JP4340927B2 - 赤血球組成物、および赤血球を収集しそして保存するための方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、一般に血液のその成分（例えば、赤血球および血漿）への分離に関する。より詳細には、本発明は、それによって赤血球が長期の保存の間生存能力を維持する、赤血球の分離および収集に関する。
発明の背景
血液は、１つ以上のその成分または画分（例えば、赤血球、白血球、血小板、および血漿）に分離され得、そして１つ以上の血液成分または画分は収集され得る。代表的な血液収集手順において、全血をドナーまたは患者から採取し、抗凝固剤を、採取した全血に添加し、そして１つ以上の所望の成分または画分は抗凝固処理全血から分離される。分離した成分は、直後またはその後すぐに、特定の成分を必要とする患者に投与され得る。あるいは、収集された成分は、輸血のためにそれが必要とされるまで一定期間の間保存され得る。
血液収集手順およびシステムは、しばしば「手動」または「自動」のいずれかとして言及される。「手動」血液収集手順においては、全血はドナーから採取され、そして代表的には一定量の抗凝固剤を含む容器に収集される。収集後、ドナーは解放され、次いで収集した全血の単位を一般に上記の分離手順にかける。
「自動」血液収集手順において、ドナーは直接血液収集装置に接続され、そして全血がドナーから採取される。所望の成分が分離され、そして収集され、一方残りの成分はドナーに返還され得る。自動血液収集手順は、手動血液収集手順にまさる利点を有しており、その利点は、最初の全血の収集および所望の成分または画分への全血の分離が一回の手順で達成され得るという点である。
自動血液収集手順を実施するために使用される器具（例えば、上記のような器具）は、代表的に、再利用可能なハードウェア部分および１回のみの使用が意図される使い捨てのチューブ部分を備える。ハードウェア部分は、（１）ドナーまたは患者から全血を採取すること、（２）全血へ抗凝固剤を導入すること、（３）血液をその成分に分離するための分離装置へ血液または血液成分を導入すること、および（４）後の使用のためまたはドナーもしくは患者への返還のために分離装置から１つ以上の血液成分を採取することのためのポンプ（例えば、蠕動ポンプ）を備え得る。ハードウェア部分または使い捨てのチューブ部分のいずれかが、分離装置を備え得、この分離装置は、例えば、米国特許第4,146,172号に記載のような回転遠心分離機か、または米国特許第4,753,729号に記載のような回転メンブレンであり得る。
使い捨てのチューブ部分は、代表的には、数ある中で、ドナーに挿入されそしてそれを介して全血が採取される静脈穿刺針、血液および／または血液成分をドナーまたは患者へ／からおよび分離装置へ／から輸送するプラスチックチューブを含む。所望の血液成分が収集されるべきである場合、使い捨てのチューブ部分はまた、所望の血液成分（単数または複数）を収集するためのプラスチックバッグを備え得る。代表的には、チューブのセグメントは器具の蠕動ポンプに通され、そして取り付けられている。蠕動ポンプは、モーターにより駆動される回転メンブレン（ローター）を備える。ポンプローターの回転は、チューブを圧搾し、その結果、チューブを通るおよびシステムを通る血液または血液成分を引いたり押したりする。
市販の自動血液分離および収集システムの１つの例は、CS-3000▲Ｒ▼Plusであり、Deerfield, IllinoisのBaxter Healthcare Corporationから販売されている。CS-3000▲Ｒ▼Plusは、血液成分および／または画分（例えば、血小板、血漿、幹細胞など）の分離および収集のための自動システムである。市販の自動血液分離および収集装置の別の例は、やはりBaxter Healthcare Corporationから販売されているAutopheresis-C▲Ｒ▼である。Autopheresis-C▲Ｒ▼は、血漿の収集のための自動システムである。
血小板、血漿、幹細胞および他の成分の自動収集のための市販の装置は知られているものの、自動赤血球収集システムは、最近になってようやく導入されたばかりである。赤血球収集システムを提供するための１つの努力は、Jose C. Deniegaらの名義で出願された「Systems and Methods for Separating High Hematocrit Red Blood Cell Concentrations」という名称の米国特許出願第08/512,807号において詳細に記載され、そして本出願の譲受人に譲渡される。米国特許出願第08/512,807号は、本明細書中で参考として援用される。現在、赤血球の収集は、上記の手動手順を使用して実施される。
手動で収集された赤血球に関しては、適切な保存媒体と組み合わされる場合、赤血球は長期間（例えば、24時間より長く）保存され得ることが知られている。例えば、米国特許第5,248,506号（これもまた、本明細書中に参考として援用される）において、クエン酸−リン酸デキストロース（CPD）抗凝固剤で抗凝固処理した全血からの赤血球の手動収集および赤血球保存媒体中での赤血球の保存が記載される。より詳細には、米国特許第5,248,506号は、長期間（例えば、少なくとも42日間）赤血球の機能および生存能力を維持する無血漿保存媒体における赤血球の保存を記載する。
保存赤血球の生存能力および機能に影響し得る要素は、ATPレベル、2,3 DPGレベル、pH、および赤血球の溶血を含む。例えば、ATP（アデノシン三リン酸）は、赤血球の形状および容積を維持するのに必要とされるエネルギーを提供する。ATPは、赤血球がグルコースを代謝する場合に産生される。低減したATPレベルは、赤血球の脆弱性の増大を生じ、そしてその結果低減した生存能力を生じる。2,3ジホスホグリセレート（DPG）は、赤血球の酸素放出能において役割を果たす。2,3 DPGレベルが低減する場合、酸素放出の効率は、損なわれる。
赤血球のpHもまた、維持されなければならない。赤血球がグルコースを分解して、乳酸を形成するにつれて、赤血球のpHが低減し、そして赤血球は、望ましくないことに、より酸性になる。最後に、赤血球を保存していると、赤血球は溶血を受ける。「溶血」は、赤血球膜の破壊をいう。
赤血球のような成分の保存のための保存溶液は、しばしば、ATP、2,3-DPG、およびpHの受容可能なレベルを維持するのを補助し、そして赤血球の溶血を抑制することにより赤血球の生存能力を保持するために意図される、栄養分および他の保存剤を含む。保存の間の赤血球の生存能力を保持するための方法を提供しようとする試みがいくつか報告されているが、それでもなお、ATPレベルにおけるさらなる改良、および溶血（ならびに、他の保存パラメーター）のさらなる低減が、なお所望される。
発明の要旨
１つの局面において、本発明は、赤血球を収集するための方法であって、一定量の全血を提供する工程、および全血と抗凝固剤の一定量とを混合する工程を含む方法を含むが、これに限定されない。抗凝固剤は、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、およびデキストロースを含む。抗凝固処理した全血は分離され、赤血球濃縮物を提供する。赤血球濃縮物は、デキストロース、塩化ナトリウム、アデニン、およびマンニトールを含む一定量の溶液と混合される。
別の局面において、本発明は、およそ160〜240mlの赤血球、20〜100mlの血漿、５〜15mlの抗凝固剤（この抗凝固剤は、数ある中で、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、およびデキストロースを含み得る）、ならびに、数ある中で、アデニン、マンニトール、デキストロース、および塩化ナトリウムを含み得る80〜120mlの溶液を含む、赤血球組成物を含むが、これに限定されない。
別の局面において、本発明は、一定量の赤血球、デキストロース、塩化ナトリウム、アデニン、およびマンニトールを含む一定量の溶液を含む、赤血球組成物を含むが、これに限定されない。赤血球濃縮物は、クエン酸、クエン酸ナトリウム、デキストロースを含み、そしてリン酸塩を含まない抗凝固剤を用いて抗凝固処理した全血に由来する。
別の局面において、本発明は、一定量の全血を提供し、そして全血を一定量の抗凝固剤と混合する、赤血球の溶血を抑制するための方法を含むが、これに限定されない。抗凝固剤は、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、およびデキストロースを含み得る。抗凝固剤処理した全血は、分離されて、赤血球濃縮物を提供する。赤血球濃縮物は、数ある中で、デキストロース、塩化ナトリウム、アデニン、およびマンニトールを含み得る一定量の溶液と混合される。混合された赤血球濃縮物および溶液は、プラスチック容器中で保存される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に従って、血液成分を分離し、そして収集するために使用され得る使い捨てのチューブセットの平面図である；
図２は、図１のチューブセットをその上に取り付けた血液分離および収集装置の斜視図である；
図３は、本発明に従って血液成分を収集するために使用され得る別の使い捨てセットの斜視図である；
図3Aは、本発明に従って血液成分を収集するために使用され得る全体の閉鎖使い捨てセットの斜視図である；
図４は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とでpHレベルを比較するグラフである；
図５は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とでATPレベルを比較するグラフである；
図６は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とでカリウムレベルを比較するグラフである；
図７は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とでグルコースレベルを比較するグラフである；
図８は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物の2,3 DPGのレベルを示すグラフである；
図９は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物の乳酸のレベルを示すグラフである；そして
図10は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とで溶血のレベルを比較するグラフである。
図面の詳細な説明
さて、図について考慮すると、図１および２は、赤血球組成物を収集するための方法において有用な装置を図示する。上記で示したように、装置は、「Systems and Methods for Separating High Hematocrit Red Blood Cell Concentrations」という名称の米国特許出願第08/512,807号（本明細書中で参考として援用される）において詳細に記載される。それゆえ、装置についての詳細な議論は不必要であるが、装置についての概論を以下に示す。
図１は、全血から分離される赤血球および／または血漿を収集する際の使用ための使い捨てのチューブセット10を示す。図１のチューブセット10は、全血引込みチューブライン13に接続した静脈穿刺針12、および抗凝固剤チューブライン16に接続した抗凝固剤スパイク14を備える。使い捨てのチューブセット10は、生理食塩水スパイク18、生理食塩水ライン20、および分離装置22を備える。図１に示されるように、分離装置22は、全血引込み口24、濃縮細胞ライン27と連絡した濃縮赤血球口26、および低血小板血漿ライン30と接続する低血小板血漿口28を備える。図１に示されるように、ライン27および30は、それぞれ赤血球（32）および血漿（34）を収集するための容器32および34に接続されている。
図２に示されるように、使い捨てのチューブセット10は、血液分離および収集装置44上の取り付けられる。例えば、図２から理解されるように、チューブセグメントを伴うチューブオーガナイザー36は、蠕動ポンプローター40の上に配置される。ヘマフェレーシス（hemapheresis）装置44上でのチューブセット10の配置は、米国特許第5,460,493号および1997年１月６日にJ. Kandler、M. Moubayed、およびM. Vandlikの名義で出願され、そして本出願の譲受人に譲渡される、「Disposable Tubing Set and Organizer Frame for Holding Flexible Tubing」という名称の米国特許出願第08/779,094号にずっと詳細に記載される。米国特許第5,460,493号および米国特許出願第08/779,094号は、本明細書中で参考として援用される。
図３は、補助的使い捨てのチューブセット50を示す。これは、図１の使い捨てセット10との組合せで使用され得る。使い捨てのチューブセット50は、スパイク52およびチューブセグメント54を備え、そして保存溶液の容器55を備え得る。使い捨てのチューブセット50はまた、白血球除去フィルター58および赤血球収集容器60を備え得る。容器55を含むチューブセット50は、チューブセット10（図3Aに示される）と一体化され、一体の閉鎖系を提供し得るか、または無菌の様式でチューブセット10に接続され得る。
上記のチューブセット10（および、必要な場合、チューブセット50）を利用する赤血球濃縮物の収集は、ここで一般に記載される。
図１を参照すると、全血は、静脈穿刺針12をドナー（示されていない）の静脈に挿入することによりドナーから採取される。全血は、針12を通して採取され、そして引込みライン13を通って流れる。抗凝固剤スパイク14は、抗凝固剤15（図２）へと挿入され、ライン16を通して抗凝固剤をチューブセット10に導入する。ドナーからの引込みライン13を通して流れる全血は、「Ｙ」コネクター19のような任意の公知の従来の手段によりライン16からの抗凝固剤と混合される。
抗凝固処理した全血は、全血引込み口24で分離装置22に導入される。一旦分離器（米国特許第4,753,729号および同第5,194,145号に一般的に記載され、そして本明細書中で参考として援用されるような図１および２における回転スピンメンブレンを備える）の内部に入ると、抗凝固剤処理した全血は、濃縮赤血球および血漿に分離される。回転スピンメンブレンは、およそ3600〜3900rpmの間の速度、好ましくはおよそ3800rpmの速度で回転され得る。代表的には20〜40分間の間かかる手順の間、1000〜2000mlの間ならいずれの容積の全血でも、処理され得る。しかし、代表的には、処理される全血の容積は、1200〜1400mlの間である。
分離血漿は、分離装置から口28を通って出、そしてライン30を通って流れて血漿容器34に達する。分離赤血球は、分離装置から口26を通って出、そしてこれらが収集される場合、ライン27を通って赤血球収集容器32に達する。すべての分離赤血球が収集容器34に収集されることは必要とされないことが理解されるはずである。分離赤血球の一部は、ドナーに返還され得る。
容器32における赤血球は、赤血球の生存能力を保持させるのを補助する保存媒体と混合され得る。１つの実施態様において、赤血球および保存媒体は、赤血球容器32において混合され得る。しかし、好ましい実施態様において、図３に示されるチューブセット50は、チューブセット50の容器55から容器32へ保存溶液を移すために使用され得、そしてその結果、赤血球濃縮物が保存媒体と混合される。
例えば、手短に図３を参照すると、スパイク52は、保存媒体の容器55に挿入され得、そして選択された量の保存溶液は、容器32に無菌的な様式で接続され得るチューブ54を通して容器32へ移され得る。さらに、容器32における赤血球濃縮物は、白血球低減フィルター58（図３中）を通して濾過され、赤血球濃縮物から白血球を除去することが望ましいかもしれない。その場合、容器中32の赤血球濃縮物および保存溶液は、ライン54およびフィルター58を通って容器60へと移され得る。血液成分を濾過するためのフィルターは周知であり、そして市販されている。上記の方法における使用に適切な２つのフィルターは、Pall WBF1フィルターアセンブリー（Pall Corporation、East Hills, New Yorkから入手可能）およびAsahi RS2000白血球低減フィルター（Asahi Medical Co., Ltd.、Tokyo, Japanから入手可能）である。あるいは、図3Aに示されるように、チューブセット10および50（溶液容器55を備える）は、スパイクおよび／または滅菌コネクターを使用しない１つの単一閉鎖系を備え得る。このような閉鎖系は、上記のようなフィルターを備えても、備えなくてもよい。
上記で示されるように、ドナーから得られる全血は、抗凝固剤と混合される。いくつかの異なる抗凝固剤処方物が公知であり、そして本発明に従い赤血球を収集するために使用され得る。例えば、赤血球の収集に最も一般に使用される抗凝固剤は、クエン酸−リン酸−デキストロース（CPD）であり、これは、クエン酸三ナトリウム、クエン酸、１塩基リン酸ナトリウム、およびデキストロースを含む。他の利用可能な抗凝固剤は、酸クエン酸デキストロース（ACD）溶液ＡおよびＢを含む。好ましい実施態様において、全血は、ACD、溶液Ａ（ACD-A）と混合される。１リットルのACD-Aは、22.0gのクエン酸三ナトリウム、7.3gのクエン酸、24.50gのデキストロース、および１lの水を含む。CPDとは違い、ACD-Aは、リン酸塩を含まない。
血液と混合される抗凝固剤の量は、処理中の血球の凝集または血球の原形質の凝固を妨げるのに充分でなければならない。他方で、過剰の抗凝固剤は、ドナーに再注入されるかまたはレシピエントに注入される過剰のクエン酸を生じ得、「クエン酸反応」を生じる。この症状は、不安、悪寒、ならびに口および指のまわりの刺痛感覚を含み得る。従って、全血対抗凝固剤の比は、およそ8:1と14:1との間、好ましい比は、およそ12:1（すなわち、８％のACD/全血）であるべきである。
血漿およびいくつかの残留抗凝固剤を含み得る収集される赤血球は、赤血球濃縮物の長期の保存を可能にする一定量の保存溶液と混合される。赤血球のための保存溶液は公知である。本発明の方法において有用であり得る保存溶液は、例えば、米国特許第5,248,506号に記載される。本発明に従い収集される赤血球の保存に好ましい１つのこのような保存溶液は、アデニン、マンニトール、デキストロース、および塩化ナトリウムを含む溶液である。このような溶液は、Adsol▲Ｒ▼という名称で市販されており、そしてBaxter Healthcare Corpration, Deerfield, Illinoisから販売されている。１リットルのAdsolは、およそ22.0gのデキストロース、0.27gのアデニン、7.5マンニトール、および9.0gの塩化ナトリウムを含む。当然、Adsolの成分のすべてではないがいくつかを含み得る他の溶液もまた、赤血球の保存に使用され得ることが理解されるはずである。本発明の１つの実施態様において、およそ250mlの総容積（これは、血漿および抗凝固剤を含む）を有する赤血球組成物は、およそ100mlのAdsolと混合される。
上記の方法に従う赤血球の収集は、赤血球の生存能力を損なうことなく、長期の保存に適切な生赤血球組成物を提供する。図４〜10に示されるように、ATP、2,3-DPG、カリウム、およびpHレベルは、全血のための抗凝固剤としてCPDを使用して手動で収集され、そして100mlのAdsol溶液中に保存される赤血球において得られるレベルに匹敵した。溶血に関しては、上記の方法に従い収集される赤血球は、手動で収集される赤血球（抗凝固剤としてCPDおよび保存媒体としてAdsolを使用する）の溶血レベルより優れ、そして報告された任意の他の赤血球収集物におけ溶血レベルよりも優れた結果を示した。上記の方法に従って赤血球を収集するために使用された手順の説明は、以下に示される
実施例
21ユニットの赤血球を、上記に一般的に記載される分離装置を使用してドナーから収集した。総計およそ1223ml（±404ml）を、およそ25分間（±８分間）、およそ3800rpmの回転速度で、上記の型の回転メンブレン分離装置を通して処理した。全血は、およそ12:1の全血対凝固剤の比で、ACD-A溶液で抗凝固処理した。およそ70％のヘマトクリットを有する赤血球およそ250mlを収集し、そしておよそ100mlのAdsol▲Ｒ▼溶液を収集直後に赤血球に添加して混合した。赤血球を、室温にて、Pall WBF 1またはAsahi RS2000白血球低減フィルターを使用して白血球低減させ、そして４℃±２℃にて49日間保存した。インビトロ赤血球機能アッセイを、保存の０、21、35、42、および49日目に実施した。結果（n=12）を以下の表１に報告する。
表１および図４〜10にも示すように、全血に対して抗凝固剤としてACD-Aを、そして保存媒体としてAdsol▲Ｒ▼を使用する赤血球の収集は、生存能力赤血球産物を生じた。表１（n=12）および図_10（n=21）に示すように、42日目および49日目における溶血百分率レベルは、米国食品医薬品局により要求される1.0％の最大許容値よりも、そしてまた欧州について示唆される0.8％レベルよりもかなり下回っていた。ATPのレベルもまた、保存の間中良好に保持された。上記に基づいて、抗凝固剤としてACDを、そしてAdsol溶液を使用して収集される全血は、自動血液収集により収集される赤血球を少なくとも49日間保存するために使用され得る。
赤血球組成物の最終ヘマトクリットがおよそ70％である、上記の方法に従って得られる赤血球組成物は、160〜240mlの間の赤血球、20〜100mlの血漿、５〜15mlの抗凝固剤、および80〜120mlの保存溶液を含み得る。より詳細には、赤血球組成物は、およそ175〜185mlの赤血球、60〜70mlの血漿、６〜10mlの抗凝固剤、および90〜110mlの保存溶液を含み得る。赤血球組成物（これは、赤血球濃縮物、抗凝固剤、血漿、および保存溶液を含む）の総容積の百分率として示すと、赤血球組成物は、約40〜79％の間の赤血球濃縮物、約１〜５％の間の抗凝固剤、５〜30％の血漿、および20〜40％の保存溶液を含み得る。当然、これらの容積および／または百分率は、ドナーのヘマトクリットおよびドナーの体重に依存して変化する。
本発明は、上記の特定の実施態様に関連して記載したが、本発明は、これらに限定されないことが理解される。本発明は、添付の請求の範囲の精神および範囲内の種々の改変を含むことが意図される。
本発明は、一般に血液のその成分（例えば、赤血球および血漿）への分離に関する。より詳細には、本発明は、それによって赤血球が長期の保存の間生存能力を維持する、赤血球の分離および収集に関する。
発明の背景
血液は、１つ以上のその成分または画分（例えば、赤血球、白血球、血小板、および血漿）に分離され得、そして１つ以上の血液成分または画分は収集され得る。代表的な血液収集手順において、全血をドナーまたは患者から採取し、抗凝固剤を、採取した全血に添加し、そして１つ以上の所望の成分または画分は抗凝固処理全血から分離される。分離した成分は、直後またはその後すぐに、特定の成分を必要とする患者に投与され得る。あるいは、収集された成分は、輸血のためにそれが必要とされるまで一定期間の間保存され得る。
血液収集手順およびシステムは、しばしば「手動」または「自動」のいずれかとして言及される。「手動」血液収集手順においては、全血はドナーから採取され、そして代表的には一定量の抗凝固剤を含む容器に収集される。収集後、ドナーは解放され、次いで収集した全血の単位を一般に上記の分離手順にかける。
「自動」血液収集手順において、ドナーは直接血液収集装置に接続され、そして全血がドナーから採取される。所望の成分が分離され、そして収集され、一方残りの成分はドナーに返還され得る。自動血液収集手順は、手動血液収集手順にまさる利点を有しており、その利点は、最初の全血の収集および所望の成分または画分への全血の分離が一回の手順で達成され得るという点である。
自動血液収集手順を実施するために使用される器具（例えば、上記のような器具）は、代表的に、再利用可能なハードウェア部分および１回のみの使用が意図される使い捨てのチューブ部分を備える。ハードウェア部分は、（１）ドナーまたは患者から全血を採取すること、（２）全血へ抗凝固剤を導入すること、（３）血液をその成分に分離するための分離装置へ血液または血液成分を導入すること、および（４）後の使用のためまたはドナーもしくは患者への返還のために分離装置から１つ以上の血液成分を採取することのためのポンプ（例えば、蠕動ポンプ）を備え得る。ハードウェア部分または使い捨てのチューブ部分のいずれかが、分離装置を備え得、この分離装置は、例えば、米国特許第4,146,172号に記載のような回転遠心分離機か、または米国特許第4,753,729号に記載のような回転メンブレンであり得る。
使い捨てのチューブ部分は、代表的には、数ある中で、ドナーに挿入されそしてそれを介して全血が採取される静脈穿刺針、血液および／または血液成分をドナーまたは患者へ／からおよび分離装置へ／から輸送するプラスチックチューブを含む。所望の血液成分が収集されるべきである場合、使い捨てのチューブ部分はまた、所望の血液成分（単数または複数）を収集するためのプラスチックバッグを備え得る。代表的には、チューブのセグメントは器具の蠕動ポンプに通され、そして取り付けられている。蠕動ポンプは、モーターにより駆動される回転メンブレン（ローター）を備える。ポンプローターの回転は、チューブを圧搾し、その結果、チューブを通るおよびシステムを通る血液または血液成分を引いたり押したりする。
市販の自動血液分離および収集システムの１つの例は、CS-3000▲Ｒ▼Plusであり、Deerfield, IllinoisのBaxter Healthcare Corporationから販売されている。CS-3000▲Ｒ▼Plusは、血液成分および／または画分（例えば、血小板、血漿、幹細胞など）の分離および収集のための自動システムである。市販の自動血液分離および収集装置の別の例は、やはりBaxter Healthcare Corporationから販売されているAutopheresis-C▲Ｒ▼である。Autopheresis-C▲Ｒ▼は、血漿の収集のための自動システムである。
血小板、血漿、幹細胞および他の成分の自動収集のための市販の装置は知られているものの、自動赤血球収集システムは、最近になってようやく導入されたばかりである。赤血球収集システムを提供するための１つの努力は、Jose C. Deniegaらの名義で出願された「Systems and Methods for Separating High Hematocrit Red Blood Cell Concentrations」という名称の米国特許出願第08/512,807号において詳細に記載され、そして本出願の譲受人に譲渡される。米国特許出願第08/512,807号は、本明細書中で参考として援用される。現在、赤血球の収集は、上記の手動手順を使用して実施される。
手動で収集された赤血球に関しては、適切な保存媒体と組み合わされる場合、赤血球は長期間（例えば、24時間より長く）保存され得ることが知られている。例えば、米国特許第5,248,506号（これもまた、本明細書中に参考として援用される）において、クエン酸−リン酸デキストロース（CPD）抗凝固剤で抗凝固処理した全血からの赤血球の手動収集および赤血球保存媒体中での赤血球の保存が記載される。より詳細には、米国特許第5,248,506号は、長期間（例えば、少なくとも42日間）赤血球の機能および生存能力を維持する無血漿保存媒体における赤血球の保存を記載する。
保存赤血球の生存能力および機能に影響し得る要素は、ATPレベル、2,3 DPGレベル、pH、および赤血球の溶血を含む。例えば、ATP（アデノシン三リン酸）は、赤血球の形状および容積を維持するのに必要とされるエネルギーを提供する。ATPは、赤血球がグルコースを代謝する場合に産生される。低減したATPレベルは、赤血球の脆弱性の増大を生じ、そしてその結果低減した生存能力を生じる。2,3ジホスホグリセレート（DPG）は、赤血球の酸素放出能において役割を果たす。2,3 DPGレベルが低減する場合、酸素放出の効率は、損なわれる。
赤血球のpHもまた、維持されなければならない。赤血球がグルコースを分解して、乳酸を形成するにつれて、赤血球のpHが低減し、そして赤血球は、望ましくないことに、より酸性になる。最後に、赤血球を保存していると、赤血球は溶血を受ける。「溶血」は、赤血球膜の破壊をいう。
赤血球のような成分の保存のための保存溶液は、しばしば、ATP、2,3-DPG、およびpHの受容可能なレベルを維持するのを補助し、そして赤血球の溶血を抑制することにより赤血球の生存能力を保持するために意図される、栄養分および他の保存剤を含む。保存の間の赤血球の生存能力を保持するための方法を提供しようとする試みがいくつか報告されているが、それでもなお、ATPレベルにおけるさらなる改良、および溶血（ならびに、他の保存パラメーター）のさらなる低減が、なお所望される。
発明の要旨
１つの局面において、本発明は、赤血球を収集するための方法であって、一定量の全血を提供する工程、および全血と抗凝固剤の一定量とを混合する工程を含む方法を含むが、これに限定されない。抗凝固剤は、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、およびデキストロースを含む。抗凝固処理した全血は分離され、赤血球濃縮物を提供する。赤血球濃縮物は、デキストロース、塩化ナトリウム、アデニン、およびマンニトールを含む一定量の溶液と混合される。
別の局面において、本発明は、およそ160〜240mlの赤血球、20〜100mlの血漿、５〜15mlの抗凝固剤（この抗凝固剤は、数ある中で、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、およびデキストロースを含み得る）、ならびに、数ある中で、アデニン、マンニトール、デキストロース、および塩化ナトリウムを含み得る80〜120mlの溶液を含む、赤血球組成物を含むが、これに限定されない。
別の局面において、本発明は、一定量の赤血球、デキストロース、塩化ナトリウム、アデニン、およびマンニトールを含む一定量の溶液を含む、赤血球組成物を含むが、これに限定されない。赤血球濃縮物は、クエン酸、クエン酸ナトリウム、デキストロースを含み、そしてリン酸塩を含まない抗凝固剤を用いて抗凝固処理した全血に由来する。
別の局面において、本発明は、一定量の全血を提供し、そして全血を一定量の抗凝固剤と混合する、赤血球の溶血を抑制するための方法を含むが、これに限定されない。抗凝固剤は、クエン酸、クエン酸三ナトリウム、およびデキストロースを含み得る。抗凝固剤処理した全血は、分離されて、赤血球濃縮物を提供する。赤血球濃縮物は、数ある中で、デキストロース、塩化ナトリウム、アデニン、およびマンニトールを含み得る一定量の溶液と混合される。混合された赤血球濃縮物および溶液は、プラスチック容器中で保存される。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に従って、血液成分を分離し、そして収集するために使用され得る使い捨てのチューブセットの平面図である；
図２は、図１のチューブセットをその上に取り付けた血液分離および収集装置の斜視図である；
図３は、本発明に従って血液成分を収集するために使用され得る別の使い捨てセットの斜視図である；
図3Aは、本発明に従って血液成分を収集するために使用され得る全体の閉鎖使い捨てセットの斜視図である；
図４は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とでpHレベルを比較するグラフである；
図５は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とでATPレベルを比較するグラフである；
図６は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とでカリウムレベルを比較するグラフである；
図７は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とでグルコースレベルを比較するグラフである；
図８は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物の2,3 DPGのレベルを示すグラフである；
図９は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物の乳酸のレベルを示すグラフである；そして
図10は、本発明に従って調製される保存赤血球組成物と、異なる方法により調製される赤血球組成物とで溶血のレベルを比較するグラフである。
図面の詳細な説明
さて、図について考慮すると、図１および２は、赤血球組成物を収集するための方法において有用な装置を図示する。上記で示したように、装置は、「Systems and Methods for Separating High Hematocrit Red Blood Cell Concentrations」という名称の米国特許出願第08/512,807号（本明細書中で参考として援用される）において詳細に記載される。それゆえ、装置についての詳細な議論は不必要であるが、装置についての概論を以下に示す。
図１は、全血から分離される赤血球および／または血漿を収集する際の使用ための使い捨てのチューブセット10を示す。図１のチューブセット10は、全血引込みチューブライン13に接続した静脈穿刺針12、および抗凝固剤チューブライン16に接続した抗凝固剤スパイク14を備える。使い捨てのチューブセット10は、生理食塩水スパイク18、生理食塩水ライン20、および分離装置22を備える。図１に示されるように、分離装置22は、全血引込み口24、濃縮細胞ライン27と連絡した濃縮赤血球口26、および低血小板血漿ライン30と接続する低血小板血漿口28を備える。図１に示されるように、ライン27および30は、それぞれ赤血球（32）および血漿（34）を収集するための容器32および34に接続されている。
図２に示されるように、使い捨てのチューブセット10は、血液分離および収集装置44上の取り付けられる。例えば、図２から理解されるように、チューブセグメントを伴うチューブオーガナイザー36は、蠕動ポンプローター40の上に配置される。ヘマフェレーシス（hemapheresis）装置44上でのチューブセット10の配置は、米国特許第5,460,493号および1997年１月６日にJ. Kandler、M. Moubayed、およびM. Vandlikの名義で出願され、そして本出願の譲受人に譲渡される、「Disposable Tubing Set and Organizer Frame for Holding Flexible Tubing」という名称の米国特許出願第08/779,094号にずっと詳細に記載される。米国特許第5,460,493号および米国特許出願第08/779,094号は、本明細書中で参考として援用される。
図３は、補助的使い捨てのチューブセット50を示す。これは、図１の使い捨てセット10との組合せで使用され得る。使い捨てのチューブセット50は、スパイク52およびチューブセグメント54を備え、そして保存溶液の容器55を備え得る。使い捨てのチューブセット50はまた、白血球除去フィルター58および赤血球収集容器60を備え得る。容器55を含むチューブセット50は、チューブセット10（図3Aに示される）と一体化され、一体の閉鎖系を提供し得るか、または無菌の様式でチューブセット10に接続され得る。
上記のチューブセット10（および、必要な場合、チューブセット50）を利用する赤血球濃縮物の収集は、ここで一般に記載される。
図１を参照すると、全血は、静脈穿刺針12をドナー（示されていない）の静脈に挿入することによりドナーから採取される。全血は、針12を通して採取され、そして引込みライン13を通って流れる。抗凝固剤スパイク14は、抗凝固剤15（図２）へと挿入され、ライン16を通して抗凝固剤をチューブセット10に導入する。ドナーからの引込みライン13を通して流れる全血は、「Ｙ」コネクター19のような任意の公知の従来の手段によりライン16からの抗凝固剤と混合される。
抗凝固処理した全血は、全血引込み口24で分離装置22に導入される。一旦分離器（米国特許第4,753,729号および同第5,194,145号に一般的に記載され、そして本明細書中で参考として援用されるような図１および２における回転スピンメンブレンを備える）の内部に入ると、抗凝固剤処理した全血は、濃縮赤血球および血漿に分離される。回転スピンメンブレンは、およそ3600〜3900rpmの間の速度、好ましくはおよそ3800rpmの速度で回転され得る。代表的には20〜40分間の間かかる手順の間、1000〜2000mlの間ならいずれの容積の全血でも、処理され得る。しかし、代表的には、処理される全血の容積は、1200〜1400mlの間である。
分離血漿は、分離装置から口28を通って出、そしてライン30を通って流れて血漿容器34に達する。分離赤血球は、分離装置から口26を通って出、そしてこれらが収集される場合、ライン27を通って赤血球収集容器32に達する。すべての分離赤血球が収集容器34に収集されることは必要とされないことが理解されるはずである。分離赤血球の一部は、ドナーに返還され得る。
容器32における赤血球は、赤血球の生存能力を保持させるのを補助する保存媒体と混合され得る。１つの実施態様において、赤血球および保存媒体は、赤血球容器32において混合され得る。しかし、好ましい実施態様において、図３に示されるチューブセット50は、チューブセット50の容器55から容器32へ保存溶液を移すために使用され得、そしてその結果、赤血球濃縮物が保存媒体と混合される。
例えば、手短に図３を参照すると、スパイク52は、保存媒体の容器55に挿入され得、そして選択された量の保存溶液は、容器32に無菌的な様式で接続され得るチューブ54を通して容器32へ移され得る。さらに、容器32における赤血球濃縮物は、白血球低減フィルター58（図３中）を通して濾過され、赤血球濃縮物から白血球を除去することが望ましいかもしれない。その場合、容器中32の赤血球濃縮物および保存溶液は、ライン54およびフィルター58を通って容器60へと移され得る。血液成分を濾過するためのフィルターは周知であり、そして市販されている。上記の方法における使用に適切な２つのフィルターは、Pall WBF1フィルターアセンブリー（Pall Corporation、East Hills, New Yorkから入手可能）およびAsahi RS2000白血球低減フィルター（Asahi Medical Co., Ltd.、Tokyo, Japanから入手可能）である。あるいは、図3Aに示されるように、チューブセット10および50（溶液容器55を備える）は、スパイクおよび／または滅菌コネクターを使用しない１つの単一閉鎖系を備え得る。このような閉鎖系は、上記のようなフィルターを備えても、備えなくてもよい。
上記で示されるように、ドナーから得られる全血は、抗凝固剤と混合される。いくつかの異なる抗凝固剤処方物が公知であり、そして本発明に従い赤血球を収集するために使用され得る。例えば、赤血球の収集に最も一般に使用される抗凝固剤は、クエン酸−リン酸−デキストロース（CPD）であり、これは、クエン酸三ナトリウム、クエン酸、１塩基リン酸ナトリウム、およびデキストロースを含む。他の利用可能な抗凝固剤は、酸クエン酸デキストロース（ACD）溶液ＡおよびＢを含む。好ましい実施態様において、全血は、ACD、溶液Ａ（ACD-A）と混合される。１リットルのACD-Aは、22.0gのクエン酸三ナトリウム、7.3gのクエン酸、24.50gのデキストロース、および１lの水を含む。CPDとは違い、ACD-Aは、リン酸塩を含まない。
血液と混合される抗凝固剤の量は、処理中の血球の凝集または血球の原形質の凝固を妨げるのに充分でなければならない。他方で、過剰の抗凝固剤は、ドナーに再注入されるかまたはレシピエントに注入される過剰のクエン酸を生じ得、「クエン酸反応」を生じる。この症状は、不安、悪寒、ならびに口および指のまわりの刺痛感覚を含み得る。従って、全血対抗凝固剤の比は、およそ8:1と14:1との間、好ましい比は、およそ12:1（すなわち、８％のACD/全血）であるべきである。
血漿およびいくつかの残留抗凝固剤を含み得る収集される赤血球は、赤血球濃縮物の長期の保存を可能にする一定量の保存溶液と混合される。赤血球のための保存溶液は公知である。本発明の方法において有用であり得る保存溶液は、例えば、米国特許第5,248,506号に記載される。本発明に従い収集される赤血球の保存に好ましい１つのこのような保存溶液は、アデニン、マンニトール、デキストロース、および塩化ナトリウムを含む溶液である。このような溶液は、Adsol▲Ｒ▼という名称で市販されており、そしてBaxter Healthcare Corpration, Deerfield, Illinoisから販売されている。１リットルのAdsolは、およそ22.0gのデキストロース、0.27gのアデニン、7.5マンニトール、および9.0gの塩化ナトリウムを含む。当然、Adsolの成分のすべてではないがいくつかを含み得る他の溶液もまた、赤血球の保存に使用され得ることが理解されるはずである。本発明の１つの実施態様において、およそ250mlの総容積（これは、血漿および抗凝固剤を含む）を有する赤血球組成物は、およそ100mlのAdsolと混合される。
上記の方法に従う赤血球の収集は、赤血球の生存能力を損なうことなく、長期の保存に適切な生赤血球組成物を提供する。図４〜10に示されるように、ATP、2,3-DPG、カリウム、およびpHレベルは、全血のための抗凝固剤としてCPDを使用して手動で収集され、そして100mlのAdsol溶液中に保存される赤血球において得られるレベルに匹敵した。溶血に関しては、上記の方法に従い収集される赤血球は、手動で収集される赤血球（抗凝固剤としてCPDおよび保存媒体としてAdsolを使用する）の溶血レベルより優れ、そして報告された任意の他の赤血球収集物におけ溶血レベルよりも優れた結果を示した。上記の方法に従って赤血球を収集するために使用された手順の説明は、以下に示される
実施例
21ユニットの赤血球を、上記に一般的に記載される分離装置を使用してドナーから収集した。総計およそ1223ml（±404ml）を、およそ25分間（±８分間）、およそ3800rpmの回転速度で、上記の型の回転メンブレン分離装置を通して処理した。全血は、およそ12:1の全血対凝固剤の比で、ACD-A溶液で抗凝固処理した。およそ70％のヘマトクリットを有する赤血球およそ250mlを収集し、そしておよそ100mlのAdsol▲Ｒ▼溶液を収集直後に赤血球に添加して混合した。赤血球を、室温にて、Pall WBF 1またはAsahi RS2000白血球低減フィルターを使用して白血球低減させ、そして４℃±２℃にて49日間保存した。インビトロ赤血球機能アッセイを、保存の０、21、35、42、および49日目に実施した。結果（n=12）を以下の表１に報告する。
赤血球組成物の最終ヘマトクリットがおよそ70％である、上記の方法に従って得られる赤血球組成物は、160〜240mlの間の赤血球、20〜100mlの血漿、５〜15mlの抗凝固剤、および80〜120mlの保存溶液を含み得る。より詳細には、赤血球組成物は、およそ175〜185mlの赤血球、60〜70mlの血漿、６〜10mlの抗凝固剤、および90〜110mlの保存溶液を含み得る。赤血球組成物（これは、赤血球濃縮物、抗凝固剤、血漿、および保存溶液を含む）の総容積の百分率として示すと、赤血球組成物は、約40〜79％の間の赤血球濃縮物、約１〜５％の間の抗凝固剤、５〜30％の血漿、および20〜40％の保存溶液を含み得る。当然、これらの容積および／または百分率は、ドナーのヘマトクリットおよびドナーの体重に依存して変化する。
本発明は、上記の特定の実施態様に関連して記載したが、本発明は、これらに限定されないことが理解される。本発明は、添付の請求の範囲の精神および範囲内の種々の改変を含むことが意図される。
Claims (8)
- ａ）一定量の全血を用意し、
ｂ）該全血を、１Ｌ中７．３ｇのクエン酸と、２２．０ｇのクエン酸三ナトリウムと、２４．５ｇのデキストロースを含み、リン酸塩を含まない抗凝固剤の選択した量と混合し、
ｃ）抗凝固剤処理した該全血を成分に分離し、濃縮した赤血球を提供し、
ｄ）該赤血球を、１Ｌ中２２．０ｇのデキストロースと、０．２７ｇのアデニンと、７．５ｇのマンニトールと、そして９．０ｇの塩化ナトリウムを含む溶液と混合する、
工程を含んでいる生存能力を有する赤血球組成物の調製方法。 - 白血球を除去するため前記濃縮した赤血球を濾過する工程をさらに含む請求項１の方法。
- 前記全血から血漿を分離する工程をさらに含む請求項１の方法。
- 前記全血対前記抗凝固剤の比が８：１ないし１４：１である請求項１の方法。
- ａ）１６０〜２４０ｍｌの間の赤血球；
ｂ）２０〜１００ｍｌの間の血漿；
ｃ）１Ｌ中７．３ｇのクエン酸と、２２．０ｇのクエン酸三ナトリウムと、２４．５ｇのデキストロースを含み、リン酸塩を含まない、５〜１５ｍｌの間の抗凝固剤と、
ｄ）１Ｌ中２２．０ｇのデキストロースと、０．２７ｇのアデニンと、７．５ｇのマンニトールと、そして９．０ｇの塩化ナトリウムを含む、８０〜１２０ｍｌの溶液；
を含んでいる赤血球組成物。 - ａ）１８５ｍｌの赤血球；
ｂ）７０ｍｌの血漿；
ｃ）クエン酸、クエン酸三ナトリウム、デキストロースを含み、リン酸塩を含まない前記抗凝固剤１０ｍｌを含んでいる請求項５の赤血球組成物。 - 赤血球の溶血が０．５％未満である請求項５の赤血球組成物。
- ａ）４０〜７０％の間の赤血球；
ｂ）５〜３０％の間の血漿；
ｃ）クエン酸、クエン酸三ナトリウム、デキストロースを含み、リン酸を含まない１〜５％の間の前記抗凝固剤；
ｄ）デキストロース、アデニン、マンニトールおよび塩化ナトリウムを含む２０〜４０％の間の前記溶液；
を含む請求項５の赤血球組成物。
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