JP2011527985A - 外植された生物学的材料を患者に移植するまで抗炎症性及び抗浮腫性保護するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、移植物、並びに臓器及び個々の血管を、外植に連結した手術方法及び移植までの保管により引き起こされる炎症反応から保護する方法に関する。これは移植物を動脈内適用によりフラボノール化合物、特にケルセチングルクロニド及び／又はケンペロールグルクロニドで処理することにより達成できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、全ての種類の生物学的移植物（組織、血管、臓器）を、それらが外植された後及びそれらの保管又は移送の際に、一時的な血流の停止により引き起こされる虚血により誘導される炎症反応（例えば、浮腫及び／又は酸化又は加水分解により引き起こされる細胞の損傷）から保護するための臓器を保管する溶液への添加物に関する。これは、問題となっている保存用溶液へのフラボノール群の特定のフラボノイド、特にケルセチングルクロニド及び／又はケンペロールグルクロニドの添加により達成される。

臓器又は個別の血管の虚血及び血液による再かん流の後、損傷を受けた組織又は原則としては正常であるが虚血的に損傷を受けた組織から不可避的に放出された炎症メディエータが、血小板及び好中性顆粒球（ＰＭＮ）を活性化させる。これらの２つの種類の血液細胞が同時に活性化されると、血小板活性化因子（ＰＡＦ）及びロイコトリエンＢ₄（ＬＴＢ₄）が合成及び放出され、それらが選択的及び相乗的にそれぞれの臓器の小静脈の内皮及びまた大静脈（makrovenoesen）の内腔の上皮を活性化して収縮させその細胞間空間を開き得る。結果として、血漿成分（例えば、凝固因子、補体因子、及び血小板）の問題とする臓器のそれぞれの間質空間への流出が非常に増加する。同時に、ＰＡＦ及びＬＴＢ₄は、それぞれの内皮での血小板及びＰＭＮの粘着性を増加させる。粘着性の白血球は、侵襲性の化合物（例えば、タンパク質分解性酵素、酸素ラジカル、次亜塩素酸等）を放出することにより内皮を損傷し、その表面上で活性化された血小板は、結合することによりそれらの周りに広がり、凝固カスケードを生起させるフィブリンの形成の触媒となりうるため、影響を受けた血管の壁及び内腔において炎症性の反応が生起し、血餅が形成される。これらの炎症工程は臓器内において下流に位置する小血管に広がることがある。微小循環に広がるこの種の炎症の結果、最小静脈（後毛細血管静脈）の内部及び周囲に大量の白血球が蓄積し、臓器に広範囲に及ぶ炎症性の浮腫を形成することがある。更に、細静脈の障壁の開放及び多数の炎症メディエータを通じて、近接して位置する細動脈が収縮する可能性が高く、その結果、局所的に血流が大幅に制限される。血管内の血栓症の危険性もまた存在する。

もし、例えば、ヒトの臓器が手術の最中又は外植の後に不十分な血液の供給を患っているのであれば、概して上記に記載した炎症過程が一般的にそれぞれの大血管系において起こっている。血栓症により又は血管壁の厚化により塞がれた臓器の動脈を、縫合された健康な血管片（度々、末梢の必須ではない血管から採取され、それほど頻繁ではないが動脈から採取される）でブリッジするバイパス手術においては、移植された血管の断片の内皮自体が損傷を受けているという追加の問題が度々ある。冠状動脈のバイパス手術の後のに急性の移植片の再狭窄の高い比率（restenosierungsraten）（この点についてはよく研究されている（最初の術後年内においてでさえ３０％から４０％の再狭窄））は自明の理であり、他の多くはそれに続く１０年のうちに閉塞する。

従って、目的は移植片を上記で記載した炎症の発生から保護することである。

フラボノール群の特定のフラボノイド類、特にケルセチングルクロニド及びケンペロールグルクロニドの存在下では、上記で記載した炎症が事実上全く起こらず、元通りになることが見出された。この発見を助けとして、フラボノール化合物（ケルセチングルクロニド及び／又はケンペロールグルクロニド）の、現在の臓器保存溶液の添加剤としての効果が試験された。

本発明の意味において「移植物」は、移植者の体に移植されるために、提供者の体から取り出された組織、個々の血管、臓器、又は人体の部分である。移植者の体は提供者の体であってもよく、異なる体であってもよい。

本発明の意味において炎症過程とは、免疫システムの構成要素により急性に又は慢性に誘導される防御過程であり、体に入った外来物質、外来細胞、外来組織、又は移植された体の部分をのみではなく、その体自身の構造物、細胞、組織、及び体の部分を機能しなくしうるものである。直接の細胞の損傷を引き起こすこれらの過程は、加水分解性防御酵素の活性、酸化剤、及び免疫システムのファゴサイトにより引き起こされる。細胞凝固の、血栓症の、及び浮腫の過程は並行して進展し、虚血性の疾患の過程において影響を受ける体の領域に病原性の効果を有するかもしれない。健康で「通常の」状況では、広範囲に及ぶ炎症性疾患は臓器中で起こらない。通常の生活、例えば「毎日」の傷口感染の範囲内において不可避である体とその環境との間の炎症性の衝突は、外来の構造物及び／又は病原体を局部的な感染領域又は病変に限定する生理学的免疫応答につながる。この種の炎症過程（ほとんど「生理学的」といわれる）は、炎症により誘導される再生と治癒の過程により再びすぐに解消される。

本発明の意味において「血管」とは、それを通じて血液が人体を流れる全ての領域である。これらは、特に心臓、静脈及び小静脈、並びに動脈及び細動脈を含む。

本発明の意味において「フラボノール化合物」は、３−ヒドロキシフラボン構造を有する物質であり、特に遊離のヒドロキシル基を有するものである。好ましいフラボノール類は、ケルセチン及びケンペロールの誘導体である。本発明の範囲内において特に好ましいフラボノール化合物は、ケルセチングルクロニド及びケンペロールグルクロニドであり、特にケルセチン−３−Ｏ−β−Ｄ−グルクロニド及びケンペロール−３−Ｏ−β−Ｄ−グルクロニドである。

本発明の意味において「小静脈」は、循環システムにおいて後毛細血管的（postkapillaer）に位置する微小な静脈であり、その横断面は１０μｍから３０μｍである。

本発明の意味において「細動脈」は微小な動脈であり、その横断面は１０μｍから５０μｍである。

本発明の意味において、移植物の「内表面」は移植物の血管の内腔の表面に関し、提供者の体から取り出された後、外側からの好適な保存溶液によりかん流される。

本発明の意味において移植物の「外表面」は裸眼により外部の観察者から視認される移植物の表面に関する。

移植過程は３つの相に分割できる。

第一の相においては、移植物を提供者の臓器から外科的に取り出す。この第一の相においては、炎症につながる生理学的なカスケードを次いで更に促進する可能性のある第一の刺激が誘引される。

第二の相においては、移植物を虚血状態、即ち、それが血液供給を提供する体の外にあるため、その中を流通する血液がもはやない状態において好適な保存溶液に保存する。この第二の又は虚血の相は移植物の続く挙動に極めて重要である。第一の相で誘導される炎症カスケードが進行することが許容されれば、移植物の虚血的な保管の最中に、全体の移植過程の成功に疑問を投げかけるような深刻な合併症が発症しうる。一方、虚血相においては、移動し、又は炎症につながる記載されたカスケード反応を厳格に抑制すらするために意図的に移植物に影響を与える特に単純な機会がある。これが本発明のポイントである。

第三の相では、移植物が移植者の生体に移植される。血液が移植物をもう一度流れるため、この相は再かん流の相としても知られている。初期の理解によれば、逆説的ではあるが、最悪の損傷は虚血的になった臓器が最終的にもう一度血液でかん流される瞬間に度々移植物に与えられる。今日、これが厳密に新鮮な顆粒球と血小板が病原性の連携を初めるときであり、それが次いで小静脈の内皮の障壁の開放とそれに続く炎症過程に続く。

様々なフラボノイド化合物が既に、高度に効果的な抗炎症性のものとして度々見出されている。とりわけ、ケルセチングルクロニドが、活性化された血小板により行われるＰＡＦ及びＬＴＢ４の合成を強く阻害でき、それによって病的な小静脈の内皮の障壁の開放を防止できることが見出された。同時に、上記に記載された方式と類似して、これが内皮の表面での血液細胞の活性化と粘性を急激に減少させる。

様々なフラボノイド化合物が、細胞株において及び動物試験において抗炎症活性を有していることが示された。しかしながら、その結果とヒトの臓器の保護との関連性は不明であった。

本発明は、提供者の体から得られた移植物をフラボノール化合物、特にケルセチングルクロニド及びケンペロールグルクロニドで処理することによって、上記の発見を炎症過程、及び虚血相における又は術前の保管の相におけるそれらのきっかけを抑制するために使用し、それ故、新たに移植されたバイパス等の移植者の体への移植物の移植及び再かん流の後の閉塞等、上記の合併症を防止する。

＜輸送とそれに続く移植が意図される臓器を保存するための最適化された方法＞
外植された臓器（心臓、肺、腎臓等）は、外植の前に、室温で、その場で、ケルセチングルクロニドがあらかじめ添加され１００μＭの最終濃度とされたヘパリン抗凝固処理保存溶液で理想的に洗浄された。可能な限り完全に血液を洗い流した後、臓器は、同様に置換された新鮮な保存溶液中に入れ、４℃に冷却された。この状態で臓器は１２時間まで保存でき、次いで移植できた。

推奨される基礎溶液は以下の２つの溶液であり、我々の経験では両者ともほぼ同等に好適である（濃度は別様に述べられない限り、カッコ内にｍＭで記載される）。

１．ＵＷ溶液（「ウィスコンシン大学溶液」）
Ｋラクトビオネート（１００）、ＮａＫＨ₂ＰＯ₄（２５）、ＭｇＳＯ₄（５）、グルタチオン（３）、ラフィノース（３０）、アロプリノール（１）、アデノシン（５）、ペニシリン（２００Ｕ）、インシュリン（４０Ｕ）、デキサメタゾン（１６ｍｇ）、ヒドロキシエチルデンプン（５ｇ％）、Ｎａ（３０）、Ｋ（１２０）。ｐＨは７．４に調整し、浸透圧は３２０ｍＯｓｍｏｌ／ｌから３３０ｍＯｓｍｏｌ／ｌであった。

２．ヒスチジン−トリプトファン−ケトグルタレート溶液（「ブレトシュナイダー溶液」）
ＮａＣｌ（１５）、ＫＣｌ（９）、ＭｇＣｌ₂（４）、マンニトール（３０）、ヒスチジン（１８０）、ヒスチン（histin）／ＨＣｌ（１８）、トリプトファン（２）、Ｋ−ケトグルタレート（１）。ｐＨは７．１に調整し、浸透圧は３００ｍＯｓｍｏ／ｌであった。

使用前に１００倍に濃縮した、ｐＨを７．４に調整したケルセチングルクロニド水性ストック溶液をこれらの溶液に添加し、最終濃度を１００μＭとした。冷凍すれば、このフラボノイドのストック溶液は−８０℃で少なくとも６ヶ月保存できる。

＜モルモットの心臓を使った保存方法＞
メスのモルモット（３５０ｇから３００ｇ）を心臓の提供者として使用した。動物の首を除去した後、それらの心臓を外植し、ランゲンドルフ装置（特別に組み立てれた）に取り付けた。６０ｍｍＨｇの定圧で、３分間、通常の状況で動脈を介してかん流を逆行的に行った（モード１）。使用前にカーボジェン（carbogen）を吹き込んだクレブス−ヘンセライト重炭酸塩緩衝液（ＫＨＭ）を、ケルセチングルクロニド（ＱＧ）を添加することなく、３７℃の温度でかん流に使用した。左心房への挿管の後、前負荷を１０ｍｍＨｇ、後負荷を６０ｍｍＨｇとして、装置を動作モード（モード２）に切り替えた。２分のかん流の後、基本的な機能、特に：大動脈流、冠血流、駆出率、心拍数、最大収縮期圧、平均動脈圧、及び心拍数と最大収縮期圧の積を記録した。次いで、装置をモード１に切り替え、２つの群に分けられた心臓を、１００μＭのＱＧを加えた又は加えていない４℃の温度まで冷却したＨＴＫ溶液（＝ブレトシュナイダーの心臓保護液）で、それぞれの場合で心臓が停止するまで更にかん流し、４℃で暗所に、同じかん流媒体（それぞれの場合で３０ｍｌ）中に８時間の期間保存した。次いで、心臓をランゲンドルフ装置にもう一度取り付け、モード１で通常の状況下でかん流した。最終的に、装置を動作モードに戻すように切り替え、上記で定義された動作データをこれらの状況下で同様に測定した。結果：ＱＧを添加して８時間の虚血期間中、保存した心臓において測定した全ての値は、比較の心臓（ＧＧを添加しなかったＨＴＫ溶液）のものを２５％から３５％上回った。

Claims (4)

1. 移植物を血管内での炎症の形成から保護する方法であって、取り出された移植物を移植体に再移植する前にフラバノール化合物、特にケルセチングルクロニド及び／又はケンペロールグルクロニドで処理することを特徴とする方法。
2. ケルセチングルクロニド及び／又はケンペロールグルクロニドが溶液又は懸濁液の成分として使用される請求項１の方法。
3. 移植物の血管を前記溶液又は前記懸濁液で洗い流すことによって移植物の内表面を前記溶液又は懸濁液と接触させる請求項２の方法。
4. 前記移植物を液体中又は懸濁液中に置くことによって前記移植物の内表面及び外表面を前記溶液又は前記懸濁液と接触させる請求項２の方法。