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Hämophilie
A ist eine vererbte Störung
der Blutkoagulation, die durch eine permanente Blutungsneigung aufgrund
eines Defekts im Blutgerinnungsmechanismus gekennzeichnet ist. Hämophilie A
wird verursacht durch einen Mangel (eine Defizienz) an Faktor VIII.
Das Koagulationsprotein Faktor VIII ist ein aus einer Kette bestehendes
Protein, welches die Aktivierung des Faktors X durch Proteasen im
spezifischen (intrinsischen) Koagulationsablauf reguliert. Es wird
in den Parenchymzellen der Leber synthetisiert und zirkuliert in
komplexierter Form mit dem „von-Willebrand-Protein". Einer von 10.000 männlichen
Personen wird mit einer Defizienz oder einer Dysfunktion des Faktor-VIII-Moleküls geboren. Die
resultierende Störung,
Hämophilie
A, ist gekennzeichnet durch Blutungen in den Weichgeweben, den Muskeln
und Gewicht tragenden Gelenken. Obwohl normale Hämostase eine 25%ige Aktivität des Faktors
VIII erfordert, weisen symptomatische Patienten gewöhnlich Faktor-VIII-Niveaus von unter
5% auf.
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Hämophile
Blutungen treten Stunden oder Tage nach einer Verletzung auf, können jedes
Organ betreffen und, wenn sie nicht behandelt werden, für Tage oder
Wochen andauern. Dies kann zu großen Ansammlungen von partiell
koaguliertem Blut führen, welches
Druck auf angrenzende normale Gewebe ausübt und zu einer Nekrose des
Muskels, Venenstauung oder ischämischen
Schädigung
von Nerven führen
kann. Hämophilie
A wird im Allgemeinen durch Verabreichung von rekombinantem oder
aus Plasma gewonnenem Faktor VIII an den Patienten behandelt; leichtere
Fälle können mit
Desmopressin behandelt werden. Jedoch werden zuweilen bei der Behandlung
von Patienten mit Faktor VIII oder Desmopressin keine zufrieden
stellenden Ergebnisse erzielt, und es kommt zu anhaltenden Blutungen.
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Somit
besteht ein Bedarf an der Entwicklung zusätzlicher Therapien zur Behandlung
der Hämophilie
A.
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Merck
Handbuch 1999, Seite 888, rechte Spalte, letzter Absatz, beschreibt
kryopräzipitierten Antihämophilie-Faktor
(Faktor VIII).
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Prog.
Clin. Biol. Res. 1990, Vol. 324, Seiten 269–278, beschreibt die Verwendung
von DDAVP und Kryopräzipitat
bei schwacher bis moderater Hämophilie
A.
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WO
00/27409 beschreibt die Herstellung biologischer Faktoren und Erzeugung
einer immunologisch begünstigten
Umgebung unter Verwendung genetisch veränderter Sertoli-Zellen.
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„Seminars
in Thrombosis and Hemostasis" 1996,
22(5), Seiten 427–436,
bezieht sich auf die Expression und physikochemischen Eigenschaften
des rekombinanten Faktors XIII.
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EP 0,268,772 betrifft die
Expression des biologisch aktiven Faktors XIII.
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WO
01/85198 beschreibt eine pharmazeutische Zusammensetzung, welche
einen Faktor VIIa and einen Faktor XIII enthält.
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Die
vorliegende Erfindung stellt die Verwendung des rekombinanten Faktors
XIII als einzige pharmazeutisch aktive Komponente zur Herstellung eines
Medikaments zur Behandlung von Hämophilie A
bereit.
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Die
vorliegende Erfindung erfüllt
somit den oben beschriebenen Bedarf auf dem Gebiet durch Verabreichung
rekombinanten Faktors XIII an Patienten mit Hämophilie A, bevorzugt zusammen
mit entweder Faktor VIII oder Desmopressin-Acetat oder sowohl Faktor
VIII als auch Desmopressin-Acetat.
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Diagnose der Hämophilie
A
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Nachdem
festgestellt wurde, dass eine Blutungsstörung vorliegt, muss der behandelnde
Arzt die Ursache dieser Störung
bestimmen. Für
diagnostische Zwecke wird das hämostatische
System in zwei Teile gegliedert, nämlich die Plasma-Koagulationsfaktoren
und die Blutplättchen.
Mit Ausnahme der Faktor-XIII-Defizienz verlängert jeder der bekannten Defekte
der Koagulationsproteine entweder die Prothrombin-Zeit (PT), die
partielle Thromboplastin-Zeit (PTT) oder beide dieser im Labor durchgeführten Screening-Assays.
Ein PT-Test wird durchgeführt,
indem eine rohe Präparation
des Gewebefaktors (üblicherweise
ein Gehirnextrakt) zu Zitrat antikoaguliertem Plasma gegeben wird,
das Plasma rekalzifiziert wird und die Koagulationszeit gemessen
wird. Ein PTT-Assay wird durchgeführt, indem ein Oberflächenaktivierendes
Agens, wie beispielsweise Kaolin, Silika oder Ellaginsäure, und
Phospholipid zu Zitrat-antikoaguliertem Plasma gegeben wird. Nach
einer ausreichend langen Inkubationszeit, um eine optimale Aktivierung
der Kontaktfaktoren zu gewährleisten,
wird das Plasma rekalzifiziert und die Koagulationszeit gemessen.
Der Name des PTT-Assays rührt
von den Phospholipid-Reagenzien her, die ursprünglich aus einem Lipid-angereicherten
Extrakt von Gesamt-Thromboplastin erhalten wurden; daher der Ausdruck „partielles" Thromboplastin.
Der PTT-Assay ist abhängig
von Faktoren sowohl spezifischer (intrinsischer) als auch allgemeiner
Pfade. Die PTT kann aufgrund einer Defizienz bezüglich eines oder mehrerer dieser
Faktoren oder aufgrund der Anwesenheit von Inhibitoren, welche ihre
Funktion beeinflussen, verlängert
sein. Obwohl im Allgemeinen davon ausgegangen wird, dass Verminderungen
der Faktor-Niveaus auf ungefähr
30 % des normalen Werts erforderlich sind, um die PTT zu verlängern, besteht
in der Praxis eine beträchtliche
Variabilität der
Sensitivität
verschiedener kommerziell erhältlicher
PTT-Reagenzien gegenüber
den verschiedenen Faktoren. Tatsächlich
können
die Niveaus von 25 % bis 40 % variieren; siehe Miale JB: Laboratory
Medicine-Hematology, 6th Ed., (CV Mosby, St. Louis, MS, 1982). Wenn
die PT oder PTT abnormal sind, werden quantitative Assays spezifischer
Koagulationsproteine unter Anwendung der PT- oder PTT-Tests und Verwendung
von Plasma aus kongenital defizienten Individuen als Substrat durchgeführt. Der
korrektive Effekt verschiedener Konzentrationen an Patienten-Plasma wird gemessen
und als Prozentsatz des normalen gepoolten Plasma-Standards ausgedrückt. Der
Intervall-Bereich für
die meisten Koagulationsfaktoren beträgt 50 bis 150 % dieses Durchschnittswerts;
das minimale, für
hinreichende Hämostase
erforderliche Niveau der meisten Einzel-Faktoren beträgt 25 %.
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Faktor VIII
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Die
spezifische Aktivität
des reinen Faktors VIII liegt im Bereich von 2.300 U/mg bis 8.000
U/mg. Für
eine Standardisierung wird 1 U des Faktors VIII definiert als die
Aktivitätsmenge
in 1 ml normalem gepooltem humanem Plasma, gemessen in einem Faktor-VIII-Assay
unter Verwendung von Faktor-VIII-defizientem Plasma. Die Häufigkeit
und Schwere von Blutungen bei der Hämophilie A kann anhand der Prokoagu lations-Niveaus
des Faktors VIII, getestet im Vergleich zu einem Referenz-Standard,
von dem angenommen wird, dass er Faktor-VIII-Niveaus von 100 % aufweist,
was einer Faktor-VIII-Aktivität
von 1,0 U/ml Plasma entspricht, vorhergesagt werden. Die Faktor-VIII-Niveaus
bei normalen Personen liegen in einem Bereich von 0,50 bis 2,0 U/ml.
Bei Personen mit Faktor-VIII-Niveaus < 1 % des normalen Werts (< 0,1 U/ml bzw. 0,01
U/ml) treten Blutungen auf, die durchschnittlich eine zwei- bis
viermalige Therapie im Monat erforderlich machen. Solche Patienten
werden als schwere Hämophile
eingestuft. Patienten mit Faktor-VIII-Niveaus > 5 % des normalen Werts (> 0,05 U/ml) werden
als schwach Hämophile betrachtet,
bei denen Blutungen gewöhnlich
nur aufgrund eines Traumas (einer Verletzung) oder eines operativen
Eingriffs auftreten.
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Behandlung der Hämophilie
A
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Das
hämostatisch
wirksame Plasma-Niveau ist für
jeden Koagulationsfaktor unterschiedlich und ist zum Teil abhängig von
der Natur, dem Ausmaß und
der Dauer der blutenden Läsion.
Die Dosis des Ersatzfaktors wird in Einheiten (Units, U) berechnet: 1
U ist die Aktivität
eines bestimmten Koagulationsfaktors, die in 1 ml gepooltem, zitriertem,
frischem gefrorenem humanem Plasma vorliegt. Der Faktor muss in
ausreichender Menge vorliegen, um seine Entfernung (Clearance),
metabolische Halbwertzeit und sein Verteilungsvolumen innerhalb
des Körpers zu
ermöglichen.
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Die
Halbwertzeit des Faktors VIII in Plasma beträgt zwischen 8 und 12 Stunden,
wobei ein anfänglicher
rapider Abfall des Niveaus aufgrund der Diffusion in extravaskuläre Pools
auftritt. Das minimale hämostatische
Niveau von Faktor VIII bei relativ schwachen Blutungen beträgt 30 %
(0,3 U/ml Plasma), während
das Niveau bei fortgeschrittenen Gelenk- oder Muskelblutungen oder
anderen schweren hämorrhagischen
Läsionen
50 % beträgt
(0,5 U/ml Plasma). Für
eine Ausheilung derartiger fortgeschrittener Läsionen sind ein bis mehrere
Tage Aufrechterhaltungstherapie (Maintenance-Therapie) erforderlich.
Die Auflösung
wird im Allgemeinen durch Wiederholen der Infusion in 24-Stunden-Abständen mit ungefähr 75 %
der Original-Dosis
erreicht. Bei lebensbedrohlichen Läsionen oder operativen Eingriffen
sollten Niveaus von 80 % bis 100 % (0,8 – 1,0 U/ml Plasma) erreicht
werden, und das Faktor-VIII-Niveau sollte mittels angemessener Faktor-VIII-Dosen,
die in Abständen
von 8 bis 12 Stunden infundiert werden, oberhalb eines Bereichs
von 30 % bis 50 % gehalten werden. Therapiepläne mit diesen häufigeren
Infusionen verringern das Auftreten übermäßig geringer Faktor-VIII-Niveaus
unmittelbar vor einer Infusion und ebenso die Gesamtmenge an Faktor,
die erforderlich ist, um bestimmte minimale Plasma-Niveaus in vivo
aufrecht zu erhalten. Therapiepläne
mit konstanten Infusionen stellen eine weitere Möglichkeit dar, um Niveaus oberhalb
eines festgesetzten Minimums zu halten.
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Die
Dosen können
durch Multiplizieren des Plasma-Volumens des Empfängers (in
Milliliter) mit der gewünschten
Zunahme des Faktors VIII (in Units pro Milliliter) berechnet werden.
Eine einfachere und reproduzierbare Dosis-Berechnung beruht darauf, dass
jede Einheit an infundiertem Faktor VIII pro Kilogramm Körpergewicht
einen 2%-igen Anstieg des Faktor-VIII-Niveaus im Plasma ergibt (d.
h., 0,02 U/ml Plasma). Beispielsweise beinhaltete eine Therapie eines
50 kg schweren Patienten mit einer ausgeprägten Lazeration die Aufrechterhaltung
eines 30%-igen Faktor-VIII-Niveaus
in vivo bis zur vollständigen
Ausheilung. Dies kann durch eine anfängliche Infusion mit 1500 U
(30 × 50
kg) Faktor VIII zu einem Niveau von 60 % und anschließende Verabreichung
von 750 U alle 12 Stunden über
7 bis 10 Tage erreicht werden, wobei die Einstellungen der Dosis
alle paar Tage, wie durch Faktor-VIII-Assays angezeigt, vorgenommen werden.
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Behandlung der Hämophilie
A mit Faktor VIII und Faktor XIII
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung stellt eine Verbesserung der
oben beschriebenen Behandlung von Hämophilie A dar, indem Faktor
XIII zusammen mit Faktor VIII verabreicht wird. Der Faktor XIII
kann zu jeder beliebigen Zeit allein oder gleichzeitig mit dem Faktor
VIII verabreicht werden, um entweder eine Blutung zu stoppen oder
dieser vorzubeugen.
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Faktor
XIII, der ebenso als Fibrin-stabilisierender Faktor bekannt ist,
zirkuliert im Plasma mit einer Konzentration von 20 μg/ml. Das
Protein liegt im Plasma als Tetramer vor, welches aus zwei A-Untereinheiten
und zwei B-Untereinheiten besteht. Jede Untereinheit weist ein Molekulargewicht
von 83.000 Da auf, und das gesamte Protein besitzt ein Molekulargewicht
von ungefähr
330.000 Da. Der Faktor XIII kata lysiert die Vernetzung zwischen
den γ-Glutamyl- und
den ε-Lysylgruppen
verschiedener Fibrinstränge. Die
katalytische Aktivität
von Faktor XIII liegt in den A-Untereinheiten.
Die B-Untereinheiten wirken als Träger für die A-Untereinheiten im Plasma-Faktor
XIII. Das Niveau von Faktor XIII im Plasma kann durch Verabreichung
eines Faktor-XIII-Konzentrats, welches aus humaner Plazenta gewonnen
und als FIBROGAMMIN® (Aventis Corp.) bezeichnet
wird, oder durch Verabreichung von rekombinantem Faktor XIII erhöht werden.
Rekombinanter Faktor XIII kann gemäß dem in dem Europäischen Patent
Nr. 0 268 772 B1 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
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Eine
pharmazeutische Zusammensetzung, welche den Faktor XIII enthält, kann
gemäß bekannten
Methoden zur Herstellung pharmazeutisch geeigneter Zusammensetzungen
formuliert werden, wobei die therapeutischen Proteine in einer Mischung
mit einem pharmazeutisch akzeptablen Träger kombiniert werden. Es wird
von einem „pharmazeutisch
akzeptablen Träger" bei einer Zusammensetzung
gesprochen, wenn die verabreichte Zusammensetzung von einem Patienten
als Empfänger
toleriert werden kann. Eine geeignete pharmazeutische Zusammensetzung
von Faktor XIII enthält
1 mM EDTA, 10 mM Glycin, 2 % Saccharose in Wasser. Eine alternative Formulierung
ist eine Faktor-XIII-Zusammensetzung, enthaltend 20 mM Histidin,
3 % (Gewicht/Volumen) Saccharose, 2 mM Glycin und 0,01 % (Gewicht/Volumen)
Polysorbat, pH 8. Die Konzentration des Faktors XIII sollte bevorzugt
1 bis 10 mg/ml, bevorzugter etwa 5 mg/ml, betragen.
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Andere
geeignete Träger
sind einem Fachmann auf dem Gebiet bestens bekannt; siehe z.B. Gennaro
(ed.) Remington's
Pharmaceutical Sciences, 19th Edition (Mack Publishing Company, 1995).
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Verabreichung von Faktor XIII
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Faktor
XIII kann intravenös,
intramuskulär oder
subkutan verabreicht werden, um Hämophilie A zu behandeln. Bei
der Verabreichung therapeutischer Proteine durch Injektion kann
die Verabreichung als kontinuierliche Infusion oder durch einen einzigen
Bolus oder mehrere Boli erfolgen. Die Niveaus des Faktors XIII in
einem Individuum können anhand
von Assays, die auf dem Gebiet bestens bekannt sind, wie beispielsweise
des BERICHROM®F-XIII-Assays
(Dade Behring Marburgh GmbH, Marburg, Deutschland) bestimmt werden.
Ein normaler Erwachsener besitzt durchschnittlich etwa 45 ml Plasma
pro kg Körpergewicht.
Jeder Liter Blut weist 1000 Einheiten (Units, U) an Faktor XIII
auf. Die verabreichte Menge an Faktor XIII sollte ausreichend sein,
um das Niveau von Faktor XIII im Plasma einer Person auf 100 % des
normalen Plasma-Niveaus oder leicht darüber, d. h., 1 bis 5 % über normal,
zu bringen. Eine Dosis von 0,45 U/kg hebt das Niveau an Faktor XIII
um etwa 1 %, verglichen mit dem normalen Niveau, an. Eine Einheit
(Unit) Faktor XIII entspricht etwa 10 μg des rekombinanten Faktors
XIII, welcher lediglich die dimerisierte A-Untereinheit enthält. Somit würden, um das Niveau von Faktor
XIII um 1 % anzuheben, etwa 4,5 μg
der A2-Untereinheit pro Kilogramm Körpergewicht der Person verabreicht werden.
Um das Niveau auf 30 % des normalen Niveaus anzuheben, wäre somit
eine Verabreichung von 13,5 U/kg angezeigt. Dies wären für eine Person von
75 kg Körpergewicht
ungefähr
1012,5 U. Bei einigen Patienten können konsumtive Koagulationspathien
bestehen, welche Faktor-XIII-Verluste beinhalten. In derartigen
Fällen
können
eine höhere
Dosierung (z. B. 1–2
U/kg-%) oder mehrfache Dosierungen des Faktors XIII (z. B. 1–2 U/kg-%-Tag)
erforderlich sein.
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Behandlung von schwacher Hämophilie
A mit Desmopressin
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Bei
Patienten mit schwacher Hämophilie
A (Faktor-XIII-Niveaus > 5%
des normalen Werts) treten keine spontanen Blutungen auf, sondern
gewöhnlich
nur nach einem Trauma (einer Verletzung) oder einem operativen Eingriff.
Die derzeitige Behandlungsmethode der Wahl für Patienten mit Faktor-XIII-Niveaus > 10 % stellt Desmopressin
dar. Desmopressin ist ein synthetisches Analog des natürlichen
Hypophysenhormons 8-Arginin-Vasopressin. Obwohl der genaue Mechanismus
nicht bekannt ist, wird angenommen, dass es die Freisetzung des
Faktors VIII aus Speichern stimuliert. Die Routine-Dosis besteht
aus 0,3 ?g/kg in 50 ml normaler Salzlösung, die intravenös über einen
Zeitraum von 30 bis 40 Minuten verabreicht wird. Um festzustellen,
wie ein einzelner Patient auf Desmopressin anspricht, sollte ein Stufentest
durchgeführt
werden. Wenn bei dem Patienten keine Blutungen auftreten, wird ein
Faktor-VIII-Grundniveau erhalten und dann die Dosis an Desmopressin
verabreicht. Dreißig
bis 45 Minuten nach Beendigung der Infusion wird ein zweites Faktor-VIII-Niveau überprüft. Das
Faktor-VIII-Niveau sollte wenigstens um das Dreifache anstei gen.
Wenn die Niveaus auf > 80
% des normalen angestiegen sind, ist die Antwort hinreichend für einen
größeren operativen
Eingriff. Bei einigen Patienten kann das Desmopressin nur für kleinere
Blutungen verwendet werden, da die Faktor-VIII-Niveaus nicht ausreichend ansteigen.
Desmopressin kann gegebenenfalls auch zusammen mit dem Faktor VIII
verabreicht werden. Wenn Desmopressin für einen größeren operativen Eingriff verwendet
wird, sollte es eine Stunde vor dem Eingriff und dann alle 12 Stunden
gegeben werden. Tachyphylaxie kann nach wiederholten Gaben von Desmopressin
neben der Erschöpfung
von gespeichertem Faktor VIII auftreten. Dadurch sinken die Faktor
VIII-Niveaus häufig
nach den ersten zwei Tagen der Verabreichung ab. Beim Auftreten
von Tachyphylaxie sollte Faktor VIII verabreicht von Desmopressin
werden.
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Behandlung von schwacher Hämophilie
mit Desmopressin und Faktor XIII
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Die
vorliegende Erfindung umfasst außerdem die Verabreichung des
Faktors XIII zusammen mit Desmopressin zur Behandlung von Hämophilie A.
Die Verabreichung von Faktor XIII mit Desmopressin kann sogar die
oben beschriebene Tachyphylaxie verhindern.
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Faktor
VIII wird von einer Anzahl von Unternehmen sowohl als rekombinante
als auch aus Plasma gewonnene Formulierung hergestellt. Darunter seien
folgende genannt: KOGENATE® (ein rekombinanter Faktor
VIII), hergestellt von Bayer Corp. West Haven, CT; RECOMBINATE® (ein
rekombinanter Faktor VIII), hergestellt von Baxter Healthcare Corp., Glendale,
CA; HELIXATE® (ein
rekombinanter Faktor VIII), hergestellt von Centeon L.L.C, King
of Prussia, PA; HEMAFIL M (human, aus Plasma gewonnen), hergestellt
von Baxter Healthcare Corp.; HUMATE-P CONCENTRATE® (human,
aus Plasma gewonnen), hergestellt von Centeon L.L.C.; KOATE-DVI® (human,
aus Plasma gewonnen, hergestellt von Bayer Biological; KOATE HP
(human, aus Plasma gewonnen), hergestellt von Bayer Biological;
MONOCLATE-P® (human,
aus Plasma gewonnen), hergestellt von Centeon L.L.C..
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Desmopressin-Acetat
wird von Rhȏne-Poulenc Rorer, Collegeville, PA, von Ferring
Pharmaceutical, Tarrytown, NY, und von Centeon, King of Prussia,
PA, hergestellt.