糖胺(GlcN)的第6位含有O-硫酸盐；GlcN3S6S，在D-葡糖胺(GlcN)的第3位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GlcN3S4S，在D-葡糖胺(GlcN)的第3位含有O-硫酸盐及在第4位含有O-硫酸盐；GlcN4S6S，在D-葡糖胺(GlcN)的第4位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GlcNAc(D-N-乙酰葡糖胺)，在D-葡糖胺(GlcN)的第2位含有N-乙酰基；GlcNAc3S，在D-N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)的第3位含有O-硫酸盐；GlcNAc4S，在D-N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)的第4位含有O-硫酸盐；GlcNAc6S，在D-N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)的第6位含有O-硫酸盐；GlcNAc3S6S，在D-N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)的第3位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GlcNAc3S4S，在D-N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)的第3位含有O-硫酸盐及在第4位含有O-硫酸盐；GlcNAc4S6S，在D-N-乙酰葡糖胺(GlcNAc)的第4位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GlcNS(D-N-磺基葡糖胺)，在D-葡糖胺(GlcN)的第2位含有N-硫酸盐；GlcNS3S，在D-N-磺基葡糖胺(GlcNS)的第3位含有O-硫酸盐；GlcNS4S，在D-N-磺基葡糖胺(GlcNS)的第4位含有O-硫酸盐；GlcNS6S，在D-N-磺基葡糖胺(GlcNS)的第6位含有O-硫酸盐；GlcNS3S6S，在D-N-磺基葡糖胺(GlcNS)的第3位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐；GlcNS3S4S，在D-N-磺基葡糖胺(GlcNS)的第3位含有O-硫酸盐及在第4位含有O-硫酸盐；和GlcNS4S6S，在D-N-磺基葡糖胺(GlcNS)的第4位含有O-硫酸盐及在第6位含有O-硫酸盐。因此，糖萼的GAG链可以包含多个不同的二糖单元，其中每个己糖/己糖醛酸残基和每个己糖/己糖醛酸-己糖胺对(即二糖单元)的每个己糖胺残基可以任选独立地是单取代或多重取代的(即未修饰的或修饰的)。
如本文所用，术语“硫酸乙酰肝素”和“HS”可互换使用，指重复的二糖A-B单元的糖胺聚糖聚合物，其可包括GlcA、IdoA和IdoA2S残基作为可能的A组分，以及GlcN、GlcNAc、GlcNAc6S、GlcNS、GlcNS6S和GlcNS3S6S残基作为可能的B组分。通常，硫酸乙酰肝素包含约40-70％的非硫酸化二糖序列、约30-65％的各种单硫酸化二糖序列和约1-10％的二和/或三硫酸化二糖序列。硫酸乙酰肝素聚合物每100个二糖可具有约65个N-硫酸盐，N-硫酸化与O-硫酸化的比率为约2:3至约3:4，每个二糖单元具有平均约0.8至约1.8个硫酸基团。硫酸乙酰肝素中最普遍的二糖序列是4GlcAβ(1→4)GlcNAcα1，其可以构成高达约50％或更高的HS链。虽然GlcA是更常见的己糖醛酸，但IdoA可构成硫酸乙酰肝素的约30％至约50％，并且可以作为非硫酸化单元4IdoAα(1→4)GlcNAcα1和/或任何单-、二-和/或三硫酸化二糖单元，例如4IdoAα(1→4)GlcNSα1、4IdoAα(1→4)GlcNAc6Sα1和4IdoAα(1→4)GlcNS6Sα1。硫酸乙酰肝素聚合物可具有约20至约200或更多个的重复的二糖单元且可具有约10kDa至约100kDa的分子量。见例如Shriver,S.等,Handb.Exp.Pharmacol.2012,207,159-176；Zhang,F.等,Chapter 3–Glycosaminoglycans.2010.In:Richard D.Cummings,J.MichaelPierce,等,editors.Handbook of Glycomics,Academic Press,2010,59-80；Gandhi,N.等,Chem.Biol.Drug.Des.2008,72,455-482；Lindahl,U,等,Proteoglycans and SulfatedGlycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentialsof Glycobiology[Internet].3rd edition.Cold Spring Harbor(NY):Cold SpringHarbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter17。
如本文所用，术语“肝素”和“Hep”可互换使用，是指重复的二糖A-B单元的糖胺聚糖聚合物，其可包括GlcA、IdoA和IdoA2S残基作为可能的A组分，以及GlcN、GlcNAc、GlcNAc6S、GlcNS、GlcNS6S和GlcNS3S6S残基作为可能的B组分。一般而言，肝素包含约70-90％的三硫酸化二糖序列，约10-30％的各种非硫酸化二糖、单硫酸化二糖和二硫酸化二糖序列，以及每个二糖单元具有平均约1.8至约2.8个硫酸基团。肝素中最普遍的二糖序列是4IdoA2Sα(1→4)GlcNS6Sα1，其可以构成高达约70％或更高的Hep链。肝素聚合物可具有约15至约60或更多个的重复的二糖单元且可具有约10kDa至约35kDa的分子量。见例如Shriver,S.等,Handb.Exp.Pharmacol.2012,207,159-176；Zhang,F.等,Chapter 3–Glycosaminoglycans.2010.In:Richard D.Cummings,J.Michael Pierce,等,editors.Handbook of Glycomics,Academic Press,2010,59-80；Gandhi,N.等,Chem.Biol.Drug.Des.2008,72,455-482；Lindahl,U,等,Proteoglycans and SulfatedGlycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentialsof Glycobiology[Internet].3rd edition.Cold Spring Harbor(NY):Cold SpringHarbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“硫酸软骨素”和“CS”可互换使用，是指重复的二糖A-B单元的糖胺聚糖聚合物，其可包括GlcA、GlcA2S和GlcA3S残基作为可能的A组分，以及GalNAc、GalNAc4S、GalNAc6S和GalNAc4S6S残基作为可能的B组分。存在各种类型的硫酸软骨素，例如CS-A、CS-C、CS-D和CS-D。CS-B亚型称为硫酸皮肤素，本文对其进行了详细描述。一般来说，A型硫酸软骨素含有4GlcAβ(1→3)GalNAc4Sβ1的重复的二糖单元，C型硫酸软骨素含有4GlcAβ(1→3)GalNAc6Sβ1的重复的二糖单元，D型硫酸软骨素含有4GlcA2Sβ(1→3)GalNAc6Sβ1重复的二糖单元3)GalNAc6Sβ1，E型硫酸软骨素含有4GlcAβ(1→3)GalNAc4S6Sβ1的重复的二糖单元。硫酸软骨素链可以是杂合结构，包含一种以上类型的软骨素二糖单元。换言之，杂杂合的CS聚合物可包含任何量的4GlcAβ(1→3)GalNAc4Sβ1(硫酸软骨素A)、4GlcAβ(1→3)GalNAc6Sβ1(硫酸软骨素C)、4GlcA2Sβ(1→3)GalNAc6Sβ1(硫酸软骨素D)和/或4GlcAβ(1→3)GalNAc4S6Sβ1(硫酸软骨素E)的重复的二糖序列及其组合。作为非限制性实例，杂合的硫酸软骨素链包含约40-60％的4GlcAβ(1→3)GalNAc4Sβ1、约40-60％的4GlcAβ(1→3)GalNAc6Sβ1，以及任选地包含约1-20％的各种非、二和/或三硫酸化二糖序列，例如4GlcAβ(1→3)GalNAcβ1、4GlcA2Sβ(1→3)GalNAc6Sβ1和/或4GlcAβ(1→3)GalNAc4S6Sβ1。硫酸软骨素聚合物(非杂合或杂合的)可具有约4至约155个或更多的重复的二糖单元，且可具有约2kDa至约70kDa或更高的分子量。见例如Zhang,F.等,Chapter3–Glycosaminoglycans.2010.In:Richard D.Cummings,J.Michael Pierce,等,editors.Handbook of Glycomics,Academic Press,2010,59-80；Gandhi,N.等,Chem.Biol.Drug.Des.2008,72,455-482；Lindahl,U,等,Proteoglycans and SulfatedGlycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentialsof Glycobiology[Internet].3rd edition.Cold Spring Harbor(NY):Cold SpringHarbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“硫酸皮肤素”和“DS”可互换使用，是指重复的二糖A-B单元的糖胺聚糖聚合物，其可包括GlcA、IdoA和IdoA2S残基作为可能的A组分，以及GalNAc、GalNAc4S和GalNAc6S残基作为可能的B组分。一般而言，硫酸皮肤素含有约70-95％的单硫酸化二糖序列、约5-20％的二硫酸化二糖序列和约1-10％的非硫酸化二糖序列。DS聚合物中最普遍的二糖序列是4IdoAα(1→3)GalNAc4Sβ1，其可以构成DS链的80％或更多。硫酸皮肤素聚合物可具有约20至约155个或更多的重复的二糖单元，且可具有约10kDa至约70kDa或更高的分子量。见例如Zhang,F.等,Chapter 3–Glycosaminoglycans.2010.In:RichardD.Cummings,J.Michael Pierce,等,editors.Handbook of Glycomics,Academic Press,2010,59-80；Gandhi,N.等,Chem.Biol.Drug.Des.2008,72,455-482；Lindahl,U,等,Proteoglycans and Sulfated Glycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rd edition.ColdSpring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter17。
如本文所用，术语“硫酸角质素”和“KS”可互换使用，是指重复的二糖A-B单元的糖胺聚糖聚合物，其可包括Gal和Gal6S残基作为可能的A组分，以及包括GlcNAc和GlcNAc6S残基作为可能的B组分。硫酸角质素包含约非硫酸化二糖序列3Galβ(1→4)GlcNAcβ1、单硫酸化二糖序列3Galβ(1→4)GlcNAc6Sβ1和二硫酸化二糖序列3Gal6Sβ(1→4)GlcNAc6Sβ1的混合物。硫酸角质素重复区域内的二糖可以被岩藻糖基化及N-乙酰神经氨酸覆盖链的末端。见例如Stanley,P.等,Structures Common to Different Glycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rdedition.Cold Spring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 14。KS聚合物可具有约10至约70个或更多的重复的二糖单元，且可具有约5kDa至约30kDa或更高的分子量。见例如Zhang,F.等,Chapter 3–Glycosaminoglycans.2010.In:Richard D.Cummings,J.Michael Pierce,等,editors.Handbook of Glycomics,Academic Press,2010,59-80；Gandhi,N.等,Chem.Biol.Drug.Des.2008,72,455-482；Lindahl,U,等,Proteoglycans and SulfatedGlycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentialsof Glycobiology[Internet].3rd edition.Cold Spring Harbor(NY):Cold SpringHarbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“透明质酸(hyaluronic acid)”、“透明质酸(hyaluronan)”、“HA”和“透明质酸(hyaluronate)”可互换使用，指重复的二糖A-B单元的糖胺聚糖聚合物，其可包括GlcA残基作为可能的A组分和GlcNAc残基作为可能的B组分。HA是唯一的非硫酸化GAG聚合物，包含重复的二糖序列4GlcAβ(1→3)GalNAcβ1。透明质酸可以纯化自动物和非动物来源。HA聚合物可具有约10至约100,000个重复的二糖单元，且可具有约4kDa至约20,000kDa的分子量。见例如Zhang,F.等,Chapter 3–Glycosaminoglycans.2010.In:RichardD.Cummings,J.Michael Pierce,等,editors.Handbook of Glycomics,Academic Press,2010,59-80；Gandhi,N.等,Chem.Biol.Drug.Des.2008,72,455-482；Lindahl,U,等,Proteoglycans and Sulfated Glycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rd edition.ColdSpring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“多配体蛋白聚糖”是指糖萼的膜结合的核心蛋白，其通过跨膜结构域连接于膜。多配体蛋白聚糖核心蛋白有四种亚型，范围从约20kDa至约45kDa。多配体蛋白聚糖蛋白聚糖核心蛋白可包含约5个或更多个HS和CS糖胺聚糖链，例如2至3个HS链，或3至4个HS链和1至2个CS链的混合物。多配体蛋白聚糖具有以下功能：调节细胞粘附、迁移和肌动蛋白细胞骨架组构，以及控制细胞表面的配体清除。见例如Lindahl,U,等,Proteoglycans and Sulfated Glycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rd edition.ColdSpring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“磷脂酰肌醇蛋白聚糖(glypican)”是指糖萼的膜结合的核心蛋白，其通过糖基磷脂酰肌醇锚连接于膜。磷脂酰肌醇蛋白聚糖核心蛋白有六种亚型，范围从约55kDa至约70kDa。磷脂酰肌醇蛋白聚糖核心蛋白可包含约3个或更多个HS糖胺聚糖链。磷脂酰肌醇蛋白聚糖可以作为共同受体，通过相关联的例如酪氨酸激酶受体调节信号传导。见例如Lindahl,U,等,Proteoglycans and Sulfated Glycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rd edition.Cold Spring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“基底膜聚糖(perlecan)”是指分泌的核心蛋白，作为可溶的血浆成分存在于糖萼中。基底膜聚糖蛋白聚糖核心蛋白具有约400kDa的平均核心质量并且可以包含约3个或更多HS个糖胺聚糖链，以及在一些情况下包含1、2或更多个CS链(例如1至4个HS链，或1至3个HS链和0至2个CS链的混合物)。基底膜聚糖可具有以下功能：细胞外基质(ECM)装配，通过整合蛋白相互作用调节细胞迁移以及隔离生长因子(例如FGF)。见例如Lindahl,U,等,Proteoglycans and Sulfated Glycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rdedition.Cold Spring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“多功能蛋白聚糖(versican)”是指分泌的核心蛋白，作为可溶的血浆成分存在于糖萼中。多功能蛋白聚糖蛋白聚糖核心蛋白具有约370kDa的平均核心质量并且可以包含约10至30个或更多的CS和DS糖胺聚糖链(例如5至15个CS链和10至20个DS链的混合物)。多功能蛋白聚糖参与多种ECM相互作用、炎症调节以及细胞粘附和迁移。见例如Lindahl,U,等,Proteoglycans and Sulfated Glycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rdedition.Cold Spring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“核心蛋白聚糖(decorin)”是指分泌的核心蛋白，作为可溶性血浆成分存在于糖萼中，是小的富含亮氨酸的蛋白聚糖(SLRP)家族的成员。作为一种SLRP，核心蛋白聚糖蛋白聚糖包含富含亮氨酸的重复序列，其中心域两侧是半胱氨酸。核心蛋白聚糖蛋白聚糖核心蛋白的平均核心质量约为35kDa至40kDa，可以包含至少1个CS链和/或至少1个DS链。核心蛋白聚糖调节间质胶原纤维生成并参与抑制TGF-β信号传导。见例如Lindahl,U,等,Proteoglycans and Sulfated Glycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rdedition.Cold Spring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“双糖链蛋白聚糖”是指SLRP家族的分泌的核心蛋白，作为可溶的血浆成分存在于糖萼中。双糖链蛋白聚糖蛋白聚糖核心蛋白具有约36kDa至40kDa的平均核心质量并且可以包含约2个或更多个CS和DS链。双糖链蛋白聚糖参与胶原基质装配和先天免疫系统的激活。见例如Lindahl,U,等,Proteoglycans and SulfatedGlycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentialsof Glycobiology[Internet].3rd edition.Cold Spring Harbor(NY):Cold SpringHarbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“mimecan”是指SLRP家族的分泌的核心蛋白，作为可溶的血浆成分存在于糖萼中。Mimecan蛋白聚糖核心蛋白具有约2 5kDa至35kDa的平均核心质量，并可包含约2个或更多个KS链。Mimecan参与胶原基质装配、骨形成和角膜透明度。见例如Lindahl,U,等,Proteoglycans and Sulfated Glycosaminoglycans.2017.In:Varki A,Cummings RD,Esko JD,等,editors.Essentials of Glycobiology[Internet].3rdedition.Cold Spring Harbor(NY):Cold Spring Harbor Laboratory Press；2015-2017.Chapter 17。
如本文所用，术语“接触”是指使至少两个不同种类物质接触而使其触近或紧接或局部靠近的过程。在本公开的上下文中，将来自患有受损的糖萼屏障功能的受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触。由此这个样品中的分析物/吸附物与模拟糖萼的吸附介质接触。一旦与模拟糖萼的吸附介质接触，所述分析物/吸附物保持附着在模拟糖萼的吸附介质上，从而从所述样品中去除所述分析物/吸附物。
如本文所用，术语“样品”是指可包含得自患有受损的糖萼屏障功能的受试者的分析物/吸附物的任何生物样品。通常，所述样品是液体形式或可以变成液体形式。样品的非限制性实例包括全血、血清和血浆。在本公开的上下文中，未与模拟糖萼的吸附介质接触的样品被视为“未处理的样品”。因此，未处理的样品含有破坏糖萼屏障功能的分子(即分析物/吸附物)。“经处理的样品”是已经与模拟糖萼的吸附介质接触的样品。经处理的样品将含有减少量的分析物/吸附物，因此可以被认为是“经净化的”或“净化的”。
如本文所用，术语“灌注”是指液体(即血液)通过和/或流经器官，而术语“再灌注”是指液体通过和/或流经先前未灌注的器官(例如在手术过程中夹住的动脉以防止血液通过)。换言之，再灌注是指恢复血液流向器官或组织(例如心脏、肾脏等)的行为。
如本文所用，术语“刚性聚合物珠”是指由聚合物树脂或其它生物相容性基质材料制成的珠、颗粒、丸粒、球、粒子、微胶囊、球、微球、纳米球、微珠、纳米珠、微粒、纳米颗粒等。
除非另有定义，否则术语“重量百分比”意指测量的某成分占特定组合物总重量的重量百分比。重量百分比用“％”或“％w/w”表示。在本公开的上下文中，连接于本文所述的模拟糖萼的吸附介质的固体基质的糖胺聚糖吸附剂(例如糖胺聚糖混合物)将含有基于糖胺聚糖混合物的总重量的特定量的GAG链及在一些情况下含有特定量的蛋白聚糖核心蛋白。因此，吸附介质中每个GAG链(和任选的一种或多种核心蛋白)的％w/w基于用于包被或官能化所述固体基质表面的糖胺聚糖混合物的总重量。
II.方法与装置
本文公开的材料、化合物、组合物和组分可用于所公开的方法、组合物和装置，可与所公开的方法、组合物和装置联合使用，可用于制备所公开的方法、组合物和装置，或者是所公开的方法、组合物和装置的产品。这些和其它材料在本文中被公开，并且应当理解，当这些材料的组合、子集、相互作用、组等被公开时，虽然这些材料的每个不同个体和总体组合和排列的具体参考可能没有被明确公开，但是每一项在本文中均被特别预期和描述。例如，除非有相反的特别说明，如果公开了一种方法、组合物或装置并且讨论了可以对所述方法、组合物或装置的许多组分进行的许多修改，则可以特别考虑每一种组合和排列。
因此，如果公开了一类组分或元件A、B和C以及一类组分或元件D、E和F，以及公开了方法、组合物或装置A-D的示例，那么即使每一个都没有单独列举，但每一个都是单独和总体预期的。因此，在这个实施例中，A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F组合中的每一个组合都被特别预期并且应当被认为是从A、B和C；D、E和F以及示例组合A-D的公开中公开的。同样，这些组合的任何子集或组合也被特别预期和公开。因此，例如，A-E、B-F和C-E的子集被特别预期并应被视为从A、B和C；D、E和F以及示例组合A-D的公开内容中公开。这个概念适用于本公开的所有方面，包括但不限于制造和使用所公开的组合物和装置的方法中的步骤。因此，如果存在可以执行的多个其它步骤，应理解这些其它步骤中的每一个步骤均可以与所公开方法的任何特定方面或方面组合一起执行，并且每个这样的组合是特别预期的并且应该被视为已披露。
图1A-C示出糖萼的电子显微照片。如图1A和插图所示，糖萼101是位于血管内皮腔侧的带负电荷分子的光滑凝胶状网络。血管的内腔示作102。图1B是放大图，示出带负电荷的糖萼由膜结合的糖蛋白126、131、140和与多种糖胺聚糖结合的蛋白聚糖125的网组成。其通过大量骨架分子(主要是上述蛋白聚糖和糖蛋白)与血管内皮协同连接，形成一个网络，其中掺有各种水溶性分子。糖胺聚糖能结合高达其自身重量10,000×倍的水，从而对内皮糖萼的总体积做出重大贡献。
图1C示出糖萼110是富含碳水化合物的层，通过骨架蛋白聚糖和糖蛋白连接于内皮115。血浆和上皮衍生的可溶分子的复杂网络持续掺入糖萼中。血液组成成分和糖萼之间形成动态平衡(见C.Biddle,AANA Journal,81,(6)(2013))。
本公开提供了一种在有需要的受试者中增强受损的糖萼屏障功能的方法。所述方法包括将来自受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触以增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能，从而处理样品；将经处理的样品注入受试者，其中模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中吸附剂是包含至少一个糖胺聚糖(GAG)链和任选包含一种或多种蛋白聚糖核心蛋白的糖胺聚糖混合物。
受损的糖萼屏障功能可能是糖萼屏障结构或组成成分改变、破坏或损坏的结果。糖萼位于衬于内腔的血管内皮细胞的顶端表面，是蛋白聚糖、糖蛋白和糖脂的带负电荷的动态网络，具有广泛的酶和蛋白质，可调节细胞和分子的粘附和运输。糖萼在脉管系统中的主要作用是维持血浆和血管壁稳态。酶和蛋白质以及其它分子实体用于加强糖萼屏障以抵抗血管疾病和其它疾病。血管内皮内糖萼的另一个功能是保护血管壁免于直接暴露于血流，同时充当血管通透性屏障。因此，血流产生的剪切力调节了各种糖萼成分的生物合成和脱落之间的平衡。其保护功能在整个血管系统中是普遍的，其相对重要性取决于其在脉管系统中的确切位置。糖萼参与将液体从血浆过滤到间质空间，保护内皮免受血细胞粘附，调节内皮细胞产生一氧化氮(NO)的信号。因此，糖萼作为重要血管系统如大脑、脊髓、器官、肺和淋巴系统的保护屏障。因此，这种复杂且动态的糖萼屏障结构的改变或损坏最终会导致受损的糖萼屏障功能，使血管系统容易受到伤害和疾病。
患有受损的糖萼屏障功能的受试者可以是动物。在一些实施方案中，受试者是哺乳动物。在一些实施方案中，受试者是人。受试者可以是任何性别或年龄。在一些实施方案中，患有受损的糖萼屏障功能的受试者具有以下一种或多种病症：毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态、血管反应性丧失、败血症、器官衰竭、动脉粥样硬化和糖尿病。
来自受试者的样品可以是取自受试者的任何体液。在一些实施方案中，所述样品包含全血。在一些实施方案中，所述样品包含血清。在一些实施方案中，所述样品包含血浆。在一些实施方案中，所述样品包含脑脊液。样品可以以待用所述方法处理的分立样品的形式取自受试者。样品可以以连续或半连续流的形式从受试者中获取。可用于权利要求的方法中的样品的量不意图受到限制。当样品包含血液并且当采用连续再循环回到受试者时，其范围可以从小于1mL到大于1L，直至并包括受试者的全部血量。如果需要，可以使用一次或多次“通过”吸附床。术语“吸附床”是指容纳模拟糖萼的吸附介质的容器、腔室、柱等。吸附床可以是透析或体外回路的一部分。在其它方面，其可以是血袋的一部分。
在一些实施方案中，所述样品以如下速率取自受试者：约5mL/min、约10mL/min、约15mL/min、约20mL/min、约25mL/min、约30mL/min、约35mL/min、约40mL/min、约45mL/min、约50mL/min、约60mL/min、约70mL/min、约80mL/min、约90mL/min、约100mL/min、约150mL/min、约200mL/min、约250mL/min、约300mL/min、约350mL/min、约400mL/min、约450mL/min、约500mL/min、约550mL/min、约600mL/min、约700mL/min、约800mL/min、约900mL/min、约1000mL/min，或者甚至约2000mL/min至6000mL/min。
本公开的模拟糖萼的吸附介质被设计成与具有未受损功能的天然存在的糖萼屏障类似地起作用。因此，模拟糖萼的吸附介质增强、增进、改善和/或加强受损/功能障碍的内皮糖萼屏障正常发挥功能的能力。换言之，将来自患有受损的糖萼屏障功能的受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触会增强受损的糖萼屏障功能。在一些实施方案中，通过与模拟糖萼的吸附介质接触以增强受损的糖萼屏障功能可以增进或恢复受损糖萼的如下能力：调节凝血，防止血小板粘附到血管壁，防止白细胞粘附到血管壁，调节对内皮细胞的剪切应力，及调节炎症过程。
可以将来自患有受损的糖萼屏障功能的受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触足以增强、增进、改善和/或恢复样品受损的糖萼屏障功能的任何时间长度。在一些实施方案中，所述样品与模拟糖萼的吸附介质的接触持续时间为1分钟至12小时或更长。在一些实施方案中，所述样品与模拟糖萼的吸附介质接触的持续时间为1分钟、5分钟、15分钟、20分钟、25分钟、30分钟、45分钟、60分钟、2小时、4小时、6小时、8小时、10小时或12小时。在一些实施方案中，所述样品作为不间断的或连续的样品流接触模拟糖萼的吸附介质，其中所述样品连续地流过模拟糖萼的吸附介质、在其上流动或流经模拟糖萼的吸附介质。所述样品的连续流式包括恒定或可变的流体流，其具有样品与模拟糖萼的吸附介质接触的一组速度或速率。在一些实施方案中，所述样品以如下速率与模拟糖萼的吸附介质接触：约5mL/min、约10mL/min、约15mL/min、约20mL/min、约25mL/min、约30mL/min、约35mL/min、约40mL/min、约45mL/min、约50mL/min、约60mL/min、约70mL/min、约80mL/min、约90mL/min、约100mL/min、约150mL/min、约200mL/min、约250mL/min、约300mL/min、约350mL/min、约400mL/min、约450mL/min、约500mL/min、约550mL/min、约600mL/min、约700mL/min、约800mL/min、约900mL/min或约1000mL/min。
可以将来自患有受损的糖萼屏障功能的受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触一次或多次，以增强、增进、改善和/或恢复样品受损的糖萼屏障功能。在一些实施方案中，将所述样品与模拟糖萼的吸附介质接触至少一次。在一些实施方案中，将所述样品与模拟糖萼的吸附介质接触1至20次或更多次。在一些实施方案中，将所述样品与模拟糖萼的吸附介质接触1次、2次、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15次。
用于增强样品的受损的糖萼屏障功能和处理样品的模拟糖萼的吸附介质可以是微孔介质，例如已赋予血液相容性的活性炭或大小排阻色谱树脂。在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质不含活性炭。模拟糖萼的吸附介质可以在容器中，例如在柱、筒、管、离心管、瓶、柔性袋等中，或者可以在其中去除经处理的样品而不干扰模拟糖萼的吸附介质的任何容器中。
在本公开的方法和装置中，各种形状和成分的材料可用作模拟糖萼的吸附介质的固体基质。所有合适的固体基质均提供了高表面积，同时(主要)通过强制对流或扩散传输促进吸附物向与其结合的吸附位点运送，从而增强了受损的糖萼屏障功能。可用于产生模拟糖萼的吸附介质的固体基质包括无孔刚性珠、颗粒或填料、网状泡沫，刚性整体床(例如由烧结珠或颗粒形成)，填充有织造或非织造织物的柱，填充有纱线或实心或中空的中孔或微孔单丝纤维的柱，由平膜或致密膜形成的螺旋缠绕筒，或如混合的珠/织物筒等介质的组合。在一些实施方案中，固体基质最初是中孔或微孔的，但当表面在产生吸附位点之前、期间或之后被处理时则变成基本上无孔的。在一些实施方案中，所述基质包括聚合物或刚性聚合物珠。所述基质也可以是金属、陶瓷、玻璃、天然矿物、二氧化硅等。通常情况下，所述基质不会浸出如果进入患者的血液会导致临床严重问题的杂质。
在一些实施方案中，固体基质的总表面积可以在0.1至10,000平方米的范围内，优选在0.5至50平方米的范围内，例如0.5、1、1、2、2、5、10、25、40和50平方米以及这些数值之间的数值。在一些实施方案中，固体基质的材料选自玻璃、二氧化硅、乳胶、纤维素、醋酸纤维素、甲壳质、壳聚糖、交联葡聚糖、交联琼脂糖、交联海藻酸盐、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚丙烯腈、聚硅氧烷、含氟聚合物(如聚四氟乙烯)、聚氨酯和其它合成聚合物。也可以使用通常用于医疗应用的其它材料。在一些实施方案中，所述固体基质包含交联多糖。所述固体基质可包含多个吸附剂单层、滤膜、膜、固体纤维、中空纤维、颗粒或珠。任选地，所述固体基质可以以提供大表面积的其它形式或形状存在。
在一些实施方案中，所述固体基质是混合介质固体基质，通过将不同的固体基质的模拟糖萼的吸附介质以冻糕型(parfait-type)排列分层，使得样品以连续或平行流动的方式接触不同的介质。美国专利号8,758,286中公开了某些混合介质实施方案，该专利通过引用并入本文。不同介质的一种排列是将未混合的模拟糖萼的吸附介质(即阴离子介质)放置在固体基质的流体入口和/或流体出口区域，介于入口和/或出口之间具有包含其它材料例如阳离子介质的任选混合区域。在介质是纤维形式的情况下，混合的编织、针织或非织造结构可以通过纺织工业中熟知的方法制备，以从混合纤维形成织物。在一些实施方案中，纱线由具有不同表面化学性质的两种或更多种纤维制成的更细的复丝纱线或单丝制成，其中一种纤维类型含有主动防止接触时血液凝固的表面。这种混合纤维纱线随后可用于制备适合样品(例如血液)接触的织物。
将模拟糖萼的吸附介质的固体基质用吸附剂改性、官能化、包被等,其中所述吸附剂是包含至少一个糖胺聚糖(GAG)链的糖胺聚糖混合物。在一些实施方案中，将模拟糖萼的吸附介质的固体基质用糖胺聚糖吸附剂改性、官能化、包被等,其中所述吸附剂是包含至少一个糖胺聚糖(GAG)链和任选包含一种或多种蛋白聚糖核心蛋白的糖胺聚糖混合物。在一些实施方案中，将模拟糖萼的吸附介质的固体基质用糖胺聚糖吸附剂改性、官能化、包被等,其中所述吸附剂是包含肝素、硫酸乙酰肝素及其混合物的糖胺聚糖混合物。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物吸附剂任选地进一步包含一种或多种以下物质：硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、唾液酸/唾液酸化聚糖，和/或透明质酸。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物包含硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、唾液酸、唾液酸化聚糖和透明质酸。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物包含硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、唾液酸和透明质酸。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物包含硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素、唾液酸化聚糖和透明质酸。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物包含硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素和透明质酸。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物基本上由硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、硫酸皮肤素、硫酸角质素和透明质酸组成。在一些实施方案中，将模拟糖萼的吸附介质的固体基质用吸附剂改性、官能化、包被等,其中所述吸附剂是包含约30％至约98％w/w硫酸乙酰肝素和任选包含以下一种或多种物质的糖胺聚糖混合物：约0.1％至约50％w/w硫酸软骨素，约0.1％至约50％w/w硫酸皮肤素，约0.001％至约40％w/w硫酸角质素和/或约0.1％至约60％w/w透明质酸。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物包含约30％至约98％w/w硫酸乙酰肝素、约0.1％至约50％w/w硫酸软骨素、约0.1％至约50％w/w硫酸皮肤素，约0.001％至约40％w/w硫酸角质素和约0.1％至约60％w/w透明质酸。
在一些实施方案中，所述吸附剂是100％的肝素。在某些方面，所述吸附剂是100％的硫酸乙酰肝素。在某些方面，所述吸附剂是99％至1％的肝素和1％至99％的硫酸乙酰肝素。
在一些实施方案中，包含约30％至约98％w/w硫酸乙酰肝素的糖胺聚糖吸附剂还可包含肝素。在某些情况下，可以使用肝素，或以任何百分比代替硫酸乙酰肝素。例如，如果糖胺聚糖混合物(即模拟糖萼的吸附介质的糖胺聚糖吸附剂)含有50％w/w硫酸乙酰肝素，则任何量(例如约1％直至50％，或者约25％至50％，或50％等)的HS可以用肝素代替。因此，在某些情况下，所述吸附介质含有约30％至约98％w/w的肝素来代替任何的硫酸乙酰肝素。在一些实施方案中，所述吸附介质含有约30％至约98％w/w的肝素-硫酸乙酰肝素混合物。在一些实施方案中，肝素聚合物包含约15至约60个重复的二糖单元，例如约16、17、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、44、48、50、52、56或约60个重复的二糖单元。在一些实施方案中，肝素聚合物具有约10kDa至约35kDa范围内的平均分子量，例如约11kDa，或约12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32或约34kDa。
在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂可包括一种或多种蛋白聚糖核心蛋白，糖胺聚糖混合物的GAG链共价连接于该蛋白聚糖核心蛋白。或者或另外，糖胺聚糖吸附剂可包括一种或多种蛋白聚糖核心蛋白和糖胺聚糖混合物的GAG链，其中GAG链不与一种或多种蛋白质共价连接。所述一种或多种核心蛋白可以是多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖、mimecan或其组合。糖胺聚糖混合物吸附剂可具有约0.001％至约50％w/w的一种或多种核心蛋白。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物中包括的一种或多种核心蛋白的量在约0.001％至约30％w/w、或约0.001％至约5％w/w、约0.05％至约10％w/w、约1％至约15％w/w或约5％至约20％w/w的范围。在一些实施方案中，糖胺聚糖混合物中包括的一种或多种核心蛋白的量为约0.0015％w/w或约0.002％、0.0025％、0.005％、0.0075％、0.01％、0.025％、0.05％、0.075％、0.1％、0.25％、0.5％、0.75％、1.0％、1.25％、1.5％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10.0％、12.0％、14.0％、15.0％、18.0％、20.0％、22.0％、24.0％或约25.0％w/w。因此，在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质固体基质的吸附剂任选包含一种或多种核心蛋白，其选自多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖、mimecan或其组合，其量在约0.001％至约50％w/w范围，除了约30％至约98％w/w硫酸乙酰肝素和以下一种或多种物质之外：约0.1％至约50％w/w硫酸软骨素，约0.1％至约50％w/w硫酸皮肤素，约0.001％至约40％w/w硫酸角质素，以及约0.1％至约60％w/w的透明质酸。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂不含一种或多种核心蛋白。
在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸乙酰肝素聚合物包含约20至约250个重复的二糖单元。在一些实施方案中，硫酸乙酰肝素聚合物包含约20个重复的二糖单元，或约25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240或约250个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸乙酰肝素聚合物包含约22至约240个重复的二糖单元。在一些实施方案，糖胺聚糖吸附剂的硫酸乙酰肝素聚合物包含约24个重复的二糖单元、约60个重复的二糖单元、约80个重复的二糖单元、约120个重复的二糖单元或约240个重复的二糖单元。
在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸乙酰肝素聚合物的平均分子量在约10kDa至约100kDa的范围内。在一些实施方案中，硫酸乙酰肝素聚合物的平均分子量为约10kDa，或约15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或约100kDa。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸乙酰肝素聚合物具有约10kDa至约98kDa的平均分子量。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸乙酰肝素聚合物具有约12kDa、约35kDa、约50kDa或约85kDa的平均分子量。
在一些实施方案中，包含在模拟糖萼的吸附介质的吸附剂固体基质中的硫酸乙酰肝素的量为约40％w/w至约96％w/w。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸乙酰肝素的量为约40％w/w、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％或约96％w/w。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸乙酰肝素的量为约50％w/w至约90％w/w。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸乙酰肝素的量为约55％w/w至约85％w/w。
在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸软骨素聚合物包含约4至约155个重复的二糖单元。在一些实施方案中，硫酸软骨素聚合物包含约6个重复的二糖单元，或约8、10、12、15、18、20、22、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150或约155个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸软骨素聚合物包含约4至约152个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸软骨素聚合物包含约4个重复的二糖单元、约50个重复的二糖单元、约54个重复的二糖单元、约110个重复的二糖单元或约148个重复的二糖单元。
在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸软骨素聚合物的平均分子量在约2kDa至约70kDa的范围内。在一些实施方案中，硫酸软骨素聚合物的平均分子量为约4kDa，或约6、8、10、12、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或约70kDa。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸软骨素聚合物具有约2kDa至约68kDa的平均分子量。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸软骨素聚合物具有约2kDa、约25kDa、约50kDa或约70kDa的平均分子量。
在一些实施方案中，包含在模拟糖萼的吸附介质的吸附剂固体基质中的硫酸软骨素的量为约5％至约30％w/w。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸软骨素的量为约5％w/w、约7％w/w、约10％w/w、约12％、约15％w/w、约18％w/w、约20％w/w、约22％w/w、约25％w/w、约27％w/w或约30％w/w。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸软骨素的量为约10％至约24％w/w。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸软骨素的量为约12％至约22％w/w。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质的吸附剂固体基质的硫酸乙酰肝素与硫酸软骨素的比例可以在约10:1至约1:10的范围内。在一些实施方案中，硫酸乙酰肝素与硫酸软骨素的比例可以在约8:1至约1:8、约6:1至约1:6或约4:1至约1:4的范围内。在一些实施方案中，硫酸乙酰肝素与硫酸软骨素的比例可以是约5:1、5:2、5:3、5:4、5:5、4:5、3:5、2:5或约1:5。在一些实施方案中，硫酸乙酰肝素与硫酸软骨素的比例可以是约4:1、2:1、4:3、1:1、3:4、1:2或约1:4。在一些实施方案中，硫酸乙酰肝素与硫酸软骨素的比例可以是约6:1、5:1、4:1、3:1、2:1或约1:1。在一些实施方案中，硫酸乙酰肝素与硫酸软骨素的比例是约4:1。
在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸皮肤素聚合物包含约20至约155个重复的二糖单元。在一些实施方案中，硫酸皮肤素聚合物包含约20个重复的二糖单元，或约22、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100 105、110、115、120、125、130、135、140、145、150或约155个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸皮肤素聚合物包含约22至约152个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸皮肤素聚合物包含约22个重复的二糖单元、约36个重复的二糖单元、约60个重复的二糖单元、约65个重复的二糖单元、约110个重复的二糖单元或约148个重复的二糖单元。
在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸皮肤素聚合物的平均分子量在约10kDa至约70kDa的范围内。在一些实施方案中，硫酸皮肤素聚合物的平均分子量为约10kDa，或约12、14、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或约70kDa。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸皮肤素聚合物具有约10kDa至约68kDa的平均分子量。在一些实施方案中，所述吸附剂的硫酸皮肤素聚合物具有约10kDa、约30kDa、约52kDa或约70kDa的平均分子量。
在一些实施方案中，包含在模拟糖萼的吸附介质的吸附剂固体基质中的硫酸皮肤素的量为约1％w/w至约25％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的硫酸皮肤素的量为约1％w/w、约3％w/w、约5％w/w、约7％w/w、约10％w/w、约12％w/w、约15％w/w、约18％w/w、约20％w/w、约22％w/w或约25％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的硫酸皮肤素的量为约4％w/w至约22％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的硫酸皮肤素的量为约7％w/w至约18％w/w。
在一些实施方案中，吸附剂的硫酸角质素聚合物包含约10个至约70个重复的二糖单元。在一些实施方案中，硫酸角质素聚合物包含约10个重复的二糖单元，或约11个、12个、13个、14个、15个、18个、20个、22个、25个、30个、35个、40个、45个、50个、55个、60个、65个或约70个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸角质素聚合物包含约10个至约68个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸角质素聚合物包含约11个重复的二糖单元、约35个重复的二糖单元、约40个重复的二糖单元、约56个重复的二糖单元或约67个重复的二糖单元。
在一些实施方案中，吸附剂的硫酸角质素的平均分子量在约5kDa至约30kDa的范围内。在一些实施方案中，硫酸角质素聚合物的平均分子量为约5kDa，或约6kDa、8kDa、10kDa、12kDa、14kDa、15kDa、16kDa、18kDa、20kDa、22kDa、24kDa、25kDa、26kDa、28kDa或约30kDa。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的硫酸角质素聚合物具有约5kDa至约28kDa的平均分子量。在一些实施方案中，吸附剂的硫酸角质素聚合物具有约5kDa、约25kDa、约50kDa或约70kDa的平均分子量。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质的吸附剂固体基质中包括的硫酸角质素的量为约0.01％w/w至约20％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的硫酸角质素的量为约0.01％w/w、约0.05％w/w、约0.1％w/w、约0.5％w/w、约1％w/w、约2％w/w、约3％w/w、约5％w/w、约6％w/w、约8％w/w、约10％w/w、约12％w/w、约14％w/w、约15％w/w、约16％w/w、约18％w/w或约20％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的硫酸角质素的量为约0.5％w/w至约15％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的硫酸角质素的量为约1％w/w至约5％w/w。
在一些实施方案中，吸附剂的透明质酸聚合物包含约10个至约100,000个重复的二糖单元。在一些实施方案中，透明质酸聚合物包含约10个重复的二糖单元，或约25个、50个、75个、100个、500个、1000个、1500个、2000个、2500个、3000个、3500个、4000个、4500个、5000个、5500个、6000个、6500个、7000个、7500个、8000个、8500个、9000个、10,000个、12,000个、15,000个、20,000个、25,000个、30,000个、35,000个、40,000个、45,000个、50,000个、55,000个、60,000个、65,000个、70,000个、75,000个、80,000个、85000个、90,000个、95,000个或约100,000个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的透明质酸聚合物包含约10个至约90,000个重复的二糖单元，或约40个至约80,000个重复的二糖单元，约60个至约70,000个、约80个至约60,000个、约100个至约50,000个、约150个至约40,000个、约200个至约30,000个、约250个至约20,000个、约300个至约10,000个、约350个至约9,000个、约400个至约8,000个、约450个至约7,000个、约500个至约6,000个、约550个至约5,000个、约600个至约4,000个、约650个至约3,000个、约700个至约2,000个、或约750个至约1,000个重复的二糖单元。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的透明质酸聚合物包含约11个重复的二糖单元、约1200个重复的二糖单元、约2200个重复的二糖单元、约4100个重复的二糖单元、约7900个重复的二糖单元、约12,300个重复的二糖单元、约21,100个重复的二糖单元、约55,400个重复的二糖单元或约98,700个重复的二糖单元。
在一些实施方案中，吸附剂的透明质酸聚合物的平均分子量在约4kDa至约40,000kDa的范围内。在一些实施方案中，透明质酸聚合物的平均分子量为约5kDa，或约15kDa、20kDa、25kDa、50kDa、75kDa、100kDa、500kDa、1000kDa、1500kDa、2000kDa、2500kDa、3000kDa、3500kDa、45000 5000kDa、5500kDa、6000kDa、6500kDa、7000kDa、7500kDa、8000kDa、8500kDa、9000kDa、10,000kDa、12,000kDa、15,000kDa、20,000kDa、25,000kDa、30,000kDa、35,000kDa或约40,000kDa。在一些实施方案中，糖胺聚糖吸附剂的透明质酸聚合物具有的平均分子量为约5kDa至约38,000kDa、或约10kDa至约36,000kDa、约12kDa至约35,000kDa、约18kDa至约32,000，约28kDa至约30,000kDa、约35kDa至约28,000kDa、约42kDa至约25,000kDa、约46kDa至约22,000kDa、约52kDa至约18,000kDa、约64kDa至约14,000kDa、约78kDa至约11,000kDa、约120kDa至约9500kDa、约180kDa至约8000kDa、约320kDa至约5500kDa、约460kDa至约3500kDa、约570kDa至约2200kDa、约630kDa至约1800kDa或约800kDa至约1000kDa。在一些实施方案中，吸附剂的透明质酸聚合物的平均分子量为约4kDa、约890kDa、约1340kDa、约3000kDa、约5900kDa、约8000kDa、约11,900kDa或约34,000kDa。
在一些实施方案中，包含在模拟糖萼的吸附介质的吸附剂固体基质中的透明质酸的量为约5％至约50％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的透明质酸的量为约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％或约50％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的透明质酸的量为约8％至约50％w/w。在一些实施方案中，吸附剂的透明质酸的量为约10％至约50％w/w。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质固体基质的吸附剂包含约40％至约96％w/w的硫酸乙酰肝素；约5％至约30％w/w的硫酸软骨素；约1％至约25％w/w的硫酸皮肤素；约0.01％w/w至约20％w/w的硫酸角质素；和约5％w/w至约50％w/w的透明质酸。在一些实施方案中，所述吸附剂包含约50％w/w至约90％w/w的硫酸乙酰肝素；约10％w/w至约24％w/w的硫酸软骨素；约4％w/w至约22％w/w的硫酸皮肤素；约0.5％w/w至约15％w/w的硫酸角质素；和约8％w/w至约50％w/w的透明质酸。
在一些方面，模拟糖萼的吸附介质固体基质的吸附剂包含选自多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇蛋白聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖和mimecan，或其组合的一种或多种核心蛋白，其量范围为约0.001％至约30％w/w；约30％至约96％w/w的硫酸乙酰肝素；约0.1％至约30％w/w的硫酸软骨素；约0.1％至约25％w/w的硫酸皮肤素；约0.001％至约20％w/w的硫酸角质素；和约0.1％至约50％w/w的透明质酸。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质固体基质具有下表1至8中任一配方A至FF的内容物含量：
Figure BDA0003353795220000301
Figure BDA0003353795220000302
Figure BDA0003353795220000311
Figure BDA0003353795220000312
Figure BDA0003353795220000313
Figure BDA0003353795220000314
Figure BDA0003353795220000321
Figure BDA0003353795220000322
Figure BDA0003353795220000323
Figure BDA0003353795220000331
糖胺聚糖/蛋白聚糖的核心蛋白可以通过单共价键端点结合(例如通过HS(和/或Hep)、CS、DS、KS、和HA分子的末端残基进行共价连接)而连接于吸附介质表面。与非共价连接或多点结合相比，在待结合分子的末端基团的单共价连接有利地提供了对固定化分子方向的更好控制，同时最大化其表面密度。在一些实施方案中，这些长链碳水化合物的端点结合提供了刷状分子表面结构，其导致GAG链上可用于样品接触和/或分析物结合的可及位置的更高浓度。在一些实施方案中，全长GAG链用于糖胺聚糖吸附剂中以包被基质表面。在一些实施方案中，片段化的GAG链用于糖胺聚糖吸附剂中以包被基质表面。
与非共价连接相比，GAG/核心蛋白与固体基质的共价连接提供了参数的控制，例如固定化分子的表面密度和方向，提供了样品与固定化分子的接触和吸附物与固定化分子的结合。在一些实施方案中，固体基质上的吸附剂表面浓度在0.01μg/cm2至约0.5μg/cm2的范围内，例如0.01μg/cm2、0.02μg/cm2、0.03μg/cm2、0.04μg/cm2、0.05μg/cm2、0.06μg/cm2、0.07μg/cm2、0.08μg/cm2、0.09μg/cm2、0.1μg/cm2、0.11μg/cm2、0.12μg/cm2、0.13μg/cm2、0.14μg/cm2、0.15μg/cm2、0.16μg/cm2、0.17μg/cm2、0.18μg/cm2、0.19μg/cm2或0.2μg/cm2。在其它实施方案中，固体基质上的吸附剂表面浓度在0.001-2.0μg/cm2的范围内。在另一个实施方案中，固体基质上的吸附剂表面浓度在0.005-0.5μg/cm2的范围内。
在一些实施方案中，固体基质上的吸附剂表面浓度在1μg/cm2至20μg/cm2的范围内，例如，1μg/cm2、2μg/cm2、3μg/cm2、4μg/cm2、5μg/cm2、6μg/cm2、7μg/cm2、8μg/cm2、9μg/cm2、10μg/cm2、11μg/cm2、12μg/cm2、13μg/cm2、14μg/cm2、15μg/cm2、16μg/cm2、17μg/cm2、18μg/cm2、19μg/cm2和20μg/cm2。在其它实施方案中，固体基质上的吸附剂表面浓度在5μg/cm2至15μg/cm2的范围内，例如，5μg/cm2、6μg/cm2、7μg/cm2、8μg/cm2、9μg/cm2、10μg/cm2、11μg/cm2、12μg/cm2、13μg/cm2、14μg/cm2和15μg/cm2。
在一些实施方案中，GAG和/或核心蛋白通过还原胺化与胺化基质例如胺化珠上的伯胺还原偶联。GAG链的还原端的开放醛形式与珠的偶联产生稳定的仲胺。具有反应性胺的GAG链的非还原端可以用具有醛官能团的中间体偶联到珠上。例如，吸附剂连接到胺化基质上如下进行：(a)使胺化基质与含有甘露糖的水溶液接触以形成席夫碱(Schiff base)中间体；和(b)将所述席夫碱与还原剂接触以连接GAG。GAG可以溶解在水溶液例如酸性水溶液中。GAG水溶液与胺化基质例如胺化珠接触。生成席夫碱。然后用还原剂还原席夫碱。还原剂可以是例如氰基硼氢化钠或硼氢化钠。在某些情况下，固体基质可以是醛活化珠，其可以与具有反应性伯胺的蛋白聚糖的核心蛋白反应。
在一些实施方案中，全长GAG分子与表面的共价连接可通过GAG分子的醛基与吸附介质表面上存在的伯氨基反应来实现。所有碳水化合物的一个固有性质是其还原端具有半缩醛。这种缩醛与醛形式处于平衡状态，可以与伯胺形成席夫碱。然后这些席夫碱可以还原为稳定的仲胺。在一些实施方案中，全长GAG分子通过共价缀合被表面固定到固体基质上。在其它实施方案中，全长GAG通过稳定的仲氨基共价连接至所述吸附介质。
在一些情况下，美国专利号8,663,148和8,758,286和美国申请公开号2009/0136586、2012/0305482和US 2014/231357中公开了用吸附剂包被固体基质的各种方法，其公开内容出于所有目的通过引用并入本文。
在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质的固体基质可以是多个固体珠或颗粒的形式。所述珠可由足够刚性的材料制成，以在遇到的流速和压力下抵抗变形或压缩。在一些实施方案中，足够的基质刚性被定义为在典型临床流速下水或盐水流动约一小时期间吸附床的压降不产生显着增加的刚性。例如，当以例如盐水的类似流速测量时，合适的基质刚性会产生相对于初始压降(例如在流动的第一分钟内测量的)小于10-50％的压降增加。
固体基质的大小可根据待处理样品的体积或其它参数进行选择。在一些实施方案中，多个刚性聚合物珠中的每个珠具有约1μm至约1mm的平均外部直径，例如1μm，2μm，3μm，4μm，5μm，6μm，7μm，8μm，9μm，10μm，15μm，20μm，25μm，30μm，35μm，45μm，55μm，60μm，65μm，70μm，75μm，80μm，85μm，90μm，95μm，100μm，200μm，300μm，400μm，500μm，600μm，700μm，800μm，900μm或1mm。例如，来自DSM Biomedical(Berkeley,CA)的具有300μm平均直径的聚乙烯珠适用于本文公开的方法和装置。在其它实施方案中，多个刚性聚合物珠中的每个珠具有约10μm至约200μm的平均外部直径，例如10μm，15μm，20μm，25μm，30μm，35μm，45μm，55μm，60μm，65μm，70μm，75μm，80μm，85μm，90μm，95μm，100μm，105μm，110μm，115μm，120μm，125μm，130μm，135μm，140μm，145μm，150μm，155μm，160μm，165μm，170μm，175μm，180μm，185μm，190μm，195μm，200μm或更大。通常20-200μm的粒径例如10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200μm是可用的，但是在高流速应用中可能需要更大的颗粒。在一些情况中，尺寸为120μm以下的颗粒优选用于血浆和血清。
制造这种珠的方法是本领域已知的。例如，在一些合成方法中直接生产合适的聚乙烯珠和其它聚烯烃珠。在一些情况下，珠被加工成所需的尺寸和形状。其它聚合物可能需要研磨或喷雾干燥和分类，或以其它方式加工以产生所需尺寸分布和形状的珠。
珠可以通过化学或物理方式烧结成整体多孔结构。可以通过在筒中将珠加热至高于其熔化温度并加压来烧结聚乙烯珠。所得间隙孔大小比相同尺寸的非烧结珠填充床的间隙孔大小略小。这种减小可以凭经验确定并用于产生所需的最终间隙孔大小。
固体基质可包括一或多个中空或实心纤维。在本发明装置的一个实施方案中，其中固体基质包括中空纤维，中空纤维可以优选包含选自以下的材料：聚砜、多氟烃、聚酰胺、聚腈、聚丙烯、交联藻酸酯和纤维素。也可以使用通常用于医疗应用的中空纤维中的其它材料。所述中空纤维可以优选地包括聚砜。
应针对每种应用或治疗选择固体基质的尺寸和孔隙率，以便在装置上可接受的压降下允许合适的血液流速通过装置。对于某些需要高血液流速和低压降的应用，需要更大直径的颗粒、孔、中空纤维或其它固体基质。在不需要高血液流速和低压降的其它应用中，可以使用较小直径的颗粒、孔、中空纤维或其它固体基质。在本公开的一个实施方案中，其中固体基质以中空纤维的形式存在，所述纤维的内直径可以在1μm至1000μm的范围内，例如10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000μm。通常，20μm至200μm范围内的内直径是可用的，但在一些应用中可以使用更大或更小直径的纤维。
如前所述，本公开的模拟糖萼的吸附介质被设计成与天然存在的全功能糖萼屏障类似地起作用。因此，模拟糖萼的吸附介质作为内皮表面层以保护和/或维持受损糖萼屏障的糖萼功能。换言之，用模拟糖萼的吸附介质增强受损的糖萼屏障功能不仅增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能，而且模拟糖萼的吸附介质还保护和/或维持所述增进的和/或恢复的糖萼屏障功能。除了增强、增进、恢复、保护和/或维持糖萼屏障功能之外，模拟糖萼的吸附介质还能够与导致糖萼屏障功能障碍的吸附物结合。因此，从患有受损的糖萼屏障功能的受试者获得的样品将含有在接触时与模拟糖萼的吸附介质结合的吸附物，并因此被从样品中去除，从而形成经处理的样品。在一些实施方案中，模拟糖萼的吸附介质从样品中去除吸附物，从而处理样品，其中吸附物选自淋巴因子、干扰素、趋化因子、外毒素、内毒素、超大血管性血友病因子(ULVWF)、组蛋白、外来体、微泡、细胞因子、肿瘤坏死因子(TNF)-α、细菌脂多糖(LPS)、低密度脂蛋白(LDL)和肝素结合蛋白(HBP)。
HBP是器官功能障碍的早期标志物。从活化的中性粒细胞中释放的肝素结合蛋白(HBP)是血管渗漏的强力诱导物。HBP的血浆水平可用作严重败血症的早期诊断标志物。换言之，高血浆水平的HBP有助于识别具有发生循环衰竭败血症的迫在眉睫的风险的患者。(见Linder,A等,Clin Infect Dis.2009Oct 1；49(7):1044-50)。
在一些实施方案中，与处理前的样品的吸附物含量(例如量、水平等)相比，模拟糖萼的吸附介质将至少一种吸附物的含量(例如量、水平等)降低约5％至约100％。在一些实施方案中，与处理之前样品的吸附物含量相比，模拟糖萼的吸附介质将至少一种吸附物的含量降低至少5％、至少10％、至少15％、至少20％、至少25％、至少30％、至少至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％>、至少97％>、至少98％>、至少99％>或更高。在一些实施方案中，与处理前样品的吸附物含量相比，模拟糖萼的吸附介质将至少一种吸附物的含量降低约10％至约100％。可以使用本领域已知的方法直接检测转录物(例如定量聚合酶链反应)或吸附物(蛋白质)(例如免疫印迹、酶联免疫测定)或通过测量吸附物(蛋白质)的活性(例如细胞外基质成分的降解)的间接检测来检测吸附物水平的降低。
在一些实施方案中，与处理前样品的吸附物含量相比，模拟糖萼的吸附介质将选自淋巴因子、干扰素、趋化因子、外毒素、内毒素、超大血管性血友病因子(ULVWF)、组蛋白、外来体、微泡、细胞因子、肿瘤坏死因子(TNF)-α、细菌脂多糖(LPS)、低密度脂蛋白(LDL)和肝素结合蛋白(HBP)中的至少一种吸附物的含量降低约10％至约100％。在一些实施方案中，与处理前样品的吸附物含量相比，模拟糖萼的吸附介质将肿瘤坏死因子(TNF)-α、细菌脂多糖(LPS)、低密度脂蛋白的含量(LDL)、肝素结合蛋白(HBP)或其组合的含量降低约10％至约100％。在一些实施方案中，与处理前样品的吸附物含量相比，模拟糖萼的吸附介质将超大血管性血友病因子(ULVWF)、组蛋白、外来体、微泡、细胞因子、肿瘤坏死因子(TNF)-α、细菌脂多糖(LPS)、低密度脂蛋白的含量(LDL)、肝素结合蛋白(HBP)或其组合的含量降低约10％至约100％。在一些实施方案中，与处理前样品的肿瘤坏死因子(TNF)-α含量相比，模拟糖萼的吸附介质将肿瘤坏死因子(TNF)-α的含量降低约10％至约100％。在一些实施方案中，与处理前样品的低密度脂蛋白的含量(LDL)含量相比，模拟糖萼的吸附介质将低密度脂蛋白的含量(LDL)的含量降低约10％至约100％。在一些实施方案中，与处理前样品的肝素结合蛋白(HBP)含量相比，模拟糖萼的吸附介质将肝素结合蛋白(HBP)的含量降低约10％至约100％。
本文还提供了在有需要的受试者中治疗与受损的糖萼屏障功能相关的病症的方法，所述方法包括：将来自受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触，以(a)增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能和/或(b)去除至少一种吸附物；形成经处理的样品；并将经处理的样品注入受试者体内，从而治疗与受损的糖萼屏障功能相关的病症。在一些实施方案中，与受损的糖萼屏障功能相关的病症选自毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态、血管反应性丧失、败血症、器官衰竭、动脉粥样硬化和糖尿病。
根据本文所述方法治疗的病症的一个具体实例是败血症。败血症可定义为一种严重的内皮功能障碍综合征，其应答血管内和血管外感染，造成可逆或不可逆的微循环损伤，导致多器官衰竭。败血症是一种可危及生命的感染并发症，可由败血症(即血液中的微生物、其代谢终产物或毒素)引起，包括菌血症(即血液中的细菌)以及毒血症(即血液中的毒素)，包括内毒素血症(即血液中的内毒素)。当内皮细胞和中性粒细胞被激活并且化学物质(即炎性介质)被释放到血液中以对抗感染时，就会发生败血症，从而引发全身炎症反应。这种化学物质或炎性介质(例如淋巴因子、干扰素、趋化因子、外毒素、内毒素、超大血管性血友病因子(ULVWF)、组蛋白、外来体、微泡、细胞因子、肿瘤坏死因子(TNF)-α、细菌脂多糖(LPS)、低密度脂蛋白(LDL)和肝素结合蛋白(HBP))会引发一连串的变化，其中身体的免疫系统攻击健康组织，破坏多器官系统，导致高灌注器官中的多器官衰竭。败血症可发展为感染性休克，此时血压急剧下降并可能导致死亡。感染性休克是感染的并发症，其中毒素可引发全身炎症反应。当感染后血压降至危险的低水平时，会发生感染性休克。减少HBP和其它炎性介质将调节免疫应答，并可以作为器官保护策略。
血管性血友病因子(VWF)是一种多聚体蛋白，介导血管损伤部位血小板粘附和聚集。VWF储存在内皮细胞内的Weibel-Palade小体中和血小板的α颗粒中，从受刺激的内皮中以超活性超大VWF多聚体(ULVWF)释放。ULVWF对血小板有更大的亲和力，有利于血小板聚集，导致血小板激活和微血管血栓。凝血因子和血小板的同时激活可导致弥散性血管内凝血(DIC)，也可导致器官功能障碍。超活性ULVWF依赖一种称为ADAMTS-13的酶(一种具有血小板反应蛋白1型基序的解聚素和金属蛋白酶，成员13)对其进行裂解，从而转化为较低活性的形式。然而，由ADAMTS-13活性降低所致的ULVWF蛋白水解不足导致在血栓性微血管病(血栓形成)中所见的微循环中的弥散性富含血小板的血栓和器官衰竭。ADAMTS-13水平降低尤其见于血栓性血小板减少性紫癜、肝脏疾病、恶性肿瘤、系统性红斑狼疮、弥散性血管内凝血和严重败血症。ADAMTS-13缺乏和ULVWF血浆水平升高与败血症有关，导致内皮细胞表面血栓形成性ULVWF净积累，糖萼屏障被破坏，从而促进病理性血小板-内皮相互作用，其与在败血症中所见的其它血栓形成前变化联合可导致增强的微血管血栓形成、血小板消耗、弥散性血管内凝血、水肿和最终多器官衰竭。见例如Blockmeyer,C.L.,等,Haematologica,2008,93,137-140；Karim,F.等,BMC Pediatrics,2013,13(44),1-5。因此，从患者的血液和/或血浆样品中去除ULVWF和其它炎性介质可治疗与受损的糖萼屏障功能相关的病症，例如败血症、毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态、血管反应性丧失、器官衰竭、动脉粥样硬化和糖尿病。
处理样品后，可通过将样品与模拟糖萼的吸附介质分离而形成经处理的样品。由于存在于未处理样品中的吸附物仍作为模拟糖萼的吸附介质的一部分，因此所得分离出的样品处于净化状态。所述分离可以例如通过样品相对于模拟糖萼的吸附介质的移动来实现。所述移动可以通过例如扩散或强制对流流动进行。在一些实施方案中，所述样品相对于模拟糖萼的吸附介质的流动由泵驱动，例如正排量泵、脉冲泵、速度泵、重力泵或无阀泵。在一些实施方案中，所述泵是离心泵。在一些实施方案中，所述样品相对于模拟糖萼的吸附介质的流动由受试者的心脏活动驱动。
在治疗适应症中，净化后的样品通过重新输注而返回受试者。净化后的样品可在其形成后立即输注给受试者。在输注给受试者之前，净化后的样品可以保持任何一段时间。在净化后的样品形成之后和输注之前可以将一种或多种成分加入样品中。在一些实施方案中，在净化后的样品形成之后和输注之前，将液体加入到样品中以调节其体积。输注可以是以通过所述方法净化的离散体积的样品的形式。输注可以是连续或半连续流的形式。可以在要求保护的方法中输注的净化后的样品的量不受限制。当样品包含血液并且当采用连续再循环回到受试者中时，其范围可以从小于1mL至大于1L，直至并包括患者的全部血量。如果需要，可以使用一次或多次“通过”吸附床。在一些实施方案中，以约5mL/min、约10mL/min、约15mL/min、约20mL/min、约25mL/min、约30mL/min、约35mL/min，约40mL/min、约45mL/min、约50mL/min、约60mL/min、约70mL/min、约80mL/min、约90mL/min、约100mL/min、约150mL/min、约200mL/min、约250mL/min、约300mL/min、约350mL/min、约400mL/min、约450mL/min、约500mL/min、约550mL/min、约600mL/min、约700mL/min、约800mL/min、约900mL/min或约1000mL/min的速率将净化后的样品输注给受试者。
在又一个实施方案中，本发明提供了用于改善有需要的受试者的氧饱和度的方法。所述方法包括将来自受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触以增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能，从而处理样品；将经处理的样品输注受试者中，其中模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中吸附剂为糖胺聚糖，包含肝素、硫酸乙酰肝素或其混合物。
正常的动脉氧约为75至100毫米汞柱(mm Hg)。低于60mm Hg的值通常表明需要补充氧。正常的脉搏血氧仪读数通常在95％至100％之间。低于90％的值被认为是低的。本方法改善低血氧水平以将其恢复到正常范围。例如，脉搏血氧仪上80％到90％的低范围被恢复到95-100％。同样，50-60mm Hg的值被恢复到75-100mm Hg。
本发明还提供了在有需要的受试者中增强受损的糖萼屏障功能的装置。所述装置的特征在于含有吸附介质的药筒、允许样品流入和流出装置的流入和流出端口，以及防止基本上所有吸附介质离开药筒的端板。2015年9月21日提交的美国专利申请第14/860,589号中公开了一种这样的装置。
III.实施例
下述实施例用于例证而非限制本发明
实施例
这个实施例示出使用模拟糖萼的吸附介质去除疑似败血症患者血浆样品中的超大VWF(ULVWF)多聚体。
一名45岁女性患者出现败血症样症状，包括寒战、头晕、疲劳、潮红、低体温和颤抖，就诊于急诊科。患者的病史显示，近期诊断为膀胱感染，并在近48小时前服用了包括左氧氟沙星在内的口服抗生素。检查时，她发热到体温101.5°F，血压低(收缩压约90mmHg)。身体检查确定患者肾脏附近、背部下方有疼痛，腿部有皮疹。用于诊断可能的细菌性败血症或全身炎症反应综合征的败血症筛查证实该女性患者确实患有败血症，并且ADAMTS-13值为26％(低于正常值下限(40％))，使用凝胶电泳确认患者血浆样品中存在ULVWF。见例如Blockmeyer,C.L.,等,Haematologica,2008,93,137-140。
患者的败血症如下治疗：首先经由导管从患者获得全血并输注到用本发明的糖胺聚糖吸附剂包被的珠构建的治疗筒中。所述治疗筒包含一个密封的用糖胺聚糖吸附剂包被的珠填充的300mL吸附柱，并固定在垂直支架上。血浆以重复方式多次输注到吸附柱上。每次血浆通过柱时，血浆中的ULVWF和其它炎性介质粘附在吸附介质上，血浆中ULVWF和其它炎性介质的浓度降低。将血浆返回到患者中。糖胺聚糖混合物可有效去除血浆样品中的ULVWF并治疗患有败血症的个体。
实施例2
这个实施例示出使用本发明的方法去除肝素结合蛋白(HBP)。
图2A-B示出使用肝素化珠去除HBP。图2A-B示出使用肝素化珠分别去除了约99.9％(A)和95％(B)的HBP。如图所示，带负电的对照亲水珠(图2A)比带正电的亲水珠(图2B)去除了更多的HBP。
实施例3
这个实施例示出本发明的方法在具有各种医学病症的人中改善了氧饱和度
Figure BDA0003353795220000411
100
Figure BDA0003353795220000412
Affinity Blood Filter装置是一种无菌的一次性使用的柱，填充有超高分子量聚乙烯(UHMWPE)珠，这些珠用非浸出、终点连接的肝素(non-leaching,end-point-attached heparin)进行了表面改性，并且是由以下组件和材料组成：
Figure BDA0003353795220000421
Figure BDA0003353795220000422
100
Figure BDA0003353795220000423
Affinity Blood Filter的功能机制如下：
Figure BDA0003353795220000424
100
Figure BDA0003353795220000425
Affinity Blood Filter装置是一种体外广谱吸附剂血液灌注装置，其被设计为减少来自全血的细菌、病毒、毒素、细胞因子和其它炎性介质。
Figure BDA0003353795220000426
100
Figure BDA0003353795220000427
Affinity Blood Filter装置的设计与其它血液过滤器(如血液透析器或血液灌注过滤器)的构成因素非常相似，因此与使用行业标准血液管线连接器的血液透析系统兼容，以便于操作、培训和使用。
Figure BDA0003353795220000428
100
Figure BDA0003353795220000429
Affinity Blood Filter装置依靠许多吸附物(例如病原体、毒素和炎症介质)对表面结合肝素的天然亲和力来实现其预期性能。为了有效去除病原体和其它吸附物，
Figure BDA00033537952200004210
100
Figure BDA00033537952200004211
Affinity Blood Filter装置必须具有高表面积的表面结合肝素。这是通过用肝素包被的微粒填充装置来实现的。
然后将全血通过
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Figure BDA00033537952200004213
Affinity Blood Filter装置循环，使病原体和吸附物暴露于肝素。Seraph 100Microbind Affinity Blood Filter装置通过亲和吸附与病原体和各种炎性介质相互作用。肝素由许多不同的潜在特异性结合位点组成，这些位点与许多炎性介质、细胞因子和病原体的化学序列相匹配。许多微生物，包括细菌、病毒和寄生虫，均附着在哺乳动物细胞表面的硫酸乙酰肝素受体(糖胺聚糖)上。
虽然如下研究使用
Figure BDA00033537952200004214
100
Figure BDA00033537952200004215
Affinity Blood Filter，但是均可以使用表1至8中的每个配方(即配方A至FF)。
在一项探索性医疗器械研究中，15名受试者使用
Figure BDA0003353795220000431
100
Figure BDA0003353795220000432
AffinityBlood Filter(
Figure BDA0003353795220000433
100)成功进行了手术。当患者的血液流经
Figure BDA0003353795220000434
Affinity Blood Filter时，其会通过包含肝素的聚乙烯制成的微珠。当受试者连接于研究装置时，没有报告严重的不良事件(SAE)。没有报告装置并发症和意外的严重不良装置影响。没有受试者在追踪过程中死亡。这项研究包括15名平均年龄为72.2岁的透析患者。在治疗过程中，一名患者接受了大约4小时的
Figure BDA0003353795220000435
治疗。，出乎意料地观察到在治疗期间通过脉搏血氧仪测量的氧饱和度显著增加。数据示于图3。数据清楚地表明，患者血液中的氧饱和度增加到正常值。
病例1：持久性耐药金黄色葡萄球菌(S.aureus)
一名70岁女性患者，在接受5小时
Figure BDA0003353795220000436
治疗之前，患有持久性耐药金黄色葡萄球菌至少5天。在治疗期间，她的血流感染被清除，且她的血氧饱和度从96％增加到100％。
病例2：严重的金黄色葡萄球菌(S.aureus)肺炎
一名86岁女性患者患有严重的金黄色葡萄球菌肺炎，血培养阳性。她接受了
Figure BDA0003353795220000437
治疗6小时。在治疗过程中，该装置清除了血流中的细菌，且她的氧饱和度从90％增加到96％。
实施例4
这个实施例示出本发明的方法改善了血流动力学稳定性。
COVID-19病例1
血流动力学稳定性可以解释为稳定的血流。如果一个人的血流动力学稳定，这意味着他/她有一个稳定的心脏泵和良好的血液循环。血流动力学不稳定被定义为血压的任何不稳定，其可导致流向器官的动脉血流量不足。这也是一种需要生理学和机械支持以确保有足够的心脏输入和输出或血压的状态。
虽然大多数COVID-19患者仅发展为轻度或无并发症的疾病，但大约14％的人会发展为需要住院和氧气支持的严重疾病，5％的人需要入住重症监护病房。在严重的情况下，COVID-19可能并发急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、败血症和感染性休克、多器官衰竭，包括急性肾损伤和心脏损伤。据报道，年龄较大和合并症是死亡的危险因素，年龄较大、较高的序贯器官衰竭评估(SOFA)评分和入院时d-二聚体>1μg/L与较高的死亡率相关。
一名67岁的患者患有COVID-19相关的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)并处于血流动力学休克。在使用
Figure BDA0003353795220000442
治疗时，他的去甲肾上腺素剂量为0.3mcg/kg/min，以将平均动脉压维持在60mmHg以上。在治疗的前3小时期间，他的去甲肾上腺素剂量降至0.1mcg/kg/min以下，平均动脉压(MAP)高于80。到治疗24小时结束时，停用去甲肾上腺素，且他的MAP保持稳定。
COVID-19病例2.
一名59岁的患者患有COVID-19相关的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)，并且由于对血管加压药和去甲肾上腺素的需求不断增加而进入休克状态。患者接受了8小时的治疗，其中他的去甲肾上腺素剂量从MAP为60时的0.14mcg/kg/min降低到MAP大于80mmHg时的0.07mcg/kg/min。他的吸入氧分数(FiO2)水平也从70％下降到60％，表明他的肺功能有改善。
讨论
血流动力学的快速稳定是相关的，因为已发现心肌损伤与COVID-19患者的死亡率有关。由于使用
Figure BDA0003353795220000443
治疗COVID-19患者仍处于早期阶段，血流动力学稳定的具体机制仍在研究中。然而，心肌细胞损伤可以由与病毒的直接相互作用、全身炎症反应、不稳定的冠状动脉斑块和加重的缺氧引起。已经显示，升高的肌钙蛋白T(TnT)水平与结局相关。当TnT升高时，还发现C-反应蛋白和NT-proBNT也升高。当心脏应激时会产生，N端pro b型利钠肽(NT-proBNP)是一种炎性标志物。
已在至少两名接受
Figure BDA0003353795220000444
治疗的患者中监测了NT-proBNT或proBNT水平。数据总结在下表中。鉴于全身施用肝素不干扰NT-proBNP的分析，因此肝素很可能不结合NT-proBNP。因此，NT-proBNP的机制尚不清楚。
NT-proBNP或proBNP的降低
Figure BDA0003353795220000441
Figure BDA0003353795220000451
尽管为了清楚理解的目的已经通过说明和示例的方式对前述发明进行了一些详细描述，但是本领域技术人员将理解，可以在所附权利要求的范围内实施某些改变和修改。此外，在此提供的每篇参考文献均以整体通过引用并入本文，其程度就如同每篇参考文献均单独通过引用并入本文一样。

Claims (45)

1.一种在有需要的受试者中增强受损的糖萼屏障功能的方法，所述方法包含：
将来自受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触以增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能，从而处理样品；及
将经处理的样品注入受试者，
其中模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中所述吸附剂是包含肝素、硫酸乙酰肝素或其混合物的糖胺聚糖。
2.权利要求1的方法，其中所述吸附剂是糖胺聚糖混合物，其包含约40％至约96％w/w硫酸乙酰肝素和/或肝素，以及任选地包含一种或多种以下其它吸附剂：约5％至约30％w/w硫酸软骨素、约1％至约25％w/w硫酸皮肤素、约0.01％至约20％w/w硫酸角质素和/或约5％至约50％透明质酸。
3.权利要求1或2的方法，其中所述模拟糖萼的吸附介质有助于选自以下的成员：血管通透性、白细胞粘附、血小板粘附、剪切应力介导和炎症过程调节。
4.权利要求1至3任一项的方法，其中所述吸附介质作为内皮表面层以保护和/或维持糖萼功能。
5.权利要求1至4任一项的方法，其中所述吸附介质减少选自以下的成员：毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态和血管反应性丧失。
6.权利要求1至5任一项的方法，其中所述吸附介质减少组织再灌注期间糖萼的脱落。
7.权利要求6的方法，其中所述组织是冠状动脉搭桥手术期间的心脏组织。
8.权利要求6的方法，其中所述组织在器官移植期间被灌注。
9.权利要求1至8任一项的方法，其中所述方法治疗受试者的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。
10.权利要求1至9任一项的方法，其中所述方法改善受试者的氧饱和度。
11.权利要求1至10任一项的方法，其中所述方法改善所述受试者的血液动力学稳定性。
12.权利要求1至11任一项的方法，其中所述吸附介质减少败血症期间糖萼的脱落。
13.权利要求1至12任一项的方法，其中所述吸附介质去除肿瘤坏死因子(TNF)-α和细菌脂多糖(LPS)。
14.权利要求1至13任一项的方法，其中所述吸附介质降低器官衰竭的风险。
15.权利要求1至14任一项的方法，其中所述吸附介质减少由动脉粥样硬化或糖尿病引起的糖萼脱落。
16.权利要求1至15任一项的方法，其中所述吸附介质去除低密度脂蛋白(LDL)。
17.权利要求1至16任一项的方法，其中所述吸附介质结合肝素结合蛋白(HBP)。
18.权利要求1至17任一项的方法，其中与处理前的样品的HBP含量相比，经处理的样品的HBP含量降低约10％至约100％。
19.权利要求1至18任一项的方法，其中所述吸附介质结合选自以下的成员：外毒素、内毒素、超大血管性血友病因子(ULVWF)、组蛋白、外来体、微泡和细胞因子。
20.权利要求1至19任一项的方法，其中所述样品是选自以下的成员：全血、血清和血浆。
21.权利要求1至20任一项的方法，其中所述样品是全血。
22.权利要求1至21任一项的方法，其中所述模拟糖萼的吸附介质是带负电荷的。
23.权利要求1至22任一项的方法，其中所述固体基质包含任何无毒的、非浸出的材料。
24.权利要求1至23任一项的方法，其中所述固体基质包含多个刚性聚合物珠。
25.权利要求1至24任一项的方法，其中所述刚性聚合物珠选自聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、或乙烯与其它单体的共聚物、聚乙烯亚胺、聚丙烯和聚异丁烯。
26.权利要求1至25任一项的方法，其中所述固体基质包含一根或多根中空纤维。
27.权利要求1至26任一项的方法，其中所述糖胺聚糖混合物包含选自多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇蛋白聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖和mimecan的至少一种蛋白聚糖核心蛋白。
28.一种在有需要的受试者中增强受损的糖萼屏障功能的装置，所述装置包含：
一种药筒，其具有布置在其中的模拟糖萼的吸附介质，所述药筒具有第一端板和第二端板，及其中所述模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中所述吸附剂是包含肝素、硫酸乙酰肝素或其混合物的糖胺聚糖。
29.权利要求28的装置，其中所述吸附剂是糖胺聚糖混合物，其包含约40％至约96％w/w硫酸乙酰肝素和/或肝素，以及任选地包含一种或多种以下其它吸附剂：约5％至约30％w/w硫酸软骨素、约1％至约25％w/w硫酸皮肤素、约0.01％至约20％w/w硫酸角质素和/或约5％至约50％透明质酸；
样品流入端口以允许样品流入所述装置；及
样品流出端口以允许样品流出所述装置，其中所述样品流经所述第一端板流经吸附介质及流出样品流出端口。
30.权利要求28或29的装置，其中所述模拟糖萼的吸附介质有助于选自以下的成员：血管通透性、白细胞粘附、血小板粘附、剪切应力介导和炎症过程调节。
31.权利要求28至30任一项的装置，其中所述吸附介质作为内皮表面层以保护和/或维持糖萼功能。
32.权利要求28至31任一项的装置，其中所述吸附介质减少选自以下的成员：毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态和血管反应性丧失。
33.权利要求28至32任一项的装置，其中所述模拟糖萼的吸附介质是带负电荷的。
34.权利要求28至33任一项的装置，其中所述固体基质包含任何无毒的、非浸出的材料。
35.权利要求28至34任一项的装置，其中所述固体基质包含多个刚性聚合物珠。
36.权利要求28至35任一项的装置，其中所述刚性聚合物珠选自聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、或乙烯与其它单体的共聚物、聚乙烯亚胺、聚丙烯和聚异丁烯。
37.权利要求28至36任一项的装置，其中所述固体基质包含一根或多根中空纤维。
38.权利要求28至37任一项的装置，其中所述糖胺聚糖混合物包含选自多配体蛋白聚糖、磷脂酰肌醇蛋白聚糖、基底膜聚糖、多功能蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖和mimecan的至少一种蛋白聚糖核心蛋白。
39.一种改善有需要的受试者的氧饱和度的方法，所述方法包含：
将来自受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触以增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能，从而处理样品；及
将经处理的样品注入受试者，
其中模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中吸附剂是包含肝素、硫酸乙酰肝素或其混合物的糖胺聚糖。
40.权利要求39的方法，其中所述吸附剂是糖胺聚糖混合物，其包含约40％至约96％w/w硫酸乙酰肝素和/或肝素，以及任选地包含一种或多种以下其它吸附剂：约5％至约30％w/w硫酸软骨素、约1％至约25％w/w硫酸皮肤素、约0.01％至约20％w/w硫酸角质素和/或约5％至约50％透明质酸。
41.权利要求39或40的方法，其中所述模拟糖萼的吸附介质有助于选自以下的成员：血管通透性、白细胞粘附、血小板粘附、剪切应力介导和炎症过程调节。
42.权利要求39至41任一项的方法，其中所述吸附介质作为内皮表面层以保护和/或维持糖萼功能。
43.权利要求39至42任一项的方法，其中所述吸附介质减少选自以下的成员：毛细血管渗漏综合征、水肿形成、炎症、血小板过度聚集、高凝状态和血管反应性丧失。
44.权利要求39至43任一项的方法，其中所述氧饱和水平返回至正常。
45.一种在有需要的受试者中治疗Covid-19的方法，所述方法包含：
将来自受试者的样品与模拟糖萼的吸附介质接触以增进和/或恢复受损的糖萼屏障功能，从而处理样品；及
将经处理的样品注入受试者，
其中模拟糖萼的吸附介质是具有吸附剂的固体基质，其中吸附剂是包含肝素、硫酸乙酰肝素或其混合物的糖胺聚糖。
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