TW201116308A - An immunoactivation blood perfusion filter for the treatment of malignant tumors - Google Patents

Description

201116308 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 相關申請案之交互引述 本申請案係基於2009年1M 8曰提出申請之第61/ 撕，867號美國暫准中請案及主張其利益。該暫准中請案所 仰賴的完整揭露内容在轉人本案以為參考資料。 發明領域 本發明係有關於用於治療惡性腫瘤之免疫活化血液灌 注液過濾器。 C jttr 系奸】 前言 惡性腫瘤可在免疫受到抑制的病患中發生。身體内每 天產生數目眾多的惡性腫瘤細胞。幸齡免疫系統辨識出其 4為非正吊或非自體”細胞，及因而每天將其等消滅。 因此’若免疫系統發揮應有的功能，則發生癌症的機會降 低。 可絰由疫田接種而活化免疫系統。然而，當使用疫苗 時’病患本身的免疫系統所產生對於癌症細胞之攻擊並不 夠強。需要更有效與更強力的免疫攻擊，方能消滅尚未被 病患的m統辨識為待消滅細胞之惡性腫瘤細胞。因 此’惡性腫瘤之治療不僅涉及手術移除驢瘤的初發病灶， 亦涉及藥物與輪射療法以消滅身體内可能的轉移性腫瘤細 胞。不幸地，抗癌藥物療法產生各種類型的不良副作用， 而常常必需在達成有效的治療結果之前中斷藥物療法。 201116308 以前，用於抑制病患的免疫系統之析離療法，曾用於 治療自體免疫疾病。就該等類型的病患而言，血液中造成 自體免疫疾病的致病分子之移除作用展現治療效果。就該 等類型的病患而言，經由析離術移除體液因子諸如自體抗 體、免疫複合體、細胞介素及活化型補體以及細胞因子諸 如白血球。該類型的療法在病患中產生一種免疫抑制狀 態，其對於免疫系統之效果正與治療一癌症病患所需者相 反。 【發明内容】 發明概要 本發明提供藉由使用存在於一析離管柱中之一種體外 血液灌注液過濾器而強力地活化一個體的免疫系統之一種 方式。所產生的免疫活化作用導致經由細胞凋亡而消滅惡 性腫瘤細胞。然而，本發明的方法對於該個體造成顯著的 生理影響，包括暫時性低血壓與缺氧。為管控該等影響， 該體外析離術係在該個體全身麻醉下進行。全身麻醉連同 仔細監測血壓與氧飽和度確保安全地活化該個體的免疫系 統，及消除與該程序相關聯之任何不舒適。不僅在析離程 序期間，亦在體内免疫活性調控的6小時期間，施用全身麻 醉。 可能使用具生物不相容性材料之一種灌注液過濾器， 而導入免疫刺激作用。將病患血液以約1〇〇毫升/分鐘的速 率灌注通過含有該過濾器的一種析離管柱達1小時，可產生 該狀態。本發明的方法在體外循環的最初30分鐘期間導致 4 201116308 免疫活化作用。用於藉由免疫活化 該分子手術程序，在最初 直::性腫瘤之 效應，及在數小時内回復正常。該等内==與可控制性 :::血球減少(“球減少;二 成缺Γ最低的血液氧水平係在裎相㈣分鐘後發生。 精由減少通過析離管柱之血流及藉由對於該個體 ί理協助’可逆轉該等效應。該等協助包括以氣管内管進 灯全身麻醉、控制域(持續監測血壓）及㈣供氧(持續監 測血氧飽和度）。 因為免疫活化析離系統所引發之暫時性休克症侯群， 以前並未独或在臨床±使频㈣纽活化管柱。馨於 與其等的使用相關聯之休克症狀，美國食品藥物管理局 (United States Food and Drug Administration)已將該等析離 系統歸類為臨床上不安全。本發明的方法藉由提供強力地 活化免疫系統及同時控制伴隨如本發明的一種血液灌注液 過濾器之使用的休克症狀之一種方式，而克服該問題。 由存在於本發明之血液灌注液過濾器中的生物不相容 性材料所引發之受控的免疫休克，在實驗動物產生一種免 疫活化狀態。為提供一種安全、無痛、有效及可重複的治 療結果，不僅在1小時的析離程序期間，亦在另外的5小時 期間’提供以氣管内插管施行的全身麻醉作用。在動物實 驗期間，並無經歷該程序治療的動物死亡，亦未展現任何 與程序相關的身體或感官異常。 所提供約6小時的全身麻醉，不僅包括休克之低血壓與 201116308 缺氧階段的最初30分鐘，亦包括動物在血流動力學上變為 正常之恢復階段。在6小時之後，肺中所聚積的白血球已釋 回至體循環。在析離術的初始階段，顆粒性白血球幾乎減 少100%而淋巴球僅減少4〇至50%，其在該個體的免疫系統 中造成由淋巴球佔優勢的暫時性狀態。在全身麻醉的6小時 期間’免疫刺激性細胞介素可增加高達Moo 倍。在6小時之後，血液中的白血球計數幾乎回復至程序前 的水平，及稍後進一步增加。在4天之後，白血球計數為程 序前之水平的二倍以上。二星期之後，細胞與體液的活化 作用則回復正常。 藉由本發明的方法所提供之誘發型免疫刺激作用，在 用於治療惡性腫瘤及用於治療無法治癒的感染性疾病包括 後天免疫不全症侯群(AIDS)上可具有治療效果。 圖式簡單說明 第1圖提供因本發明的析離方法之故而在病患中發生 免疫活化效應之一示意圖。不僅活化體液因子，亦活化細 胞因子。 第2圖顯示使用一種手製赛珞凡(cellophane)膜的血液 透析（血流為200毫升/分鐘)之3小時體外循環的結果。相較 於析離術所用的合成膜，賽路凡(cellophane)膜被認為與血 液較不相容。 第3圖提供因使用本發明的免疫活化過濾器之析離術 所引起的生理影響之一示意圖，其包括白血球暫時截留在 肺微血管中。 6 201116308 A si ,4丁使用下列生物不相容性材料之析離術隨時 =移對於血液中的白血球計數之效應：聚乙稀㈣、聚 甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、 )I乙烯醇（PVA)及乙酸纖維素 (IA) 〇 第5A圖提供如本發明 又—析離管柱實例之示意圖。第 5B圖係該管柱的一實施例之相片。 第圖4下使用下列生物不相容性材料：聚乙缔(pE)、 聚甲基丙雜M(PMMa)、聚乙騎(pvA)及乙酸纖維素 (CA)之析離術隨時間推移對於補體活化作用之效應，如藉 由入口血液與出口錢中的因子^所測量。 第7圖提供包括一注射器與一種生物不相容性材料的 一種小型血液過濾管柱之示意圖。 第8圖顯示以酸與鹼或以鹽水處理埃及棉對於過濾通 過經處理的棉之血液中的特定細胞類型計數之效應：紅 血球(RBC)、（B)白血球(WBC)、（C)血小板(Pit)及(D)嗜中性 白血球與淋巴球。“之前”試樣係指自過濾之前的血液試樣 所得之細胞計數。就RBC而言，Y軸測量每微升的過濾後血 液之細胞數目xlO4。就WBC而言，Y軸測量每微升的過濾後 血液之細胞數目。就Pit而言，Υ軸測量每微升的過濾後血 液之細胞數目xlO4。就嗜中性白血球與淋巴球而言，γ軸測 量每微升的過濾後血液之細胞數目。 第9圖顯示不同類型的棉纖維與PVA纖維自全血移除 特定細胞類型的能力之比較：（A)RBC、（B)WBC、（C)Plt及 (D)嗜中性白血球與淋巴球。“之前”試樣係指自過濾之前的 201116308 金液试樣所得之細胞計。就RBC而言，Y軸測量每微升的 過濾後血液之細胞數目xl04。就WBC而言，Υ軸測量每微升 慮ϋ液之細胞數目° 而言’ υ軸測量每微升的 過|後|液之細胞數目。就嗜中性白血球與淋巴球而 ° ¥轴’則里每微升的過濾後血液之細胞數目。 第10圖顯+ τ β 項不不同類型的棉纖維自全血移除嗜中性白血 球與淋巴球的能力之比較。 第11圖顯示密度為0.125克/毫升的埃及棉纖維自不同 體積的全轉除料細胞類型 之能力：（A)RBC、（B)WBC、 (C)Plt及(D)嗜巾性自血球與淋巴球。“之前，，試樣係指自過 濾之則的血液試細得之細胞計數 。各圖式的Y軸測量每微 升的過渡後ik液之細胞數目。RBC與喝以細胞數目xlo4/ 微升之形式測量。WBC與嗜中性白血球/淋巴球係以細胞數 目/微升的形式測量。 第12圖顯示密度為0.05克/毫升的埃及棉纖維自不同體 積的全血移除特定細胞類型之能力：（A)RBC、（B)WBC、 (C)Plt及(D)嗜中十生白血球與淋巴球。“之前，，試樣係指自過 慮之別的血液s式樣所得之細胞計數。各圖式的Y軸測量每微 升的過濾後血液之細胞數目。RBC與Pit係以細胞數目xl04/ 微升之形式測量。WBC與嗜中性白血球/淋巴球係以細胞數 目/微升的形式測量。 第U圖顯示埃及棉纖維的密度對於其等自不同體積的 全血移除特定細胞類型的能力之效應：（A)RBC、（B)WBC、 (C)Plt及(D)嗜中性白血球與淋巴球。“之前，，試樣係指自過 201116308 濾之前的血液試樣所得之細胞計數。 第14圖顯示生物化作用對於埃及棉纖維自全血移除 (A)RBC與(B)WBC的能力之效應。在生物化作用中使用濃 度為1%、0.1°/。及0°/。的明膠。就0%試樣而言’僅使用戊二 醛。非生物化試樣係以水處理。“之前”試樣係指自過濾之 前的血液試樣所得之細胞計數。 第15圖顯示生物化作用對於埃及棉纖維自全血移除 (A)Plt與(B)嗜中性白血球與淋巴球的能力之效應。在生物 化作用中使用濃度為1〇/〇、〇·1〇/ο及0〇/〇的明膠。就〇%試樣而 言，僅使用戊二醛。非生物化試樣係以水處理。“之前，，試 樣係指自過濾之前的血液試樣所得之細胞計數。 第16圖顯示生物化作用對於絲纖維自全血移除 (A)RBC與(B)WBC的能力之效應。在生物化作用中使用濃 度為1%、0.1%及0%的明膠。就0°/。試樣而言，僅使用戊二 醛。非生物化試樣係以鹽水處理。“之前”試樣係指自過淚 之前的血液試樣所得之細胞計數。 第17圖顯示生物化作用對於絲纖維自全血移除（A)pu 與(B)嗜中性白血球與淋巴球的能力之效應。在生物化作用 中使用濃度為1%、0.1%及0%的明膠。就〇%試樣而言，僅 使用戊二醛。非生物化試樣係以鹽水處理。“之前，，試樣係 指自過濾之前的血液試樣所得之細胞計數。 第18圖顯示以弱離子束照射的生物化作用對於埃及棉 纖維自全血移除(A)RBC、（B)WBC、（C)Plt及(D)嗜中性白 血球與淋巴球的能力之效應。 201116308 第19圖顯示以強離子束照射的生物化作用對於埃及棉 纖維自全血移除(A)RBC、（B)WBC、（C)Plt及（D)嗜中性白 血球與淋巴球的能力之效應。 第2〇圖顯示血液灌注之前與之後的白血球分析。（A)嗜 中性白血球與(B)淋巴球。 第21圖顯示如本發明之一實施例進行6小時灌注之狗 的血壓與體溫。 第22圖顯示在如本發明之一實施例的灌注期間與之後 之狗的WBC、RBC、Pit及血纖維蛋白原水平。 第23 A-C圖顯示在如本發明之一實施例的灌注期間與 之後之狗中的淋巴球 '嗜中性白血球及單核白血球恢復之 動力學。Y軸測量在各時間點之全血中所存在的各細胞類型 之數目。 第24A-C圖顯示在如本發明之一實施例的灌注期間與 之後之狗中的淋巴球、嗜中性白血球及單核白血球恢復之 動力學。Y軸係指在各時間點之狗的全血中所存在之總細胞 的百分比形式之各細胞類型。 第2 5圆顯示在如本發明之一實施例的灌注期間與之後 之狗的血液中之腫瘤壞死因子a(TNFoi)與介白素6(IL-6)的 水平。Y軸係以皮克/毫升為單位測量細胞介素的存在量， 而X軸代表自灌注開始後之分鐘數。 第26圖顯示在藉由本發明的方法治療之後一析離術接 支者的血液中之白血球動力學之一圖。X軸顯示與析離術開始 所經過的時間長度相關聯之各階段。Y軸顯示白血球計數的相 10 201116308 關單位，析離術開始時之血中的白血球水平係指定為丨〇。 t;實万包方式3 發明之詳細說明 如上述，在一個體的身體内每天產生數目眾多的惡性 腫瘤細胞。幸虧免疫系統辨識出其等為異常細胞及每天將 其寺消滅。若免疫系統發揮應有的功能，則發生癌症的機 會降低。不幸地，若一個體的免疫系統受到抑制，則不將 癌症細胞辨識為待消滅的外來細胞。在該情況下，癌症細 胞係存留於在宿主中無限制生長的一惡性腫瘤中。 為發展用於惡性腫瘤的治療性療法，本發明提供在病 患中產生免疫活化狀態之一種安全、有效及可重複的方 法。在一實施例中，該病患係一人類病患。在另一實施例 中，該病患係一種非人類動物，在該情況下本發明可用於 獸醫環境中。非人類動物包括但不限於貓、狗、牛與馬。 目前，可能藉由血液淨化作用（析離術)抑制病患的免疫狀 態。可能藉由析離術移除負責維持一個體的免疫系統活化 狀態之血漿因子及/或細胞因子。見n〇s0k1995年乙文。該 血液淨化方法係用於治療自體免疫疾病的病患。以前，析 離私序係用於治療自It免疫疾病，諸如類風祕關節炎或 /貝癌ϋ結腸炎。反之’曾試圖自—癌症病患移除造成免疫 抑制作用之眾多分子與細胞因子，但該析離術的冶療效果 並未顯示對於罹患惡性腫瘤的病患具有任一正面結果。見 Tani於1998年乙文。 誠然，如第1表所示，用於治療—惡性腫瘤之有效療法 201116308 係涉及免疫系統的活化作用，而非免疫系統的抑制作用。 因此，免疫抑制性析離技術未能成功地治療惡性腫瘤。當 一個體的身體健康及具有正常的免疫系統時，癌症細胞會 被消滅而不形成腫瘤。當免疫系統受到抑制時，癌症細胞 趁機在體内複製，而在該個體中形成癌症。當長期地過度 刺激該個體的免疫系統時，則可產生自體免疫疾病。因此， 在癌症之情況下，成功的療法係涉及對於受抑制的免疫系 統之刺激作用。 第1表 正常 細胞 外來體與 異常細胞 疾病 癌症療法 自體免疫1 疾病4法| 免疫系統的活 化作用 消滅 消滅 自體免 疫疾病 Ί 正常 維持 消滅 健康 i k 1 Μ 受抑制的免疫 系統 維持 維持 癌症 感染 基於上述理論基礎，一惡性腫瘤之治療係涉及將一個 體的免疫功能增強至正常水平。因此，經治療的個體之身 體恢復辨識出癌症細胞為異常細胞之能力，及惡性細胞被 該個體回復正常的免疫系統消滅。免疫功能之增強可用於 治療與免疫抑制相關聯之任一疾病，包括癌症及諸如細 菌、真菌或病毒感染之感染性疾病。在一實施例中，癌症 係以體内之一或多種實體腫瘤的形式顯現。在另一實施例 中，癌症不以一實體腫瘤的形式顯現，例如在白血病之情 況下。在一實施例中，病毒感染可為一種人類免疫不全病 毒（HIV)感染，或一種肝炎病毒感染諸如A型肝炎病毒 12 201116308 (HAV)、B型肝炎病毒(HBV)或C型肝炎病毒(HCV)。 本發明提供藉由使用一種析離技術而活化一病患之受 抑制的免疫狀態之一種治療方法。已使用卡介苗（BCG)，以 提供對抗肺結核細菌之免疫活化作用（Grange於2009年乙 文）。不幸地，BCG的效果極微。本發明提供刺激一病患的 免疫功能之一種更有效的方法，使其在治療與免疫抑制相 關聯之疾病或感染性疾病方面更為有效。 本發明的析離技術使用包含一種生物不相容性材料之 種血液灌注液過渡器。如用於此之一種“生物不相容性材 料” ’係因身體直接（如導入體内）或間接（如經由體外循環) 暴露之故而引發身體反應之一種材料，不論該反應是一種 免疫反應或一種生理反應諸如形成一抗體。業已發展出用 於治療自體免疫疾病之膜式血液淨化系統。見Nos0於2000 年乙文。就該等血液淨化析離系統而言，技藝中之該等人 士使用由血液相容性材料製成的過濾器，以避免活化病患 的免疫系統，即使該等系統係移除構成自體免疫疾病基礎 的細胞與分子因子。 在生物不相容性析離過濾器造成免疫活化作用之情況 下’病患必需遭受多種副作用包括低血壓、呼吸衰竭、噁 心、嘔吐、過度發汗、發冷及顫抖。如用於此之“免疫活化” 或“免疫系統的活化作用，，，係指免疫系統的細胞諸如淋巴 球之數目及/或功能之增加，及/或與B細胞及抗體製造作用 連同細胞介素生產作用相關之免疫系統的體液功能之增 加。在一實施例中，該細胞介素生產作用可為TNF-ct及/或 13 201116308 IL-6之製造作用。料該等副作用，包括美國舰與日本厚 生省之政府機關’禁止該等析離過;慮器的臨床使用。因此， 引發用於治療惡性_的有效免疫活化作用之該等生物不 相容性析離過濾器，在臨床上並未獲得核准。 本發明提供藉由使用—種析離技術中的生物不相容性 材料而活化—病患之受抑制的免錄態之-種治療方法。 雖然可能在該技術巾發Μ作用諸如低⑥壓與缺氧，本發 明提供以-安全與受財切化m狀—種方法。如 上所提及，已使用析離術以外的技術諸如BCG疫苗，以提 供對抗肺結核細菌的免疫活化作用（Grange於2009年乙 文）。不幸地，BCG的效果極微。本發明提供刺激一病患的 免疫功能之一種更有效的方法，使其在治療與免疫抑制相 關聯之疾病或感染性疾病方面更為有效。 其他研究團隊已使用乙酸纖維素以刺激癌症病患的免 疫系統(Yonekawa於1997年乙文）。Y〇nekawa博士使用乙酸 纖維素珠（日本抗體研究所papanese Antibody Research

Institute))管柱治療癌症(Y〇nekawaM 1992年乙文）。在9名病 患中’ 8名的主觀症狀諸如疼痛與疲倦獲得改善。然而，該 乙酸纖維素珠管柱過濾器的有效性需要多次的治療，及即 使如此亦未產生明確的結果。為了更有效地治療癌症病 患’需要藉由生物不相容性更高的過濾器之更多的免疫活 化作用。 另一研究團隊已使用Immugard R(日本的泰爾茂 (Terumo)公司）及旭化成醫療器材(AsaHI Kasei Medical)股 201116308 份有限公司的一種Cellsorba管柱治療潰瘍性結腸炎。相較 於旭化成(ASAHI)過濾器’泰爾茂（Terumo)過濾器在用於治 療潰瘍性結腸炎方面所顯示的臨床結果較佳。Cells〇rba管 柱係使用聚酯纖維。 曾在肺與胃腸道的惡性腫瘤之治療上，試圖使用另外 一種析離管柱。第一種管柱稱作jmUgar(j，係由日本的泰爾 茂（Terumo)公司所製造，其試驗地含有來自海島棉 (G⑽邓/麵hrk办則e)植物的棉纖維（八脱⑽於丨996年乙 文）。當該管柱用於析離術時，病患經歷到暫時性低血壓、 白企球的暫時性減少及補體活化作用。在體外循環開始 時，連同發生暫時性低血壓與白血球的暫時性減少。亦相 當顯著地發生補體活化作用。因為併發症，FDA&未核准 s玄管柱的臨床使用。泰爾茂（Terum〇)公司然後藉由將來自 棉纖維的纖維換為合成纖維，而試圖降低過濾器的生物不 相谷性。然而，該種做法使得管柱喪失用於治療感染與用 於治療^性腫狀有效性’但仍保有用於治賴風濕性關 節炎之有效性(Amano於1996年乙文）。從本質上而言，當過 濾器的生物不相容性降低時，泰爾茂（Terum〇)管柱係自一 種免疫活化性管柱轉變為-種免疫抑制性管柱。目前泰爾 茂(Terumo)公司使用聚胺甲酸酿過濾器，及其等的 Immugard係主要在輸血時用於移除白血球。 第二管柱含有純化的金黃色葡萄球菌⑼—。⑽ ㈣)蛋白A，其對於免疫複合型賊抗體具有高親和力。 當該官柱用於析離術時’病患經歷到暫時性低血壓與發 15 201116308 冷。藉由蛋白A管柱亦獲致類似的經歷。亦曾在癌症療法中 嘗試使用該管柱（Messerschmidt於1998年乙文及Ainsworth 於1988年乙文）。然而，如同泰爾茂（Terum〇)管柱，在體外 循環開始時發生併發症諸如低血壓與發冷。因而FDA再度 堅持應製造生物相容性更高的蛋白A管柱，在蛋白A管柱的 製造商成功地改善其生物相容性之後，該蛋白八管柱不再具 有用於治療惡性腫瘤之功能，但仍為用於類風濕性關節炎 之一種療法(Levy於2003年乙文）。 在藉由該等生物不相容性析離過濾器活化免疫系統之 凊况下，病患遭受多種副作用包括低血壓、呼吸衰竭、。惡 〜、嘔吐、過度發汗、發冷及顫抖。包括美國FDA與日本 厚生省之政府機關自然禁止該等析離過濾器的臨床使用。 因此，引發用於治療惡性腫瘤的有效免疫活化作用之該等 生物不相容性析離過據器，纟臨床上並未獲得核准。然而， 在各案例中’當生物相容性獲得改善時對於惡性腫瘤之 效果隨即消失。因此’在減少該制作用的過程中，—Μ 管柱喪失其對於Μ細蚊妓性，但财舰治療類風 渴性關節炎或潰癌性結腸炎。類似地，當蛋白Α管柱進行改 質以減少副作用時，亦喪失其對抗腫瘤細胞之有效性，反 效治療類風濕性關節炎。類風濕性關節炎與潰瘍 性結腸炎二者皆為與一種過度活化的免疫反應相關聯之病 况’顯明改質後的管柱係、作用於抑制病患的免疫系統。 總而言之，當-析離管柱經改質以降低其生物不相容 ，生時’所得的管柱係藉由移除自體抗體(特別是_亞型）、 201116308 移除免疫複合體及/或移除免疫刺激性細胞介素，而作用於 抑制病患的免疫系統。反之，含有生物不相容性材料之析 離s柱係藉由增加抗體製造作用、增加細胞介素製造作用 及將病患血液中的白血球族群偏斜朝向一種淋巴球佔優勢 的狀態，而作用於刺激免疫系統。 為提供用於治療惡性腫瘤與感染性疾病之一種臨床上 有致的治療方法，本發明在病患中引發一種受控的休克狀 態。換言之，本發明提供在一析離管柱中使用生物不相容 性材料之一種方式，以引發暫時但有利的免疫系統刺激作 用，同時控制可能伴隨該刺激作用之副作用。若未提供該 種強力的免疫刺激作用，則降低免疫系統經由細胞凋亡而 奴死腫瘤細胞之能力。目前所提供的析離術不具有任何心 血官保護作用，對於臨床應用而言係不可接受的。可藉由 使用全身麻醉’控制與免疫休克之引發相關聯的副作用。 依此方式，本發明提供一種分子手術類型，其中在分子層 面改變病患的免疫系統，以追捕及殺死致病細胞。 在20世紀所進行的傳統手術與21世紀所倡議的分子手 術之間的差異，係歸納於第2表中。 第2表 --- 20世紀的傳統手術 分子手術(21世紀）〜〜 移除工具 ----- 刀與剪 膜纖維與顆粒 〜 移除標的 S---- 惡性及/或受損組織 血液之細胞與體液分子^' ____程序 切割與縫合 體外血液療法 〜 結果 —_ 新組織之再生 免疫活化作用或免疫抑制ϋ L 、麻醉 全身或局部 全身 〜 17 201116308 观紀的手術程序係涉及在全身騎下，藉由刀剪移耗 織紀的血液淨化程序係在全身麻醉下，藉由血液淨 化（析離術)移除分子與細胞組分。就癌症治療的該分 子方法而言，並無通常與目前用於癌症治療的輕射療^ 化學療法相_之併發症㈣仙4不需要損及病串的 正常細胞’而單單消滅異常的惡性腫瘤細胞。同時1測 小型轉移區域以施用有效的輕射療法係非常困難的。簡^ 之’此時並無用於治療惡性腫瘤之有效療法。因此，在^ 世紀，癌症的治療程序應為全身麻醉下的分子手術。 以前，臨床析離程序係在人類未施用全身麻醉之情況 下進行1而’狗之實驗析離術程序係在全身麻醉之情況 下進行，並非為了控制免疫休克的副作用，而是為了讓動 物在程序期間維持杨。因此，在㈣程序本身之 用全身麻醉-段短時間。反之，本發明在對病患的二= 理侵襲階段期間施用全身麻醉：（1)在第一小時期間藉由 使用一種生物不相容性血液分離過濾器之析離術，引發免 疫活化作用；及(2)在後續的5小時期間，安全地維持暫時性 之淋巴球佔優勢的免疫活性臨床階段，以供細胞與體液作 用劑殺滅腫瘤。一些實驗用的過濾器具有生物不相容性及 引起該等血流動力學與呼吸之變化，但並無致死事件。然 而，該等過濾、器並非意欲用於增強免疫活化狀態，反之其 目標係抑制免疫活性。 在使用本發明的析離管柱之析離術約1小時之後，本發 明的方法產生如第1圖所示之免疫調控作用。所有的該等現 18 201116308 象係歸因於不僅體液因子且亦包括細胞因子之免疫活化作 用。換言之’因病患血液與生物不相容性生物材料直接接 觸及在該6小時期間之病患體内的自體免疫細胞與體液調 整之後續第1階段調控作用（如後述）之故所引發的免疫休 克。在一實施例中，免疫活化過程係在二個星期内完成。 當在析離術中使用生物不相容性析離過渡器時，在體 外循環的最初3G分鐘内發生血壓錢下降及循環白众球突 然減少（第2圖）。相同情況亦發生在注射1〇〇單位/公斤之未 的肝素時。㈣所引發的低域與生物抑容性析離 管柱所引發的低血壓之間之差異’係、在於前者在注射 之後無法逆轉該副作用’但後者可藉由減少體外循環的血 流而終止該等副作用。 因本發明的免疫活化性企液灌注液過濾器所引起的兮 等生理影響，係示於第3圖。該等生理影響的主要原因^ 自白血球截留於肺微血管中。暫時截留在肺微血管中 部分為顆粒性白血球’及因而在病患中引發暫時性之淋巴 球佔優勢雜態。其係病患免疫活化作用之最重要的徵叱 之…因此’循環白血球的暫時性減少連同低血壓有助於 促進本發_有利治療效果。在體外循環的最初3〇分鐘期 間’白血球係截留在肺微血管中。+論體外循環繼續與否， 在30分鐘之後，截留在肺微a管中的該等白錢將開始釋 出。所謂生物不相容性血液淨化作用的不安全“副作用，，， 實際上係導致對於惡性腫瘤的治療效果之生理反應。， 如第4圖所示，在該30分鐘期間之後可發生白血球的暫 19 201116308 時性增加。依不同的過濾器相容性而定，白血球在30分鐘 後回至循環中之動力學亦不同。對於由不同材料所製成的 不同過濾器而言，在最初30分鐘期間之體外循環後的白血 球截留作用係相同的，然而歸因於材料的生物不相容性之 差異，白血球回至血液循環中之速率不同。 此外，當使用用於惡性腫瘤的傳統藥物療法與輻射療法 時，非常難以監測與避免副作用。在該等治療期間，病患遭 受眾多的併發症，不僅頭髮掉落，亦具有許多負面的生理狀 況。然而其等的治療效果並非確定，及可能花費昂貴。不同 於用於惡性腫瘤的傳統療法，藉由免疫活化作用的直接血液 療法係以一種可控制與可監測的方式輕易地顯明其效果（第 3表）。換言之，在使用氣管内插管的全身麻醉達6小時之本 發明的免疫活化血液灌注程序期間與之後，將病患置於醫師 的適當控制係較安全與較容易的。誠然，在第2例所述的研 究中，進行該免疫活性析離療法的所有狗在治療後6至12個 月仍存活及健康。在病患中產生一受控型免疫休克之該體 外療法，可在全身麻醉與適當的血壓監測下進行，藉此病 患在該程序期間或之後不具有任何負面感覺或疼痛。 第3表 I藉由藥物 藉由血液療法 效果 | 間接 直接 效果之控制 困難 容易 副作用之控制 困難 容易 效果或副作用之監測 困難 容易 效果之逆轉或抑制 困難 容易 20 201116308 方法 將生物不相容性材料直接注入一個體中係危險的，因 為在免疫活化作用發生之後難以將其移除。反之，可經由 體外析離術，而完成病患免疫系統之安全的免疫活化作 用。如上述’尚無免疫活性析離减器不會料病患所謂 的免疫休纽侯群。衫地，此時並無適#與安全地控制 該免疫休克症侯群之方法。然而，為提供癌症病患適當與 臨床上有效的減活化仙，重要之處係在於在病患中引 發受控型免疫休克。 為提供-種安全的析離程序，本發明的方法涉及在全 身麻醉下進行該析離程序。在另—實施例中，該析離術係 以氣管内播管進行。在另—實施例中，在整個程序期間維 持適當的域與適當的血㈣體水平。可使關如經由 鼻、口或氣管的氧氣供應而維持適當的血液氣體水平。在 一些貫施例中，氧氣係'經由遮蓋病患鼻與口的氧氣罩供 應。在另-實施例中’氧氣係經由一氣管内管供應。 例如，當以如本發明之—種生 、〜' 過波器進行-㈣的析離術程序時，=2血液灌沒液 15至3〇分鐘_钱發生低μ與自血球減，丨、料的最初 降超過5G%。該效應可在3()分鐘後藉由減少^血麼可: 轉，及通常在1小時内回到程序之前的水平『速率而逆 發明中，因為在析離術期間與之後所發如後述，在本 之性質’該個體係維持全身麻醉約6小時。免疫活化作用 在本發明的-實_中，在全身麻 礎仃體外循環 21 201116308 通過如本發明的一析離管柱1小時及再維持麻醉狀態5小 時，可提供病患安全的免疫活化作用。通過析離管枉的初 始血流速率可為約100至200毫升/分鐘，其容許在約的分鐘 内處理—份的血液體積。可藉由全靜脈針頭入口達到約"1〇里〇 毫升/分鐘的體外循環速率。在另—實施例中，在析離期間 :維持約100毫升/分鐘的錢；然而，在體外循環開始時， 右血壓降至不安全的水平，例如低於5()毫#汞柱則應橋 -玄血壓下降。在—實施例巾，血流速率可降低25%。若 低血壓狀況則可進—步將錢速铸至初始血流速 率的观。同樣地，在該期間，動脈血液的含氧量連同白 血球計數可降低，例如低於總細料數的聰。血流速率 立即降低25%至鄕亦可改善缺氧與白血球減少。在一實施 例中’血•率可自制G毫升/分崎至約Μ毫升/分鐘或 約50毫升/分鐘。 在另-實施例中，血液中的細胞與分子因子之免疫 化作用係在6小時内完成(急性階段）。在該期間，在全身 醉下可轉me力能。因此，病 :免疫休克之任何不舒適的副作用，包括晕眩=困難 、心、㈣、過度發汗、發燒、發冷及顧抖。 =實_巾，本發明提供在—病患巾 疾病 —種方法，其包含： 2供-種析離管柱，其所包括之—μ灌注液過 ° ’、匕3至少_種生物不相容性材料； ⑼將病患的血液循環與該析⑽統連接，藉此病患 22 201116308 液在重入病患身體之前通過該血液灌注液過濾、器； (C)將病患全身麻醉及提供病患生理協助； (d) 將病患的血液循環通過該析離系統約1小時；及 (e) 在病患的血液循環通過該析離系統之後，病患再維 持全身麻醉至少5小時， 其中將病患的血液循環通過該血液灌注液過濾器而活化病 患的免疫系統，藉此治療該疾病。 在一實施例中，本發明提供在一病患中治療一疾病之 一種方法，其包含： (a) 提供一析離管柱，其所包括之一血液灌注液過濾器 係包含至少一種生物不相容性材料； (b) 經由氣管内插管提供全身麻醉，及連續監測動脈壓 與監測動脈血氧； (c) 對於該病患投予一種抗凝血劑； (d) 經由全靜脈灌注，將病患的血液循環通過該析離管 柱約1小時；其中通過該析離管柱的血流速率約為100至200 毫升/分鐘； (e) 監測病患的血壓與血氧水平； (f) 在病患的血液循環通過該析離系統之後，病患再維 持全身麻醉至少5小時，同時監測病患的免疫活化作用與心 肺穩定之徵兆；及 (g) 在確認肺功能回復至析離術之前的水平後，移除病 患的全身麻醉。 在另一實施例中，本發明提供下列用於在一病患中治 23 201116308 療—疾病之用途： (a) -種析離系統’其所包括之一血液灌注液過濾器係 包含至少~種生物不相容性材料’其中該析離系統係與一 病患的血液循環連接，藉此病患血液在重入病患身體之前 通過該血液灌注液過濾器；及 (b) 在該析離系統的使用期間及該使用後的至少5小 時’用於麻醉該病患之一種全身麻醉劑 '、中使用該析離系統活化病患的免疫系統，藉此治療該疾 病0 本發明的方法在病患血液的白血球族群中產生顯著的 隻化，及造成一些細胞介素的暫時性增加。如第26圖所示， X方法之故，出現為期二個星期之白血球動力學的四個 不同階段。在第1階段中，其係在體外循環開始後的3〇分鐘 内，主要藉由將白血球截留肺微血管内，而在血液中發生 白血球的暫時性減少。藉由在該析離管柱中使用生物不相 今性材料，所發生之顆粒性白血球的減少（接近100。/。)可超 過淋巴球（約40%)，而在血液中造成淋巴球佔優勢的狀態。 刀鐘後，顆粒性白血球逐漸地自肺釋出。一般而言，1 小時的體外循環可產生充分的免疫活化效應。 在第2階段中，自肺微血管釋出白血球及白血球計數在 ’勺6 j、時内回復正常。在該6小時期間大部分的顆粒性白 血球係自肺釋出。其亦為其中發生細胞介素暫時性的大量 、加之淋巴球佔優勢的階段，其進而導致病患體内的腫瘤 細胞死亡。在該6小時期間，肺功能可能需要輔助。藉由氣 24 201116308 管内插管之全身麻醉及充裕的氧氣供應，可治療該期間之 缺氧。 在第3階段中，即析離術之4天後，儘管顆粒性白血球 在最初6小時期間明顯地減少，淋巴球計數卻顯著地增高。 包括顆粒性白血球與淋巴球在内的白血球，亦可增加超過 析離術前的水平之二倍。相較於顆粒性白血球與淋巴球， 在該階段期間亦發生單核白血球族群之甚至更顯著的增 加。在該期間，所增加的該等單核白血球與顆粒性白血球 應能清除死亡的腫瘤細胞。在此之同時，淋巴球仍以高水 平存在。 在第4階段中，所有該等異常增加的白血球計數皆在二 個星期之後回復到析離術之前的水平。在一實施例中，若 在二個星期之後發生未預計到之較高水平的免疫活化作用 及後續過度的消滅腫瘤細胞，可施用用以移除該等細胞碎 屑與免疫活性劑之析離程序，以維護病患安全。 在一實施例中，可如本發明對於病患施用析離術一 次。在另一實施例中，可對於病患施用超過一次的析離術。 在該情況下，係每二個星期進行一次析離術治療。在又一 實施例中，提供病患至少三次的治療，及每二個星期進行 一次治療。在該實施例中，病患的全部治療將在6個星期内 完成。在另一實施例中，可藉由習用的抗癌療法輔助如本 發明之析離術治療，加強本發明的免疫刺激效果。 病患的血液不需自析離管柱直接輸回病患體内。在一 實施例中，病患的血液可流入本發明的析離管柱中，然後 25 201116308 收集以供日後投予病患。因此，可«由將採集自病患的 血液暴露於具有生物不㈣料錄之财器而產生免 疫活化作用，再注射至病患。 如本發明之體外析離術的主要技術特性係包括⑴在約 齡鐘達成内體外循環通過—種生物不相容性血液灌注液 過遽器；⑺第2階段免疫活化作用可在6小時内完成在該 期間發生細胞與細胞介素活化作用；及(3)對於治療的生理 反應係在約3〇分仙發生，及包純血壓、自血球減少及 呼吸困難諸如缺氧。在全身㈣下的病患係安全與無痛地 經歷該等生理反應。 可用於本發明的方法中之析離管柱總成 第5A圖提供可用於本發明的方法中之—種丙稀酸系 離管柱的-實施例。-種小型的丙稀酸室(3)裝載清洗過 約5微米以下的纖維約1克。在該小型室中，該等纖維係 厚約2毫㈣-種PVA傾網⑺所支撐。該不織PVA (VW1^G)係由日本東京的可樂麗(Kuramy)股份有限公司. 供:包括所製備的纖維與PVA網之各㈣室構成一個過 單兀(4)。在析離管柱（0中可堆疊5至10個過濾單元。在 實施例中使用5個過料元，及在該情況下的管枝高度約 6〇毫米。在另_實施例中使用職减單元， 下的管柱高度約為12〇毫米。 °A月 在—實施例中，該等過濾單元可依一方式襞填在該室 中藉此在該室中容許約_毫升的預充體積，亦即在導入 血液之前流過該管柱的預充液難。過絲的裝填密度可 26 201116308 高達約10%(克/體積）。 生物不相容性材料 將白血球截留於肺微血管中係有助於建立淋巴球佔優 勢的狀態，及在該期間發生免疫活化作用。在癌症之情況 下，在該期間可將癌症細胞消滅。最佳的生物不相容性材 料藉由將顆粒性白血球截留在析離管柱内，而將其等自血 液移除，及對於重入身體的白血球而言，暴露於生物不相 容性材料可造成該等白血球變成暫時地截留在肺中。使用 直徑小的纖維有助於促進該等效應。在一實施例中，纖維 的直徑係5微米以下。在另一實施例中，纖維的直徑係1至 25微米。 適用於本發明的析離管柱之天然纖維包括但不限於 棉與絲。 來自埃及之直徑較小的棉纖維可促進將白血球截留於 肺中。不同於合成的聚合物，天然的棉纖維係由多種分子 複合物組成及其生物不相容性更高。在所有的棉纖維中， 埃及棉纖維之直徑係小於巴基斯坦棉與澳洲棉的纖維。因 此預期由埃及棉所製成的生物不相容性過濾器，將產生該 植物纖維群組中之最有效的免疫活性過濾器。各類型的棉 係在其原產國採收，及可自美國德州休士頓的丸紅美國商 事（Marubeni America Corporation)公司取得。 在天然的動物纖維中，絲纖維的直徑最小。在所有的 絲中，以“廣東”絲與“曰本”絲的纖維尺寸最小。曰本絲係 由曰本製造商所生產，而廣東絲係在中國生產。該二類型 27 201116308 的絲可自美國德州休士頓的丸紅美國商事（Marubeni America Corporation)公司取得。絲纖維的最小直徑幾乎與 埃及棉的纖維直徑相似。其等係小於5微米，典型為1至2微 米。然而，動物纖維之結構具有多種不同的生物不相容性 組分（尤其蛋白質群組），及其複雜性超過上述的植物纖維。 因此其等的生物不相容性係超過上述合成纖維或天然植物 纖維。 來自蠶的外來蛋白質可作用為免疫刺激劑，而促成絲 對於病患免疫系統產生更佳的刺激作用。因此，藉由使用 絲可製得最佳的免疫活化過濾器。預期以絲纖維製成的免 疫活化管柱，應可藉由體外血液灌注而治療惡性腫瘤。 在一些實施例中，可將本發明的天然纖維生物化。如 用於此之“生物化”一詞，係指聯接存在於纖維中的同質蛋 白質以在該纖維上產生一平滑、一致的表面之一種交聯程 序。纖維可依化學方式或經由照射技術而生物化。可藉由 使用包括但不限於甲醛與戊二醛之化學藥劑，而以化學方 式將纖維生物化。在一實施例中，將纖維浸泡在10%曱醛 中至少48小時。在另一實施例中，纖維可儲存於0.45%的戊 二醛溶液中超過2個星期及長達5年。若析離管柱中的生物 不相容性材料業已生物化，該管柱應以生理食鹽水清洗， 以在臨床使用之前移除殘餘的醛類。 實例 第1例：與生物不相容性材料接觸時之血球計數變化 在不同的條件下，試驗多種類型的棉與絲自人類全血 28 201116308 濾出不同細胞類型之能力。就該等試管内實驗而言在— 個5毫升的注射器中震填一種生物不相容性材料直至達到 注射器内的4毫升體積，而產生咖克/毫升之密度。見第7 圖自-名正常、健康人類取得全血，及每毫升血液添加^ 單位的肝素鈉以減少_。Μ樣本在採集的赠鐘内即 用於實驗巾。在22°C祕㈣，將處理過的錢倒入注射 器頂部，過渡通過生物不相容性材料，然後自注射器底部 收集。然後分析過濾後的血液中所存在的不同細胞類型。 經一種0_5N酸溶液與一種〇.5N驗溶液處理的埃及棉之 顆粒性白血球移除率，係與經鹽水（百特(BaxterCorp)公司 型錄編號281324)處理的埃及棉所得之移除率相比較。埃及 棉原料係自丸紅美國商事(Marubeni America Corporation) 公司取得’及藉由接續浸泡在0.5N氫氧化鈉（飛世爾科技 (Fisher Scientific)公司之S320-500)、水、0.5N鹽酸（飛世爾 科技(Fisher Scientific)公司之SA48-500)、水及生理食鹽水 而製備，及在各溶液中浸泡約30分鐘。埃及棉亦僅浸泡在 生理食鹽水中。在處理棉之後，將經0.5克的酸/驗處理或經 鹽水處理之棉以4毫升的體積置入注射器中’產生〇·125克/ 毫升的纖維密度。將8毫升的血液倒入該注射器小型管柱 中。將前4毫升的過濾後血液棄置，以避免生理食鹽水之稀 釋。收集剩餘之4毫升的過濾後血液，及與過濾前血液的 WBC與RBC計數相比較。 如第8圖所示，經酸/鹼處理的埃及棉與經鹽水處理的 棉之間之移除率並無差異。該二處理產生可比較的紅血球 29 201116308 (RBC)、白血球（WBC)及血小板之移除作用。更詳細地，該 二棉處理組之間之嗜中性白血球與淋巴球的移除率亦為可 比較的。相較於過濾前血液中的淋巴球數目，淋巴球的數 目略為減少（第8D圖）。該等結果顯明埃及棉在可能用於製 棉之化學處理（亦即去除油污、滅菌及/或中和該棉）的存在 下’維持其移除顆粒性白血球之能力，如藉由嗜中性白血 球計數的減少所測量。 試驗作為負對照組之四種類型的棉與pVA纖維之最有 效的顆粒性白血球移除率，如藉由自過濾後的血液中移除 嗜中性白血球之作用所測量。所試驗之四種類型的棉係巴 基斯坦棉（丸紅美國商事(Marubeni America Corporation)公 1)澳 /州棉（丸紅美國商事(Marubeni America Corporation) 公司）及埃及棉。棉與PVA均以生理食鹽水沖洗，然後將〇5 克之各類型的棉與PVA以4毫升的體積置入5毫升的注射器 中，產生0.125克/毫升的纖維密度。將8毫升的全血過濾通 過該注射器，及收集後4毫升以進行分析。 如第9圖所示，相較於PVA負對照組’所試驗的各棉顯 不移除幾乎1GG%的顆粒性白血球’以埃及棉提供的結果最 佳。見第9D圖。亦見第1〇圖。此外’任—棉類型皆未將 濾出’而大部分的血小板被移除。見第从與冗圖。就淋巴 球而言’各類型的棉展現略為不同的淋巴球移除水平，其 中以澳洲棉移除最多的淋巴球。 〃 亦使用如上述之經鹽水處理的埃及棉，評估纖維密度 對於顆粒性自血球的移除率之效應。埃及棉細〇⑵克/ 30 201116308 毫升與0.05克/毫升的密度裝填至注射器中。就〇〇5克/毫升 的密度而言，將2克的埃及棉裝填至—個4毫升的注射器 中。如上述製備岔度為0125克/毫升的管柱。就〇 125克/毫 升的密度而言，將自20毫升至80毫升的不同血液體積過濾 通過，所試驗的各血液體積皆使用一個新的小型管柱。就 〇_〇5克/毫升的密度而言，試驗自5至15毫升的血液體積。就 各密度而言，將前4毫升的過濾後血液棄置，以避免被生理 食鹽水稀釋，及之後以2毫升分批收集過濾後的血液。如第 11D圖所示，當埃及棉的密度為〇 125克/毫升時即使過濾 80毫升的全血仍可移除一些顆粒性白血球，如藉由嗜中性 白血球的移除作用所測量，雖然當過濾20毫升的全血時之 移除效率最高。顆粒性白血球的移除效率係隨著血液體積 之增加而降低。在0.125克/毫升的密度所試驗之血液體積 中，血液體積並不影響RBC或血小板的移除率。在〇 125克/ 毫升的密度，埃及棉可自高達80毫升的處理血液體積中持 續移除約70%的嗜中性白血球。第12D圖顯示就〇 〇5克/毫升 的密度而言，WBC的移除效率係隨著血液體積之增加而降 低。當過濾後的血液體積為丨丨至^毫升時，顆粒性白血球 的移除作用最佳，同時在過濾後的血液中仍存在淋巴球。 在夕至最先的5至7毫升中，該小型管柱可移除顆粒性白血 球，如藉由嗜中性白血球的移除作用所測量。 在第13圖中，在單一血液體積試驗三種纖維密度之顆 粒性白血球移除效率，比較0.05克/毫升、0.125克/毫升及〇.2 克/毫升的纖維密度。如上述製備密度為〇 〇5與〇 125克/毫升 31 201116308 之小型管柱。就岔度為0·2克/毫升之管柱而言，在一個4毫 升的注射器中將0.2克的埃及棉裝填成為丨毫升的體積。當 試驗密度為0.05克/毫升之管柱時，將7毫升的經肝素處理的 全血過濾通過該管柱。將前5毫升棄置，及收集剩餘的2毫 升進行分析。就0.125克/毫升的密度而言，將22毫升之經肝 素處理的全血過濾通過該管柱。將前2〇毫升棄置，及收集 剩餘的2毫升進行分析。就密度為〇2克/毫升之管柱而言， 將5毫升之經肝素處理的全血過濾通過該管柱。將前3毫升 的過濾後血液棄置，及收集剩餘的2毫升進行分析。纖維密 度之差異產生可比較的RBC移除水平。然而就WBC整體而 言，〇.〇5克/毫升的密度並未移除WBC以及0.125與0.2克/毫 升的密度亦如此。同樣地，如嗜中性白血球計數所顯示， 0_ 125克/毫升與〇.2克/毫升的纖維密度在移除顆粒性白血球 之效用最好，同時容許一些淋巴球通過該小型管柱。因此， 至少0.125克/毫升的纖維密度在移除顆粒性白血球之效用 良好。 s平估埃及棉纖維上的生物化作用對於顆粒性白血球的 移除效率之效應。使用三類型的合併處理：〇 4%戊二醛之 交聯作用及接著以1%、〇 1%或〇%明膠塗覆纖維，而將棉纖 維生物化。在〇%明膠之情況下，僅以戊二醛將纖維生物 化。就生物化作用而言，纖維係浸泡於戊二醛中超過24小 時。纖維然後在一種明膠溶液中塗覆（飛世爾科技(Fisher Scientific)公司之型錄編號G7_5〇〇)。棉纖維亦僅浸泡於水 中，及作用為正對照組。如第14圖所示，所有三種處理在 32 201116308 試樣中產生可比較的RBC移除作用。就WBC而言，所有三 種處理產生自過濾後血液之顯著的WBC移除作用。見第14 圖。第15圖顯示所有三種處理產生非常良好的血小板移除 作用及完全地移除顆粒性白血球，同時容許一些淋巴球通 過該小型管柱。使用絲纖維而非埃及棉進行一類似研究， 而得類似的結果。見第16與17圖。 亦試驗埃及棉藉由輻射而非化學處理之生物化作用。 在如上述以鹽水製備之前’棉纖維係使用設定於5千伏的一 種氣電式離子植Μ置照射Q 5小時（第小時（第 19圖）m顆粒性白血球方面，照射H、時的效用係優 於照射0’5小時。基於該數據’電聚式離子納人作用可用於 調整血液巾所移除的嗜巾性自血球比例

。比較第18D與19D 圖中的嗜中性白血球計凄文。 第2例：混種狗中之免疫活化作用 使用含有由美國神 β k州休士頓的國際丸紅（Marubeni

International)股份有限八， A司所提供的天然非合成與非植物 性纖維（直徑1至2微米之| & Ί然取得的纖維ACS-ΑΙ)之一種生 物不相容性析離管柱，i佳一 逆仃6隻20至30公斤的正常雄性混種 狗之析離實驗。見第5r 〇圓。該管柱含有5克的生物化ACS 纖維。s亥專纖維係—種古4 ’攻的白血球過濾器，但仍作用為 一種生物不相容性材料。+ τ I該管柱内納入總共5克的該等纖 維。明確地，在一個嚴 獨的室中含有1克經良好清洗的纖 維，及由位於該室頂度斑 夂科底部之美國德州休士頓的可樂麗 (Kumray)股份有限公司 所k供之不織PVA(聚乙烯乙烯醇） 33 201116308 所支樓，以製成一個過據單元 入5個過濾單元。 。見第5A圖。在該管柱中納 藉由接續以0.5N氫氧化鈉、〇 5N鹽酸、7〇%显丙醇處理 而製備纖維。纖維係置於各溶液中㈣分鐘及在各 之間進行-個水沖洗步驟。藉由使1()%甲_液流過該管 柱48小時’而進行霸之清洗與生物化作i在實驗之前， 將處理過的纖維裝填至管柱中，‘錄設置血液迴路。 該血液迴路係包含一個滾輪式幫浦、—個管路組、一 個加熱單元及—個析離管柱。在—實驗開始之前，以生理 食鹽水沖洗血液迴路直至沖洗液巾的殘餘Μ濃度低於5 啊為止^流㈣管柱的血流速耗設定為3毫升/公斤。藉 由壓力計測量該管柱的入口與出口之壓力。 藉由PVC(聚氣乙烯)管將析離管柱與狗連接，以連同一 個保溫袋與_瓣氣室心成整娜相環迴路。以4。/。甲 酸將體外析離管柱消毒過夜，該迴路的其餘組件係在使用 前先進行滅菌。 在體外析離術之前，狗之麻醉作用係以肌内方式使用 安耐寧（Xylazin)及以肌内方式使用克他明（Ketamine)之組 合引發麻醉，接著以2.5%異氟烷氣體維持麻醉狀態。在呼 吸氣體中添加3公升的氧、5公升的空氣及2%異氟烷。任擇 的引發麻醉作用係使用阿托品(Atropine)。在開始析離治療 之60分鐘内施行全身麻醉。 最初藉由靜脈内快速輸注200單位/公斤而將狗的血液 肝素化，然後狗在析離期間繼續領受1〇〇單位/公斤的肝 34 201116308 素，然後狗的血液如上所提及以3.3毫升/公斤的流速循環通 過該析離管枉1小時。在進行析離術1小時之後，狗再維持 全身麻醉5小時，使得自體外析離術的開始時間之全身麻醉 總長為6小時。 如第20圖所示，該處理造成白血球的活體外移除作 用。在該圖中，顏色最深的長條係指入口血液中所存在的 白血球(在該圖中係由嗜中性白血球與淋巴球所代表），入口 血液係流入該析離管柱中之血液。顏色中等的長條係代表 離開該析離管柱及流回狗中之血液中所存在的白血球數 目。顏色最淺的長條係代表截留在該管柱中之殘餘血液中 所存在的白血球數目。幾乎所有的顆粒性白血球皆被移 除，而僅60%的淋巴球被移除，因此在狗中產生一種淋巴 球佔優勢的狀態。 如第21圖所示，在析離術開始後約30分鐘，血壓有暫 時下降之傾向。然而，在該等暫時下降之後，血壓稍後上 升。在麻醉期間，維持血液氣體，而在全身麻醉的6小時期 間體溫傾向於升高。 第22圖顯示在灌注期間，WBC計數與血纖維蛋白原水 平最初下降，但稍後在析離術的數小時内回復。然而，血小 板計數亦在析離期間下降，及維持在相當低的數目約4天。 在卜]、時的析離治療期間與之後，RBC計數維持相當恆定。 顆粒性白血球連同單核白血球在6小時内回復至到循 環（第23圖），而淋巴球在該6小時期間仍然減少（第23B圖）。 然而，在短期間内在狗中產生一種暫時性的淋巴球優勢狀 35 201116308 態。明確地，在體外循環15分鐘後，狗血液令之顆粒性白 血球的百分比與淋巴球的百分比改變。狗血液中之嗜中性 白血球的百分比僅為2〇%，而淋巴球構成該血液中之8〇%的 WBC。在稱後的時間點，嗜中性白血球與單核白血球的百 分比在6小時之後回復至手術前的水平，但在治療後的6小 時至4天期間維持低的淋巴球百分比（第24圖）。 狗的免疫系統除了因為體外析離術之暫時性淋巴球佔 優勢的狀態之外’ TNF-α亦在析離術開始後的30至90分鐘期 間暫時增加約丨，000倍（第25圖）。IL-6亦在析離術開始後的 60至200分鐘期間暫時增加約匕麵倍（第25圖）。反之，干擾 素γ(ΙΡΝ-γ)與介白素2(lL-2)以及抗體水平在治療後的二個 星期期間皆無變化。 與使用生物不相容性材料的析離術相關聯之免疫休 克，係包括歸因於低血壓之暈眩、呼吸困難、噁心與嘔吐、 過度發汗、發燒、發冷及顫抖。為安全地管控該等生理效 應，本發明的方法係在全身麻醉下進行。藉此，病患可進 行可重複與有效的免疫活化析離療法，以用於治療惡性腫 瘤與感染性疾病。引發不安全與危險的休克之免疫活化析 離療法，現今因為本發明而變成一種安全、有效及無痛的 治療性分子手術程序。 在一實施例中，能以下列8項特性說明本發明之有效與 安全的免疫活化療法：（1)以氣管内插管進行全身麻醉；（2) 仔細地監測血壓與動脈血含氧量；（3)充分供應氧氣；（4)在 體外循環期間仔細控制血流，及當低血壓與缺氧之發生萬 36 201116308 一超過預期水平時即自動減少血流；（5)體外循環持續約60 分知以下’（6)維持氣管内麻醉至少6小時，在該期間，病患 在全身麻醉下接受生理協助；（7)在免疫活化作用4天之後’ 發生白血球計數之暫時性增加；及（8)在析離治療完成之 後’追縱監測細胞與體液的免疫反應達二個星期。 藉由讓病患以生物不相容性生物材料進行析離程序1 小時’可能產生病患的免疫活化狀態。所引發之病患的免 疫活化狀態將導致腫瘤細胞或受感染細胞之細胞凋亡，而 未對於病患的自然、健康細胞造成任何傷害。 參考文獻

Ainsworth S.K., et al. Toxicity following protein A treatment of Metastic breast adenocarcinoma cancer 61:1495-1500,1988.

Amano K. et al. Filter leucopheresis for patients with ulcerative colitis; clinical results and the possible mechanism. Therapeutic Apheresis 2(2) 97-100, 1998.

Amano K. et al., Four year study of Leukapheresis with Gossypium barbadense cotton for Rheumatoid Arthritis Japanese Journal for Apheresis 15(1) 103-104, 1996.

Grange J.M. et al., Immunotherapy for malignant melanomia - Tracing Ariadne’s thread through the labyrinth, European Journal of Cancer 45(13), 2266-73, 2009.

Levy J. et al., Correcting immune imbalance: The use of prosorba column treatment for immune disorders. 37 201116308

Therapeutic Apheresis and Dialysis 7(2) 197-203, 2003.

Messerschmidt G.L. et al., Protein A immunoadsorption in the treatment of malignant disease J. Clinical Oncology (12) 203-212,1988.

Nose Y., et al. Therapeutic Membrane Plasmapheresis. Therapeutic apheresis 4(1) 3-9, 2000 (originally published in 1981).

Nose Y. Blood purification procedures and their related short and long term effects on patients. Therapeutic apheresis 6(5), 333-347, 2002.

Nose Y. Congress presidential address: 5th WAA congress, Therapeutic Artificial Organs: 10 years after, Artificial Organs 1995.

Tani, T. et al. Blood purification therapy in cancer treatment, Therapeutic apheresis 2(3) 182-184, 1998.

Yonekawa M., granulocyte removal therapy for cancer Tissue Culture Engineering [Japanese Text] 23(12) 481-485, 1997.

Yonekawa M. Granulocytapheresis in Cancer Tissue Culture Engineering (Japanese Text) 23 (12) 481-485, 1997.

Yonekawa M., Kamii N., Onodera K. et al Basic Study of Extracorporeal Granulocyte/Lymphocyte Regulation System Therapeutic Plasmapheresis (X) ICAOT Press, Cleveland pp. 37-42, 1992. 38 201116308 【圖式簡單說明】 第1圖提供因本發明的析離方法之故而在病患中發生 免疫活化效應之一示意圖。不僅活化體液因子，亦活化細 胞因子。 第2圖顯示使用一種手製赛珞凡（cellophane)膜的血液 透析（企流為2〇〇毫升/分鐘）之3小時體外循環的結果。相較 方；析離術所用的合成膜，賽珞凡(ceU叩以此)膜被認為與血 液較不相容。 〃 3圖提供因使用本發明的免疫活化過濾器之析離術 所引起的生理影響之—示意圖，其包㈣血球暫 肺微血管中。 斯^在 第4圖顯示使用下列生物不相容性材料之析離 間推移對於血液中的白血球計數之效應：聚乙歸、 甲基丙稀酸甲雖(PMMA)、聚乙烯醇(pvA)及 = rr.A、。 ·#、-隹 f 弟圖提供如本發明之1離管柱實例之示意圖 5B圖係s玄管柱的—實施例之相片 第 第6圖顯不使用下列生物不相容性材料：聚己稀 聚甲基丙_曱(PMMA)、“频酬及^ )去 ，之析離術隨時間推移對於補體活化作用之欵〜： 由入口血液與出π血液中的因子^所測量。〜如错 第7圖提供包括一注鉍努t 射益與一種生物不相容性材 一種小型血液過濾管柱之示意圖。 4的 第8圖顯示以酸與給式 興嶮次U鹽水處理埃及棉對於過濾通 39 201116308 過經處理的棉之血液中的特定細胞類型計數之效應：（A)紅 血球(RBC)、（B)白血球(WBC)、（C)血小板(Pit)及(D)嗜中性 白血球與淋巴球。“之前，，試樣係指自過濾之前的血液試樣 所得之細胞計數。就118(：而言，Y軸測量每微升的過濾後血 液之細胞數目xlO4。就WBC而言，Y軸測量每微升的過濾後 血液之細胞數目。就Pit而言，Υ軸測量每微升的過濾後血 液之細胞數目xlO4。就嗜中性白血球與淋巴球而言，γ軸測 量母微升的過渡後血液之細胞數目。 第9圖顯示不同類型的棉纖維與PVA纖維自全血移除 特定細胞類型的能力之比較：（A)RBC、（B)WBC、（C)Plt及 (D)嗜中性白血球與淋巴球。“之前，，試樣係指自過濾之前的 血液试樣所得之細胞計數。就RBC而言，Y軸測量每微升的 過濾後血液之細胞數目xlOh就WBC而言，Y軸測量每微升 的過濾後血液之細胞數目。就Pit而言，Y軸測量每微升的 過濾後血液之細胞數目xl04。就嗜中性白血球與淋巴球而 言’ Y轴測量每微升的過濾後血液之細胞數目。 第10圖顯示不同類型的棉纖維自全血移除嗜中性白金 球與淋巴球的能力之比較。 第11圖顯示密度為0.125克/毫升的埃及棉纖維自不同 體積的全血移除特定細胞類型之能力：（A)RBC、（B)WBC、 (C)Plt及(D)嗜中性白血球與淋巴球。“之前，，試樣係指自過 濾之則的血液試樣所得之細胞計數。各圖式的Y軸測量每微 升的過濾後血液之細胞數目。RBC與Pit係以細胞數目xl〇V 微升之形式測量。WB c與嗜中性白血球/淋巴球係以細胞數 40 201116308 目/微升的形式測量。 第12圖顯示密度為〇.〇5克/毫升的埃及棉纖維自不同體 積的全血移除特定細胞類韶之能力：（A)RBC、（B)WBC、 (C)Plt及（D)嗜中性白血球與淋巴球。“之前”試樣係指自過 濾之前的血液試樣所得之細胞計數。各圖式的Y軸測量每微 升的過濾後血液之細胞數目。RBC與Pit係以細胞數目xlO4/ 微升之形式測量。WBC與嗜中性白血球/淋巴球係以細胞數 目/微升的形式測量。 第13圖顯示埃及棉纖維的密度對於其等自不同體積的 全血移除特定細胞類型的能力之效應：（A)RBC、（B)WBC、 (C)Plt及(D)嗜中性白血球與淋巴球。“之前”試樣係指自過 濾之前的血液試樣所得之細胞計數。 第14圖顯示生物化作用對於埃及棉纖維自全血移除 (A)RBC與(B)WBC的能力之效應。在生物化作用中使用濃 度為1%、0.1%及〇%的明膠。就0%試樣而言，僅使用戊二 醛。非生物化試樣係以水處理。“之前，，試樣係指自過濾之 前的血液試樣所得之細胞計數。 第15圖顯示生物化作用對於埃及棉孅維自全血移除 (A)Plt與(B)嗜中性白血球與淋巴球的能力之效應。在生物 化作用中使用濃度為1%、0.1%及〇%的明膠。就〇%試樣而 言’僅使用戊二醛。非生物化試樣係以水處理。“之前”試 樣係指自過濾之前的血液試樣所得之細胞計數。 第16圖顯示生物化作用對於絲纖維自全血移除 (A)RBC與(B)WBC的能力之效應。在生物化作用中使用濃 201116308 度為1%、0.1%及〇%的明膠。就〇%試樣而言，僅使用戊一 醛。非生物化試樣係以鹽水處理。“之前”試樣係指自過滅 之前的血液試樣所得之細胞計數。 〜 第17圖顯示生物化作用對於絲纖維自全血移除(A)^t 與(B)嗜中性白血球與淋巴球的能力之效應。在生物化作用 中使用濃度為1%、0.1〇/〇及〇〇/〇的明膠。就〇%試樣而古僅 使用戊二醛。非生物化試樣係以鹽水處理。“之前，，試樣係 指自過濾之前的血液試樣所得之細胞計數。 第18圖顯示以弱離子束照射的生物化作用對於埃及棉 纖維自全血移除(A)RBC、（B)WBC、（C)Plt及(D)嗜中性白 血球與淋巴球的能力之效應。 第19圖顯示以強離子束照射的生物化作用對於埃及棉 纖維自全血移除(A)RBC、（B)WBC、（C)Plt及(D)嗜中性白 血球與淋巴球的能力之效應。 第20圖顯示血液灌注之前與之後的白血球分析。（A)嗜 中性白血球與(B)淋巴球。 第21圖顯示如本發明之一實施例進行6小時灌注之狗 的血壓與體溫。 第2 2圖顯示在如本發明之一實施例的灌注期間與之後 之狗的WBC、RBC、Pit及血纖維蛋白原水平。 第23A-C圖顯示在如本發明之一實施例的灌注期間與 之後之狗中的淋巴球、嗜中性白血球及單核白血球恢復之 動力學。Y軸測量在各時間點之全血中所存在的各細胞類型 之數目。 42 201116308 第24Α-C圖顯示在如本發明之一實施例的灌注期間與 之後之狗中的淋巴球、嗜中性白血球及單核白血球恢復之 動力學。Y軸係指在各時間點之狗的全血中所存在之總細胞 的百分比形式之各細胞類型。 第2 5圖顯示在如本發明之一實施例的灌注期間與之後 之狗的血液中之腫瘤壞死因子a(TNFa)與介白素6(IL-6)的 水平。Y軸係以皮克/毫升為單位測量細胞介素的存在量， 而X轴代表自灌注開始後之分鐘數。 第26圖顯示在藉由本發明的方法治療之後，一析離術 接受者的血液中之白血球動力學之一圖。X軸顯示與析離術 開始所經過的時間長度相關聯之各階段。Y軸顯示白血球計 數的相關單位，析離術開始時之血中的白血球水平係指定 為 1.0。 【主要元件符號說明】 1…析離管柱 2...PVA不織網 3...丙烯酸室 4...過濾單元 43

Claims (1)

1. 2〇lll63〇8 七、申請專利範圍·· i -種在-病患中治療—疾病之方法，其包含： 統’細包括之—錢灌注液過 係包含至少—種生物不相容性材料； (b)將病患的血液循環與該_系統_，藉此病患 液在重入病患身體之前通過該血液灌注液過遽器； ⑷將病患全身麻軌提供病患生理協助； ⑷將病患的血液循環通過該析離系統約！小時；及 έ⑷在病患的血液循環通過該析離系統之後 ，病患再 、准持全身麻醉至少5小時， Ϊ中病患的血㈣環通顯血«线喊器而活化 病患的免疫系統，藉此治療該疾病。 申請專利範圍第1項之方法，其中該疾病係-種惡性 腫瘤。 3. 如申請專利範圍第丨項之方法， 性疾病。 其中該疾病係一種感染 4. 5. 6. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該感染性疾病係後 天免疫不全症侯群(AIDS)或肝炎。 如申請專利範圍第1項之方法，其中該析«統進-步 包含一氣室及/或一加溫袋。 如申請專職圍第1項之方法，其中該生物不相容性材 料係一種棉或一種絲。 .如申請專利範圍第6項之方法，其中該棉係選自埃及 棉、澳洲棉及巴基斯坦棉。 44 201116308 其中該絲係選自日本絲 其中該生物不相容性材 其中該生物不相容性材 其中該病患係一人類病 其中該病患係一種非人 其中該全身麻醉係克他 8. 如申請專利範圍第6項之方法 與廣東絲。 9. 如申請專利範圍第“員之方法 料係經生物化。 10. 如申請專利範圍第9項之方法 料係經曱醛或戊二醛生物化。 U·如申請專利範圍第丨項之方法 12.如申請專利範圍第丨項之方法 類動物。 13.如申請專利範圍第1項之方法 明（Ketamine)。 U.如申請專利範圍第1項之方法，其中該生理協助係選自 維持血壓與維持血液氣體水平中之至少一者。 I5·如申請專利範圍第1項之方 本h人； 乃也具進一步包含在病患的 血液循環通過該析離系統之前對於該病患投予一種抗 凝血劑之步驟。 其中該抗凝血劑係肝 16.如申請專利範圍第15項之方法 素。 17.如申請專利範㈣1項之方法，其中該病患的血液係以 約100至200毫升/分鐘的速率循環通過該析離系統。 A-種下列用於在—病患中治療_疾病之用途： ⑷-種析離系統’其所包括之—血液灌注液過遽器 係包含至少-種生物不相容性材料，其中該㈣㈣統 45 201116308 係與一病患的血液循環連接，藉此該病患血液在重入病 患身體之前可通過該血液灌注液過濾器；及 (b) -種全身麻醉劑，用於在該析離系統的使用期 間及該使職的至少5小時賴該病患者， 藉此治療該 其中使用該析離系統活化病患的免疫系統 疾病。 46