DE69227042T2

DE69227042T2 - Verfahren und zusammensetzungen zur verminderung von blutverlust

Info

Publication number: DE69227042T2
Application number: DE69227042T
Authority: DE
Inventors: Bruce L. A. Mercer Island Wa 98040 Carter; Martin William Woodinville Wa 98072 Edwards
Original assignee: Zymogenetics Inc
Current assignee: Zymogenetics Inc
Priority date: 1991-12-31
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2012-12-29
Also published as: DE69227042T3; EP0624095B1; ATE171071T1; US5607917A; EP0624095B2; WO1993012813A1; AU3423493A; CA2127107C; EP0624095A1; JPH07502734A; CA2127107A1; DE69227042D1

Description

Hinterrund der Erfindung

Blutverlust ist eine ernste Komplikation bei der Chirurgie am offenen Herzen und anderen großen Chirurgien. Ein bedeutender Anteil von transfundiertem Spenderblut geht auf Herzchirurgie-Patienten zurück. Bluttransfusionen beinhalten das Risiko von Krankheitsübertragung und nachteiligen Reaktionen. Darüber hinaus ist Spenderblut teuer und die Nachfrage übersteigt oft das Angebot.
Es sind pharmakologische und andere Verfahren zur Verminderung von Blutverlust und dem resultierenden Bedarf nach einer Transfusion beschrieben worden (Übersichtsartikel von Scott et al., Ann. Thorac. Surg. 50: 843-851, 1990). Es sind Prostacyclin und Desmopressinacetat getestet worden, aber die Ergebnisse mit Desmopressinacetat waren nicht schlüssig und keines dieser Agentien war in der Lage, den Bedarf nach postoperativen Transfusionen zu eliminieren.
Es ist berichtet worden, daß Rinder-Aprotinin bei der Verringerung von perioperativem Blutverlust wirksam ist (Royston et al., Lancet ii: 1289-1291, 1987; Dietrich et al., Thorac. Cardiovasc. Surg. 37 : 89-91, 1989). Es sind aber nachteilige Wirkungen, einschließlich Hypotonie und Hitzegefühl (Bohrer et al., Anaesthesia 45: 853-854, 1990) und allergischen Reaktionen (Dietrich et al., ibid.) berichtet worden. Die Verwendung von Aprotinin bei Patienten, die ihm zuvor ausgesetzt waren, wird nicht geraten (Dietrich et al., ibid.). Die Verwendung von aus Blut stammendem Aprotinin schaltet nicht das Risiko der Übertragung von viralen Krankheiten aus. Darüber hinaus ist Aprotinin bisher in den Vereinigten Staaten nicht zur Verwendung zugelassen worden.
EP 330 049 beschreibt die Prävention von intraventrikulären Hämorrhagien bei Frühgeburten durch Verabreichung von menschlichem Faktor XIII.
Es besteht weiterhin im Stand der Technik ein Bedarf an zuverlässigen und breit einsetzbaren Zusammensetzungen zur Verminderung von Blutverlust während und nach einem operativen/chirurgischen Eingriff. Insbesondere gibt es einen Bedarf an nicht-immunogenen Ansätzen, die nicht auf Erzeugnissen beruhen, die aus Blut erhalten wurden. Es besteht ebenfalls ein Bedarf an Zusammensetzungen, die nicht die nachteiligen Nebenwirkungen erzeugen, die bei Therapie mit Aprotinin beobachtet wurden. Die vorliegende Erfindung stillt diesen Bedarf, indem verbesserte Zusammensetzungen und deren Anwendung zur Verminderung von perioperativem Blutverlust bereitgestellt werden.

Offenbarung der Erfindung

Innerhalb der vorliegenden Erfindung wird Faktor XIII zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Verminderung von perioperativem Blutverlust bei einem Patienten, der sich einem operativen/chirurgischen Eingriff unterzieht, eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls die Verwendung einer wirksamen Menge an Faktor XIII in einem biologisch verträglichen Arzneimittelträger zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Verminderung von perioperativem Blutverlust bei einem Patienten, der sich einem operativen/chirurgischen Eingriff unterzieht, bereit. In einer Ausführungsform wird Faktor XIII dem Patienten als eine Bolus-Injektion, typischerweise innerhalb eines Tages vor dem chirurgischen Eingriff, verabreicht. In einer anderen Ausführungsform wird Faktor XIII in einer Dosis von 0,1-1,0 mg/kg Körpergewicht des Patienten, vorzugsweise 0,15-0,4 mg/kg Körpergewicht des Patienten, verabreicht. In einer anderen Ausführungsform wird dem Patienten auch Aprotinin verabreicht.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden durch Bezugnahme auf die anschließende ausführliche Beschreibung offensichtlich werden.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt die Verwendung von Faktor XIII zur Herstellung von pharmazeutischen Zusammensetzungen zur Verminderung von perioperativem Blutverlust bei Patienten bereit, die sich einem operativen/- chirurgischen Eingriff unterziehen, insbesondere bei Patienten, die sich einer großen Chirurgie oder Bauchchirurgie oder anderen chirurgischen Eingriffen mit dem Potential für einen Verlust von großen Volumen an Blut unterziehen. Diese Zusammensetzungen und deren Anwendung vermindert oder eliminiert den Bedarf an Gesamt-Spenderblut oder -Blutprodukten, wodurch das Infektionsrisiko und andere nachteilige Nebenwirkungen sowie die Operationskosten vermindert werden. Somit sind sie bei der Verminderung von Blutverlust bei normalen Patienten nützlich, d. h. solchen, die nicht angeborenen oder anderen präoperativen Blutungsstörungen, wie Störungen oder Mängel in bezug auf die Gerinnungsfaktoren leiden. Die Verminderung des Blutverlusts wird als eine Verminderung des Blutverlusts während der Operation, als verminderte postoperative Dränage oder beides gesehen.
Im Rahmen der Verwendung der vorliegenden Erfindung wird eine wirksame Menge an Faktor XIII mit einem biologisch verträglichen Arzneimittelträger vereinigt und einem Patienten verabreicht. Geeignete Arzneimittelträger schließen sterile, nicht-pyrogene wäßrige Verdünnungsmittel wie steriles Wasser für die Injektion, sterile gepufferte Lösungen oder sterile Salzlösungen ein. Die resultierende Zusammensetzung wird dem Patienten vor und/ oder während des operativen Eingriffs durch intravenöse Injektion oder Infusion verabreicht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Faktor XIII enthaltende Zusammensetzung als ein Bolus bis zu einer Woche vor dem operativen Eingriff, vorzugsweise aber innerhalb eines Tages vor dem operativen Eingriff, verabreicht.
Faktor XIII (ebenfalls als "Fibrinoligase" [Lorand et al., Prog. Hemost. Thromb. 5: 245-290, 1980] und "Fibrin-stabilisierender Faktor" [Curtis and Lorand, Methods Enzymol. 45: 177-191, 1976] bekannt) ist durch sein Vermögen gekennzeichnet, im aktivierten Zustand intermolekulare g-Glutamyl- e-Lysin-Quervernetzungen zwischen den Seitenketten von Fibrinmolekülen und zwischen anderen Substraten zu bilden. Das Enzym kommt im Plasma als ein tetrameres Zymogen von zwei a-Einheiten und b-Einheiten (als a&sub2;b&sub2; bezeichnet) vor, wird aber in anderen Geweben als ein a&sub2;-Dimer gefunden. Jede dieser Zymogen-Formen kann innerhalb der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sowie auch gentechnisch erzeugte Varianten von Faktor XIII, die ihre charakteristische Vernetzungsaktivität beibehalten haben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine "wirksame Menge" an Faktor XIII als die Menge definiert, die ausreicht, Blutverlust während oder nach dem operativen Eingriff um mindestens 15% zu vermindern. Die Menge an verabreichtem Faktor XIII wird ausreichen, um einen übernormalen Plasmaspiegel an Faktor XIII bereitzustellen. Eine wirksame Menge an Faktor XIII wird im allgemeinen in dem Bereich von etwa 0,1 bis 1,0 mg/kg Körpergewicht des Patienten sein, d. h. eine Dosis von etwa 10 mg bis 70 mg für einen Patienten mit 70 kg Körpergewicht. Dosen in dem Bereich von etwa 0,15 mg bis 0,4 mg/kg Körpergewicht des Patienten sind besonders bevorzugt. Die tatsächlich verabreichte Menge an Faktor XIII wird teilweise von derartigen Faktoren wie der Art des operativen Eingriffs und dem allgemeinen Zustand des Patienten, einschließlich vorher vorhandener Faktor XIII-Werte, abhängen. Im Falle von übermäßigem Blutverlust während des operativen Eingriffs kann zusätzlicher Faktor XIII verabreicht werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird Faktor XIII in Kombination mit Aprotinin verabreicht. Aprotinin (z. B. Trasylol, Bayer AG, Leverkusen, Deutschland) wird gemäß im Stand der Technik bekannter Verfahren, einschließlich intravenöser Infusion vor und während des operativen Eingriffs und durch den Sauerstoffapparat, verabreicht. Im allgemeinen wird eine Dosis zwischen etwa 2 · 10&sup6; KIU und 8 · 10&sup6; KIU eingesetzt werden, abhängig von derartigen Faktoren wie dem Gewicht des Patienten und die Dauer des operativen Eingriffs. Typischerweise wird eine Dosis von etwa 2 · 10&sup6; KIU in dem "Priming-Volumen" des extrakorpuralen Kreislaufs bereitgestellt. Eine zusätzliche Menge von 2 · 10&sup6; KIU kann als eine Belastungsdosis vor dem operativen Eingriff bereitgestellt werden, zusammen mit einer andauernden Verabreichung von ca. 500.000 KIU pro Stunde. Siehe Royston et al., ibid., Dietrich et al., ibid. und Fraedrich et al., ibid., die hierin durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Faktor XIII zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann gemäß bekannter Verfahren, wie denen durch Cooke und Holbrook (Biochem. J. 141: 79-84, 1974) und Curtis und Lorand (Methods Enzymol. 45: 177-191, 1976) offenbarten, aus Plasma hergestellt werden. Die a&sub2;-Dimer-Form von Faktor XIII kann aus Placenta hergestellt werden, wie dies in den US- Patenten 3,904,751; 3,931,399; 4,597,899 und 4,285,933, die durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden, offenbart wird. Es ist jedoch bevorzugt, rekombinanten Faktor XIII zu verwenden, um so die Verwendung von Erzeugnissen zu vermeiden, die aus Blut oder Gewebe stammen, die das Risiko der Krankheitsübertragung in sich tragen.
Verfahren zur Herstellung von rekombinantem Faktor XIII sind im Stand der Technik bekannt. Siehe zum Beispiel Grundmann et al., AU-A-69896/87 und Davie et al., EP 268,772, wobei letzteres Dokument die Expression von biologisch aktivem Faktor XIII, der frei von einer viralen Verunreinigung ist, beschreibt. Dieses Dokument schlägt weiterhin die Verwendung von Faktor XIII zur Prävention von postoperativen Blutungen vor, wobei dieser Begriff auf verzögerte Blutungen, die aus Wundheilungs-Störungen resultieren, hindeutet. Beide Dokumente werden in Gänze hierin durch Bezugnahme aufgenommen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das a&sub2;-Dimer von Faktor XIII auf cytoplasmatische Weise in der Hefe Saccharomyces cerevisiae, wie in WO-A-9 303 147 offenbart, hergestellt. Die Zellen werden geerntet und lysiert, und es wird ein klares Lysat hergestellt. Das Lysat wird durch Anionenaustausch-Chromatographie bei neutralem bis leicht alkalischem pH-Wert unter Verwendung einer Säule aus derivatisierter Agarose, wie DEAE Fast-Flow SepharoseTM (Pharmacia) oder dergleichen, fraktioniert. Faktor XIII wird dann aus dem Säuleneluat durch Einengen des Eluats und Einstellen des pH-Wertes auf 5,2-5,5, wie durch Diafiltration gegen Ammoniumsuccinat-Puffer, ausgefällt. Der Niederschlag wird dann gelöst und unter Verwendung herkömmlicher chromatographischer Verfahren, wie der Gelfiltration und der hydrophoben Wechselwirkungs-Chromatographie weiter gereinigt.
Der Fachmann wird erkennen, daß es bevorzugt ist, ein Faktor XIII-Protein zu verwenden, das mit dem Patienten syngenisch ist, um das Risiko, eine Immunantwort zu induzieren, zu vermindern. Die Herstellung und Charakterisierung von nicht-humanem Faktor XIII ist durch Nakamura et al. (J. Biochem. 78: 1245-1266, 1975) offenbart worden. Die vorliegende Erfindung umfaßt die Verwendung derartiger Faktor XIII-Proteine innerhalb veterinärmedizinischer Verfahren.
Wie vorstehend erwähnt, ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung besonders zur Anwendung bei chirurgischen Verfahren geeignet, bei denen ein wesentlicher Blutverlust erwartet werden kann. Diese Verfahren umfassen die Brustchirurgie, wie die Chirurgie am offenen Herzen und insbesondere die wiederholte Herzchirurgie, und die Bauchchirurgie, wie die Kolon-Resektion und die Deckung/ Wiederherstellung von Leber- oder Milz-Traumata.
Die folgenden Beispiele werden lediglich zur Veranschaulichung, nicht jedoch als Begrenzung der Erfindung, angegeben.

Beispiel 1

Zwanzig ausgewachsene männliche Kaninchen mit normalen Blutgerinnungs- Parametern werden in zwei Gruppen von jeweils zehn Tieren geteilt. Die experimentelle Gruppe erhält eine intravenöse Bolus-Injektion von 10 mg rekombinantem a&sub2;-Dimer von Faktor XIII (ausreichend, um den Plasmaspiegel auf das Drei-Fünffache des normalen zu heben), 10 mg/ml in 25 mM Glycin, 0,25 mM EDTA, 5% Sucrose, pH 7,4. Die Kontrollgruppe erhält eine äquivalente Injektion des Arzneimittelträgers allein. Die Tiere werden dann betäubt und ihre Bäuche werden chirurgisch geöffnet. Die Milz wird mobilisiert und auf eine vorher gewogene Mullbinde gelegt. Vier standadisierte Rißwunden werden der Milz jedes Tiers zugefügt und die folgenden Beobachtungen werden gemacht:
1. Blutungszeit, visuell geschätzt.
2. Blutverlust, geschätzt als der Unterschied zwischen dem Trockengewicht und dem Naßgewicht des Mulls 15 Minuten nach Beibringen der Verletzung.

Beispiel 2

Ein 70 kg wiegender erwachsener männlicher Patient, der für eine Herzchirurgie mit kardiopulmonärem Bypass vorgesehen ist, wird mit einer intravenösen Injektion von 4 ml Faktor XIII in 25 mM Glycin, 0,25 mM EDTA, 5% Succrose, pH 7,4 für eine Gesamtdosis von 25 mg behandelt. Der Patient wird durch Standardverfahren unter Verwendung kurzwirkender Barbiturate betäubt, gefolgt von einem Aufrechterhalten mit Halothan und Pancuronium. Nach Verabreichung von Heparin und der Insertion der Aorten- und Venen-Kanülen wird der Bypass gebildet und die Chirurgie durchgeführt. Nach Entfernung des Bypass wird die restliche Heparinisierung mittels Verabreichung von Protaminsulfat rückgängig gemacht. Perikardiale und mediastinale Drains werden vor Verschließen der Sternotomie insertiert und es wird Sog angelegt. Das Drainagevolumen wird beobachtet. Blutverlust in den Drains und auf Tupfern und ein Abfall des Hämoglobins werden gemessen, um die Wirksamkeit der Behandlung zu bestimmen.

Beispiel 3

Ein 72 kg wiegender männlicher Patient, der für eine Herzchirurgie mit kardiopulmonärem Bypass vorgesehen ist, wird mit Faktor XIII wie in Beispiel 2 behandelt. Der Patient wird mittels Standardtechniken betäubt. Nach Verabreichung von Heparin und der Insertion der Aorten- und Venen- Kanülen wird der Bypass vorgenommen mit 2 · 10&sup6; KIU Aprotinin (Trasylol, Bayer) in dem "Priming-Volumen", und der chirurgische Eingriff wird durchgeführt. Nach Entfernung des Bypass wird die restliche Heparinisierung durch Verabreichung von Protaminsulfat rückgängig gemacht. Perikardiale und mediastinale Drains werden vor Verschließen der Sternotomie insertiert und es wird Sog angelegt. Das Drainagevolumen wird beobachtet.

Claims

1. Verwendung von Faktor XIII zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung zur Verminderung von perioperativem Blutverlust bei einem Patienten, der sich einem operativen Eingriff unterzieht.

2. Verwendung nach Anspruch 1, umfassend die Verwendung einer wirksamen Menge an Faktor VIII in einem biologisch verträglichen Arzneimittelträger zur Herstellung eines Medikaments zur Verminderung von perioperativem Blutverlust bei einem Patienten, der sich einem operativen Eingriff unterzieht.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Faktor XIII in Kombination mit Aprotinin verwendet wird.

4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei Aprotinin in einer Dosis von 2 · 10&sup6; KIU bis 8 · 10&sup6; KIU verabreicht werden kann.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Faktor VIII in einer Dosis von 0,1-1,0 mg/kg Körpergewicht des Patienten verabreicht werden kann.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei Faktor XIII in einer Dosis von 0,15-0,4 mg/kg Körpergewicht des Patienten verabreicht werden kann.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Medikament für eine Bolus-Injektion geeignet ist.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Medikament einen Tag vor dem operativen Eingriff verabreicht werden kann.

9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Faktor XIII ein Faktor XIII-a&sub2;-Dimer ist.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei Faktor XIII rekombinanter Faktor XIII ist.

11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei es sich bei dem operativen Eingriff um eine Brustchirurgie handelt.