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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Blutgerinnsel
sind der Endpunkt einer komplexen Kettenreaktion, wobei Proteine
eine Enzymkaskade bilden, die als ein biologisches Verstärkersystem
agiert. Dieses System versetzt relativ wenige Moleküle aus Initiatorprodukten
in die Lage, eine sequentielle Aktivierung einer Reihe inaktiver
Proteine zu induzieren, bekannt als Faktoren, die in der Herstellung
des Fibringerinnsels gipfelt. Mathematische Modelle der Kinetik
des Weges der Kaskade wurden schon vorher vorgeschlagen.
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Thrombose-
und Hämostasetests
sind der in vitro Test der Fähigkeit
von Blut, in vivo Gerinnsel zu bilden und Gerinnsel aufzulösen. Gerinnungs-
(Hämostase-)
Untersuchungen begannen als manuelles Verfahren, wobei die Gerinnselbildung
in einer Teströhre
bzw. einem Reagenzglas entweder durch Schütteln der Röhre oder Entfernen von Fibrinfasern
durch eine Drahtschlinge beobachtet wurde. Das Ziel war es zu bestimmen, ob
die Blutprobe eines Patienten nach Zugabe bestimmter Materialien
gerinnt. Es wurde später
festgestellt, daß der
Zeitraum von der Initialisierung der Reaktion bis zum Punkt der
Gerinnselbildung in vitro im Verhältnis zu angeborenen Funktionsstörungen,
erworbenen Funktionsstörungen
und therapeutischer Überwachung steht.
Um die inhärente
Schwankung, die mit den subjektiven Endpunktbestimmungen der manuellen
Verfahren verbunden ist, zu beheben, wurden Instrumente entwickelt,
um die Gerinnungszeit zu messen, basierend auf (1) elektromechanischen
Eigenschaften, (2) Gerinnselelastizität, (3) Lichtstreuung, (4) Fibrinadhäsion und (5)
Impedanz. Bei dem Lichtstreuungsverfahren werden Daten gesammelt,
die die Transmission von Licht durch die Probe als Funktion der
Zeit darstellen (ein optisches zeitabhängiges Meßprofil).
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Zwei
Bestimmungen, die PT und die aPTT, werden weit verbreitet verwendet,
um nach Abweichungen im Gerinnungssystem zu suchen, obwohl mehrere
andere Screeninguntersuchungen verwendet werden können, z.
B. Protein C, Fibrinogen, Protein S und/oder Thrombinzeit. Wenn
die Screeninguntersuchungen ein unnormales Ergebnis zeigen, werden
ein oder mehrere zusätzliche
Tests benötigt,
um die genaue Quelle der Abweichung zu bestimmen. Die PT- und aPTT-Bestimmungen
beruhten in erster Linie auf der Messung der Zeit, die für die Gerinnungszeit
benötigt
wird, obwohl einige Variationen des PT auch die Amplitude der Änderung des
optischen Signals zur Abschätzung
der Fibrinogenkunzentration verwenden.
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Die
Blutgerinnung wird durch die Verabreichung von Arzneistoffen beeinflußt, zusätzlich zu
der riesigen Anzahl innerer Faktoren und Proteine, die normalerweise
die Blutgerinnung beeinflussen. Z. B. ist Heparin ein weitverbreiteter
therapeutischer Arzneistnff, der verwendet wird, um Thrombosen in
Folge von Operationen oder unter anderen Bedingungen zu verhindern,
oder es wird verwendet, um bestehende Thrombosen zu behandeln. Die
Verabreichung von Heparin wird üblicherweise
mit der aPTT-Bestimmung überwacht,
die eine verlängerte
Gerinnungszeit in Gegenwart von Heparin angibt. Gerinnungszeiten
bei PT-Bestimmungen werden zu einem viel geringeren Grad beeinflußt. Da eine
Reihe anderer Plasmaabnormalitäten
auch verlängerte aPTT-Ergebnisse
hervorrufen können,
kann die Möglichkeit,
zwischen diesen Effektoren aus den Screeninguntersuchungsergebnissen
zu unterscheiden, klinisch signifikant sein.
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Die
vorliegende Erfindung wurde konzipiert und entwickelt für die Vorhersage
hämostatischer
Dysfunktion in einer Probe basierend auf einem oder mehreren zeitabhängigen Meßprofilen,
wie z. B. optische, zeitabhängige
Meßprofile.
Zusätzlich
ist die vorliegende Erfindung dahin gerichtet, die Gegenwart von
disseminierter intravasaler Gerinnung in einem Patienten basierend
auf einem zeitabhängigen
Profil, wie z. B. einem optischen Transmissionsprofil, aus einer
Bestimmung einer Blut- oder Plasmaprobe eines Patienten vorherzusagen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines
Niederschlags in einer Testprobe in Abwesenheit von Gerinnungsbildung.
Das Verfahren schließt
das Bereitstellen einer Testprobe und Zugabe eines Reagenzes dazu
ein, wobei das Reagenz alleine oder in Kombination mit zusätzlichen
Reagenzien die Bildung eines Niederschlags hervorruft. Das Reagenz
umfaßt
bevorzugt ein zweiwertiges Metallkation und schließt wahlweise
eine gerinnungshemmende Substanz ein. Die Ermittlung des Niederschlags
kann qualitativ oder quantitativ sein, und der Niederschlag kann
z. B. durch eine Blutgerinnungsuntersuchung, eine Latexagglutination-
oder Gold-Sol-Untersuchung, ein Immunoassay wie z. B. eine ELISA
oder andere geeignete Verfahren ermittelt werden, die die Erkennung
und/oder Quantifizierung des Niederschlages erlauben. Die Bildung des
Niederschlages kann als Endpunktwert oder kinetisch bestimmt werden.
Diese Niederschlagsbestimmung erlaubt die Vorhersage hämostatischer
Fehlfunktion in Patienten. Die vorliegende Erfindung ist zur Vorhersage einer
hämostatischer
Fehlfunktion nützlich,
die zu Blutungen oder Thrombose oder besonders zu disseminierter
intravasaler Gerinnung (DIC) führen
kann.
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Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, das folgendes
umfasst: Zugabe eines Reagenzes zu einer Testprobe mit mindestens
einem Bestandteil einer Blutprobe aus einem Patienten, Messung der
Bildung eines Niederschlags aufgrund der Reaktion der Testprobe
und des Reagenzes im Verlauf der Zeit, um so ein zeitabhängiges Meßprofil
abzuleiten, wobei das Reagenz in der Lage ist, einen Niederschlag in
der Testprobe zu bilden ohne wesentliche Fibrinpolymerisation hervorzurufen.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bestimmung, ob ein Patient
hämostatische
Fehlfunktion besitzt oder nicht, mit den Schritten: Nehmen einer
Blutprobe eines Patienten, Beschaffen von Plasma aus der Blutprobe,
Zugeben eines Reagenzes, das in der Lage ist, die Bildung eines
Niederschlags bei Patienten mit hämostatischer Fehlfunktion hervorzurufen,
ohne irgendwelche wesentliche Fibrinpolymerisation hervorzurufen,
Aufnehmen einer oder mehrerer Messungen eines Parameters der Probe,
wobei Änderungen
in dem Probenparameter zu einer Korrelation zur Niederschlagsbildung,
wenn sie vorliegt, in der Lage sind, und Bestimmen, daß ein Patient
eine hämostatische
Fehlfunktion besitzt, wenn Niederschlagsbildung ermittelt wurde.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bestimmung
des Vorliegens eines Komplexes aus Proteinen in einer Patientenprobe,
die mindestens eines von einem 300 kDa Protein, Serumamyloid A und C-reaktivem
Protein umfassen, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Nehmen
einer Testprobe von einem Patienten, Zugeben eines Alkohols, eines
Gerinnungshemmers und eines Metallkations, wobei ein Niederschlag
gebildet wird, der einen Komplex aus Proteinen einschließlich mindestens
eines von einem 300 kDa Protein, Serumamyloid A und C-reaktiven
Protein umfaßt.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren mit den Schritten: Zugabe
eines Gerinnungsreagenz zu einem Aliquot einer Testprobe eines Patienten, Überwachung
der Bildung von Fibrin im Verlauf der Zeit in der Testprobe durch
Messen eines Parameters der Testprobe, der sich im Verlauf der Zeit
aufgrund der Zugabe des Gerinnungsreagenz ändert, Bestimmung der Änderungsrate,
wenn es eine gibt, des Parameters in einem Zeitraum vor der Bildung
von Fibrinpolymerisation in der Testprobe. wenn die bestimmte Änderungsrate
jenseits eines vorherbestimmten Schwellwertes ist, dann mit einem
zweiten Aliquot der Testprobe des Patienten, Zugabe eines Reagenzes,
das die Bildung eines Niederschlags in Abwesenheit von Fibrinpolymerisation
hervorruft, dazu, Messung der Bildung des Niederschlags im Verlauf
der Zeit, und Bestimmung der Möglichkeit oder
Wahrscheinlichkeit hämostatischer
Fehlfunktion basierend auf der Messung des Niederschlags.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Überwachung einer Entzündung bei
einem Patienten, mit den Schritten: Zugabe eines Reagenzes zu einer
Testprobe eines Patienten, wobei das Reagenz in der Lage ist, Niederschlagsbildung
in einigen Testproben von Patienten hervorzurufen, ohne Fibrinpolymerisation
hervorzurufen, Messung eines Parameters der Testprobe im Verlauf
der Zeit, der für
die Niederschlagsbildung indikativ ist, Bestimmung der Steigung
des sich ändernden
Parameters, Wiederholen der obigen Schritte zu einem späteren Zeitpunkt,
wobei ein Anstieg oder Abfall der Steigung zu einem späteren Zeitpunkt
für das
Fortschreiten bzw. den Rückgang
der Entzündung
indikativ ist.
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Die
Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Diagnostizieren
und Behandeln von Patienten mit hämostatischer Fehlfunktion,
das folgendes umfasst: Zugeben eines Reagenzes zu einer Testprobe,
das Niederschlagsbildung ohne Fibrinpolymerisation hervorruft, Aufnehmen
von Messungen eines Parameters der Testprobe im Verlauf der Zeit,
der sich aufgrund der Bildung des Niederschlags ändert, Bestimmung der Änderungsrate
des Parameters, Erkennen, daß ein
Patient eine hämostatische
Fehlfunktion besitzt, wenn die Änderungsrate
außerhalb
einer vorherbestimmten Grenze ist; Eingreifen mit Behandlung gegen
die hämostatische
Fehlfunktion, wenn die Änderungsrate
außerhalb
der vorherbestimmten Grenzen liegt.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren mit den Schritten: Zugabe
eines Reagenzes zu einer Probe eines Patienten, das in der Lage
ist, eine Niederschlagsbildung in der Probe hervorzurufen, Überwachung
eines sich ändernden
Parameters der Probe im Verlauf der Zeit, wobei der Parameter indikativ
für die
Niederschlagsbildung ist, Bestimmung der Änderungsrate des Parameters
oder ob der Parameter eine vorherbestimmte Grenze zu einer vorherbestimmten
Zeit überschreitet,
Wiederholen der obigen Schritte mindestens einmal, jedesmal mit
einem unterschiedlichen Plasma/Reagenzverhältnis, Bestimmung des Maximums, Durchschnitts
und/oder der Standartabweichung für die Messungen; und Bestimmung
hämostatischer
Fehlfunktion basierend auf der Maximums-, dem Durchschnitts- und/oder
den Standartabweichungsbestimmungen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft des weiteren ein Immunoassay mit
den Schritten: Bereitstellen eines Liganden, der in der Lage ist,
an C-reaktives Protein oder das 300 kDa Protein in Bahn 5 aus 21 zu
binden, Zugeben des Liganden zu einer Testprobe eines Patienten
und Erlauben des Bindens des Liganden an das C-reaktive Protein
oder das 300 kDa Protein in der Testprobe, Bestimmen des Vorliegens
und/oder der Menge des C-reaktiven Proteins oder des 300 kDa Proteins
in der Probe, und Diagnostizieren einer hämostatischer Fehlfunktion in
dem Patienten aufgrund der Erkennung und/oder Menge des C-reaktiven
Proteins oder des 300 kDa Proteins, das erkannt wurde.
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Die
Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Testen der Wirksamkeit
eines neuen Arzneistoffs an einem menschlichen oder tierischen Versuchsobjekt
mit einer Entzündung
und/oder hämostatischen
Fehlfunktion, das folgendes umfasst: Zugabe eines Reagenzes zu einer
Testprobe eines Patienten, wobei das Reagenz in der Lage ist, Niederschlagsbildung
in einigen Testproben des Versuchsobjekts hervorzurufen, ohne Fibrinpolymerisation
hervorzurufen, Messung eines Parameters der Testprobe im Verlauf
der Zeit, der für
die Niederschlagsbildung indikativ ist, Bestimmung der Steigung
der Änderung
des Parameters und/oder des Wertes des Parameters zu einer vorherbestimmten
Zeit, Verabreichung eines Arzneistoffs an das tierische oder menschliche
Versuchsobjekt, Wiederholung der obigen Schritte zu einem späteren Zeitpunkt,
wobei eine Zunahme oder eine Abnahme in der Steigung oder dem Wert
zu einem späteren
Zeitpunkt indikativ für
die Wirksamkeit des Arzneistoffs ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die 1A und 1B stellen Transmissionswellenformen bei
der aPTT-Bestimmung dar, wobei (A) ein normales Erscheinungsbild
und (B) ein biphasisches Erscheinungsbild zeigt. Die Gerinnungszeit
ist durch einen Pfeil angezeigt.
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2 stellt
die Transmissionsniveaus nach 25 Sekunden im Verhältnis zur
Diagnose bei 54 Patienten mit biphasischen Wellenformabnormalitäten dar.
Die horizontale gepunktete Linie gibt das normale Transmissionsniveau
an.
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3 stellt
serielle Transmissionsniveaus (A) und Wellenformen am Tag 1 (B),
Tag 4 (C), und Tag 6 (D) eines Patienten dar, der DIC infolge von
Sepsis entwickelte und sich erholte.
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4 stellt
serielle Transmissionsniveaus (A) und Wellenformen am Tag 2 (B),
Tag 5 (C) und Tag 10 (D) eines Patienten dar, der DIC infolge eines
Traumas entwickelte und starb.
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5 stellt
ROC-Graphiken für
die Vorhersage von DIC-Transmission nach 25 Sekunden (TR25), die aPTT-Gerinnungszeit
und die Steigung_1 (die Steigung bis zum Einsetzen der Gerinnungsbildung)
dar.
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6 zeigt
ein Histogramm für
DIC-, normale und abnormale/nicht-DIC-Populationen für TR25.
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7 zeigt
ein Histogramm für
DIC-, normale und abnormale/nicht-DIC-Populationen für Steigung_1.
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8 zeigt
Gruppenverteilungen für
Steigung_11.
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9 zeigt
partielle Unterpopulationen der Daten, die in 8 gezeigt
sind.
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10 zeigt
Gruppenverteilungen für
TR25.
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11 zeigt
partielle Unterpopulationen der Daten, die in 10 gezeigt
sind.
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12 ist
ein optisches Transmissionsprofil für eine aPT7-Bestimmung unter
Verwendung von PlatelinTM.
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13 ist
ein optisches Transmissionsprofil für die PT-Bestimmung unter Verwendung
von RecombiplastTM.
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14 ist
ein optisches Transmissionsprofil für die PT-Bestimmung unter Verwendung
von Thromborel STM.
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15 ist
eine Standardkurve für
ELISA von CRP.
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16 ist
ein Graph, der den Zeitverlauf der Trübheit in einer Probe nach Zugabe
von Ca2+ und PPACK zeigt, verglichen mit
Proben von normalen und Patientenplasmen, die in den unterschiedlichen
Verhältnissen,
die auf der rechten Seite gezeigt sind, gemischt wurden. HBS/1 mM
Citrat war das Verdünnungsmittel.
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17 ist
ein Graph, der die Beziehung zwischen der maximalen Trübungsänderung
und der Menge an Patientenplasma in der Probe zeigt.
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18 zeigt
die Ergebnisse der Anionentauscherchromatographie von Material,
das nach der Fraktionierung von Patientenplasma gewonnen wurde.
Interessante Peaks sind angezeigt.
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19 zeigt
nicht-reduziertes (A) und reduziertes (B) SDS-PAGE unterschiedlicher
Fraktionen von Patientenplasma.
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20 zeigt
Immunoblots des CRP in normalem (A und B) und DIC-Plasma (C). Bei
(A) und (B) sind die Bahnen mit der Patientennummer beschriftet;
(C) ist mit der ng-Menge des beladenen CRPs beschriftet.
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21 zeigt
die Trübungsänderung
nach Zugabe von zweiwertigem Calcium zu Materialien, die durch Q-Sepharose-Chromatographie
in Abwesenheit von Plasma (mit Ausnahme der oberen Kurve) gewonnen wurden.
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22 zeigt
die Reaktion auf ansteigende Calciumkonzentrationen in optischen
Transmissionsprofilen. Die Profile sind für zwei normale Patienten (A,
B) und zwei Patienten mit DIC (C, D) dargestellt.
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23 zeigt
optische Transmissionsprofile für
Calciumchlorid allein (B) oder in Verbindung mit aPTT-Reagenz (A).
Die Nummern geben Patientenidentifikationsnummern an.
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24 ist
eine Kalibrierungskurve mit Heparin;
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25 zeigt
CRP-Niveaus in 56 ITU-Patienten aufgetragen gegen die Transmission
nach 18 Sekunden.
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26 zeigt
weitere Proben mit CRP und die Abnahme der Transmission nach 18
Sekunden (10000-TR 18).
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27 stellt
ein Rekonstitutionsexperiment dar, das die Wirkung auf die Trübung der
Kombination VLDL und CRP (Peak 3) im Vergleich zu VLDL allein zeigt.
Die Anfangskonzentration von VLDL bei diesem Experiment betrug 0,326
mg/ml.
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28 stellt
ein Rekonstitutionsexperiment dar, das die Wirkung auf die Trübung einer
Kombination von IDL und CRP (Peak 3) im Vergleich zu ILD allein
zeigt. Die Anfangskonzentration von IDL bei diesem Experiment betrug
0,06797 mg/ml.
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29 stellt
ein Rekonstitutionsexperiment dar, das die Wirkung auf die Trübung einer
Kombination von LDL und CRP im Vergleich zu LDL allein und CRP allein
(Peak 3) zeigt. Die Anfangskonzentration von LDL bei diesem Experiment
betrug 0,354 mg/ml.
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30 stellt
ein Rekonstitutionsexperiment dar, das die Wirkung auf die Trübung einer
Kombination von HDL und CRP (Peak 3) im Vergleich zu HDL allein
zeigt. Die Anfangskonzentration von HDL bei diesem Experiment betrug
1,564 mg/ml.
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31 ist
eine ROC-Graphik der Sensitivität
gegenüber
der Spezifität.
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32 ist
ein Immunoblot für
apo(B)-100. Bahn 1 ist aus normalem menschlichem Plasma isoliertes Protein,
die Bahnen 2 bis 5 sind Proteinproben, die aus DIC-Patientenplasma
isoliert wurden und Bahnen 6–9 sind
Calciumniederschläge
aus Proteinproben derselben DIC-Patienten aus Bahnen 2–5. Der
monoklonale apo(B)-100 Antikörper
wurde mit einer 1/5000 Verdünnung
verwendet. Die Proteine wurden mit ECL-Reagenzien sichtbar gemacht.
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33 ist
ein SDS-PAGE-Gel von Calciuimniederschlägen aus 4 DIC-Patienten, das
unter reduzierenden (Bahnen 1–4)
oder nicht-reduzierenden (Bahnen 5–8) Bedingungen elektrophoretisiert
wurden. Ungefähr
5 μg Protein
wurden von Patient Nr. 1 (Bahnen 1 und 5), Patient Nr. 2 (Bahnen
2 und 6), Patient Nr. 3 (Bahnen 3 und 7) und Patient Nr. 4 (Bahnen
4 und 8) geladen. Nach der Elektrophorese wurde das Gel mit Coomassie-Blau
eingefärbt,
abgefärbt
und getrocknet.
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34 ist
eine Darstellung der Peaks 1 und 3, die aus einer Q-Sepharose-Säule aus
gewaschenem Calciumniederschlag gewonnen wurde.
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35 ist
eine Graphik, die die Trübungsänderungen,
die mit der Zugabe eines Überschusses
CRP und Ca++ zu isolierten Lipoproteinen
aus normalem Plasma einhergeht, darstellt.
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36 ist
eine Graphik, die die Quantifizierung der Wechselwirkung zwischen
CRP und VLDL darstellt. Rekombinantes CRP und normales VLDL wurden
mit unterschiedlichen Konzentrationen im Puffer gemischt und dann
wurden maximale Trübungsänderungen
nach Zugabe von Ca2+ aufgenommen. Die VLDL Konzentrationen
(gemessen als Cholesterin) betrugen: 0,030 mM (Quadrate), 0,065
mM (Dreiecke), 0,10 mM (Rauten) und 0,15 mM (Kreise). Die Linien
sind Regressionskurven.
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37 ist
eine Graphik, die die Quantifizierung der Wechselwirkung zwischen
CRP und VLDL darstellt. Rekombinantes CRP und normales VLDL wurden
mit unterschiedlichen Konzentrationen in Lipoprotein-defizientem
Plasma vermischt und dann wurden die maximalen Trübungsänderungen
nach Zugabe von Ca2+ aufgenommen. Die VLDL
Konzentration (gemessen als Cholesterin) betrugen: 0,030 mM (Quadrate), 0,065
mM (Dreiecke), 0,10 mM (Rauten) und 0,15 mM (Kreise). Die Linien
sind Regressionskurven.
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38 ist
eine Graphik, die die Calciumkonzentrationsabhängigkeit der Bildung des VLDL/CRP-Komplexes
darstellt. Die Komplexbildung ist bei 5,0 mM Calcium zur Hälfte maximal.
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39 ist
eine Graphik, die die Trübungsänderungen,
die mit veränderten
Konzentrationen von VLDL in Gegenwart eines Überschusses CRP im Puffer und
im Lipoprotein-defizienten Plasma einhergeht, darstellt.
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40 ist
eine Graphik, die die Hemmung der Bildung des VLDL/CRP-Komplexes
durch EACA darstellt. Der IC50-Wert für die Hemmung
durch EACA beträgt
2,1 mM.
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41 ist
eine Graphik, die die Trübungsänderung
gegenüber
unterschiedlichen CRP-Konzentration darstellt.
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42 ist
eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen dem Niveau von CRP im
Komplex mit VLDL und die Trübungsänderung
nach Recalcifizierung der Plasmaproben des Patienten darstellt.
Die Gesamtkonzentration an CRP und VLDL (Cholesterin) wurde in 15
Patientenplasmen gemessen. Das Niveau an komplexiertem CRP wurde
berechnet unter Verwendung der Parameter für die im normalen Lipoprotein-defizienten
Plasma gemessene Komplexbildung, ergänzt durch normales VLDL und
rekombinantes CRP. Die Änderung
des Absorptionsvermögens
bei 405 nm (Trübung)
wurde 20 Minuten nach der Zugabe von CaCl2 und des
Thrombininhibitors PPACK zu den Proben gemessen.
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43 ist
eine Graphik, die den Zusammenhang zwischen den VLDL-Niveaus und
den Trübungsänderungen
nach Recalcifizierung des Patientenplasmas gegenüber veränderten VLDL Konzentrationen
darstellt.
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44 ist
eine Graphik, die MDA-Wellenformen für normale, biphasische und
biphasische/Thrombininhibitorproben darstellt.
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45 ist
ein nicht-reduzierendes SDS-PAGE-Gel von isoliertem Niederschlag
vor und nach Aniontauscherchromatographie. Die Bahnen 1–3 wurden
mit dem Ausgangsmaterial, Peak 1 bzw. Peak 3 beladen.
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46 sind
nicht-reduzierende SDS-PAGE-Gele, die dem Immunoblotting unterworfen
und mit entweder anti-APO(B)- (A), anti-CRP- (B) oder anti-SAA-
(C) Antikörper
untersucht wurden. Die Blots zeigen die Analyse von isoliertem Niederschlag
vor und nach Anionentauscherchromatographie. Die Bahnen 1–3 wurden mit
Ausgangsmaterial, Peak 1 bzw. Peak 3 beladen.
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47 ist
eine Graphik, die die Trübungsänderungen
darstellt, die mit einer Mischung für Peaks 1 und 3, isoliert aus
Anionentauscherchromatographie, einhergehen.
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48 ist
eine Graphik, die den Zeitverlauf der Trübungsänderungen nach der Zugabe von
Ca++ zu Mischungen aus normalem Plasma und
dem Plasma eines Patienten mit biphasischer Wellenform zeigt. Die Werte
rechts sind Volumina von Patientenplasma in einer Gesamtmenge von
50 μl.
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49 ist
eine Graphik, die eine Standardkurvenuntersuchung der Änderung
der Trübung
darstellt, die mit unterschiedlichen Mengen von zugegebenem Patientenplasma
einhergeht. 1 ml Patientenplasma entspricht 1 Einheit an Aktivität.
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50 ist
eine Graphik, die die Wirkung von EACA auf Ca++-abhängige Trübungsänderungen
darstellt, die mit VLDL und CRP einhergehen.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit
der vorliegenden Erfindung kann nicht nur eine besondere Abnormalität (hämostatische
Fehlfunktion) festgestellt werden, sondern zusätzlich das Fortschreiten der
Krankheit bei einem einzelnen Patienten überwacht werden. Insbesondere
kann eine Systemstörung
und/oder Sterblichkeit vorhergesagt werden. Hämostatische Fehlfunktion, wie
sie hierin verwendet wird, ist ein Zustand, der durch die Bildung
eines Niederschlags (vor oder in Abwesenheit von Gerinnungsbildung,
in Abhängig
des verwendeten Reagenzes) nachgewiesen wird.
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Die
Prognose der disseminierten intravasalen Gerinnung (DIC – eine Art
der hämostatischen
Fehlfunktion) wurde durch das Fehlen eines frühen, nützlichen und schnell verfügbaren diagnostischen
Markers behindert. Es wurde festgestellt, daß die Erfindung nicht nur als
früher
diagnostischer und einzelner Überwachungsmarker
von DIC nützlich
ist, sondern zusätzlich
die quantifizierbaren und standardisierbaren Änderungen eine prognostische
Anwendung im Klinikmanagement erlauben.
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Disseminierte
intravasale Gerinnung (DIC) ist eine zweite Reaktion auf eine vorher
bestehende Symptomatik, wobei die hämostatische Reaktion im Gegensatz
zu den konzentrierten Vorkommnissen normaler Blutgerinnung gestört und verbreitet
wird. Trotz Verbesserungen sowohl in der Intensivpflegeführung von
Patienten als auch in unserem grundlegenden Wissen des hämostatischen
Mechanismus von DIC, ist das Überleben
dieser Patientengruppe immer noch sehr entmutigend. Grundlegend
für die
Handhabung dieser Komplikation ist die Anwendung einer aggressiven
Therapie, die darauf gerichtet ist, die primäre Symptomatik als die Quelle
des auslösenden
Stimulus zu verhindern oder gänzlich
auszurotten. Praktisch gesprochen bleibt jedoch das Problem einer
frühen
Erkennung von DIC, um schnelles und angemessenes Eingreifen zu ermöglichen. Obwohl
das technologische Arsenal, das dem klinischen Forscher zur Verfügung steht,
sich sehr stark ausgeweitet hat, schließt die Geschwindigkeit von
akuter DIC die meisten der spezifischeren Untersuchungen aus und
das Vertrauen wird immer noch in herkömmliche Screeninguntersuchungen
wie z. B. die Prothrombinzeit (PT), die aktivierte partielle Thromboplastinzeit
(aPTT) und die Blutplättchenzahl
gelegt. Diesen Untersuchungen fehlt die Spezifität als eine einzelne Grundlage
und sie sind bei DIC nur nützlich,
wenn sie zu weiteren Bestimmungen des Fibrinogen und der Fibrinspaltprodukte/D-Dimere
führen. Änderungen
bei diesen Parametern treten oft nicht alle zur selben Zeit auf
und daher sind oft fortlaufende Untersuchungen nötig, die unweigerlich zu einer
Verzögerung
der Diagnose und klinisch nützlichem
Eingreifen führen.
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Die
normale, sigmoidale Erscheinungsform einer aPTT-Transmissionswellenform
(TW) ändert
sich zu einer „zweiphasigen" (biphasischen) Erscheinungsform
bei DIC-Patienten. Dies stellt einen Verlust des Plateaus einer
normalen aPTT-TW dar, mit Ausbildung einer Steigung mit anfänglich geringem
Gradienten, gefolgt von einer viel steileren Steigung (1a und
b). Zusätzlich
kann dieses zweiphasige Muster sogar dann beobachtet werden, wenn
das aPTT-Blutgerinnungszeitergebnis
normal ist.
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Frisch
genommene Blutproben, die eine PT oder eine aPTT erforderten, wurden
vorausschauend über eine
zweiwöchige
Arbeitsphase analysiert. Diese lagen in 0,105 M Trinatriumcitrat
in dem Verhältnis
von einem Teil Anticoagulanz zu 9 Teilen Vollblut vor und das blutplättchenarme Plasma
wurde auf dem MDA (Multichannel Discrete Analyzer) 180, einem automatisierten
Analysator zum Durchführen
klinischer Laborgerinnungsuntersuchungen unter Verwendung eines
optischen Nachweissystems (Organon Teknika Corporation, Durham, NC,
USA) analysiert. Zusätzlich
zum Ableiten der Gerinnungszeiten für sowohl PT (normal 11, 2–15 s) unter Verwendung
von MDA Simplastin LSTM als auch aPTT (normal
23–35
s) unter Verwendung von MDA Platelin LSTM mit
0,025 M Calciumchlorid (Organon Teknika Corporation, USA), wurde
eine Analyse der TW für
die aPTT bei jeder Gelegenheit bei einer Wellenlänge von 580 nm durchgeführt. Um
das visuelle Profil zu quantifizieren wurde die Lichttransmissionsmenge
nach 25 Sekunden aufgenommen. Eine normale Wellenform besitzt eine
Lichttransmission von 100%, die am Meßgerät und in 1a ohne
den Dezimalpunkt als 10000 dargestellt wird. Daher wird eine biphasische Änderung
eine verminderte Lichttransmission von weniger als 10000 besitzen.
Wie aus 1b ersichtlich ist, korrelieren
abnehmende Niveaus an Lichttransmission vor der Gerinnungsbildung
direkt mit zunehmender Steigung der biphasischen Steigung. Die Aufnahme
der Lichttransmission nach 25 Sekunden erlaubt auch eine Standardisierung
zwischen Patienten und innerhalb desselben Patienten im Verlauf
der Zeit. Wenn das minimale Niveau der Lichttransmission für jede Probe
statt dessen verwendet würde,
würde dies
durch Veränderungen
der Gerinnungszeit des aPTT beeinflußt und wäre daher für Vergleiche nicht ideal.
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Um
sicherzustellen, daß keine
Fälle von
DIC übersehen
werden, wurden die folgenden Kriterien befolgt. Wenn (a) eine abnormale,
biphasische TW festgestellt wurde oder (b) eine spezielle DIC-Untersuchung angefordert
wurde oder (c) wenn eine Verlängerung
entweder der PT oder der aPTT in Abwesenheit offensichtlicher Antikoagulantientherapie
vorlag, wurde eine vollständige
DIC-Untersuchung durchgeführt.
Dies schließt zusätzlich die
Thrombinzeit (TT) (normalerweise 10,5–15,5 Sekunden), Fibrinogen
(Fgn) (normal 1,5–3,8
g/l) und eine Abschätzung
von D-Dimer-Niveaus (normalerweise < 0,5 mg/l) auf dem Nyocard D-Dimer
(Nycomed Pharma AS, Oslo, Norwegen) ein. Blutplättchenzahlen (Plt) (normalerweise
150–440
109/1), die mit einer EDTA Probe zur selben
Zeit durchgeführt
wurden, wurden aufgenommen. Zusätzlich
wurden klinische Details bei jedem Patient mit einer biphasischen
TW oder Gerinnungssabnormalitäten,
die mit DIC vereinbar sind, aufgeklärt.
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Die
Diagnose von DIC wurde im Zusammenhang von sowohl Labor- als auch
klinischen Befunden von mindestens 2 Abnormalitäten in den Screeninguntersuchungen
(erhöhte
PT, erhöhte
aPTT, reduziertes Fgn, erhöhte
TT oder reduzierte Plt) zusätzlich
zu dem Befund eines erhöhten
D-Dimerniveaus (> 0,5
mg/l) in Verbindung mit einem primären Zustand, der in der Pathogenese
von DIC erkannt wurde, streng festgelegt. Hintereinanderfolgende
Screeninguntersuchungen lagen auch für diese Patienten vor, um den
Fortlauf und die Bestätigung
der Diagnose von DIC aufzuzeichnen, wie auch direkte klinische Beurteilung
und Handhabung. Für
eine statistische Analyse wurden die Werte der Sensitivität, der Selektivität, der positiven
und negativen Vorhersage der aPTT-TW für die Diagnose von DIC berechnet,
wobei eine zwei-mal-zwei Tabelle angewandt wurde. 95% Konfidenzintervalle
wurden durch genaue binominale Verfahren berechnet.
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Insgesamt
wurden 1470 Proben analysiert. Diese stammten von 747 Patienten.
174 Proben (11,9%) aus 54 Patienten hatten die biphasische Wellenformänderung.
Für 22
dieser 54 Patienten standen mehr als 3 sequentielle Proben zur Analyse
zur Verfügung.
In 41 Patienten wurde DIC diagnostiziert, wobei 30 von ihnen eine
Transfusionsunterstützung
mit frischem, gefrorenem Plasma, Cryoprecipitat oder Blutplättchen benötigten.
Die zugrundeliegenden klinischen Funktionsstörungen sind in Tabelle 1 gezeigt.
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- * schließt
Hypoxie, Acidose, Lithiumüberdosis
und Transplantatabstoßung
ein 40 von 41 Patienten mit DIC besaßen die biphasische TW. Das
eine falsch-negative Ergebnis (DIC ohne eine biphasische TW) trat
bei einem Patienten mit Präeklampsie
(PET) auf, wobei die einzige verfügbare Probe zur Analyse eine
verlängerte
PT von 21,0 s, aPTT von 44,0 s und erhöhte D-Dimere von 1,5 mg/l zeigte.
5 weitere Patienten wurden in dieser Studie mit PET identifiziert
und keiner hatte entweder DIC oder eine biphasische TW. Von den
14 Patienten mit einer biphasischen TW, die die Kriterien von DIC
nicht erfüllten,
besaßen
alle einige Anzeichen für
eine Koagulopathie mit Anomalien in einer oder zwei der Screeninguntersuchungen.
Diese abnormalen Ergebnisse erfüllten
die oben definierten Kriterien für
DIC nicht. 4 dieser 14 Patienten besaßen chronische Lebererkrankungen
mit verlängerter
PT und leichte Thrombocytopenie. Weitere 2 Patienten besaßen Vorhofflimmern
mit lediglich isolierter Erhöhung
der D-Dimerniveaus. Die verbleibenden 8 Patienten waren auf der
Intensivstation mit multipler Organfehlfunktion, die von einem Trauma
oder einer vermuteten Infektion herrühren, jedoch ohne die klassischen
Laborwertänderungen
des DIC. Die Profile dieser Patienten wurden in der Intensivstation
als übereinstimmend
mit der „systemischen
inflammatorischen Reaktion" (SIRS;
systemic inflammatory response syndrome) beschrieben. Basierend
auf diesen Zahlen besitzt die biphasische TW eine Sensitivität von 97,6% für die Diagnose
von DIC mit einer Spezifität
von 98%. Die Verwendung einer optischen Transmissionswellenform
wurde bei der Erkennung der biphasischen Wellenform als hilfreich
empfunden.
-
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Sensitivität 97,6%
(Cl 85,6–99,99%),
Spezifität
98,0% (Cl 96,6–98,9%),
positiver Vorhersagewert 74,0% (Cl 60,1–84,6%), negativer Vorhersagewert
99,9% (Cl 99,1–99,99%)
-
Der
positive Vorhersagewert des Testes betrug 74%, der mit ansteigender
Steigung der biphasischen Steigung und sinkenden Niveaus an Lichttransmission
(Tabelle 2 und 2) anstieg. In den ersten zwei
Tagen der Studie gab es 12 Patienten, die eine Anomalie bei den
Gerinnungstests zuzüglich
zu einer Erhöhung
des D-Dimerniveaus besaßen.
Dies waren Patienten, die sich klinisch von DIC erholten, das in
der Woche vor der Studie auftrat. Dies führte zu dem Eindruck, daß TW-Änderungen
enger mit klinischen Ereignissen zusammenhängen könnten, als die Standardmarker
von DIC.
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- PT = Prothrombinzeit, aPTT = aktivierte, partielle Thromboplastinzeit,
- TT = Thrombinzeit, Fgn = Fibrinogen, PTT = Plättchenzahl,
- TW = Transmissionswellenform
- * zeigt abnorme Änderungen,
B = biphasisch, N = normal
-
Die
Verfügbarkeit
von mehr als 3 aufeinanderfolgenden Proben bei 22 Patienten erlaubt
eine weitere Beurteilung. Tabelle 3 stellt solch ein Beispiel mit
nacheinander folgenden Untersuchungsergebnissen eines Patienten
mit E. coli Sepsis dar.
-
Dem
Auftreten einer biphasischen TW gingen Änderungen bei den Standarduntersuchungen
für die Diagnose
von DIC voraus. Erst später
am Tag wurden die PT, aPTT, PLT und D-Dimerniveaus abnormal und erfüllten die
diagnostischen Kriterien für
DIC. Die Behandlung mit intravenösen
Antibiotika führte
zu klinischen Verbesserungen am Tag 2 mit Normalisierung ihrer TW
vor den Standardparametern des DIC. D-Dimere bzw. Plt waren 24 bzw.
48 Stunden später
immer noch abnormal.
-
Dieser
Zusammenhang zwischen klinischen Ereignissen und TW-Änderungen
wurden bei allen DIC Patienten, bei denen Proben vorhanden waren,
um den Verlauf der klinischen Ereignisse aufzuzeichnen, sichtbar.
Als die TW-Änderungen
durch Aufnehmen des Transmissionsniveaus nach 25 Sekunden quantifizierbar und
standardisierbar waren, stellte diese Analyse eine Handhabe bei
der Beurteilung der prognostischen Anwendbarkeit bereit. 3 stellt
die Ergebnisse eines Patienten dar, der sich ursprünglich mit
Peritonitis infolge eines Darmdurchbruchs zeigte. Dies wurde weiter
verkomplizieit durch eine gramnegative, postoperative Sepsis mit
anfänglicher
Verschlechterung des DIC gefolgt von allmählicher Erholung nach entsprechender
Therapie. Als die DIC anfänglich
fortschritt, lag eine ansteigende Steigung in der biphasischen Steigung
des TW und ein Abfall in den Lichttransmissionsniveaus vor. Eine
Umkehrung dessen kündigte
eine klinische Erholung an. 4 stellt
die Ergebnisse eines Patienten dar, der schwere innere und äußere Verletzungen
infolge eines Jetski-Unfalls erlitt. Obwohl er anfänglich mit
Blutproduktunterstützung
stabilisiert wurde, verschlechterte sich sein Zustand mit fortlaufendem
Blutverlust und der Entwicklung fulminanter DIC. Die biphasische
Steigung wurde ansteigend steil mit Abfällen bei dem Transmissionsniveau
als sich die Folgen seiner Verletzungen als fatal herausstellten.
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Da
DIC aus einer Vielzahl von primären
Fehlfunktionen herrühren
kann, können
die klinischen und laboratorischen Erscheinungsformen außerordentlich
variabel nicht nur von Patient zu Patient, sondern auch bei demselben
Patient im Verlauf der Zeit sein. Daher besteht ein Bedarf an Systemen,
die nicht nur in ihrer Diagnose robust, sondern auch einfach und
schnell durchzuführen
sind. Obwohl gezeigt wurde, daß die
biphasische TW anscheinend empfindlich auf hämostatische Fehlfunktion (z.
B. DIC) ist und bei anderen ausgewählten Patienten mit Koagulationsanomalien
oder beeinflußt
durch entweder (i) präanalytische
Variablen, (ii) unterschiedliche siliziumdioxidbasierte aPTT-Reagenzien,
(iii) die Verwendung von Thrombin als Indikator der Gerinnungsreaktion
oder (iv) Behandlung in der Form von Heparin oder Plasmaexpandern
nicht beobachtet wurde, konnte die Robustheit dieser Untersuchung
auf DIC nur durch eine vorausblickende Studie angegangen werden.
Diese Studie hat gezeigt, daß die
biphasische TW diagnostische Genauigkeit bei DIC mit einer Gesamtsensitivität von 97,6%
und einer Spezifität
von 98% bereitstellt. Im Gegensatz dazu hat keiner der Standardparameter
auf einer einzelnen Basis (d. h. PT, aPTT, TT, Fgn, Plt, D-Dimere)
oder selbst in Kombination den Grad der Sensitivität oder Spezifität erreicht.
Die sofortige Verfügbarkeit
von TW-Daten aus dem MDA-180 würde
auch die Kriterien der Einfachheit und Schnelligkeit anders als
die Messungen von Thrombin-Antithrombinkomplexen oder anderen Markern,
die von der ELISA-Technologie
abhängen,
erfüllen.
Zusätzlich
sind die Vorteile der TW-Analyse, daß: (a) die biphasische TW-Änderungen
die einzige, nützlichste Korrelation
innerhalb einer isolierten Probe zu DIC zu sein scheint, und daher
muß das
Vertrauen nicht länger auf
hintereinanderfolgende Abschätzungen
einer Reihe von Untersuchungen beruhen, und (b) das Auftreten oder
die Auflösung
der biphasischen TW den Anderungen bei den herkömmlichen Standardparametern,
die bei DIC überwacht
werden mit starken, klaren Korrelationen zu klinischen Ereignissen
und dem Ausgang vorausgehen kann.
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Obwohl
die biphasische TW auch bei Patienten beobachtet wurde, die kein
DIC per se hatten, wie sie durch die obigen Kriterien definiert
wurde, wurden die klinischen Zustände mit hämostatischer Fehlfunktion assoziiert – und zwar
aktivierte Gerinnung vor dem Beginn der Plättchenbildung, die zu einer
biphasischen Wellenform führte
(z. B. bei chronischer Lebererkrankung oder bei den sehr kranken
Patienten auf der Intensivstation, die multiple Organfehlfunktion
besaßen).
Es scheint, daß die
biphasische TW für
nicht offensichtliche oder kompensierte DIC empfindlich ist, und
daß ein
Transmissionsniveau von weniger als 90% (2) oder
sequentielle Abfälle
in diesem Niveau (4) eine Dekompensation hin zu
einer offenkundigeren Erscheinungsform und möglicherweise fulminanten Form
von DIC wiederspiegelt. Diese Erklärungsrichtung wird durch die Beobachtungen
eines lediglich schwachen biphasischen TW (Transmissionsniveau von
ungefähr
95%) bei 2 Patienten mit Vorhofflimmern gestützt; ein Zustand, der mit schwacher
Gerinnungsaktivierung und angehobenen D-Dimerniveaus verbunden ist.
Da keine Folgeproben von diesen zwei Patienten erhältlich waren,
deren klinische Details anderweitig nicht nennenswert waren, können ihre
biphasischen TW sehr wohl vorübergehend
gewesen sein. Trotzdem zeigen diese Fälle, daß je niedriger das Niveau an
Lichttransmission ist, desto wahrscheinlicher wird die biphasische
TW für
hämostatische
Fehlfunktion, insbesondere DIC, vorhersagend.
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Die
Beobachtung einer normalen TW bei einem Patienten mit PET und DIC
benötigt
weitere Untersuchungen, da die Studie nicht selektiv darauf zielte,
bestimme Patientengruppen zu untersuchen, und lediglich insgesamt
6 Patienten mit PET umfasste; die verbleibenden 5 davon hatten kein
DIC. Eine Erklärung.
die durch andere Befunde dieser Studie gestützt würde, ist, daß die Patienten
sich von PET und DIC zum Zeitpunkt der Probennahme erholt haben
könnten.
Es könnte
schon eine Normalisierung bei der biphasischen TW vor den anderen
Parametern, die nach wie vor abnormal und indikativ für DIC waren,
gegeben haben. Eine andere Erklärung
ist, daß der
gestörte
hämostatische
Prozeß bei
PET lokalisierter ist und sich von DIC unterscheidet, das aus anderen
Gegebenheiten hervorgeht. Solche Patienten reagieren dramatisch
auf die Geburt des Fötus, was
eine anatomische Lokalisierung des pathologischen Prozesses auf
die Plazenta vermuten läßt, trotz
Standardlaborgerinnungstests, die einen systemischen Beweis des
Zustandes implizieren.
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Beispiel:
-
Obwohl
die Analyse der Transmission zu einem Zeitpunkt von 25 Sekunden
hilfreich bei der Vorhersage von DIC ist, wurde eine zweite Ausführungsform
der Erfindung gefunden, die die Sensitivität und die Spezifität stark
verbessert. Es wurde festgestellt, daß bei Betrachten der Transmission
zu einem bestimmten Zeitpunkt zum Feststellen eines Artefakts oder
zu anderweitigem Abfall der Transmission an diesem Punkt führen kann,
obwohl die Wellenform keine biphasische Wellenform ist. Zum Beispiel
würde ein
temporärer
Abfall der Transmission nach 25 Sekunden bedeuten, daß solch
eine Patientenprobe als biphasisch ausgewiesen wird, obwohl die
Wellenform normal oder zumindest nicht biphasisch war. Auch wenn
eine Patientenprobe eine besonders kurze Gerinnungszeit besitzt,
dann, wenn die Gerinnungsbildung z. B. vor 25 Sekunden beginnt (oder welche
Zeit auch immer vorausgewählt
wurde), dann könnten
die Wellenform als biphasisch ausgewiesen werden, obwohl der wahre
Grund für
eine verminderte Transmission nach 25 Sekunden aufgrund von bereits
begonnener/aufgetretener Gerinnungsbildung vorliegt.
-
Daher
wurde festgestellt, daß es
eher wünschenswert
ist, die Steigung der Wellenform vor dem Beginn der Gerinnungsbildung
zu berechnen, als die Analyse der Transmission zu einem bestimmten
Zeitpunkt. Diese Berechnung kann die Bestimmung der Gerinnungszeit
gefolgt von der Bestimmung der Steigung der Wellenform vor der Gerinnungszeit
einschließen.
In einer zusätzlichen
Ausführungsform
wird die Steigung (nicht die Transmission) vor der Gerinnungszeit
oder vor einem vorhergewählten
Zeitraum bestimmt, je nachdem, welche weniger ist. Wie aus 11 ersichtlich
ist, ist die Spezifität
und die Sensitivität
schlecht, wenn die Transmission zur Bestimmung von z. B. DIC verwendet
wird. Wie jedoch aus 9 ersichtlich ist, werden die
Spezifität
und die Sensitivität
stark verbessert, und sind besser als Standarduntersuchungen, die
zur Diagnose von hämostatischer
Fehlfunktion, wie z. B. DIC verwendet werden, wenn die Steigung
vor dem Beginn der Gerinnungsbildung verwendet wird.
-
Zusätzliche
Untersuchungen wurden mit drei Gruppen von Patienten durchgeführt. Die
erste Gruppe bestand aus 91 aPTT-Untersuchungen, die mit Proben
aus 51 unterschiedlichen Patienten mit bestätigter DIC durchgeführt wurden.
Die zweite Gruppe von Daten bestand aus 110 aPTT-Untersuchungen,
die mit Proben aus 81 unterschiedlichen Patienten, die nachgewiesenermaßen normal
waren, durchgeführt
wurden. Die dritte Gruppe von Daten schloß 37 aPTT-Untersuchungen ein,
die mit 22 abnormalen, nicht DIC-Proben durchgeführt wurden. 5 stellt
ROC-Graphiken für
die Vorhersage von DIC für
drei unterschiedliche Parameter, die aus den aPTT-Untersuchungen
abgeleitet wurden, unter Verwendung der beschriebenen kombinierten
Datensätze
dar: (1) Transmission nach 25 Sekunden (TR25), (2) aPTT Gerinnungszeit,
und (3) Steigung 1 (die Steigung bis zum Beginn der Gerinnungsbildung).
Steigung 1 zeigte die beste Vorhersagekraft, gefolgt von TR25. Es
wurde auch gezeigt, daß die
Transmission nach 18 Sekunden vorhersagenden Wert besitzt, insbesondere wenn
die aPTT Gerinnungszeit weniger als 25 Sekunden beträgt. Die „cutoffs", die mit der höchsten Effizienz für die drei
Parameter verbunden sind, sind in Tabelle 4 aufgeführt:
-
-
Es
sollte erwähnt
werden, daß diese
Grenzwerte sich mit der Aufnahme der dritten Gruppe verschoben haben
und sich in Abhängigkeit
des Probenbestandes wahrscheinlich wieder verändern würden. Die 6 und 7 zeigen
die Histogramme für
den DIC-, den normalen und den abnormalen/nicht DIC-Bestand für TR25 bzw.
Steigung 1. Tabellen 5 und 6 zeigen die Daten der Histogramme in
den 6 bzw. 7:
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-
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Die 8 und 10 zeigen
die Gruppenverteilungen für
Steigung 1 bzw. TR25; und die 9 und 11 zeigen
die Gruppenverteilungen für
Steigung 1 bzw. TR25. Die 9 und 11 zeigen
partielle Untergruppen der Daten, die in den 8 und 10 gezeigt
sind.
-
Wenn
die Vorhersage der hämostatischen
Fehlfunktion auf einem automatisierten oder halbautomatisierten
Meßgerät durchgeführt wird,
kann die erkannte biphasische Wellenform markiert werden. Auf diese
Art und Weise kann der Benutzer der Maschine oder eine Einzelperson,
die die Untersuchungsergebnisse interpretiert (z. B. ein Doktor
oder anderer praktischer Arzt), über
die Gegenwart der biphasischen Wellenform und die Möglichkeit/Wahrscheinlichkeit
einer hämostatischen
Fehlfunktion wie z. B. DIC alarmiert werden. Die Markierung kann
an einem Monitor angezeigt werden oder ausgedruckt werden. Eine
Steigung von weniger als ungefähr –0,0003
oder weniger als ungefähr –0,0005
ist der bevorzugte Grenzwert zum Anzeigen einer biphasischen Wellenform.
Eine ansteigende Steigung der Steigung vor der Gerinnungsbildung
korreliert mit dem Fortschreiten der Krankheit.
-
Die
obigen Beispiele zeigen, daß die
Wellenformanalyse der aPTT-Untersuchung charakteristische, biphasische
Muster bei Patienten mit hämostatischer
Fehlfunktion identifizieren kann. In der Mehrzahl der Fälle konnte
diese Fehlfunktion als DIC ausgezeichnet werden. Dieses diagnostische
Wellenformprofil wurde bei allen untersuchten aPTT-Reagenzien gefunden,
die entweder auf Siliziumdioxid oder Ellagsäure basierten. Es wurde auch überraschenderweise
festgestellt, daß eine
biphasische Wellenform auch bei PT-Untersuchungen mit speziellen
Reagenzien festgestellt werden kann, und daß die biphasische Wellenform
ebenfalls indikativ für
die hämostatische
Fehlfunktion, hauptsächlich
DIC, ist.
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Unter
Verwendung von Proben, die die biphasische aPTT-Wellenform zeigen,
wurde das PT-Wellenformprofil
unter Verwendung von PT-Reagenzien (Thromboplastin), und zwar RecombiplastTM (Ortho), ThromborelTM (Dade-Behring)
und InnovinTM (Dade-Behring), abgeleitet.
Sowohl RecombiplastTM als auch ThromborelTM waren besonders gut beim Anzeigen biphasischer
Reaktionen. InnovinTM lag in seiner Sensitivität dazwischen.
Unter Verwendung des Transmissionsniveaus der PT-Reaktion nach 10
Sekunden als quantitativem Index zeigten RecombiplastTM und
ThromborelTM objektiv geringere Niveaus
an Lichttransmission als InnovinTM. ThromborelTM kann bei der anfänglichen Lichttransmission
einen leichten Anstieg vor einem anschließenden Abfall zeigen. Dies
kann zum Teil mit der relativen Undurchlässigkeit von ThromborelTM zusammenhängen.
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Es
wurden weitere Untersuchungen durchgeführt, die aPTT-Profile unter
Verwendung von PlatelinTM und PT-Wellenformprofilen
unter Verwendung von RecombiplastTM verglichen.
Fortlaufende Proben aus einer Intensivstation wurden über einen
Zeitraum von vier Wochen untersucht. Visuell und nach objektiver
Auswertung (unter Vergleich von TL18 für aPTT und TL10 für PT) war
das aPTT-Profil sensitiver gegenüber Änderungen
der hämostatischen
Fehlfunktion und klinischem Verlauf als das PT-Profil. Diese relative
Empfindlichkeit kann im aPTT-Profil von 12 (Platelin)
im Vergleich mit den PT-Profilen der 13 (Recombiplast)
und 14 (Thromborel S) erkannt werden. Ausnahmslos
erkennt die aPTT-Wellenform
bei kleineren Änderungen der
Lichttransmission Abnormalitäten
leichter als die PT-Wellenform.
Nichtsdestotrotz waren in schweren Fällen von hämostatischer Fehlfunktion beide
biphasischen Profile übereinstimmend.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die zeitabhängige
Messung, wie z. B. ein optisches Transmissionsprofil, im wesentlichen
oder vollständig
in Abwesenheit der Gerinnungsbildung durchgeführt werden. In dieser Ausführungsform
wird ein Reagenz zugegeben, das die Bildung eines Niederschlags hervorruft,
jedoch in einer Umgebung, in der kein Fibrin polymerisiert wird.
Das Reagenz kann irgendein geeignetes Reagenz sein, das die Bildung
eines Niederschlags in einer Probe eines Patienten mit hämostatischer
Fehlfunktion, wie z. B. DIC, auslöst. Zum Beispiel können zweiwertige
Kationen, bevorzugt Übergangsmetalle,
und bevorzugter Calcium-, Magnesium-, Mangan-, Eisen- oder Bariumionen
zu einer Testprobe zugegeben werden. Diese Ionen rufen die Aktivierung
einer atypischen Wellenform hervor, die als Indikator für hämostatische
Fehlfunktion dienen kann. Es ist auch möglich, diese Untersuchung in
Abwesenheit eines Gerinnungsmittels (aPTT, PT oder ähnliches)
durchzuführen.
Als Teil des Reagenzes, das das Aktivierungsmittel der atypischen
Wellenform umfaßt,
oder separat in einem anderen Reagenz, kann auch ein Gerinnungshemmer bereitgestellt
werden. Der Gerinnungshemmer kann irgendein geeigneter Gerinnungshemmer
wie z. B. Hirudin, PPACK, Heparin, Antithrombin, l2581, etc., sein.
Die Bildung der atypischen Wellenform kann auf einem automatisierten
Meßgerät, das in
der Lage ist, solch eine Wellenform zu erkennen, wie z. B. eines,
das Trübungsänderungen überwacht
(z. B. durch Überwachen
von Änderungen
der optischen Transmission), überwacht
und/oder aufgezeichnet werden.
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44 ist
eine Darstellung von zwei Wellenformen: die Wellenform (Dreiecke)
ist ein Testlauf mit einer Probe unter Verwendung eines aPTT-Gerinnungsmittels,
und das zu einer atypischen (biphasischen) Wellenform führt, wohingegen
die Wellenform (Quadrate) ein Testlauf mit einer Probe ist, bei
der ein Gerinnungshemmer verwendet wird (zusammen mit einem Reagenz,
wie z. B. einem zweiwertigen Metallkation, das die Bildung eines
Niederschlags in der Probe hervorruft). Die Wellenform (Quadrate)
ist beispielhaft für
eine Wellenform, die bei Patienten mit hämostatischer Fehlfunktion auftreten
kann, wobei kein Gerinnungsmittel verwendet wurde und/oder ein Gerinnungshemmer
vor Aufnahme des zeitabhängigen
Meßprofils
zugegeben wurde. Allgemein gesprochen, je größer die Steigung der Wellenform
(je größer der
Abfall der Transmission im gleichen Zeitintervall) aufgrund der
Niederschlagsbildung, desto größer die
Schwere der hämostatischen
Fehlfunktion des Patienten. 15 ist
eine Standardkurve für
ELISA von CRP (CRP isoliert aus einem Patienten, der als Standard
verwendet wurde).
-
Der
Niederschlag, der in der vorliegenden Erfindung gebildet wurde,
wurde mittels Chromatographie und Reinigung isoliert und charakterisiert.
Gelfiltration wurde wie folgt durchgeführt: eine Säule (Hiprep Sephacryl S-300
High resolution – z.
B. Auflösung
von 10 bis 1500 kDa) wurde verwendet. Das Volumen betrug 320 ml
(d = 26 mm, l = 600 mm), und die Flußrate betrug 1,35 ml/min.
-
16 ist
ein Diagramm, das den Zeitverlauf der Trübung in einer Probe nach Zugabe
eines Niederschlag induzierenden Mittels (in diesem Fall zweiwertiges
Calcium) und eines Thrombininhibitors (in diesem Fall PPACK) zu
Mischungen von Patienten- und normalen Plasmen zeigt. 17 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der maximalen Trübungsänderung
und der Menge von Patientenplasma in einer Probe zeigt. 0,05 Einheiten
beinhalten 100% Patientenplasma.
-
Die
Schritte, die bei der Reinigung der Bestandteile, die in der Trübungsänderung
in einem Patientenplasma beteiligt sind, verwendet wurden, sind
die folgenden: PPACK (10 μM)
wurde zu Patientenplasma zugegeben. Calciumchlorid wurde zu 50 μM zugegeben,
gefolgt von 8 Minuten Inkubation, gefolgt von der Zugabe von Ethanol
zu 5%. Die Probe wurden dann bei 10500 g für 15 Minuten bei 4°C zentrifugiert.
Der Niederschlag wurde dann in HBS/1mM Citrat/10 μM PPACK aufgelöst, gefolgt
von Fraktionierung durch 35–70% (NH4)2SO4.
Schließlich
wurde eine Ionentauscherchromatographie unter Verwendung eines 5
ml Bett, 0,02–0,5 M
NaCl Gradienten und 50 ml/Seite, um die Fraktionen in 2 ml aufzusammeln,
durchgeführt. 18 zeigt
die Ergebnisse der Anionentauscherchromatographie (Q-Sepharose)
von Material, das nach der Fraktionierung des Patientenplasmas mit
35–70%
Ammoniumsulfat erhalten wurde.
-
Die 19A und 19B zeigen
die nichtreduzierte bzw. reduzierte SDS-PAGE von unterschiedlichen Fraktionen,
die nach Fraktionierung des Patientenplasmas erhalten wurden. Die
Beladungsorientierung (von links nach rechts): 5–15% Gradient/Neville Gel (ungefähr 10 μg Protein
pro well beladen). In Bahn 1 sind Molekulargewichtstandards (94,
67, 45, 30, 20 und 14 kDa von oben nach unten). In Bahn 2 ist der
35%-ige (NH4)2SO4 Niederschlag, wobei in Bahn 3 der 70%-ige
(NH4)2SO4 Überstand
ist. Bahn 4 ist Q-Sepharose Ausgangsmaterial. In den 19A und 19B sind
(aus 18) auch die Peaks 1, 2a, 2b und 3 in jeweils
den Bahnen 5, 6, 7 und 8 gezeigt. Bahn 9 ist Niederschlag l, wobei
in Bahn 10 wiederum Molekulargewichtsstandards sind. Die Ergebnisse
der NH2-Terminus-Sequenzierung zeigte, daß Peak 3,
das 22 kDa Protein in den Bahnen 8 und 9 C-reaktives Protein (CRP)
ist, und dass das 10 kDa Protein in Bahn 9 das Humanserum Amyloid
A (SAA) ist. Peak 1 in Bahn 5 ist ein >300 kDa Protein, das, wie aus 21 ersichtlich
ist, Teil des Komplexes des Proteins (zusammen mit CRP) in dem Niederschlag
ist, der aufgrund der Zugabe eines zweiwertigen Metallkations zu
der Plasmaprobe gebildet wurde.
-
Immunoblots
von CRP wurden im normalen (NHP) und DIC-Plasma durchgeführt. Blot
A (siehe 20): (verwendete 0,2 μl Plasmen
für reduzierendes
SDS-PAGE/CRP Immunoblotting). Beladungsorientierung (von links nach
rechts): NHP; Pt 5; 3; 1; 2; 4; und 8. Für Blot B: Beladungsorientierung
(von links nach rechts): NHP; Pt 9; 10; 11; 7; 6; 12. Für Blot C:
(CRP, gereinigt aus DIC Patientenplasma) – Beladungsorientierung (von
links nach rechts; ng CRP beladen): 3,91; 7,81; 15,625; 31,25; 62,5;
125; 250. Die Blots wurden mit 2% (w/v) BSA in PBS blockiert, pH
7,4 und dann sequentiell mit Hasen anti-human CRP-IgG (Sigma, Cat# C3527,
Verdünnung
1:5000 in PBS/0,01 % Tween 20) beladen und dann mit dem Test erkennenden
Antikörper,
der mit HRP verbunden ist (Verdünnung
1:25000 in PBS/0,01 % Tween 20) behandelt.
-
21 zeigt
die Trübungsänderungen
nach der Zugabe von zweiwertigem Calcium zu Materialien, die durch
Q-Sepharosechromatographie in Abwesenheit von Plasma erhalten wurden.
Kein einziger Peak ergab eine positive Reaktion, jedoch eine Mischung
aus Peak 1 und Peak 3 Materialien ergab eine positive Reaktion, die
die Beteiligung von CRP, einem 300 kDa Protein, und einem oder mehreren
anderen Proteinen in dem Niederschlag zeigt (Peak 3 und Plasma war
die Kontrolle). Tabelle 7 ist eine Tabelle, die CRP-Mengen in μg/ml (bestimmt
durch ELISA) zeigt. Delta A405nm ist die maximale Trübungsänderung,
die beobachtet wird, wenn Patientenplasmen in Gegenwart des Thrombininhibitors
PPACK recalcifiziert wurden. Tabelle 7 zeigt daher, daß Patienten
mit erhöhter
Absorption unterschiedliche erhöhte
Niveaus an CRP besitzen, wodurch einmal mehr gezeigt wird, daß mehr als
ein Protein an der Bildung des Niederschlages beteiligt ist.
-
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung wird das Verhältnis
Reagenz zu Plasma zwischen mehreren Tests, die ein Reagenz verwenden,
das die Niederschlagsbildung induziert, variiert. Diese Variation
ermöglicht die
Verstärkung
der Erkennung der Niederschlagsbildung durch Optimierung des Verhältnisses
Reagenz zu Plasma (z. B. Variieren der Plasma- oder Reagenzkonzentrationen).
Alternativ kann die Steigung aufgrund der Niederschlagsbildung über mehrere
Tests ermittelt werden. Wie aus 22 ersichtlich
ist, wird die Reaktion auf steigende Calciumkonzentrationen in optischen
Transmissionswellenformprofilen gezeigt. Die Felder A und B zeigen
zwei normale Patienten, bei denen Calciumkonzentrationen variiert
wurden (es wurden keine Gerinnungsmittel verwendet), wohingegen
die Felder C und D zwei Patienten mit hämostatischer Fehlfunktion (DIC
in diesen beiden Fällen)
zeigen, bei denen die Metallkationenkonzentration (Calcium) variiert
wurde (das Calcium allein ist nicht zu irgendeiner wesentlichen
Fibrinpolymerisation in der Lage).
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Obwohl
die Niederschlagsbildung bei Patienten mit hämostatischer Dysfunktion erkannt
werden kann, wenn ein Gerinnungsmittel verwendet wird, ist es vorteilhaft,
daß das
verwendete Reagenz in der Lage ist, den Niederschlag ohne Fibrinpolymerisation
zu bilden. Wie aus 23 ersichtlich ist, ist die
Steigung ausdrucksstärker
und leichter zu erkennen, wenn ein Reagenz wie z. B. Calciumchlorid
alleine (Feld A) im Vergleich dazu, wenn es zusammen mit einem Gerinnungsmittel
wie z. B. einem aPTT-Reagenz (Feld B) verwendet wird. Wie aus 24 ersichtlich
ist, ergeben alle Parameter einschließlich Steigung_1 gute Ergebnisse,
wenn ein Gerinnungshemmer zugegeben wurde (in diesem Fall Heparin),
und Steigung_1 zeigte die beste Sensitivität. Aufgrund dessen ist ein
Reagenz, das zur Niederschlagsbildung in Abwesenheit von Fibrinpolymerisation und/oder
eines Gerinnungshemmers in der Lage ist, bevorzugt.
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Wie
aus 25 ersichtlich wird, wurden CRP-Niveaus aus 56
Intensivpatienten gegen die Transmission nach 18 Sekunden aufgetragen.
Die gepunktete Linie ist der Grenzwert für eine abnormale Transmission nach
18 Sekunden. 26 zeigt mehr Proben mit CRP
und einem Abfall der Transmission nach 18 Sekunden (10000 – TR18).
Diese Figuren zeigen, daß Patienten
mit abnormalem Transmissionsniveau aufgrund von Niederschlagsbildung
alle erhöhte
Niveaus an CRP besitzen. Jedoch nicht alle Patienten mit erhöhten Niveaus
an CRP besitzen abnormale Transmissionsniveaus, wodurch angezeigt
wird, daß mehr
als CRP an dem Niederschlag beteiligt ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird die Bildung des Niederschlages, der einen Komplex
aus Proteinen einschließlich
CRP umfaßt,
durch die Verwendung eines Latexagglutinationstests erkannt und/oder
quantifiziert. Bei diesem Verfahren werden Antikörper entweder gegen das 300
kDa Protein oder CRP gezüchtet.
Ob monoklonale oder polyklonale Antikörper verwendet wurden, wurden
diese an ein geeignetes Latex gebunden und mit einer Testprobe eines
Patienten oder bevorzugt mit dem Niederschlag selbst umgesetzt,
der vom Rest des Patientenplasmas getrennt wurde, in Übereinstimmung
mit bekannten Verfahren. Die Menge an Agglutination des Latex ist
proportional zur Menge des CRP-Komplexes in der Probe.
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Alternativ
können
Immunoassays, wie z. B. ELISAs, gemäß bekannten Verfahren (Sandwich,
Kompetition oder andere ELISA) durchgeführt werden, bei denen das Vorhandensein
und/oder die Menge des Proteinkomplexes bestimmt wird. Z. B. bindet
ein Antikörper,
der an eine feste Phase gebunden ist, an CRP im CRP-Proteinkomplex.
Dann wird ein zweiter markierter Antikörper zugegeben, der auch an
das CRP in dem CRP-Proteinkomplex bindet, wodurch der Komplex aus
Proteinen detektiert wird. Alternativ kann der zweite markierte
Antikörper
für das
300 kDa Protein in dem Komplex spezifisch sein. Oder in einer unterschiedlichen Untersuchung
kann der Antikörper,
der an die feste Phase gebunden ist, an das 300 kDa Protein in dem
Komplex binden, wobei der zweite (markierte) Antikörper entweder
an das 300 kDa Protein oder an CRP bindet. Solche Immunoassays könnten in ähnlicher
Weise dahingehend verändert
werden, daß sie
spezifisch für
SAA sind. Die obigen Methoden sind dem Fachmann wohlbekannt und
in Antibodies, A Laboratory Manual, Harlow, Ed and Lane, David,
Cold Spring Harbor Laboratory, 1988, dargelegt, dessen Gegenstand
hierin durch Verweis aufgenommen wird.
-
Nach
weiteren Untersuchungen hat sich herausgestellt, daß das „300 kDa" Protein in der Tat
die Apo(B)-100 Verbindung von VLDL (Lipoprotein mit sehr geringer
Dichte, very low density lipoprotein) mit einem Molekulargewicht
von 500 bis 550 kDa ist. Es können
ebenfalls weitere Lipoproteinkomplexe in dem Niederschlag vorliegen,
einschließlich
CRP-LDL (CRP komplexiert mit Lipoprotein niedriger Dichte), CRP-IDL
(CRP komplexiert mit Lipoprotein mittlerer Dichte), CRP-Chycomicrone,
CRP-HDL (CRP komplexiert mit Lipoprotein hoher Dichte) und SAA-VLDL
(Serumamyloid A komplexiert mit VLDL).
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Um
die Bestandteile der Komplexe zu charakterisieren, wurde der Niederschlag
in Citrat dispergiert und Anionentauscherchromatographie unterworfen
(siehe 34). Das Verfahren ergab zwei
größere Peaks (hierin
im weiteren als „Peak
1" und „Peak 3" bezeichnet), wobei
der erste davon sehr trübe
war. Die Trübung war
für das
Auge offensichtlich und wurde durch Absorptionsmessungen bei 320
nm quantifiziert. Die Fraktionen wurden auf die Aktivität (Trübungsbildung
im normalen Plasma nach Recalcifizierung) hin untersucht. Nur Peak
3 zeigte eine Trübung,
wenn er zu normalem Plasma zugegeben wurde.
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Um
das ausgefällte
Material weiter zu charakterisieren, wurden Lipid- und Proteinanalysen
durchgeführt.
Zusätzlich
wurden Fraktionen, die nach der Anionentauscherchromatographie erhalten
wurden, SDS-PAGE, Immunoblotting und Aminosäuresequenzanalyse unterworfen.
Es wurde gezeigt, daß die
isolierten Materialien Proteine, Phospholipide, Cholesterin und
Triglyceride in Verhältnissen
umfassen, die typisch für
Lipoproteine mit sehr geringer Dichte (VLDL und IDL) sind. Siehe
Tabelle 8. Fraktionierung durch Anionenaustausch und SDS-PAGE hat
gezeigt, daß der
Niederschlag Proteinbanden enthält,
die mit Coomassie blau verfärbt
werden können,
mit offensichtlichen Molekularmassen von 500 kDa, 22 kDa und 10
kDa. Das 22 kDa Protein ergab eine Aminoterminus-Sequenz QTDMS_KAFV
(SEQ ID NO: 1), die das Protein als C-reaktives Protein identifizierte.
Das 10 kDa Protein ergab zwei Reste bei jedem Zyklus im Sequenator.
Sie waren in Übereinstimmung
mit dem Serumamyloid A, beginnend mit den Aminosäuren 18 und 19. Die 500 kDa
Spezies ergab keine Sequenz, vermutlich aufgrund seiner kleiner
molaren Menge. Das hohe Molekulargewicht dieser Bande war jedoch übereinstimmend
mit Apo-Lipoprotein B, dem Hauptproteinbestandteil von VLDL.
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- PL = Phospholipid, UC = unverestertes Cholesterin,
- CE = Cholesterylester, TG = Triacylglycerin
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Nach
der Fraktionierung wurde die Bande mit hohem Molekulargewicht und
SAA in Peak 1 erhalten, und CRP wurde im Peak 3 erhalten (siehe 34).
Die Peaks 2a und 2b konnten in 18 beobachtet
werden, nicht jedoch in 34, da
in der Untersuchung, die für 18 vorgenommen
wurde, die Menge an Protein und Lipoprotein in der Probe die Kapazität der Säule überstieg.
Wenn die Säule
nicht überladen
ist, wie in der Untersuchung für 34,
treten die Peaks 2a und 2b nicht auf. Der Niederschlag und die Materialien
in den Peaks 1 und 3 wurden durch Immunoblotting auf Apo(B)-100,
CRP und SAA hin untersucht. Die Ergebnisse stimmten mit der identifizierung
des 500 kDa Materials als Apo(B)-100, dein 22 kDa Material als CRP und
dem 10 kDa Material als SAA überein.
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Das
Ausgangsmaterial, die Materialien in Peaks 1 und 3 und eine Mischung
davon wurden in Abwesenheit von Plasma recalcifiziert, um zu bestimmen,
welcher Bestandteil oder welche Bestandteile für die Bildung eines Niederschlags
notwendig sind. Die Ergebnisse zeigten, daß das Ausgangsmaterial, nicht
jedoch die isolierten Bestandteile aus den Peaks 1 und 3, einen
Niederschlag bilden, wenn sie recalcifiziert werden. Die Mischung
der Peaks 1 und 3 jedoch bildete einen Niederschlag. Daher kann
geschlossen werden, daß mindestens
VLDL und CRP benötigt
werden, um den Niederschlag zu bilden. Der Vorgang wurde mit mindestens
10 unterschiedlichen positiven Plasmen wiederholt, und die Ergebnisse
waren jeweils dieselben. Gelegentlich jedoch wurde SAA nicht in
den isolierten Peaks gewonnen. Nichtsdestoweniger bildeten sich
Niederschläge
mit VLDL und CRP in Abwesenheit von SAA. Es wird daher geschlossen,
daß SAA
in dem Komplex/Niederschlag eingeschlossen sein kann, jedoch für dessen
Bildung nicht notwendig ist.
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Es
wurden Rekonstruktionsexperimente durchgeführt, um die Fähigkeit
der oben genannten Komplexe zu überprüfen, daß sie sich
bilden. Wie aus 27 ersichtlich ist, zeigen VLDL
und P3 (Peak 3 = CRP, siehe 18) bei
unterschiedlichen Konzentrationen (100/20 μl: VLDL/CRP und 50/20 μl VLDL/CRP)
einen Anstieg der Absorption aufgrund von Trübung, verglichen mit VLDL alleine. Ähnlich ist
aus den 28 und 29 ersichtlich,
daß IDL
und CRP, wie auch LDL und CRP (und zu einem geringeren Ausmaß HDL und
CRP, wie aus 30 ersichtlich ist) auch einen
Anstieg der Trübung
erzeugen, wenn sie miteinander kombiniert werden. Und wie des weiteren
aus Tabelle 9 ersichtlich ist, besitzen die unterschiedlichen Lipoproteine
unterschiedliche Calcium abhängige
Trübungsaktivität in Gegenwart
von gereinigter CRP.
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Interessanterweise
wurde herausgefunden, daß die
Trübung,
die hervorgerufen wird, wenn ein zweiwertiges Metallkation, wie
z. B. Calcium, zu Patientenplasmen zugegeben wird, die eine charakteristische
Steigung (sogar in Abwesenheit von Gerinnungsbildung) aufgrund des
oben genannten Komplexes zeigen, nicht mit dem Niveau an CRP in
dem Patientenplasma korreliert. Daher betrifft die vorliegende Erfindung
nicht das Bestimmen von CRP-Niveaus an sich, sondern vielmehr das
Bestimmen von CRP, das mit Lipoprotein (VLDL im besonderen) komplexiert
ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß die Bildung
des Komplexes ex vivo (nach der Zugabe eines zweiwertigen Metallkations
zu citrathaltigem Plasma) dem Vorhandensein des Komplexes in vivo
entspricht, der möglicherweise
ein Indikator für
das Unvermögen
dieses Patienten ist, den gebildeten Komplex (die gebildeten Komplexe)
abzubauen. Der Abbau von VLDL und IDL aus dein Plasma durch die
Leber ist auf ihre Oberfläche
apo E gerichtet. Daher, wenn es einen fehlerhaften Abbau des (der)
Komplexe(s) aus dem Plasma gibt, kann dies an einem mutierten, fragmentierten
oder anderweitig defekten apo E liegen, oder an oxidiertem, mutierten
oder fragmentiertem Lipoprotein (z. B. beta-VLDL, einem oxidierten
LDL, einem abnormalen LDL genannt Lp(a), oder an anderweitig abnormalen
Versionen von VLDL, LDL oder IDL). IDL, LDL, Lp(a) und VLDL besitzen
alle Apo(B)-100, das, wenn es abnormal ist, eine Rolle bei dem unsachgemäßen Abbau
des (der) Komplexes) aus dem Plasma spielen kann. Natürlich könnte auch
eine mutierte, fragmentierte oder anderweitig abnormale Form von
CRP eine Rolle bei unsachgemäßem Abbau
des Komplexes aus dem Plasma spielen, das zu der charakteristischen
Steigung bei der Plättchenwellenform
führt. Wie
aus Tabelle 10 ersichtlich ist, korreliert die Änderung der Absorption aufgrund
der Komplexbildung nicht mit der Menge an CRP in der Patientenprobe.
Das Niveau an CRP ist im allgemeinen bei der Komplexbildung nicht
limitierend. In der Tat wurde festgestellt, daß Patienten erhöhte Niveaus
an CRP besitzen können,
und dennoch zeigen ihre Plasmen nicht die oben genannte Wellenformsteigung.
Die Zugabe von zusätzlichem VLDL
veranlassen diese Proben jedoch, eine Trübungsänderung durchzumachen (in der
Gegenwart bestimmter zweiwertiger Metallkationen, wie z. B. Calcium,
natürlich).
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Es
wurde auch festgestellt, daß die
Bestimmung der Niederschlagsbildung mit dem klinischen Ausgang korreliert,
insbesondere dem Tod des Patienten. Von 529 Zugängen zu einer Intensivstation
waren 178 Sterbefälle
(34 % Grundlinienwahrscheinlichkeit des Todes). Der positive Vorhersagewert
des Todes stieg auf 50%, wenn die Patienten Transmissionswerte nach
18 Sekunden von 96%, oder eine Steigung von –0,00075 oder weniger besaßen. Diese
Vorhersagekraft stieg auf 77%, wenn die Transmissionswerte nach
18 Sekunden weniger als 65% (Steigung von –0,00432 oder weniger) betrugen.
Unter Verwendung der „receiver
operator characteristic" Analyse
war das optimale Niveau, das die Vorhersage maximierte, ohne die
Sensitivität
zu gefährden,
ein Grenzwert der Transmission bei 18 Sekunden von 90% (oder Steigungsgrenzwert
von –0,00132 oder
weniger). Der Vorhersagewert für
den Tod bei diesem Grenzwert wurde zu 75% bestimmt. Zusätzliche Daten
sind in Tabelle 11 gezeigt, wobei für Patientenpopulationen von
10 oder mehr der positive Vorhersagewert im allgemeinen steigt,
während
der negative Steigungswert oder die Transmission abfällt. Daher
ist das Vorhandensein der Steigung oder der verminderten Transmission
ein Vorhersagewert für
den zukünftigen
klinischen Ausgang (z. B. Wahrscheinlichkeit eines Todesfalles),
sondern zusätzlich
ist je größer die
Bildung des Niederschlages (je größer der Abfall der Transmission
oder der Anstieg der Steigung) ist, desto größer ist die Vorhersage des
bevorstehenden Todes. 31 zeigt eine ROC-Graphik von
Sensitivität
gegenüber
Spezifität.
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Die
Daten lassen vermuten, daß 25%
der Zugänge
zu Intensivstationen einen Transmissionswert nach 18 Sekunden von
90% oder weniger (Steigung von –0,00132
oder weniger) während
ihres klinischen Verlaufs besitzen. Daher kann die Bestimmung der
Komplexbildung ein nützliches
Werkzeug sein, vorherzusagen, welche Patienten wahrscheinlich sterben
werden (und welche in dieser Gruppe wahrscheinlicher sterben als
andere), basierend darauf, daß sie
einen steileren Abfall in der Steigung oder Transmission besitzen,
und ein energisches Eingreifen mit den Hoffnungen erlauben, den
(wahrscheinlichen) bevorstehenden Tod zu verhindern. Die Überwachung
der Steigung ist auch eine Art der Überwachung der Wirkung des
Eingreifens.
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Daher
wird in einer Ausführungsform
der Erfindung die Wahrscheinlichkeit einer Systemstörung oder Sterblichkeit
eines Patienten (z. B. in einer Intensivstation) durch Zugeben eines
oder mehrerer Reagenzien zu einer Testprobe eines Patienten bestimmt,
das mindestens einen Bestandteil einer Blutprobe umfaßt, um die
Bildung eines Niederschlages, der ein Akute-Phase-Protein und ein Lipoprotein
umfaßt,
hervorzurufen. Dann wird die Bildung des Niederschlages gemessen,
gefolgt durch die Korrelation der Entstehung der Niederschlagsbildung
zu der Wahrscheinlichkeit einer Systemstörung oder Sterblichkeit des
Patienten. Das Verfahren kann mehrfach durchgeführt werden (z. B. täglich, wöchentlich,
etc.), um die Wirksamkeit der Therapie eines Patienten zu überwachen.
Der Vorhersagewert dieses Verfahrens allein oder in Verbindung mit
anderen medizinischen Indikatoren ist deutlich besser als der Vorhersagewert
ohne diese Untersuchung. Das Verfahren schließt auch das Messen der Bildung
des Niederschlages im Verlauf der Zeit ein, wie z. B. mit einem
automatisierten Meßgerät unter
Verwendung der optischen Transmission und/oder Absorption. Und die
Menge an Niederschlag, die im Verlauf der Zeit bestimmt wurde (oder
als letzter Endpunkt), kann mit der Wahrscheinlichkeit der Sterblichkeit
korreliert werden (je größer die
Niederschlagsbildung ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit
einer Systemstörung
oder Sterblichkeit, und umgekehrt). Die Niederschlagsbildung in
dieser Ausführungsform
kann sogar in Abwesenheit von Fibrinpolymerisation erfolgen.
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32 ist
ein Westernblot und 33 ist ein SDS-PAGE-Gel von
Calciumniederschlägen,
die aus DIC-Patienten isoliert wurden. 32 ist
ein Westernblot eines transferierten 2,5–5%-igen SDS-PAGE Gels das mit einem monoklonalen
Antikörper
auf apoB (vorliegend auf VLDL, IDL und LDL) untersucht wurde. In Bahn
1 in 32 ist normales menschliches Plasma, in Bahnen
2–5 ist
Plasma von DIC Patienten, wohingegen in Bahnen 6–9 Calciumniederschläge aus Plasmen
von DIC Patienten sind, das aus Patienten isoliert wurde, die in
den jeweiligen Bahnen 2–5
untersucht wurden. 33 ist ein 5–15% SDS-PAGE aus Calciumniederschlägen von
vier DIC-Patienten, die unter reduzierenden (Bahnen 1–4) und
nicht-reduzierenden (Bahnen 5–8)
Bedingungen der Elektrophorese unterworfen wurden. Ungefähr 5 Mikrogramm
Protein wurde von Patient #1 (Bahnen 1, 5); Patient #2 (Bahnen 2,
6); Patient #3 (Bahnen 3, 7) und Patient #4 (Bahnen 4, 8) beladen. Nach
der Elektrophorese wurde das Gel in Coomassie Blau eingefärbt, abgefärbt und
getrocknet. CRP und SAA wurden durch Immunoblotting identifiziert,
und apoB wurde durch N-Terminus-Sequenzierung und Immunoblotting
identifiziert.
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Es
wurde auch festgestellt, daß die
Komplexbildung durch Phnsphorylcholin, oder Phosphorylcholin mit
unterschiedlichen Fettsäurenseitenketten
(z. B. Phosphotidylcholin) oder Träger, die Phosphorylcholin, Phosphorylethanolamin
oder Phosphylethanolamin mit unterschiedlichen Fettsäureseitenketten
(z. B. Phosphotidylethanolamin) oder Trägern, die Phosphorylethanolamin
oder EACA und ähnliches
enthalten, verhindert werden kann. Es ist bekannt, daß CRP direkt
an PC bindet, und daß PC
mit Lipoproteinen um die Bindung an CRP konkurriert. Es wurde festgestellt,
daß Phosphotidylcholin
ein hauptsächlicher
Phospholipidbestandteil in dem Komplex ist. PE, apo(A) und Sphingomyelin
stellten sich als geringfügigere
Bestandteile heraus. Es wurde auch festgestellt, daß apo(B)
direkt an CRP binden kann, es ist jedoch unwahrscheinlich, daß dies in vivo
auftritt (und daher ist es unwahrscheinlich, daß dies zur Komplexbildung beiträgt), da
apo(B) nicht im Plasma in einer „freien" Form, nicht an ein Lipoprotein gebunden,
auftritt.
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Daher
wird in noch einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ein Verfahren bereitgestellt, das die Zugabe eines
oder mehrerer Reagenzien (die Gerinnung hervorrufen können oder
auch nicht) zu einer Testprobe eines Patienten einschließt, um die
Bildung eines Niederschlags hervorzurufen, der ein Akute-Phase-Protein,
das an ein Lipoprotein gebunden ist, umfaßt. Dann wird die Bindung des
Akute-Phase-Proteins an das Lipoprotein gemessen (entweder im Verlauf
der Zeit oder als Endpunkt). Ein hemmendes Reagenz wird vor oder
nach dein (den) Komplex induzierenden Reagenz (Reagenzien) zugegeben,
wobei das hemmende Reagenz zumindest zum Teil die Bindung des Akute-Phase-Proteins
an das Lipoprotein hemmt. Das Ausmaß der Hemmung wird dann bestimmt
(z. B. basierend auf der Menge des gebildeten oder nicht gebildeten
Komplexes). Das hemmende Reagenz kann nachdem das gesamte oder im
wesentlichen gesamte Lipoprotein an das Akute-Phase-Protein gebunden
wurde, oder das hemmende Reagenz kann sogar vor der Zugabe des Komplex
induzierenden Reagenz (der Reagenzien) zugegeben werden (z. B. zweiwertiges
Metallkation wie z. B. Calcium). Die Arten der komplexhemmenden
Substanzen können
z. B. die oben genannten sein, oder ein apo-Lipoprotein, das an CRP bindet, wie
z. B. apoB oder apoE, oder EDTA, Natriumcitrat, oder Antikörper für Epitope,
die bei der Komplexbildung involviert sind. Das komplexhemmende
Reagenz sollte bevorzugt z. B. die Bindung von CRP an ein Chylomicron
oder Chylomicronrest, oder LDL, VLDL oder IDL hemmen. Das Verfahren
kann durchgeführt
werden, indem das komplexauslösende
Reagenz und/oder das komplexhemmende Reagenz in mehr als einer Konzentration
zugegeben wird. Diese Ausführungsform
kann verwendet werden, um die Menge an Komplex zu quantifizieren
und/oder die Spezifität
des Komplexes zu bestimmen. Aufgrund der Korrelation des schlechten
klinischen Ausgangs und der Komplexbildung kann das komplexhemmende Reagenz
in einer Ausführungsform
als Therapeutikum verwendet werden, um die Menge an Komplex in vivo zu
vermindern.
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Obwohl
die hauptsächliche
Erfindung die Erkennung des Komplexes ist und dadurch die Vorhersage der
Sterblichkeit betrifft, betrifft die Erfindung auch die Bestimmung
des gesamten Lipoproteins (der Lipoproteine), die an CRP binden
(und daher die Bestimmung einer Gesamtmenge bestimmter Lipoproteine
in der Probe). Insbesondere wird ein Akut-Phasen-Protein (wie z. B. CRP) zu mindestens
einer Testprobe zusammen mit Niederschlagsinduzierenden, wie z.
B. einem zweiwertigen, Metallkation oder einem Reagenz, um den pH-Wert auf mindestens
unter 7 zu senken, gegeben. Das exogene Akut-Phasen-Protein stellt
sicher, daß im wesentlichen
das gesamte Lipoprotein VLDL, wie auch ein Großteil des LDL in der Testprobe
den Komplex/Niederschlag bilden werden. Da die Komplexbildung zwischen
CRP und VLDL und IDL im Vergleich zu zwischen CRP und LDL und HDL
in dieser Ausführungsform
viel größer ist
(siehe 42), kann der Komplex, der durch
Zugabe von exogenem CRP gebildet wird. auf gesamt VLDL und/oder
VLDL + IDL Niveaus korreliert werden. Bei Zugabe von zusätzlichem
CRP kann das CRP isoliertes oder gereinigtes CRP oder rekombinantes CRP
sein.
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Es
sollte verstanden werden, daß die
vorliegende Erfindung für
die Erkennung der Komplexbildung in Abwesenheit der Zugabe von exogenen
Lipiden zu der Testprobe, oder in Abwesenheit der Zugabe exogener Lipide
an den Patienten (z. B. intravenöse
Verabreichung von Lipiden wie z. B. Intralipid) nützlich ist.
Vielmehr ist die vorliegende Erfindung wünschenswert für die Erkennung
der patienteneigenen Lipoproteine wie z. B. VLDL, komplexiert mit
dem (den) patienteneigenen Akut-Phasen-Proteinen) wie z. B. CRP.
Durch Messung dieses „natürlichen" Lipoprotein-Akut-Phasen-Protein-Komplexes
(lieber als künstlich
die Komplexbildung aufgrund der Zugabe von exogenen Lipiden zu bewirken),
kann der Test eine hilfreiche Vorhersage des klinischen Ausgangs
darstellen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann die Steigung des Gerinnungsprofils und/oder die
Gesamtänderung
der Trübung
(z. B. gemessen durch optische Transmission oder Absorption) verwendet werden,
um den Zustand des Patienten zu diagnostizieren. Insbesondere werden
ein oder mehrere Reagenzien zu einer Testprobe aus einem Patienten
zugegeben. Die Testprobe sollte mindestens einen Bestandteil des
Blutes aus dem Patienten einschließen (z. B. kann Plasma oder
Serum verwendet werden). Die Reagenzien sind in der Lage, die Bildung
des Komplexes in vitro zu bewirken, wobei der Komplex mindestens
ein Akut-Phasen-Protein und mindestens ein Lipoprotein umfaßt, während im
wesentlichen keine Fibrinpolymerisation hervorgerufen wird. Die
Bildung des Komplexes wird im Verlauf der Zeit gemessen, um so ein
zeitabhängiges
Meßprofil
abzuleiten. Dann wird die Steigung und/oder die Gesamtänderung
der Trübung
(„Delta") verwendet, um den
Zustand des Patienten zu diagnostizieren (z. B. die Wahrscheinlichkeit
der Sterblichkeit des Patienten vorherzusagen).
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In
noch einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung schließt
ein Verfahren zum Testen von Therapeutika (oder „Testverbindung") oder Behandlungsmitteln
das Bereitstellen eines menschlichen oder tierischen Subjekts ein,
dessen Blut einer Komplexbildung ausgesetzt ist und Verabreichung
eines Therapeutikums an das menschliche oder tierische Subjekt,
dessen Blut Anzeichen der Komplexbildung zeigt. Dann wird ein Theraueutikum
entweder dem Subjekt verabreicht oder zu einer Testprobe in vivo
zugegeben, gefolgt von der Bestimmung, ob die Komplexbildung verstärkt, abgeschwächt oder
vollständig
verhindert wird. Wenn das Therapeutikum dem Patienten verabreicht
wird, ist es bevorzugt, daß es
im Verlauf der Zeit verabreicht wird, und daß die Komplexbildung (oder
das Fehlen davon) ebenfalls im Verlauf der Zeit überwacht wird.
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Zum
Zweck des vorangegangen beziehen sich die Begriffe „Testverbindung" und „Therapeutikum" auf eine organische
Verbindung, Arzneistoff oder pharmazeutisch aktives Mittel, insbesondere
eines, das getestet wird, um die Wirksamkeit in einer klinischen
Studie an einem menschlichen oder tierischen (bevorzugt Säugetier
wie z. B. Hund, Katze oder Ratte) Subjekt zu bestätigen (eher
als ein zugelassenes therapeutisches Mittel, das verwendet wird,
um eine Krankheit in einem speziellen Subjekt zu behandeln). Das
Therapeutikum kann im allgemeinen ein antibiotisches Mittel, ein
entzündungshemmendes
Mittel, ein gerinnungshemmendes Mittel, ein gerinnungsförderndes
Mittel, etc. sein. Zusätzlich
zu klinischen Untersuchungen oder zur Verwendung bei der Arzneistoffuntersuchung
kann das Verfahren auch in Verbindung mit einem zugelassenen therapeutischen
Mittel wie z. B. den oben beschriebenen, verwendet werden, um die
Wirksamkeit des therapeutischen Mittels bei einem bestimmten Patienten
zu überwachen.
Daher wird eine Gelegenheit bereitgestellt, wenn das besondere Therapeutikum
frühzeitig
als nicht wirksam für
einen speziellen Patienten erkannt wird, den Patienten auf ein anderes
Therapeutikum zu setzen, das sich als effektiver für diesen
Patienten erweisen kann.
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Tabelle
12 zeigt CRP, VLDL, Steigung 1 und die Trübungsänderungen bei 15 Patienten.
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- VLDL-Niveaus wurden auf 3 Arten gemessen: 1) Gesamtcholesterin,
2) ELISA für
Apo(B), und 3) Gesamtprotein durch die Bradford-Untersuchung.
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37–50 zeigen
weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung.