JPH05504133A - 効果的で、安定した、非免疫原性の赤血球代替物としての化学的修飾ヘモグロビン - Google Patents

効果的で、安定した、非免疫原性の赤血球代替物としての化学的修飾ヘモグロビン

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 効果的で、安定した、非免疫原性の赤血球代替物としての化学的修飾ヘモグロビ ン 1、序文 本発明はヘム酸素結合部位の構造完全性を保持する条件下て基質(stroma )をもたないヘモグロビンを最初に効果的に脱酸素化し、かつ還元し、続いてポ リ (エチレングリコール) (PEG)のようなポリアルキレンオキシドと結 合させる、新規で効率的な方法により製造される化学的修飾ヘモグロビンに関す る。本発明の好ましい実施態様において、ヘモグロビンは化学的修飾のまえに部 分的に脱酸素化されるだけである。本発明方法により製造されるポリアルキレン オキシド化学的修飾ヘモグロビンはすぐれた酸素結合性を有し、効果的で、非免 疫原性の、安定した赤血球代替物として使われる。
2、発明の背景 2.1.輸血および輸血反応 輸血は、血液量の減少すなわち血液減少症(例えば、出血による)、血液細胞数 の減少(例えば、骨髄破壊による)、または欠陥または損傷した血液細胞(例え ば、溶血性貧血による)を包含する種々の疾患をわずらう患者の血流力学系を補 充するために使われる。輸血は血管内の量を増加させるだけでなく、溶存酸素を 運搬し組織に酸素を運搬する赤血球を供給する役目を果たす。
たびたび、輸血を要する事態か急に起こる。以前に健康な人の場合、正常血液量 の10%(すなわち、約500m1)の急性血液損失は、小動脈床の収縮と脈は くの増加により補われるが、血液量か15%〜25%(すなわち、約750〜1 250m1)減少すると、心拍出量か著しく落ちる。その後、相対的に少ない血 液損失か、心拍出量、血圧および組W&潅流の生命を脅かす程の減少をもたらす 。組織への酸素運搬の減少は嫌気性グリコリシスおよび血中乳酸レベルの上昇を 促進する(Braunwald and Williams、 +983. i n″Harrison’ 5Principles of Internal  Medicine″、 p+46rsdorfら、eds、McGraw−Hi ll Book Company、 N、Y、、 p、173)。かかる状況に おいて、十分な血液補充かすぐに利用できることが重要である。
現在、多くの静脈内流体か急性血液減少症の治療に利用されており、乳酸含有リ ンゲル液または生理食塩水のような結晶質、および正常ヒト血清アルブミンのよ うなコロイド液を包含する。結晶質およびコロイド液は一時的に量の不足を補う が、組織への酸素運搬を直接補足しない。輸血は好ましい治療の方法であるか、 輸血が命じられて投与される前にしばしば時間的遅れが生じる。
たびたび、患者の正確な血液型を供与血液の注文前に決定する必要がある。Ma y、in ”E+nergency Medicine” (1984,Joh n Wlley &5ons、 Publ、、 NY、 +263)は、重湛を 負った患者にとって“供与される血液の型は通常その時の血液銀行での入手可能 性に左右される”と説明している。不幸なことに、輸血のために入手可能な血液 の量および種類は一貫性がなく予測できないし、まれな血液型については、入手 可能性が常に問題となる。
入手可能性の問題に加えて、輸血は免疫反応または非免疫反応として大別される 数々の臨床的合併症と関連している。免疫学的輸血反応のうちで溶血反応(赤血 球の溶解)は、血管内または血管外で生じる赤血球同種異系抗体によるものであ る。血管外溶血反応はRh系の抗体と通常関連しているか、数種の別の抗体も関 係している(例えばKell、 DuffyおよびKi dd系の抗原に反応す る抗体)。臨床的症状は一般に比較的軽く、倦怠感および熱から成っている。し かしながら、血管外溶血反応はABO系での不一致に通常よるもので、不安、心 配、紅潮、胸痛または腰痛、頻呼吸、頻脈および吐き気、しばしばこの後にショ ックおよび腎不全を包含する、さらに重い臨床的症状と関連している(Gibl ett、 in”Harrison’s Pr1nciples of Int ernal Medicine、” Petersdorf。
ら、eds、 McGraw−Hill Book Co、、N、Y、、p、1 915)。
非照射血液製品の輸血は、免疫無防備状態の患者において急性移植片対宿主病と 関連している(von Fliednerら、 1982. Am、 J。
Med、 72:951−961; Brubaker、 1986. Hum 、 Pathos、 17:1085−1088;Kessingerら、19 87. J、 Surg、0nco1.36:206−209)。しかしながら 、最近輸血に関連した致命的な移植片対宿主病の2つのケースが心臓手術後の免 疫能力のある患者において報告された(Thaleret al、、 1989 . N、 Engl、 J、 Med、 321:25−28>。
非免疫輸血反応は、循環過負荷(特に腎不全または心不全のある患者)、感染、 代謝障害、空気および脂肪塞栓症、血栓性静脈炎、および鉄沈着症を包含する。
多量の輸血はカリウム過剰血症、アンモニアおよびクエン酸素(−週間以内保管 した血液を使用することにより避けられる)、および希釈による凝固障害(血小 板濃縮物を補充することにより回避できる)を生じうる。鉄沈着症は、溶血血液 からの遊離鉄にさらされることから生じる(Giblett。
in″Harrison’s Pr1ncip1es or Internal  Medicine、” Petersdorfら、eds、McGraw−H ill Book Co、、N、Y、、p、+915)。
輸血に関連している感染は、肝炎(特に非A型、非B型)、サイトメガロウィル ス感染、梅毒、マラリャ、トキソプラズマ症、プルセラ病、後天性免疫不全症候 群および成人子細胞白血病を包含する。1985年3月に始まる、ヒト免疫不全 ウィルス(HIv)の危険のある人々による血液提供の自発的延期および提供さ れたユニットのHIV利抗体のスクリーニングは輸血関連の旧■感染の危険を減 少させている(Wardら、 1986. JAMA 256:357−361 . Wardら。
1988、 N、 Engl、 J、 Med、 318:473−478)  、しかしながら、事前にスクリーニングした血液成分によるHIV伝播のまれな ケースか報告されている(MMWR,1986,35:389−391)。Im agawaら(1989,N。
Engl、 J、 Med、 320:1458−1462)は、従来のELI SAおよびウェスタンプロットアッセイで抗体陰性と検定された133人の危険 率の高い人々のうち31人から感染性HrV−1ウィルスが単離されたことを報 告した。さらに提供された血液ユニットのHTLV−r (ヒトT細胞白血病の 一形態の原因因子)に対する抗体のスクリーニングがFDAにより最近提案され た(MMWR,1988,37:736−747) 、 Cohenら(198 9,N、 Engl、 J、 Med、 320:1172−1176)は、[ ■−1伝播の観察された危険率は血液ユニット当り0 、003パーセントであ ると報告した。HTL’/−[感染の危険率は輸血された血液ユニット当り0. 024パーセントであることがわかった。
2.2.赤血球代替物 結晶質およびコロイド状静脈内容量エキスパンダーに加えて、過去15−20年 間のうちに酸素運搬能力を有する、いくつかの赤血球代替物が開発されている。
例えば、ペルフルオロ化合物(例えばフルオザルーDA (Fluosal−D A)およびオキシフェロール(Oxy−pherol))はヒトの血液代替物と して実験的に使用されている(Gouldら、 86. N、 Engl、 J 、 ved、 314:1653−1656) 、血液代替物としてのペルフル オロ化合物の概説についてはRiessら(1978゜Angew Chem、  [nt、 Ed、 Engl、 17:621−634)も参照されたい。さ らに、無細胞ヘモグロビン調製物が代替赤血球代替物として開発されている。
2.3.ヘモグロビンの化学 天然のヘモグロビンは2本のα鎖および2本のβ鎖からなる四量体として存在す る。各αおよびβ鎖は非共有結合がヘム基に結合している。αおよびβ鎖もまた 水素結合およびファンデルワールス力に起因する非共有結合により結合されてい る。各サブユニットに1つずつの4個のヘム基は酸素4分子を結合できる。これ らのヘム基、すなわち鉄原子が四角平面配位錯体を形成する平らな分子は、完全 な分子で相互に、比較的かなり離れて位置している(Lehninger、 1 975. in“BiochemistryどWorth Publisher s。
Inc、、 N、Y、 pp、145−149)。
ヘモグロビンは赤血球の全タンパク質の約90%を構成する。全血100m1は 、ヘモグロビンの結合能力により気体酸素約21m1を吸収できる。酸素結合と 同等に重要なことは、ヘモグロビンか結合酸素を組織に放出するにも効率かよい ことである。ヘモグロビンの酸素結合および放出能力は、ヘモグロビンの50パ ーセント飽和を生じる酸素分圧、P5゜とじてしばしば定量的に表わされる。
酸素の分圧とヘモグロビンの飽和パーセントとの関係は、位置がpHにより影響 される(ボーア効果)S字状曲線として表わされる。所定の酸素分圧で、ヘモグ ロビン溶液のpHが高い程、酸素による飽和パーセントか大きくなり、PSOか 低くなる。すなわち酸素飽和曲線は横軸上を左に移る。逆に、ヘモグロビン溶液 のpHか低い程、酸素による飽和パーセントか低くなり、Psoが高くなる。
すなわち酸素飽和曲線は横軸上を右に移る。したかってヘモグロビンか肺の相対 的にアルカリpHから酸素の乏しい組織の相対的に酸性pHに(嫌気性呼吸によ り乳酸を産生ずる)移動するにつれて、ヘモグロビン分子はその酸素負荷を放出 する傾向を有する。
ヘモグロビン分子またはその構造の変化は酸素結合親和力の変化と関連している 。例えば、2,3ジホスホグリセレート(2,3DPG)との結合は酸素とヘモ グロビン間の結合をゆるめ、酸素の組織への放出を促進する。例えば高い探高お よび妊娠中のような酸素伝達の増大が所望される生理学的条件下では2.3 D PGの血清レベルが上昇する。逆に、ヘム補欠分子団中の鉄イオンがFe(II )からFe (DI)に酸化されると、メトヘモグロビンとなった分子は酸素移 転を妨げるように酸素に強く結合する。
2.4.基質なしのヘモグロビン 赤血球代替物として遊離ヘモグロビンを利用しようとして、赤血球溶血物を輸血 により投与している。しかしながら、基質構成物は非常に毒性があり、凝固障害 および関連腎不全を生じることがわかった。■967年Rabinerは基質を 含まないヘモグロビン溶液を調製するために遠心および超遠心法を用いた(Ra binerら、 1,967゜J、 Exp、 Med、 126:1127)  1977年までに血漿形体の基質不含ヘモグロビンが調製されている(De  Venutoら、 1977、 J、 Lab、 Cl1n。
Med、 89:509)。
赤血球微環境より取出された基質なしのヘモグロビンは酸素にあまりに強固に結 合しく低いP、。)輸血後の循環半減期か短い傾向を示すことかわかった。ヘモ グロビン酸素結合曲線において左側へのシフトを反映する低いPIOは、ある程 度、基質不含ヘモグロビンか赤血球内(7,2)で経験するよりも血漿中(7, 4)て高いpHにさらされる結果として生じる。さらにヘモグロビンと2,3− ジホスホグリセレート間の自然結合は、ヘモグロビンか赤血球から取り出された 場合に破壊された。クリアランスに関して、基質不含ヘモグロビンか腎臓により すみやかに除去され、輸血半減期か約100分にすぎないことが観察された。
P、。を増大させヘモグロビンをさらに安定化しようとして、数多くの化学的修 飾を基質不含ヘモグロビンに導入している。たぶん基質不含ヘモグロビンの最も 広く用いられている化学的修飾は、P、。を増大させるためにピリドキサール5 ′−ホスフェートおよびホウ水素化ナトリウムまたはカリウムを利用しているC Beneschら、1972. Biochem、11:3576)。
基質不含ヘモグロビンの半減期を延ばすために、ヘモグロビンはデキストラン( Chang、 J、 E、ら、 1977、 Can、 J、 Biochem 、55:398) 、ヒドロキシエチルデンプン(DHO3No、 2,616 .086)、セラチン(DE AS 2,449.885)、アルブミン(DE  AS 2.449.885)、およびポリエチレングリコール(PEG) ( DE 3026398:米国特許第4゜670、417号、米国特許第4.41 2.989号:米国特許第4.301.144号)のような池の巨大分子と結合 される。ポリヘモグロビン(米国特許第4.001.200号および第4.00 1.401号)を形成するために基質不含ヘモグロビンを架橋したり、または、 例えば27N−2−ホルミル−ピリドキサール−5−ホスフェートおよびホウ水 素化物(Beneschら、+975. Biochem、Biophys、R es、Commun、62:1123);たはジアスピリン(ビス3.5−ジブ ロモサリチレートのジエステル:米国特許第4 、529.719号参照)を用 いてヘモグロビン分子を内部架橋する技術もまた開発された。
基質不含ヘモグロビンの別の修飾はHAD)(およびHA、D P Iを用いて メトヘモグロビン形成速度を減少させる方法を包含する(Sehgalら、19 8+、 J、 Surg、 Res、 31:13−17) 。Keipert およびChang(+985. Biomater、 Med、 Device s Artif、 Organs 13:]56)は全血液量の67パーセント の激しい出血をしたラットを生き返らせるのにピリドキサールホスフェート処理 したポリヘモグロビンの効力を検定し、長期生存を提供して全血に匹敵すること がわかった。
ヒト赤血球代替物として異種からの基質不含ヘモグロビンの使用か示唆されてい る(例えば、米国特許4.670.4+7; 4.584.130;4.529 .719; 4.412,989; 4,377.512; 4.301,14 4.4,061,736号)。
しかしなから、Changら(1987,Biomater、 Artif、C e1ls Artif。
Organs 15:443−452)は、免疫化用量の異種(すなわち種間交 雑)ヘモグロビンがレシピエンド動物による抗体産生と関連していることを明ら かにした免疫学的研究を行った。さらに異種ヘモグロビンを架橋することは免疫 応答を増大し、それによってヒト赤血球代替物として種間交雑ヘモグロビンを使 用することに反対の意見を唱えている。
2.5.赤血球代替物として用いるためにヘモグロビンを修飾する方法 下記は赤血球代替物として用いるためにヘモグロビンを修飾するのに用いられる 数々の方法の概説である。
1987年5月8日に出願され、1988年10月11日に発行されたBanh ardらの米国特許第rJ、 777、24□1号は基質不含のヘモグロビン中 の脱酸素ヘモグロビンの割合を増大するアスコルビン酸、還元グルタチオンまた は還元メチレンブルーのような酸素消費還元剤の使用に関する。ヘモグロビンは ピリドキサールホスフェートまたはイノシトールへキサホスフェートのようなエ フェクター物質によりさらに修飾された。ジアルデヒドを用いて修飾ヘモグロビ ンを架橋し、引き続いてこれをカルボニル基特異的還元剤と反応させた。生成物 は約36mbarのP、。をもつと報告された。実験データは生成物メトヘモグ ロビン含f15.1%、Pso38.6およびコロイド浸透圧36.8mbar を示す。
1986年2月21日に出願され、1987年6月2日に発行された1wasa kiらの米国特許第4.670.417号は、ヘモグロビンのアミノ基がアミド 結合を介してエーテル含有ポリアルキレンオキシドのカルボキシル基と結合して いる、ポリアルキレンオキシドと結合したヘモグロビンに関する。反応系は酸素 を除き、不活性ガスに置き換えられた。安定剤(例えば亜硫酸ナトリウム、重亜 硫酸ナトリウム、硫酸鉄(II)、EDT、l、その他)を最終生成物に添加し 、このものにグルコースおよび/またはマンニトールも添加してメトヘモグロビ ン形成を減少させた。実験データは、種々の生成物のPSO値か13.7.6. 1および12mmHgであることを示した。2.92%のメトヘモグロビンか報 告された。
1985年3月292Iに出願され、1986年4月22日に発行されたBuc ciらの米国特許第4 、584. + 30号は、2.3−ジホスホグリセレ ートに似せた試薬により架橋された基質不含ヘモグロビンに関する。実験データ は26.95のPsoを有する修飾ヒトヘモグロビンが製造されうることおよび 修飾ウシヘモグロビンか40.17mmHgのP5゜を示すことを示した。
1983年5月4日に出願され、1985年7月16日に発行されたTyeらの 米国特許第4 、529.719号は、真空を用いて脱酸素化され続いて不活性 雰囲気でビス−ジアスピリンエステルと架橋され、その後ピリドキサールホスフ ェートと反応させた基質不合ヘモグロビンに関する。実験データは修飾ヘモグロ ビン生成物が32mmHgのP5゜および約20時間の半減期と関連しているこ とを示した。
1982年6月3日に出願され、1983年11月1日に発行されたIwash itaらの米国特許第4 、412.989号はPEG、ポリプロピレングリコ ールおよびエチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体からなる群から選 択されたポリマーと結合したポリカルボン酸にアミドを通して共有結合されたヘ モグロビンまたはヘモグロビン誘導体に関する。反応系は脱酸素化されず、実施 例ではピリドキサールホスフェート、カルボニルヘモグロビンおよびグルコース 6−ホスフェート誘導体を含むエフェクター分子が使用され、そしてカルボジイ ミドおよびジメチルホルムアミドのような縮合剤の存在下でヘモグロビンとPE Gを反応させた。実験データは実施例の項の修飾ヘモグロビン生成物が3.1− 13.5の範囲のP、。および250分の最大半減期を有することが示された。
1981年6月26日に出願され、1983年3月22日に発行されたAjis akaおよびrwashitaの米国特許第4.377、512号はインシュリ ンとの結合により修飾されたヘモグロビンに関する。最大半減期120分を報告 した。
1980年7月10日に出願され、1981年11月17日に発行されたA j  i 5akaおよび1Washitaの米国特許第4.301.144号は臭 化シアンのような縮合剤または塩化シアヌルのような架橋試薬の存在下でヘモグ ロビンとポリアルキレングリコールを反応させることにより製造された修飾ヘモ グロビンに関する。実験例において、19、5mmHIl!の最大P、。および 150分の最大半減期が報告された。
2.6. PEG化 PEG化は酵素およびホルモンのようなポリペプチドを、生理学的に活性のある 非免疫原性水溶性ポリペプチド組成物を生成するためにポリエチレングリコール と結合させる方法である。ポリエチレングリコールはポリペプチドを活性損失か ら保護し、組成物を実質的に免疫原性応答なして唾乳動物循環系に注入できる。
PEG化の方法は、ここにそのまま参照により引用する、1977年7月28日 出願で、1979年12月18日発行されたDavisらの“非免疫原性ポリペ プチド“と題する米国特許第4 、179.337号に詳細に記載されている。
3、発明の要約 本発明はヘム酸素結合部位の構造完全性を保持する条件下で基質不合ヘモグロビ ンを最初に効果的に脱酸素化しかつ還元し、続いてポリ (エチレングリコール ) (PEG)のようなポリアルキレンオキシドと結合させる、新規で効率的な 方法により製造される化学的修飾ヘモグロビンに関する。
本発明の特別な好ましい実施態様において、脱酸素化および還元は不活性雰囲気 下、アミノ酸システィンにより行なわれる。別の好ましい実施態様において、ヘ ム酸素結合部位の構造完全性は反応混合物中の高アニオン濃度により保持される 。本発明のさらに好ましい特別の実施態様において、ポリアルキレンオキシドは ポリエチレングリコールである。本発明のさらに好ましい特別の実施態様におい て、ポリアルキレンオキシドはウレタン(カルノくメート)結合を介してヘモグ ロビンに結合される。
本発明の新規PEG修飾ヘモグロビン化合物は、優れた酸素運搬能力、半減期延 長、および重要なことは低い免疫原性を示す。本発明の特別な実施態様において 、PEG脩飾ウシヘモグロビンは下記の長所を提供する: (i)ウシ源由来のヘモグロビンの使用は、PEG−bl(b生成物による肝炎 、HIVまたはHTLV伝播の危険性を効果的に除去する、(ii)本発明のP EG−bHbの酸素結合特性はこれらの化合物を酸素運搬用の効果的な担体とす る、 (iii)本発明のPEG−bHbは安定なので、赤血球代替物および容量エキ スパンダーとして臨床上の使用か可能である。
(iv) PEG−bibは流動体の“第三スペース”散布を防ぐ生理学的に便 利なコロイド浸透圧ならびに利尿を育する、(v) PEG−bHbは比較的安 い価格で多量に入手可能であり、乾燥状態でも溶解状態でも安定である、 (vi) PEG−bHbの低い免疫原性はアレルギー性の輸血反応の危険性を 減少させる、 (vi)赤血球代替物として使用されるPEG−bHbは移植片対宿主病の発生 を除(、 (vi) PEG−bibは意外にも低濃度の遊離鉄と関連しているので、鉄毒 性および蓄積の可能性を減少させる、そして(ix) PEG−bHbはHb二 量体形成の減少を示す。
注目すべきことは、 Iwasakiらの米国特許第4 、670.471号( 1986年2月21日に出願、1987年6月2日発行) 、Iwashita らの米国特許第4 、412.989号(1982年6月3日出願、1983年 11月1日発行)およびIwashitaおよびAjisakaの米国特許第4 .301.144号(1980年7月10EI出願、1981年11月170発 行)に記載されている当分野で知られたポリアルキレンオキシド−ヘモグロビン 複合体は、本発明の修飾ヘモグロビン化合物よりも有意に低いP、。値および著 しく高い分解速度をもつと報告された。本発明はポリアルキレンオキシドに結合 され、少なくとも約20ma+HgのP、。を育する化学的修飾ヘモグロビンを 提供する。
種々の実施態様において、本発明の方法は単量体ヘモグロビン(単官能性ポリア ルキレンオキシドにより修飾された)をもたらす。一方、本発明の方法は、二官 能性ポリアルキレンオキシドにより最初に修飾され、続いて単官能性ポリアルキ レンオキシドによりさらに修飾された重合体ヘモグロビンをもたらす。
本発明は、また、化学処理のまえにヘモグロビンを部分的に脱酸素化することか らなる後続の化学修飾のためにヘモグロビンを調製する方法に関する。部分的に 脱酸素化されたヘモグロビンか化学的に修飾される場合、生したヘモグロビン生 成物は化学的修飾完全脱酸素化ヘモグロビンに比べて高いPIO値(優れた酸素 伝達能力を示す)をもつことか観察され、前記方法は部分的にこの観察に基づい ている。優れた酸素伝達が可能なヘモグロビンを製造するこにより、本発明は治 療を必要としている患者の酸素輸送に効果的な容量エキスパンダーおよび効率の よい担体であるヘモグロビンを含んでなる医薬組成物を提供する。
3.1.略語 bHb ウシヘモグロビン BSC−PEG ポリ (エチレングリコール)−ビスーN−スクシンイミドカ ーポネート デオキシ(deoxy)Hbデオキシヘモグロビン2.3 DPG 2.3ジホ スホグリセレートHb ヘモグロビン GSH還元グルタチオン メト(Me t ) −Hb メトヘモグロビンオキシ(oxy)−Hb 酸素 化ヘモグロビンPEG ポリエチレングリコール 5C−PEG ポリ (エチレングリコール)−N−スクシンイミドカーボネー ト 4、図面の記載 図1=ヘモグロビン修飾のための5C−PEGおよびBSC−PEGの使用5、 発明の詳細な説明 本発明は、すぐれた酸素運搬能力、増大した半減期及び低い免疫原性をもつ新規 なポリアルキレンオキシド修飾ヘモグ。ビンに関する。本発明は、また、ポリア ルキレンオキシド修飾ヘモグロビンの製造のための新規方法に関する。本発明の ポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビン化合物は、効果的な赤血球代替物とし てそれらを必要とするヒト又は動物において使用することかできる。
限定するものではなく、開示を明りょうにする目的で、本発明は次のサブセクシ ョンに記載される・ (al ポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンの製造方法:(1)ヘモグロ ビンの還元 (2)修飾に先立つヘモグロビンの部分的脱酸素化(3)結合 (4)二回目の還元 (5)滅菌 (6)ポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンの特性化(bl 本発明の利用 5.1.ポリアルキレンオキシド修飾非ヒトヘモグロビンの製造方法 ヒト又は非−ヒトのヘモグロビンが本発明により使用できる。
好適な態様において、限定されるものではないが、牛、羊、馬及び豚ヘモグロビ ンを含むいずれかの相応の動物源からの非ヒトヘモグロビンが本発明により使用 てきる。本発明の好適な態様において、牛ヘモグロビン(bHb)が使用できる ;牛ヘモグロビンは、簡単に大量に入手でき、そして好適な酸素−結合特性を示 す、ヒトヘモグロビンとは異なり、牛ヘモグロビンは生理学的に有用な酸素親和 性を達成するための、ピリドキサールリン酸のような奏効剤による修飾を必要と しない。
5 、1.1.ヘモグロビンの還元 酸素運搬能力を最適にするために、本発明のヘモグロビンは最初に(i)ヘモグ ロビンを脱酸素化してデオキシヘモグロビン(デオキシHb)を製造する剤及び (ii)ヘモグロビンを還元してメトヘモグロビン(Fe(伍)イオンを運搬す るヘモグロビン)含量を減少させる剤で処理される。本発明の好適な特定の態様 では、ヘモグロビンは修飾生成物のPsoを増大させるために修飾に先立って部 分的にのみ脱酸素化される(5.1.1.1節参照、後述)。好ましくは還元は 酸素を含まない不活性雰囲気中において実施される。還元は化学的還元剤又はガ ス交換法のいずれかを使用して達成されつる。ガス交換は、窒素、ヘリウム又は アルゴンのような加圧された不活性気体に対してHb溶液を気体透過性の中空フ ァイバー膜を通して再循環させることにより成功裏になし得る。市販されている 気体透過性膜(いわゆるオキシゲネイター)はポリプロピレン又は酢酸セルロー スから製造されている。既知の酸素除去剤に関連して、種々の化学的還元剤も使 用できる;かかる還元剤には、それらに限定されるものてはないが、アスコルビ ン酸ナトリウム、グルタチオン、N−アセチルシスティン、及びN−アセチルメ チオニンが含まれる;しかしながら、本発明の好適な態様では、システィンがヘ モグロビンを脱酸素化及び還元するために使用される。後記するセクションI2 の実施例で示されるように、システィンはメトヘモグロビン及び遊離(free )鉄の量を最小化しつつ、デオキシヘモグロビンのパーセントを最適化する点で 他の剤よりもすぐれていることか見い出された。
本発明の好適かつ特異的な態様において、牛ヘモグロビンは以下の方法に従かっ て、システィンを使用して還元され得る:市販のソース(バイオピュアー(Bi opure)、 MAのような)から得られる牛ヘモグロビン(bHb)は、次 のようにして製造されうる。
0、1 M Na−ホスフェート、0.1M NaC1緩衝液中の5〜8%bH bの溶液に、最終濃度が1から100ミリモル、好ましくは1〜30mMとなる ようにシスティンを加える。次いて、反応は約0.01〜0.5MNaC1と約 0. O1〜O,I M NaHCOzの存在下、pi(7,5〜8.5、不活 性雰囲気中で(例えば、窒素雰囲気下で)約4°Cにて実施される。反応は、オ キシ〜bHbを脱酸素化し、 メト−bHb (牛メトヘモグロビン)を還元す るために、1〜6時間、好ましくは1〜2時間進行させる。約6時間後に、オキ シ−b)lbの量は約1%以下とすべきであり、メト−Hbの量は0.5%以下 とすべきである。反応か完了したら、還元されたヘモグロビンは当該分野で既知 のいずれかの方法によりシスティンから分離しうる。本発明の好ましい態様にお いて、30〜50にの分子量範囲の限外濾過膜を使用して、システィン並びに二 量体のbHbサブユニットを除去しつる。
5 、1.1.1.修飾に先立つヘモグロビンの部分脱酸素化本発明は、化学的 修飾に先立って、完全にてはなく、部分的にヘモグロビンを脱酸素化することか ら成るヘモグロビンの予備状態調製方法にも関する。当該分野においては、修飾 されるヘモグロビンが化学的修飾の物理的圧力、シアフィルトレージタン(di afiltraeion)及び/又は滅菌濾過及び滅菌に耐えられるようにして 、修飾されたヘモグロビンにデオキシヘモグロビンの構造完全性を付与する目的 で化学的*飾に先立っである程度脱酸素化することか必要であることか知られて いる。さらに、もしヘモグロビンサブユニットが架橋されなければならないとき は、ヘモグロビンの脱酸素化はアルファ鎖のLys99の反応性部位か架橋剤に アクセス可能とすることか必要であるかもしれない。
本発明は、部分的には、下記のセクションI3からI5に示される実験結果に基 づくものであり、それによれば、完全てはない部分的な脱酸素化か最良のP、。
値と関係することか観察された。本発明により予備状態調整されうるヘモグロビ ンには、ヒト又は非ヒト源、例えば、豚、牛、羊、又は馬に由来する基質を有し ないヘモグロビンか含まれる。脱酸素化のためには、ヘモグロビンは好ましくは 水溶液てあり、約1〜lOパーセントの濃度(W/V)である。
好適な特定の態様において、ヘモグロビン溶液は約0.05〜1.OMNaCI 、0.05〜0.5M Na−ホスフェートNa、及び0.01〜0.1MNa HcO,を有するpHが約7,4〜8,8の電解質組成物を含み得る。ヘモグロ ビンは、本発明の特別の態様においては、予備状態調製するに先立って十分に酸 素化され得るものであり、予備状態調製はヘモグロビンの脱酸素化を含む。一方 、本発明のある態様においては、予備状態調製のプロセスか一定量の酸素をヘモ グロビンに再導入することから成るように、ヘモグロビンは実質的に脱酸素化さ れていてもよい。脱酸素化されたヘモグロビンの最終パーセントは、本発明によ れば、好適には50〜80%の間である。
それゆえ、特定の態様において、本発明は酸化されたヘモグロビンを不活性ガス にさらし、その結果(i)ヘモグロビンから酸素を取り除く、及び(ii)デオ キシヘモグロビンの最終濃度を約50〜80%の間にする、ことから成る方法を 提供する。他の態様において、本発明は脱酸素化されたヘモグロビンを酸素にさ らし、デオキシヘモグロビンの最終パーセントを約50〜80%の間とする方法 を提供する。脱酸素化はコントロールが一層容易であるから、前者の方法は後者 のプロセスよりも好ましいかもしれない。
ガス交換は、当該分野で知られているいずれの方法によっても実施しうる。それ に限定されるものてはないが、例えば、ヘモグロビンの脱酸素化はヘモグロビン 溶液を(限定されるものではないか)窒素、アルゴン又はヘリウムのような不活 性気体にさらすことにより実施しつる。これに対して、完全に脱酸素化されたヘ モグロビンは、脱酸素化されたヘモグロビン溶液を酸素にさらすか、又は一定割 合の酸素を含む気体にさらすことにより、部分的に再度酸素化され得る。気体に さらされるヘモグロビンの表面積を最適にすること、及び/又は脱酸素化レベル を溶液を通じて相対的に均一とするためにヘモグロビンを循環させることか望ま しいかもしれない。本発明によれば、溶液中のヘモグロビンの脱酸素化のレベル をモニターできることか重要である。かかるモニターは、デオキシヘモグロビン の所望のレベルか達成されたら、ガス交換プロセスを停止可能とするために連続 的であることが望ましい。それに限定されるものではないか、例えばこのモニタ ーは05M3ヘムオキシメーター(Hemaximeter、 Radiome ter、:lペンハーゲン)により実施しうる。
本発明の好ましい態様において、ガス交換はそれらに限定されるものではないが 、ポリプロピレン又はセルロースアセテート膜を含む気体透過性膜を通して実施 しうる。例えば、ヘキストーセラニーズ(Hoechst−Celanese) 社のセルガード(Celgard、登録商標)ポリプロピレン多孔中空ファイバ ー装置、アメリカンフルイド(Ame−rican Fluid)社のセル−フ ァーム(Cell−Pharm :登録商標)中空ファイバーオキシゲネーター を含む市販のガス交換装置、又は、隔室を通して気体及びヘモグロビンか循環さ れる他のシ、)ずれの市販の又は市販されていない装置が使用し得る。本発明の 好適な特定の態様において、実質的にオキシヘモグロビンから成るヘモグロビン は、約200ミクロンの内径の薄い中空ファイバー膜を有するヘキストーセラニ ーズセルガード(登録商標)ポリプロピレンマイクロポーラス中空ファイバーガ ス交換装置を通して、泡形成を最小にするために約1010−1O0/分/ft 2表面積の流速で、約6%Hb(g/dl)の水溶液、0.5M NaC1,0 ,IM Na2HPO,及び0.05MNaHCO,を約7.8のI)H1約4 〜6°Cにおいて循環させツツ、一方、約5〜20p、 s、 i、の圧力の窒 素を上記装置に供給することにより脱酸素化できる。ヘモグロビンは好適には約 5〜30分間循環され、約50〜80パーセントの間のデオキシヘモグロビン最 終パーセントとなる。脱酸素化されたヘモグロビンを製造するための他の方法は 、ヘモグロビン溶液を、それに限定されるものではないが、アスコルビン酸ナト リウム、ニチオン酸ナトリウム及び重亜硫酸ナトリウムを含む化学的還元剤にさ らすことから成る。化学的還元剤の濃度、及び/又は反応時間又は温度は、部分 的に脱酸素化されたヘモグロビン生成物が得られるように調節できる。一方、還 元剤はヘモグロビンを実質的に脱酸素化するために使用でき、次いで、酸素が部 分的に脱酸素化された生成物を形成するために再導入しうる。本発明の好ましい 特定の態様において、ヘモグロビン溶液は化学的修飾を行う約1時間前に100 mMa1度の重亜硫酸ナトリウムにさらすことができる。
予備状態調整され、部分的に脱酸素化されたヘモグロビンは、次いで当該分野で 既知のいずれかの方法を使用して化学的に修飾され得る。本発明の好ましい態様 において、予備状態調整されたヘモグロビンは、以下に記載されるように活性化 ポリアルキレンオキシドに結合させて修飾しつる。これに限定されるものではな いが、ポリアルキレンオキシドへの結合に代わる化学的修飾の他の方法はピリド キサールホスフェートとの反応、ジアルデヒドとの反応、2,3−ジホスホグリ セレート(2,3−DPG)又は化学的に類似する化合物のような試薬との反応 、又は、ビス−ジアスピリンエステルとの反応である。ヘモグロビンは架橋結合 していないもの、本発明により分子内架橋したもの、又は分子間架橋したもので あってもよい。
得られた修飾ヘモグロビンは、次いで、臨床的に有用なPsoが達成されたこと を確認するために、そのP、。値を測定するための試験がなされる。P、。の測 定方法は、例えば、ヘモキサ−アナライザー(TCSメディカルプロダクト社、 ハンチングトンバレー、PA)を使用する方法のような、標準的な分析方法を包 含する。
5.1.2.結合 還元に続いて、ヘモグロビンは酸素結合部位の構造完全性を維持する条件下で、 活性化ポリアルキレンオキシドと反応させ得る。
本発明の好ましい態様において、かかる条件は高アニオン濃度から成る:特定の 態様においてこのアニオンは塩化物イオンである。
好適な態様において、塩化物イオン濃度は少くとも約1.0Mである。第1表に 示されるように、修飾ヘモグロビンのPsoは増大した塩化物イオン濃度に関連 して上昇することか観察された。
本発明によれば、活性化ポリアルキレンオキシドは単官能基又は複数の官能基を 有しつる。第工表において言及された各調製物に対する修飾の程度は約20%で ある。このパーセントの修飾はヘモグロビンの1分子当たり約9.2のPEG分 子に相当する。修飾パーセントはPEGにより修飾されたリジンの数によって計 算され、そして、牛ヘモグロビンでは合計48個の表面リジンに基づくものとさ れ得る。数は、トリニトロペンセンスルポン酸(TNBS)アッセイにより測定 できる(Habeefら、+966、 Analyt、 Biochem、 1 4328−336)。
第 ■ 表 0.1 24 24 22 0.5 30 28 24 1.0 32 30 29 1.5 31 30 30 2.0 32 30 30 ヘモグロビンに結合させるために本発明により使用しつるポリアルキレンオキシ ドは、これらに限定されるものではないが、ポリエチレンオキシド、ポリプロピ レンオキシド又はエチレンオキシド及びプロピレンオキシドの共重合体を含む; 本発明のポリアルキレンオキシドは、好適には水溶性である。本発明の好ましい 態様においては、ポリエチレングリコールをヘモグロビンに結合できる。ポリマ ーの好ましい分子量は500がら40.000Daてあり、より好ましくは、1 .900から20.0OODa テアル。
本分野で知られているいずれの方法も、ポリアルキレンオキシドを活性化し、次 いでヘモグロビンに結合させるために使用できる。例えば、ポリエチレングリコ ール(PEG)の水酸基はシアヌル酸クロリドを用いて活性化されうる(Abu chowski及びDavis、 1981゜Enzymes as Drug s、” t(olsenbergとRoberts編、John Wiley  andSons、 N、Y、 367−383頁)ニジかしながら、シアヌル酸 ’)口1)’r”(D毒性のため反応後それを除去するために注意が必要である 。代わりに、ポリマーとコハク酸残基の間のエステル結合は水性媒質中で限られ た安定性を伴うものではあるが(岩崎ら、 1987.米国特許第4 、179 .337号)、ポリアルキレンオキシドは相応のサクシノイル−N−ヒドロキノ スクシンイミドエステルを形成させるために誘導体により活性化しつる(Abu chowsk iら、 1984. Cancer Bio−chem、 Bi ophys、 7: 175−186)。
本発明の好ましい態様において、ポリアルキレンオキシドはヘモグロビンのε− アミノ基とウレタン結合を生成させるために活性化させることができ、このウレ タン結合はほとんど加水分解変成を受けない(Larwood及び5zoka、  1984. J、Labelled CompoundsRadiophar m、 21: 603−614)。ウレタン結合は、それらに限定されるもので はないが、ボーチャンプら(Beauchaml)ら、 1983. Anal yt、 Bio−chem、 131: 25−33)又はベルガーとビシ(B elgerとPizzo、 1988.Blood、 71: 1641−16 47)に記載されているように、カルボニルジイミダゾール活性化ポリアルキレ ンオキシドを含む、活性化されたポリアルキレンオキシドのカーボネート誘導体 を使用して達成される。好ましくは、ウレタン結合はサリブスキーらによる、1 989年4月19日に出願された米国特許出願下07/340.928号に記載 されているとおりにして形成することかでき、右はすべて参考として本明細書に 取り込まれる。それに限定されるものではないか、例えば、ザリブスキーにより 記載された方法に従かって、メトキシポリ(エチレングリコール)−N−スクシ ンイミトヵ一ホ不−ト(SC−PEG)又は、類似の二官能性のポリ(エチレン グリコール)−ビスーN−スクシンイミトカーホ不−ト(BSC−PEG)をヘ モグロビンに結合させるために使用できる:代わりに、ポリアルキレンオキシド のへテロ三官能性誘導体も使用でき、このものにおいて末端基の一方はN−スク シンイミドカーホネートであり、他の末端基は異なる反応性官能基を含む(サリ ブスキーとバラニーか記載、1986. Polymer Preprints 、 Am、 Chem、 Sac、 Div、 Po1y。
Chem、27(1): l〜2、これはすべて参考として取り入れられる)。
ポリアルキレンオキシドのN−ヒドロキシスクシンイミド誘導体は、ザリブスキ ーらにより1989年4月19日に出願された米国特許出願下07/340.9 28号に記載された方法に従かって製造しつる。
例えば、特定の態様において、5C−PEGは次のようにして製造できる: 分子量5000 (、ユニオンカーバイト、60g、12ミリモル)のメトキシ ポリエチレングリコールをトルエン/ジクロロメタン(3・1.200m1)中 に溶解し、ホスゲンのトルエン溶液(30ml、57ミリモル)で1晩処理する 。次いて、溶液は蒸発乾燥し、ホスゲンの残部は真空除去される。残渣をトルエ ン/ジクロロメタン(2:1、150m1)中に再溶解し、固体N−ヒドロキシ スクシンイミド(2゜1g、18ミリモル)で処理し、次いてトリエチルアミン (1,7ml、12ミリモル)で処理しつる。3時間後に溶液は濾過し、蒸発乾 燥させる。残留物は温(50°C)酢酸エチル(600ml)に溶解し、痕跡量 の不溶物を濾過し、そして、ポリマーの沈澱を促進させるために冷却する。濾過 により生成物を集め、再び酢酸エチルから再結晶させる。生成物はP2O5上で 真空下乾燥できる(第1図参照)。
生成物の活性カーボネート含量を測定するために、ポリマー試料はジクロロメタ ン中で測定量のベンジルアミンと反応させ、過剰のアミンはジオキサン中で過塩 素酸により滴定する。
同様に、BSC−PEGは次のようにして製造できる。
分子量4600のポリエチレングリコール(ユニオンカーバイト、50g、21 .7ミリ当量、OH)は、前述の5C−PEGの製造のための方法に従かって、 ホスゲンのトルエン溶液(50ml、 96.5ミリモル)、及び、次いてN− スクシンイミド(3,8,23ミリモル)とトリエチルアミン(3,2〜I、2 3ミリモル)を使用して、対応のビス−N−スクシンイミドカーボネートに転換 できる。精製後、生成物は白色粉末として得られる。
本発明の特定の態様において、それに限定されるものではないか、モノマー性の Hbは単官能性PEGにより修飾しつる。本発明の特定の態様において、牛Hb は以下のようにしてポリ(エチレングリコール)−N−スクシンイミドカーボネ ート(SC−PEG)で修飾しつる。
前記セクション5.1.1で記載した方法に従かって還元されたbHbは、約0 .5〜1.5 M濃度のNaClと約0.1〜HJ濃度のナトリウムホスフェー トを含有する緩衝液中で、5C−PEG (分子量1.900〜10.000D a)と反応させ得るbHbに対する5C−PEGのモル比は好ましくは約IO3 1〜50:1である。反応は、不活性雰囲気下、約7゜5〜8.5のpH1約4 ℃にて、1〜6時間、好適には1〜2時間実施される。観察されたP、。と修飾 の程度の関係は、第■表に示される。
(本頁以下余白) 第■表 右にて反応させた O,IM [CI−] 24 22 22SC−PEG(5 000)−bHb O,5M [Cl−1282424一方、限定されるものて はないか、重合性のヘモグロビンは最初にヘモグロビンを二官能性PEGと反応 させ、次いて単官能性PEGと反応させることにより製造しうる。本発明の特定 の態様において、次のようにして牛Hb(bl(b)は最初にポリ (エチレン グリコール)−ビス−N−ヒドロキシスクシンイミドカーボネート (BSC− PEG)で修飾し、次いで、5C−PEGて修飾した。
前記5.1.1セクシヨンに記載されている方法に従がって還元されたb)Ib は、約0.5〜1.5M11度のNaCIと約0.1〜I M濃度のリン酸ナト リウムを含有する緩衝液中で1900〜10.000Daの分子量を有するBS C−PEGと反応させる。bHbに対するBSC−PEGのモル比は、好ましく は、約1=1〜5:1である。次いで、反応は不活性気体中て約7.5〜8.5 のpH1約4°Cにて、1〜3時間実施しうる。
二官能性PEG−修飾bHbは、単官能性PEG−修飾bHbよりも高いP、。
を伴なうことか観察されている。酸素結合親和性は分子内又は分子間架橋の程度 と関連することか見い出された。
(本頁以下余白) 第■表 事すへての反応は、0.15!J [CI]中で実施される続いて、5C−PE G (分子量+900−10.000Da)は、5C−PEGとbHbのモル比 か約5二1〜20・1となるように添加できる。反応は、同一条件下で約2〜4 時間続は得る。
PEG修飾の量は、反応混合物中のヘモグロビンに対するPEGの割合を変える ことによりコントロールしつる。本発明の特定の態様に従かって、bHb表面リ ジンの約10から20%は、実質的な血管内保持時間を生しさせるためにPEG 修飾かなされる。これは、ヘモグロビン1分子に対して約5〜10 PE0分子 か結合したものに相当する。重要なことは、架橋の程度は修飾ヘモグロビンの酸 素結合親和性又は半減基を変えるために変更しうることである(後記するセクシ ヨン5.2を参照)。もし高分子量ポリアルキレンオキシドか使用されるならば 、置換の程度は減少させることか望ましいかもしれない。
5 、’1.3.二回目の還元 高いデオキシヘモグロビン含量及び低いメトヘモグロビンレベルを与えるために 、前記5.1. Iセクションに記載された脱酸素化及び還元工程を繰り返され る。例えば、ポリアルキレンオキシドとの反応か完了したら、不活性雰囲気下で 付加的なシスティンを添加して、最終濃度を1からIoomV 、好適には1〜 30mMにする。
修飾ヘモグロビンは本分野で既知のいずれがの方法を使用して他の反応荊から分 離する。好適な実施例において、修飾ヘモグロビンは約7.4のpHて相溶性の 緩衝システムに対して限外濾過により分離しつる。
それに限定されるものではないが、安定化剤であるグルコースを修飾ヘモグロビ ン溶液に添加しつる。本発明の好適な態様において、グルコースは約5%の濃度 で添加できる。
5 、1.4.滅菌 ポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンは、次に、修飾ヘモグロビンの酸化及 び/又は酸素添加を生じない又は構造の変化を生じない条件下で、当該分野のい ずれがの既知の方法により滅菌しうる。本発明の好適な特定の態様において、修 飾ヘモグロビンは0.2 ミクロンの膜フィルターを使用して滅菌濾過される。
最終生成物は、4°Cて気体透過性血液バックに保存しつる。
5 、1.5.ポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンの特性化ポリアルキレ ンオキシド修飾ヘモグロビンは、次に、当該分野で既知の方法を使用して化学的 に特性化しうる。例えば、酸素解離曲線はP、。値を計算可能とする常法(例え ば、全弁ら、、 +970゜Biochim、 Biophys、 Acta  200 : 189−196)を使用して測定しうる。
測定するのか好ましい他のパラメーターは、メトヘモグロビン含量、粘度、透過 性、p)l及びヒル(Hill)定数である2酸素飽和曲線に対するpH変化の 影響は、パーチルか記載したようにして測定しうる(+971.血液酸素解離曲 線・哺乳動物“呼吸と循環”。
Altman及びDittmer編、 Federation of Amer ican 5ocieties forExperjmer+tal Biol ogy、ベセセダ)。
インビボ試験は、本発明の方法で製造されるポリアルキレンオキシド修飾bHb の安定性及び官能特性を測定するために使用しつる。かかる試験は、急性毒性反 応、修飾ヘモグロビンの血液循環時間、補体(complement)活性のだ めのアッセイ、蘇生努力におけるポリアルキレンオキシド修飾Hbの有効性の決 定、及びポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンの免疫原性の評価を含む。
急性毒性試験は、適当な実験動物において実施てきる。好適には、露出範囲が試 験され得る:例えば、 100%交換した輸血を受けた動物に比較して、50〜 70%交換した輸血を受けた動物を評価する。生命徴候及び視覚観察か記録され るべきてあり、試験するヘモグロビン調製物の一半減期に相当する見積り時間の 後で動物を犠牲にする。常法による組織学的評価は、肺、腎、肝又は脳を含む組 織に対する毒性作用の存在又は非存在を決定するために使用できる。
ポリアルキレンオキシド修飾Hbの血液循環時間は、例えば、これに限定される ものではないが、修飾Hbを有する交換輸血の後に段階的に集められた血液試料 のプラズマ画分のヘモグロビン濃度を(540nmで)モニターすることにより 評価しうる。ヘモグロビン消失は時間の関数としてプロットしうる。
蘇生努力におけるポリアルキレンオキシド修飾+(bの有効性は、実験動物血液 容積の実質的画分(好ましくは50%以上、より好ましくは70%以上)を6〜 8%濃度においてポリアルキレンオキシド修飾Hbで置換し、次いて、試験動物 の生存及び臨床的安定性(例えば、生命徴候)を促進する際のポリアルキレンオ キシド修飾Hbの有効性を決定することにより評価しうる。好ましくは、ポリア ルキレンオキシド修飾ヘモグロビンと他の血液代替物の仔効性の間で比較かなさ れる(例えば、乳汁を分泌したリンゲル液及び/又は全血液)。
ポリアルキレンオキシド修飾f飾Hbの免疫原性は、実験動物にポリアルキレン オキシド修飾Hbを接種し、次いて、免疫沈降(さらには、免疫電気泳動法を含 む)及びELISA法を含む通常の免疫ア・ソセイを使用してポリアルキレンオ キシド修飾Hb特異抗体を試験することにより評価しうる。
5.21本発明の有用性 安定で、酸素運搬において有効であり、そして非免疫原性であるポリアルキレン オキシド修飾ヘモグロビンを提供することにより、本発明はヒトのみならず動物 (例えば、家畜への使用)における安全で有効な赤血球代替物として使用しうる 。
本発明のポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンは、生理的食塩水を含むいず れかの適当な医薬担体に関連して使用され得る。
適当な担体中のポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンは4°Cて6〜8%修 飾されたヘモグロビンの液体調製物にて保存しうる:代わりに、ポリアルキレン オキシド修飾ヘモグロビンは粉末にし得る。更に、ポリアルキレンオキシド修飾 ヘモグロビンは4°Cて保存てき、輸血直前に生成物の完全性に損傷を与えるこ となくマイクロ波オーブンを使用して急速に暖めることができる。大事なことは 、ポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンの貯蔵の間にオキシヘモグロビンか 存在すると、メトヘモグロビンか加速された速度て生ずるように思われることか 観測されたことである:したがって、貯蔵時間を改善するためには、薬剤組成物 中に酸素除去剤及び/又は還元剤を加えることが望ましい。有効な酸素除去/還 元剤には、限定されるものではないが、システィン、グルコース及びマンニトー ルか含まれる。
本発明により製造されるポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンは、限定され るものではないが、ハイボボレミア(hypo−volemia)、ショック及 び貧血を含む多くの状態及び異常を治療するために使用できる。本発明のポリア ルキレンオキシド修11iHbは、即時の輸血を必要とする急性の状況において 特に有用であることが判明するであろう。例えば、ポリアルキレンオキシド修飾 Hbは37°Cで短時間安定であるから、予め加温された血清代替物の提供は、 すへての血液型に許容でき、大量の輸血を必要とする場合でも低体温症を伴なわ ない即時輸血を提供するために、手術室及び緊急医療施設において維持しうる。
同様に、本発明のポリアルキレンオキシド修飾Hbは、赤血球細胞変形(例えば 、鎌状赤血球危11りか生じた状態又は内因性赤血球が不足しているか又は損傷 を受けた状態を治療するために使用しうる。本発明の修飾ヘモグロビンの架橋及 び/又は置換度合を変えることによりヘモグロビン溶液の粘度を変えることがで き、それにより臨床上の使用か促進される。フリーイオンへの露出を減少させる ことにより、本発明のポリアルキレンオキシド修飾Hbはサラセミアを含む組織 への鉄沈着に関連する赤血球異常の治療において特に有効に使用しつる。
加えて、本発明の修飾ヘモグロビンは赤血球よりも小さいから、赤血球か到達で きない組織に酸素を運搬するために使用しつる。
例えば、本発明のポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンは血栓や狭窄により 障害のある血管を槙断させるのに使用でき、それゆえ、限定されるものではない が、心筋梗塞症、脳梗塞症(卒中)及び糖尿病(乾性種痘を含む)のような末梢 血管症状を含む症状において治療上使用しつる。
本発明の他の態様において、ヘモグロビンとポリアルキレンオキシドとの結合の 程度又は化学修飾前のヘモグロビンの脱酸素化の程度は、ヘモグロビンの酸素結 合親和性をコントロールするのに使用でき、そのことにより、種々の臨床的状態 に相応の分子をデザイン可能とする。例えば組織への最大効率の酸素放出が好都 合である場合、即ち、慢性の閉塞性肺動脈症の患者が自分自身の血液を酸素化し えない臨床的状態においては特に高いP、。値を有する修飾ヘモグロビンか望ま しいであろう。人工呼吸具に関連して危機的な急性の臨床条件では、高い酸素含 量をもつ吸気と結合して、生理的なヘモグロビンよりも高いP、。を有するポリ アルキレンオキシド修飾ヘモグロビンで部分的に交換された輸血が酸素運搬層を 助けるために使用され得る。同様に、ポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビン で交換され高いP、。をもつ輸血は、急性の二酸化炭素中毒に使用しつる。本発 明は、また、自然のへモグロピンよりも一層強固に一酸化炭素(CO)を結合し 、それゆえ、COの除去と酸素運搬のための自然のヘモグロビンの遊離を促進す るために使用できるポリアルキレンオキシド修飾ヘモグロビンをデザインするこ とを目的とする。同様に、修飾されたヘモグロビンの粘度は、より大きな又はよ り小さな分子量のポリアルキレンオキシド(それぞれ減少した又は増加した粘度 を生ずる)を使用することにより変化させつる。例えば、低粘度の修飾ヘモグロ ビン溶液は、赤血球変形に苦しむ患者、例えば、鎌状赤血球の患者の治療に用い ることができる。
重要なことは、ヘモグロビンか非ヒトの供給源に由来する本発明の態様において は、本発明のポリアルキレンオキシド修飾Hbは、肝炎、HIV、又はHTLV の潜在的な危険を実質的に育しておらず、対宿主性移植片病を引き起こす危険も ないことである。さらに、本発明のポリアルキレンオキシド修飾Hbの低い免疫 原性は、繰り返し輸血を必要とする患者の治療、例えば、血友病のような凝固障 害及び出血異常の患者のための治療に特に望ましい。
6、実施例に単官能性PEGにより修飾されたモノマー性牛ヘモグロビンの製造 6.1.材料及び方法 6 、1.1.牛ヘモグロビン ビオピユーレ(Biopure、 MA、)から牛ヘモグロビンを入手し、−2 0°Cて貯蔵した。
6 、1.2. ポリ (エチレングリコール)−N−スクシンイミドカーボネ ートの合成 メトキンPEGは、ユニオンカーバイト及び日本油脂から入手した。上記セクシ ョン5.1.2で記載したようにして、ザリブスキーらによる1989年4月1 9日出願の米国特許第07/340.928号に記載の方法に従かってPEGを 活性化した。
6 、1.3.ヘモグロビンの還元 オキシ−bHbを脱酸素し、メト−bHbを還元するために、6%の牛ヘモグロ ビンを30ミリモルの濃度のシスティンと反応させた。反応は、0.1MのNa C1と0.1vのNaHCOaの存在下、窒素気下で4°C01]H8にて実施 した。その後、反応は2時間続けた。
最初の還元工程が完了した後、システィン及び二重化したヘモグロビンサブユニ ットを除くために、アミコン社の中空ファイバー膜MWCO= 30.0OOD aを使用する限外濾過か行なわれた。
6 、1.4.ポリ (エチレングリコール)−N−スクシンイミドカーボネー トとの結合 PEG反応に先立って、ヘモグロビン含有溶液は、0.75MのNaC1濃度、 0.05MのNaHCOz濃度及び0.05Mのリン酸ナトリウム濃度となるよ うに調製した。5C−PEG (MW 5000)を20=1のモル比で添加し た。窒素気下で4℃、pH= 8.0にて反応を2時間続けた。
6.1.5. 2回目の還元 5C−PEGとの反応か完了した後で、残留するオキシ−bHb及びメト−bH bを変換するために30[11Mの濃度になるようにさらにシスティンを添加し た。2時間したら、O,I M NaC1,30mM NaHCO,、5mM  KCI。
3mMCaCl2及び0.9 mM !i1gclzを含有する溶液に対して限 外濾過を繰り返し、アスコルビン酸ナトリウム(10mM)、pH=7.4及び グルコースをPEG−bHb溶液に対し最終濃度か5%(W/V)になるまで添 加した。生成物は0.2 ミクロンのゼタボール(2etapor)膜フィルタ ーを使用して濾過滅菌した。
6.2.結果及び論考 上記PEG−bHbのProは29ミリHgであった(第■表)。置換度は15 %、コロイド浸透性は24mm1gであり、この生成物はエンドトキシン(LA L試験を使用)、パイロンエン(U、 S、 P、)くイロジエン試験を使用) を育しておらず、フエロンンアノセイ法(Carter、 1971゜Anal yt、 Biochem、40: 450−458)を使用すると遊離(フリー )鉄を有していないように思われた。70%交換輸血(70% exchang etransfusion)後、ラットに注射されたこの試料の半減期は約9時 間であった(第■表)。ラット血管内におけるメト−bHbの形成は、未修飾の ヘモグロビンの場合よりも実質的に低かった(第■表)。
7、実施例■:気体透過性膜を使用するヘモグロビンの脱酸素化生ヘモグロビン と5C−PEGの製造は、上述のセクション6の実施例■に記載したとおりに実 施した。
ヘモグロビンを還元するために、6%牛ヘモグロビンを気体透過性中空ファイバ ー膜(オキシゲネーターとして市販のもの)を通して、加圧された窒素に対して 再循環し、ヘモグロビンの脱酸素化を生ずるガス交換を達成した。操作は、窒素 雰囲気下で4°C1pH8において、0.1 M NaClと0. I M N a2HPO,の存在下で実施した。
反応は80%以上のデオキシHbか得られるまで続けた。
次いで、脱酸素化したbHbをPEGに結合させ、次いでアスコルビン酸を添加 せず、グルコースを396濃度になる迄添加したことを除いて、セクション6の 実施例Iに記載されたようにして2回目の還元を行なった。
このようにして製造された5C−PEG−bHbの物理化学的特性は、第■表に 示されている。観測されたPsoは24mmHgであり、置換度は16%であり 、修飾ヘモグロビンの70パーセント交換輸血をう・メトに与えて測定すると、 インビボにおける修飾ヘモグロビンの半減期は9.6時間であった(第V表参照 )。
8、実施例1[I:30:lのモル比の単官能性PEGに対するヘモグロビンの 結合 セクション7、実施例■のとおりにして、牛ヘモグロビンか製造され、脱酸素化 され、そして還元された。5C−PEGとの結合は、5C−PEG (MW 3 000)が30:1のモル比で添加されたことを除き、同様であった。2回目の 還元はセクション7、実施例■の記載のとおりに実施された。
この5C−PEG−bHbの物理化学的特性は第■表に示されている。観測され たP5゜は25mmHgで、置換度は32%で、ラットにおける70ツク−セン ト交換輸血で測定された半減期は12.4時間であった(第V表参照)。
9、実施例IV : 40 : 1モル比での単官能性PEGへのヘモグロビン の結合 モル比が40=1て5C−PEG (v’?12000)か添加されたことを除 イテ、上述のセクション8、実施例■に記載のとおりにして牛ヘモグロビンを修 飾した。
第■表に示されるように、こうして製造されたヘモグロビンは、Psoか20m mHgを示し、置換度は50パーセントであることが測定された。第7表に示さ れているように、ラットの70パーセント交換輸血の半減期は13.0時間であ った。
10、実施例■:最初に二官能性PEGで修飾され、次に単官能性PEGて修飾 された、重合性子ヘモグロビンの製造10.1.材料と方法 ]、O,1,1,牛ヘモグロビン 牛ヘモグロビンはビオピユーレ、MAから入手し、−20℃で貯蔵した。
10.1.2. ポリ (エチレングリコール)−ビス−N−スクシンイミドカ ーボネートの合成 上述のセクション5.1.2に記載のとおり、ザリプスキーらによる1989年 4月19日出願の米国特許第07/340.928号に示されている方法に従か って、BSC−PEGを製造した。
10、1.3.ヘモグロビンの還元 室素気下、0. I M NaClと0. I M NaHCOsの存在下、4 °C,pH=8.0にて、6パーセント牛ヘモグロビンを30mMのシスティン と反応させた。反応を2時間続け、その後、上述の6.1.3のようにして、溶 液を限外濾過させた。
10.1.4. BSC−PEGとの結合PEGとの結合に先立って、ヘモグロ ビン−1次いで、5C−PEG含を溶液は、NaClカ0.75M a6、Na HCOsカ0.5Ma度及U ’J ン酸t トリウムか0.05!11濃度と なるように調節した。BSC−PEG (MW 4600)を、2・lのモル比 (BSC−PEG : bHb)で添加した。反応は窒素気下て、4°C,pH =8にて1時間実施した。次いて、5C−PEG (MW5000)をモル比( SC−PEG : bHb)か101て添加した。反応は同一条件下でさらに1 時間続けた。
10.1.5. 2回目の還元 BSC−PEG及び5C−PEGとの反応か完了した後、残留するオキシーbH bとメト−bl(bを除去するためにl0mMの濃度でさらにシスティンを添加 した。2時間後に、O,IM NaC1,0,1!11 NaHCO,、5mM  KCI、3mM CaCl2及び0.9 mM CaCl2を含む溶液に対し て限外濾過を行ない。
p)I=7.47スコルビン酸ナトリウム(lomM)とグルコースを最終濃度 か5%(W/V)になるようにPEG−bHb溶液に添加した。生成物は、0. 2ミクロンのゼタボール膜フィルターを用いて濾過滅菌した。
+0.2.結果及び論考 上記PEG−bHbのPsoは32mmHgてあった。置換度は10パーセント 、コロイド浸透性は22mmHgであり、生成物は上記方法を使用するエンドト キシン、パイロジエン及び遊離鉄を含有していなかった。
70パーセントの交換輸血の後においてラットに注射されたこの実施例のものの 半減期は19時間であった。この実施例のものは、ラットにおいて12%の血管 内メトbHb形成を伴なっていた。
(本頁以下余白) 第■表 PEG−Hbの化学 実施例 コントトル I II I[、IV V修飾% 0 15 15 3+  50 6Hbに対するPEG5の平均Na07.27.7 14.9 24  3.8PEG−HI)の全分子量(KD) 64.5 100.5 103.5  109.2 +12.5 76.5濃度(%) 5.5 5,0 5.7 5 .5 5.4 5.0Pso (mmHg) 25 22 25 25 20  27メトHb (%) <5 6 <5 <5 <5 2粘度(CI)) 3. 0 3.6 4.5 3.8 3.2 4.0浸透圧(mmHg) 22 24  22 22 22 20ヒル(Hill)係数 2.4 2.58 2.2  2.05 1.8 2.2遊離鉄 (ミクロ g/dL) 24 ND 27  20 20 ND付加物 アスコルベート(m!J) 0 10 0 0 0 10デキストロース(%) 3 5 3 3 3 5エンドトキシン(EU) <、1 <、1 <、1 < 、1 <、1 <、+11、実施例■:インビポ研究 実施例I−■に従って製造されたヘモグロビンの70%変換輸血を与えられたラ ット又はコントロールのラット(自然の牛ヘモグロビン)のインビボの研究は、 第V表に示されている(カッコの中の数は輸血されなかったラットで得られた数 値である)。呼吸率かわずかに減少上血圧はコントロールに比較して最大約35 35%増大し、交換輸血に対して良好な生理的応答を示していることに注意され たい。
ラットのインビボのデータ(70%交換輸血において)中間時点でのメトーHM %ン 16.5 29.3 5.8 13.8 18.0 12.012、実施 例■、牛ヘモグロビン溶液中の還元剤12、1.材料及び方法 システィン、グルタチオン、N−アセチルシスティン、N−アセチルメチオニン 及びアスコルビン酸ナトリウムを含む試験還元剤の各々30mMを、不活性雰囲 気下で、pH=7.4及び4℃にて、0.1Mのリン酸ナトリウム、O,I M  NaHCOs及びO−I M NaC1を含む5%の牛ヘモグロビン溶液に添 加した。20時間後に、デオキシヘモグロビン(deoxy Hb) 、メトH b及び遊離鉄濃度を測定した。メトHbとデオキシHb濃度は、 05M3ヘム オキシメーター(ラジオメーター)を使用して、遊離鉄はフエロジンアツセイ法 (Carter。
+971. AnalYt、 Biocehm、 40: 450−458)に より測定した。
12.2.結果 試験したすべての還元剤のなかで、システィンか最高のデオキシヘモグロビンレ ベル及び最低のメトヘモグロビンレベルを有しており、試験した還元剤のいずれ かのうちで低い遊離鉄を伴なっていた。システィンの効率は、恐らく、酸素除去 剤及び還元剤として機能しうることによるものであろう。
第■表 デオキシHb(%)97.6 96.7 9.7 0 0メトHb(%) 0. 8 4.+ 11.9 18.8 19.613、実施例■ ガス交換によるヘ モグロビンの部分的脱酸素化、及び単官能性活性化ポリエチレングリコールを使 用するその修飾 牛ヘモグロビンはビオピユーレ、ボストン、MAから購入し、0.5 M Na Cl、O,l M Na2HPO,及び0.05M NaHCO3を含有させて 、6%濃度(g/di)に調整した。最終pHは7.8に調節し、全処理中の温 度は4〜6°に維持した。当初約94〜96%のすキンHbを含有していたこの 溶液の脱すキシ化は、窒素を充填した気相を育するHb温溶液含む密閉管を準備 し、G−240/I 1/セルガート(登録商標)ガス交換装置を通してHb温 溶液循環する一方で、ファイバーの外側空間にはlOp、 s、 iに加圧した 窒素を連続的に給気することにより実施された。脱酸素化の工程は、デオキシH bパーセントが20.35、50.70.90又は95パーセントになるまで、 市販の05M3ヘムオキシメーター(ラジオメーター、コペンハーゲン)を使用 して続けられた。
脱酸素化による予備状態調整に続いて、ポリエチレングリコール−スクシンイミ ジルカーボネート(SC−PEG、 M、W、5141)を注意深<Hb温溶液 加えた。
5C−PEGは、1個の活性化末端、即ち、スクシンイミジルカーボネートをも つ単官能性PEGポリマーである。N−ヒドロキシスクシンイミドはヘモグロビ ンのリジンとの反応において脱離基となる。5C−PEG : Hbのモル比は 12:1である。粉末PEGは均一な混合物とするためにHb溶液中で急速に混 合され、PEG−反応は1−1/2−2時間続けられた。この間に、反応管はデ オキシHbのレベルを維持するために空気に触れないように注意深く保持された 。PEG修飾か完了した後、再びデオキシHbのレベルを測定した(第■表参照 )。
精製は、アメリカンフルイド社、Richboro、 PAから購入したM、  W、カットオフが50kDである中空ファイバー限外濾過装置を用いて実施した 。慣用の正接平面限外濾過膜に比較してこの装置の利点は、6%PEG−Hb溶 液のような粘性のタンパク質溶液の操作か容易なことである。精製に続いて、ヘ ムオキサ−アナライザー(TCSメディカルプロダクト社、ハンチングトンバレ ー、 PA)によりPEG−HbのP、。を決定した。第■表に示されるように 、最大のP、。
値は修飾に先立ってデオキシHbのパーセントが50〜70%であるときに得ら れた。HPLCクロマトグラムによれば、こうして製造されたPEGヘモグロビ ンは、唯一個の四量体物質から成り、重合性はヘモグロビンか実質的に存しない ことか見い出されているので、極めて均一なものであるように思われた。1個の Hb分子に結合されたPEG残基の平均数は、約7.7であることか見い出され た。この生成物の測定した粘度は、6045(g/d、l)かつ37°Cにおい て4.2cpてあり、このコロイド浸透圧は24mmHgであることが見い出さ れた。
第■表 20 18 18 1.7 35 33 18 1.7 50 48 24 2.0 70 6g 28 2.2 90 88 22 2.0 95 92 22 2.0 本自然の基質不含bHb(ビオピユーレ、ボストン、MA から入手)は、P5 ゜か28mmHgて、ヒル係数は2.3である。
14、実施例■:化学的還元剤でヘモグロビンを部分的に脱酸素化し、単官能性 の活性化されたポリエチレングリコールを使用しての修飾 6%の牛ヘモグロビン(上述、セクション5)は、化学的還元剤である重亜硫酸 ナトリウムを使用して脱酸素化され、次いて、上記セクション13に記載の単官 能性的に活性化された5C−PEGを用いて修飾した。第1表は、PEG化する 前に種々の濃度の重亜硫酸ナトリウムにさらすことにより予備状態調整したヘモ グロビンを用いて製造したPEG−ヘモグロビンのP5゜及びヒル係数を示す。
重亜硫酸ナトリウムか添加された後、PEG化する前に一時間放置すると、脱酸 素化は安定化した。第1表に示されているように、7596デオキシHbである 予備状態調整されたヘモグロビンを製造するために、ヘモグロビンを100mM 重亜硫酸ナトリウムにさらした時に、最適P、。及びヒル傾向値か測定された。
第1表 30 59 18.5 1.8 50 63 19、O1,8 1007528、02,2 +75 95−100 24.0 2.015、実施例X:ガス交換によるヘモ グロビンの部分的脱酸素化、及び二官能性的に活性化されたポリエチレングリコ ールを使用する修飾 架橋ヘモグロビンを得るために、二官能性的に活性化されたポリエチレングリコ ール、即ち、ボリニチレングリコールービスースクシンイミジルカーポネート  (BSC−PEG、 !i1.W、5000)ヲBSC−PEG:Hbか2.5 :lのモル比で使用した外は、本質的に前記セクション13て記載したようにし て、3パーセントの牛ヘモグロビン溶液を製造し、脱酸素化し、そして修飾した 。HPLC分析によれば、約50%のI(b生成物は重合しているように思わF L(Hb2分子にPEG ]分子が結合)、他の50%はPEGにより分子内架 橋した四量体ヘモグロビンであるように思われた。この生成物の6%(g/di )溶液の粘度は、37°Cて4.5であり、コロイド浸透圧は20mmHgであ ることか見い出された。修飾前及びその後のデオキシHbのパーセント及び修飾 ヘモグロビンのP、。も前記セクション5に記載されているようにして測定され た(第■表参照)。最高のP5゜値は修飾前において61及び76%のデオキシ Hbi:関連して測定された。
本発明は、本明細書に記載された特定の態様による範囲に限定されるべきてはな い。実際に、本明細書に記載された事項に加えて本発明の種々の修飾は前述の記 載及び付属の図面から当業者には明らかになるであろう。かかる修飾は、特許請 求の範囲内にあることか意図される。
ここでは種々の文献か引用されているか、これらの開示は全面的に参考として取 り入れられる。
1b)′rb−(′NH2)。
マ FIGURE 1 補正書の写しく翻訳文)提出書 (特許法 第184条の7第1項) 平成4年5月22日

Claims (58)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.化学的に修飾されたヘモグロビンの製造方法であって:(i)ヘモグロビン の還元および脱酸素化を行い;そして(ii)工程(i)の還元・脱酸素化ヘモ グロビンを活性化ポリアルキレンオキシドに、ヘム酸素結合部位の構造完全性を 保持する条件下で結合させる; ことを含んでなる方法。
  2. 2.システインを使ってヘモグロビンの還元および脱酸素化を行う、請求項1の 方法。
  3. 3.システインの濃度が約30mMである、請求項2の方法。
  4. 4.高アニオン濃度を用いて、ヘム酸素結合部位の構造完全性を保持する条件を 整える、請求項1の方法。
  5. 5.アニオンが塩化物イオンである、請求項4の方法。
  6. 6.ポリアルキレンオキシドがポリ(エチレングリコール)からなる、請求項1 の方法。
  7. 7.ポリアルキレンオキシドがポリ(エチレングリコール)からなる、請求項2 の方法。
  8. 8.ポリアルキレンオキシドがポリ(エチレングリコール)からなる、請求項3 の方法。
  9. 9.ポリアルキレンオキシドがポリ(エチレングリコール)からなる、請求項4 の方法。
  10. 10.ポリアルキレンオキシドがポリ(エチレングリコール)からなる、請求項 5の方法。
  11. 11.ポリアルキレンオキシドとヘモグロビンをウレタン結合によって結合させ る、請求項1の方法。
  12. 12.ポリアルキレンオキシドとヘモグロビンをウレタン結合によって結合させ る、請求項2の方法。
  13. 13.ポリアルキレンオキシドとヘモグロビンをウレタン結合によって結合させ る、請求項3の方法。
  14. 14.ポリアルキレンオキシドとヘモグロビンをウレタン結合によって結合させ る、請求項4の方法。
  15. 15.ポリアルキレンオキシドとヘモグロビンをウレタン結合によって結合させ る、請求項5の方法。
  16. 16.ポリ(エチレングリコール)とヘモグロビンをウレタン結合によって結合 させる、請求項6の方法。
  17. 17.ポリ(エチレングリコール)とヘモグロビンをウレタン結合によって結合 させる、請求項7の方法。
  18. 18.ポリ(エチレングリコール)とヘモグロビンをウレタン結合によって結合 させる、請求項8の方法。
  19. 19.ポリ(エチレングリコール)とヘモグロビンをウレタン結合によって結合 させる、請求項9の方法。
  20. 20.ポリ(エチレングリコール)とヘモグロビンをウレタン結合によって結合 させる、請求項10の方法。
  21. 21.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−N− スクシンイミドカーボネートである、請求項1の方法。
  22. 22.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−N− ルスクシンイミドカーボネートである、請求項2の方法。
  23. 23.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−N− スクシンイミドカーボネートである、請求項3の方法。
  24. 24.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−N− ルスクシンイミドカーボネートである、請求項4の方法。
  25. 25.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−N− ルスクシンイミドカーボネートである、請求項5の方法。
  26. 26.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−ビス −N−スクシンイミドカーボネートである、請求項1の方法。
  27. 27.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−ビス −N−スクシンイミドカーボネートである、請求項2の方法。
  28. 28.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−ビス −N−スクシンイミドカーボネートである、請求項3の方法。
  29. 29.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−ビス −N−ルスクシンイミドカーボネートである、請求項4の方法。
  30. 30.活性化ポリ(エチレングリコール)がポリ(エチレングリコール)−ビス −N−スクシンイミドカーボネートである、請求項5の方法。
  31. 31.活性化ポリアルキレンオキシドがポリアルキレンオキシドの活性カーボネ ート誘導体である、請求項1の方法。
  32. 32.活性化ポリアルキレンオキシドがポリアルキレンオキシドの活性カーボネ ート誘導体である、請求項2の方法。
  33. 33.活性化ポリアルキレンオキシドがポリアルキレンオキシドの活性カーボネ ート誘導体である、請求項3の方法。
  34. 34.活性化ポリアルキレンオキシドがポリアルキレンオキシドの活性カーボネ ート誘導体である、請求項4の方法。
  35. 35.活性化ポリアルキレンオキシドがポリアルキレンオキシドの活性カーボネ ート誘導体である、請求項5の方法。
  36. 36.工程(i)においてヘモグロビンを部分的に脱酸素化して、デオキシヘモ グロビンのパーセントが少なくとも約50パーセントで、80パーセントを越え ないようにする、請求項1の方法。
  37. 37.工程(i)においてヘモグロビンを約30mMの濃度のシステインで還元 し、次いで工程(ii)において約IMの塩化物濃度でポリ(エチレングリコー ル)−N−スクシンイミドカーボネートに結合させる、請求項1の方法。
  38. 38.工程(i)において気体透過性膜を通すガス交換によりヘモグロビンを脱 酸素化する、請求項1の方法。
  39. 39.工程(ii)においてヘモグロビンをポリ(エチレングリコール)−N− スクシンイミドカーボネートに約30:1のモル比で結合させる、請求項38の 方法。
  40. 40.工程(ii)においてヘモグロビンをポリ(エチレングリコール)−N− スクシンイミドカーボネートに約40:1のモル比で結合させる、請求項38の 方法。
  41. 41.工程(i)においてヘモグロビンを約30mMの濃度のシステインで還元 し、次いで工程(ii)において約IMの塩化物イオン濃度でポリ(エチレング リコール)−ビス−N−スクシンイミドカーボネートに結合させる、請求項1の 方法。
  42. 42.ヘモグロビンを脱酸素化して、デオキシヘモグロビンのパーセントが少な くとも約50パーセントで、しかも約80パーセントを越えないようにすること からなる、化学的修飾に先立ってヘモグロビンを予備状態調整する方法。
  43. 43.酸素化ヘモグロビンを不活性ガスにさらして、(i)ヘモグロビンから酸 素を取り除き、かつ(ii)デオキシヘモグロビンの最終パーセントが少なくと も約50パーセントで、しかも約80パーセントを越えないようにすることから なる、化学的修飾に先立ってヘモグロビンを予備状態調整する方法。
  44. 44.気体透過性膜を通して不活性ガスに酸素化ヘモグロビンをさらす、請求項 43の方法。
  45. 45.気体透過性膜がポリプロピレン膜である、請求項44の方法。
  46. 46.気体透過性膜がセルロースアセテート膜である、請求項44の方法。
  47. 47.酸素化ヘモグロビンを有効濃度の化学的還元剤にさらして、(i)ヘモグ ロビンから酸素を取り除き、かつ(ii)デオキシヘモグロビンの最終パーセン トが少なくとも約50パーセントで、しかも約80パーセントを越えないように することからなる、化学的修飾に先立ってヘモグロビンを予備状態調整する方法 。
  48. 48.化学的還元剤がアスコルビン酸ナトリウムである、請求項47の方法。
  49. 49.化学的還元剤が二チオン酸ナトリウムである、請求項47の方法。
  50. 50.化学的還元剤が重亜硫酸ナトリウムである、請求項47の方法。
  51. 51.重亜硫酸ナトリウムの有効濃度が約100mMである、請求項50の方法 。
  52. 52.20mmHgより大のP5oを有する、ポリアルキレンオキシドに結合さ れたヘモグロビンからなる、化学的修飾ヘモグロビン。
  53. 53.ポリアルキレンオキシドがポリ(エチレングリコール)である、請求項5 2の化学的修飾ヘモグロビン。
  54. 54.ヘモグロビンが分子内架橋されている、請求項52の化学的修飾ヘモグロ ビン。
  55. 55.ヘモグロビンが分子間架橋されている、請求項52の化学的修飾ヘモグロ ビン。
  56. 56.ヘモグロビンがポリアルキレンオキシドにウレタン結合によって結合され ている、請求項52の化学的修飾ヘモグロビン。
  57. 57.ヘモグロビンがポリアルキレンオキシドにウレタン結合によって結合され ている、請求項53の化学的修飾ヘモグロビン。
  58. 58.適当な製剤学的担体中に請求項52の化学的修飾ヘモグロビンを含んでな る医薬組成物。
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