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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Entfernung
freier Leichtketten aus Blut, insbesondere Verfahren für
eine solche Entfernung und Vorrichtungen zur Verwendung in solchen
Verfahren.
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Antikörper-Moleküle
(auch als Immunoglobuline bekannt) haben eine zweifache Symmetrie
und bestehen aus zwei identischen schweren Ketten und zwei identischen
leichten Ketten, von denen jede veränderliche und konstante
Domänen enthält. Die veränderlichen Domänen
der schweren und leichten Ketten verbinden sich und bilden eine
Antigen-Bindungsstelle, so dass beide Ketten zu der Antigen-Bindungsspezifität
des Antikörper-Moleküls beitragen. Die grundlegende
tetramere Struktur von Antikörpern umfasst zwei schwere Ketten,
die durch eine Disulfidbindung kovalent verbunden sind. Jede schwere
Kette ist ihrerseits mit einer Leichtkette verbunden, wiederum über
eine Disulfidbindung, um ein im Wesentlichen „Y”-förmiges
Molekül zu erzeugen.
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Es
gibt zwei Arten von Leichtketten: Lambda (λ) und Kappa
(κ). Im Menschen werden ungefähr zweimal so viel κ wie λ erzeugt,
aber in einigen Säugern ist dies völlig anders.
Jede Kette enthält ungefähr 220 Aminosäuren
in einer einzigen Polypeptidkette, die in eine konstante und eine
veränderliche Domäne gefaltet ist. Plasmazellen
erzeugen eine der fünf Arten schwerer Ketten zusammen mit
entweder κ oder λ Molekülen. Es existiert
im Normalfall ein ungefähr 40%iger Überschuss
der Produktion freier Leichtketten über die Synthese schwerer
Ketten. Wo die Leichtketten-Moleküle nicht an schwere Ketten-Moleküle
gebunden sind, sind sie als „freie Leichtketten-Moleküle” (FLCs)
bekannt. Die κ Leichtketten werden normalerweise als Monomere vorgefunden.
Die λ Leichtketten tendieren dazu, Dimere zu bilden.
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Es
gibt eine Anzahl von proliferativen Krankheiten, die mit Antikörper
produzierenden Zellen verbunden sind. 1 zeigt
die Entwicklungsstadien von B-Zellen und die damit verbundenen Krankheiten.
Diese Krankheiten sind als maligne B-Zellerkrankungen bekannt. Sie
sind detailliert zusammengefasst in dem Buch "Serum-free
Light Chain Analysis" (Serumfreie Leichtketten-Analyse)
von A. R. Bradwell, erhältlich von The Binding Site Limited,
Birmingham, Vereinigtes Königreich (ISBN: 07044 24894),
Dritte Ausgabe 2005 und der Zweiten Ausgabe des Buches (2004, ISBN
07044 24541).
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In
vielen derartigen Krankheiten vermehrt sich eine Plasmazelle stark
und bildet einen monoklonalen Tumor aus identischen Plasmazellen.
Dies hat die Herstellung großer Mengen identischer Immunoglobuline zur
Folge und ist als monoklonale Gammopathie bekannt.
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Krankheiten
wie Myelom und primäre systemische Amyloidose (AL Amyloidose)
sind für ungefähr 1,5% bzw. 0,3% der Krebstodesfälle
im Vereinigten Königreich verantwortlich. Multiples Myelom
(MM) ist die zweithäufigste Form maligner Bluterkrankungen
nach dem Non-Hodgkin-Lymphom. In kaukasischen Bevölkerungsgruppen
treten ungefähr 40 Fälle pro Million und pro Jahr
auf. Üblicherweise stützt sich die Diagnose von MM
auf die Anwesenheit überschüssiger monoklonaler
Plasmazellen im Knochenmark, monoklonaler Immunoglobuline im Serum
oder im Harn und damit verbundene Beeinträchtigungen von
Organen oder Geweben, wie Hypercalcämie, Niereninsuffizienz,
Anämie oder Knochenläsionen. Der normale Plasmazellengehalt
des Knochenmarks beträgt ungefähr 1%, während
der Gehalt bei MM typischerweise größer als 30%
ist, aber auch über 90% betragen kann.
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AL
Amyloidose ist eine Störung der Proteinkonformation, die
durch die Anhäufung von Bruchstücken monoklonaler
freier Leichtketten als Amyloidablagerungen gekennzeichnet ist.
Gewöhnlich zeigen diese Patienten Herz- oder Nierenversagen,
aber es können auch periphere Nerven und sonstige Organe
beteiligt sein.
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The
Binding Site Ltd. haben bereits früher eine empfindliche
Nachweismethode entwickelt, welche die freien κ Leichtketten
und, getrennt davon, die freien λ Leichtketten nachweisen
kann (
PCT/GB2006/000267 , veröffentlicht
als
WO 2006/079816 ).
Dieses Verfahren verwendet einen polyklonalen Antikörper,
der entweder gegen die freien κ oder die freien λ Leichtketten
gerichtet ist. Der Nachweis freier Leichtketten (FLCs) wird im Detail
in dem
Buch von A. R. Bradwell besprochen. Die
Möglichkeit, solche Antikörper zu erzeugen, wurde auch
als eine einer Anzahl verschiedener möglicher Spezifitäten
in
WO 97/17372 diskutiert.
Es wurde gefunden, dass diese Form der Testmethode erfolgreich Konzentrationen
freier Leichtketten ermitteln kann. Außerdem ist die Empfindlichkeit
der Methode sehr hoch.
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Bradwell
A. R., et al. (Clin. &.
Applied Immunol. Reviews 3 (2002), 17–33) gibt
einen Überblick über Immunoassays für
freie Leichtketten im Serum und ihre Anwendungen. In der Vergangenheit
ist nicht angenommen worden, dass die Konzentrationen von FLC im
Harn die Synthese durch Plasmazellen genau reflektieren. Folglich
hat es eine Bewegung weg von der Ermittlung der Konzentration im
Harn zu auf Serum basierenden Nachweismethoden für FLCs
mit Methoden wie Nephelometrie und Immunofixations-Elektrophorese gegeben.
Die Veröffentlichung fasst den Stand des Wissens über
Synthese und Metabolismus von FLCs in Bezug auf die Nierenfunktion
zusammen.
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Ungefähr
12–20% der MM Patienten werden erstmals mit akutem Nierenversagen
vorstellig. 10% sind langfristig auf Dialyse angewiesen.
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Freie κ und
freie λ werden durch Filtration durch die Nieren entfernt
und die Geschwindigkeit hängt von ihrer molekularen Größe
ab. Monomere freie Leichtketten, typischerweise κ, werden
in 2–4 Stunden mit 40% der Filtrationsrate des Glomerulus
entfernt. Dimere freie Leichtketten, gewöhnlich λ,
werden in 3–6 Stunden mit 20% der Filtrationsrate des Glomerulus
entfernt, während große Moleküle langsamer
entfernt werden. Die Entfernung kann bei MM Patienten bei Nierenversagen
auf 2–3 Tage verlängert sein, wenn freie Leichtketten
im Serum (sFLCs) durch die Leber und andere Gewebe entfernt werden
(Russo et al. (2002) Am. J. Kidney Dis. 39, 899–919).
Demgegenüber hat IgG eine Halbwertszeit von 21 Tagen, die
nicht durch Beeinträchtigung der Nieren beeinflusst wird.
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Es
gibt ungefähr 0,5 Million Nephronen in jeder menschlichen
Niere. Jedes Nephron enthält einen Glomerulus mit Poren,
welche die Filtration von Serummolekülen in seinen proximalen
Tubulus ermöglichen. Die Porengrößen
sind variabel, wobei eine Einschränkung der Filtration
bei ungefähr 40 kDa beginnt und bei 65 kDa fast vollständig
ist. Protein-Moleküle, welche die Poren des Glomerulus
passieren, werden dann entweder unverändert absorbiert
oder in den Zellen des proximalen Tubulus abgebaut und als Fragmente
ausgeschieden. Dies ist ein wesentlicher Mechanismus, um den Verlust
von Proteinen und Peptiden in den Harn zu verhindern, und er ist
sehr leistungsfähig. Der genaue Weg der freien Leichtkette
ist unbekannt, aber zwischen 10–30 g pro Tag können
durch die Nieren verarbeitet werden, so dass unter normalen Bedingungen
sehr wenig freie Leichtkette über den proximalen Tubulus
hinaus gelangt.
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Nach
Filtration durch die Glomeruli gelangen die FLCs in die proximalen
Tubuli und binden an Bürstensaummembranen über
Rezeptoren mit niedriger Affinität und hoher Kapazität,
die Cubuline (gp280) genannt werden (Winearls (2003) „Myeloma
Kidney" (Myelomniere) – Kap. 17, in: „Comprehensive
Clinical Nephrology" (Komplette klinische Nierenkunde),
2. Ausgabe, Hrsg.: Johnson & Feehally).
Die Bindung provoziert die Internalisierung der FLCs und nachfolgenden
Metabolismus. Die Konzentration der FLCs, welche die proximalen
Tubuli verlassen, hängt folglich ab von den Mengen im Glomerulus-Filtrat,
der Konkurrenz um die bindende Aufnahme durch andere Proteine und
der Absorptionskapazität der Tubuluszellen. Ein Rückgang
der Filtrationsrate des Glomerulus erhöht die Konzentrationen
von FLCs im Serum, so dass mehr durch die verbleibenden funktionierenden
Nephronen gefiltert wird. In der Folge, und mit zunehmendem Nierenversagen, lassen
hyperfiltrierende Glomeruli Albumin und sonstige Proteine durchsickern,
die mit FLCs um Absorption konkurrieren, und dadurch verursachen,
dass mehr in die distalen Tubuli eintreten.
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In
den distalen Tubulus eintretende FLCs binden normalerweise an Uromucoid
(Tamm-Horsfall Protein). Dieses ist das dominierende Protein im
normalen Harn und es wird angenommen, dass es wichtig ist, um aufsteigende
Harnwegsinfektionen zu verhindern. Es ist ein Glycoprotein (85 kDa),
das sich zu Polymeren mit hohem Molekulargewicht von 20–30
Einheiten aggregiert. Interessanterweise enthält es ein
kurzes Peptid-Motiv, das eine hohe Affinität zu FLCs hat
(Ying & Sanders
(2001) Am. J. Path. 158, 1859–1866). Zusammen
bilden die beiden Proteine wachsartige Ablagerungen, die in stärker
charakteristischer Weise bei mit Leichtketten-MM (LCMM) verbundenem
akutem Nierenversagen gefunden werden (siehe z. B. Winearls
(1995) Kidney Int. 48, 1347–1361). Die Ablagerungen
behindern den Flüssigkeitsstrom in den Tubuli und führen
zum Reißen der Basalmembran und Schädigung des
Interstitiums. Ansteigende Konzentrationen von sFLCs werden durch die
verbleibenden funktionierenden Nephronen gefiltert, was zu einem
Circulus vitiosus von sich beschleunigender Nierenschädigung
mit weiteren Anstiegen der sFLCs führt. Dies mag erklären,
warum MM Patienten ohne offensichtliche vorexistierende Beeinträchtigung
der Nieren plötzlich Nierenschäden und Nierenversagen entwickeln.
Das Verfahren wird durch sonstige Faktoren wie Dehydratation, Diuretika,
Hypercalcämie, Infektionen und nephrotoxische Drogen bzw.
Medikamente verschlimmert.
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Die
FLC Konzentrationen im Serum sind bei > 95% der Patienten mit MM abnorm und erstrecken
sich über einen breiten Bereich von Konzentrationen, aber
ihre inhärente Toxizität variiert ebenfalls beträchtlich,
wie von Sanders & Brooker
an isolierten Rattennephronen gezeigt wurde (Sanders & Brooker (1992)
J. Clin. Invest. 89, 630–639). Die Toxizität
steht zum Teil in Zusammenhang mit der Bindung an Tamm-Horsfall
Protein bezogen wird (siehe z. B. Winearls (1995) Kidney
Int. 48, 1347–1361).
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Trotz
vieler Bemühungen, etwas anderes zu zeigen, werden eine
spezielle Ladung der Moleküle und/oder κ oder λ Typ
derzeit nicht als relevant für die Toxizität von
FLCs eingeschätzt. Außerdem sind in hohem Maße
polymerisierte FLCs (ein häufiger Fund bei MM) vermutlich
nicht nephrotoxisch, weil sie nicht leicht die Glomeruli durchlaufen
können. Dies könnte zum Teil das Fehlen einer
Nierenschädigung bei einigen Patienten erklären,
die sehr hohe sFLC Konzentrationen aufweisen.
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Die
Menge der sFLCs, die notwendig sind, um eine Beeinträchtigung
der Nieren zu verursachen, wurde vor kurzem von Nowrousain et al.
(Clin. Cancer Res. (2005) 11, 8706–8714)
untersucht, die zeigten, dass die mit Überlauf-Proteinurie
(und folglich einem Potential für eine Schädigung
der Tubuli) verbundenen mittleren Konzentrationen im Serum 113 mg/l
für κ und 278 mg/l für λ betrugen.
Diese Konzentrationen liegen ungefähr 5- bis 10-fach über
den normalen Konzentrationen im Serum und stehen vermutlich in Beziehung
zur maximalen tubulären Reabsorptionskapazität
der proximalen Tubuli. Da die normale tägliche Produktion
von FLCs ~500 mg beträgt, sind Erhöhungen auf
~5 g/Tag wahrscheinlich nephrotoxisch für viele Patienten.
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Es
hat verschiedene Studien an Harn gegeben, die die Ausscheidungsraten
von FLCs im Harn in Beziehung gesetzt haben mit einer Beeinträchtigung
der Nieren. Gewöhnlich nimmt die verbundene Nierenbeeinträchtigung
mit Zunahme der FLCs im Harn zu. Eine Untersuchung zeigte, dass
5%, 17% und 39% der Patienten eine Nierenbeeinträchtigung
aufwiesen mit Ausscheidungsraten von < 0,005 g/Tag, 0,005–2 g/Tag,
bzw. > 2 g/Tag (Bladé (2003) „Management
of Renal, Hematologic and Infectious Complications" (Behandlung
von renalen, hämatologischen und infektiösen Komplikationen)
in: Myeloma: Biology and Management (Myelom: Biologie und Behandlung),
3. Auflage; Hrsg.: Malpcs et al.; Verlag: Saunders). Jedoch
ist die Ausscheidung von FLCs zusätzlich zu ihrer Ursache
auch ein Indikator für Nierenschädigung.
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Die
Beladung mit FLCs vor der Niere ist ein wichtiger Faktor der Nierentoxizität.
In einem Versuch, eine Schädigung der Nieren zu minimieren,
ist Plasmaaustausch (plasma exchange, PE) eingesetzt worden, um die
Beladung mit freien Leichtketten im Serum vor der Niere zu verringern. Zuchelli
et al. (Kidney Int. (1988) 33, 1175–1180) verglichen
MM Patienten, die Peritonealdialyse erhielten (Kontrollgruppe),
mit solchen, die Plasmaaustausch (und Hämodialyse bei einigen
Patienten) erhielten. Nur 2 von 14 in der Kontrollgruppe wiesen
eine verbesserte Nierenfunktion auf, verglichen mit 13 von 15 in
der Gruppe mit Plasmaaustausch. Die Überlebensrate war
ebenfalls verbessert (P < 0,01).
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Dieser
frühe Erfolg wiederholte sich nicht in nachfolgenden kontrollierten
Studien. Johnson et al. (Arch Intern. Med. (1990) 150, 863–869) verglichen
10 Patienten mit erzwungener Diurese mit 11, die zusätzlich Plasmaaustausch
erhielten, und fanden keinen Unterschied bei den Ergebnissen. Kürzlich
wurde von Clarke et al. (Haematologica (2005) 90 (sl), 117–125;
Kidney Int., März 2006) über eine große
Reihe berichtet. Die Hälfte von 97 Patienten, die mit Chemotherapie,
Hämodialyse oder einer Kombination der beiden behandelt wurden,
wurden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt, um Plasmaaustausch
zu erhalten. Wieder ergab sich kein statistisch signifikanter Nutzen
des Plasmaaustauschs.
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Ein
nachfolgender Leitartikel in JASN merkte eine Anzahl von Defiziten
in Plasmaaustausch-Studien an und wies darauf hin, dass die Leistungsfähigkeit
des Plasmaaustauschs nicht beurteilt werden könne (Ritz E.,
J. Am. Soc. Nephrol (2006), 17, 911–913, Leitartikel).
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Die
Anmelder postulierten, dass die Entfernung von freien Leichtketten
aus dem Serum durch Hämodialyse ein Weg sein könnte,
Nierenversagen bei Patienten mit multiplem Myelom zu verringern
(Bradwell et al. (2005) in: „Blond" (47th
Annual Meeting of American Society of Hematology, 10–13
December 2005) 106, Abstract 3482. Die Anmelder haben überraschend
gefunden, dass ein Patient mit einem Überschuss freier Leichtketten
im Serum durch Dialyse behandelt werden kann, mit dem Ergebnis,
dass die Konzentration der freien Leichtketten verringert wird.
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Herkömmliche
Dialysatoren sind durchlässig bis zu einem Grenzwert des
Molekulargewichts („cut-off”) um 15–20
kDa, so dass die Effizienz der Filtration von FLCs sehr niedrig
ist. Jedoch haben einige neue „proteindurchlässige” Dialysatoren
viel größere Poren (Ward (2005) J. Am.
Soc. Nephrol. 16, 2421–2430). Diese Membranen
wurden entwickelt, um eine bessere Entfernung von Proteinen mit
niedrigem Molekulargewicht zur Verfügung zu stellen, als
herkömmliche Hochfluss- („high-flux”)
Dialysemembranen dies tun. Eine Routine-Verwendung für
solche Membranen wurde nicht identifiziert, da spezifische urämische
Toxine, die durch proteindurchlässige Membranen, nicht
aber durch herkömmliche Hochfluss membranen entfernt werden,
nicht identifiziert worden waren. Es war nicht klar, ob die proteindurchlässigen
Membranen einen Nutzen über den hinaus boten, der mit herkömmlichen
Hochflussmembranen erhalten wird.
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Eine
neue Gruppe von Membranen, die in der Intensivpflege verwendet werden,
sogenannte „high cut-off” (HCO) Dialysatoren (Dialysatoren
mit hohem Grenzwert des durchgelassenen Molekulargewichts), sind
im Rahmen von klinischen Studien verwendet worden, um zirkulierende,
mit Sepsis verbundene inflammatorische Mediatoren effektiver zu
entfernen als mit herkömmlichen Dialysemembranen. Diese „high cut-off”-Membranen
weisen eine viel größere Porengröße
auf als die beiden anderen oben genannten Gruppen – die
Standard-Hochfluss-Dialysatormembran und die geringfügig
proteindurchlässige Membran. Die Porengrößen
der „high cut-off”-Membran liegen im Bereich von
20 bis 40 nm, das bedeutet, sie sind um einen Faktor 3 größer
als die der Membranen mit Proteinpermeabilität und um einen
Faktor von 4 großer als die der Standard-Hochflussmembranen.
Definition der „high cut-off”-Membran: Grenzwert
(„cut-off”) für die „high cut-off”-Membran:
Molekulargewicht von Proteinen, welche die Membran zu weniger als
10% durchlaufen. „high cut-off”-Membranen weisen
einen Molekulargewichts-Grenzwert („cut-off”),
gemessen in Blut oder menschlichem Plasma, von 45.000 Dalton auf,
während der Grenzwert einer Standard-Hochflussmembran im Bereich
von 15.000 Dalton liegt, und der einer geringfügig proteinpermeablen
Membran im Bereich von 20.000 Dalton. Dieser in Blut gemessene Grenzwert
zeigt deutlich, dass Substanzen mit einem Molekulargewicht wie FLC-Proteine
mit einem Molekulargewicht von 20.000 bis 45.000 nur „high
cut-off”-Membranen in signifikanter Menge durchdringen
können.
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Morgera
et al. zeigen eine bemerkenswerte Entfernung von Interleukin-6
durch „high cut-off”-Behandlungen, die zu einer
signifikanten Abnahme der Pegel von zirkulierendem IL-6 bei septischen
Patienten mit akutem Nierenversagen führt (Morgera
et al. Intensive Care Med. (2003), 29, 1989–1995).
Außerdem führt die Behandlung zu einer Wiederherstellung
der Immunantwort der Blutzellen bei jenen Patienten (Morgera
S., et al., Nephrol. Dial. Transplant (2003), 18, 2570–2576).
Eine Untersuchung, in der Patienten nach dem Zufallsprinzip „high
cut-off”-CVVH oder „high cut-off”-CVVHD
zugeteilt wurden, zeigte, dass Konvektion und Diffusion nicht den
erwarteten Unterschied in Hinblick auf die Entfernung von Proteinen
mit mittlerem Molekulargewicht zeigten, während der Einsatz
von Diffusion anstelle von Konvektion erheblich den Verlust von
Albumin verringert, unter Beibehaltung der guten Cytokin-Entfernungsraten.
Im CVVHD Modus wurde ein maximaler Albuminverlust von 950 mg pro
Stunde bei Patienten, die mit der HCO Membran behandelt wurden,
berichtet (Morgera S., et al. Am. J. Kidney Dis. (2004),
43, 444–453). Die Anmelder haben jetzt überraschend
gefunden, dass solche Membranen verwendet werden können,
um Konzentrationen von sFLCs effektiv zu verringern.
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Entsprechend
einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Verringerung
der Konzentration freier Leichtketten in einem Probanden bereitgestellt,
wobei das Verfahren den Schritt umfasst, dass das Blut des Probanden
einer Hämodialyse, Hämodiafiltration oder Hämofiltration
unterzogen wird.
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Vorteilhafterweise
erlaubt die Verwendung dieses Verfahrens die wirkungsvolle Entfernung
von freien Leichtketten aus dem Blutserum eines Probanden, mit dem
Ergebnis, dass die Beladung mit FLCs vor der Niere verringert wird
und daher Nierenversagen verhindert oder verlangsamt wird.
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Der
Proband kann ein Säuger sein und ist vorzugsweise ein Mensch.
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Vorzugsweise
ist die Dialysemembran eine „Superfluss” (super
flux), „permselektive” oder „proteindurchlässige” Membran.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt der
Hämodialyse, Hämodiafiltration oder Hämofiltration
unter Verwendung einer Dialysemembran ausgeführt, die eine ”proteindurchlässige” Membran
ist, vorzugsweise unter Verwendung einer „high cut-off”-Dialysemembran,
die einen Molekulargewichtsgrenzwert („cut-off”)
von mehr als etwa 45 kDa aufweist, gemessen in Blut oder Blutplasma.
Eine proteindurchlässige Membran ist vorzugsweise eine
Membran, die eine Permeabilität für Serumalbumin
(Molekulargewicht 67 kDa) von weniger als 0,1% zeigt, während
die „high cut-off”-Membran eine Serumalbumin-Permeabilität
von weniger als 1% aufweist. Permeabilitätsdaten für
Albumin werden diskutiert in Ward, J. Am. Soc. Nephrol.
2005, 16 (8), 2421–30, die hiermit durch Bezugnahme
aufgenommen wird.
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Die
Membran ist am meisten bevorzugt durchlässig für κ oder λ freie
Leichtketten. Das heißt, κ oder λ freie
Leichtketten passieren die Membran. Es ist beobachtet worden, dass
Hochflussmembranen mit kleineren Porengrößen einige
freie Leichtketten entfernt haben. Jedoch scheint dies in erster
Linie auf Bindung der FLCs an die Dialysemembranen zurückzuführen
sein.
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Gewöhnlich
weisen proteindurchlässige und „high cut-off”-Membranen
eine Wasserdurchlässigkeit in vitro von > 40 ml/h pro mmHg/m2 auf. Sie können eine Clearance
(Entfernungsrate) für β2-Mikroglobulin
von mindestens 80 ml/min aufweisen bei herkömmlicher Hämodialyse
mit einer Blutflussrate von 300–400 ml/min. Der Albumin-Verlust
beträgt vorzugsweise weniger als 2–6 g pro 4 Stunden
Dialyse. Der Siebkoeffizient kann 0,9 bis 1,0 für β2-Mikroglobulin und 0,01 bis 0,03 für
Albumin betragen.
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Am
meisten bevorzugt ist die Membran eine permselektive Membran des
Typs, der in
WO 2004/056460 offenbart
wird, hierin aufgenommen durch Bezugnahme. Solche Membranen erlauben
vorzugsweise in Gegenwart von Vollblut den Durchgang von Molekülen,
die ein Molekulargewicht von bis zu 45.000 Dalton haben und weisen
eine Molekulargewichtsausschlussgrenze in Wasser von ungefähr
200.000 Dalton auf. Die Membran hat vorzugsweise die Form einer
permselektiven asymmetrischen Hohlfaser-Membran. Sie umfasst vorzugsweise
mindestens ein hydrophobes Polymer und mindestens ein hydrophiles
Polymer. Vorzugsweise liegen die Polymere als Domänen auf
der Oberfläche vor.
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Solch
eine Membran kann eine Hohlfaser sein, die eine mindestens dreilagige
asymmetrische Struktur mit einer Trennschicht aufweist, die in der
innersten Schicht der Hohlfaser vorliegt. Vorzugsweise weist die Trennschicht
Poren im Bereich von 15–60 nm, am meisten bevorzugt 20–40
nm auf. Zum Vergleich: die Standard-Hochfluss-Dialysemembran weist
eine Porengröße von ungefähr 9 nm und
die geringfügig proteindurchlässige Membran eine
Porengröße von etwa 12 nm auf.
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Der
Siebkoeffizient für IL-6 in Gegenwart von Vollblut beträgt
vorzugsweise 0,9 bis 1,0. Vorzugsweise ist der Siebkoeffizient für
Albumin in Gegenwart von Vollblut kleiner als 0,05.
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Das
erfindungsgemäße hydrophobe Polymer kann ausgewählt
werden aus der Gruppe bestehend aus Polyarylethersulfon (PAES),
Polypropylen (PP), Polysulfon (PSU), Polymethylmethacrylat (PMMA),
Polycarbonat (PC), Polyacrylnitril (PAN), Polyamid (PA) oder Polytetrafluorethylen
(PTFE).
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Das
erfindungsgemäße hydrophile Polymer kann ausgewählt
werden aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyethylenglykol
(PEG), Polyvinylalkohol (PVA) und Copolymer von Polypropylenoxid
und Polyethylenoxid (PPO-PEO).
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Wie
er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Siebkoeffizient
(S)” auf die physikalische Eigenschaft einer Membran, Moleküle
eines bestimmten Molekulargewichts auszuschließen oder
durchzulassen.
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Der
Siebkoeffizient kann berechnet werden gemäß Standard
EN 1283, 1996.
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Einfach
dargestellt, wird der Siebkoeffizient einer Membran bestimmt, indem
man eine Proteinlösung (Rinderplasma oder menschliches
Plasma) unter definierten Bedingungen (QB, TMP und Filtrationsgeschwindigkeit)
durch ein Membranbündel pumpt und die Konzentration des
Proteins im Zufluss, im Retentat und im Filtrat feststellt. Wenn
die Konzentration des Proteins im Filtrat Null ist, wird ein Siebkoeffizient
von 0% er halten. Wenn die Konzentration des Proteins im Filtrat
gleich der Konzentration des Proteins im Zufluss und im Retentat
ist, wird ein Siebkoeffizient von 100% erhalten. Außerdem
erlaubt der Siebkoeffizient, den nominalen Grenzwert („cut-off”)
einer Membran zu bestimmen (der 10% Siebkoeffizient entspricht).
worin
- CF
- die Konzentration
eines gelösten Stoffs im Filtrat ist;
- CBin
- die Konzentration
eines gelösten Stoffs an der Bluteinlassseite der getesteten
Vorrichtung ist;
- CBout
- die Konzentration
eines gelösten Stoffs an der Blutauslassseite der getesteten
Vorrichtung ist.
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Für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung lässt die bevorzugte
Membran den Durchgang von Molekülen im Bereich toxischer
Mediatoren von bis zu 45.000 Dalton in Gegenwart von Vollblut/Blutproteinen
zu, was das Molekulargewicht einer Substanz, die einen Siebkoeffizienten
(S) von 0,1 bis 1,0 in Gegenwart von Vollblut hat, bedeutet.
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Wie
er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „cut-off” auf
das Molekulargewicht einer Substanz, die einen Siebkoeffizienten
(S) von 0,1 hat.
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Wie
er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Hämodialyse”,
HD, auf ein Verfahren, um die chemische Zusammensetzung des Bluts
zu korrigieren, indem angesammelte Stoffwechselprodukte entfernt und
Puf fer hinzugefügt werden in einem Diffusionsprozess durch
eine natürliche oder synthetische semipermeable Membran.
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Wie
er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Hämodiafiltration”,
HDF, auf ein Verfahren, um angesammelte Stoffwechselprodukte aus
Blut durch eine Kombination von diffusivem und konvektivem Transport
durch eine semipermeable Membran vom Hochfluss-Typ zu entfernen;
Flüssigkeit wird durch Ultrafiltration entfernt und das
Volumen der gefilterten Flüssigkeit, das den gewünschten
Gewichtsverlust übersteigt, wird durch sterile, pyrogenfreie
Infusionslösung ersetzt.
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Wie
er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Hämofiltration”,
HF, auf ein Verfahren der Blutfiltration durch eine Membran unter
Abtrennung von Plasmawasser und gelösten Stoffen mit dem
Ultrafiltrat, und hält alle Proteine, die größer
sind als die effektive Porengröße, und Blutzellen
zurück. Bei der Hämofiltration werden die angesammelten
Stoffwechselprodukte aus dem Blut entfernt durch den Prozess des
konvektiven Transports als Folge von Ultrafiltration durch eine
semipermeable Membran vom Hochfluss-Typ; das Volumen der gefilterten
Flüssigkeit, das den gewünschten Gewichtsverlust übersteigt,
wird durch sterile pyrogenfreie Infusionslösung ersetzt.
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Wie
er hierin verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Ultrafiltrat” auf
das filtrierte Plasmawasser und gelöste Stoffe und Moleküle
(einschließlich freier Leichtketten), die kleiner sind
als die effektive Porengröße.
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Verfahren
zur Herstellung geeigneter Membranen werden z. B. in
WO 2004/056460 offenbart. Solche Membranen
werden hierin als Gambro-Membranen besprochen, z. B. durch ihre
Bezeichnung „Gambro Dialysator HCO 1100”.
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Superfluss-Membranen
wie Toray BK 21-F und BG 2.10 können ebenfalls verwendet
werden, aber diese arbeiten nicht so effizient wie die Gambro HCO
Membran.
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Vorzugsweise
hat der Proband eine maligne B-Zellerkrankung wie multiples Myelom
oder AL Amyloidose.
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Das
Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise in Verbindung mit einer
Behandlung der malignen B-Zellerkrankung durchgeführt.
Die Behandlung der malignen B-Zellerkrankung verringert die Produktion
von freien Leichtketten durch den Probanden. Das erfindungsgemäße
Verfahren entfernt mindestens einen Teil der freien Leichtketten
im Blut, was in verringerter Nierenschädigung resultiert
und die Wahrscheinlichkeit einer Erholung der Nieren des Probanden
erhöht.
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Verfahren
zur Behandlung maligner B-Zellerkrankungen selbst sind dem Fachmann
bekannt, wie beispielsweise die Verwendung von Dexamethason, Bortezomib
und/oder Adriamycin (Doxorubicin) oder mehrerer der genannten. Zum
Beispiel können Cyclophosphamid, Thalidomid und Dexamethason
verwendet werden, oder Vincristin, Adriamycin und Dexamethason.
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Die
Leichtketten-Dialyse kann λ und/oder κ betreffen. κ Leichtketten
werden effektiver dialysiert. λ bildet Dimere im Blut und
ist folglich größer.
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Die
Oberfläche der Membran, die dem Blut des Probanden ausgesetzt
wird, kann vergrößert werden, entweder indem zwei
oder mehr Dialysatoren in Reihe benutzt werden oder durch Erhöhung
der Membranoberfläche in einer Dialysatorkartusche. Die
effektivste Oberfläche hängt von dem angewendeten
Blutfluss ab. Für Blutflüsse in einem Bereich
von 250 und 300 ml/min liegt die am besten geeignete Oberfläche
im Bereich von bis zu 2 m2 (siehe 7).
Es wurde gefunden, dass dies die Rate der freien Leichtketten erhöht,
die durch die Dialysemembran aus dem Blut entfernt werden. Dialysemembranen
werden gewöhnlich in Kartuschen geliefert, die einen Einlass
und einen Auslass für Blut haben, und einen Einlass und
einen Auslass für Dialyseflüssigkeit und verbrauchtes
Dialysat. Folglich können zwei oder mehr Kartuschen verwendet
werden, wobei das Blut durch eine erste Kartusche und dann zu einer
zweiten Kartusche strömt.
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Das
Verfahren kann einen zusätzlichen Schritt umfassen, in
dem entweder das Blut des Probanden oder eine während des
Hämodialyse-Schritts verwendete Dialysatflüssigkeit
einem Testverfahren unterzogen werden, das in der Lage ist, freie
Leichtketten nachzuweisen. In dem Fall, in dem das Testverfahren
darauf hinweist, dass eine Dialysemembran, die im Hämodialyseschritt
verwendet wird, zumindest teilweise verstopft ist, kann die Dialysemembran
ersetzt oder der Hämodialyseschritt beendet werden. Die
freien Leichtketten können gemessen werden und eine beobachtete
Verringerung der Rate der Entfernung der freien Leichtketten gibt
einen Hinweis darauf, dass eine Membran möglicherweise
im Begriff ist, verstopft zu werden. Die Testmethode kann auch verwendet
werden, um die Menge der freien Leichtketten zu schätzen,
die während der Dialyse entfernt wurden und den Effekt
der Dialysebehandlung auf die Krankheit anzuzeigen, welche die überschüssigen
freien Leichtketten verursacht. Sie kann auch verwendet werden,
um die Überwachung des Effektes von Medikamenten auf die
Produktion freier Leichtketten im Patienten zu unterstützen.
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Verfahren
zum Nachweis freier Leichtketten sind dem Fachmann bekannt, wie
z. B. in dem Artikel von Bradwell et al. (2002) und dem
Buch desselben Autors (supra) gezeigt ist.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Testverfahren zur Bestimmung
des Effektes des Verfahrens zur Verringerung der freien Leichtketten
in einem Probanden durch die Methode der Erfindung bereit, umfassend
die Bereitstellung einer Probe von Blut, Serum, Dialysat oder Ultrafiltrat
von dem Probanden und die Bestimmung einer Menge freier Leichtketten
in der Probe.
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Vorzugsweise
vergleicht das Testverfahren die Menge der freien Leichtketten in
der Probe mit einer Menge, die in einer Probe identifiziert wurde,
die zu einem früheren Zeitpunkt in der Behandlung des Probanden
genommen wurde. Eine Abnahme der Menge zwischen der früheren
Probe und der späteren Probe zeigt an, dass das erfindungsgemäße
Verfahren freie Leichtketten aus dem Blut des Probanden entfernt.
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Entsprechend
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung einer Dialysemembran
in der Herstellung einer Hämodialyse-Einheit zur Durchführung
von Hämodialyse an einem Probanden zur Verringerung der
Konzentration freier Leichtketten in dem Patienten be reitgestellt.
Vorteilhafterweise erlaubt die Verwendung solch einer Membran in
der Herstellung der Hämodialyse-Einheit den Einsatz von
Dialyse zur wirkungsvollen Entfernung freier Leichtketten aus dem
Blutserum des Probanden, mit dem Ergebnis, dass die Beladung mit
FLCs vor der Niere verringert wird und dass dadurch Nierenversagen
verhindert oder verlangsamt wird.
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Der
Proband kann ein Säuger sein und ist vorzugsweise ein menschlicher
Proband.
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Die
Dialysemembran kann beschaffen sein, wie oben für den ersten
Aspekt der Erfindung definiert und kann einen Molekulargewichtsgrenzwert
größer als ungefähr 45 kDa in Blut oder
Blutplasma haben. Bevorzugt ist die Dialysemembran von einer Art,
wie sie in
WO 2004/056460 beschrieben
and oben definiert ist.
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Der
Begriff „umfassend”, soll bedeuten, dass z. B.
die Verfahren oder die Testmethoden der Erfindung zusätzliche,
z. B. optionale Schritte haben können. Die Verfahren und
die Testmethoden sind nicht auf Verfahren und Testmethoden beschränkt,
die auf genau die spezifisch angegebenen Schritte beschränkt
sind.
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1 zeigt
proliferative Krankheiten, welche mit Antikörper produzierenden
Zellen in Verbindung stehen.
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Ausführungsformen
der Erfindung werden jetzt, lediglich in Form von Beispielen, unter
Bezugnahme auf die folgenden 2–8 gezeigt,
in denen:
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2 ein
Kompartiment-Modell der freien Leichtketten (FLC) zeigt. Die Parameter
waren wie folgt: P(t) – Produktionsrate von FLCs (23,15
mg/min). kle – auf Nieren funktion
zurückzuführende Eliminierungsrate (0 mg/min).
kd – auf Dialyse zurückzuführende
Eliminierungsrate (1,5 × 10–2/min).
k12 – Geschwindigkeitskonstante
des Flusses von FLCs zwischen Plasma und extravaskulärem
Kompartiment (2,15 × 10–2/min).
k21 – Geschwindigkeitskonstante
des Flusses von FLCs zwischen extravaskulärem Kompartiment
und Plasma (4,3 × 10–3/min).
kre – auf reticulo-endothelialen
Metabolismus zurückzuführende Eliminierungsrate
(1,6 × 10–4/min). Volumen
des Plasmakompartiments 2,5 l. Volumen des extravaskulären
Kompartiments 12 l;
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3 Konzentrationen
von Lambda-FLC im Serum (Karos) und im Dialysat (Dreiecke) im Verlauf
einer 6-stündigen Hämodialysebehandlung unter
Verwendung von Gambro HCO 1100 Dialysatoren zeigt (Patient 6). Die
Pfeile zeigen die Verwendung eines neuen Dialysators an;
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In 4 zeigt
Patient 9 Konzentrationen von Kappa-FLC vor und nach der Dialyse.
Zahlen auf der Abbildung sind die entfernten Mengen von κ im
Dialysat pro 10-Tageszeitraum in Gramm. Pfeile zeigen die Entfernung
während einzelner Sitzungen (in Klammern ist die Dauer
der Dialysesitzung in Stunden angegeben). Die Pfeile entsprechen
täglichen Dosen von Dexamethason. Zusätzlich erhielt
der Patient täglich Thalidomid. Die letzte Dialysesitzung
des Patienten war an Tag 26 und er ist 6 Monate lang nicht auf Dialyse
angewiesen gewesen;
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5.
Patient 10 zeigt Konzentrationen von Kappa-FLC vor und nach der
Dialyse. Zahlen auf der Abbildung sind die entfernten Mengen von κ im
Dialysat pro 10-Tageszeitraum in Gramm. Pfeile zeigen die Entfernung
während einzelner Sitzungen (in Klammern ist die Dauer
der Dialysesitzung in Stunden angegeben). Die Pfeile entsprechen
täglichen Dosen von Dexamethason. Der Patient hatte einen
fehlgeschlagenen Versuch ohne Dialyse zwischen den Tagen 18 und
27;
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6.
Patient 11 zeigt Konzentrationen von Kappa-FLC vor und nach der
Dialyse. Die Pfeile entsprechen täglichen Dosen von Dexamethason.
Zusätzlich erhielt der Patient täglich Thalidomid
(durchgezogene Linie). Die letzte Dialysesitzung des Patienten war
an Tag 35 und er ist 6 Wochen lang nicht auf Dialyse angewiesen
gewesen;
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7.
Konzentration freier Leichtketten im Serum und gemittelte Entfernungsraten
mit einem, zwei und drei Gambro HCO 1100 Dialysatoren in Reihe;
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8A & B. Simulationen
der Entfernung der freien Leichtketten (FLC) aus dem Serum durch
Plasmaaustausch im Vergleich zu Hämodialyse mit dem Gambro
HCO 1100. Simulationen: 1) 100% Tumorabtötung an Tag eins
mit Entfernung nur durch das reticulo-endotheliale System. 2) 10%
Tumorabtötung pro Tag mit Entfernung allein durch das reticulo-endotheliale
System. 3) 10% Tumorabtötung pro Tag mit Plasmaaustausch
(3,5 Liter Austausch in 1,5 Stunden × 6 über 10
Tage). 4) 10% Tumorabtötung pro Tag mit Hämodialyse für
4 Stunden, dreimal pro Woche. 5) 10% Tumorabtötung pro
Tag mit Hämodialyse für 4 Stunden pro Tag. 6) 10%
Tumorabtötung pro Tag mit Hämodialyse für
12 Stunden pro Tag. 7) Keine Tumorabtötung mit 8 Stunden Hämodialyse
an jedem zweiten Tag. 8) Keine Tumorabtötung und keine
therapeutische Entfernung von FLCs.
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Die
Konzentrationen der freien Leichtketten in Serum und Dialysat in
den folgenden Beispielen wurden durch Standardnachweismethoden für
freie Leichtketten bestimmt, die unter der Handelsmarke „Freelite” von Binding
Site Ltd., Birmingham, Vereinigtes Königreich, erhältlich
sind. Jedoch hätten auch andere Verfahren zur Ermittlung
der Konzentration der freien Leichtketten, die dem Fachmann bekannt
sind, verwendet werden können.
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Patienten und Verfahren
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Diese
Untersuchung wurde durch die Forschungs-Ethikkommissionen von Solihull
und South Birmingham und die Forschungs- und Entwicklungsabteilung
des University Hospitals Birmingham NHS Foundation Trusts genehmigt.
Alle Patienten gaben eine schriftliche Einverständniserklärung
ab.
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Studiendesign und Teilnehmer
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Die
Untersuchung umfasste: 1) Eine anfängliche in vitro und
in vivo Bewertung von Dialysatoren bezüglich der Entfernung
von FLCs, 2) Entwicklung eines Kompartiment-Modells für
die Entfernung von FLCs basierend auf beobachteten Dialyseergebnissen
und 3) Verwendung des Modells und des leistungsfähigsten Dialysators
zur Bestimmung der optimalen Strategie für die Entfernung
von FLCs aus Patienten mit durch Nierenversagen erschwertem multiplen
Myelom. Die untersuchten Patienten waren diejenigen, die in der
Nephrologieabteilung am Queen Elizabeth Hospital, Birmingham, Vereinigtes
Königreich, in Behandlung waren oder dorthin überwiesen
wurden.
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In vitro Bewertung der Entfernung von
FLCs durch isolierte Ultrafiltration
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Sieben
Dialysatoren wurden auf ihre Filtrations-Leistungsfähigkeit
untersucht (Tabelle 1). Jeder wurde in einen einfachen Kreislauf
platziert und mit einem Liter normaler Kochsalzlösung betriebsfertig
gemacht. Ein Liter Serum, das je 1.000 mg monoklonale κ und λ FLCs
enthielt, wurde dann mit 400 ml/min durch die Dialysatoren zirkuliert,
bei einem Transmembrandruck von 300–400 mmHg. Die Prozedur
wurde gestoppt, wenn die Produktion von Ultrafiltratflüssigkeit
(UF) aufhörte. Die Dialysatoren wurden abschließend
mit einen Liter frischer Kochsalzlösung gespült,
um jede restliches Protein enthaltende Flüssigkeit zu entfernen.
Die Mengen von FLCs in gefiltertem Serum, UF und Spülflüssigkeit
wurden aus den Konzentrationen der FLCs und den gemessen Volumina
errechnet. Abreicherungen von FLCs im Serum wurden errechnet, indem
man die Endkonzentrationen der FLCs von den Anfangswerten subtrahierte.
Der Prozentsatz der ursprünglichen 1.000 mg jeder FLC,
der am Ende des Experimentes im UF vorlag, wurde errechnet, um die
Fähigkeit der Membran zu bestimmen, FLCs zu filtrieren.
Diese Bestimmungen wurden für jeden Dialysator dreimal
wiederholt und die Mittelwerte wurden bestimmt.
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In vitro Bewertung der Entfernung von
FLCs durch Hämodialyse
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Die
beiden Dialysatoren, die die meisten FLCs filtrierten, der Toray
BK-F 2.1 und der Gambro HCO (high cut-off) 1100, wurden in vitro
auf ihre Dialyseleistungsfähigkeit untersucht. Gambro HCO
Membranen sind von dem in
WO
2004/056460 offenbarten Typ. Jeder Dialysator wurde an
eine Gambro AK 90 Hämodialysemaschine angeschlossen und
mit einem Liter normaler Kochsalzlösung betriebsfertig
gemacht. Ein Liter Serum, das je 1.000 mg monoklonale κ und λ FLCs
enthielt, wurde dann für vier Stunden dialysiert. Die Fließgeschwindigkeiten
des Serums wurden auf 300 ml/min festgesetzt, die Fließgeschwindigkeiten
des Dialysats auf 500 ml/min und der Transmembrandruck auf 0–10
mmHg, während die Serumvolumina bei einem Liter gehalten
wurden, ohne Ultrafiltration. Nach zwei Stunden wurde das Serum
mit 24 ml Kochsalzlösung versetzt, die weitere 1.000 mg
sowohl κ als auch λ FLCs enthielt, um die Blockierung
des Dialysators zu untersuchen. In kurzen Intervallen wurden Proben
der Serum- und Dialysatflüssigkeiten für die Messungen
der FLCs entnommen. Clearance-Werte für κ und λ wurden
wie folgt errechnet:
Clearance (ml/min) = Konzentration
von FLCs im Dialysat/Konzentration von FLCs im Serum am Einlass × Flussrate
des Dialysats -
Gemittelte
Konzentrationen von FLCs im Dialysat und Entfernungsraten wurden
aus Proben sowohl vor als auch nach dem Zusatz errechnet, für
beide Dialysatoren, und signifikante Unterschiede wurden ausgewertet.
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In vivo Bewertung der Entfernung von FLCs
bei Patienten mit multiplem Myelom
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Während
der Untersuchungsperiode wurden 13 Patienten mit dialysepflichtigem
Nierenversagen (eGFR < 15
ml/min/1,73 m2) und multiplem Myelom in
der Nephrologieabteilung vorstellig. Die ersten drei Patienten wurden
mit einem oder mehreren der folgenden Dialysatoren dialysiert: B.
Braun Hi-PeS 18; Toray BK-F 2.1 und Gambro HCO 1100, um deren individuelle
Leistungsfähigkeit zur Entfernung von FLCs zu bestimmen. Nachfolgende
Patienten wurden nur mit dem Gambro HCO 1100 dialysiert, wegen dessen überlegenen
Entfernungsraten für FLCs (Tabellen 3 und 4). Patienten
4 und 5 erhielten eine Routinedialyse, 4 Stunden dreimal wöchentlich.
Verlängerte Hämodialyse mit dem Gambro HCO Dialysator
wurde bei den Patienten 6–8 evaluiert. Tägliche
verlängerte Hämodialyse mit dem Gambro HCO Dialysator
wurde zur Entfernung von FLCs bei den Patienten 9–13 evaluiert,
die mit akuter Myelomniere vorstellig wurden.
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Während
der Dialysesitzungen wurden in kurzen Intervallen die Konzentrationen
von FLCs in Serum und Dialysat gemessen. Die prozentuale Abreicherung
von FLCs im Serum, gemittelte Konzentrationen im Dialysat (mg/l),
Gehalte von FLCs im Dialysat pro Stunde Dialyse (g/hr) und Entfernungsraten
(ml/min) wurden errechnet. Für die ersten drei Patienten
wurden diese Ergebnisse für jede Membran verglichen.
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Evaluierung der Entfernung von FLCs durch
verlängerte Hämodialyse mit dem Gambro HCO 1100
-
Eine
verlängerte Dialysebehandlung von bis zu 12 Stunden wurde
bei acht Patienten (6–13) evaluiert, bei Dialysatflussraten
von zwischen 300–500 ml/min, und Blutflussraten von 150–250
ml/min wurden verwendet.
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Einige
Patienten wurden mit zwei oder drei Dialysatoren in Reihe behandelt
(Tabelle 4). Die folgenden Korrelationen wurden untersucht: Konzentrationen
von FLCs im Serum mit der Menge von FLCs im Dialysat; Abreicherung
im Serum mit der Dauer der Dialyse; Entfernungsraten mit Dialysatflussraten
und Dialysatorfläche. Die Herz-Kreislauf-Stabilität
wurde während der gesamten Dauer jeder Dialysesitzung überwacht.
Konzentrationen von FLCs, Albumin und Elektrolyten im Serum wurden
vor und nach der Dialyse gemessen.
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Therapeutische verlängerte tägliche
Hämodialyse mit dem Gambro HCO 1100 für Patienten
mit Myelomniere
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Während
der Untersuchungsperiode wurden fünf Patienten (9–13)
mit neuem multiplen Myelom, akutem Nierenversagen und durch Biopsie
nachgewiesener Myelomniere vorstellig. Ein Behandlungsprogramm mit
verlängerter täglicher Dialyse wurde unternommen
in einem Versuch, die Konzentrationen von sFLCs schnell zu verringern.
Alle Patienten empfingen Induktions-Chemotherapie gemäß lokalen
Hämatologie-Protokollen. Entfernungsraten von FLCs wurden
evaluiert mit Dialysatflussraten von zwischen 300–500 ml/min und
Blutflussraten von 150–250 ml/min. Die Patienten wurden
täglich untersucht, um das Flüssigkeitsgleichgewicht
zu bestimmen, mit dem Ziel, Euvolämie beizubehalten. Ultrafiltration
wurde zusätzlich zur Hämodialyse eingesetzt, wenn
es einen Flüssigkeitsüberschuss gab und intravenöse
Infusionen wurden verwendet, um Dehydratation zu beheben. Die Herz-Kreislauf-Stabilität
wurde während der gesamten Dauer jeder Dialysesitzung überwacht.
Konzentrationen von FLCs, Albumin und Elektrolyten im Serum wurden
vor und nach der Dialyse gemessen. Serum-Immunoglobuline wurden
gemessen, um den Immunstatus festzustellen und normale menschliche
Immunoglobuline (NHIG) wurden in einer Menge von 0,5 g/kg Körpergewicht
gegeben, wenn die IgG-Konzentrationen im Serum kleiner als 5 g/l
waren.
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Labormessungen von FLCs
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Konzentrationen
von κ und λ FLCs in Serum und Dialysat wurden
durch Nephelometrie gemessen, mit einem Dade-Behring BNIITM Analysator, unter Verwendung eines teilchenverstärkten
homogenen Immunoassays hoher Spezifität (FREELITETM, The Binding Site, Birmingham, Vereinigtes
Königreich). Die verwendeten normalen Bereiche im Serum
waren κ: 7,3 mg/l (Bereich 3,3–19,4) und λ:
12,7 mg/l (Bereich 5,7–26,3) (20).
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Mathematisches Modell der Entfernung von
FLCs bei Patienten mit multiplem Myelom
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Ein
mathematisches Modell mit zwei Kompartimenten der Produktion, Verteilung
und Entfernung von FLCs bei multiplem Myelom wurde konstruiert,
um die Leistungsfähigkeiten von Plasmaaustausch und Hämodialyse
zu vergleichen (2). Dieses Modell war in seiner
Struktur den Modellen für die Entfernung von Harnstoff
und beta-2-Microglobulin durch Dialyse ähnlich (Depner: „Prescribing
dialysis: Guide to urea modelling" [„Dialyse verschreiben:
Führer zu Modellrechnungen für Harnstoff"],
Klower Academic Publishers (1990); und Ward et
al., Kid. Int. (2006), 1431–1437). Es bestand
aus einem intravaskulären und einem extravaskulären Kompartiment
(1 bzw. 2) mit Fluss von FLCs in jedes Kompartiment hinein, zwischen
den Kompartimenten, und aus jedem Kompartiment heraus. Die Entfernung
von sFLC über die Nieren wurde mit Null (eGFR = 0) angesetzt
bei Patienten mit Nierenversagen. Unter solchen Bedingungen erfolgte
die Entfernung nur über das reticulo-endotheliale System,
mit einer Halbwertszeit von 3 Tagen. Mit dieser Halbwertszeit ergab
eine Produktionsrate von 33,8 g/Tag ein Fließgleichgewicht
von 10 g/l im intravaskulären Kompartiment. Dies war ein
geeigneter Startwert für die Simulationen der Entfernung.
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Daten
von einem Patienten mit multiplem Myelom wurden mit dem Modell innerhalb
des Software-Pakets FACSIMILE (Curtis: Harwell Laboratory
Report AERE 12805 (1987) analysiert, um Entfernungsraten
von FLCs aus dem Serum zu erzeugen. Simulationen wurden dann durchgeführt,
um Plasmaaustausch-Behandlungen (über 10 Tage) mit 5 Hämodialyseprotokollen
für hypothetische Patienten zu vergleichen. Der Einfachheit
halber setzten wir die anfänglichen Konzentrationen der
FLCs im Serum auf 10.000 mg/l, mit chemotherapeutischer Tumorabtötung
von 0%, 2%, 5% und 10% pro Tag, und 100% am ersten Tag (Tabelle
5).
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Statistische Analyse
-
Ergebnisse
der unterschiedlichen Dialysatoren für in vitro und vivo
Untersuchungen der Entfernung von FLCs durch Hämodialyse
wurden unter Verwendung des Student-t-Tests (2 Ausläufer,
Typ 2) auf signifikante Unterschiede hin verglichen. P < 0,05 wurde als
statistisch signifikant gewertet.
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Ergebnisse
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In vitro Bewertung von isolierter Ultrafiltration
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Die
Leistungsfähigkeiten der unterschiedlichen Dialysatoren
für die Entfernung von FLCs sind in Tabelle 1 gezeigt.
Alle Dialysatoren bewirkten wesentliche Verringerungen der Konzentrationen
von FLCs im zirkulierten Serum. Variierende Mengen von FLCs wurden
im UF nachgewiesen und es wird angenommen, dass die fehlenden Mengen
an die Membranen gebunden waren. Der Gambro HCO 1100 war der leistungsfähigste Dialysator,
wobei nur geringe Mengen von FLCs an die Membranen gebunden waren. Tabelle 1. Leistungsfähigkeit
von Dialysatoren zur in vitro Entfernung von FLCs durch isolierte
Ultrafiltration. UF: Ultrafiltrat
| Kategorie | Hersteller | Modell | Membranmaterial | Oberfläche (m2) | Cut-off in Blut (kDa)* | Mittlere
Verringerung von FLCs (%) | Mittlere
FLCKonzentration im UF (%) |
| κ | λ | κ | λ |
| Highflux | B. Braun | Hi-PeS 18 | PES | 1,8 | 10 | 54 | 39 | 17 | 12 |
| Asahi | APS-1050 | PS | 2,1 | 10+ | 71 | 65 | 30 | 18 |
| Nikkiso | FLX 8GWS | PEPA | 1,8 | 10+ | 68 | 45 | 12 | 11 |
| Idemsa | 200 MHP | PES | 2,0 | 10+ | 67 | 59 | 21 | 16 |
| Superflux | Toray | BK-F 2.1 | PMMA | 2,1 | 20 | 88 | 73 | 0,1 | 0,2 |
| Toray | BG
2.1 | PMMA | 2,1 | 20 | 71 | 41 | 0,1 | 0,1 |
| High cut-off | Gambro | HCO 1100 | PAES | 1,1 | 45 | 96 | 94 | 62,5 | 90 |
| *Porengrößen
erhalten aus den Datenblättern des Herstellers.
+Dies ist eine ungefähre Größe;
Hersteller-Daten sind nicht vorhandenen. PES (Polyethersulfon);
PS (Polysulfon); PEPA (Polyesterpolymerlegierung); PMMA (Polymethylmethacrylat);
PAES (Polyarylethersulfon). |
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In vitro Bewertung von Hämodialyse
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Die
Ergebnisse für die Entfernung von FLCs durch in vitro Hämodialyse
mit dem Toray BK-F 2.1 und dem Gambro HCO 1100 Dialysator sind in
Tabelle 2 gezeigt. Erheblich höhere Konzentrationen von
FLCs im Dialysat und stärkere Verringerungen im Serum wurden
mit dem Gambro HCO Dialysator erzielt. Entfernungsraten von beiden
FLCs waren 60-fach höher mit dem Gambro Dialysator, verglichen
mit dem Toray Dialysator. Tabelle 2. Leistungsfähigkeit
von Dialysatoren zur in vitro Entfernung von FLCs durch vier Stunden
dauernde Hämodialyse.
| Membran | Testproben | vor dem
Zusatz % entfernt | nach dem
Zusatz % entfernt | Mittelwert
% entfernt | Entfernungsraten (ml/min) |
| κ | λ | κ | λ | κ | λ | κ | λ |
| Toray | Serum | 77,9 | 75 | 88,8 | 84,3 | 81,5 | 78 | 0,59 (0,02–1,6) | 0,47 (0,02–1,4) |
| BK-F 2.1 | Dialysat | 0,6
3 | 0,8
7 | 2 | 2,2 | 1,3 | 1,54 |
| Gambro | Serum | 95 | 93 | 96 | 95 | 95,5* | 94* | 35,1* (7,5–50,9) | 32,2* (19,1–45,9) |
| HCO 1100 | Dialysat | 50 | 88 | 75 | 93 | 62,5* | 90* |
| *Gambro
Dialysator signifikant leistungsfähiger(p < 0,02). |
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In vivo Verwendung von Dialysatoren für
die Entfernung von FLCs bei Patienten mit multiplem Myelom
-
Die
klinischen Details der Patienten, an denen die Entfernung von FLCs
untersucht wurde, sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Bei allen lag
dialysepflichtiges Nierenversagen vor. Entfernung von FLCs durch
Hämodialyse wurde bei den ersten drei Patienten für
drei unterschiedliche Dialysatoren evaluiert. Details der Dialysezeiten
und der entfernten Mengen von FLCs sind in Tabelle 4 gezeigt. Zum
Beispiel ergab der Gambro HCO 1100 bei Patient 2 stärkere
Verringerungen der Konzentrationen an FLCs im Serum (58,5%) als
sowohl der B. Braun Hi-PeS 18 (5,6%, p < 0,002) wie der Toray BK-F 2.1 (24,2%,
p < 0,001). Die
durchschnittlichen Konzentrationen von FLCs im Dialysat während
der Dialysesitzungen waren um ein Vielfaches höher mit
dem Gambro HCO 1100, d. h. 266 mg/l, verglichen mit 5 mg/l mit dem
B. Braun Hi-PeS 18 (p < 0,02)
und 2 mg/l mit dem Toray BK-F 2.1 (p < 0,004). Spätere Patienten
(4–13) wurden nur mit dem Gambro HCO 1100 Dialysator behandelt.
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Tabelle 3. Klinische Details von Patienten
mit multiplem Myelom (MM), die mit Hämodialyse behandelt
wurden.
-
- ACS („acute coronary syndrome”, akutes
Koronarsyndrom); ARF („acute renal failure”, akutes
Nierenversagen); ATN („acute tubular necrosis”,
akute Tubulusnekrose); C. diff. (Clostridium difficile); CKD („chronic
kidney disease”, chronische Niereninsuffizienz); CThalDex
(Cyclophosphamid, Thalidomid und Dexamethason); Thal Dex (Thalidomid
und Dexamethason); Cyc (Cyclophosphamid); Dex (Dexamethason); ESRF
(”end stage renal failure”,
terminale Niereninsuffizienz; ein eGFR < 10 ml/min/1,73 m2);
eGFR („estimated glomerular filtration rate” geschätzte
glomeruläre Filtrationsrate nach der Cockfroft-Gault-Gleichung
in ml/min/1,73 m2); GCSF („granulocyte
colony stimulating factor”, Granulozyten-Kolonie stimulierender
Faktor); MGUS („monoclonal gammopathy of undetermined significance”,
monoklonale Gammopathie von ungeklärter Bedeutung, die
sich zu MM entwickelt hat); MRSA (Methycillin-resistenter Staphylokokkus
aureus); NHIG (normale Human-Immunoglobuline); VAD (Vincristin,
Adriamycin (Doxorubicin), Dexamethason).
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Evaluierung der Entfernung von FLCs durch
verlängerte Hämodialyse mit dem Gambro HCO 1100
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Verlängerte
Hämodialyse (> 4
Stunden) mit dem Gambro HCO 1100 wurde bei den Patienten 6–13
für die Entfernung von FLCs evaluiert (Tabelle 4). Das
Verfahren wurde gut und ohne Herz-Kreislauf-Komplikationen vertragen.
Während der Sitzungen trat eine Verringerung des Serumalbumins
von im Mittel 3,9 g/l (p < 0,03)
auf, das routinemäßig mit 20% Albumin-Lösung
ersetzt wurde. Kalzium und Magnesium wurden nach Bedarf ersetzt.
Messungen zeigten, dass keine Leckage von IgG in die Dialysatflüssigkeit
auftrat.
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Bei
allen Patienten korrelierten die Konzentrationen von FLCs im Serum
vor der Dialyse mit den Mengen, die in den Dialysatflüssigkeiten
entfernt wurden (R = 0,74: p < 0,0001). 3 zeigt
Konzentrationen der FLCs in Serum und Dialysat während
einer 6-stündigen Sitzung für Patient 6. Als der
Dialysator ersetzt wurde, trat eine vorübergehende Erhöhung
der Entfernung der FLCs auf. 4, 5 und 6 zeigen
die täglichen Konzentrationen von FLCs im Serum vor und
nach der Dialyse und die Mengen in den Dialysatflüssigkeiten für
Patienten 9, 10 und 11, zusammen mit Details der Chemotherapie.
-
Es
gab für alle Patienten eine signifikante Korrelation zwischen
der prozentualen Verringerung der FLCs im Serum und der Zeit in
der Hämodialyse (R = 0,53: p < 0,001). Die gemittelten Entfernungsraten
der FLCs variierten von Patient zu Patient: κ reichte von
9,2–31,5 ml/min und λ von 13,5–42,9 ml/min.
Bei acht Patienten, für die Daten verfügbar waren,
korrelierten die Entfernungsraten der FLCs aus dem Serum mit den Flussraten
des Dialysats (R = 0,58: p < 0,0001).
Bei Flussraten von 300 ml/min betrug die Clearance 10,8 ml/min (Bereich
5,2–22,6), verglichen mit 19,3 ml/min (Bereich 7,2–39,8)
bei 500 ml/min. Die Dialysatorfläche stand auch in Beziehung
zu den Entfernungsraten von FLCs. Zum Beispiel wurde Patient 10
bei verschiedenen Gelegenheiten mit einem, zwei oder drei Dialysatoren
in Reihe dialysiert, mit progressiven Erhöhungen der Entfernungsraten
der FLCs (Tabelle 4 und 7). Der Albumin-Verlust im Dialysat
erhöhte sich erheblich mit jedem zusätzlichen
Dialysator (einer: 0,16 g/l, zwei: 0,44 g/l, drei: 0,58 g/l). Messung
des Konzentrationen von κ FLC im Dialysat über
einen Zeitraum von sechs Wochen zeigten eine Entfernung von 1,7
kg. Tägliche Messungen der Entfernung durch Hämodialyse
und der Harnausscheidung zuzüglich des geschätzten
internen Metabolismus deuteten auf eine Produktionsrate von 150–200
g/Tag.
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Therapeutische verlängerte tägliche
Hämodialyse mit dem Gambro HCO 1100 für Patienten
mit Myelomniere
-
Während
des Untersuchungszeitraums wurden fünf nicht ausgewählte
Patienten mit neuem multiplem Myelom und Myelomniere vorstellig
(Patienten 9–13). Alle Patienten waren dialysepflichtig
und erhielten eine auf Dexamethason basierende Induktionschemotherapie.
Sie wurden behandelt mit einem intensiven Programm verlängerter
Dialyse von zwischen 13 und 48 Dialysesitzungen, die von 2–12
Stunden dauerten. Zuerst wurden die Patienten für ein oder
zwei Sitzungen mit einem Dialysator dialysiert und dann mit zwei
Dialysatoren in Reihe. In der ersten Woche versuchten wir, die Patienten
täglich zu dialysieren und anschließend an jedem
zweiten Tag. Bei allen Patienten führte die verlängerte
Hämodialyse zu gleichbleibenden signifikanten Verringerungen
der Konzentrationen von FLCs im Serum und große Mengen
waren in den Dialysatflüssigkeiten enthalten (Tabelle 4).
-
Drei
der fünf Patienten, die mit verlängerter täglicher
Hämodialyse behandelt wurden, wurden von der Dialyse unabhängig.
Die Chemotherapie der Patienten 10 und 12 wurde wegen wiederkehrender
Infektionen zurückgehalten. Obgleich die Dialyse bedeutende
Mengen FLC entfernte, hatten sie weiterhin große Wiederanstiege
der Konzentrationen im Serum nach der Dialyse und sie blieben von
der Dialyse abhängig. Im Vergleich dazu reagierten die
drei Patienten, die von der Dialyse unabhängig wurden (9,
11 und 13) schnell auf die Induktionschemotherapie mit verringerter
laufender Produktion von FLCs (z. B. 4 und 6).
-
Simulationsmodell für
die FLC-Entfernung
-
Die
Ergebnisse der Simulationsstudien sind in Tabelle 5 und 8 gezeigt.
Bei kompletter Tumorabtötung an Tag eins (Simulation 1),
waren die FLCs im Serum für zwei Wochen > 500 mg (unter der
Annahme, dass keine therapeutische Entfernung von FLCs erfolgt).
Bei einer chemotherapeutischen Tumorabtötungsrate von 10%
pro Tag und ohne Dialyse blieben die Konzentrationen der FLCs im
Serum an Tag 30 erhöht (Simulation 2). Plasmaaustausch
(Simulation 3) war weniger wirkungsvoll zur Verringerung von FLCs
im Serum als Hämodialyse für 4 Stunden 3 × pro
Woche mit dem Gambro HCO Dialysator 1100 (Simulation 4), und keines der
Verfahren war schnell. Verlängerte tägliche Dialyse
(für 12 Stunden) verringerte die Konzentrationen von FLCs
innerhalb von fünf Tagen auf 5% der Anfangskonzentrationen
(Simulation 6), verglichen mit 29 Tagen bei Plasmaaustausch (Simulation
3). Die Analyse der Belastung der Nieren mit FLCs über
3 Wochen (die Fläche unter den Kurven) zeigte, dass für
Simulation 3 bei Einsatz von Plasmaaustausch 76% verblieben und
11% bei Einsatz von 5 Tagen Hämodialyse (Simulation 6) – eine
6,5-fache Verringerung. Wenn die chemotherapeutischen Abtötungsraten
kleiner als 10% pro Tag waren, wurde Plasma austausch mit festgelegtem
Volumen zunehmend weniger wirkungsvoll als verlängerte
Hämodialyse (Tabelle 5). Verlängerte Dialyse,
aber unwirksame Chemotherapie normalisierte nicht die Konzentrationen
von FLCs im Serum (Simulation 7).
-
Tabelle 5. Modellrechnungen der Wirksamkeit
der therapeutischen Entfernung von freien Leichtketten (FLC).
-
- 100% bis 0% sind die chemotherapeutischen Abtötungsraten
pro Tag. Zahlen geben die durch Eingriffe über die Tumorzellenreduktion
durch Chemotherapie hinaus zusätzlich entfernten % FLC
an. Zahlen in Klammern geben die Zeit in Tagen an, in denen sich
die Konzentrationen von FLCs von 10 g/l auf 0,5 g/l verringerten. *Konzentrationen
von FLCs im Serum an Tag 150 für Simulationen, in denen
keine Verringerung auf 0,5 g/l erreicht wurde. PE: („plasma
exchange”) Plasmaaustausch. HD: Hämodialyse. NA:
(„not applicable”) entfällt. 1–8
In 6 dargestellte Simulationen.
-
| Verfahren
der FLC-Entfernung |
Prozentsatz
der durch den Eingriff entfernten FLCs (und Zeit in Tagen für
die Verringerung von 10 g/l auf 0,5 g/l) mit unterschiedlichen chemotherapeutischen
Tumorabtötungsraten. |
| |
100% |
10% |
5% |
2% |
0% |
| keine |
NA
(14)1 |
NA
(30)2 |
NA
(52) |
NA
(121) |
NA
(*10 g/l)8 |
| PE × 6
an 10 Tagen |
29
(10) |
24
(29)3 |
17
(52) |
9
(121) |
3
(*10 g/l) |
| PE × 10
an 10 Tagen |
40
(8) |
34
(29) |
25
(52) |
13
(121) |
4
(*10 g/l) |
| HD
4 h × 3/Woche |
60
(7) |
54
(19)4 |
53
(31) |
51
(73) |
50
(*3,6 g/l) |
| HD
4 h täglich |
76
(4) |
73
(13)5 |
72
(23) |
71
(55) |
70
(*1,9 g/l) |
| HD
8 h jeden zweiten Tag |
79
(4) |
73
(13) |
72
(19) |
70
(47) |
69
(*1,5 g/l) |
| HD
8 h täglich |
87
(3) |
85
(7) |
84
(14) |
83
(29) |
82
(*1,0 g/l) |
| HD
12 h täglich |
91
(2) |
89
(5)6 |
89
(8) |
88
(16) |
88
(*0,7 g/l) |
| HD
18 h täglich |
93
(2) |
93
(3) |
93
(4) |
92
(8) |
91
(*0,6 g/l) |
-
Ergebnisse
aus den anfänglichen in vitro Ultrafiltrationsexperimenten
legten nahe, dass verschiedene unterschiedliche Dialysatoren nützlich
sein könnten. Für Dialysatoren mit einem cut-off
von bis zu 45 kDa zeigten jedoch die Daten zur Protein-Rückgewinnung,
dass Bindung an die Membran der hauptsächliche Entfernungsmechanismus
war (Tabelle 1). Nachfolgende in vitro und in vivo Hämodialyseergebnisse
zeigten, dass der Gambro HCO 1100 Dialysator, mit einem cut-off
von 45 kDa, sehr viel leistungsfähiger als alle anderen
war. Gewöhnlich wurden Entfernungsraten von FLCs im Serum
von 10–40 ml/min erzielt. Obgleich κ FLC Moleküle kleiner
sind als die Porendurchmesser von zwei anderen Dialysatoren, wurden
sie nicht effektiv entfernt. Es schien, dass Proteinbindung die
Entfernung verringert. Sogar für den Gambro Dialysator
verlangsamte sich die Filtration von sowohl κ (50 kDa)
wie λ (25 kDa) Molekülen mit der Zeit. Wenn die
Dialysatoren ersetzt wurden, erhöhten sich die Entfernungsraten
etwas (3). Folglich ist es nützlich, in der
Lage zu sein, wenn eine Membran blockiert wird, so dass sie ersetzt
werden kann.
-
Die
durch Hämodialyse entfernten Mengen von FLCs im Serum wurden
beeinflusst durch die anfänglichen Konzentrationen der
FLCs im Serum, die Zeitdauer der Dialyse, die Flussraten in der
Dialyse und die Dialysatorfläche. Die größten
Mengen wurden bei Patient Nr. 10 entfernt, der bei der Einlieferung
in die Klinik 42 g/l κ FLCs im Serum aufwies. Über
einen Zeitraum von sechs Wochen, der 18 Sitzungen von jeweils bis
zu 10 Stunden umfasste, wurden mehr als 1,7 kg FLCs entfernt. Für
spätere Dialysesitzungen bei diesem Patienten wurden zwei
Gambro HCO 1100 Dialysatoren in Reihe geschaltet. Durch Erhöhung
der Oberfläche von 1,1 auf 2,2 m2 wurde
die Entfernung von FLCs bei den verwendeten Blutflussraten zwischen
250 und 300 ml/min mehr als verdoppelt. Dies trat nicht nur in der
ersten Stunde auf, während der Vorrat im Blut verringert wurde,
sondern auch über die folgenden Stunden, als das extravaskuläre
Reservoir teilweise geleert wurde. Nach 4–5 Stunden verlangsamte
sich die Verringerung der FLCs im Serum, als die Produktionsrate
des Tumors allmählich erreicht wurde. Als Alternative,
die möglicherweise auch praktischer ist, könnte
ein einziger 2 m2 Dialysator verwendet werden.
Weitere kleine Erhöhungen der Entfernungsraten von FLCs
könnten auch erzielt werden, indem man die Flussraten von
Blut oder Dialyseflüssigkeit justiert. Ein zusätzlicher
Faktor, der Schwankungen in den Entfernungsraten der FLCs erklären
könnte, wäre der Grad der Polymerisation der FLCs,
aber dieser wurde nicht bestimmt. (Solomon, Meth. Enzymol.
(1985), 116, 101–121).
-
Insgesamt
wurde die verlängerte Dialyse gut und ohne nachteilige
Nebenwirkungen toleriert. Vorhergehende Untersuchungen haben gezeigt,
dass der Gambro HCO 1100 Dialysator für die Verwendung
im Umfeld einer Intensivbehandlung sicher ist (Morgeras
et al., Nephrol. Dial. Trans. (2003), 18, 2570–2576 und Naka T.
et al., Crit. Care (2005), 9, 90–95). Wie vorhergesagt
haben wir einen substanziellen Albuminverlust festgestellt, der
regelmäßigen Ersatz erforderte (20–40
g pro 10-stündiger Dialysesitzung und als 20%ige Humanalbumin-Lösung
verabreicht). Solch eine Leckage ist unvermeidbar bei Membranen,
die Poren aufweisen, die beträchtlich großer sind
als die Molekülgröße des Albumins (65
kDa), sie war aber nicht mit hämodynamischen oder sonstigen
Nebenwirkungen verbunden. Prophylaktische Antibiotika wurden vor
invasiven Eingriffen gegeben und normale menschliche Immunoglobuline
wurden verwendet, wenn die IgG-Konzentrationen im Serum kleiner
als 5 g/l waren. Bei Patienten mit multiplem Myelom ist normalerweise
das Immunsystem geschwächt, daher war die Verhinderung
von Infektionen wichtig. Insgesamt zeigten die Befunde, dass der
Gambro HCO 1100 Dialysator wirkungsvoll und sicher war, wenn er
zur Entfernung großer Mengen von monoklonalen FLCs eingesetzt
wurde.
-
Das
zweite Ziel der Untersuchung war es, ein theoretisches Modell der
Entfernung von FLCs zu entwickeln, um verschiedene Behandlungsstrategien
zu verstehen. Unter Verwendung bekannter Variablen für die
Modell- und Patientendaten waren wir in der Lage, auf iterativer
Basis die Entfernung von FLCs in vivo zu modellieren. Diese erlaubte
die Berechnung möglicher Produktionsraten von FLCs, Bewegungsgeschwindigkeiten
zwischen den extra- und intravaskulären Kompartimenten
und den Vergleich der Wirksamkeit von Hämodialyse mit der
von Plasmaaustausch. Das Modell wurde für die unterschiedlichen
Behandlungsstrategien abgefragt. Simulationen zeigten, dass 4 Stunden
Dialyse an jedem zweiten Tag (mit dem Gambro HCO 1100) im Vergleich
mit empfohlenen Plasmaaustausch-Protokollen vorteilhaft abschnitten
(7 und Tabelle 5). Das Modell zeigte, dass 8–12
Stunden tägliche Dialyse FLCs im Serum innerhalb weniger
Tage auf niedrige Konzentrationen verringern würden, vorausgesetzt,
die Chemotherapie war erfolgreich. Mit weniger effektiver Tumorabtötung
machte die fortgesetzte Produktion von FLCs die Hämodialyse
nach und nach wirkungsvoller als Plasmaaustausch (Tabelle 5).
-
Die
Vorhersagen des Modells stimmten gut mit den ermittelten Patientendaten überein.
Zum Beispiel zeigten die Simulationen für Patient 6 ein ähnliches
Muster für die Entfernung von FLCs wie die erzielten klinischen
Ergebnisse (5 und 6). Den
Metabolismus von FLCs in den Nieren zuverlässig zu modellieren wird
immer eine Herausforderung darstellen, insbesondere da er sich während
der Erholung der Nieren verändert. Insgesamt schien es,
dass unterschiedliche Behandlungen angemessen verglichen werden
konnten.
-
Das
dritte Ziel der Untersuchung war, eine klinische Strategie für
die Verringerung der Konzentrationen von FLCs im Serum bei multiplem
Myelom zu identifizieren. Fünf nachfolgende Patienten mit
dialysepflichtigem akutem Nierenversagen und durch Biopsie nachgewiesener
Myelomniere wurden mit verlängerter täglicher
Hämodialyse behandelt, und drei wurden unabhängig
von der Dialyse. Dem stehen veröffentlichte Zahlen von
15–20% gegenüber (14, 29). Bei diesen drei Patienten
war eine Verringerung der Konzentrationen von FLCs im Serum von
90% mit der Erholung der Nierenfunktion verbunden. Jedoch variieren
die Toxizität von individuellen monoklonalen FLCs, das
Ausmaß der zugrundeliegenden Nierenschädigung
und andere klinische Faktoren enorm, daher kann bei anderen Patienten
mehr oder weniger Entfernung von FLCs angebracht sein. Es ist anzumerken,
dass die Plasmaaustauschverfahren, die im Modell bewertet (Tabelle
5) und in der klinischen Praxis verwendet wurden (34), die Konzentrationen
von FLCs im Serum um nicht einmal 30% verringerten.
-
Die
Wirksamkeit der Chemotherapie war bei der Behandlung dieser Patienten
von erheblicher Bedeutung. Zum Beispiel verringerten sich bei Patient
9 (5) die FLCs im Serum innerhalb von 3 Wochen auf
normale Konzentrationen. Die Chemotherapie war wirkungsvoll, große
Mengen von FLCs wurden entfernt und die Nierenfunktion erholte sich.
Während des zweiten Zyklus Dexamethason verringerten sich
die Konzentrationen von FLCs zwischen den Dialyseperioden. Dies
war vermutlich auf ihren Metabolismus und Ausscheidung durch die
Nieren zurückzuführen und weist auf eine Erholung
der Funktion hin. Bei Patient 10 war die Chemotherapie unwirksam
und musste dann wegen Infektionen gestoppt werden. Die Konzentrationen
von FLCs im Serum wurden vorübergehend durch die Dialyse
verringert, stiegen aber innerhalb von 1– 2 Tagen wieder
an und es trat keine Erholung der Nieren ein (4).
Es wird wichtig sein, schnell wirkende und effektive Medikationsprogramme
zu identifizieren, die schnell modifiziert werden können,
wenn die Konzentrationen der FLCs nicht schnell fallen. Kombinationen
von Bortezomib, Doxorubicin und Dexamethason oder Cyclophosphamid,
Thalidomid und Dexamethason sind in hohem Grade erfolgreich und
weisen bessere Ansprechraten auf als Vincristin, Adriamycin und
Dexamethason – VAD (30).
-
Es
ist möglich, dass die Entfernung von FLCs durch Hämodialyse
die Nieren für mehrere Wochen vor andauernder Schädigung
schützen kann. Einzelne Berichte haben die Erholung der
Nierenfunktion bei Myelomniere beschrieben. Beispielsweise wurden
zwei Patienten von der Dialyse unabhängig nach autologer
Knochenmarkstransplantation, die viele Monate nach ihrer ursprünglichen
Vorstellung in der Klinik mit akutem Nierenversagen erfolgte (Tauro
et al., Bone marrow Trans. (2002), 30, 471–473).
Messungen von FLCs im Serum wurden nicht berichtet, aber wir vermuten,
dass die Verwendung hoher Dosen Melphalan die Produktion monoklonaler
FLCs gestoppt hatte. Für die Erholung der Nieren ist jedoch
effektive Tumorbehandlung zur Verringerung der Produktion von FLCs
wesentlich, zusätzlich zu jeglicher Entfernung durch Hämodialyse.
-
Für
alle Patienten war tägliche Überwachung mit Tests
auf FLCs im Serum wichtig. Die Ergebnisse machten es möglich,
die Wirksamkeit der Dialysatoren und der Chemotherapie laufend zu
beurteilen. Solche tägliche Bewertungen unterscheiden sich
ziemlich von dem typischen Behandlungsrhythmus bei Myelom. Behandlungsergebnisse
werden normalerweise über Wochen oder Monate bewertet,
meist anhand der Beobachtungen der langsamen Änderungen,
die in den IgG Konzentrationen im Serum beobachtet werden (Halbwertszeit
von 3 Wochen). FLCs haben Halbwertszeiten im Serum von 2–3
Stunden (2–3 Tage bei Nierenversagen), daher können
klinische Reaktionen sehr viel schneller bemerkt und behandelt werden
(Mead et al., Br. J. Hem., (2004), 126, 348–354 und Pratt
et al., Leukaemia and Lymphoma (2006), 47, 21–28).
-
Die
Ergebnisse erlauben eine gewisse Interpretation der Plasmaaustausch-Studie
von Clark et al., 2005, Ann. Intern. Med. (2005), 143, 777–784.
Obgleich es keine veröffentlichten Ergebnisse der Konzentrationen
von FLCs im Serum in Verbindung mit Plasmaaustausch gibt, bestätigt
ein im Druck befindlicher Bericht (von Cserti C., et al.,
Transfusion) Modellsimulationen, dass während
einer Behandlungsperiode gewöhnlich nur 25–30%
der Gesamtmenge entfernt werden (7 und Tabelle
5). Folglich kann der hauptsächlich bestimmende Faktor
für die Erholung der Nieren gewesen sein, dass die Chemotherapie
die Produktion von FLCs abgeschaltet hat. Weniger als 40% der Patienten
würden eine sehr gute Reaktion auf VAD während
der ersten Wochen der Behandlung gezeigt haben (30). Ihre beobachteten
Erholungsraten der Nieren von ~40% (sowohl in der behandelten wie
der Kontrollgruppe) könnten nur solche Reaktionen auf die
Chemotherapie wiedergeben. Aber wir glauben, dass sie wahrscheinlich
auch auf die Entfernung von FLCs zurückzuführen
sind. Andere Ursachen von Nierenversagen wie akute Tubulusnekrose
(wie bei einem unserer Patienten beobachtet) können auch
vorgelegen haben. Ohne histologische Klärung und häufige
Messungen der FLCs im Serum wird die Interpretation von Versuchsreihen
zur Bewertung der Erholung der Nierenfunktion bei Patienten mit
Myelomniere sich als schwierig erweisen (Ritz E., J. Am.
Soc. Nephrol. (2006), 17, 911–913).
-
Zusammenfassend
haben die Untersuchungen gezeigt, dass tägliche verlängerte
Hämodialyse, z. B. mit dem Gambro HCO 1100 Dialysator,
kontinuierlich große Mengen von FLCs aus dem Serum entfernen konnte.
Modellrechnungen und klinische Daten legten nahe, dass dies wirkungsvoller
war als Plasmaaustauschverfahren. Dies wird unterstützt
durch erste Hinweise auf klinische Wirksamkeit, beurteilt auf Grund
zufriedenstellender Erholung der Nieren bei drei von fünf
Patienten mit Myelomniere.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - GB 2006/000267 [0008]
- - WO 2006/079816 [0008]
- - WO 97/17372 [0008]
- - WO 2004/056460 [0033, 0047, 0060, 0075]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Buch ”Serum-free
Light Chain Analysis” (Serumfreie Leichtketten-Analyse)
von A. R. Bradwell, erhältlich von The Binding Site Limited,
Birmingham, Vereinigtes Königreich (ISBN: 07044 24894),
Dritte Ausgabe 2005 und der Zweiten Ausgabe des Buches (2004, ISBN
07044 24541) [0004]
- - Buch von A. R. Bradwell [0008]
- - Bradwell A. R., et al. (Clin. &. Applied Immunol. Reviews 3 (2002),
17–33) [0009]
- - Russo et al. (2002) Am. J. Kidney Dis. 39, 899–919 [0011]
- - Winearls (2003) „Myeloma Kidney” (Myelomniere) – Kap.
17, in: „Comprehensive Clinical Nephrology” (Komplette
klinische Nierenkunde), 2. Ausgabe, Hrsg.: Johnson & Feehally [0013]
- - Ying & Sanders
(2001) Am. J. Path. 158, 1859–1866 [0014]
- - Winearls (1995) Kidney Int. 48, 1347–1361 [0014]
- - Sanders & Brooker
(1992) J. Clin. Invest. 89, 630–639 [0015]
- - Winearls (1995) Kidney Int. 48, 1347–1361 [0015]
- - Clin. Cancer Res. (2005) 11, 8706–8714 [0017]
- - Bladé (2003) „Management of Renal, Hematologic
and Infectious Complications” (Behandlung von renalen,
hämatologischen und infektiösen Komplikationen)
in: Myeloma: Biology and Management (Myelom: Biologie und Behandlung),
3. Auflage; Hrsg.: Malpcs et al.; Verlag: Saunders [0018]
- - Zuchelli et al. (Kidney Int. (1988) 33, 1175–1180) [0019]
- - Johnson et al. (Arch Intern. Med. (1990) 150, 863–869) [0020]
- - Clarke et al. (Haematologica (2005) 90 (sl), 117–125;
Kidney Int., März 2006) [0020]
- - Ritz E., J. Am. Soc. Nephrol (2006), 17, 911–913,
Leitartikel [0021]
- - Bradwell et al. (2005) in: „Blond” (47th
Annual Meeting of American Society of Hematology, 10–13
December 2005) 106, Abstract 3482 [0022]
- - Ward (2005) J. Am. Soc. Nephrol. 16, 2421–2430 [0023]
- - Morgera et al. [0025]
- - Morgera et al. Intensive Care Med. (2003), 29, 1989–1995 [0025]
- - Morgera S., et al., Nephrol. Dial. Transplant (2003), 18,
2570–2576 [0025]
- - Morgera S., et al. Am. J. Kidney Dis. (2004), 43, 444–453 [0025]
- - Ward, J. Am. Soc. Nephrol. 2005, 16 (8), 2421–30 [0030]
- - Standard EN 1283, 1996 [0039]
- - Artikel von Bradwell et al. (2002) und dem Buch desselben
Autors (supra) [0055]
- - Depner: „Prescribing dialysis: Guide to urea modelling” [„Dialyse
verschreiben: Führer zu Modellrechnungen für Harnstoff”],
Klower Academic Publishers (1990) [0083]
- - Ward et al., Kid. Int. (2006), 1431–1437 [0083]
- - Curtis: Harwell Laboratory Report AERE 12805 (1987) [0084]
- - Solomon, Meth. Enzymol. (1985), 116, 101–121 [0097]
- - Morgeras et al., Nephrol. Dial. Trans. (2003), 18, 2570–2576 [0098]
- - Naka T. et al., Crit. Care (2005), 9, 90–95 [0098]
- - Tauro et al., Bone marrow Trans. (2002), 30, 471–473 [0103]
- - Mead et al., Br. J. Hem., (2004), 126, 348–354 [0104]
- - Pratt et al., Leukaemia and Lymphoma (2006), 47, 21–28 [0104]
- - Interpretation der Plasmaaustausch-Studie von Clark et al.,
2005, Ann. Intern. Med. (2005), 143, 777–784 [0105]
- - Cserti C., et al., Transfusion [0105]
- - Ritz E., J. Am. Soc. Nephrol. (2006), 17, 911–913 [0105]
