JP2001526071A - 哺乳動物の管外組織への組成物の経管投与 - Google Patents

哺乳動物の管外組織への組成物の経管投与

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Abstract

(57)【要約】 プラスミド、ウイルス、ベクター又はその他の遺伝子ベクター等の巨大分子アセンブリを筋肉組織等の管外組織に投与するための組成物、方法、キット及び装置が提供される。前記組成物は、前記巨大分子アセンブリと、血管透過性促進剤とを有する。別実施例に於いて、前記組成物は、更に、血管拡張剤を有する。本発明の前記方法は、血管透過性促進剤を血管に供給する工程と、巨大分子アセンブリを前記血管に供給する工程を有する。哺乳動物の血管への流体の供給の前に、この流体に酸素を体外供給するのに有用な酸素供給器も本発明に含まれる。心臓循環の分離、大静脈流の右心房からの転送、その他の目的のためのに、ここに記載のカテーテルを使用する方法も記載される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の分野 本発明の分野は、遺伝治療及び心臓治療である。
【0002】 発明の背景 ウイルスは本来的に核酸を細胞に供給するものであり、従って、遺伝子投与ビ
ヒクルとして利用されてきたことはよく知られている。しかしながら、組換えウ
イルスが核酸を細胞に供給するためには、ウイルスは、先ず、その細胞に対する
アクセスを有さなければならない。哺乳動物内でウイルスを循環させることによ
っては、それに対して核酸を供給することが望まれる細胞へのアクセスが容易に
なるとは限らない。本発明は、核酸を供給することが望まれる細胞に対するウイ
ルスのアクセスを提供する手段を提供する。
【0003】 いくつかの筋ジストロフィー症に関わる遺伝子産物の全長cDNAの細菌のク
ローニング(リム(Lim)他,1995,Nature Gnetics 1
1:257−265;ピッコロ(Piccolo)他,1995,Nature
Genetics,10:266−273;ニグロ(Nigro)他,199
6,Nature Genetics 14:195−198;ボンネマン(B
onnemann)他,1995,Nature Genetics 11:2
66−273及び及びヘルブリング‐レクラーク(Helbling−Lecl
erc)他,1995,Nature Genetics 11:216−21
8)は、体細胞遺伝子転移用の様々なウイルスベースのベクターの改良と平行し
てきた。(ヤン(Yang)他,1994,Nature Genetics
7:362−368; イェー(Yeh)他,196,J.Virology
70:559−565;及びウィルソン(Wilson),1996,New
Eng. J.Med. 334:1185−1187)。これらの疾患に於け
る一般的な筋肉の関わりとその結果発生する呼吸機能不全は、哺乳類組織及び器
官に対する組織ベクターのイン・ヴィヴォ導入に対する必要性が注目されてきた
(ボランド(Boland)他,1996,Pediatric Nerolo
gy,14:7−12;ステッドマン(Stedman)他,1991,Nat
ure 352:536−539;シュレンカー(Schlenker)他,1
991,J.Appl. Physiol.71:1655−1662及びスミ
ス(Smith)他,1987, New Engl.J.Med.316:1
197−1205)。生理的条件下に於いて、骨格筋巨大分子の連続内皮は、ア
ルブミンよりも大きなたん白質に対して実質的に不透過であり(Stokes半
径3.5ナノメータ;バーン(Berne)他,1992,In:Physio
logy,Mosby,St.Louis)、その下の基底板は、より大きな巨
大分子凝結物の拡散を規制する(マイノ(Majno)他,1961,J.Bi
ophys.Biochem.Cytol.11:571−597)。
【0004】 そのような組成物を必要とする哺乳動物に対して治療効果を有する組成物の導
入の目的のために、筋肉に対する大きな巨大分子のアクセスを容易にする組成物
と方法とを開発する早急な必要性が存在する。
【0005】 筋ジストロフィー及びその他の筋疾患は、遺伝し、筋遺伝子の非発現又は異常
発現によって、正常な筋肉制御の弱化、異常発達、および/又は損失が生じる一
般に進行性の障害である。その内のいくつか(たとえば、ミトコンドリアミオパ
シー)は、ミトコンドリアDNAの欠失に関連するものではあるが、これらの障
害の多くは、染色体突然変異に関連付けられてきた。たとえば、デュシェンヌ筋
ジストロフィー(DMD)は、ジストロフィンたん白質をコードするヒト遺伝子
に於ける突然変異に関連付けられてきた。
【0006】 末期DMDの臨床過程に於いては呼吸compromiseが支配的になるが
、そのようなDMS患者に於いてその背後の心筋障害が普遍的に存在する。ジス
トロフィノパシに関連するもの(たとえば、ベッカー筋ジストロフィー)やsa
rcoglycanopathyに関連するもの(たとえば、肢帯筋ジストロフ
ィー)を含めて、いくつかの筋ジストロフィーに於いては、移植を必要とするの
に十分重度の心不全が時に観察される(ピッコロ(Piccolo)他,199
4,Neuromusc.Diord.4−143−146;ファディック(F
adic)他,1996,N.Engl.J.Med.334:362−366
)。更に、少なくとも12のその他の遺伝子産物が、ヒトに於ける劣性遺伝拡張
心筋症の発病に関連している(ファディック(Fadic)他,1996,N.
Engl.J.Med.334:362−366;ピッコロ(Piccolo)
他,1995,Nature Genet.10:243−245;リム(Li
m)他,1995,Nature Genet.11:257−265;ノグチ
(Noguchi)他,1995,Science 270:819−822;
ニグロ(Nigro)他,1996,Nature Genet.14:195
−198;ニグロ(Nigro)他,1997,Hum.Mol.Genet.
6:610−607;ビオネ(Bione)他,1994,Nature Ge
net.8:323−327;タローニ(Taroni)他,1992,Pro
c.Nat.Acad.Sci.U.S.A.89:8429−8433;ウィ
ット(Witt)他,1992,J.Neurol.239;302−306;
ホー(Ho)他,1985.,1994,Cell 77:869−880;ラ
イヒマン(Reichmann)他,1991,Eur.Heart J.12
(Suppl.D):169−170;エイシ(Eishi)他,1985,H
um.Pathol.16:193−197;ビオネ(Bione)他,199
6,Nature Genet.12:385−389;ヨコヤマ(Yokoy
ama)他,1987,Br.Heart J.57:296−299;エレダ
ー(Elleder)他,1990,Virchows Arch.A.Pat
hol.Anat.Histopathol.417:449−455;ナガオ
(Nagao)他,1991,Clin.Genet.39:233−237;
シュルテイス(Schultheiss)他,1996,Mol.Cell B
iochem.163−164:319−327)。
【0007】 たとえば、全ての心臓筋細胞中におけるトランスジェニック発現を達成するた
めに生殖細胞系遺伝子転移の能力を開発するために、一般的なヒト心臓疾患がネ
ズミに於いて再生されている。その他に依る二つの研究は、その遺伝子転移が心
臓筋細胞の大部分又は全部に於いて発生するということを前提として、成体の哺
乳動物に於ける体細胞遺伝子転移後に於いて心臓中のトランス遺伝子の発現の潜
在的治療上の利点を示唆している。心臓肥大症や拡張心筋障害等の広範囲に渡る
疾患を対象とする、これら両方の研究に於いて、Gたん白質介在シグナリング経
路がターゲットとされている。
【0008】 第1の研究に於いて、ベータアドレナリン受容体キナーゼ1(bARK1)の
ペプチドインヒビターをコードするcDNAが、心筋特異アルファミオシン長鎖
プロモータの制御下で発現された(ポックマン(Pockman)他,1998
,Proc.Natl.Acad.Sci.USA95:7000−7005)
。この構造物を組み込んだトランスジェニックマウスを、最近開発された心筋症
系(筋LIMたん白質欠乏{MLP-1-})からのマウスと交雑することによっ て、その子に於いて心筋障害が防止されるという驚くべき知見が得られた。トラ
ンスジェニックコード化されたインヒビターは、LIMたん白質の正常に作用に
直接には関連しない一般的メカニズムを通じてこれらの異常を防止した。この研
究は、ヒトの心臓組織に類似の遺伝子構造物を導入することが、そのような遺伝
子構造物をヒトの心筋細胞に対して効率良く特異的に導入されるだけで、様々な
心筋障害に苦しむヒトに対して大きな治療上の利点を持ちうる、ということを示
唆している。
【0009】 第2の研究に於いて、心筋細胞アドレナリン受容体と、Gqサブクラスのたん
白質との間の結合のペプチドインヒビターをコード化するcDNAが、心筋−特
異性アルファミオシン長鎖プロモータの制御下に於いて発現された(アクター(
Akhter)他,1998,Science280:574−577)。この
構造物を組み込まれたトランスジェニックマウスが、術中外科横断大動脈収縮に
よって心圧過負荷を受けた。このインヒビターの心臓過剰発現によって、圧力過
負荷に対する心臓肥大応答が大幅に減少した。心臓過負荷に対するヒトの心臓疾
患応答に関連するいくつかのシグナル伝達経路が、前記外科処置の結果、活性化
されたことが示された。強いシグナル活性化のセッティングに於いて、前記ペプ
チドインヒビターの発現に関連する心臓肥大の減少は、前記インヒビターが複数
のシグナル伝達カスケードに共通する一つの位置に於いて作用する、ということ
を示している。この研究は、又、ヒトの心臓組織に類似の遺伝子構造物を導入す
ることが、そのような遺伝子構造物をヒトの心筋細胞に対して効率良く特異的に
導入されるだけで、様々な心筋障害に苦しむヒトに対して大きな治療上の利点を
持ちうる、ということも示唆している。
【0010】 その他の心臓障害(たとえば、心不全、心筋硬塞、リューマチ熱、リューマチ
熱、不整脈、うっ血性心不全、伝染性心内膜炎、及び心嚢炎)は、様々な非先天
的な原因と関連していることが知られているが、それでも、もしも有用な遺伝子
産物をコードする核酸を有する遺伝子ベクターが、心臓組織に対して特異的かつ
安全に提供されうるならば、遺伝子治療法から恩恵を受けるかもしれない。
【0011】 残念ながら、人体内に於ける心臓の位置により、従来は、心臓組織に対して直
接又は局所的に治療を提供するために侵入性が高い処置が必要とされた。時とし
てそのような侵入性の高い処置に伴う重大な生理学的な合併症に加えて、これら
の介入処置によって、それらを受ける患者は大きな心理的負担を受ける可能性も
ある。これらの患者は、肉体的トラウマと侵入的心臓処置に関連する長い回復器
官とに耐え、しばしば、回復後に於いて、肉体的及び精神的に痛手をおった状態
となる。
【0012】 心臓及びその他の筋組織に於ける局所遺伝子療法を行う方法が深刻に不足して
いることにより、心臓及びその他の筋疾患を患う患者は、遺伝子ベクターに対し
てなされた改良の多くと、それらの悩みが、いかにして遺伝子治療法を使用する
ことによって軽減されるかに関するより大きな理解とから、恩恵を受けることが
出来ないのである。本発明は、この危急の必要性に答える、局所的筋肉遺伝子治
療法、組成物、キット及び装置を提供するものである。
【0013】 発明の要旨 本発明は、哺乳動物の大静脈内に挿入可能な心臓遮断カテーテルに関する。当
該カテーテルは以下を有する、 (a)その内部で長手方向に延出する静脈血液流ルーメンと、近端と、遠端部
と、近端ポートと、遠端ポートとを備える中空筒状本体、 (b)前記本体に取り付けられた遠端導管シート、そして (c)前記本体に取り付けられた近端導管シート。
【0014】 前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シートが右心房
と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他方の導管
シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置決め可能
である。前記遠端ポートは、前記遠端導管シートに対して遠端側に位置する。前
記近端ポートは、前記近端導管シートに対して近端側に位置する。前記カテーテ
ルが、哺乳動物の大静脈内にすえつけられた時、腕頭静脈の接合部の血液と、肝
静脈の血液が、前記両ポートを介して前記静脈血液流ルーメンと流体連通する。
【0015】 本発明の前記心臓遮断カテーテルの一好適実施例に於いて、前記遠端導管シー
トと前記近端導管シートとの少なくとも一つは、前記本体の周囲に延出する隆起
面を有する。たとえば、前記導管シートは、一対の互いに近接離間配置された隆
起面とすることができ、これにより、大静脈は、これら一対の隆起面の間で大静
脈を包囲することによって前記導管シートに於いて確実に着座される。或いは、
前記導管シートを、一対の互いに近接離間配置された隆起面から構成し、前記カ
テーテルの本体に、その内部に於いて長手方向に延出するとともに、前記一対の
近接離間隆起面間に位置する吸入ポートと連通する吸入ルーメンを備えたものと
し、これによって、大静脈が、前記吸引ルーメンに対して吸引力を付与すること
によって前記導管シートに確実に着座されるように構成することも可能である。
【0016】 別の実施例に於いて、前記遠端導管シートと前記近端導管シートとの内の少な
くとも一方は伸張可能である。この伸張可能導管シートは、前記本体に取り付け
られるとともに、この本体内で長手方向に延出する膨張ルーメンと連通する内部
を有するバルーンとすることが可能であり、これにより、大静脈は、カテーテル
を哺乳動物の大静脈内に位置決めした後、前記バルーンを膨張させることによっ
て前記導管シートにしっかりと着座することが可能である。前記遠端導管シート
と遠端導管シートとの両方を、前記本体に取り付けられるとともに、前記膨張ル
ーメンと連通する内部を有するバルーンとして構成することも可能である。
【0017】 本発明の前記心臓遮断カテーテルの別実施例に於いて、前記カテーテルの前記
本体は、その内部に於いて長手方向に延出するアクセスルーメンと、前記遠端導
管シートと近端導管シートとの間に位置するアクセスポートとを備える。前記ア
クセスポートは、前記アクセスルーメンと連通している。この実施例に於いて、
請求項8の心臓遮断カテーテルは、更に、遠端部を備える第2カテーテルを有す
る。該第2カテーテルは、前記アクセスルーメン内に位置決め可能で、かつ、前
記アクセスポートを通して付勢可能である。前記第2カテーテルの遠端部は、こ
の第2カテーテルの遠端部を、哺乳動物の肺大動脈内に位置決めするための湾曲
部とすることができる。たとえば、該第2カテーテルの遠端部は、ヒトの心臓の
形状に適合したものとすることができる。或いは、又はそれに加えて、第2カテ
ーテルの遠端部は、この第2カテーテルの遠端部を哺乳動物の肺大動脈内に位置
決めするための変形可能部とすることができる。該第2カテーテルは、ワイヤ巻
きカテーテルとすることができ、その遠端部に肺動脈バルーンを有し、および/
又は、その内部に於いて長手方向に延出する圧力放出ルーメンと、この圧力放出
ルーメンと流体連通する右心室圧力放出ポートを備えたものとすることができる
【0018】 更に別の実施例に於いて、本発明の前記心臓遮断カテーテルは、その本体内に
於いて長手方向に延出する流体流ルーメンと、前記本体内の、前記遠端導管シー
トと近端導管シートとの間に配置される右心房流体アクセスポートとを有する。
前記本体は、この本体周りに配置された複数の右心房流体アクセスポートを有す
るものとしてもよい。
【0019】 本発明の前記心臓遮断カテーテルは、更に、少なくとも一つの非侵入性検出可
能マーカを有するものとすることができる。
【0020】 本発明は、更に、本発明の前記心臓遮断カテーテルを有する外科キットにも関
する。
【0021】 本発明は、更に、哺乳動物の心臓を、その哺乳動物の循環系の残りの部分から
遮断するためのキットにも関する。このキットは以下を有する、 (a)その内部に於いてその近端部から延出する少なくとも一つのアクセスル
ーメンを備える本発明の心臓遮断カテーテル、 (b)前記アクセスルーメン内に挿入可能な第2カテーテル、そして (c)大動脈内(endoaortic)カテーテル。
【0022】 前記第2カテーテルは、遠端部と、その内部で長手方向に延出する膨張ルーメ
ンとを有し、その遠端部にバルーンを有する。該第2カテーテルの前記バルーン
の内部は、第2カテーテルの前記膨張バルーンと流体連通している。前記大動脈
内カテーテルは、遠端部と、遠端チップとを備えるフレキシブルロッドと、この
フレキシブルロッドの前記遠端部に取り付けられた大動脈内導管シートとを有す
る。前記大動脈内導管シートは、前記フレキシブルロッドの遠端チップに取付け
可能である。一つの実施例に於いて、前記フレキシブルロッドは中空であり、そ
の内部に長手方向に延出する拡張ルーメンを有する。この実施例に於いて、前記
大動脈内導管シートは、前記フレキシブルロッドに取り付けられるとともに、前
記拡張ルーメンと連通する内部を有するバルーンを有し、これにより、前記大動
脈内カテーテルの遠端部を哺乳動物の大動脈内に位置決めした後、前記バルーン
を膨張させることによって、大動脈を、前記大動脈導管シートに確実に着座させ
ることができる。別の実施例に於いて、前記バルーンは、フレキシブル本体の遠
端チップには配置されず、該フレキシブル本体は、その内部に長手方向に延出す
る液体アクセスルーメンと、フレキシブル本体の遠端部に配置された液体アクセ
スポートとを有する。前記液体アクセスポートは、前記アクセスルーメンと流体
連通し、前記バルーンよりも、前記フレキシブル本体の遠端チップの近傍に配置
される。前記キットの更に別の実施例に於いて、前記第2カテーテルは、その内
部に長手方向に延出する流体吸収ルーメンと、該第2カテーテルの遠端部に設け
られた流体吸収ポートとを有し、前記流体吸収ポートは前記流体吸収ルーメンと
連通している。
【0023】 このキットは、以下の内の単数又は複数のその他のコンポーネントを有するも
のとできる。 (d)哺乳動物の大腿動脈に挿入されるカニューレ、該カニューレは、その内
部に長手方向に延出する動脈血液流ルーメンを備える、 (e)前記心臓遮断カテーテルの静脈血液流ルーメンから血液を引き出し、前
記カニューレの前記動脈血液流ルーメンに血液を供給するポンプ、 (f)前記哺乳動物から取出された血液に酸素を供給する血液酸素供給器、そ
して (g)止血剤、交差金具、バルーンカテーテル、及び止血用具かな成るグルー
プから選択されるもののような、奇静脈オクルダー。
【0024】 前記キットは、更に、血管透過性促進剤(たとえば、ヒスタミン)および/又
は血管拡張剤(たとえば、パパベリン)から成るグループから選択される炎症調
整物質を有するものとすることができる。
【0025】 本発明は、巨大分子アセンブリと、血管透過性促進剤とを有する、哺乳動物の
管外組織に巨大分子アセンブリを導入するための組成物に関する。一実施例に於
いて、前記巨大分子アセンブリは、遺伝子ベクターである。別の実施例に於いて
、前記血管透過性促進剤は、ヒスタミン、アセチルコリン、アデノシンヌクレオ
チド、arachiodonic酸、ブラジキニン、シアニド、エンドセリン、
エンドトキシン、インターロイキン−2、イオン透過担体A23187、ニトロ
プルシド、ロイコトリエン、酸素ラジカル、ホスホリパーゼ、血小板活性化因子
、プロタミン、セロトニン、腫瘍壊死因子、管内皮生長因子、バチ毒、及び血管
活性アミンから成るグループから選択され、好ましくは、ヒスタミン又は管内皮
生長因子である。
【0026】 本発明の別の態様に於いて、前記組成物は、前記巨大分子アセンブリと、血管
透過性促進剤と、血管拡張剤とを有する。一実施例に於いて、前記血管拡張剤は
、パパバリン、ニモジピン、ヒドララジン、窒素酸化物、エポプロステノール、
トラゾリン、アムリノン、ミルリノン、ニトログリセリン、脱硝イソソルビド、
イソソルビド一硝酸塩、及び有機硝酸化合物から成るグループから選択され、好
ましくはパパバリンである。
【0027】 本発明の更に別の態様に於いて、前記組成物は、前記巨大分子アセンブリと、
血管透過性促進剤と、酸素輸送剤とを有する。
【0028】 本発明は、更に、巨大分子アセンブリを、動物の管外組織に供給するためのキ
ットも提供する。該キットは、血管透過性促進剤と血管拡張剤とを有する。一実
施例に於いて、前記キットは、更に、前記巨大分子アセンブリを有する。別の実
施例に於いて、前記巨大分子アセンブリは、遺伝子コード化ジストロフィンと、
遺伝子コード化エウトロフィン(eutrophin)と、サルコグリカン(s
arcoglycan)をコード化する遺伝子と、ミニジストロフィン(min
idystrophin)をコード化する遺伝子からなるグループから選択され
るヒト遺伝子を有する遺伝子ベクターである。
【0029】 更に別の態様に於いて、前記キットは、血管透過性促進剤と、血管拡張剤と、
体外循環支持装置及び酸素供給システムの少なくとも一つの使い捨て部材、とを
有する。一実施例に於いて、前記少なくとも一つの使い捨て部材は、中空本体と
、この本体の内部と流体連通する液体入口と、前記本体の内部と連通する液体出
口と、ガス室の内部にガスを供給するガス入口と、前記ガス室を前記本体の内部
から分離する少なくとも一つのガス透過性膜と、前記ガス室からガスが出ること
を許容するガス出口とを備える酸素供給器であって、これによって、前記本体の
内部の流体と前記ガス室のガスとの間でガス交換が可能とされる。前記キット別
実施例に於いて、該キットは、酸素供給器であり、前記本体はチューブであり、
前記ガス透過性膜は、前記チューブのすくなくとも一部内に延出するポリテトラ
フルオロエチレン(PTFE)チューブであり、前記ガス室は前記PTFEチュ
ーブの内部である。
【0030】 本発明は、更に、動物、好ましくはヒト、の管外組織に巨大分子アセンブリを
導入する方法に関する。該方法は、その組織に関連する血管に対して、該血管の
内皮層の透過性を増大するために、血管拡張剤を供給する工程と、前記巨大分子
を前記血管に供給する工程とを有し、これにより、前記アセンブリは、前記血管
の前記内皮層を介して前記組織に導入される。該方法の一実施例に於いて、前記
巨大分子アセンブリは、遺伝子ベクター、好ましくは、アデノウイルス遺伝子ベ
クターである。前記遺伝子ベクターは、好ましくは、遺伝子コード化ジストロフ
ィンと、遺伝子コード化エウトロフィン(eutrophin)と、サルコグリ
カン(sarcoglycan)をコード化する遺伝子と、ミニジストロフィン
(minidystrophin)をコード化する遺伝子からなるグループから
選択されるヒト遺伝子等のヒト遺伝子である。別実施例に於いて、前記遺伝子ベ
クターは、前記ヒト遺伝子に作動リンクされたプロモータ/調節領域を有し、前
記プロモータ/エンハンサ領域は、ヒト骨格筋クレアチンホスホキナーゼプロモ
ータ/調節領域と、ネズミ骨格筋クレアチンホスホキナーゼプロモータ/調節領
域と、ヒト骨格筋細胞に於いて通常発現される遺伝子のプロモータ/調節領域と
、ヒト構成プロモータ領域とから成るグループから選択される。
【0031】 本発明の別の態様に於いて、前記方法は、更に、前記血管に血管拡張剤を供給
する工程を有する。
【0032】 本発明の別の態様に於いて、前記巨大分子アセンブリが導入される前記組織は
、筋組織、好ましくは、横紋筋組織である。
【0033】 更に別の態様に於いて、前記方法は、前記巨大分子アセンブリの前記血管への
供給後に、前記血管内のかん流圧を、正常な生理的かん流圧以上に増大させる工
程を有する。
【0034】 更に別の態様に於いて、前記方法は、更に、前記巨大分子アセンブリの前記血
管への供給前に、前記動物の血液循環系から前記血管を遮断する工程を有する。
一実施例に於いて、前記血管を動物の血液循環系から遮断する工程は、前記血管
に対して前記血管透過性促進剤を供給する前に行われる。別実施例に於いて、前
記方法は、更にね前記巨大分子アセンブリを前記血管に供給した後で、前記血管
に対して除去溶液を供給する工程を有し、前記除去溶液は、実質的に前記血管拡
張剤を含まない。
【0035】 別の態様に於いて、前記方法は、更に、前記血管の前記血管循環系からの遮断
後に、前記血管に対して酸素輸送剤を供給する工程を有する。
【0036】 別の態様に於いて、前記方法は、更に、前記血管拡張剤を供給する前に、前記
動物を、体外循環支持と酸素供給とに晒す工程を有する。
【0037】 更に別の態様に於いて、前記方法は、前記巨大分子アセンブリを供給する前に
、前記動物の肝臓への血液供給を閉鎖する工程を有する。
【0038】 本発明は、更に、動物の管外組織に遺伝子ベクターを導入する方法に関し、該
方法は以下の工程を有する、 a)前記組織に関連する血管を、前記動物の血管循環系から遮断する、 b)その後、前記血管に血管拡張剤を供給する、 c)その後、前記血管の内皮層の透過性を増加させるべく前記血管に血管透過
性促進剤を供給する、 前記遺伝子ベクターを前記血管に供給する、これにより、前記ベクターは前記
血管の前記内皮層を介して前記組織に導入される、 前記血管内のかん流圧を正常な生理的かん流圧以上に増大させる、そして 前記血管に酸素輸送剤を供給する、そして d)その後、前記血管に除去溶液を提供する、該除去溶液は実質的に前記血管
透過性促進剤を含まない。
【0039】 本発明は、更に、動物の実質的にすべての筋組織に遺伝子ベクターを供給する
方法に関し、該方法は以下の工程を有する、 a)前記動物に体外循環支持と酸素供給とに晒す、 b)その後、前記動物の血液循環系に血管拡張剤を供給する、
【0040】 前記血管の内皮層の透過性を増加させるべく前記血管に血管透過性促進剤を供
給する、
【0041】 前記遺伝子ベクターを前記血管に供給する、これにより、前記ベクターは前記
血管の前記内皮層を介して実質的にすべての筋組織に導入される、そして 前記血管内のかん流圧を正常な生理的かん流圧以上に増大させる。
【0042】 本発明は、更に、筋ジストロフィーを患うヒトを治療するための治療用遺伝子
ベクターに関する。該治療用遺伝子ベクターは、ジストロフィン遺伝子と、エウ
トロフィン(eutrophin)遺伝子と、サルコグリカン(sarcogl
ycan)遺伝子と、ミニジストロフィン(minidystrophin)遺
伝子とからなるグループから選択されるヒト遺伝子のコード化領域に作動リンク
されたプロモータを有する核酸を有する。
【0043】 本発明は、更に、大静脈血液吸収キットに関する。このキットは、カテーテル
と、それに取り付けられた一対の導管シートとを有する。前記カテーテルは、該
カテーテル内に於いて、静脈血液吸収ポートからカテーテルの近端部へ長手方向
に延出する静脈血液流ルーメンと連通する一対の静脈血液吸収ポートを有する。
前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈に挿入可能である。前記キットの一実施例
に於いて、前記カテーテルは哺乳動物の前記心臓遮断カテーテルである。別実施
例に於いて、前記カテーテルは、その外面にノッチを有し、該ノッチは、第2カ
テーテルの本体にフィットするように構成されている。更に別の実施例に於いて
、前記キットは、更に、奇静脈オクルーダを有する。
【0044】 本発明は、更に、別の大静脈血液吸収キットを含む。このキットは一対のカテ
ーテルを有する。各カテーテルは、それに取り付けられた導管シートと、該カテ
ーテル内に於いて、静脈血液吸収ポートからカテーテルの近端部へ長手方向に延
出する静脈血液流ルーメンと連通する一対の静脈血液吸収ポートを有する。各カ
テーテルは、哺乳動物の大静脈に挿入可能である。一実施例に於いて、前記カテ
ーテルの少なくも一つは、その外面にノッチを有し、該ノッチは、第2カテーテ
ルの本体にフィットするように構成されている。更に別の実施例に於いて、前記
キットには、更に、奇静脈オクルーダを設けることができる。
【0045】 本発明は、更に、哺乳動物の大静脈から静脈血液流を転送する方法に関する。
この方法は、本発明の心臓遮断カテーテルを前記哺乳動物の大静脈内に設置する
工程を有する。この方法の一実施例に於いて、前記カテーテルの静脈血液流ルー
メンは、体外酸素供給装置と流体連通している。
【0046】 本発明は、更に、哺乳動物の大静脈から静脈血液流を転送する方法に関し、こ
の方法は、上静脈戻りカテーテルを、前記哺乳動物の上大静脈内に設置する工程
と、下静脈戻りカテーテルを、前記哺乳動物の下大静脈内に設置する工程とを有
し、前記上静脈戻りカテーテルと下静脈戻りカテーテルとはそれぞれ、以下を有
する、 (i)遠端部と、ポートと、本体内に於いて前記ポートから前記本体の近端部
へ長手方向に延出する静脈血液吸収ルーメンとを有する中空筒状本体、そして (ii)前記本体に取り付けられた導管シート、該導管シートは前記ポートよ
りも前記本体の遠端部の近傍に位置する。
【0047】 前記上静脈戻りカテーテルは、哺乳動物の上大静脈内に於いて、前記上静脈戻
りカテーテルの導管シートが右心房と、腕頭静脈の接合部との間に位置するよう
に位置決め可能である。前記下静脈戻りカテーテルは、哺乳動物の下大静脈内に
於いて、前記下静脈戻りカテーテルの導管シートが右心房と、肝静脈の接合部と
の間に位置するように位置決め可能である。前記哺乳動物の上下大静脈が前記両
導管シートに当接して着座された時、哺乳動物の大静脈のからの大静脈血液流は
、両ポート及び両大静脈血液流ルーメンへと転送される。この方法の一実施例に
於いて、前記下静脈戻りカテーテルと前記上静脈戻りカテーテルとの少なくとも
一方は、前記本体の遠端チップから近端部へと延出するアクセスルーメンを有す
る。このカテーテルの前記本体は、更に、前記アクセスルーメンを介して前記本
体の前記遠端チップから近端部への静脈血液の通過を禁止しながら、前記シール
を介した体の通過を許容するために前記アクセスルーメン内に配置された少なく
とも一つの貫通可能シールを有する。たとえば、前記貫通可能シールは少なくと
も一つのバルーンから構成することができる。
【0048】 本発明は、更に、哺乳動物の心臓循環、及び哺乳動物の非心臓循環、非肺循環
から成るグループから選択される一つのコンパートメントに薬剤を供給する方法
に関する。この方法は、前記心臓循環を、非心臓循環、非肺循環から遮断する工
程と、前記薬剤を前記一つのコンパートメントに供給する工程を有する。この方
法の一実施例に於いて、前記心臓循環は、以下の工程によって、非心臓循環、非
肺循環から遮断される、 (1)本発明の心臓遮断カテーテルを、前記哺乳動物の大静脈に挿入する、 (2)前記大静脈を、前記遠端及び近端導管シートに対して着座させる、 (3)大動脈導管シートを有する大動脈カテーテルを、前記哺乳動物の大動脈
に挿入する、そして (4)前記大動脈を前記導管シートに対して着座させる。
【0049】 これにより、心臓循環は、前記全身系循環から遮断される。前記心臓遮断カテ
ーテルは、少なくとも二つの導管シートを備える一つのカテーテル、或いは、こ
こに記載されているように、少なくとも一つの導管シートを有する一対のカテー
テルから構成することができる。この方法の一実施例に於いて、哺乳動物の肺動
脈は、たとえば、動脈導管シートを有する第2カテーテルを、前記大静脈カテー
テル内で長手方向に延出するルーメンと、前記大静脈カテーテルの両導管シート
間に配置されたアクセスポートと、その哺乳動物の心臓の右心房と右心室とを介
して、哺乳動物の肺動脈にねじ込み、その後肺動脈を動脈導管シシートに着座さ
せることによっても閉鎖される。この方法の別実施例に於いて、哺乳動物の奇静
脈も閉鎖される。この方法によって導入される薬剤は、たとえば、薬剤組成物、
画像形成物質、及び遺伝子ベクター(たとえば、アデノウイルスベクター又はア
デノ関連ベクター)から成るグループから選択することができる。この方法に依
れば、心臓循環と非心臓循環との少なくとも一方を、体外酸素供給装置と接続す
ることができる。
【0050】 本発明は、更に、哺乳動物の心臓の静脈血液腔に、装置を供給する方法も含む
。この方法は、少なくとも一つのカテーテルを哺乳動物の大静脈に挿入する工程
と、哺乳動物の大静脈から血液流を転送する工程と、前記装置を前記腔に供給す
る工程とを有する。前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に位置決め可能な少
なくとも二つの導管シートと、アクセスポートと、前記カテーテル内に於いて、
該カテーテルのアクセスポートから近端部へ長手方向に延出するアクセスルーメ
ンとを有する。大静脈からの血液流は、大静脈を前記導管シートに対して着座さ
せることによって転送され、これにより、静脈血液流は、大静脈から、前記血液
吸収ポートを介して前記静脈血液流ルーメンへと流れる。該装置は、この装置を
、前記アクセスルーメンを介して前記アクセスポートを通って前記腔内へと通過
させることによって、この腔に供給される。
【0051】 発明の詳細な記載 本発明は、遺伝子ベクター等の巨大分子アクセスを、筋組織等の管外組織に導
入するための、組成物、方法、及び装置を含む。本発明のこれら組成物、方法、
及び装置は、血管系の血管の内皮層を透過性を変化させるために、血管透過性促
進剤を使用する。本発明のいくついの態様に於いて、前記組成物、方法、及び装
置は、血管拡張剤が不在の場合、前記アセンブリを収納するのに狭すぎるであろ
う、血間の部分に導入される前記巨大分子アセンブリの能力を改善するために血
管拡張剤を使用する。従って、いくつかの態様に於いて、本発明の組成物、方法
、及び装置は、血管の通常アクセス不能部分への遺伝子転送ベクターの導入を改
善するための血管拡張剤の使用と、前記ベクターの、血管の内皮層を介した通過
を改善するための血管透過性促進剤の使用との両方を含む。本発明の方法を実行
するのに有効な組成物と、酸素供給装置と、本発明の本発明方法を実行するため
の、単数又は複数の組成物および/又は装置(単数又は複数)を有するキットと
を有する装置も提供される。
【0052】 本発明は、遺伝子導入ベクターとして、アデノウイルスベクター及アデノ関連
ベクターとの(独立的)使用、微小血管アクセス及び透過性を改善するための、
ヒスタミン等の血管透過性促進剤の使用と、パパバリン等の血管拡張剤の使用と
によって例示される。従って、本発明は、遺伝子導入ビヒクルとしてこれらのウ
イルスベクターの使用に限定されるものではないが、本発明は、巨大分子アセン
ブリに対して微小血管アクセスと透過性を促進するべく開発されたこれらの組成
物、方法及び装置の有効性を示すべく、これらのウイルスベクターの使用によっ
て例示されるものである。従って、本発明は、遺伝子導入ビヒクルとしてこれら
のウイルスの使用、又は、微小血管アクセス及び透過性を改変する手段としてヒ
スタミン及びパパバリンの使用のみに限定さるものと解釈されてはならない。
【0053】 骨格筋に血液供給を提供する血管の連続内皮は、血管空間から筋組織へアデノ
ウイルスが出ることを阻止する。マーカが筋繊維の間質に直接的に注入された後
に発生する染色パターンと比較して、マーカウイルスを一連の筋繊維の上流側で
大腿動脈に注入した後には、異なる染色パターンが現れる。
【0054】 他者によって、管外組織の細胞によるアデノウイルスベクターの吸収は、その
ベクターによって特異的に結合されるウイルスレセプタたん白質のそれらの細胞
上に於けるその存在に、完全又は主に依存し、これによって吸収を容易にするも
のである、という仮説が立てられている。従って、従来では、筋細胞上に於ける
適当なアデノウイルスレセプタたん白質の不足の為に、アデノウイルスベクター
は、哺乳動物の血液循環系を介して筋組織に遺伝子を導入するためのベクターと
して不良である、と考えられていた。ここに提示されたデータ、更に、たとえば
、筋組織へのベクター懸濁液の直接注入によって、アデノウイルスベクターが筋
組織に直接導入されるという観察は、アデノウイルスベクターの遺伝子を血液流
を介して筋組織に導入する能力が、曽木の細胞の表面上に於けるアデノウイルス
レセプタたん白質の存在よりも、そのベクターの、血管の内皮層を貫通する能力
に遥かに大きく依存している、ということを示すものである。
【0055】 血液流を介したアデノウイルス遺伝子導入後の検死に於いてマウスの肝臓の外
観、そのマウス肝臓の外観に対するプリングル操作の影響、及び肝臓微小血管の
不連続性によって、肝臓に供給する毛細血管の内皮壁が、直径1ミクロンの不連
続性を有することが照明される。これらの不連続性は、それらが血管空間から肝
細胞の周囲の空間へと自由に通過するという事実によって示されるように、直径
で600ナノメータ以下の乳糜脂粒を含むものである。従って、肝臓は、濾過に
類似のプロセスによって、たとえば、循環するアデノウイルス遺伝子ベクターを
含むなんらかの粒子を除去する。横紋筋等の管外組織に対してアデノウイルス遺
伝子ベクターを導入することが望まれる場合、肝臓に於けるこのベクターのゼク
エストレーションは望ましくない。従って、本発明に於いて、アデノウイルス遺
伝子ベクター等の巨大分子アセンブリを、哺乳動物の血液流に供給することとの
関係に於いてプリングル操作を行うことにより、アセンブリの肝臓ゼクエストレ
ーションが低減し、これによって、筋組織等の所望の管外組織に対するアセンブ
リのより効率的な導入が可能になる、ことが発見された。
【0056】 骨格筋は高度に血管的な組織である。哺乳動物にとって筋肉は、独自の生理学
的役割を果すものであるので、極端な脈管質は遺伝子セラピストにとって有利で
あると考えられる。その組織は、全ての組織の中で最も大きな代謝範囲を有する
が、この代謝範囲は、最大刺激化後のその代謝率との比較に於ける非刺激化組織
の基礎代謝率の比率である。たとえば、骨格筋組織の休息中の代謝率は、毎分ウ
エット組織当たり2マイクロモルのアデノシン三燐酸の加水分解と等価である。
最大刺激化時、代謝率は、毎分ウェット組織当たり約120マイクロモルのアデ
ノシン三燐酸の加水分解と等価である。無酸素スプリント中、代謝率は、毎分ウ
ェット組織当たり約480マイクロモルのアデノシン三燐酸の加水分解と等価で
ある。より重要なこととして、骨格筋組織の大半の毛細管は、休息状態ではかん
流されない。それにもかかわらず、骨格筋は、その脈管質の為に、再建手術に於
ける自由組織転移のための好適な組織である。
【0057】 横紋筋は、遺伝子転移にとって恐るべき標的である。これは、大半の哺乳動物
の体重の約半分を構成する。心筋は、横紋筋の一種である。筋ジストロフィーを
患う患者は、心臓疾患も患う。筋肉は、連続内皮を有する血管によって血液を供
給される。通常の生理学的条件下では、これらの血管の内皮層は、約70−90
ナノメータのストーク径を有するアデノウイルスの半径の約1/13である約3
ナノメータのストーク径を有するたん白質である、アルブミンに対して実質的に
非透過性である。従って、アデノウイルス遺伝子ベクターを、その層を通過可能
とするためには、筋組織に対して血液を供給する血管の内皮層の透過性を、通常
の生理学的条件下に於けるその層の透過性に対して大幅に増大させることが必要
である。
【0058】 筋肉は、哺乳動物の体の全毛細表面積の半分を遥かに超える非常に脈管質の組
織である。その結果、もしも筋肉の内皮が、アルブミンサイズの分子に対して透
過性になれば、体外循環支持装置がなければ循環系は崩壊し、その哺乳動物はシ
ョックを受ける。従って、循環する血液の量のホメオスタシスにとって内皮バリ
アが必須である。正常な循環系ホメオスタシス中に於いて、体内の個々の細胞を
通過する血液の流量は、その細胞のそれぞれの需要を満たすのに適した率で酸素
を供給する。ショック中に於いて、この流量は、そのレベルから維持不能レベル
に低下し、これによつて、細胞の酸素欠乏が発生し、もしそのショックが十分な
時間続くならば、細胞死が起こる。
【0059】 内皮病態生理学、即ち、体内の微小循環通路の壁の機能障害、は、炎症、体過
敏症、敗血症ショック、心肺バイパス、カルチノイド症候群、そしてカルチノイ
ドクリーシス等を含む広範囲の生理学的状態で発生する。これらの状態のそれぞ
れが、水、陽イオン、陰イオン、のみならず、大きな巨大分子も内皮バリアを透
過することを許容してしまう血管内皮透過性の増加を伴う。
【0060】 本発明は、血管内皮易透化によって、アデノウイルス遺伝子ベクター等の巨大
分子アセンブリ、血管空間から血管内皮を介して、筋組織等の管外組織への転移
が容易になる、という観察に基づくものである。ここに記載されているように、
血管内皮透過性は、生理学的に増大させることができる。従って、炎症調製剤又
はその誘導体等の血管透過性促進剤を使用して、必ずしもアナフィラキシーショ
ックを起こすことなく、内皮透過性を操作することが可能である。血管透過性促
進剤は、それらが、内皮透過性を変化させるべく作用する急速度と、その作用の
可逆性とに依り、選択される調節剤である。
【0061】 本発明の組成物は、遺伝子導入ベクター等の巨大分子アセンブリと、血管透過
性促進剤とを有する。好適な遺伝子導入ベクターは、ウイルスベクター、より具
体的には、アデノウイルスベクターである。
【0062】 好ましくは、そのような遺伝子ベクターは、遺伝子コード化ジストロフィンと
、遺伝子コード化エウトロフィン(eutrophin)と、サルコグリカン(
sarcoglycan)をコード化する遺伝子と、ミニジストロフィン(mi
nidystrophin)をコード化する遺伝子等の、ヒト遺伝子を有する。
前記遺伝子ベクターは、ヒト骨格筋クレアチンホスホキナーゼプロモータ/調節
領域と、ネズミ骨格筋クレアチンホスホキナーゼプロモータ/調節領域と、ヒト
骨格筋細胞に於いて通常発現される遺伝子のプロモータ/調節領域と、ヒト構成
プロモータ領域等の、前記ヒト遺伝子に作動リンクされたプロモータ/調節領域
を有するものとできる。遺伝子ベクターを構築する方法は当該技術に於いて周知
である。
【0063】 好適な血管透過性促進剤は、内皮が、約150−200ナノメータの直径のウ
イルスベクターを収納するようになるような程度に、血管内皮の透過性を変化さ
せるものである。ヒスタミン、アセチルコリン、アデノシンヌクレオチド、ar
achiodonic酸、ブラジキニン、シアニド、エンドセリン、エンドトキ
シン、インターロイキン−2、イオン透過担体A23187、ニトロプルシド、
ロイコトリエン、酸素ラジカル、ホスホリパーゼ、血小板活性化因子、プロタミ
ン、セロトニン、腫瘍壊死因子、管内皮生長因子(VEGF)、バチ毒、及び血
管活性アミン等、を含み、但しこれらに限定されない様々な前記血管透過性促進
剤が知られている。これらのリストした物質の内、二つ、即ち、ヒスタミンとV
EGFとが好ましい。
【0064】 ヒスタミンは広範囲に特徴付けられており、その薬理特性は、比較的よく理解
されている。ここに記載されているように、ヒスタミンは、血管内皮透過性を、
アデノウイルス遺伝子ベクターが、血液流から管外組織へと通過することができ
る程度に促進させるのに有効な薬剤である。従って、ヒスタミンは、本発明の好
適な血管透過性促進剤である。哺乳動物にヒスタミンを投与することには、様々
な公知の望ましくない副作用がある。哺乳動物に於けるこれら副作用を逆転又は
軽減するのに有効な、抗ヒスタミン剤及びヒスタミンレセプタ拮抗剤が知られて
いる。これらの組成物を、哺乳動物に対して、ヒスタミンの下記の投与と組み合
わせて、又はその投与後に使用することは、本発明の変形例として考慮される。
いかなる特定の理論に制約させることを望むものではないが、或る種の抗ヒスタ
ミン剤は、ヒスタミンの単数又は複数の他のヒスタミン受容体との相互作用に影
響することなく、ヒスタミンのH1又はH2受容体等の、単数又は複数種のヒス
タミン受容体に対するヒスタミンの結合を、阻止、逆転、又は拮抗するこにとよ
って作用するものと、考えられる。従って、或る種の抗ヒスタミン剤は、ヒスタ
ミンの血管透過性促進特性に影響を与えることなく、哺乳動物に慰するヒスタミ
ンの投与の望ましくない副作用を防止、又は逆転させるのに特に有効であるかも
しれない。そのような抗ヒスタミン剤を、哺乳動物の組成物、方法、及び方法に
於いてヒスタミンの投与と平行して、又はその投与後に投与することが本発明に
おいて考慮される。
【0065】 VEGFは、ヒスタミンよりもはるかに低い濃度で有効な血管透過性促進剤で
あることが示されている。更に、VEGFは、ヒスタミンによって誘発される望
ましくない副作用の全てを有するものではない(ロバーツ(Roberts)他
,1995,J.Cell Sci.108:2369−2379;ロバーツ(
Roberts)他,1997,Cancer Res.57:765−772
;サンガー(Sanger)他,1990,Cancer Res.50:17
74−1778)。従って、VEGFは、本発明の好適な血管透過性促進剤であ
る。
【0066】 本発明は、又、毛細管の血管拡張によって、血管空間から血管内皮を介して管
外組織への遺伝子転移の効率が改善させるという観察にも基づいている。この効
果は、肝臓では、この器官の開口性に依り、それほど重要ではないが、毛細管の
大半が休息時に於いてかん流されない、筋組織等のその他の管外組織に於いては
極めて重要である。血管拡張は毛細管のルーメンの拡張を起こし、なんらかの特
定の作動原理によって制約されるものではないが、更に、血管内皮の開口性を引
きこす又は改善する可能性がある。従って、血管拡張によって、血管から管外組
織への出液が改善される。ここに記載されているように、血管拡張組成物は血管
の一部を狭めるべく血管透過性促進剤の導入を改善し、これによって、それがそ
の血管の内皮表面のより大きな部分に作用することを可能とすることによって、
その薬剤の有効性を改善する。血管拡張は、又、血管の一部を狭めるべく巨大分
子アセンブリの導入も改善し、これによって、その導入に対してより大きな内皮
表面領域が利用可能となることにより、そのアセンブリの経皮導入を改善する。
パパバリン、ニモジピン、ヒドララジン、窒素酸化物、エポプロステノール、ト
ラゾリン、アムリノン、ミルリノン、ニトログリセリン、脱硝イソソルビド、イ
ソソルビド一硝酸塩、及び有機硝酸化合物等を含み、但しこれらに限定されない
多くの血管拡張剤が当該技術に於いて知られている。
【0067】 従って、本発明は、遺伝子導入ベクター等の巨大分子アセンブリと、血管透過
性促進剤と、血管拡張剤とを有する組成物を含む。好ましくは、前記血管拡張剤
はパパバリンである。
【0068】 一実施例に於いて、本発明の前記組成物は、アイソトニック緩衝剤等の、薬剤
的に許容可能なキャリアを有する。前記組成物は、日当たり体重キログラム当た
り1ナノグラムから、日当たり体重キログラム当たり100ミリグラムの範囲の
量の前記巨大分子アセンブリを導入するべく哺乳動物に投与することができる。
該組成物は、単数又は複数の供与で、投与することができ、複数の供与は、数日
、数週間、又は数ヶ月に渡って行われる。
【0069】 本発明の前記組成物の前記血管透過性促進剤又は血管拡張剤、あるいはこれら
の両方は、薬用組成物として哺乳動物の血管に供給することができる。本発明の
方法に於いて有用な薬用組成物は、経口固形製剤として、目薬、座薬、エアゾル
、塗布又はその他の製剤として体に投与することができる。前記血管透過性促進
剤又は前記血管拡張剤、あるいはこれら両方に加えて、それら薬用組成物は、薬
用許容可能キャリア、及び、薬剤投与を促進、容易化することが知られているそ
の他の成分を含むことができる。ナノパーティクル、リポソーム、再密封赤血球
、及び免疫ベースシステム等のその他可能な製剤も、本発明の方法に依って、前
記血管透過性促進剤又は血管拡張剤あるいはこれら両方を投与するのに使用する
ことができる。
【0070】 別実施例に於いて、本発明の前記組成物は、更に、たとえば組織の遺伝子導入
ベクターに対する露出中に、その管外組織に対して酸素が供給されるように、酸
素輸送剤を有する。その組成物が投与されている哺乳動物の血液、同じタイプの
哺乳動物の異なる個体からの血液、過フルオロ化合物液、ヘモグロビン含有組成
物、等、の当該技術に於いて知られているすべての酸素輸送剤を使用することが
できる。
【0071】 本発明の前記組成物は、巨大分子アセンブリを、哺乳動物の管外組織に導入す
るためのキットとして提供することができ、該キットは、血管透過性促進剤と血
管拡張剤とを有する。好ましくは、前記血管透過性促進剤は、ヒスタミン又は血
管内皮生長因子であり、前記血管拡張剤はハパバリンである。前記キットが管外
組織に遺伝子ベクターを導入するのに使用される場合には、前記キットは、更に
、アデノウイルスベクター等の遺伝子ベクターを含むことができる。好ましくは
、そのような遺伝子ベクターは、遺伝子コード化ジストロフィン、遺伝子コード
化エウトロフィン(eutrophin)、サルコグリカン(sarcogly
can)をコード化する遺伝子、ミニジストロフィン(minidystrop
hin)をコード化する遺伝子等のヒト遺伝子である。前記遺伝子ベクターは、
更に、ヒト骨格筋クレアチンホスホキナーゼプロモータ/調節領域、ネズミ骨格
筋クレアチンホスホキナーゼプロモータ/調節領域、ヒト骨格筋細胞に於いて通
常発現される遺伝子のプロモータ/調節領域、ヒト構成プロモータ領域前記ヒト
遺伝子に作動リンクされたプロモータ/調節領域等の、前記ヒト遺伝子に作動リ
ンクされたプロモータ/調節領域を有する。これら遺伝子ベクターを構築する方
法は当該技術に於いて周知である。
【0072】 本発明のその他の組成物は、心筋層に巨大分子アセンブリを導入するキットと
して提供することができる。このキットの好適な巨大分子アセンブリは、たとえ
ば、心筋症を治療するのに有用な薬用又はその他治療用組成物がある。そのよう
な組成物は、心筋層中で発現された時に、治療効果を発する遺伝子産物をコード
化するポリヌクレオチドを有する遺伝子ベクターを含む。遺伝子産物の例には、
例として、非限定的に、アンギオテンシン1受容体、又はVEGF等のたん白質
、アンギオテンシン1,アンギオテンシン2,ベータ−アドレナリン受容体、ベ
ータ−アドレナリン受容体キナーゼ、ベータ−アドレナリン受容体キナーゼイン
ヒビター、又はアルファ−アドレナリン受容体等をコード化する核酸と相互作用
することが可能なもの等の、アンチセンスオリゴヌクレオチドがある。
【0073】 本発明は、更に、機械的循環系支持装置と体外酸素供給装置とによって、本発
明の前記組成物の薬理的範囲が広がる、と観察にも基づいている。換言すると、
哺乳動物が心肺装置に接続されると、それは次の全部を行うことができる。心臓
は、前記組成物に含まれる血管透過性促進剤の作用と血管拡張剤の作用から機能
的に保護される。体外支持装置の不在状態で大幅な血管拡張を行うと、反射性頻
拍と、心臓に対する収縮性の増加とが起こり、これらは共に、筋ジストロフィー
等を患うヒトの心臓等の、既に遺伝的に欠損した心臓に対してダメージを与える
。更に、体外循環によって、肺動脈内のそれを含めて、肺かん流圧を独立的に制
御することが可能になる。ヒトの心臓の右心室に大きなカニューレを設置するこ
とによって、心拡張中に右心室を満たす前に、右心房から血液を引き出すことが
可能となる。これによって、シストリック肺動脈が低下し、肺柔組織内への血管
からの出液が減少し、これによって、ヒトの肺に流体が蓄積されることが防止さ
れる。これは、介入処置の急性罹病率を最小化するために重要である。体外回路
によって、更に、出液中に於いて血液流から管外組織へ通過する流体の急速な置
換への血管アクセスを確保し、その処置中に於いて体全体を通じて適切な組織酸
素供給が維持させることを可能にする。前記心肺装置によって提供される酸素供
給は、肺−動脈変化率とは独立しており、これによって、肺水腫に関連する低酸
素血症が回避される。換言すると、前記体外ポンプを通って循環する血液は、体
への導入の前に十分に酸素供給される。体外回路は、又、最小限の侵入性アクセ
スルートによっても設定される。
【0074】 従って、本発明の前記キットは、更に、酸素輸送剤又は、体外循環系支持装置
及び酸素供給装置の少なくとも一つの使い捨て部材を有することができる。たと
えば、前記少なくとも一つの使い捨て部材は、中空本体と、該本体の内部と流体
連通する液体入口と、ガス室の内部にガスを供給するガス入口と、前記本体の内
部から前記ガス室を分離する少なくとも一つのガス透過膜と、前記ガス室からの
ガスの流出を許容するガス出口とを有し、これによって、前記本体内部とガス室
のガスとの間でガス交換が行われる。前記酸素供給装置は、図8及び9に図示し
たものに類似に構成することができ、ここで、前記ガス透過膜は前記チューブの
少なくとも一部の内部で延出するPTFEチューブであり、前記ガス室は前記P
TFEチューブの内部である。
【0075】 本発明の前記組成物に加えて、体外循環系支持装置及び酸素供給装置の少なく
とも一つの使い捨て部材と、本発明の前記組成物を哺乳動物の血管に供給するた
めの少なくとも一つのカニューレとを有する、本発明の方法を実行するために有
効なキットも提案される。好ましくは、このキットは、巨大分子アクセスと、血
管透過性促進剤と、注射器又は一定長の蠕動ポンプのチューブと、注射器にフィ
ットするように構成された中空ボアニードル等のカニューレとを含む、哺乳動物
の方法を実行するために必要な単用コンポーネントの全てを有する。このキット
は、更に、血管拡張剤と、薬学的許容可能キャリアと、第2カニューレと、酸素
輸送剤と、実質的に前記血管透過性促進剤を含まない除去剤と、クランプ、止血
鉗子又は止血帯、使い捨て酸素供給装置、等のような単数又は複数の血管閉塞装
置とを有するものとすることができる。
【0076】 本発明の方法は、遺伝子ベクター等の巨大分子アセンブリを哺乳動物の管外組
織に供給するための方法である。前記管外組織は、オプションとして、体循環系
から遮断することができる(たとえば、体循環系から遮断された心筋組織又は肢
筋組織)。前記方法は、前記血管の内皮層の透過性を増大させるべく前記組織に
関連する血管に血管透過性促進剤を供給する工程を有し、これによって、前記ベ
クターは、血管の前記内皮層を介して前記組織に供給される。前記血管透過性促
進剤は、ベクターと同時に前記血管に供給されるか、若しくは、ベクターの供給
前又は後に、血管に供給することができる。好ましくは、前記血管透過性促進剤
は、ヒスタミン又はVEGFである。たとえば、10ミリモルのヒスタミンとア
デノウイルスとをゆうする組成物を、哺乳動物の血管に供給することができ、こ
こで前記ヒスタミンは、血管の透過性を向上させ、これによって、前記アデノウ
イルスは、血管の内皮を介して、この血管の近傍の筋等の、管外組織へと通過す
ることができる。前記方法に使用される前記血管透過性促進剤の濃度は、その薬
剤の種類に応じているが、その薬剤への露出後におテンションニング、血管がそ
の薬剤に対する露出以前よりも大きな透過性を有するように、血管の透過性を高
めるのに十分なものでなければならない。血管透過性促進剤の有効な濃度は当該
技術に於いて公知である。
【0077】 別実施例に於いて、本発明の前記方法は、更に、好ましくは前記遺伝子ベクタ
ーを血管に供給する前に、又、好ましくは、前記血管透過性促進剤を供給する前
に、前記血管に対して血管拡張剤を供給する工程を有する。この血管拡張剤は、
本発明の組成物の供給の前、その間、又はその後に供給することができる。前記
血管拡張剤の濃度は重要ではない、但し、それは、血管中の血管拡張を誘発させ
るのに十分大きなものでなければならない。ここに記載のように、様々な血管拡
張剤が当該技術に於いて公知であり、血管拡張を促進するのに有効なそれら薬剤
の濃度も同様である。その血管拡張剤が投与される哺乳動物が、その血管拡張剤
の生理学的副作用を補償するために機械的な循環系支持装置を適用される場合に
は、より高い濃度の血管拡張剤を使用することが可能である、と考察される。本
発明の方法にパパバインを使用することが好適である。
【0078】 本発明の前記方法は、非限定的に、筋組織、横紋筋組織、心筋組織、骨組織、
骨髄組織、皮膚組織、脳組織、等を含む、全ての管外組織に巨大分子アセンブリ
を供給するのに使用することができる。ここに記載のように、そのようなアセン
ブリを、肝臓や脾臓等のある種の有窓管外組織に供給するために本発明の方法を
使用する必要はない。しかしながら、本発明の方法は、それが有窓であってもな
くても、全ての管外組織に巨大分子アセンブリを供給するのに使用可能である。
【0079】 本発明の前記組成物が供給される前記哺乳動物は、好ましくは、哺乳動物であ
り、より好ましくはヒトである。本発明の前記組成物を筋ジストロフィーを患う
ヒトに供給することが特に考察される。
【0080】 本発明の方法の一変形例に於いて、前記遺伝子ベクターを血管に供給した後、
血管内のかん流圧は、正常生理的かん流圧以上に高められる。かん流圧の増加は
、平方インチ当たり5ないし80ポンド、又はそれ以上とすることができる。し
かしながら、当業者は、ここに開示された情報を使用して、かん流圧を増大させ
ること、及びそれに対応する組織損傷のリスクによって得られる利点を評価する
ことができる。血管から哺乳動物の血液循環系、特に哺乳動物の心臓、から遮断
される状況に於いては、その哺乳動物に対する損傷のリスクは、血管が遮断され
ない状況と比較して、かん流圧の増加に対する依存性が低い、と考察される。
【0081】 本発明の方法に於いて、多数の理由に依り血管の閉塞は有用である。前記段落
に記載したように、その血管の圧力を増加させる前に、血管を遮断することによ
って、哺乳動物のその他の血管及び組織における圧力を最小限にすることができ
る。本発明の組成物を供給される血管の閉塞によって、更に、その哺乳動物の循
環系又は哺乳動物のその他の組織にとって利用可能のその組成物の量を最小限に
することができる。組成物が、もしも哺乳動物の循環系に供給されるならば有害
となるであろう一定量の血管透過性促進剤又は血管拡張剤である場合には、血管
に対する組成物のゼクエストレーションが有効であり、これは、組成物をその血
管に供給前にその所望の血管を閉塞することによって達成することができる。も
しも閉塞状態が数分間以上続く場合には、その血管に対して酸素輸送剤を供給す
ることも有用である。更に、血管透過性促進剤、血管拡張剤、又はそれらの両方
が無害なレベルにまで代謝されるまで、血管の閉塞を継続することも有効である
かもしれない。
【0082】 或いは、本発明の組成物の血管への供給後に、その血管に対して除去剤を供給
することができる。この除去剤は、実質的に、前記血管透過性促進剤を含まず、
好ましくは、本発明の組成物中に存在したいななる血管拡張剤も含まない。本発
明の組成物の供給後に血管に対して前記除去組成物を供給することによって、そ
の血管に供給されたが、代謝又は哺乳動物の組織によって吸収されなかった血管
透過性促進剤又は血管拡張剤を希釈又は「洗い流す」ことができる。好ましくは
、前記除去組成物は、複数の個々のアリコットで連続的に血管に供給される。
【0083】 特に、本発明の組成物が哺乳動物の血液循環系、又は、肝臓血液流血管を含む
その系の一部に供給される場合には、組成物の前記巨大分子アセンブリを封鎖さ
せることが可能な組織を供給する血管を閉鎖することが有効であるかもしれない
。たとえば、ここに記載されているように、一時的な肝臓流閉塞によってアデノ
ウイルスのゼクエストレーションが最小化される。前記プリングル操作は、親指
によって肝臓に対して血液を供給する二つの主要な血管、即ち、肝動脈及び門静
脈、を閉塞することができるように、外科医の人差し指を肝十二指腸間膜の後に
位置させるものである。この処置は、ヒトに於いて1歳時から行うことが可能で
あり、1時間以内の肝臓流入閉塞が許容可能であることが知られている。
【0084】 本発明の方法において、血管を通過する流れを閉塞する方法はいかなる方法も
使用可能である。外科医が指圧を与えることによる指による閉塞、止血鉗子の使
用、止血帯の使用、血管造影的又はX線造営的に配置されたバルーン等、によっ
て血管を閉塞する、等の様々な閉塞方法が知られている。
【0085】 前記組成物を、哺乳動物の肺臓にではなく、哺乳動物の体血液循環系に供給す
る事が望まれる場合、本発明の前記方法は、更に、前記血管透過性促進剤を供給
する前に、前記哺乳動物を、体外循環系支持装置及び酸素供給装置にかける工程
を有する。好ましくは、公知の方法に於いて、心肺装置が使用される。体外循環
系支持装置と酸素供給装置によって、哺乳動物の肺への血液流を最小限にし、こ
れによって、その哺乳動物の肺血管から肺への出液が最小化される。
【0086】 ヒトを体外循環系支持装置及び酸素供給装置にかける方法が図5に示されてい
る。この方法に於いて、ECLSポンプ酸素供給装置が、図3に示すようにヒト
に挿入された一対のカニューレに接続され、一方のカニューレはヒトの右心房に
挿入され、他方のカニューレはヒトの大動脈内に延出している。血液は右心房か
ら引き出され、体外的に酸素供給され、制御された圧力と流量でヒトの体組織(
たとえば、大動脈弓又は大腿動脈)に戻される。この方法を使用すると、肺への
血液流が最小化され、肺血管から肺の柔組織内への出液が最小化される。図4に
図示されているように、ヒトの肝血液流も閉塞される。
【0087】 本発明の前記方法の一つの考案される実施例は、哺乳動物の管外組織に遺伝子
ベクターを供給する方法である。この方法は下記の工程を有する。前記組織に関
連する血管を、哺乳動物の血管循環系から遮断する。その後、血管に血管拡張剤
を供給する。その後、血管の内皮層の透過性を増大させるべく血管に血管透過性
促進剤を供給し、前記遺伝子ベクターを血管に供給し、これによって、前記ベク
ターは血管の内皮層を介して前記組織に供給される。血管内のかん流圧を正常な
生理的かん流圧以上に高め、酸素輸送剤を血管に供給する。その後、血管に除去
剤を供給する。この除去剤は実質的に前記血管透過性促進剤を含まない。
【0088】 従って、本発明の方法のこの実施例に依れば、管外組織に対する遺伝子ベクタ
ーを供給は、前記血管拡張剤の存在、前記血管透過性促進剤の存在、及び、哺乳
動物の血管内のかん流圧の増大、によって向上する。更に、前記遺伝子ベクター
と両薬剤とは、これらベクター及び薬剤の供給前に於ける、血管の閉塞によって
遮断された状態に留まる。血管に対して酸素輸送剤が供給されるので、血管は閉
塞状態に留まることができ、前記ベクターと薬剤とは長い時間血管内に留まるこ
とができる。又、血管に対して除去剤が供給されるので、哺乳動物の体血液循環
が再び形成される前に、余分なベクターと薬剤とが血管から除去され、これによ
って、これらベクター又は薬剤の、前記血管以外の哺乳動物の体の領域に於ける
存在によって引き起こされる望ましくない副作用が最小化される。
【0089】 本発明の前記方法は、本発明の実質的に全ての筋組織に対して遺伝子ベクター
を供給するのに使用することができる。該方法は下記の工程を有する。哺乳動物
を体外循環支持装置と酸素吸収装置にかける。その後、哺乳動物の血液循環系に
血管拡張剤を供給し、血液循環系の血管の内皮層の透過性を増大させるために前
記血液循環系に血管透過性促進剤を供給し、遺伝子ベクターを血液循環系に供給
する。これによつてね前記ベクターは、血液循環系の血管の内皮層を通って実質
的にすべての筋組織に供給される。そして、血液循環系内のかん流圧を正常な生
理的かん流圧以上に高める。哺乳動物の肝臓中に於ける前記遺伝子ベクターのゼ
クエストレーションを低減させるために、プリングル操作を行って、肝臓に対す
る肝血液流を閉塞させることができる。哺乳動物の内蔵中に於ける前記遺伝子ベ
クターのゼクエストレーションを低減させるために、完全な内蔵流入閉塞を行う
ことができる。完全な内蔵流入閉塞は、たとえば、腹腔軸つい骨、上腸間膜動脈
、及び下腸間膜動脈を通過する血液流を閉塞することによって可能であり、これ
を少なくとも15分間維持することができる。これら三つの血管は、たとえば、
laporoscopic又は外科処置によって、或いは、大腿動脈にバルーン
を通過させることによって、アクセスすることが可能である。
【0090】 哺乳動物の別の重要な実施例は、流体(たとえば、遺伝子ベクターを有するも
の)を、その体のその他の筋組織にはほとんど供給せずに、哺乳動物の心筋組織
に供給する方法である。この方法は、哺乳動物の心臓循環系を体循環系から遮断
する工程を有する。哺乳動物の心臓循環系は、体循環系から、例6に於いてここ
に記載の方法のいずれかを使用して遮断することができる。ここに記載されてい
るように、本発明の心臓遮断カテーテルを使用する最小侵入性法が好適である。
これらの方法は、とりわけ、心筋組織に遺伝子ベクターを供給する目的で使用す
ることができる。遮断された心筋組織に対する遺伝子ベクターの供給を向上させ
るために、本発明の炎症調整物質を心臓内に使用して、心臓循環系と体循環系を
再び混合させる前に、心臓循環系から洗い流すことができる。
【0091】 本発明の前記装置は、本発明の血液等の、酸素輸送剤を、本発明の血管に対す
る薬剤の供給前に供給するのに使用可能な酸素供給装置を有する。本発明の酸素
供給装置は、中空本体と、該本体の内部と流体連通する液体入口と、ガス室の内
部にガスを供給するガス入口と、前記本体の内部から前記ガス室を分離する少な
くとも一つのガス透過膜と、前記ガス室からのガスの流出を許容するガス出口と
を有し、これによって、前記本体内部とガス室のガスとの間でガス交換が行われ
る。前記酸素供給装置は、図8及び9に図示したものに類似に構成することがで
き、ここで、前記ガス透過膜は前記チューブの少なくとも一部の内部で延出する
PTFEチューブであり、前記ガス室は前記PTFEチューブの内部である。本
発明の酸素供給装置の単純な構造により、それは、低コストに構成することがで
き、体外酸素供給装置の単用使い捨て部材として扱うことができる。本発明の酸
素供給装置のこん単純な構造によって、更に、それを、哺乳動物の血管の内容物
の量等の非常に小さな量の液体の酸素供給に適合された寸法で製造することが可
能となる。前記酸素供給装置の寸法比率、特に、前記液相を酸素供給装置の本体
と接触させることが可能な前記ガス透過膜の表面積、を変えることによって、こ
の酸素供給装置は、実質的にあらゆる液相流量を支持することが可能に構成する
ことができる。このようなプロポーショニング法は当該技術に於いて周知である
【0092】 本発明の前記酸素供給装置は、酸素供給剤を酸素供給装置の本体を通して通過
させることによって使用され、これにより、薬剤が前記ガス透過膜に接触する。
前記ガス室に供給される酸素、空気又はその他の気体は、前記ガス透過膜を通っ
て前記薬剤中に拡散可能であり、これを哺乳動物の血管に供給することができる
。ここに記載されているように、すべての酸素供給剤を使用することができる。
閉塞された血管に供給されるべき薬剤の量が小さい場合には、その中空本体内に
比較的少量を有する酸素供給装置が使用され、同様に、酸素供給装置がより大量
の薬剤に酸素を供給するのに使用される場合には、それに比例して大きな量を有
する酸素供給装置が使用される。
【0093】 機械的循環支持装置及び体外酸素供給によつて前記炎症調節物/血管拡張剤混
合物の薬用範囲が広がるという仮設の裏付けは以下の情報に見られる。本発明に
於いて、遮断拡散された心臓は、骨格筋に使用されるのと同じヒスタミン及びパ
パバリン投与量に耐え、これらの投与量は、前記調節物質が体循環が回復される
前に洗い流される限り、許容される、ということが判った。もしもこれらの化合
物が、支持装置を付けられていない心臓の体循環系に侵入するならば、心臓ショ
ックが発生する。
【0094】 ヒスタミンとパパバリンの投与中に於いて心臓を支持するために、二つの方法
が使用可能である。第1に、適当なドナーの心臓は、その治療される哺乳動物の
心臓の移植の前に、遮断し、体外で拡散させることができる。第2に、先ず、大
腿部循環系に移植を行い、上腹部系の支流血管にカニューレ挿入し、心臓をその
場で拡散し、カニューレを前記系から除去する前に、それを、体循環系に薬剤が
漏出することを防止する後肢止血帯を使用して洗浄する。これら処置の両方によ
って、哺乳動物ののその他に対してなんら循環支持装置を使用する必要なく、改
造されたポンプ酸素供給装置によって可能な上生理的(supraphysio
logic)拡散圧を非常に過渡的に使用することが可能となる。従って、処置
される哺乳動物の心臓と肺臓とはまだ正常な状態で機能し続けている。
【0095】 血管に組成物を供給するための装置と方法とは当該技術に追いいて周知であり
、たとえば、カニューレ挿入法、注射器取付け中空ボアニードル供給、蠕動ポン
プによって係合される一定長のフレキシブルチューブを介した供給、等がある。
しかしながら、本発明は、ここに記載の方法を行うためのいくつかの新規で有用
な装置を含む。
【0096】 たとえば、本発明は、ヒト等の哺乳動物の大静脈に挿入可能な心臓遮断カテー
テルを含む。この心臓遮断カテーテルは以下を有する、 (a)その内部で長手方向に延出する静脈血液流ルーメンと、近端と、遠端部
と、近端ポートと、遠端ポートとを備える中空筒状本体、 (b)前記本体に取り付けられた遠端導管シート、そして (c)前記本体に取り付けられた近端導管シート。
【0097】 前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シートが右心房
と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他方の導管
シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置決め可能
である。この構成によって、右心房の非心臓、非肺静脈循環系からの遮断が可能
となるが、右心房を非心臓血液循環系から完全に遮断するためには、奇静脈の閉
塞も必要であるかもしれない、と認識される。前記心臓遮断カテーテルの前記遠
端ポートは、前記遠端導管シートに対して遠端側に位置する。前記近端ポートは
、前記近端導管シートに対して近端側に位置する。心臓遮断カテーテルの近端ポ
ートと遠端ポートとの両方が、カテーテルの静脈血液流ルーメンと連通している
ので、腕頭静脈の結合部の血液と、肝静脈の血液とがこれらポートを介して静脈
血液流ルーメンと流体連通する。従って、前記心臓遮断カテーテルを患者の大静
脈内に設置することによって、心臓循環系が非肺体循環系から遮断される。
【0098】 一実施例に於いて、前記心臓遮断カテーテルは、カテーテルの両ポートから近
端部へカテーテル内に於いて長手方向に延出する流体アクセスルーメンと連通す
る単数又は複数の右心房流体アクセスポートを有する。右心房、右心室、及び肺
動脈の近端部の流体を、これらのポートを介して心臓から取出すことができる。
このような流体流は、心臓内圧力、前記流体アクセスルーメンに加えられる体外
的に発生された吸引力、又はこれらの両方によって駆動することができる。流体
アクセスルーメンに吸引力が加えられた時、この流体アクセスルーメンは、その
カテーテルの導管シート(単数又は複数)に関連する吸引ポート(単数又は複数
)とも連通することができる(或いは、別の吸引ルーメンを使用することができ
る)。複数の右心房流体アクセスポートが存在する場合には、それらは、好まし
くは、全てのポートが静脈又は心組織によってブロックされる可能性を最小限に
するべく、前記カテーテルの二本体の周りに周方向に配設される。
【0099】 前記心臓遮断カテーテルが、心臓循環系に対して液体(たとえば、遺伝子ベク
ターを含む流体)を供給するのに使用される場合、心循環系を肺静脈から遮断す
る必要はない。心臓内の弁によって、左心房及び左心室から肺静脈内への流体の
逆流が防止される。しかしながら、液体が心臓から肺循環系に入ることを防止す
るために、肺循環系を、肺動脈を閉塞させることによって、心臓循環系の液体か
ら遮断することができる。肺動脈は、本発明の前記心臓遮断カテーテルと、閉塞
装置を取り付けた第2のカテーテルとを使用することによって閉塞可能である。
【0100】 たとえば、前記第2カテーテルは、遠端部と、この遠端部に設けられた導管シ
ートとを有するカテーテルとすることができる。該第2カテーテルは、前記心臓
遮断カテーテルの少なくとも一つのルーメン(たとえば、その流体流ルーメン)
内に挿入可能であり、そこから、アクセスポートを介して延出する。この第2カ
テーテルは、該第2カテーテルの前記導管シートが前記アクセスポートから右心
室を通って肺動脈の根元に貫通するように患者の心臓内に位置決め可能である。
該第2カテーテルは、当該技術に於いて周知の方法を使用して「操作可能」とす
ることができる。このような方法は、一般に、カテーテルを硬質なフィラメント
(たとえば、ワイヤ)と関連つけることを含み、これによって、このフィラメン
トに対して長手方向の又はトルク力を加えると、カテーテルの先端部が湾曲、変
位又は変形するか、あるいは、カテーテル内に湾曲が発生し、これによって、カ
テーテルを、まっすぐでない通路をより容易に案内することが可能となる。同様
に、前記カテーテルは、カテーテルのルーメン内に硬質なフィラメントを挿入す
ることによって案内可能とすることができ、これにより、カテーテルの形状は、
その硬質フィラメントの形状となり、カテーテルを、まっすぐでない通路をより
容易に案内することが可能とする。
【0101】 前記第2カテーテルは、更に、或いはそれに代えて、患者の心臓の形状に適合
した形状(たとえば、ヒトの心臓の内部に適合した形状)にすることができる。
第2カテーテルがそのように適合された形状を有する時、該カテーテルは、それ
をカバーする取り外し可能なシースを備えさせることができ、これによって、こ
のシースは、該シースの取り外し時に、その適合形状を形成するようにすること
が可能である。好ましくは、前記導管シートは、肺動脈弁の遠端側の位置に於い
て肺動脈内に位置する。肺動脈を、第2カテーテルの導管シートに対して着座さ
せることによって、肺動脈を通過する流体流が閉塞される。前記導管シートは、
第2カテーテルの遠端先端部に配置させてもよいし、或いは、該カテーテルの遠
端部の周囲を取り囲むように配置して、第2カテーテルの遠端部がその導管シー
トを超えて遠端側に延出するように配置することも可能である。
【0102】 或いは、前記心臓遮断カテーテルは、その外表面に、前記第2カテーテルの本
体の形状に適合されたノッチ又は凹部を有するものとすることができる。図17
Bに図示されているように、前記第2カテーテル40Bは、前記心臓遮断カテー
テル10から独立的に(かつ、好ましくは、心臓遮断カテーテルの前に)大静脈
に挿入可能であり、第2カテーテル40の本体が、大静脈が心臓遮断カテーテル
の導管シートに対して着座するポイントに於いてこの心臓遮断カテーテルに形成
された前記ノッチ内に嵌入するように、配置することができる。
【0103】 前記第2カテーテルの遠端先端部が前記導管シートを超えて遠端側に延出する
場合、前記遠端先端部に、肺動脈のルーメンから流体を引き出すべく前記第2カ
テーテル内に長手方向に延出するルーメンと連通するオリフィスを設けることが
できる。前記第2カテーテルは、これに代えて、或いは追加的に、右心房、右心
室、肺動脈の根元(即ち、前記導管シートに対して近端側に位置する肺動脈の部
分)から流体を引き出すために、第2カテーテル内に長手方向に延出するルーメ
ンと連通する、前記導管シートに対して近端側に位置する単数又は複数のポート
を有するものとすることができる。肺動脈から流体を引き抜くことによって、前
記導管シートを通過して漏出する可能性のある流体流が最小化され、従って、又
、心臓循環系と肺循環系との混合が防止される。右心房、右心室、又は肺動脈の
根元から流体を予め抜き取ることによって、更に、両循環系の再混合時に、遮断
された心臓循環系に供給された流体と体循環系とが混合されることが防止される
【0104】 患者の心臓循環系をその患者の静脈及び動脈循環系から遮断するために、本発
明の心臓遮断カテーテルを使用して、大静脈を通って心臓に至る体静脈血液流を
閉塞し、第2カテーテルを使用して肺動脈血液流を閉塞し、そして、大動脈根元
から体動脈循環系への動脈血液流を閉塞することが必要である。大動脈血液流を
閉塞するためには、知られている(たとえば、クランプ、縫合線、動脈内バルー
ン、等)又は今後開発される実質的にいかなる方法も使用することが可能である
。患者に対するトラウマを最小限にするために、大動脈導管シートを有し、その
導管シートが冠状動脈の上方で、但し、大動脈弓の下方に位置するように(即ち
、心臓に対して、腕頭動脈の近端側)、患者の大動脈中に位置決め可能な動脈内
カテーテルを使用して動脈血液流を閉塞することが好ましい。大動脈を、前記動
脈導管シートに着座させることによって、前記動脈内カテーテルがすえつけられ
、大動脈を通る流体流が閉塞される。
【0105】 前記動脈内カテーテルは、好ましくは、その内部に於いて、その近端部から、
前記動脈導管シートに対して遠端側に位置する排出ポートへ長手方向に延出する
液体アクセスルーメンを有する。この液体アクセスルーメンに供給された流体は
、前記動脈内カテーテルを通過してね心臓又は大動脈(その動脈内カテーテルが
すえつけらた時の前記排出ポートの位置に応じて)に流入する。左心室又は動脈
根元に供給された流体は、そこから、冠状動脈に流入し、更に、そこから心臓内
のより小さな血管に流入する。
【0106】 前記動脈内カテーテルは、更に、その内部に於いて、その近端部から、前記動
脈導管シートに対して遠端側に位置する左心室ベントポートへ長手方向に延出す
るベントルーメンを備えることができる。その内部に前記左心室ベントポートを
有するカテーテルの部分は、オプションとして、すえつけられた動脈内カテーテ
ルに対して延長可能に構成し、これによって、この部分を前記左心室ベントポー
トを超えて左心室内へと延長可能とすることができる。オプションとして、前記
排出ポートと左心室ベントポートとは、前記動脈内カテーテルのすえつけ時に於
いて、両方のポートが左心室内に位置するか、若しくは、排出ポートが動脈根元
に位置し、左心室ベントポートが左心室に位置する、ように相対的に固定位置に
配置することができる。左心室ベントポートから流体を引き抜くことによって、
二尖弁を介した流体の逆流を最小化し、肺静脈への流体の逆流を防止することが
できる。
【0107】 ここに記載のカテーテルの導管シートは、当該技術に於いて周知のように、い
かなる形状のものであってもよい。これら導管シートは、管外部材の必要性無く
血管を閉塞する部材(たとえば、バルーン)とすることができ、或いは、それら
は、血管を導管シートに着座させる管外部材(たとえば、管外クランプ又は係蹄
)との協動で血管を閉塞させるように構成された部材(たとえば、カテーテル本
体の隆起部)とすることができる。具体的な導管シートとしては、非限定的に、
バルーン、カテーテル本体の隆起部、カテーテル本体の膨張可能部、カテーテル
本体の凹部、カテーテル本体のラフ又は不規則部、一対の近接離間配置された隆
起面、等が挙げられる。バルーンが使用される場合には、カテーテルが、そのバ
ルーンを流体(たとえば、空気又は燐酸緩衝生理食塩水)によって膨張させるた
めに、バルーンの内部と連通する膨張ルーメンを有することが重要である。前記
カテーテルは、更に、導管シートに関連付けられた単数又は複数の吸引ポートを
備えることができ、これによって、この吸引ポート(即ち、吸引ルーメン)に吸
引力を加えると、その内部にカテーテルが位置する血管の壁が前記導管シートに
対してより強固に着座される。これら導管シートの重要な特性は、それらが、支
持を供給することであり、これによって、管外部材(たとえば、係蹄又はクラン
プ)とは独立的に、又は、それとの協動で、血管を閉塞させることができる。
【0108】 本発明の前記カテーテルは、更に、単数又は複数の検出可能な印(indic
ia)を備えることができ、これによって、これらカテーテルの患者の体内に於
ける位置決めと案内が容易になる。これらの印は、非限定的に、螢光透視法、X 線写真術、気管内超音波心臓検診法、又は音波ホログラフィー法の公知の画像化
技術のいずれかを使用して検出可能な印とすることができる。このような印の使
用は当該技術に於いて周知である。この印は、好ましくは、先端部、導管シート
、ポート、オリフィス、等のカテーテルの特徴部分の近傍に配置される。
【0109】 ここに記載のカテーテルを製造するのに使用される材料の種類は重要ではない
。ここに記載のカテーテルは、管こう内カテーテルの製造用に現在知られている
、又は、開発されている実質的にいかなる材料からも製造することができる。そ
のような材料としては、たとえば、ポリエチレン、酢酸ビニルから成るグループ
から選択される生物学的適合材、酢酸ビニルを含むコポリマ、エチレン酢酸ビニ
ルコポリマ、ポリ塩化ビニル、アクリレート、アクリレートを含むコポリマ、ポ
リメチレンメタクリレート、ポリエチレンメタクリレート、ポリメタクリレート
、エチレングリコールジメタクリレート、エチレンジメタクリレート、ヒドロキ
シメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、2−ピロリド
ン、ポリアクリロニトリルブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド、フルオ
ロポリマ、ポリふっ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオ
ロエチレンとポリふっ化ビニルのコポリマ、ポリスチレン、スチレンアクリロニ
トリル、スチレンアクリロニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレンを有
するコポリマ、アクリロニトリルブタジエンスチレンのコポリマ、ポリメチルペ
ンタン、ポリスルフホン、ポリエステル、ポリイミド、ポリイソブチレン、ポリ
メチルスチレン、シリコーンゴム、ポリ塩化ビニルエラストマ、ポリオレフィン
エラストマ、ウレタンベースエラストマ、ラテックス、及び合成ゴム、がある。
【0110】 「ワイヤ巻き」カテーテル(即ち、比較的硬質のフィラメントがそのカテーテ
ルの壁に通常は埋設されたカテーテル)の使用が考察される。カテーテルの捩じ
れ又は(たとえば、吸引力による)挫折を防止するために、知られている又は、
今後開発されるいかなるその他の方法も使用可能である。
【0111】 奇静脈と、下大静脈との間の接合部の部位は、個人個人によって大幅に異なる
ことが知られている。奇静脈が大静脈に合流する位置に応じて、心臓循環系を体
循環系から遮断するために、奇静脈を閉塞することが必要かもしれない。奇静脈
と大静脈の接合部の位置を測定する方法(たとえば、血管造影法)は周知である
。もしも奇静脈が、前記心臓遮断カテーテルの導管シートに着座された上大静脈
と下大静脈との位置の間に位置するポイントで大静脈と合流しているのであれば
、その場合には、心臓循環系に対して炎症調節剤(単数又は複数)を供給する前
に、奇静脈を閉塞させることが必要である。奇静脈は、血管を閉塞させる実質的
にいかなる方法によっても閉塞させることができる。たとえば、それは外科的に
結紮、クランプ、又は止血することができ、或いは、バルーンカテーテルを、心
臓遮断カテーテルのアクセスポートを通して奇静脈内へとネジ込み、このバルー
ンを膨張させてもよい。
【0112】 ここに記載のカテーテルの最初の実施例は、遺伝子ベクターを体筋組織ではな
く心筋組織に対して特異的に供給する目的で、心臓循環系を体循環系から遮断す
ることを可能とするように構成されたものであったが、本発明の装置が、その他
多種多様な目的のためにも使用可能であることは明白である。更に、比較的小さ
な改変によって、本発明のこれらカテーテルは、更に多様な目的のための使用す
ることができる。
【0113】 たとえば、本発明の心臓遮断カテーテルは哺乳動物(特にヒト)の大静脈から
ヒトの右心房内に通過する静脈血液流を阻止するように構成されたものであるた
め、このカテーテルは、右心房への静脈血液流が望ましくない様々な状況に於い
て使用することが可能である。ここに記載された心臓バイパスに加えて、そのよ
うな状況としては、非限定的に、開胸、及びその他の侵入性の低いthorac
ic(特に、心臓)な外科処置が挙げられる。
【0114】 本発明の心臓遮断カテーテルは外科患者の大静脈内にすえ付けられるものであ
るため、大静脈を通る静脈血液流を、分岐、最小化又は閉塞するために前記心臓
遮断カテーテルを使用することによって、解剖学的に大静脈近くに位置する部位
の視認性を、従来の外科的処置と比較して、改善することができる。更に、本発
明の心臓遮断カテーテルは、心筋を切開する形成することなく、それを介して外
科医が、心臓の静脈キャビティー(即ち、右心房、右心室、肺動脈、冠静脈洞)
の内部に、装置(たとえば、カテーテル、小さな外科器具、等)、組成物(たと
えば、薬剤組成物、画像形成剤、遺伝子ベクター、等)を供給できる単数又は複
数のアクセスポートを有するものとすることができる。本発明の心臓遮断カテー
テルが有利に利用可能なその他の外科処置としては、本発明の開示に鑑みて当業
者にとって明らかなように、非限定的に、僧帽弁外科手術、三尖弁の修復、心房
中隔欠損の治療、及びその他の心臓障害、が挙げられる。たとえば、本発明の心
臓遮断カテーテルは、外科手術部位に挿入される一対の単段カニューレの代りに
使用することができ、これによって、外科医に対して、その手術部位のよりすっ
きりした視界を提供し、その部位に於いて必要な切開部の数を低減させる。
【0115】 本発明の心臓遮断カテーテルは、様々な公知の動脈内カテーテル(そして、オ
プションとして、様々な奇静脈オクルダー)と併用されることによって、哺乳動
物の心臓循環系を、非心臓、非肺体循環系から遮断することができる。更に、こ
こに記載されているように、肺動脈を通る流体流を閉塞させるために肺内動脈カ
テーテルを使用して、心臓循環系を、哺乳動物の肺循環系からも遮断することが
できる。このような方法は、開業医に、非心臓、非肺体循環系、心臓及び肺の循
環系の組み合わせ、又は、遮断された心臓循環系に、特定的に薬剤を供給するこ
とを可能とする。当業者は、適当な薬剤、及び、それらをこれらのコンパートメ
ントに供給する適当な状況を選択することができる。
【0116】 従って、「心臓遮断カテーテル」という用語は、これらのカテーテルの使用が
非心臓、非肺循環系からの心臓循環系の完全な遮断が望まれる状況に限定するも
のであるいとうことを意味するものではない。たとえば、該心臓遮断カテーテル
は、心臓循環系を遮断することなく、右心房から大静脈血液流を転送するために
動脈内カテーテルを使用することなく使用することができる。
【0117】 本発明の心臓遮断カテーテルの重要な実施例が図21に図示されている。この
実施例に於いて、心臓遮断カテーテルは、ここでは、上大静脈戻りカテーテル9
0と下大静脈戻りカテーテル100とされた、一対のカテーテルを有する。これ
らカテーテルはそれぞれ、その遠端部近くに設けられた導管シート92,102
と、静脈血液入口ポート96,106と、該静脈血液入口ポートからカテーテル
の近端部へと血液を搬送するべくその内部に於いて長手方向に延出する静脈血液
流ルーメンとを有する。
【0118】 このルーメンは、オプションとしてポンプ、酸素供給装置、等の外部装置に接
続することができる。図21に図示されているように、前記静脈戻りカテーテル
の一方又は両方に、アクセスポートからカテーテルの近端部へとその内部に長手
方向に延出するアクセスルーメンを備えさせることができる。該アクセスポート
は、図21に示されているように、カテーテルの遠端先端部に設けることができ
るが、或いは、それ以外の場所に設けることもできる、但し、好ましくは、カテ
ーテルの遠端部に設けられる。組成物又は装置(たとえば、ここに記載されてい
る第2カテーテル)を、前記アクセスルーメンとアクセスポートとを介して、そ
のアクセスポートの位置に応じて、患者の心臓、又は、患者の大静脈の一部に挿
入することができる。
【0119】 前記アクセスポートは、好ましくは、前記アクセスルーメン内、オプションと
して前記アクセスポート、に、配設された貫通可能シールを備える。この貫通可
能シール104は、前記アクセスルーメンに沿って遠端方向に装置又は組成物の
通過を許容するが、カテーテルの遠端部から近端部に向かう方向に於ける流体流
は許容しない。単使用又は再使用可能シール等、様々な貫通可能シールを使用す
ることができる。たとえば、この貫通可能シールは、ワックス、パラフィン、又
は、ゴム隔膜、又は単数又は複数の膨張可能バルーンとすることができる。バル
ーンが貫通可能隔膜として使用される場合、それは、好ましくは、カテーテル内
のその他の膨張ルーメンとは別の膨張ルーメンに接続され、更に、好ましくは、
前記アクセスルーメンを通る組成物又は装置の通過又は移動を許容し、膨張され
て近端側の流体流を阻止する。
【0120】 たとえば、図19Bには、本発明の心臓遮断法に於ける、すえつけられた上大
静脈戻りカテーテルとすえつけられた下大静脈カテーテルとの使用が図示されて
いる。この図に示されているように、前記上大静脈戻りカテーテルは、患者の右
頚静脈を介してすえつけられ、下大静脈戻りカテーテルは患者の右大腿静脈を介
してすえつけられている。これら両大静脈戻りカテーテルは、体外血液酸素供給
装置の十脈肢に接続され、下大静脈戻りカテーテルは、心臓から流体を収集し、
該下大静脈戻りカテーテル内に於いて長手方向に延出するアクセスルーメンを介
して体外流体回路の静脈肢へそれを転送する、その導管シートに対して遠端側に
位置するアクセスポートを有する。
【0121】 同様に、本発明の心臓遮断カテーテルは、患者の大静脈からの静脈血液の吸収
を向上させるべく、標準式大腿静脈又は頚静脈カテーテルと併用することができ
る。これは、患者の静脈解剖学的構造が、のその患者の大静脈から静脈血液を効
率的に除去するのに十分な大きさを有する心臓遮断カテーテルの使用を許容しな
い場合に、特に有利である。そのような場合、心臓遮断カテーテルは、患者の大
腿静脈又は頚静脈いずれかを介して、ここに記載されているように(即ち、一つ
の導管シートを上大静脈にセットし、他方を下大静脈にセットし、カテーテルを
これら二つの導管シート間に延出させて)すえつけられ、前記標準式カテーテル
は、別の静脈、好ましくは、心臓遮断の遠端部がすえつけられた静脈、にすえつ
けられる。前記静脈血液吸収ルーメンと、前記標準式カテーテルの遠端部のポー
トと流体連通するルーメンとの両方が、体外酸素供給装置の静脈肢に接続される
。患者の静脈血液がその酸素供給供給装置に供給可能な速度が、これによって高
められる。
【0122】 ここに記載のカテーテル、特に、本発明の前記心臓遮断カテーテル、は、本発
明の心臓をその本発明の体循環系から遮断するための外科キットとして提供する
ことができる。このようなキットは、たとえば、以下を備えることができる、 (a)本発明の心臓遮断カテーテル、 (b)前記哺乳動物の肺動脈を閉塞させるべく前記心臓遮断カテーテル内に挿
入可能な第2カテーテル、そして (c)哺乳動物の大動脈を閉塞させる動脈内カテーテル。 前記キットは、更に、哺乳動物の心臓循環系を遮断するため、又は、ここに記
載の方法を実行するため、に有用な追加の組成物又は化合物を備えることができ
る。そのような追加の組成物及び化合物としては、非限定的に以下が挙げられる
。 (d)哺乳動物の体循環系を体外血液酸素供給装置に接続するための単数又は
複数のカニューレ、 (e)前記心臓心臓カテーテルから静脈血液流を引き出し、前記カニューレの
動脈血液流ルーメンに血液を供給するポンプ、 (f)哺乳動物から取出された血液に酸素供給する血液酸素供給装置、 (g)奇静脈オクルーダ(たとえば、止血帯、クロスクランプ、バルーンカテ
ーテル、又は止血用具)、 (h)血管透過性促進剤(たとえば、ヒスタミン)又は血管拡張剤(たとえば
パパバリン)等の炎症調節物質。
【0123】 定義 或る種の用語は以下のように定義される。
【0124】 「管外組織」とは、高血管透過性条件下に於いて血管からの出液がその組織に
接触することが可能な血管の十分近傍に位置する組織をいう。たとえば、高度に
導管化された、筋組織は、筋細胞が血管の近傍に位置し、それら血管からの出液
が筋細胞に説職可能であるため、管外組織である。
【0125】 「血管透過性促進剤」とは、哺乳動物、好ましくは哺乳動物、の血管に供給さ
れた時に、血管の内皮の浸透性を、その血管内の物質が内皮層を通過できる程度
に高める、組成物である。
【0126】 「血管拡張剤」とは、哺乳動物、好ましくは哺乳動物、の血管に供給された時
に、その血管のルーメン径を増大させる組成物である。換言すると、血管拡張剤
は、哺乳動物の血管に投与された時、血管の内径を増加させる。
【0127】 血管内の「かん流圧」とは、血管のルーメン内の流体と、その血管の周囲の流
体との間のピーク圧力差を意味する。血管内のピーク圧は、哺乳動物の心臓の鼓
動によって、その血管を通して血液流を駆動する力に対応するもの、と理解され
る。
【0128】 血管内の「正常な生理学的」かん流圧とは、休息状態にある健全な哺乳動物の
血管内のかん流圧を意味する。
【0129】 「酸素輸送剤」とは、液体又は溶液状態である時に、酸素分子(O2)を捕捉 し、その酸素分子を、ヘモグロビンやミオグロビン等の生物酸素キャリアに供給
することができる組成物を意味する。たとえば、様々な人造血液代替物や過フル
オロ化合物液は、酸素輸送剤である。
【0130】 「薬学的許容可能キャリア」とは、本発明の組成物が混合可能で、その混合後
、本発明の組成物を、哺乳動物、特に哺乳動物、に投与するのに使用可能な化学
的組成物を意味する。
【0131】 血管透過性促進剤の「上生理学的レベル」とは、休息状態にあり正常な循環系
ホメオスタシス状態にある哺乳動物に存在する物質のレベルである。
【0132】 二つの核酸配列を「作動リンクされた」と記載することによって、1本鎖又は
2本鎖核酸moietyがこれら二つの核酸配列をそれぞれ有し、かつ、それら
二つの配列が、その核酸moiety内に於いて、前記二つの配列の少なくとも
一方が、他方に基づいてとくちょうつけられる生理的作用を発揮することができ
る、ということを意味している。
【0133】 「巨大分子アセンブリ」とは、複数の分子が、上生理学レベルの血管透過性促
進剤の不在状態に於いては、哺乳動物、好ましくは哺乳動物、より好ましくはヒ
トの血管の内皮層を通して通過することが出来ないほど十分に大きいような、単
数又は複数複数の分子を意味する。たとえば、巨大分子アセンブリは、1本鎖た
ん白質、多重結合たん白質、リポソーム、直線状の核酸、アデノウイルス、ピコ
ルナウイルス、又はアデノ関連ウイルス等のウイルス、又は、プラスミド又はウ
イルスベクター等の遺伝子ベクター、等でありうる。又、たとえば、前記巨大分
子アセンブリは、記載されているような(ラゴット(Ragot)他,1993
,Nature361:647−650)、ヒトミニジストロフィン遺伝子を有
するアデノウイルスとすることができる。更に、たとえば、前記巨大分子アセン
ブリは、そのプラスミドが全長ジストロフィンcDNAを有する点においてモデ
ィファイされたプラスミドpAdDeltaRSVとすることでき(ケーニング
(Koening)他,1988,Cell53:219−228)、ここで、
前記pAdDeltaRSVプラスミドは、前記ジストロフィンcDNAに作動
リンクされたRSVプロモータであるpBSA−2ベクターバックボーンを有し
、前記プロモータcDNAは、アデノウイルス5‘及び3’−ITR配列に挟ま
れている。
【0134】 「遺伝子ベクター」とは、前記プロモータ/調節配列に作動リンクされた遺伝
子の発現に必要なDNA配列を意味する。いくつかの場合に於いてねこの配列は
、コアプロモータ配列とすることができ、その他の場合に於いては、この配列は
、組織特異的に前記遺伝子の発現に必要なエンハンサ配列及びその他の調節エレ
メントも有するものとすることができる。
【0135】 「体外循環系支持装置」とは、哺乳動物の心臓からの助けを借りずに哺乳動物
の循環系の全部又は一部を通して、その哺乳動物の血液を循環させることができ
る機械装置を意味する。たとえば、当該技術に於いて周知の心肺装置は、体外循
環系支持を提供するのに有用な装置である。
【0136】 「venorrhaphy」とは、たとえば、出血無しで、静脈の開通性を維
持するように静脈の切開部を縫合することによる、静脈の外科的修復を意味する
【0137】 特に記載のない限り、カテーテルの「遠端」部とは、そのカテーテルの使用中
に於いて患者の体内にあるカテーテルの端部を意味する。カテーテルの「近端」
部とは、カテーテルの使用中に於いて患者の体の内部にないカテーテルの端部の
ことである。前記カテーテルは、一般に一つの遠端部と一つの近端部とを有する
ものと理解されるが、但し、特に、その近端部に於いて、フォーク状又は分岐し
た、カテーテルの使用も同様に認められる。
【0138】 ルーメンは、そのルーメンの長手軸心(ルーメンがカテーテルのポートと連通
する場合は含まない)がカテーテルの長手軸心に対してほぼ平行である場合に、
そのカテーテル内に於いて「長手方向に延出する」。
【0139】 「非侵入性検出可能マーカ」とは、カテーテルのポート又はその他の特徴部分
等、カテーテルに使用されて、患者の体内に於けるマーカの位置を、患者の組織
の穿孔又は切開を必要としない方法によって測定することが可能な、組成物であ
る。
【0140】 第1カテーテルは、血管のルーメン又は第2カテーテルのルーメン内に於いて
、その第1カテーテルの形状に依り、第1カテーテルを前記ルーメン内に於いて
移動可能である場合に、そのルーメン内に「挿入可能」である。第1カテーテル
が第2カテーテルのルーメン内に「挿入可能」である場合、これら二つのカテー
テルが分離可能であることは必要でない(即ち、第1カテーテルは第2カテーテ
ルのルーメン内に恒久的に配置することができる)。
【0141】 物質又はルーメンは、別の物質又はルーメンと、流体がその物質又はルーメン
から、破断又は物理的障害無しでその他方の物質又はルーメンへと流れることが
できる場合に、その別の物質又はルーメンと「流体連通」状態にある。
【0142】 「ロッド」とは、円形又は非円形(たとえば、楕円、四角、三角又は不規則)
の断面を有する長手部材を意味する。ロッドは、そのな内部に長手方向に延出す
る単数又は複数のルーメンを備えることができる。
【0143】 カテーテル、ロッド又は導管シートの一部は、もしもその部分の周部(非円形
の断面のカテーテル、ロッド及び導管シートを含む)が増加又は減少可能である
場合に、「膨張可能」とされる。
【0144】 流体「酸素供給装置」とは、その流体中に溶解している酸素の濃度を増加させ
る装置のことである。
【0145】 「ポンプ」とは、すべての流体排出装置のことである。
【0146】 薬剤は、もしもその薬剤を、疾患を患う哺乳動物の少なくとも一つの組織への
供給によって、その哺乳動物がその疾患の重度又は、その疾患の症候の頻度の低
下を経験する場合に、「治療作用を有する」。
【0147】 「大静脈」とは、哺乳動物の上大静脈と下大静脈とを、それぞれ個々に、又は
それらを集合的に記載する形容詞である。
【0148】 「ノッチ」は、もしもそのノッチの内部形状が、体がノッチの長手軸心に沿っ
て長手方向に移動可能である場合に、その体に「フィットするように適合されて
いる」。
【0149】 「画像形成剤」とは、哺乳動物の体内のキャビティ、組織又は表面に供給され
た時に、そのキャビティ、組織又は表面の検出を容易にする組成物である。様々
な画像形成剤が知られており、文献に記載されている。たとえば、ガンマ放射線
又は蛍光する組成物や等のその存在が直接的に検出可能な組成物や、公知の検出
装置を使用して検出可能な組成物を使用することができる。
【0150】 本発明を、以下の例を参照して説明するが、これらの例は、例示の目的のみの
ために提供されるものであり、本発明はこれらの例に限定されるものと解釈され
てはならず、むしろ、それは、ここに提供される教示内容により明らかとなるす
べてのバリエーションを含むものと解釈されるべきである。
【0151】 例1: アデノウイルスを微小血管バリアを介して対流輸送することによって体
遺伝子転移を促進する 過渡的な肝臓流入の閉塞によって、不要なウイルスのゼクエストレーションが
最小化されるという仮説を裏付けるデータが提供される。その中央循環系に組換
えアデノウイルスを投与したラットに実験的プリングル操作を行った。これによ
って、プリングル操作を行わなかった対照哺乳動物に対して、肝臓染色強度が大
幅に低減した。
【0152】 次に、この例に提示される実験に使用された方法を説明する。
【0153】 AdCMVlacZとされる前記E1,E3欠失組換えアデノウイルスの構造
と増幅は既に記載されている(コザルスキー(Kozarsky)他、1993
,Som.Cell Molec.Genet.5:449−458)。組換え
アデノウイルスを、ラットに対して、ラットの体重グラム当たり約109粒子の 総投与量で投与した。10%(v/v)のグリセロールを有する前記ウイルス株
の凍結アリコットを、注入直前に解凍し、PBS中で1:5に希釈し、ミリリッ
トル当たり1012のタイターを得た。哺乳動物を体重キログラム当たり75ミリ
グラムのケタミンと、体重キログラム当たり5ミリグラムのキシラジンの前肢へ
の筋肉注射によって麻酔した。C57B110マウスとFisher355ラッ
トを使用した。
【0154】 この例に提示される例は、毛細血管のルーメンから筋肉組織間質へのアデノウ
イルスの懸濁液の対流輸送に於ける違いを調べるためのものであり、これらの違
いは、使用された哺乳動物の年齢の違い、前記哺乳動物に対して懸濁液を供給す
る方法、懸濁液の組成、又はこれらの要因の組み合わせ、から生じたものである
。体重グラム当たり約5x1010のAdCMVlacZを、これらの実験の全て
の哺乳動物に投与した。これらの実験に於いてAdCMVlacZを投与するた
めに使用されたマイクロピペットとマイクロカニューレの流出抵抗に依り、適用
された注入圧は、常に、血管床に於いて達成される圧力よりも遥かに高いもので
ある、と理解される。これらの装置を通って流体流を駆動するために制御された
圧力を使用することによって一貫性を維持した。これらの実験に使用された哺乳
動物から得られた組織標本を、検死に於いてPBS中での0.2%(v/v)の
グルタールアルデヒド、2%(v/v)のパラフォルムアルデヒドによるかん流
−固定後、記載されているように(セインズ(Sanes)他、1986,EM
BOJ.5:3133−3142)β−ガラクトシダーゼ活性に関して、who
le mount染色した。これらの実験の結果は表1に要約されている。
【0155】 AdCMVlacZを、表1のシリーズAの新生ラットのそれぞれに、ガラス
マイクロピペットの先端を使用してそのラットの眼窩後方静脈にウイルスベクタ
ーを注射することによって、投与した。ここで、ウイルスベクター懸濁液流は、
フットペダル制御のピコポンプによって駆動された。
【0156】 AdCMVlacZを、表1のシリーズBの新生ラットのそれぞれに、ガラス
マイクロピペットの先端を使用してそのラットの総大腿動脈にウイルスベクター
を注射することによって、投与した。ここで、ウイルスベクター懸濁液流は、フ
ットペダル制御のピコポンプによって駆動された。
【0157】 AdCMVlacZを、表1のシリーズCの2週齢ラットのそれぞれに、腹壁
切開と、肝臓流入血管への閉塞クランプ設置直後に、投与した。前記ウイルスベ
クターは、大腿静脈に注射され、前記クランプを、取り外し前に30分間放置し
た。
【0158】 表1のシリーズDの2週齢ラットは、シリーズCの哺乳動物に対する対照哺乳
動物として作用することを意図したものであった。これらシリーズDのラットに
は、シリーズCのラット同量のウイルスベクターを注射したが、これらシリーズ
Dのラットには肝臓流入閉塞は行わなかった。
【0159】 表1のシリーズEの成体ラットは、大腿動脈及び静脈遮断を受け、3−0プロ
リン止血帯を、その近位側腿のレベルに設置た。体重キログラム当たり100単
位のヘパリンを、前記各ラットの血液循環系に筋肉注射し、それぞれの大腿動脈
を、そのルーメンが、前記動脈に挿入されなていないチューブの端部に取り付け
られた30ゲージのニードルのルーメンと流体連通された、加熱テーパポリエチ
レンチューブ(PE10,Becton Dickinson,Sparks,
MD)を使用してカニューレ挿入した。前記止血帯の締付け後、微小血管クラン
プを設置して、大腿血管を通過する血液流を閉塞した。前記チューブと動脈への
AdCMVlacZ懸濁液と、1ミリリットルの「追加(chase)」量のP
BSとを、標準平方インチゲージ圧当たり20ポンドで連続的に前記ウイルスベ
クター懸濁液を供給する制御された圧力供給装置によって駆動した。前記クラン
プと止血帯とを、45分間その位置に維持し、その後、それらを除去し、11−
0縫合糸(Sharpoint,Reading,PA)を使用して動脈切開部
を修復した。前記小さな鼠蹊部の切開部を、吸収可能縫合糸を使用して閉じた。
【0160】 表1のシリーズFのラットは、制御圧力供給装置が、ウイルスベクター懸濁液
を標準平方インチゲージ圧当たり80ポンドで連続供給したことを除いては、シ
リーズEのラットと同様に処理された。
【0161】 表1のシリーズGのラットは、シリーズBのラットに関して記載したように大
腿動脈注射を行ったが、但しここでは、大腿動脈を通過する血液流を閉塞させる
近位腿止血帯とクランプとを、ウイルスベクターの供給の前に使用した。100
マイクロリットルのウイルスベクターを、ガラスマイクロピペットを使用して供
給し、その後、1ミリリットルのアリコットの塩水を供給した。これらのアリコ
ットを、動脈内で5分間滞留させた。
【0162】 表1のシリーズHのマウスは、シリーズGのマウスと同様に処置されたが、但
しここでは10マイクロモルのヒスタミン又は0.3ミリグラムのパパバリンの
いずれかを有する100マイクロリットルの溶液を、前記ウイルスベクターの注
入直後に、前記動脈に供給した。
【0163】 表1のシリーズIのマウスは、シリーズHのマウスと同様に処置されたが、但
しここでは、ヒスタミンとパパバリンの両方を各マウスに投与した。
【0164】 表1のシリーズJのマウスは、シリーズIのマウスと同様に処置されたが、但
しここでは、止血帯の除去直前に、各マウスに対してvenorrhaphyを
行った。
【0165】 表1のシリーズKのラットは、大腿動脈及び静脈遮断を受け、その近位腿のレ
ベルに3−0プロリン止血帯がセットされた。後肢循環を、前記動脈に、pH7
.4のPBS500マイクロリットル中に150マイクログラムのパパバリン、
又は、pH7.4のPBS500マイクロリットル中に10ミリモルのヒスタミ
ンを500マイクロリットル含む組成物を注入することによってプライミングし
た。500マイクロリットルの前記組成物中に懸濁された6x1010のAdCM
VlacZ粒子を、前記動脈に注入し、その後、標準平方インチゲージ当たり8
0ポンドに維持されたタンクから駆動された1ミリリットルの追加量のPBSを
注入した。前記クランプと止血帯は、総時間5分間、その場所に維持され、その
後、肢循環系を、3ミリリットルのPBSで洗浄した。
【0166】 表1のシリーズLのラットは、組成物がヒスタミンとパパバリンとの両方を前
述した濃度で含んでいたことを除いて、シリーズKのラットと同様に処置された
【0167】 表1のシリーズMのラットのそれぞれに於いてシリーズKのラットに於いてと
同様に肢かん流を行った。但しここでは、二つの重なる止血帯を経筋配置すると
ともに、表皮下上腹部血管を介する血管アクセスによる完全な遮断を可能にする
べく互いに重なる二つの止血帯を使用した。これには、第2カテーテルを、この
側支管と伏在静脈との間の結合部において静脈弁を介して進行させることが必要
であった。更に、前記組成物は、ヒスタミンとパパバリンの両方を前述した濃度
で有し、前記止血帯の除去の直前に各ラットに対してvenorrhapnyを
行った。
【0168】 光学的コントラストを提供する目的で、その胃がミルクで充満されていること
を確実にするために給餌した後、新生マウスの子を麻酔した。それぞれのマウス
の皮膚を、腹壁に渡って切開し、上腹壁動脈に分布に於ける直腹筋へのアクセス
を提供するべく側方に反射させた。約100倍の倍率の解剖顕微鏡を通して、単
赤血球が、骨格筋毛細管を通って一列に並ぶことによって、容易に可視化された
。PBSに溶解されたヒスタミン、パパバリン又はそれらの両方が、前記毛細管
に局所的に塗布された。取り付けられたカメラによって、時間線に対してビデオ
記録を行った。閉介筋の遠端部に於いて潅流された成体マウスと成体ラットに於
いても、それらが、近位脛節上に重なり、ここでも類似の観察が行われ、ここで
も、薄い筋肉に対する光コントラストが最適化された。
【0169】 次に例1に提示されたこれらの実験の結果を説明する。
【0170】 組換えヒトアクセスベクターAdCMVlacZ(これは、約70ナノメータ
のStoke径を有する;スチュワート(Stewart)他、1993,EM
BO J.12:2589−2599)が、イン・ヴィヴォで哺乳動物血管の内
皮バリアを横切る能力を評価するために、微小血管ダイナミクスの研究用の新規
なシステムが使用された。微小血管透過性に対する相乗効果を有するいくつかの
介入処置が明らかになり、前記成体ラット後肢に於ける大半の筋組織への効率的
な遺伝子転移のための戦略が開発された。哺乳動物筋肉組織間の類似性を考慮す
ると、本システムが、全ての哺乳動物、あるいは恐らく全ての哺乳動物に於いて
も同様に使用可能であることは明白である。
【0171】 治療用途用に考慮された遺伝子転移ベクター間で、組換えアデノウイルスが、
新生マウス中の筋肉注射後に於ける極めて効率的な局所的遺伝子転移により、特
記される(クアンティン(Quantin)他、1992,Proc.Natl
.Acad.Sci.89:2581−2584;アクサディ(Acsadi)
他、1994,Hum.Molec.Genet.33:579−584)。い
くつかのヒトの疾患用のネズミモデルに於いて遺伝子発現を形質導入するために
ねアデノウイルスが使用されている(コザルスキー(Kozarsky)他,1
996,Nature Genet.13:54−62,ラゴット(Ragot
)他,1993,Nature361:647−650)。前記新生マウスの後
肢の筋肉のマスは、約30ミリグラムの組織を有する。新生マウス筋組織の未成
熟細胞外マトリクスに、数ミリメータに渡ってアデノウイルスを拡散させること
によって、初期筋組織の大半の形質導入が可能となる。しかしながら、より高齢
のマウス又はラットに於いては、局所的供給の限界が明らかとなり、それではね
アデノウイルスベクターの筋肉注射によって行われる遺伝子形質導入は徐々に低
効率となり、注射部位の周囲数立方ミリメータに限定されたままとなる。
【0172】 経静脈アデノウイルスベクター供給によって、主として肝臓へのアクセスが提
供され、そこでは、不連続な内皮が、血管空間から実質細胞マスへの遺伝子転移
が容易にするものと考えられている(コザルスキー(Kozarsky),19
96前出;コザルスキー(Kozarsky)他、1994,J.Biol.C
hem.268:13695−13702)。
【0173】 直接注射又は血管内供給によるアデノウイルスベクター供給の欠点は、可能な
ところに於いては、経内皮供給用に有用なアデノウイルスベクター供給方法を開
発することによって解決することができる(たとえば、レイパー(Raper)
他、1996,Pancreas12:401−410)。
【0174】 骨格筋の連続的内皮バリアを介するアデノウイルスベクター搬送は、三つの供
給コンポーネント、即ち、対流的、拡散的、及び小胞交換供給、の総計として記
載することができる(ウェインバウム(Weinbaum)他、1995,Sy
mp.Soc.Exp.Biol.49:323−345)。スターリング(S
tarling)(1896,J.PHysiol.19:312)、クロー(
Krogh)(1919,J.Physiol.52:409)及びパッペンハ
イマー(Pappenheimer)他(1951,Am.J.Physiol
.167:13−28)の古典的研究は、分子寸法と、脂質溶解性が異なる溶質
について搬送速度が量化された骨格筋での実験からの関連データを提供している
【0175】 より大きな巨大分子の振る舞いについてはより最近になって量化され、3万個
の孔の内一つだけがそのアデノウイルスの直径の1/4以下の粒子を通過させる
のに十分大きい、という2−孔理論が生まれた(リッペ(Rippe)他,19
94,Physiol.Rev.74:163−219)。これらのデータの推
論から予想されるように、図1a中に於いて筋組織の染色によって確認されてい
るように、経血管投与された組換えアデノウイルスは、骨格筋に対する最小のア
クセスしか提供しない。アデノウイルスベクターの血管内投与は、図1bに示さ
れた染色パターンによって示され、又、表1に提示されたデータによっても示さ
れているように、浸出のためにStarling力を増大させるべくベクター投
与と同時に上生理学的潅流圧を供給することによっては大幅に改善されなかった
。これらの結果は、血管内皮が顕著な簡完結性を有するものであることを示し、
又、ウイルスベクターの、間質からの筋組織への小胞及び対流搬送の速度は重要
ではない、ということを暗示している。これらの結果は、更に、アデノウイルス
ベクターの経血管投与は、非効率的な体遺伝子転移戦略である、ということも示
唆している。
【0176】
【表1】
【0177】 ヒスタミン又はその他の血管透過性促進剤を局部塗布によって再生可能な骨格
筋に於ける炎症の病態生理に基づく、別のアプローチを調べた。そのような薬剤
の内皮組織への塗布後に於ける隣接する内皮細胞間のギャップの過渡的出現の超
微細構造的証拠が存在し、前記ギャップは約1マイクロメータの幅を有する。更
に、電子顕微鏡写真によって、直径35ナノメータ以下及びそれよりも大きなキ
ロミクロンのコロイド状HgS粒子がこれらの細胞間ギャップを横切る能力を記
録する(マイノ(Majno)他、1961前出)。
【0178】 炎症性出液の誘発されたプロセスによって、血管内皮を介するベクターの対流
搬送を向上させることによって、イン・ヴィヴォでの循環系から成体骨格筋への
ベクター供給が促進されるであろう、という仮説が立てられた。血管作用調節物
質の体副作用は、遮断された肢潅流システムを使用することによって避けられた
。表1に提示されたデータによって示されているように、ヒスタミン、パパバリ
ン(強力な内皮独立血管拡張剤;ウェンマーム(Wennmalm),1994
,J.Int.Med.235:317−327)と、上生理学的潅流圧の適用
の相乗効果によって、全般的に、血管空間から筋組織へ効率的に遺伝子が転送さ
れた。
【0179】 これらの操作に応答する遺伝子形質導入の均質性が、図2に図示されており、
ここで、成体ラット後肢中の筋組織の大半のXgal染色が複数レベルの倍率で
見られる。毛細血管基底板に於けるアデノウイルスよりも小さな粒子の保持が電
子顕微鏡によつて記録されているが(マイノ(Majno)他、1961前出)
、ここに記載される結果は、このバリアが横断されたことを示している。
【0180】 ヒスタミン、パパバリン及び上生理学的潅流圧を使用する組み合わせ介入処置
は、その介入処置が行われた肢の循環系遮断が不完全なものであった場合には致
死的であった。しかしながら、肢の循環系遮断が適切であった哺乳動物は、その
処置に良好に耐え、正常な歩行状態に戻った。アデノウイルスベクター投与のこ
の方法によって、筋ジストロフィー等の様々な遺伝子疾患の遺伝子治療のために
必須である遺伝子分布の効率性と量とが達成される。
【0181】 図2、パネルBに示されているように、大腿四頭筋の二つの近接する筋肉の組
織学的外観は、潅流されなかった組織に於ける人造的染色の不在を示している。
図2パネルBに於いてね大腿直筋に対する血液供給を、止血体を使用して閉塞し
た。ここに記載の結果は、更に、図2、パネルA及びBに示されているように、
アデノウイルス拡散に対する筋外膜組織バリアを存在も実証するものである。
【0182】 この例に提示される実験に於いて、図2、パネルC及びDに示されているよう
に、肢血管系に対する遺伝子供給の劇的な減少も銘記された。この観察は、筋組
織血管系の内皮細胞が、前記調節物質抽入の過渡的な副作用としてウイルスを吸
収するその能力を失ったか、若しくは、間質への流体の対流によって効果的にバ
イパスされた、ということを示唆している。この観察は、更に、本発明の方法が
、その組織を供給する血管(単数又は複数)の内皮細胞によるベクターの大幅な
吸収無く、管外組織に特異的にアデノウイルスベクターを供給するのに使用可能
である、ということも示唆している。
【0183】 解剖顕微鏡を通してリアルタイムで見られる微小血管潅流を、最初、複数の薬
剤を評価するために使用した。10ミリモルのヒスタミンの局所塗布によって、
血管拡張が急速に誘発され、局所的潅流が増大し、その後、数秒以内で、毛細管
血液停滞が起こった。パパバリン1ミリリットル当たり300マイクログラムの
塗布によって、毛細血管が漸増し、局部的潅流が増加した。両方の薬剤の局所塗
布によって、毛細管の潅流が長時間維持され、局所的な浮腫の形成が観察された
。これらの知見は、これら調節物質の遺伝子投与に対する相乗効果が、パパバリ
ンが前毛細血管抵抗血管の自己調節性又は浮腫誘発閉鎖を克服する能力に関係し
ていることを示唆している。不適切な後肢遮断中に於ける上記調節物質の急性毒
性は、その血行力学的副作用に関連している(トム(Thom)他,1995,
J.Clin.Oncol.13:264−273)。
【0184】 これら調節物質の血行力学的副作用は、試みられる体遺伝子供給中に於ける中
央循環系へのその利用を複雑にするものである(たとえば、アイア(Eyre)
,1970,J.Pharm.Pharmacol.22:104−109;シ
ルヴァーマン(Silverman)他、1988,J.Appl.Physi
ol.64:210−217)。更に、循環系をサポートするたのアドレナリン
アゴニストの同時使用は、遺伝子供給に対する所望の効果を逆転させ、かつ、又
は、特に、心筋症の場合に於いては、心筋損傷を引き起こすかもしれない。
【0185】 ここに記載の血管閉塞技術、又は、その他の当該技術に於いて知られている技
術を使用して、前記調節物質の体供給から生じる前記副作用を、最小化又は回避
することができる。更に、これらの副作用は、理論的には、調節物質の体注入の
前に体外循環支持装置を設置することによって克服することが可能であろう。こ
の点に関して、肝臓による、循環するウイルスベクターの急速な除去が第2の問
題として現れる。しかしながら、肝臓流入閉塞による肝臓ウイルス吸収の減少に
関する表1に提示されるデータは、腹腔鏡処置等の最小侵入性外科処置によって
この問題を大幅に克服すること可能かもしれない、ということを示唆している。
【0186】 この例に記載した外科的及び薬学的アプローチの提案した組み合わせは、体遺
伝子供給のための一般的方法を表わすものである。この方法の臨床的重要性は、
その手続きがこの例に使用されたよりも大きな動物に於いていかに良好に耐えら
れるか、に依存している。この問題は、例3に於いて更に詳細に記載される。
【0187】 例2: 微細血管透過性を向上するのに有効なその他の化合物 ヒスタミン及びパパバリン以外に微細血管透過性を向上させる作用を有する化
合物としては、非限定的に、血小板活性化因子、セロトニン、ブラジキニン、及
びニトロプルシドが挙げられる。これらの化合物の投与後に誘発される微細血管
透過性は、蛍光ラベル化された直径70−100ナノメータのデキストラン粒子
の吸収を測量によって評価することができる。
【0188】 ここに記載されたデータに基づき、本発明は以下のように拡張することができ
る。
【0189】 体遺伝子転移は、ヒトを含む大型の動物に於いて、体外支持装置が設置される
ことを前提として、炎症剤及び血管拡張剤の組み合わせを使用することによって
達成することができる。
【0190】 適切な循環系支持及び酸素供給装置の提供は、相対生長測定、即ち、サイズの
異なる哺乳動物の器官機能を支配する数学的関係、に依る。ネズミの心臓と横隔
膜の各筋細胞又は繊維は、ヒトの心臓及び横隔膜の速度の約10−15倍の速度
で作動している。従って、小さな齧歯動物用の心肺バイパス回路は、ヒトに於い
て必要な速度の10−15倍の速度で酸素と血液を輸送しなければならない。ポ
アズイユの法則によって測定される、流体動的抵抗は、カニューレの壁厚により
、速度制限的になる。
【0191】 この問題に対する簡単な解決法は、ヒトに於いて達成可能な流速をモデル化す
るために十分に大きな動物で実験を行い、小児及び成人の心筋救急ケアマネージ
メントのパラダイムを使用することである。哺乳動物に於けるカニューレ挿入部
位が、流速を支配する。頚動脈及び頚静脈アプローチが、その最小侵入性に依り
、更に、それが小児体外膜酸素供給(ECMO)に於いて長年成功裏に使用され
てきたという事実に依り、優先的に使用される。必要な場合には、心臓切開手術
に使用されているように、大動静脈カニューレ挿入を使用することができる。カ
ニューレ挿入の種類及びポンプの位置、等が図3,4及び5に図示されている。
【0192】 炎症調節物質が新抗原発現に対する免疫応答を変化させるものであるか否かを
判定することが重要である。更に、達成される遺伝転移のレベルと、初期介入処
置から生じる生理的障害の大きさとの関係を判定することが重要である。筋ジス
トロフィーの場合、遺伝子投与量の閾値効果が存在することが知られており、も
しもこの投与量を達成することが可能でないならば、その処置が有効である可能
性は低い。遺伝子発現を駆動するより強力なプロモータ配列を使用することによ
って、遺伝子転移の低効率を補い、遺伝子治療効果を高めることが可能である。
組織特異的発現も、組織特異的プロモータ配列を使用することで可能である。
【0193】 ここに記載の処置を必要とする患者が、一般的な気管内挿管麻酔を受け、現在
、体外膜酸素供給用に使用されているように、首部の切開を受け、プリングル操
作をタイムリーに行うために腹腔鏡ポートの設置を受けることが予想される。前
記ECMO回路を通る流れは、血管拡張剤の注入後に始まり、その後、収縮過多
性循環を達成するために必要な流速と追加量とで、ウイルスとその次に炎症調節
物質とが注入される。5分程度の短いものでありうる短時間の出液の完了後、E
CMOからの急速な離脱を促進するために、血液から、残りの炎症調節物質が除
去される。これは、細胞セイバー、直列に接続された単数又は複数の血液ろ過又
は血液透析装置、又はその他の回復装置を使用することによって達成されるであ
ろう。その後、患者は、体外酸素供給装置から徐々に離脱される。これまで研究
されている哺乳動物モデルに於いて、処置された哺乳動物は、手術後短期間で歩
行可能となる。
【0194】 例3: ヒツジに於ける体外循環支持及び血液酸素供給 この例の実験は、マウス又はラットよりも大きな哺乳動物の循環系が、アデノ
ウイルスベクター等の巨大分子アセンブリの供給のためにここに記載の条件下で
体外サポート可能であることを確認するために行われた。ヒツジに、心肺バイパ
スを行い、次に、体重キログラム当たり3.75又は7.5ミリグラムのパパバ
リンと、体重キログラム当たり25マイクログラム又は125マイクログラムの
ヒスタミンとを投与した。これらのヒツジの関連生理学的特性を、リアルタイム
でモニタした。
【0195】 この例に示されるこれらの実験に於いて使用された材料と方法とを次に説明す
る。
【0196】 外科処置 ここに記載の体外循環支持システムを、前記哺乳動物が、ヒスタミンとパパバ
リンの影響下に於いて大量の流体流出に耐えられるように構成した。
【0197】 健全なヒツジに、空気による腸管拡張を最小限にするために、手術の前夜に、
1グラムのエリスロマイシンと、1グラムのネオマイシンベースとから成るニコ
ールのprepを経口投与した。これらのヒツジを、水を自由に採らせながら、
一晩(即ち、少なくとも12時間)絶食させた。野生動物保護檻を使用した拘束
後、これらの哺乳動物を、体重キログラム当たり10ミリグラムのケタミンの筋
肉投与によって鎮静させ、体重キログラム当たり30ミリグラムの投与量のペン
タバービタルの静脈内ボーラスを使用して麻酔した。それぞれの声帯に、2%(
v/v)のリドカインを噴霧し、その後、これらの哺乳動物を、気管内挿管し、
機械通気装置に接続した。呼吸速度を毎分20として潮せき量(tidal v
olume)を、体重キログラム当たり15ミリリットルに設定した。麻酔は、
3%(v/v)イソフルランを使用して開始し、1−2%(v/v)イソフルラ
ンを使用して維持した。
【0198】 麻酔の深さを、処置全体を通じて15分間隔で哺乳動物の尾を軽く摘まむこと
によって測定した。もしも鎮痛薬反応が見られた場合には、動物に、5分間、前
記イソフルランの百分率を倍にすることによって追加の麻酔を与え、その尾の摘
みに対する鎮痛薬反応が無くなった時にだ、元の百分率に戻した。
【0199】 各哺乳動物を、背部横臥状態にし、心電図リード線を末端部に取り付けた。全
ての哺乳動物に、ここに記載したカテーテル挿入を行った。心肺バイパスのため
のアクセスに加えて、血管空間のリンパ漿に取り代る生理食塩水の拡散のために
、麻酔後、カニューレを使用した。全てのケースに於いて、前記哺乳動物は、前
記通気装置を生理食塩水拡散の直前、10分間遮断することによって、バルビツ
ール酸塩過量服用後の実験的ポンプ作動後、安楽死させた。
【0200】 右肋骨下切開によって腹膜腔に入り、肝十二指腸間膜を同定し、移動させた。
門脈と肝動脈を最終的に閉塞させるために、Rammel止血帯を設置したが、
クランプは開口位置に残された。次に、腹部切開の筋膜縁部にタオルクリップを
緩く当てた。
【0201】 触知可能な左頚動脈パルスに渡って小さな垂直の切開を入れ、圧力モニタの目
的のために動脈カテーテルを設置するのに十分なだけ深くした。次に、右総頸動
脈のパルスに渡って長手切開を形成した。この切開は、右外頸静脈と総頸動脈を
完全に露出させることを可能にする深さに形成した。29インチワイヤ巻き静脈
カニューレを、右頸静脈に入れ、その先端部が右心房内にあると推定される位置
に来るまで、注意深く下方に進行させた、ここで、前記推定は、表面の印と、カ
テーテルが進行された距離とに基づいて行われた。次に、14インチワイヤ巻き
カニューレを、右総頸動脈に入れた。両方のケースに於いて、血管カニューレ挿
入は、近位及び遠位側制御の達成を前提とした。動脈カニューレを、その先端が
動脈根元、大動脈弁の近傍、にあると推定される位置に来るまで進行させた。
【0202】 左外頚静脈に、心脂肪(cordis)ポートによってカニューレ挿入し、そ
の後、Swan−Ganzカテーテルを、その先端部が肺動脈内に来るまで進行
させた。次に、肺動脈圧と、中央静脈圧との同時測定を可能とするべく、前記S
wan−Ganzカテーテルの適当なポートを圧力トランスデューサーに取り付
けた。
【0203】 次に、右鼠蹊部を、触知可能な右大腿動脈パルスに渡って長手方向に切開し、
14インチのワイヤ巻きカニューレを、近位側制御ポイントと遠位側制御ポイン
ト間に挿入し、その先端部が右総骨動脈に来るポイントへ動脈流に逆らって進行
させた。
【0204】 全てのカニューレが位置固定されると、それらを、7.4のpHが達成される
まで、120ミリモルの塩化ナトリウム、5ミリモルの塩化カリウム、3ミリモ
ルの塩化マグネシウム、24ミリモルの重炭酸ナトリウム、を含む溶液でプライ
ミングされ、5%(v/v)の二酸化炭素、95%(v/v)の酸素、を含むカ
ルボゲン(carbogen)混合物でバブリングされるたポンプ酸素供給装置
の回路に取付けた。この実験の残り部分を通じて、前記カルボゲン混合物を、4
0 torrの二酸化炭素分圧を確保するのに十分に高い実験によって決定され
た流速で前記バブル酸素供給装置に流した。これによって、ポンプ運転の全時間
を通じて動脈pHが約7.4に固定された。
【0205】 100立方cmの血液を、それぞれ6単位のヘパリンを含む一対の60立方c
mの注射器に取り入れた。前記ヘパリン処理血液を、リンパ漿から赤血球を分離
するべく急速に遠心分離処理した。次に、リンパ漿を、5ミリリットルのPBS
中に約0.5グラムのプラズマで、PBS中でエバンスプルー染料の濾過溶液と
混合した。肝臓流入閉塞は、予め肝臓−十二指腸靱帯に巻き付けておいた前記R
ammel止血体を締め付けることによって行われた。前記エバンスブルー染料
をリンパ漿とゆっくり混合するするための1分間の旋回後、前記リンパ漿を分離
された赤血球と再混合し、全溶液を、左外頚静脈を通して中央静脈心脂肪(ce
ntraql venous cordis)経由で哺乳動物の血液流に戻した
。前記エバンスブルー染料の注入の完了を時間ポイントt=1分とした。t=0
分に於いて、バイパスを、毎分3リットルのポンプ流速で開始した。t=2分に
於いて、前記哺乳動物に、5ミリリットルの媒質中150ミリグラムのパパバリ
ンのボーラスを、前記ポンプ酸素供給装置から出る動脈ラインの最遠位側ポート
から、注入した。この強力なNO独立血管拡張剤によって、哺乳動物の血圧が即
座に低下する、と予測された。その後の2分間に渡って、哺乳動物の血圧を、前
記ポンプを通過する流量を増加し、ポンプをプライミングするのに使用された同
じ溶液の追加量を注入することによって、正常化した。t=4分に於いて体重キ
ログラム当たり25マイクログラムのヒスタミンのボーラスを、前記ポンプ酸素
供給装置の動脈ラインのポンプから最も遠位側のポイントを介して動脈内注入し
た。
【0206】 30分間のポンプ運転後、心臓の収縮性をひょうかし、追加の体外循環が無い
状態に於ける、肺動脈、中央静脈、及び大動脈圧を測定するために、ポンプを2
分間停止させた。これらの値が得られると、すぐに、哺乳動物を、バルビツール
酸塩の過剰投与によって慈悲的に安楽死させた。
【0207】 動脈カニューレによって、10ミリモルのトリス塩酸を使用して、pH7.4
に調節された140ミリモルの塩化ナトリウム溶液の注入を可能にするべく前記
ポンプ酸素供給装置の構造を改造した。放血の直前に、肝臓流入を閉塞されてい
た前記Rammel止血帯を取り外した。前記安楽死された哺乳動物の適当な容
器への完全な放血を可能とするために、静脈カニューレを別のローラポンプに取
り付けた。前記哺乳動物を、10リットルの塩化ナトリウム溶液を使用して放血
させた。放血後、組織標本を得るべく、次の器官に対するアクセスを可能にする
ために切開を行った。即ち、心臓、肺臓、肝臓、腎臓、大小腸、脳、精巣、及び
、次の骨格筋、即ち、横隔膜、胸部末端からの左右二頭筋及び三頭筋、左大腿四
頭筋、大腿二頭筋、腓腹筋ヒラメ筋、骨盤末端からの総指伸筋頚長筋、腸腰筋、
手術台に哺乳動物の体重をかけることによる最大圧縮点に於ける後部体壁筋。上
にリストした最後の筋肉の標本によって、哺乳動物を手術台上に置く時の圧力点
によって導入される変動性が確立された。これら各標本を重量測定し、約2グラ
ムの組織を含むフラグメントを、刻みとホルムアミド抽出のために取り外した。
エバンスブルー染料勧誘率を、分光測光法で計量し、組織湿及び乾重量に正規化
した。
【0208】 次に、この例に提示した実験の結果を説明する。
【0209】 この例の実験は、2匹のヒツジを使用して行われ、それらの実験の血管は、図
6aと6bとに要約されている。
【0210】 1匹の40キログラムのヒツジに、150ミリグラムのパパバリンと、1ミリ
グラムのヒスタミンとを静脈投与し、このヒツジを使用して記録された生理学的
データを図6aに示す。予想されたように、ヒツジの血圧は、前記血管拡張剤パ
パバリンと、前記血管透過性促進剤ヒスタミンの投与後低下した。しかしながら
、図6aに示されているように、前記体外循環系支持システムは、ヒツジの血行
力学状態が、前記両化合物の投与の約10分後に於いて、投与前の血圧にほぼ等
しくなる程度に、安定化させることができた。この図に示されているように、前
記体外循環系支持システムは、ヒツジに対して6リットルのPBSを供給し、こ
れは、約6リットルの流体が、ヒツジの血管系から管外組織に流出していたとい
うことを示唆している。
【0211】 第2の40キログラムのヒツジに、300ミリグラムのパパバリンと、5グラ
ムのヒスタミンとを静脈投与し、このヒツジを使用して記録された生理学的デー
タを図6bに示す。予想されたように、ヒツジの血圧は、前記血管拡張剤パパバ
リンと、前記血管透過性促進剤ヒスタミンの投与後低下した。しかしながら、図
6bに示されているように、前記体外循環系支持システムは、ヒツジの血行力学
状態が、前記両化合物の投与の少なくとも約25分後に於いて、投与前の血圧に
ほぼ等しくなる程度に、安定化させることができた。この図に示されているよう
に、前記体外循環系支持システムは、ヒツジに対して11リットルのPBSを供
給し、これは、約11リットルの流体が、ヒツジの血管系から管外組織に流出し
ていたということを示唆している。
【0212】 これらの結果は、こに記載の体外循環系支持システムがねアデノウイルスベク
ター等の巨大分子アセンブリの供給のために、ここに記載された条件下に於いて
哺乳動物の血行力学状態を安定化させることができるということを確証するもの
である。
【0213】 ラットの実験は、アルブミンと結合されたエバンスブルー染料の分布は、血液
流経由で供給される組換えマーカアデノウイルスによる組織感染性を予測させる
ものであることを示した。AdCMVlacZの血管内投与とXgal染色後、
肝臓全体を通じて青色を検出することができたが、骨格筋には検出することがで
きなかった。エバンスブルーの場合には、肝臓と骨格筋の間の1000:1以上
の分布の推定数量比により、その結果は類似したものであった。プリングル操作
によって、骨格筋による吸収を増加させることなく、この比率が約200:1(
肝臓:骨格筋)にまで低下することが判った。この比率は、150ミリグラムの
パパバリンと1ミリグラムのヒスタミンを投与したヒツジに於いては約6:1で
あり、300ミリグラムのパパバリンと5グラムのヒスタミンを投与したヒツジ
に於いては約2:1であった。これらのデータは、哺乳動物の血管空間経由によ
るアデノウイルスベクターの骨格筋への広範囲な全体的転移を強く予測させるも
のである。
【0214】 例4: ラット筋組織へのヒトミニ−ジストロフィンの転移とその内部での発現 AdCMVΔ17−48dysとするアデノウイルスベクターを、次のように
構築した。記載されたているように(アクサディ(Acsadie)他、199
1,Nature352:815−819)pUC18にクローンされたSal
I結合Δエクソン17−48ミニ−ジストロフィンcDNAを有するプラスミ
ドを得た。記載されている(コザルスキー(Kozarsky)他、1994,
J.Biol.Chem.268:13695−13702)前記プラスミドp
AdCMVlacZも得た。pAdCMVlacZは、E.coli lac
Z遺伝子の構成発現を駆動するサイトメガロウイルス(CMV)−ベースの転写
カセットの側部に位置するヒトアデノウイルス5のマップ単位9−16を有する
シャトルプラスミドである。pAdCMVlacZを、Xho Iエンドヌクレ
アーゼ部位で切り裂き、前記cDNAを含む前記プラスミドからのcDNAを、
Sal I制限フラグメントとしてpAdCMVlacZのCMVプロモータに
対してセンス方向でサブクローンして、pADCMVMini−1というプラス
ミドを得た。
【0215】 AdCMVΔ17−48dysを、記載されているように(グラハム(Gra
ham)他,1977,J.Gen.Virol.36:59−74)、特異部
位切断エンドヌクレアーゼPvu IによるプラスミドpADCMVMini−
1の線形化によって作り、Cla I−制限アデノウイルスゲノムd1327と
コトランスフェクションして293の細胞とした。成長組換えウイルスから発生
するプラークを、単離し、記載されているように(グラハム(Graham)他
、1991,In:Methods in Molecular Biolog
y,Murray,ed.,Hamana,Clifton,NJ,109−1
28)拡張した。前記プラーク拡張物からのライセートを使用して293の細胞
に感染させ、それらを収集し、一次抗体NCL−Dys−2(Novocast
ra Laboratories,Newcastle,Tyne,UK)によ
る免疫蛍光染色を行った。293の細胞の内、ジストロフィンの存在に関して陽
に染色された組換えウイルスを、ウェスタンブロッチング分析し、予想サイズの
ミニ−ジストロフィンたん白質を発現するウイルスを、増幅のために選択した。
3ラウンドの純化後、前記ウイルス株を拡張し、標準方法を使用してアデノウイ
ルス調製物を作成した。293の細胞を、各細胞当たり約100粒子の感染を複
数回行うことによって感染され、その導入細胞を、免疫蛍光及びウェスタンブロ
ット分析によって分析した。これらの調製物を、例1のシリーズMのラットに記
載したように、ラットの後肢に於ける潅流にAdCMVlacZの代りに使用し
た。
【0216】 AdCMVΔ17−48dysでの潅流の1週間後のラットから得られた腓腹
筋の低温切片を、ヒトジストロフィンのエピトープには結合するが、ラットのジ
ストロフィンには結合しない、NCL−Dys−2によって免疫蛍光染色した。
図11aに示されているように、前記ベクターを、ラットの腓腹筋の細胞に供給
し、AdCMVΔ17−48dysによってコードされた前記ミニ−ジストロフ
ィンたん白質がそれらの細胞に於いて発現された。更に、その染色パターンは、
ラット細胞における内生のジストロフィン産生について予想されるものと同じで
ある。ウイルスベクターが供給されなかったラット腓腹筋と、AdCMVlac
Zベクターが供給された(図11bに示されているように)ラット腓腹筋細胞と
は、NCL−Dys−2を使用した免疫蛍光染色を示さなかった。
【0217】 この例に提示した結果は、ここに記載の組成物と方法が、哺乳動物の筋細胞へ
の遺伝子ベクターの管内供給に有用であり、そのような筋細胞は、それによって
供給された遺伝子を発現することができる、ということを証明している。
【0218】 例5: 筋組織への遺伝子転移のためのアデノ関連ウイルスベクター ここに記載したように、骨格筋へのアデノウイルス介在遺伝子転移に関する実
験によって、微細血管内皮が、哺乳動物の血管空間から筋繊維へのアクセスを制
限することが立証された。ヒスタミン(及びその他の血管透過性促進剤)は、微
細血管内皮を一時的に透過性にし、これによって、骨格筋へのアデノウイルス介
在遺伝子転移の効率の劇的な増加をもたらし、この効果はパパバリン等の血管拡
張剤を同時使用することによって大幅に高められる。アデノウイルスベクターを
使用した遮断潅流心筋組織に於ける高効率の遺伝子療法も示された。
【0219】 他者による、ヒトアデノ−関連ウイルス(AAV)から誘導されたベクターを
使用した組織の導入後に於ける、筋組織の於ける持続的トランスゲニック発現に
関する最近の発表は、AAVベクターが、っ各及び心筋組織に対する遺伝子転移
のためのここに記載の方法において有用であるかもしれない、ということを示唆
している。たとえば、筋組織への遺伝子転移のためのAAVベクターは、デルタ
−サルコグリカン等のヒトサルコグリカンの全部又は一部をコードする核酸を含
むものとすることができる。
【0220】 ここにAAV−CMV−デルタ−サルコグリカンと称するベクターが、構築さ
れ、これが図12に示されている。このベクターは、前記遺伝子、プロモータに
作動リンクされたヒトデルタ−サルコグリカン(受入番号#X95191)のた
めのcDNAのコピーを有し、pA領域がAAV逆末端反復(AAV−ITR)
間に介在し、AAVベクターキャプシッドを充填するべく前記構造体には十分な
「中うめ(stuffer)」DNAが含まれている。使用された前記「中うめ
」DNAは、転写的に不活性で、哺乳動物の細胞における公知の転写因子結合特
性を有さない、ヒト未成熟ミオシン長鎖cDNAの3‘最500−1000塩基
対の一部を含んでいた。
【0221】 BIO14.6と称する心筋障害性シリアンハムスター株は、変異デルタ−サ
ルコグリカン遺伝子を有し、従って、ヒトの肢−肢帯筋ジストロフィーの哺乳動
物モデルである(ニグロ(Nigro)他,1997,Hum.Mol.Gen
et.6:601−607)。前記BIO 14.6ハムスターに於いて、前記
変異デルタ−サルコグリカン遺伝子の発現は、作動不能サルコグリカン複合体の
形成をもたらす。前記AAV−CMV−デルタ−サルコグリカンをBIO15.
6ハムスターの筋組織に供給することによって、このハムスターの前記サルコグ
リカン複合体は、ハムスターが正常なデルタ−サルコグリカンたん白質を発現し
、免疫蛍光的に検出可能な、アルファ−、ガンマ−、デルタ−サルコグリカンを
有する作動サルコグリカン複合体を形成したという意味に於いて、「救済」され
た。
【0222】 齧歯動物の心臓が異所移植される心臓潅流実験に於いて、その心臓の収縮性は
、心筋内皮透過化及び遺伝子転移中に於いて心臓低体温が維持される場合に、維
持される。異所移植とは、提供動物のある部位から得られた組織を、受容動物の
別部位に移植することをいう。この例に於いては、1匹のラットからの心臓を別
のラットの大腿部位に移植した。
【0223】 これらの実験の結果は、本開示に記載の方法を使用して、治療用遺伝子構造物
を筋組織に供給するために前記AAVベクターを使用することが可能であること
を示している。導入遺伝子構造体に対するAAVのサイズ制限は認められるが、
それでも、AAVウイルスベクターのサイズ(即ち、約1ないし4.5キロベー
ス)内で遺伝子構造体を供給することは可能である。従って、比較的小さなたん
白質、又は、より大きなたん白質の生物学的に活性的な部分、をコードする遺伝
子構造体を使用することができる。たとえば、正常な及び病的な血管形成中に於
ける内皮細胞増殖の制御に於ける中心的媒体として血管内皮成長因子(VEGF
)が関係つけられている(ファーララ(Ferrara)他、Nature38
0:439−442)。121のアミノ酸残基を有するVEGFイソ型は、AA
Vベクター中の核酸によってコード可能であり、これは、そのようなベクターを
使用してトランスホームされた筋繊維中のVEGF生物活性を示す。更に、前記
121アミノ酸VEGFイソ型は、そのトランスフェクト筋組織のみに対するイ
ソ型の特異性を高めるべく、細胞筋−特異転写カセット(たとえば、クレアチン
キナーゼプロモータ/エンハンサカセット:ジェインズ(Jaynes)他、1
988,Mol.Cell.Biol.8:62−70)に作動リンク可能であ
る。
【0224】 この例に記載の実験の結果は、更に、体循環系から遮断された心筋組織への遺
伝子転移を行う間に心臓(又は全身)の低体温状態を維持することの有用性も示
唆している。
【0225】 例6: 体遮断心筋組織への遺伝子ベクターのインビボ供給 この例は、遺伝子材料の心臓血管を介した成体心筋層への体転移を容易にする
のに有用な方法と装置を記載するものである。この方法に依れば、別の心臓循環
系がイン・ヴィヴォに形成され、これは心臓循環系を体血液循環系から有効に遮
断する。心臓組織の体循環系からの遮断によって、心筋層がその遺伝子ベクター
に、心筋層への新鮮な遺伝子ベクター含有ビヒクルをより長時間の供給によって
、或いは、心筋層を通過する遺伝子ベクター含有ビヒクルの再循環(オプション
として、酸素供給と組み合わせられる)により、長時間晒されることが可能であ
るため、心筋層への遺伝子ベクターの転移の効率を大幅に向上させることが可能
となる。この方法の特に有利な点は、ここに記載されているように、血管拡張剤
(たとえば、パパバリン)や血管透過性促進剤(たとえば、ヒスタミン)等の炎
症調節物質を、ビヒクルに含ませて、これを、それらの調節物質を大量又は有害
な量、体循環系に供給することなく、心筋層内の循環用に供給することが可能な
ことにある。更に、この方法を使用して心臓循環系が体循環系から遮断されてい
るので、心臓循環系内の圧力を、体循環系内の圧力に大きな影響を与えることな
く、変化させることが可能である。従って、この方法に依れば、炎症調節物質を
、それら調節物質の体作用を最小限に留めながら、遺伝子ベクターの心臓特異的
吸収を大幅に向上させるのに十分な量で使用することが可能となる。
【0226】 この方法は、少なくとも二つの異なるタイプの心臓循環系遮断処置の一つを使
用して行われる。「開胸」処置は、公知の大動脈、静脈、左右心室ベントカテー
テル及び外科器具を使用して行われる。「最小侵入性」処置は、ここに記載の心
臓遮断カテーテルを使用して行われる。この方法に使用される心臓遮断処置のタ
イプの如何に拘わらず、対象体の非心臓組織の潅流は、体外酸素供給装置及び血
液循環ポンプを使用して維持される。静脈血液は、たとえば、対象体の大腿静脈
にカニューレ挿入することによって採取され、前記酸素供給装置とポンプとを通
される。酸素供給された血液は、たとえば、図19A及び19Bに図示されてい
るように、対象体の大腿動脈にカニューレ挿入することによって供給される。
【0227】 開胸心臓循環系遮断処置 心臓循環系は、少なくとも二つの異なった開胸外科処置を使用してイン・ヴィ
ヴォに遮断される。これら二つの処置の第1のものは、次のように行われる。 (i)正中胸骨切開によって、パースストリング(purse string
s)縫合糸を、近位上行大動脈と、遠位上行大動脈と、近位上大静脈と、下大静
脈の近傍の右心房とに挿入する。 (ii)前記遠位大動脈にカニューレ挿入し、前記パースストリング縫合糸を
カニューレの周りにしっかりと引き、この遠位大動脈カニューレを、血液酸素供
給装置とポンプとを有する体外体心肺バイパス回路の動脈枝に接続する。前記遠
位大動脈カニューレは、たとえば、6.5ミリの湾曲した金属先端のSarnカ
ニューレとすることができる。 (iii)近位大動脈カニューレ(図14の部材18、たとえば、標準式DL
P心臓麻痺カニューレ)を、前記上行大動脈のパースストリング縫合糸に通し、
縫合糸をしっかりと引く、前記近位大動脈カニューレの遺伝子ベクター供給ルー
メン82を、大動脈弁の遠位側の大動脈基部と、前記遺伝子ベクターを受ける遺
伝子ベクターリザーバ(たとえば、容器、一片のフレキシブルチューブ、等)と
、前記大動脈内カテーテルのルーメンに流体を供給するポンプとを有する遺伝子
ベクター供給回路との両方に流体連通させる。前記近位大動脈カニューレのベン
トルーメン84を、圧力解除装置(たとえば、液体によって一部充填されたリザ
ーバ)と、大動脈基部の内部とに流体連通させる。 (iv)直角の静脈カニューレを、前記上大静脈のパースストリング縫合糸に
通し、第2の直角の静脈カニューレを、下大静脈の近傍の右心房のパースストリ
ング縫合糸のルーメンに通す。前記両パースストリング縫合糸を、それらの周り
にしっかりと巻き付け、これら二つの直角のカニューレを、Yコネクタを介して
、前記体心肺バイパス回路の静脈枝に接続する。止血帯を、前記直角カニューレ
の周囲の部分、又は、直角カニューレと右心房との間の部分に於いて上下大動脈
に巻き付け、冠静脈洞とテベジウス静脈とから出るもの以外のすべての帯静脈戻
り流が、前記帯心肺バイパス回路の静脈枝に転送させることを可能にする。上下
大動脈の周りの前記止血帯を、締め付ける。これにより、体循環系からのすべて
の血液戻り流は、上下大動脈カニューレを介して体外体心肺バイパス回路に運ば
れ、そこから、遠位大動脈カニューレに送られる。心肺バイパスを、対象体の血
液を37℃に維持しながら開始する。 (v)次に、心室ベントカテーテルを、右心室と左心室とに挿入する。これら
のベントカテーテルは、パースストリング縫合糸によって固定され、Yコネクタ
を介して前記遺伝子供給回路の静脈枝に接続されている。 (vi)奇静脈を閉塞させる(たとえば、それをクランプ、ensnare、
括る、又は、そのルーメン内でバルーンを膨張させることによって)。 (vii)上行大動脈を、たとえばクランプ100を使用して、或いは、その
内部でバルーンを膨張させるとによって、左右冠動脈の遠位側で閉塞させる。 (viii)心臓麻痺誘発溶液(たとえば、Plegisol(登録商標))
を、前記近位大動脈カニューレを介して心筋(たとえば、大動脈基部を介して)
に導入し、心臓麻酔を起こさせる。 (ix)肺動脈を、肺動脈弁の遠位側で閉塞させる。これら各工程を行った後
、酸素供給流体および/又は前記遺伝子ベクターを含有する流体を近位大動脈カ
ニューレを介して供給し、左右冠動脈を介して心臓循環系を潅流する。前記左心
室ベントカテーテルは、大動脈弁を介して逆流される心臓大動脈流を回収する。
回路のこの部分は、脳室拡大を避けるべく遺伝子供給の効率を高めるために高大
動脈圧が使用される場合には重要である。冠静脈洞又はテベジウス静脈を介して
心臓から戻る全ての血液又はクリスタロイドは、前記右心室ベントカテーテルを
介して、前記遺伝子供給回路の静脈枝に搬送される。血液又はクリスタロイドは
酸素供給され、近位大動脈カニューレを介して心臓循環系に戻される。
【0228】 或いは、心臓循環系を遮断するための前記二つの開胸外科処置の内の第2のも
のとが行われる。この第2の処置は、遺伝子供給回路への流体の取り入れのため
に、前記右心室ベントカテーテルの代りに冠静脈洞流出カテーテルが使用される
ことを除いて、第1の処置と実質的に同じである。前記冠静脈洞流出カテーテル
は、冠静脈洞(図13中のCS)を露出させるために、上下大動脈上に止血帯を
締め付けた後、右心房を外科切開することによって挿入される。パースストリン
グ縫合糸を、冠静脈洞の心門の周りに設置する。前記冠静脈洞流出カテーテルの
遠端部を、心門を通して挿入し、そのカテーテルの端部のバルーンを膨張させ、
パースストリング縫合糸を締付け、これによって、冠静脈洞流出カテーテルを冠
静脈洞に固定する。この第2の方法に於いて、前記右心室ベントカテーテルは使
用する必要はなく、肺動脈は閉塞する必要がない。
【0229】 心臓循環系が体循環系から遮断されると、炎症調節物質を、遺伝子ベクターと
共に、心臓循環系に注入し、これによって、心臓循環系から心筋間質への前記遺
伝子ベクターの流出の効率を高め、心筋細胞による前記遺伝子の吸収と発現の効
率を高める。このシステムは、遺伝子ベクターを含有する前記液体が、ほとんど
心臓循環系のみを介して再循環されることを可能にする。前記液体は、それによ
って筋細胞の生存と、筋細胞による遺伝子ベクターの吸収とが向上するように、
心臓循環系のより長時間に渡る遮断を可能にするべく、高いレベルの溶解酸素を
含有することが可能な酸素輸送物質(たとえば、過フルオロ化合物液)としたり
、或いは、酸素含有液(たとえば、酸素供給血液又はクリスタロイド)を時々又
は常時補給されるものとすることができる。温度も筋細胞へのベクター仲介遺伝
子供給の効率に影響するものであることから(たとえば、心筋細胞による遺伝子
ベクターの吸収は、遮断された細胞及び生体外で処理された心筋層において、4
−10℃よりも37℃でより効率的である)、前記遺伝子供給回路中の流体の温
度も制御することができる。
【0230】 所定時間心臓循環系を遮断した後、前記遺伝子ベクターを含有する液体と、炎
症調節物質(単数又は複数種)とを、これらベクターと炎症調節物質(単数又は
複数種)とを実質的に含有しない別の液体によって置き換えることによって遺伝
子ベクター供給を一時停止する。この別の液体は、1回の通過で心臓循環系を洗
浄するのに使用したり、或いは、再循環させることができる。前記上下大動脈の
周りの止血帯と、大動脈と(使用され場合には)肺動脈とに取り付けられたクラ
ンプとは、残存するベクターと炎症調節物質(単数又は複数種)が、体露出にと
って安全なレベルにあると測定又は推定された時に、取り外される。この時点に
於いて、体循環系が心臓循環系とが一つの循環系に合流される。次に、対象体を
、この明細書の他の箇所に記載した、そして、残存炎症調節物質(単数又は複数
種)及びベクターを血液流から取り除くための改変された限外瀘過法を含みうる
、適当な支持技術を使用して、心肺バイパスから切り離す。
【0231】 この処置の前記開胸法は、犬に対して行われた。予備実験に於いて、エバンス
ブルーラベルされたアルブミンを、犬の遮断された心臓循環系に注入した。表2
は、上述した遮断システムを使用して心臓潅流を20分間行った後に於ける心臓
及び体循環系中のエバンスブルーラベル化アルブミンの濃度を示している。これ
らの結果は、エバンスブルーラベル化アルブミンの濃度が、心臓循環系に於いて
体循環系に於けるよりも約50ないし100倍高く、この方法を使用した場合の
イン・ヴィヴォの心臓循環系の遮断の98ないし99パーセントの効率を示して
いる。
【0232】
【表2】
【0233】 図20は、イン・ヴィヴォ心臓循環系遮断を受けた犬から得られた心筋と横隔
膜の断面を図示している。ヒスタミン、パパバリン、及びエバンスブルーラベル
化アルブミンを有するカクテルを、遮断された心臓循環系に注入し、それらの犬
の体循環系には注入しなかった。図20C及び20Dに示されているように、心
臓細胞間の間質へのエバンスブルーラベル化アルブミンの広範囲のいっ出は、心
間質へのラベル化アルブミンの特異的供給に一致している。これに対して、図2
0A及び20Bに図示されているように、横隔膜の骨格筋細胞間での間質には染
色は少ない。これらのデータは、ここに記載の開胸心臓循環系遮断方法が、イン
・ヴィヴォで心臓循環系を遮断を効果的に行うことに使用可能であり、更に、炎
症調節物質が遮断された心臓循環系に供給される時、巨大分子物質の、横隔膜等
の体組織の間質へではなく、心臓間質への特異的いっ出、が達成される、という
ことを示している。従って、これらの結果は、本方法の、遺伝子ベクター(たと
えば、プラスミド、ウイルスベクター、等)の心筋への供給することにおける有
用性を立証するものである。
【0234】 最小侵入性処置 心臓循環系の遮断は、又、様々な最小侵入性処置を使用しても達成することが
でき、これらの処置に於いては、様々なカテーテルが、対象体の血管(たとえば
、頚静脈、大腿静脈、大腿動脈、上大静脈、下大静脈のいずれか一つ又は複数)
に挿入される。これらのカテーテルは、前記開胸処置に於いてここに記載された
或る種のカテーテル及びクランプの代りに使用可能であるので、これらの最小侵
入性処置は、最小限の切開を使用して行うことができる。前記開胸処置に記載さ
れた方法とここに記載の最小侵入性処置との組み合わせを使用することも可能で
ある、と理解される。
【0235】 心臓循環系を遮断するための最小侵入性処置の一実施例は、heartpor
t EndoCPB System(Heartport Inc.,Palo
Alto,CA)のもの等の公知の装置を使用して行うことができる。この実
施例に於いて、対象体の体循環系は、対象体の大静脈(好ましくは、右心房のレ
ベル、もしくはその下)と、対象体の大腿動脈とにカニューレ挿入することによ
って維持される。大腿カニューレは、体外ポンプ/酸素供給装置の動脈枝に接続
され、静脈カニューレはその装置の静脈枝に接続される。対象体の心臓循環系は
、Hearport Endocoronary Sinus(登録商標)カテ
ーテル、Hearport Endopulmonary Vent(登録商標
)カテーテル、及びHeartport Endoaortic Clamp(
登録商標)カテーテルを使用して遮断される。
【0236】 この方法に依れば、前記Hearport Endocoronary Si
nus(登録商標)カテーテルが、対象体の内頚静脈、上大静脈を介して右心房
に、そして冠静脈洞を通して挿入される。次に、このHearport End
ocoronary Sinus(登録商標)カテーテルに取り付けられたバル
ーンを膨張させてカテーテルを位置固定する。前記Hearport Endo
pulmonary Vent(登録商標)カテーテルも、前記内頚静脈、上大
静脈を介して対象体の右心房に挿入される。次に、このカテーテルは、三尖弁を
介して肺動脈の基部に、好ましくはは、この肺動脈弁を貫通して延出する状態で
案内される。前記Heartport Endoaortic Clamp(登
録商標)カテーテルは、対象体の大腿動脈に挿入され、下行大動脈に沿って上行
大動脈へと進行される。このHeartport Endoaortic Cl
amp(登録商標)カテーテルのバルーンを、上行大動脈内の、心臓動脈への大
動脈基部からの流体流は閉塞させないが、大動脈の弓(即ち、図18に示されて
いるように)への流体流は閉塞させるレベルに於いて、膨張される。或いは、H
eartport Endoaortic Clamp(登録商標)カテーテル
の、そのバルーンに対して遠位側の部分を、大動脈弁を介して左心室へと延出さ
せる。
【0237】 これらカニューレ及びカテーテルが位置決めされると、前記静脈及び大腿カニ
ューレを使用して対象体に於いて心臓バイパスが形成される。心臓麻酔誘発溶液
が、Heartport Endoaortic Clamp(登録商標)カテ
ーテルを介して大動脈基部に供給され、心臓の鼓動を停止させる。遺伝子供給回
路が形成され、これによって、次に、遺伝子ベクターを含有する液体が、Hea
rtport Endoaortic Clamp(登録商標)カテーテルを介
して大動脈基部に供給され、冠状動脈と冠状静脈とを介して冠静脈洞へと流れ、
ここから、前記Hearport Endocoronary Sinus(登
録商標)カテーテルを介して前記遺伝子供給組回路に戻る。この遺伝子供給装置
は、重力(たとえば、対象体上の懸架された前記液体を収納するレザーバ)又は
ポンプによって作動させることができる。遺伝子供給回路がポンプ駆動される場
合には、それは、単流システムとしてもよいし、或いは循環システムとして、前
記Hearport Endocoronary Sinus(登録商標)カテ
ーテルによって回収された液体が大動脈基部に戻されるように構成してもよい。
この液体は、更に、ここに記載の、単数又は複数種の炎症調節物質を含むことが
できる。
【0238】 この処置(即ち、Hearport装置を使用した)には大きな欠点がある、
と理解される。心臓動脈に供給されるすべての血液が冠静脈洞を介して右心房に
戻されるわけではない。この血液の約5パーセントは、「テベシウス」静脈と称
される通路を経由して右心房と右心室に流入する。従って、この方法に依れば、
前記遺伝子供給回路によって大動脈基部に供給される液体の一部が、右心房と右
心室の静脈血液と混合し、これによって、前記心臓バイパス回路によって体系に
供給される血液と混合される。遺伝子供給回路の液体と、心臓バイパス回路の静
脈血液との混合は、前記Heartport Endopulmonary V
ent(登録商標)カテーテルから流体を引き出すことによって最小化すること
は出来ず、これによって、遺伝子供給回路液体と混合された静脈血液が肺動脈と
右心室から引き出される。もちろん、このカテーテルを通じて引き出される静脈
血液は、心臓バイパス回路に追加の血液を供給することによって置き換えられな
ければならない。従って、置き換えられる必要のある血液の量を考慮すれば、こ
の方法は実用的ではない。少なくとも一つのカテーテル(即ち、前記Hearp
ort Endocoronary Sinus(登録商標)カテーテル)と、
好ましくは、第2(即ち、前記Heartport Endopulmonar
y Vent(登録商標)カテーテル)とが、大静脈の一つの腕と右心房とを横
切る必要があるため、このHeartport装置を使用して、大静脈又は右心
房を閉塞させることは実用的ではない。もちろん、これらHeartportカ
テーテルの一方又は両方を、右心房のパースストリング縫合糸を通して挿入する
ことも可能であろうが、これには、対象体の胸骨切開が必要であり、これによっ
て、この方法の最小侵入特性が失われてしまう。
【0239】 Heartport装置を使用する処置の更に別の欠点は、冠静脈洞内カテー
テルによって、心臓中の心臓血液流が減少することにある。多数の心臓静脈が、
冠静脈洞の心門に於いて、又はその間近で冠静脈洞内に開口している。カテーテ
ルを冠静脈洞内に据え付けるためには、その洞内に於いてバルーン又はそれに類
似の装置を膨張させる必要があり、そこを通過する血液を閉塞するために、この
バルーンを心門に対して着座させなければならない。しかしながら、バルーンを
心門に着座させることによって、心門又はその近くで冠静脈洞内に開口する心臓
静脈が閉塞され、これによつて、これら静脈を通る血液流が阻止又は減少する。
これらの静脈を介して心筋組織に物質(たとえば、遺伝子ベクター)を供給する
場合、それら静脈に関連する心筋へのその物質の供給は、抑制又は阻止される。
従って、冠静脈洞内カテーテルの使用によって、心筋組織の少なくとも一部への
物質の供給が抑制されるが、これは回避されることが好ましい。Hearpor
t装置を使用する前記処置は、冠静脈洞内カテーテルの使用に依るものであり、
従って、好ましくない。
【0240】 上述した(即ち、Heartport装置を使用した)処置の欠点を有さない
別の最小侵入性処置を使用することができる。この別方法に於いて、前記前記H
eartport Endopulmonary Vent(登録商標)カテー
テルと、前記Hearport Endocoronary Sinus(登録
商標)カテーテルとは、多機能静脈戻りカニューレ(ここでは、「心臓遮断カテ
ーテル」と別称する)によって置き換えられる。この心臓遮断カテーテルは、上
下大静脈に挿入され、これら上下大静脈を閉塞させるのに使用可能な導管シート
(たとえば、バルーン又は隆起部)を有し、又、少なくとも一対のポートと流体
連通する静脈血液流ルーメンを有し、少なくとも一つのポートは、上大静脈に於
いて前記導管シートの上に位置し、少なくとも一つのポートは、下大静脈に於い
て前記導管シートの下に位置する。それらを導管シートに着座させることによっ
て両大静脈が閉塞さると、両大静脈を通過する静脈血液流が、前記心臓遮断カテ
ーテルの静脈血液理由ルーメンを通過する。
【0241】 前記心臓遮断カテーテルの別の実施例が図15と図16Aとに図示されている
。図15に於いて、近位ポート14と遠位ポート16との両方は前記静脈血液流
ルーメン(図15には図示されていない)と連通するカテーテル本体10に貫通
形成された径方向の孔である。図16Aに於いて、前記遠位ポート16は、前記
静脈血液流ルーメン24の延長部である前記カテーテル本体10の遠端部に形成
された単なる開口部である。図15に示されているように、両大静脈は、上大静
脈の上部から近位ポート14への血液流、又は、下大静脈の下部から遠位ポート
16への血液流を閉塞させることなく、カテーテルの両バルーン12を膨張させ
ることによって閉塞させることができる。前記心臓遮断カテーテルの静脈血液流
ルーメンは、心臓バイパス装置の一部等の、体外ポンプ/酸素供給装置の静脈枝
に接続することができる。
【0242】 図15及び16に図示されているように、前記心臓遮断カテーテルは、更に、
単数又は複数のアクセスポート20と前記遠位導管シート17と近位導管シート
15との間に位置する単数又は複数の右心房流体アクセスポート22と、単数又
は複数の吸引ポート18とを備えることができる。前記右心房流体アクセスポー
ト22は、それを通して流体が右心房から回収可能な、単数又は複数の流体流ル
ーメン30と連通している。好ましくは、右心房からの流体の吸収を促進するた
めに、少なくとも緩やかな吸引力(たとえば、−0.5ued−5psig)が
、前記流体流ルーメン30に加えられる。前記吸引ポート18は、図16に示す
ように、オプションとして流体流ルーメン30と同じものとすることができる、
単数又は複数の吸引ルーメン26と連通している。前記吸引ルーメン(単数又は
複数)26に少なくとも緩やかな吸引力を加えることによって、両大静脈の導管
シート(たとえば、図15及び16のバルーン12対)での着座を促進すること
ができる。前記アクセスポート20は、アクセスポート20専用のルーメン、又
は、前記心臓遮断カテーテルの他のルーメンの一つ(たとえば、前記静脈血液流
ルーメン24、前記吸引ルーメン26又は前記流体流ルーメン30)と連通可能
である。これらのアクセスポート20は、それを通して組成物、カテーテル、又
はその他の装置が対象体の右心房の領域に挿入可能なオリフィス(たとえば、図
17Aに図示されているように)を提供するために設けられている。
【0243】 前記心臓遮断カテーテルは、上下方向又はその反対(即ち下上)方向で大静脈
に挿入することができる。カテーテルが上下方向に挿入される場合は、それは、
好ましくは、右頚静脈を介してヒト対象体に挿入れるが、但し、それを左頚静脈
又は上大静脈と連通する別の血管、を通して挿入させることも可能である。カテ
ーテルが下上方向に挿入される場合は、それは、好ましくは、対象体の大腿静脈
を介してヒト対象体に挿入されるが、但し、それを下大静脈と連通する別の血管
を介して挿入することも可能である。或いは、カテーテルを、対象体を完全に通
して(たとえば、患者の大腿静脈とその患者の頚静脈とから延出して)挿入する
ことも可能である。全ての患者の静脈の解剖学的構造は、或る程度異なり、ある
場合に於いては、一つの方向でのカテーテルを挿入が不可能である場合もあるこ
とから、カテーテルが挿入可能な方向に於けるフレキシビリティが好ましい。そ
のような場合、カテーテルを別の位置から、同じ又は異なる方向で挿入すること
ができる。このフレキシビリティは、前記カテーテルの重要な特徴である。
【0244】 前記心臓遮断カテーテルの方向の如何に拘わらず、それは、下記のように実質
的に同様に使用される。
【0245】 心臓遮断カテーテルを、対象体の上下大静脈を通して挿入し、遠位導管シート
17が上下大静脈の一方の上に位置し、近位導管シート15がその他方の上に位
置するようにする。次に、カテーテルを位置固定する。好ましくは、上大静脈の
導管シートは、右心房と、腕頭静脈の接合部との間に位置し、下大静脈の導管シ
ートは、右心房と、肝静脈と下大静脈との接合部との間に位置する。前記両導管
シート15,17は、たとえば、バルーン12、カテーテル本体10の隆起部、
カテーテル本体10の拡張可能部、カテーテル本体10に形成された凹部、カテ
ーテル本体10のラフ又は不規則部、等とすることができる。前記心臓遮断カテ
ーテルは、更に、一つの導管シートと関連付けられた単数又は複数の吸引ポート
を備えることができ、これにより、吸引ポートに吸引力を与えると、大静脈の壁
が導管シートに対してより強固に着座される。前記導管シートの重要な特徴は、
それらが支持を提供することにあり、これにより、管外部材(たとえば、スネア
又はクランプ)とは独立的に、或いは、それとの協動で、心臓遮断カテーテルを
対象体の大静脈内に位置固定することができる。
【0246】 図18に示すように、動脈内カテーテルを、対象体の動脈を介して上行大動脈
に挿入する。この動脈内カテーテルは、フレキシブルロッド50と動脈導管シー
ト52とを有する。前記ロッド50は、遠端部と近端部とを有し、前記動脈導管
シートに対して遠位側に位置して、前記遠端部には排出ポート55が設けられて
いる。前記ロッドは、オプションとして、このロッドの遠端部又はその近傍に左
心室ベントポート57を有する。前記排出ポート55と左心室ベントポート57
とは、オプションとして同じポートであってよく、その場合、排出ポート55に
供給された流体には、左心室又は動脈基部内に於ける圧力の増加を防止するべく
圧力解除装置が適用される。前記動脈内カテーテルの前記排出ポート55は、か
の動脈内カテーテル内で長手方向に延出する液体アクセスルーメン54と流体連
通している。従って、この液体アクセスルーメン54に供給された液体は、動脈
内カテーテルの長手方向に沿って流れて、排出ポート55からカテーテルを出る
ことができる。前記動脈導管シートは、表面動脈内カテーテルを対象体の大動脈
内で位置固定する作用を有する、動脈内カテーテルに取り付けられた装置、その
表面部分、又はその表面処理部、とすることができる。たとえば、前記心臓遮断
カテーテル用として記載された導管シートのいずれも、動脈内カテーテルに使用
することが可能である。大動脈を前記動脈導管シートに着座させることによって
、大動脈内のこの動脈導管シートを通過する流体流が閉塞される。前記動脈内カ
テーテルは、たとえば、ここに記載したHeartport Endoaort
ic Clamp(登録商標)カテーテル等の市販のものであってよい。
【0247】 動脈内カテーテルの遠端部は、動脈基部内、又は、左心室内にセットされ、大
動脈が、心臓動脈と大動脈の弓との間で動脈導管シートに着座される。動脈内カ
テーテルの適切な配置の一例が図18に図示されている。この図に於いて、前記
排出ポート55は左心室内にあり、大動脈を通過する流体流は、大動脈を動脈導
管シート12、この場合に於いては動脈内バルーン、に対して着座させることに
よって閉塞されている。
【0248】 前記心臓遮断カテーテルの流体流ルーメン30は、体外流体流回路の静脈枝と
流体連通されている。この流体流回路の動脈枝は、前記動脈内カテーテルの前記
流体アクセスルーメン54に接続されている。前記流体流回路は、たとえば、遺
伝子ベクターを収納するレザーバ、ポンプ、流体、及び、流体酸素供給装置等と
することができる。流体は、対象体の心臓の内部又は心臓血管に対して、それら
に重大な害を与えることなく、供給可能な実質的にどのような流体であってもよ
い。たとえば、この流体は、りん酸緩衝生理食塩水、その他の緩衝液、対象体又
は提供体から得た血液、酸素輸送物質、過フルオロ化合物液、等とすることがで
きる。この流体は、又、ここに記載されているように、非排他的に、ヒスタミン
等の血管透過性促進剤と、パパバリン等の血管拡張剤を含む単数又は複数種の炎
症調節物質を含むものとすることができる。
【0249】 前記対象体の非心臓組織は、前記心臓遮断カテーテルの静脈血液流ルーメン2
4を経由して対象体から体静脈血液を得て、この血液に、体外血液酸素供給装置
によつて酸素供給し、この酸素供給された血液を、たとえば、大腿動脈カテーテ
ル、を使用して対象体の動脈に供給することによって、潅流される。この体血液
酸素供給法は、図19Aに図示されている。これに代えて、前記動脈内カテーテ
ルは、酸素供給血液流ルーメンと、その遠端部近くで、但し、前記動脈導管シー
トに対して近位側、に設けられた酸素供給血液ディフューザ靴とを設けることも
可能である。酸素供給された血液を前記酸素供給血液流ルーメンに供給すること
によって、酸素供給された血液が、動脈弓から始まって対象体の動脈を流れ、こ
れによって、対象体のその他の点に於いて血液を供給することによって起こされ
る流れよりも正常な生理的血液供給に近い血液供給を提供することができる。
【0250】 前記心臓遮断カテーテルを対象体の大静脈に位置固定すると、遠端部を有する
第2のカテーテルを、心臓遮断カテーテルのルーメン、このルーメンと連通する
アクセスポート20を介して、対象体の右心房へと挿入することができる。心臓
の内部から肺動脈への血液のパッシブな流れを最小化又は阻止するべく、この第
2カテーテルを、三尖弁を通して、肺動脈の基部、或いは、更に、肺動脈弁を超
えて挿入することができる。この第2カテーテルに、図17Aに図示されている
ように、その遠端部又はその近くにバルーン42又はのその他の血管閉塞装置を
備えさせることができる。この第2カテーテルに、更に、その遠端部、又は、右
心室へと侵入可能な湾曲部、に流体取り込みポートを設けることができ、ここで
、肺動脈又は右心室からの流体を、当該第2カテーテルの内部で長手方向に延出
し前記開口部と連通する流体取り込みルーメンを通して取り込むことができる。
この流体の取出しは、左心室又は肺動脈弁の近位側で蓄積する炎症調節物質(単
数又は複数種)によって引き起こされる可能性のある、体、肺又はその他の損傷
を防止するのに有効である。
【0251】 ここに記載した全てのカテーテルは、当該技術に於いて周知の螢光透視法、X 線写真術、気管内超音波心臓検診法、又は音波ホログラフィー法等によって据え
付けることができる。そのような据え付けを容易にするために、これらカテーテ
ルの内部又は外部に、単数又は複数の、超音波的に不透明、X線写真術的不透明
、又はその他の検出可能なマーカを設けることができる。これらのマーカは当該
技術に於いて周知である。
【0252】 前記心臓遮断カテーテル、第2カテーテル、及び動脈内カテーテルが据え付け
られ(たとえば、図17及び18のように)、必要な場合には奇静脈が閉塞され
ると、遮断された心臓循環系を介した流体流が開始される。流体は、前記流体ア
クセスルーメン54と排出ポート55を通って、ここに記載のように、大気圧又
は僅かにそれを上回る圧力(たとえば、0.1ないし5psig)、或いは、大
幅に高められた圧力で供給することができる。閉塞心臓循環系に供給される前記
流体は、合成のもの(たとえば、過フルオロ化合物液、又はpH7.4のTri
s−Cl等の緩衝液)、あるいは、天然のもの(たとえば、対象体の血液)、あ
るいはそれらの組み合わせ(たとえば、緩衝液を添加した血液)とすることがで
きる。この流体は、心臓循環系に対して、1回のパスで供給することも(即ち、
流体は心臓循環系から出たあと破棄される)、或いは、循環モード(即ち、これ
によって心臓循環系からでた流体は、心臓循環系に再供給される)で供給される
ことも可能である。遮断された心臓循環系が維持される時間は、もしもその遮断
心臓循環系に供給される液体が、赤血球細胞又は過フルオロ化合物液を含むもの
である場合には、増加させることが可能である。前記遮断心臓循環系に供給され
る前記液体は、最初から、ヒスタミン又はパパバリン等の炎症調節物質を含むも
のであってもよいし、或いは、それらの調節物質を、遮断心臓循環系への流体流
が開始された後に液体に添加してもよい。同様に、この液に、最初から、遺伝子
ベクターを含ませてもよいし、或いは、遺伝子ベクターを遮断心臓循環が始まっ
た後で添加してもよい。
【0253】 心臓循環系と体循環系とを再合流させる前に、それらの組成物への望ましくな
い体の露出を防止するために、遮断心臓循環系から遺伝子ベクター(単数又は複
数)又は炎症調節物質(単数又は複数)を洗浄除去することが望ましいかもしれ
ない。それらの組成物は、動脈内カテーテルの前記液体アクセスルーメンにそれ
らの組成物を含まない液体を供給することによって循環系から洗浄除去すること
が可能である。心臓循環系と体循環系とを合流させる前に、少なくとも数回分の
心臓循環量を、遮断心臓循環系に通過させるべきである。たとえば、約0.5な
いし1リットルの液体を、ヒトの対象体の心臓循環系を通してフラッシングさせ
ることができる。
【0254】 もしも炎症調節物質が遮断心臓循環系に供給されている場合には、本明細書の
他の箇所に記載したように、対象体に対して体外循環系支持装置を提供すること
が推奨される。
【0255】 ここに挙げた、各及びすべての特許、特許出願、及び刊行物の開示内容の全体
を、ここに参考文献として合体させる。
【0256】 以上、本発明を、具体的な実施例を参照しながら開示したが、本発明の真の精
神及び範囲から離脱することなく、本発明のその他の実施例及び改変を、当業者
は考案することが可能であることが明らかである。添付の特許請求の範囲は、そ
のような実施例及び均等な改変例の全てを含むものと解釈される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、炎症調整物質の不在状態に於けるラットの筋肉中の遺伝子転移のパター
ンを図示し、アデノウイルスに対する血管内皮バリアの完全性を示している。
【図1a】 図1aは、AdCMVlacZ(表1,シリーズC)の動脈注入4日後の成体ラ
ットの大腿二頭筋に於けるマーカ遺伝子活動を、Xgal染色による評価したも
のを500倍の倍率で示す画像である。
【図1b】 図1bは、成体ラットの前脛骨筋に於けるマーカ遺伝子活動を、より高い圧力の
注入でのXgal染色によって評価したものを350倍の倍率で示す画像である
(表1,シリーズe)。
【図1c】 図1cは、成体ラットの前脛骨筋に於けるマーカ遺伝子活動を、全マウント標本
のXgal染色によって評価したものを500倍の倍率で示す画像である。この
画像を得る3日前に、5x1010粒子のAdCMVlacZを筋肉注射したこと
によって、前脛骨筋のこの部分に限定された集中遺伝子導入が起こった。
【図2】 図2は、パネルA−Fから成り、これは、ヒスタミンとパパバリンの存在下に於
ける遺伝子ベクター導入後の成体ラット骨格筋繊維への高効率の遺伝子転移を示
す一連の画像である。パネルAは、複数の断面を露出させるための全マウント染
色の前に解剖されたラットからの後肢全体を示す画像である。パネルBは、10
0倍の倍率での光学顕微鏡検査での評価に依る、大腿四頭筋(パネルAの最上列
)中にマーカ遺伝子分布を示す画像である。この画像は、共通大腿動脈のレベル
に於いて止血用具を設置することによって、大腿直筋への主要血液供給が遮断さ
れることを示している。パネルCは、図2にまとめて図示されている画像中に示
された筋肉グループの相対位置を示す画像である。パネルDは、25倍の倍率で
、半膜様筋、短内転筋、その近傍の伏在動脈(該パネルの右上)を示す画像であ
る。パネルEは、前脛骨筋の一部を300倍のNormarskiマイクログラ
フで示す画像であり、小動脈(パネルの左中央部分)の染色されていない壁と、
多くの均一に染色された筋繊維組織とを示している。パネルFは、25倍の倍率
で、それに対する遺伝子導入後の腓腹筋を示す画像である。
【図3】 図3は、ヒトの患者に対するポンプ酸素供給装置の位置を示す図である。
【図4】 図4は、カニューレ挿入位置と、ヒトの患者の肝臓血液流閉塞に有効な位置とを
示す図である。
【図5】 図5は、ヒト患者に於ける、ミニマルアクセス血管クランプと、ECLPポンプ
酸素供給装置と、腹腔鏡ビデオモニタとの相対位置を示す図である。
【図6a】 図6aは、150ミリグラムのパパバリンと、1ミリグラムのヒスタミンとを投
与した約40キログラムのヒツジから得られた生理データを要約するグラフであ
る。HRは、毎分当たりの心拍数を意味する。BPは、torr単位測定での平
均血圧を意味する。CVPは、torr単位測定での中央静脈圧を意味する。P
APは、torr単位測定での肺動脈圧を意味する。FAPは、torr単位測
定での大腿動脈圧を意味する。CPBPは、毎分リットル単位での心臓肺バイパ
ス流量を意味する。
【図6b】 図6bは、300ミリグラムのパパバリンと、5ミリグラムのヒスタミンとを投
与した約40キログラムのヒツジから得られた生理データを要約するグラフであ
る。略語は図6aと同様である。
【図7】 図7は、閉塞齧歯動物後脚に対して遺伝子ベクターを導入するための、ポンプ、
酸素供給装置、圧力レギュレータの使用を示す図である。齧歯動物後脚の動脈及
び静脈は、その齧歯動物の循環系から、止血装置等を使用して遮断される。前記
遺伝子ベクターが前記動脈に導入される。静脈カテーテルによっ、前記静脈がポ
ンプの入口に接続される。このポンプは、酸素供給装置を介して静脈から引き出
された血液を、第2カテーテルを介して動脈に通過させる。圧力レギュレータに
よって、齧歯動物の動脈のかん流圧が一定に維持される。
【図8】 図8は、図7に示した酸素供給装置の一実施例の作動を示す図である。
【図9】 図9は、図7に示した酸素供給装置の構造を示す図である。
【図10】 図10は、図7に示した前記圧力レギュレータと導入メカニズムとの相手だのイ
ンターフェースの一実施例の構造を示す図である。
【図11a】 図11aは、アデノウイルスベクターAdCMVΔ17−48dysを導入し、
ヒトのジストロフィンには存在するが、ラットのジストロフィンには存在しない
エピトープに特異的に結合する蛍光ラベル抗体であるNCL−Dys−2を使用
して免疫蛍光染色されたラットの腓腹筋の断面を示す画像である。
【図11b】 図11bは、アデノウイルスベクターAdCMVΔ17−48dysを導入しN
CL−Dys−2を使用して免疫蛍光染色されたラット腓腹筋の断面を示す画像
である。
【図12】 図12は、ここに記載の「AVL−CMV―デルタ−サルコグリカン」と表示さ
れるアデノ関連ウイルス遺伝子ベクターの図である。
【図13】 図13は、ヒトの心臓の図であって、ここでは、明瞭性の為に、下降大動脈が変
位され、いくつかの表面が除去されている。ラベルは以下の解剖学的部分を示す
、SVC,上大静脈;IVC,下大静脈;RA,右心房;CS,冠静脈洞(この
図では冠静脈洞の心門のみが見える);TV,三尖弁;RV,右心室;PV,肺
動脈弁;PA,肺動脈;LA,左心房;BV,二尖弁;LV,左心室;AV,大
動脈弁;A,大動脈。
【図14】 図14は、その大動脈を貫通するカニューレ80と、大動脈を閉塞するクランプ
100とを有するヒトの心臓を示す。RCAは、右冠状動脈のおよその位置を示
し、LCAは、左冠状動脈のおよその位置を示す。
【図15】 図15は、ここに記載の、それに関連する大静脈を通してねじ込まれた心臓遮断
カテーテルを有するヒトの心臓を示している。
【図16】 図16は、図16A,16B,16C及び16Dから成り、本発明の前記心臓遮
断カテーテルの一実施例の構造を示す4つの図面である。図16Aは、前記カテ
ーテルの遠端部の構造を示し、カテーテルの近端部は図示されていない。図16
B,16C及び16Dは、図16A中に示された平面に沿った、図16Aに図示
されたカテーテルの断面を示している。
【図17】 図17は、図17A及び17Bから成り、それに関連する大静脈を通してねじ込
まれた心臓遮断カテーテルと、肺動脈内に設置された第2カテーテルとを有する
ヒトの心臓を示している。図17Aに於いて、前記第2カテーテル40は、ここ
に記載されているように、前記心臓遮断カテーテルのアクセスポート20を通し
てねじ込まれている。図17Bに於いて、前記第2カテーテル40は、前記心臓
遮断カテーテルとは独立して、但し、スネアSが心臓遮断カテーテルの導管シー
トに対して上大静脈を載置させている位置においてこの心臓遮断カテーテルの外
面に形成されたノッチ又は凹部内にフィットした状態で、上大静脈を通して設置
されている。
【図18】 図18は、ここに記載されているように、その大動脈基部内に配置された大動脈
内カテーテルを有するヒト心臓を示している。
【図19】 図19は、図19Aと19Bとから成り、ここに記載の心臓循環遮断方法の実施
例に於ける装置の構成の一対の図である。図19Aに於いて、大動脈内カテーテ
ル(EC)と、心臓遮断カテーテル(CIC)とが、患者内に設置され、ここに
記載のように、これらに対して、体外血液酸素供給装置(EBO)と体外流体回
路(EFC)とが接続されている。図19Bに於いて、大動脈内カテーテル(E
C)と、上大静脈戻りカテーテル(SCRC)と、下大静脈戻りカテーテル(I
CRC)とが、患者内に設置され、ここに記載のように、これらに対して、体外
血液酸素供給装置(EBO)と体外流体回路(EFC)とが接続されている。
【図20】 図20は、図20A,20B,20C及び20Dから成り、犬の遮断された心臓
循環系へのエバンスブルーラベルアルブミンの導入後に於ける、イヌの心筋及び
横隔膜組織のエバンスブルー色素標識化を示す4つの画像である。横隔膜組織が
、異なる倍率で、図20Aと20Bとに図示されている。心筋組織(左右心室心
筋層)が、図20C及び20Dに図示されている。
【図21】 図21は、本発明の前記心臓遮断化の一実施例を示す断面画像であって、ここで
、カテーテルは、スネアSを介して、それぞれ、上大静脈SVCと下大静脈IV
Cとに着座された導管シート92,102を備える一対の大静脈戻りカテーテル
90,100を有する。カテーテル40は、前記両大静脈戻りカテーテルの一つ
のアクセスポートから右心房RA内に延出している。設置された大静脈戻りカテ
ーテルの遠端部のみが図示されている。
【手続補正書】
【提出日】平成12年11月15日(2000.11.15)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項35】 哺乳動物の心筋組織に巨大分子アセンブリを送達する方法 であって、以下の工程を含む、 請求項1の心臓遮断カテーテルを使用して哺乳動物の体循環系から心筋組織を 遮断する工程、 血管透過性促進剤を心筋組織に繋がる血管に供給する工程、および 前記巨大アセンブリを血管に供給する工程、該アセンブリは血管の内皮層を介 して送達される。
【請求項36請求項35の方法であって、前記巨大分子アセンブリは、
動脈内カテーテルによって前記心筋組織に供給される。
【請求項37】 大静脈血液吸収キットであって、このキットは、カテーテ
ルと、それに取り付けられた一対の導管シートとを有し、前記カテーテルは、該
カテーテル内に於いて、静脈血液吸収ポートからカテーテルの近端部へ長手方向
に延出する静脈血液流ルーメンと連通する一対の静脈血液吸収ポートを有し、前
記カテーテルは、哺乳動物の大静脈に挿入可能である。
【請求項38請求項37大静脈血液吸収キットであって、 前記カテーテルは、近位部と、遠位部と、遠端部を有し、 前記静脈吸収ポートのうちの一つと、前記導管シートの一つとは前記遠位部に 位置され、 前記導管シート上の静脈吸収ポートが、前記遠位部の前記導管シートよりも前
記遠端部の近くに位置し、 前記静脈吸収ポートの他方と前記導管シートの他方とは、前記近位部に位置し
、そして 前記遠位部の前記導管シートは、前記遠位部の前記静脈吸収ポートよりも前記
遠端部の近くに位置する。
【請求項39請求項38の大静脈血液吸収キットであって、前記カテー
テルは、その外面にノッチを有し、該ノッチは、第2カテーテルの本体にフィッ
トするように構成されている。
【請求項40請求項37の大静脈血液吸収キットであって、更に、奇静
脈オクルーダを有する。
【請求項41】 大静脈血液吸収キットであって、一対のカテーテルを有し
、各カテーテルは、それに取り付けられた導管シートと、該カテーテル内に於い
て、静脈血液吸収ポートからカテーテルの近端部へ長手方向に延出する静脈血液
流ルーメンと連通する一対の静脈血液吸収ポートを有し、各カテーテルは、哺乳
動物の大静脈に挿入可能である。
【請求項42請求項41の大静脈血液吸収キットであって、前記カテー
テルの少なくも一つは、その外面にノッチを有し、該ノッチは、第2カテーテル
の本体にフィットするように構成されている。
【請求項43請求項41の大静脈血液吸収キットであって、更に、奇静
脈オクルーダを有する。
【請求項44】 哺乳動物の大静脈から静脈血液流を転送する方法であって
、この方法は、カテーテルを前記哺乳動物の大静脈内に設置する工程を有し、前
記カテーテルは以下を有する、 遠端部と、遠位ポート、近位ポートとを有する中空筒状体、前記各ポートは
、前記本体内に於いて、前記ポートから前記本体の近位部へ長手方向に延出する
静脈血液吸収ルーメンと流体連通している、 前記本体に取り付けられた遠位導管シート、前記遠位ポートは前記遠位導管シ
ートよりも前記本体の前記遠端部の近くに位置する、 前記本体に取り付けられた近位導管シート、該近位導管シートは、前記近位ポ
ートよりも前記本体の前記遠端部の近くに位置する、 前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シートが右心房
と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他方の導管
シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置決め可能
である、 これにより、前記哺乳動物の上下大静脈が前記両導管シートに当接して着座さ
れた時、哺乳動物の大静脈からの大静脈血液流は、前記ポート及び両大静脈血液
流ルーメンへと転送される。
【請求項45請求項44の方法であって、前記カテーテルの静脈血液流
ルーメンは、体外酸素供給装置と流体連通している。
【請求項46】 哺乳動物の大静脈から静脈血液流を転送する方法であって
、この方法は、上静脈戻りカテーテルを、前記哺乳動物の上大静脈内に設置する
工程と、下静脈戻りカテーテルを、前記哺乳動物の下大静脈内に設置する工程と
を有し、前記上静脈戻りカテーテルと下静脈戻りカテーテルとはそれぞれ、以下
を有する、 遠端部と、ポートと、本体内に於いて前記本体の前記ポートから前記本体の近
端部へ長手方向に延出する静脈血液吸収ルーメンとを有する中空筒状本体、そし
て 前記本体に取り付けられた導管シート、該導管シートは前記ポートよりも前記
本体の遠端部の近傍に位置する。 前記上静脈戻りカテーテルは、哺乳動物の上大静脈内に於いて、前記上静脈戻
りカテーテルの導管シートが右心房と、腕頭静脈の接合部との間に位置するよう
に位置決め可能であり、そして 前記下静脈戻りカテーテルは、哺乳動物の下大静脈内に於いて、前記下静脈戻
りカテーテルの導管シートが右心房と、肝静脈の接合部との間に位置するように
位置決め可能であり、 これにより、前記哺乳動物の上下大静脈が前記導管シートに当接して着座され
た時、哺乳動物の大静脈からの大静脈血液流は、両ポート及び両大静脈血液流ル
ーメンへと転送される。
【請求項47請求項46の方法であって、前記下静脈戻りカテーテルと
前記上静脈戻りカテーテルとの少なくとも一方は、前記本体の遠端チップから近
端部へと延出するアクセスルーメンを有し、前記本体は、更に、前記アクセスル
ーメンを介して前記本体の前記遠端チップから近端部への静脈血液の通過を禁止
しながら、前記シールを介した体の通過を許容するために前記アクセスルーメン
内に配置された少なくとも一つの貫通可能シールを有する。
【請求項48請求項47の方法であって、前記貫通可能シールは少なく
とも一つのバルーンである。
【請求項49】 哺乳動物の心臓循環、及び哺乳動物の非心臓循環、非肺循
環から成るグループから選択される一つのコンパートメントに薬剤を供給する方
法であって、該方法は、前記心臓循環を、非心臓循環、非肺循環から遮断する工
程と、前記薬剤を前記一つのコンパートメントに供給する工程を有する。
【請求項50請求項49の方法であって、前記心臓循環は、以下の工程
によって、非心臓循環、非肺循環から遮断される、 (1)大静脈カテーテルを、前記哺乳動物の大静脈に挿入する工程該カテー
テルは以下を有する、 (a)その内部で長手方向に延出する静脈血液流ルーメンと、近端と、遠端
部と、近端ポートと、遠端ポートとを備える中空筒状本体、 (b)前記本体に取り付けられた遠端導管シート、そして (c)前記本体に取り付けられた近端導管シート、 前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シートが右心房
と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他方の導管
シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置決め可能
である、 前記遠端ポートは、前記遠端導管シートに対して遠端側に位置し、 そして 前記近端ポートは、前記近端導管シートに対して近端側に位置し、 (2)前記大静脈を、前記遠端及び近端導管シートに対して着座させる工程、 (3)大動脈導管シートを有する大動脈カテーテルを、前記哺乳動物の大動脈
に挿入する工程、そして (4)前記大動脈を前記導管シートに対して着座させる工程。 これにより、心臓循環は、前記全身系循環から遮断される。
【請求項51請求項50の方法であって、更に、前記哺乳動物の肺動脈
を閉塞させる工程を有する。
【請求項52請求項51の方法であって、前記哺乳動物の肺動脈は、動
脈導管シートを有する第2カテーテルを、前記大静脈カテーテル内で長手方向に
延出するルーメンと、前記大静脈カテーテルの両導管シート間に配置されたアク
セスポートと、その哺乳動物の心臓の右心房と右心室とを介して、哺乳動物の肺
動脈にねじ込み、その後肺動脈を動脈導管シートに着座させることによって閉塞
される。
【請求項53請求項50の方法であって、更に、前記哺乳動物の奇静脈
を閉塞させる工程を有する。
【請求項54請求項49の方法であって、前記心臓循環系は、前記非心
循環系、非肺循環系から以下の工程によって遮断される、 (1)導管シートを有する上大静脈戻りカテーテルを前記哺乳動物の上大静脈
に挿入する、 (2)導管シートを有する下大静脈戻りカテーテルを前記哺乳動物の下大静脈
に挿入する、 (3)前記上大静脈を、前記上大脈戻りカテーテルの前記導管シートに着座さ
せる、 (4)前記下大静脈を、前記下大静脈戻りカテーテルの前記導管シートに着座
させる、 (5)大動脈導管シートを有する大動脈カテーテルを、前記哺乳動物の大動脈
に挿入する、そして ()前記大動脈を前記導管シートに対して着座させる、 これにより、心臓循環は、前記全身系循環から遮断される。
【請求項55請求項54の方法であって、更に、前記哺乳動物の肺動脈
を閉塞させる工程を有する。
【請求項56請求項55の方法であって、哺乳動物の肺動脈は、動脈導
管シートを有する第2カテーテルを、前記大静脈カテーテル内で長手方向に延出
するルーメンと、前記大静脈カテーテルの両導管シート間に配置されたアクセス
ポートと、その哺乳動物の心臓の右心房と右心室とを介して、哺乳動物の肺動脈
にねじ込み、その後肺動脈を動脈導管シートに着座させることによって閉塞され
る。
【請求項57請求項54の方法であって、更に、前記哺乳動物の奇静脈
を閉塞させる工程を有する。
【請求項58請求項49の方法であって、前記薬剤は、薬剤組成物、画
像形成物質、及び遺伝子ベクターから成るグループから選択される。
【請求項59請求項58の方法であって、前記遺伝子ベクターは、アデ
ノウイルスベクターとアデノ関連ベクターから成るグループから選択される。
【請求項60請求項49の方法であって、前記非心臓循環と非心臓、非 循環との少なくとも一方は、体外酸素供給装置と接続される。
【請求項61】 哺乳動物の心臓の静脈血液腔に、装置を供給する方法であ
って、この方法は、少なくとも一つのカテーテルを哺乳動物の大静脈に挿入する
工程と、哺乳動物の大静脈から血液流を転送する工程と、前記装置を前記腔に供
給する工程とを有し、 前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に位置決め可能な少なくとも二つの導
管シートと、アクセスポートと、前記カテーテル内に於いて、該カテーテルのア
クセスポートから近端部へ長手方向に延出するアクセスルーメンと、少なくとも
二つの血液吸収ポートと、前記カテーテル内に於いて、前記ポートから前記カテ
ーテルの前記近端部へ長手方向に延出する少なくとも一つの静脈血液流ルーメン
とを有し、 大静脈からの血液流は、大静脈を前記導管シートに対して着座させることによ
って転送され、これにより、静脈血液流は、大静脈から、前記血液吸収ポートを
介して前記静脈血液流ルーメンへと流れ、そして 前記装置は、この装置を、前記アクセスルーメンを介して前記アクセスポート
を通って前記腔内へと通過させることによって、この腔に供給される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 38/43 A61K 37/02 45/00 37/24 A61P 9/00 37/48 (72)発明者 ブリッジス,チャールズ,アール アメリカ合衆国 ペンシルヴァニア 19085 ヴィラノヴァ ヴァン・リアリ ス・ラン 502 Fターム(参考) 4C084 AA02 AA13 AA20 DA14 DA25 DA35 DB57 DC01 DC50 4C087 AA01 BB21 BC83 MA24 MA31 MA34 MA52 MA58 MA70 NA15 ZA36 ZA39 ZB01 ZB11 4H045 AA30 DA01 DA04 DA14 DA30 DA83 DA89

Claims (92)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 哺乳動物の大静脈内に挿入可能な心臓遮断カテーテルであっ
    て、当該カテーテルは以下を有する、 (a)その内部で長手方向に延出する静脈血液流ルーメンと、近端と、遠端部
    と、近端ポートと、遠端ポートとを備える中空筒状本体、 (b)前記本体に取り付けられた遠端導管シート、そして (c)前記本体に取り付けられた近端導管シート、 前記心臓遮断カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シート
    が右心房と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他
    方の導管シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置
    決め可能である、 前記遠端ポートは、前記遠端導管シートに対して遠端側に位置する、そして 前記近端ポートは、前記近端導管シートに対して近端側に位置する、前記カテ
    ーテルが、哺乳動物の大静脈内にすえつけられた時、腕頭静脈の接合部の血液と
    、肝静脈の血液が、前記両ポートを介して前記静脈血液流ルーメンと流体連通す
    る。
  2. 【請求項2】 請求項1の心臓遮断カテーテルであって、前記遠端導管シー
    トと前記近端導管シートとの少なくとも一つは、前記本体の周囲に延出する隆起
    面を有する。
  3. 【請求項3】 請求項2の心臓遮断カテーテルであって、前記導管シートは
    、一対の互いに近接離間配置された隆起面であり、大静脈は、これら一対の隆起
    面の間で大静脈を包囲することによって前記導管シートに於いて確実に着座され
    る。
  4. 【請求項4】 請求項2の心臓遮断カテーテルであって、前記導管シートを
    、一対の互いに近接離間配置された隆起面であり、前記カテーテルの本体に、そ
    の内部に於いて長手方向に延出するとともに、前記一対の近接離間隆起面間に位
    置する吸入ポートと連通する吸入ルーメンを備え、これによって、大静脈が、前
    記吸引ルーメンに対して吸引力を付与することによって前記導管シートに確実に
    着座される。
  5. 【請求項5】 請求項2の心臓遮断カテーテルであって、前記遠端導管シー
    トと前記近端導管シートとの内の少なくとも一方は伸張可能である。
  6. 【請求項6】 請求項5の心臓遮断カテーテルであって、前記伸張可能導管
    シートは、前記本体に取り付けられるとともに、この本体内で長手方向に延出す
    る膨張ルーメンと連通する内部を有するバルーンであり、これにより、大静脈は
    、カテーテルを哺乳動物の大静脈内に位置決めした後、前記バルーンを膨張させ
    ることによって前記導管シートにしっかりと着座可能である。
  7. 【請求項7】 請求項6の心臓遮断カテーテルであって、前記遠端導管シー
    トと遠端導管シートとの両方が、前記本体に取り付けられるとともに、前記膨張
    ルーメンと連通する内部を有するバルーンである。
  8. 【請求項8】 請求項1の心臓遮断カテーテルであって、前記本体は、その
    内部に於いて長手方向に延出するアクセスルーメンと、前記遠端導管シートと近
    端導管シートとの間に位置するアクセスポートとを備え、前記アクセスポートは
    、前記アクセスルーメンと連通している。
  9. 【請求項9】 請求項8の心臓遮断カテーテルであって、更に、遠端部を備
    える第2カテーテルを有し、該第2カテーテルは、前記アクセスルーメン内に位
    置決め可能で、かつ、前記アクセスポートを通して付勢可能である。
  10. 【請求項10】 請求項9の心臓遮断カテーテルであって、前記第2カテー
    テルの遠端部は、この第2カテーテルの遠端部を、哺乳動物の肺大動脈内に位置
    決めするための湾曲部である。
  11. 【請求項11】 請求項10の心臓遮断カテーテルであって、前記第2カテ
    ーテルの遠端部は、ヒトの心臓の形状に適合されている。
  12. 【請求項12】 請求項9の心臓遮断カテーテルであって、前記第2カテー
    テルの遠端部は、この第2カテーテルの遠端部を哺乳動物の肺大動脈内に位置決
    めするための変形可能部を有する。
  13. 【請求項13】 請求項12の心臓遮断カテーテルであって、前記第2カテ
    ーテルは、ワイヤ巻きカテーテルである。
  14. 【請求項14】 請求項9の心臓遮断カテーテルであって、前記第2カテー
    テルは、その遠端部に肺動脈バルーンであって、これにより、前記哺乳動物の肺
    動脈は、前記第2カテーテルの前記遠端部を前記肺動脈に位置決めしたあと、そ
    の内部の前記肺動脈バルーンを膨張させることによってブロック可能である。
  15. 【請求項15】 請求項13の心臓遮断カテーテルであって、前記第2カテ
    ーテルは、その内部に於いて長手方向に延出する圧力放出ルーメンと、この圧力
    放出ルーメンと流体連通する右心室圧力放出ポートを備える。
  16. 【請求項16】 請求項1の心臓遮断カテーテルであって、前記本体は、そ
    の内部に於いて長手方向に延出する流体流ルーメンと、前記本体内の、前記遠端
    導管シートと近端導管シートとの間に配置される右心房流体アクセスポートとを
    有する。
  17. 【請求項17】 請求項16の心臓遮断カテーテルであって、前記本体は、
    この本体周りに配置された複数の右心房流体アクセスポートを有する。
  18. 【請求項18】 請求項1の心臓遮断カテーテルであって、更に、少なくと
    も一つの非侵入性検出可能マーカを有する。
  19. 【請求項19】 請求項1の心臓遮断カテーテルを有する外科キット。
  20. 【請求項20】 哺乳動物の心臓を、その哺乳動物の循環系の残りの部分か
    ら遮断するためのキットであって、このキットは以下を有する、 (a)哺乳動物の大静脈に挿入可能な心臓遮断カテーテル、該カテーテルは以
    下を有する、 (i)その内部で長手方向に延出する静脈血液流ルーメンと、近端と、遠端
    部と、近端ポートと、遠端ポートとを備える中空筒状本体、 (ii)前記本体に取り付けられた遠端導管シート、そして (iii)前記本体に取り付けられた近端導管シート、 前記心臓遮断カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シート
    が右心房と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他
    方の導管シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置
    決め可能である、 前記遠端ポートは、前記遠端導管シートに対して遠端側に位置する、そして 前記近端ポートは、前記近端導管シートに対して近端側に位置する、前記カテ
    ーテルが、哺乳動物の大静脈内にすえつけられた時、腕頭静脈の接合部の血液と
    、肝静脈の血液が、前記両ポートを介して前記静脈血液流ルーメンと流体連通す
    る、 (b)前記心臓遮断カテーテルの前記アクセスルーメン内に挿入可能な第2カ
    テーテル、前記第2カテーテルは、遠端部と、その内部で長手方向に延出する膨
    張ルーメンとを有し、その遠端部にバルーンを有する。該第2カテーテルの前記
    バルーンの内部は、第2カテーテルの前記膨張バルーンと流体連通している、そ
    して (c)端チップとを備えるフレキシブルロッドと、このフレキシブルロッドの
    前記遠端部に取り付けられた大動脈内導管シートとを有する大動脈内カテーテル
  21. 【請求項21】 請求項20のキットであって、前記大動脈内導管シートは
    、前記フレキシブルロッドの遠端チップに取付け可能である。
  22. 【請求項22】 請求項18のキットであって、前記大動脈内導管シートは
    前記フレキシブルロッドの周囲に延出する隆起面を有する。
  23. 【請求項23】 請求項19のキットであって、前記導管シートは、一対の
    互いに近接離間配置された隆起面であり、これにより大静脈は、これら一対の隆
    起面の間で大静脈を包囲することによって前記導管シートに於いて確実に着座さ
    れる。
  24. 【請求項24】 請求項19のキットであって、前記導管シートは、一対の
    互いに近接離間配置された隆起面であり、前記フレキシブルロッドは中空であり
    、その内部に長手方向に延出する拡張ルーメンを有し、 これにより、前記吸引ルーメンに吸引力を付与することによって大静脈は前記導
    管シートに於いて確実に着座される。
  25. 【請求項25】 請求項18のキットであって、前記大動脈導管シートは拡
    張可能のである。
  26. 【請求項26】 請求項22のキットであって、前記フレキシブルロッドは
    中空であり、その内部に長手方向に延出する膨張ルーメンを有し、前記動脈導管
    シートは、前記フレキシブルロッドに取り付けられるとともに、前記拡張ルーメ
    ンと連通する内部を有するバルーンを有し、これにより、前記大動脈内カテーテ
    ルの遠端部を哺乳動物の大動脈内に位置決めした後、前記バルーンを膨張させる
    ことによって、大動脈を、前記大動脈導管シートに確実に着座させることができ
    る。
  27. 【請求項27】 請求項23のキットであって、前記バルーンは、フレキシ
    ブル本体の遠端チップには配置されず、該フレキシブル本体は、その内部に長手
    方向に延出する液体アクセスルーメンと、フレキシブル本体の遠端部に配置され
    た液体アクセスポートとを有し、前記液体アクセスポートは、前記アクセスルー
    メンと流体連通し、前記バルーンよりも、前記フレキシブル本体の遠端チップの
    近傍に配置される。
  28. 【請求項28】 請求項20のキットであって、前記第2カテーテルは、そ
    の内部に長手方向に延出する流体吸収ルーメンと、該第2カテーテルの遠端部に
    設けられた流体吸収ポートとを有し、前記流体吸収ポートは前記流体吸収ルーメ
    ンと連通している。
  29. 【請求項29】 請求項20のキットであって、更に、以下を有する、 (d)哺乳動物の大腿動脈に挿入されるカニューレ、該カニューレは、その内
    部に長手方向に延出する動脈血液流ルーメンを備える。
  30. 【請求項30】 請求項29のキットであって、更に以下を有する、 (e)前記心臓遮断カテーテルの静脈血液流ルーメンから血液を引き出し、前
    記カニューレの前記動脈血液流ルーメンに血液を供給するポンプ、そして (f)前記哺乳動物から取出された血液に酸素を供給する血液酸素供給器。
  31. 【請求項31】 請求項30のキットであって、更に以下を有する、 (g)奇静脈オクルダー。
  32. 【請求項32】 請求項31のキットであって、前記奇静脈オクルダーは、
    止血剤、交差金具、バルーンカテーテル、及び止血用具かな成るグループから選
    択される。
  33. 【請求項33】 請求項20のキットであって、更に、血管透過性促進剤と
    血管拡張剤とから成るグループから選択される炎症調整物質を有する。
  34. 【請求項34】 請求項33のキットであって、前記キットは、ヒスタミン
    とパパバリンを有する。
  35. 【請求項35】 哺乳動物の管外組織に巨大分子アセンブリを導入するため
    の組成物であって、該組成物は、巨大分子アセンブリと、血管透過性促進剤とを
    有する。
  36. 【請求項36】 請求項35の組成物であって、前記巨大分子アセンブリは
    、遺伝子ベクターである。
  37. 【請求項37】 請求項35の組成物であって、前記血管透過性促進剤は、
    ヒスタミン、アセチルコリン、アデノシンヌクレオチド、arachiodon
    ic酸、ブラジキニン、シアニド、エンドセリン、エンドトキシン、インターロ
    イキン−2、イオン透過担体A23187、ニトロプルシド、ロイコトリエン、
    酸素ラジカル、ホスホリパーゼ、血小板活性化因子、プロタミン、セロトニン、
    腫瘍壊死因子、管内皮生長因子、バチ毒、及び血管活性アミンから成るグループ
    から選択される。
  38. 【請求項38】 請求項37の組成物であって、前記血管透過性促進剤は、
    ヒスタミンと血管拡張剤からなるグループから選択される。
  39. 【請求項39】 請求項35の組成物であって、更に、血管拡張剤を有する
  40. 【請求項40】 請求項39の組成物であって、前記血管拡張剤は、パパバ
    リン、ニモジピン、ヒドララジン、窒素酸化物、エポプロステノール、トラゾリ
    ン、アムリノン、ミルリノン、ニトログリセリン、脱硝イソソルビド、イソソル
    ビド一硝酸塩、及び有機硝酸化合物から成るグループから選択される。
  41. 【請求項41】 請求項40の組成物であって、前記血管拡張剤はパパバリ
    ンである。
  42. 【請求項42】 請求項35の組成物であって、更に、酸素輸送剤とを有す
    る。
  43. 【請求項43】 哺乳動物管外組織に巨大分子アセンブリを導入する方法で
    あって、該方法は以下の工程を有する、 その組織に関連する血管に対して、該血管の内皮層の透過性を増大するために
    、血管拡張剤を供給する工程、そして 前記巨大分子を前記血管に供給する工程とを有し、これにより、前記アセンブ
    リは、前記血管の前記内皮層を介して前記組織に導入される。
  44. 【請求項44】 請求項43の方法であって、前記巨大分子アセンブリは、
    遺伝子ベクターである。
  45. 【請求項45】 請求項44の方法であって、前記遺伝子ベクターは、アデ
    ノウイルス遺伝子ベクターである。
  46. 【請求項46】 請求項44の方法であって、前記遺伝子ベクターは、アデ
    ノ関連遺伝子ベクターである。
  47. 【請求項47】 請求項44の方法であって、更に、前記血管に血管拡張剤
    を供給する工程を有する。
  48. 【請求項48】 請求項43の方法であって、前記組織は筋組織である。
  49. 【請求項49】 請求項48の方法であって、前記組織は横紋筋組織である
  50. 【請求項50】 請求項48の方法であって、前記筋組織は心筋組織である
  51. 【請求項51】 請求項50の方法であって、前記心筋組織は、前記哺乳動
    物の体循環系から遮断されている。
  52. 【請求項52】 請求項50の方法であって、前記心筋組織は哺乳動物の大
    静脈に挿入可能な心臓遮断カテーテルを使用して体循環系から遮断され、該カテ
    ーテルは以下を有する、 (a)その内部で長手方向に延出する静脈血液流ルーメンと、近端と、遠端部
    と、近端ポートと、遠端ポートとを備える中空筒状本体、 (b)前記本体に取り付けられた遠端導管シート、そして (c)前記本体に取り付けられた近端導管シート、 前記心臓遮断カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シート
    が右心房と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他
    方の導管シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置
    決め可能である、 前記遠端ポートは、前記遠端導管シートに対して遠端側に位置する、そして 前記近端ポートは、前記近端導管シートに対して近端側に位置する、前記カテ
    ーテルが、哺乳動物の大静脈内にすえつけられた時、腕頭静脈の接合部の血液と
    、肝静脈の血液が、前記両ポートを介して前記静脈血液流ルーメンと流体連通す
    る。
  53. 【請求項53】 請求項52の方法であって、前記巨大分子アセンブリは、
    動脈内カテーテルによって前記心筋組織に供給される。
  54. 【請求項54】 請求項53の方法であって、前記巨大分子アセンブリは、
    ヒト遺伝子を有する遺伝子ベクターである。
  55. 【請求項55】 請求項54の方法であって、前記ヒト遺伝子は、ヒト遺伝
    子コード化ジストロフィンと、遺伝子コード化エウトロフィン(eutroph
    in)と、サルコグリカン(sarcoglycan)をコード化する遺伝子と
    、ミニジストロフィン(minidystrophin)をコード化する遺伝子
    からなるグループから選択される。
  56. 【請求項56】 請求項55の方法であって、前記ヒト遺伝子は、前記ヒト
    遺伝子に作動リンクされたプロモータ/調節領域を有し、前記プロモータ/調節
    領域は、ヒト骨格筋クレアチンホスホキナーゼプロモータ/調節領域と、ネズミ
    骨格筋クレアチンホスホキナーゼプロモータ/調節領域と、ヒト骨格筋細胞に於
    いて通常発現される遺伝子のプロモータ/調節領域と、ヒト構成プロモータ領域
    とから成るグループから選択される。
  57. 【請求項57】 請求項43の方法であって、更に、前記巨大分子アセンブ
    リの前記血管への供給後に、前記血管内のかん流圧を、正常な生理的かん流圧以
    上に増大させる工程を有する。
  58. 【請求項58】 請求項43の方法であって、更に、前記巨大分子アセンブ
    リの前記血管への供給前に、前記動物の血液循環系から前記血管を遮断する工程
    を有する。
  59. 【請求項59】 請求項58の方法であって、前記血管を動物の血液循環系
    から遮断する工程は、前記血管に対して前記血管透過性促進剤を供給する前に行
    われる。
  60. 【請求項60】 請求項58の方法であって、更に、前記巨大分子アセンブ
    リを前記血管に供給した後で、前記血管に対して除去溶液を供給する工程を有し
    、前記除去溶液は、実質的に前記血管拡張剤を含まない。
  61. 【請求項61】 請求項43の方法であって、更に、前記血管の前記血管循
    環系からの遮断後に、前記血管に対して酸素輸送剤を供給する工程を有する。
  62. 【請求項62】 請求項43の方法であって、前記血管拡張剤を供給する前
    に、前記哺乳動物を、体外循環支持と酸素供給とに晒す工程を有する。
  63. 【請求項63】 請求項43の方法であって、更に、前記巨大分子アセンブ
    リを供給する前に、前記動物の肝臓への血液供給を閉鎖する工程を有する。
  64. 【請求項64】 請求項43の方法であって、前記哺乳動物はヒトである。
  65. 【請求項65】 動物の管外組織に遺伝子ベクターを導入する方法であって
    、該方法は以下の工程を有する、 a)前記組織に関連する血管を、前記動物の血管循環系から遮断する、 b)その後、前記血管に血管拡張剤を供給する、 c)その後、前記血管の内皮層の透過性を増加させるべく前記血管に血管透過
    性促進剤を供給する、 前記遺伝子ベクターを前記血管に供給する、これにより、前記ベクターは前記
    血管の前記内皮層を介して前記組織に導入される、 前記血管内のかん流圧を正常な生理的かん流圧以上に増大させる、そして 前記血管に酸素輸送剤を供給する、そして d)その後、前記血管に除去溶液を提供する、該除去溶液は実質的に前記血管
    透過性促進剤を含まない。
  66. 【請求項66】 動物の実質的にすべての筋組織に遺伝子ベクターを供給す
    る方法であって、該方法は以下の工程を有する、 a)前記動物に体外循環支持と酸素供給とに晒す、 b)その後、前記動物の血液循環系に血管拡張剤を供給する、 前記血管の内皮層の透過性を増加させるべく前記血管に血管透過性促進剤を供
    給する、 前記遺伝子ベクターを前記血管に供給する、これにより、前記ベクターは前記
    血管の前記内皮層を介して実質的にすべての筋組織に導入される、そして 前記血管内のかん流圧を正常な生理的かん流圧以上に増大させる。
  67. 【請求項67】 筋ジストロフィーを患うヒトを治療するための治療用遺伝
    子ベクターであって、該治療用遺伝子ベクターは、ジストロフィン遺伝子と、エ
    ウトロフィン(eutrophin)遺伝子と、サルコグリカン(sarcog
    lycan)遺伝子と、ミニジストロフィン(minidystrophin)
    遺伝子とからなるグループから選択されるヒト遺伝子のコード化領域に作動リン
    クされたプロモータを有する核酸を有する。
  68. 【請求項68】 大静脈血液吸収キットであって、このキットは、カテーテ
    ルと、それに取り付けられた一対の導管シートとを有し、前記カテーテルは、該
    カテーテル内に於いて、静脈血液吸収ポートからカテーテルの近端部へ長手方向
    に延出する静脈血液流ルーメンと連通する一対の静脈血液吸収ポートを有し、前
    記カテーテルは、哺乳動物の大静脈に挿入可能である。
  69. 【請求項69】 請求項68のキットであって、 前記カテーテルは、近位部と、遠位部と、遠端部を有し、 前記静脈吸収ポートの一つと、前記導管シートの一つとは前記遠位部の前記導
    管シートよりも前記遠端部の近くに位置し、 前記静脈吸収ポートの他方と前記導管シートの他方とは、前記近位部に位置し
    、そして 前記遠位部の前記導管シートは、前記遠位部の前記静脈吸収ポートよりも前記
    遠端部の近くに位置する。
  70. 【請求項70】 請求項69の大静脈血液吸収キットであって、前記カテー
    テルは、その外面にノッチを有し、該ノッチは、第2カテーテルの本体にフィッ
    トするように構成されている。
  71. 【請求項71】 請求項68の大静脈血液吸収キットであって、更に、奇静
    脈オクルーダを有する。
  72. 【請求項72】 大静脈血液吸収キットであって、一対のカテーテルを有し
    、各カテーテルは、それに取り付けられた導管シートと、該カテーテル内に於い
    て、静脈血液吸収ポートからカテーテルの近端部へ長手方向に延出する静脈血液
    流ルーメンと連通する一対の静脈血液吸収ポートを有し、各カテーテルは、哺乳
    動物の大静脈に挿入可能である。
  73. 【請求項73】 請求項72の大静脈血液吸収キットであって、前記カテー
    テルの少なくも一つは、その外面にノッチを有し、該ノッチは、第2カテーテル
    の本体にフィットするように構成されている。
  74. 【請求項74】 請求項72の大静脈血液吸収キットであって、更に、奇静
    脈オクルーダを有する。
  75. 【請求項75】 哺乳動物の大静脈から静脈血液流を転送する方法であって
    、この方法は、心臓遮断カテーテルを前記哺乳動物の大静脈内に設置する工程を
    有し、前記カテーテルは以下を有する、 遠端部と、遠位部と、近位部と、近位ポートとを有する中空筒状体、前記各ポ
    ートは、前記本体内に於いて、前記ポートから前記本体の近位部へ長手方向に延
    出する静脈血液吸収ルーメンと流体連通している、 前記本体に取り付けられた遠位導管シート、前記遠位ポートは前記遠位導管シ
    ートよりも前記本体の前記遠端部の近くに位置する、 前記本体に取り付けられた近位導管シート、該近位導管シートは、前記近位ポ
    ートよりも前記本体の前記遠端部の近くに位置する、 前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シートが右心房
    と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他方の導管
    シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置決め可能
    である、 これにより、前記哺乳動物の上下大静脈が前記両導管シートに当接して着座さ
    れた時、哺乳動物の大静脈のからの大静脈血液流は、両ポート及び両大静脈血液
    流ルーメンへと転送される。
  76. 【請求項76】 請求項75の方法であって、前記カテーテルの静脈血液流
    ルーメンは、体外酸素供給装置と流体連通している。
  77. 【請求項77】 哺乳動物の大静脈から静脈血液流を転送する方法であって
    、この方法は、上静脈戻りカテーテルを、前記哺乳動物の上大静脈内に設置する
    工程と、下静脈戻りカテーテルを、前記哺乳動物の下大静脈内に設置する工程と
    を有し、前記上静脈戻りカテーテルと下静脈戻りカテーテルとはそれぞれ、以下
    を有する、 遠端部と、ポートと、本体内に於いて前記ポートから前記本体の近端部へ長手
    方向に延出する静脈血液吸収ルーメンとを有する中空筒状本体、そして 前記本体に取り付けられた導管シート、該導管シートは前記ポートよりも前記
    本体の遠端部の近傍に位置する。 前記上静脈戻りカテーテルは、哺乳動物の上大静脈内に於いて、前記上静脈戻
    りカテーテルの導管シートが右心房と、腕頭静脈の接合部との間に位置するよう
    に位置決め可能であり、そして 前記下静脈戻りカテーテルは、哺乳動物の下大静脈内に於いて、前記下静脈戻
    りカテーテルの導管シートが右心房と、肝静脈の接合部との間に位置するように
    位置決め可能であり、 これにより、前記哺乳動物の上下大静脈が前記両導管シートに当接して着座さ
    れた時、哺乳動物の大静脈のからの大静脈血液流は、両ポート及び両大静脈血液
    流ルーメンへと転送される。
  78. 【請求項78】 請求項77の方法であって、前記下静脈戻りカテーテルと
    前記上静脈戻りカテーテルとの少なくとも一方は、前記本体の遠端チップから近
    端部へと延出するアクセスルーメンを有し、前記本体は、更に、前記アクセスル
    ーメンを介して前記本体の前記遠端チップから近端部への静脈血液の通過を禁止
    しながら、前記シールを介した体の通過を許容するために前記アクセスルーメン
    内に配置された少なくとも一つの貫通可能シールを有する。
  79. 【請求項79】 請求項78の方法であって、前記貫通可能シールは少なく
    とも一つのバルーンである。
  80. 【請求項80】 哺乳動物の心臓循環、及び哺乳動物の非心臓循環、非肺循
    環から成るグループから選択される一つのコンパートメントに薬剤を供給する方
    法であって、該方法は、前記心臓循環を、非心臓循環、非肺循環から遮断する工
    程と、前記薬剤を前記一つのコンパートメントに供給する工程を有する。
  81. 【請求項81】 請求項80の方法であって、前記心臓循環は、以下の工程
    によって、非心臓循環、非肺循環から遮断される、 (1)心臓カテーテルを、前記哺乳動物の大静脈に挿入する、該心臓カテーテ
    ルは以下を有する、 (a)その内部で長手方向に延出する静脈血液流ルーメンと、近端と、遠端
    部と、近端ポートと、遠端ポートとを備える中空筒状本体、 (b)前記本体に取り付けられた遠端導管シート、そして (c)前記本体に取り付けられた近端導管シート、 前記心臓遮断カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に於いて、一方の導管シート
    が右心房と、腕頭静脈の接合部との間の前記哺乳動物の上大静脈内に位置し、他
    方の導管シートが、右心房と肝静脈との間の下大静脈内に位置するように、位置
    決め可能である、 前記遠端ポートは、前記遠端導管シートに対して遠端側に位置する、 (2)前記大静脈を、前記遠端及び近端導管シートに対して着座させる、 (3)大動脈導管シートを有する大動脈カテーテルを、前記哺乳動物の大動脈
    に挿入する、そして (4)前記大動脈を前記導管シートに対して着座させる。 これにより、心臓循環は、前記全身系循環から遮断される。
  82. 【請求項82】 請求項81の方法であって、更に、前記哺乳動物の肺動脈
    を閉塞させる工程を有する。
  83. 【請求項83】 請求項82の方法であって、哺乳動物の肺動脈は、動脈導
    管シートを有する第2カテーテルを、前記大静脈カテーテル内で長手方向に延出
    するルーメンと、前記大静脈カテーテルの両導管シート間に配置されたアクセス
    ポートと、その哺乳動物の心臓の右心房と右心室とを介して、哺乳動物の肺動脈
    にねじ込み、その後肺動脈を動脈導管シシートに着座させることによって閉塞さ
    れる。
  84. 【請求項84】 請求項81の方法であって、更に、前記哺乳動物の奇静脈
    を閉塞させる工程を有する。
  85. 【請求項85】 請求項80の方法であって、前記心臓循環系は、前記非心
    臓、非肺循環系から以下の工程によって遮断される、 (1)導管シートを有する上大静脈戻りカテーテルを前記哺乳動物の上大静脈
    に挿入する、 (2)導管シートを有する下大静脈戻りカテーテルを前記哺乳動物の下大静脈
    に挿入する、 (3)前記上大静脈を、前記上大脈戻りカテーテルの前記導管シートに着座さ
    せる、 (4)前記下大静脈を、前記下大静脈戻りカテーテルの前記導管シートに着座
    させる、 (5)大動脈導管シートを有する大動脈カテーテルを、前記哺乳動物の大動脈
    に挿入する、そして (6)前記大動脈を前記導管シートに対して着座させる、 これにより、心臓循環は、前記全身系循環から遮断される。
  86. 【請求項86】 請求項85の方法であって、更に、前記哺乳動物の肺動脈
    を閉塞させる工程を有する。
  87. 【請求項87】 請求項86の方法であって、哺乳動物の肺動脈は、動脈導
    管シートを有する第2カテーテルを、前記大静脈カテーテル内で長手方向に延出
    するルーメンと、前記大静脈カテーテルの両導管シート間に配置されたアクセス
    ポートと、その哺乳動物の心臓の右心房と右心室とを介して、哺乳動物の肺動脈
    にねじ込み、その後肺動脈を動脈導管シートに着座させることによって閉塞され
    る。
  88. 【請求項88】 請求項85の方法であって、更に、前記哺乳動物の奇静脈
    を閉塞させる工程を有する。
  89. 【請求項89】 請求項80の方法であって、前記薬剤は、薬剤組成物、画
    像形成物質、及び遺伝子ベクターから成るグループから選択される。
  90. 【請求項90】 請求項89の方法であって、前記遺伝子ベクターは、アデ
    ノウイルスベクターとアデノ関連ベクターから成るグループから選択される。
  91. 【請求項91】 請求項80の方法であって、前記非心臓循環と非心臓循環
    との少なくとも一方は、体外酸素供給装置と接続される。
  92. 【請求項92】 哺乳動物の心臓の静脈血液腔に、装置を供給する方法であ
    って、この方法は、少なくとも一つのカテーテルを哺乳動物の大静脈に挿入する
    工程と、哺乳動物の大静脈から血液流を転送する工程と、前記装置を前記腔に供
    給する工程とを有し、 前記カテーテルは、哺乳動物の大静脈内に位置決め可能な少なくとも二つの導
    管シートと、アクセスポートと、前記カテーテル内に於いて、該カテーテルのア
    クセスポートから近端部へ長手方向に延出するアクセスルーメンと、少なくとも
    二つの血液吸収ポートと、前記カテーテル内に於いて、前記ポートから前記カテ
    ーテルの前記近端部へ長手方向に延出する少なくとも一つの静脈血液流ルーメン
    とを有し、 大静脈からの血液流は、大静脈を前記導管シートに対して着座させることによ
    って転送され、これにより、静脈血液流は、大静脈から、前記血液吸収ポートを
    介して前記静脈血液流ルーメンへと流れ、そして 前記装置は、この装置を、前記アクセスルーメンを介して前記アクセスポートを
    通って前記腔内へと通過させることによって、この腔に供給される。
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