用于紅細胞之延長貯藏的系統(tǒng)及使用方法
【專利摘要】本申請描述了用于保存紅細胞的系統(tǒng)和方法，其中紅細胞為剝奪氧或氧和二氧化碳的、經(jīng)處理的并且貯藏在無氧環(huán)境中以優(yōu)化用于輸注的制劑。更特別地，本申請描述了用于從收集到輸注的紅細胞之延長貯藏的系統(tǒng)和方法，其在輸注之前優(yōu)化紅細胞。
【專利說明】用于紅細胞之延長貯藏的系統(tǒng)及使用方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2011年7月5日提交的美國臨時申請61/504，640和于2011年7月5日提交的美國臨時申請N0.61/504，644的申請日的權(quán)益；本申請是于2010年10月8日提交的美國專利申請序列號12/901，350的CIP，其要求于2010年5月5日提交的美國臨時申請N0.61/311，693的權(quán)益；本申請是于2011年5月25日提交的美國專利申請N0.13/115，532的CIP，其為于2010年10月12日提交的美國專利申請N0.12/903,057(已放棄)的C0N，其要求于2009年10月12日提交的美國臨時申請N0.61/250,661的權(quán)益；并且本申請是于2011年11月4日提交的美國專利申請N0.13/289，722的CIP，其要求于2010年11月5日提交的美國臨時專利申請序列號61/410，684的權(quán)益，其各自的內(nèi)容通過引用以其整體并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開內(nèi)容涉及用于貯藏血液和紅細胞的系統(tǒng)和方法。更具體地，本公開內(nèi)容涉及用于從收集到輸注(transfusion)的紅細胞之延長無氧忙藏的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]液體血液的供應(yīng)目前受到常規(guī)血液貯藏實踐中使用的貯藏系統(tǒng)的限制。使用當(dāng)前的系統(tǒng)，作為濃縮(packed)血細胞制劑的貯藏血液在零上的溫度(即4°C )冷藏約42天的時間后失效。失效的血液不能使用并且必須丟棄，因為其將有害于最終接受者。血液腐敗的主要原因之一是其在貯藏之后的持續(xù)代謝活性。例如，在2007年，全球收集并貯藏了超過4500萬單位的紅細胞(RBC)(在美國有1560萬)。在冷藏期間，RBC變得逐漸地受到貯藏損傷(storage lesion)的損害。當(dāng)在目前的6周期限內(nèi)輸注時,I&藏的RBC具有較低的質(zhì)量(RBC級分被除去；受損的02遞送能力)以及潛在的毒性，常常表現(xiàn)為輸注治療的副作用。這些貯藏損傷觀察為與貯藏的細胞相關(guān)的改變的生物化學(xué)參數(shù)和物理參數(shù)。這些參數(shù)的實例包括在體外測量的參數(shù)，例如降低的代謝物水平(ATP和2，3-DPG)、減小的表面積、棘狀紅細胞增多(echinocytosis)、磷酯酰絲氨酸暴露以及降低的可變形性。
[0005]貯藏的血液發(fā)生穩(wěn)定的變質(zhì)，這部分地由在貯藏期期間發(fā)生的溶血、血紅蛋白降解和降低的腺苷三磷酸(ATP)濃度導(dǎo)致。這些以及其他原因限制輸注所需的容易得到的高質(zhì)量血液的量。
[0006]如上所討論的，當(dāng)將RBC在零上的溫度(例如，1°C至6°C，標(biāo)準(zhǔn)貯藏條件)冷藏在血液忙藏袋中遠離機械壓力和連續(xù)循環(huán)的流通環(huán)境時，衰老(senescence)過程部分地暫停。但是，由于在冷藏下缺乏連續(xù)的營養(yǎng)補給和廢物去除，所以RBC逐漸受損，導(dǎo)致生理功能受損。例如，在延長的貯藏期間發(fā)生了下述問題:
[0007] 當(dāng)RBC貯藏了一段延長的時間時，貯藏損傷積累并且使RBC變質(zhì)，
[0008]導(dǎo)致多至1%的RBC在貯藏期間發(fā)生溶血并且多至25%在輸注后不久
[0009]被除去。[0010].在長期輸注的患者中，無活力的RBC導(dǎo)致鐵超負荷。
[0011].輸注并非總是實現(xiàn)預(yù)期的組織灌注提高的結(jié)果。
[0012].由于2，3-DPG的損失，RBC中的血紅蛋白不在組織處高效地釋放氧。
[0013].由于可變形性的丟失，RBC不能夠進入和灌注毛細血管床。
[0014]與灌輸“較新鮮的”紅細胞相比，灌輸貯藏了較長時間的RBC可能導(dǎo)致較高的發(fā)病率和較長的住院時間。與較新鮮的紅細胞相比，貯藏了超過6周的RBC導(dǎo)致較高的發(fā)病率和較長的住院時間。例如，在使用“較久(older)”的血液時，在心臟手術(shù)中發(fā)生了不良的臨床結(jié)果；手術(shù)患者的多器官衰竭反映出所灌輸?shù)难毎哪挲g(age);較久的單位與嚴(yán)重胺血癥升聞的發(fā)病率之間的相關(guān)性；由于減少的2，3-DPG和與提聞的血液粘度相關(guān)的降低的心指數(shù)(cardiac index)而未能提高O2利用。
[0015]該證據(jù)表明，輸注的無效性和不良后果至少部分歸因于RBC之延長貯藏(extended storage)的受損效果。除了某些RBC被接受者立即除去以外，RBClC藏損傷的后果還包括:(i)ATP的剝奪(RBC失去使毛細血管前小動脈擴張的能力)；(ii)2，3-DPG的剝奪；(iii)由變性血紅蛋白與O2反應(yīng)形成的活性氧物質(zhì)(ROS)引起的氧化損傷的積累；以及(iv)部分地由對膜和細胞骨架的氧化損傷引起的降低的RBC可變形性和提高的RBC粘性?？勺冃涡暂^低的RBC從毛細血管通道中排除導(dǎo)致低的毛細血管占有率和減少的組織灌注。大量灌輸不可變形的細胞也可以通過阻塞器官的毛細血管床導(dǎo)致多器官衰竭。在輸注之后，2，3-DPG在體內(nèi)相對快速地合成，在短至7小時內(nèi)達到正常水平的約50%，并且在2至3天內(nèi)達到正常水平的約95%。但是，因為剝奪2，3-DPG的細胞并不立即恢復(fù)其水平，所以攜帶O2的能力受損從而傷害需要即刻O2遞送和組織灌注的危重癥患者。有許多報道強調(diào)了具有高氧攜帶能力的RBC在這樣的臨床狀態(tài)中的重要性。
[0016]冷凍血液的貯藏在本領(lǐng)域中已知，但是這樣的冷凍血液有局限性。多年來，為了某些高要求和稀有類型的血液，血液銀行和軍`隊已經(jīng)使用了冷凍血液。然而，冷凍血液難以處理。冷凍血液必須被解凍，這使得其不適宜用于緊急情況。一旦血液被解凍，其必須在48小時內(nèi)使用。Serebrennikov的美國專利N0.6，413，713涉及在低于0°C的溫度下忙藏血液的方法。
[0017]Hamasaki等人的美國專利N0.4, 769, 318和Sasakawa等人的美國專利N0.4，880，786涉及用于血液忙藏和活化的添加劑溶液(additive solution)。Bitensky等人的美國專利N0.5，624，794、Bitensky等人的美國專利N0.6，162，396以及美國專利N0.5，476，764涉及在剝奪氧的情況下紅細胞的忙藏。Bitensky等人的美國專利N0.5，789，151涉及血液貯藏添加劑溶液。
[0018]本領(lǐng)域中已知用于血液貯藏和活化的添加劑溶液。例如，在冷藏(即4°C)之后臨輸注之前或者臨冷凍(即在_80°C，使用甘油)以延長貯藏之前向血液中添加Rejuvesol (可購自 enCyte Corp.，Braintree, MA)。Hess 等人的美國專利 N0.6, 447, 987涉及用于人紅細胞之冷藏的添加劑溶液。
[0019]已經(jīng)對血液貯藏情況中ATP水平的升高和保存的效果進行了研究。例如，在Greenwalt等人，Vox Sang65,87-94(1993)“Studies In Red Blood Cell Preservation-7.1n Vivo and in Vitro Studies With A Modified Phosphate-Ammonium AdditiveSolution，” 中，作者確定，包含 20mM NH4CU 30mM Na2HP04、2mM 腺嘌呤、IlOmM 葡萄糖(dextrose)、55mM甘露醇的實驗添加劑溶液(EAS_2，pH7.15)可用于將人RBC的貯藏保質(zhì)期從現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的5至6周延長至提高標(biāo)準(zhǔn)的8至9周。濃縮RBC (packed RBC)適于在用單次洗滌步驟除去上清液之后輸注。Greenwalt等人還總結(jié)了，除ATP濃度以外的因素似乎在確定RBC在忙藏50天之后的活力中起到越來越重要的作用。他們引用了 L.Wooc^PE.Beutler的“The Viability Of Human Blood Stored In Phosphate Adenine Media, ^Transfusion?,401-408(1967)中的結(jié)果，在他們自己的實驗中發(fā)現(xiàn)，ATP濃度與24小時RBC存活測量結(jié)果之間的關(guān)系似乎在忙藏約8周之后變得較不清晰。E.Beutler和C.West在“Storage OfRed Cell Concentrates In CPD_A2For42and49Days, ” J.Lab.Clin.Med.102, 53-62 (1983)中重申了，紅細胞ATP濃度與活力之間的關(guān)系在貯藏期延長之后變?nèi)酢?br> [0020]在Hogman 等人，Vox Sang51, 27-34 (1986)白勺“Effects Of Oxygen On Red CellsDuring Liquid Storage at+4°C., ”中，作者討論了與在環(huán)境空氣中忙藏2至3周之后相t匕，在無氧室中維持的血細胞的ATP含量稍微更好。冷凍靜脈血并在貯藏期間通過將氧通透性貯藏袋放置在氮環(huán)境中并且從而逐漸降低氧飽和度的水平來剝除額外的氧。氧濃度的降低在4°C下于貯藏期間緩慢發(fā)生，并且遠未進行徹底，在約60%開始并在5周時達到約30%的血紅蛋白飽和。未得出任何關(guān)于該過程對貯藏細胞總體質(zhì)量之影響的結(jié)論。這些作者并未解決或顯著降低對血紅蛋白的氧依賴性損傷和由血紅蛋白降解產(chǎn)物導(dǎo)致的氧介導(dǎo)的損傷。 [0021]許多專利解決了血液貯藏的不同方面。一個這樣的專利是Sato等人的美國專利N0.4，837，047，其涉及用于長時間貯藏血液以將血液的質(zhì)量保持在良好狀態(tài)的容器。Sato等人致力于通過將血液中的二氧化碳氣體分壓保持在低水平來提高貯藏血液的貯藏壽命。這樣的分壓明顯地通過用外部大氣標(biāo)準(zhǔn)化來獲得。該容器由對二氧化碳氣體有高通透性的合成樹脂膜制成，這是出于可以使二氧化碳氣體易于從血液擴散至外部的目的。但是，由血液中氧與血紅蛋白的相互作用引起的問題并未得到解決。
[0022]另一個專利(Ishikawa等人的美國專利N0.5，529，821)涉及用于忙藏血液以防止血液粘附至容器的容器和方法。血液貯藏在由具有多個層之片材料(sheet material)構(gòu)成的容器中，其中接觸血液的第一片基本上防止血小板活化和粘附至所述層。但是，由血液中氧與血紅蛋白的相互作用引起的問題仍然未得到解決。
[0023]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，需要提高待貯藏的紅細胞的質(zhì)量以及延長這樣的紅細胞在輸注之前的貯藏壽命以使與輸注相關(guān)的發(fā)病率最小化。
[0024]發(fā)明概述
[0025]為了解決這些以及其他需要，本公開內(nèi)容包括并提供用于保存紅細胞的系統(tǒng)和方法，其中提供了對紅細胞(例如氧和剝奪二氧化碳的)進行處理并將其貯藏在無氧環(huán)境中以優(yōu)化用于輸注的制劑。
[0026]本公開內(nèi)容包括用于從收集到輸注的紅細胞之延長貯藏的系統(tǒng)和方法，其在輸注之前優(yōu)化紅細胞。
[0027]本公開內(nèi)容提供并且包括用于制備紅細胞(RBC)的方法，其包括:獲得全血；從全血中分離RBC以形成濃縮RBC ;剝奪氧以形成剝奪氧的RBC或者剝奪氧和二氧化碳以形成氧和剝奪二氧化碳的RBC ;以及在無氧貯藏環(huán)境中貯藏剝奪氧的或氧和剝奪二氧化碳的RBC以保持剝奪氧的或氧和剝奪二氧化碳的條件。[0028]在本公開內(nèi)容的一些方面，該方法還可包括:向濃縮RBC中添加添加劑溶液以形成懸液。在一些方面，所述添加劑溶液可以包括單獨的AS-1、AS-3、AS-5、SAGM、PAGG-SM、PAGG-GM、MAP、S0LX、ES0L、EAS61、0FAS1或0FAS3或者其組合。在另一個方面，添加劑溶液可以具有5.0至9.0的pH。在另一個方面，所述添加劑可以包括抗氧化劑。在根據(jù)本公開內(nèi)容的一些方面，所述抗氧化劑可以是槲皮素(qUercetin)、α -生育酹(alpha-tocopheral)、抗壞血酸、或氧化酶的酶抑制劑。
[0029]在本公開內(nèi)容的一些方面，一體式(integrated)血液貯藏系統(tǒng)和方法可以包括氧和二氧化碳去除系統(tǒng)、血液貯藏系統(tǒng)和用以制備用于輸注之貯藏血液的輸注前過程。
[0030]另外，本公開內(nèi)容還包括可以并入去除白細胞(Ieukoreduction)和編輯(editing)步驟以優(yōu)化用于輸注之制劑中的RBC的系統(tǒng)和方法。去除白細胞可以包括除去可以攜帶病毒并導(dǎo)致發(fā)熱的白細胞。編輯可以包括除去表現(xiàn)出受損指征的RBC。
[0031]因此，本公開內(nèi)容還提供了用于血液貯藏的新過程，其至少解決了血紅蛋白降解、紅細胞裂解(溶血)以及ATP和2-3DPG以與自體輸注實踐相一致的方式剝奪以及增強的異源輸注物流(heterologous transfusion logistic)的問題，并且獲得了顯著延長的時間，其間紅細胞的冷藏對其后續(xù)使用無害。
[0032]本公開內(nèi)容還提供了用于在輸注的制劑中貯藏之前或者貯藏期間/之后增強輻照效果和用于穩(wěn)定紅細胞的系統(tǒng)和方法。
[0033]本公開內(nèi)容還提供了在用于輸注的制劑中貯藏之前或貯藏期間用于降低存在于紅細胞中的需氧細菌和寄生蟲 之生長的系統(tǒng)和方法。
[0034]本公開內(nèi)容還提供了用于在非DEHP貯藏袋中貯藏期間用于使紅細胞的溶血和形態(tài)改變最小化的系統(tǒng)和方法。
[0035]本公開內(nèi)容還提供了用于在用于輸注的制劑中貯藏之前或貯藏期間穩(wěn)定和增強紅細胞病原體之失活的系統(tǒng)和方法。
[0036]本公開內(nèi)容還提供了用于在貯藏期間、貯藏之后和臨輸注前向紅細胞提供一氧化氮(例如，以允許RBC之接受者的血管舒張)的系統(tǒng)和方法。
[0037]本公開內(nèi)容還提供了用于在貯藏之后減小紅細胞的體積和在臨輸注前對這樣的RBC進行再氧合(re-oxygenating)的系統(tǒng)和方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1示出使用本公開內(nèi)容的血液無氧貯藏系統(tǒng)從血液收集到輸注的組成和方法的示例性流程圖；
[0039]圖2示出根據(jù)本公開內(nèi)容的圖1的示例性系統(tǒng)，其中，收集血液，分離組分，向濃縮RBC中添加任選的添加劑溶液，去除白細胞然后進行無氧貯藏；
[0040]圖3a和3b示出在0FAS3添加劑溶液中的延長貯藏期間，氧及氧和二氧化碳剝奪分別對ATP和DPG的影響；
[0041]圖4a和4b示出根據(jù)圖5之系統(tǒng)的組合去除白細胞過濾器和02/C02剝奪裝置的RBC入口部分的部分詳細透視圖；
[0042]圖5示出本公開內(nèi)容的貯藏前氧、二氧化碳、氧和二氧化碳剝奪裝置；
[0043]圖6示出圖5之裝置的剝奪裝置的橫截面圖；[0044]圖7A至7D示出剝奪裝置之一些實施方案的橫截面圖；
[0045]圖8分別示出紅細胞中氧和二氧化碳的起始分壓和結(jié)束分壓；
[0046]圖9示出作為RBC流動速率之函數(shù)的RBC中氧的結(jié)束分壓，以及當(dāng)類似于圖5之裝置進料有16.5托的RBC懸液時剝奪如何根據(jù)RBC之流動速率來改變；
[0047]圖10示出并入去除白細胞和血漿分離組分的替代氧/ 二氧化碳剝奪裝置；
[0048]圖1la和Ilb示出根據(jù)本公開內(nèi)容的替代血液袋；
[0049]圖12A至12B示出根據(jù)本公開內(nèi)容的血液貯藏袋的實施方案；
[0050]圖13示出根據(jù)本公開內(nèi)容的替代構(gòu)造；
[0051]圖14示出關(guān)于體積減小的一個方面；
[0052]圖15示出根據(jù)本公開內(nèi)容貯藏的RBC之ATP的比較；
[0053]圖16示出根據(jù)本公開內(nèi)容貯藏的RBC之2，3DPG的比較；
[0054]圖17示出根據(jù)本公開內(nèi)容貯藏的RBC之溶血的比較；
[0055]圖18示出具有在輸注之前對RBC進行氧合的氧合裝置的輸注盒；
[0056]圖19示出根據(jù)本公開內(nèi)容的替代構(gòu)造，其包括去除白細胞，氧、二氧化碳或氧和/或二氧化碳剝奪；
[0057]圖20示出根據(jù)本公開內(nèi)容的替代構(gòu)造，其包括在RBC的有氧條件和無氧條件期間的不同時間去除白細胞，氧、二氧化碳或氧和/或二氧化碳剝奪以及輻照；
`[0058]圖21示出根據(jù)本公開內(nèi)容的替代構(gòu)造，其包括在臨向接受者輸注前去除白細胞，氧、二氧化碳或氧和/或二氧化碳剝奪以及再氧合；
[0059]圖22示出根據(jù)本公開內(nèi)容的替代構(gòu)造，其包括在收集和貯藏期間的多個可能時間去除白細胞，氧、二氧化碳或氧和/或二氧化碳剝奪以及病原體失活；以及
[0060]圖23示出根據(jù)本公開內(nèi)容的替代構(gòu)造，其包括在貯藏期間的多個可能時間去除白細胞，氧、二氧化碳或氧和/或二氧化碳剝奪以及一氧化氮添加。
[0061]詳述
[0062]紅細胞(RBC)的輸注是目的在于在嚴(yán)重貧血的患者中改善組織和重要終端器官之氧合的救生治療。大多數(shù)用于輸注的RBC單位在1°C至6°C下于含有添加劑溶液/防腐劑溶液的氧通透性聚氯乙烯血液袋中忙藏多至42天。
[0063]示例件定義:
[0064]血液供體:全血優(yōu)選地由健康個體或供體捐獻并且保存在血液銀行中用于后續(xù)使用以便最終由接受者使用。預(yù)定了手術(shù)或其他治療的對象可以在稱為自體血液捐獻的過程中為其自身捐獻血液?；蛘?，血液在稱為異源輸注的過程中捐獻用于其他人使用。從供體抽取的全血樣品的收集或者在由患者自體輸注的情況下可以通過本領(lǐng)域中已知的技術(shù)(例如通過捐獻或血衆(zhòng)析離術(shù)(apheresis))來完成。
[0065]全血:全血是包含懸浮在血漿中的紅細胞、白細胞、血小板的血細胞懸液，其包含電解液、激素、維生素、抗體等。
[0066]紅細胞(RBC):人紅細胞在體內(nèi)是動態(tài)的。在全血中，白細胞通常以4，300至10，800個細胞/μ L的范圍存在，并且對于男性來說，平均水平(sea level)的正常RBC范圍是5，400，000個/μ L(+0.8)，而對于女性來說為4，800，000個μ L(+0.6)。紅細胞包含血紅蛋白，其為攜帶氧至全身并且對紅色血液賦予其顏色的含鐵蛋白質(zhì)。由紅細胞構(gòu)成的血液體積的百分比稱為血細胞比容?？梢允褂帽绢I(lǐng)域公知的離心技術(shù)來由全血制備濃縮紅細胞。在根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，濃縮紅細胞可以是貯藏在貯藏系統(tǒng)中用于后續(xù)輸注的血液組分。
[0067]紅細胞(RBC)的正常壽命是120天。約0.875%的RBC每24小時通過脾退離，并且新的RBC由骨髓產(chǎn)生。因此，當(dāng)從供體抽取血液時，存在一定百分比的白細胞和不同年齡的細胞譜。
[0068]RBC的主要功能是在肺和組織處交換氧和二氧化碳，并且不同于身體中的其他細胞，RBC不依賴于氧化磷酸化中的氧，而是完全依賴糖酵解來產(chǎn)生ATP。ATP和2，3- 一磷酸甘油酯(2，3-DPG)對于RBC的活力來說是關(guān)鍵的，它們的游離胞漿濃度緊密地受其對糖酵解途徑中關(guān)鍵酶之反饋抑制的作用來調(diào)節(jié)。在冷藏條件下，期望對糖酵解途徑的雙重抑制在貯藏數(shù)周后克服ATP和2，3-DPG的逐漸剝奪。RBC中的血紅蛋白濃度與2，3-DPG和ATP相類似，并且與氧合血紅蛋白相比，其脫氧狀態(tài)具有對2，3-DPG和ATP充滿高親和力的結(jié)合。因此，將該氧剝離至百分之幾的占有率(當(dāng)收集和處理時約占有60%)將導(dǎo)致2，3-DPG和ATP的攝取，導(dǎo)致游離分子的濃度降低，刺激糖酵解通量。
[0069]血小板:血小板是血液的小的細胞組分，其通過粘附至血管道襯壁(lining)促進凝血過程。血小板與紅細胞相同由骨髓產(chǎn)生并且在其被脾除去之前在循環(huán)系統(tǒng)中存活9至10天。通常使用離心機來從血衆(zhòng)中分離血小板以制備血小板。
[0070]血漿:血漿是蛋白質(zhì)-鹽溶液和血液的液體部分，紅細胞和白細胞以及血小板在其中懸浮。血漿的90%是水，并且占血液體積的約55%。血漿的主要功能之一是協(xié)助凝血和免疫。血漿通過從細胞中分離血液的液體部分來獲得。通常來說,通過離心從細胞中分離血漿。離心是用于將全血的組分分離成血漿、白細胞、血小板和濃縮紅細胞的過程。在離心期間，血漿將在開始時在 輕的旋轉(zhuǎn)期間遷移到管的上部。然后從管中除去血漿。在第二離心周期期間除去白細胞和血小板以產(chǎn)生濃縮紅細胞。該申請將討論使用將傳統(tǒng)地使用之儀器的成本最小化的離心機的高效替代品。
[0071]以其最一般的形式，本公開內(nèi)容提供了并且包括用于從接收來自供體之全血直至向接受者輸注的紅細胞制備和延長貯藏的一體式系統(tǒng)和方法，例如，圖1示出使用無氧貯藏方法10和系統(tǒng)20通過貯藏前期A、在無氧環(huán)境中的貯藏期B和貯藏后期C從來自血液供體15的血液收集至向接受者50輸注的組成和方法的示例性流程圖。但是，如參照本公開內(nèi)容所理解的，設(shè)想所公開的系統(tǒng)和方法的多種組合在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)，并且所示組成和方法可以任選地被替代、除去或記錄。
[0072]例如，方法10描述了貯藏系統(tǒng)20，其包括在貯藏之前和貯藏期間任選的添加劑添加和RBC的氧、二氧化碳、或氧和二氧化碳(在本文中統(tǒng)稱為Ο/CD)剝奪，以及增強處理(包括去除白細胞、編輯、病原體減少、輻照和一氧化氮處理以及氧添加)，從而增強貯藏的RBC的質(zhì)量、優(yōu)化向接受者輸注的過程并且降低與這樣的輸注相關(guān)的發(fā)病率。
[0073]另參照附圖并且特別是圖1，方法10描述了從自供體15收集至向接受者50輸注的貯藏系統(tǒng)20。系統(tǒng)20示出具有三個時期的方法，期間可以發(fā)生不同的子過程或步驟。這三個時期一般是:貯藏前期A、貯藏期B和貯藏后期C。如圖1所示，血液貯藏過程20的不同步驟可以發(fā)生在不同時期以獲得最佳的血液輸注結(jié)果。例如，輻照可以任選地發(fā)生在氧去除之前的貯藏前期A期間、貯藏期B期間、貯藏后期C期間、貯藏期B期間和貯藏后期C與貯藏前期A的一部分期間或其組合等。類似地，RBC的編輯(例如，用于除去瀕死的RBC)可以發(fā)生在貯藏前期A期間、貯藏后期C期間或其組合等。無氧環(huán)境與步驟(例如添加一氧化氮、輻照和病原體失活)具有協(xié)同關(guān)系，其為必須在這樣的無氧環(huán)境中發(fā)生的RBC提供優(yōu)點，如將在下文中討論的。因此，根據(jù)本公開內(nèi)容存在若干不同的血液貯藏處理順序。
[0074]貯藏前期A包括從來自供體之收集至貯藏在無氧環(huán)境的時間。在時期A期間，可以從供體收集全血，并且可以分離血液組分，即血漿、血小板和RBC。可以向全血中添加任選的添加劑溶液以輔助貯藏和/或加工，如在本文中進一步描述的。加工(例如病原體失活、去除白細胞和編輯)可以發(fā)生在貯藏前期A期間。在時期A期間，氧、二氧化碳或氧和二氧化碳(0/⑶)在忙藏期B之前剝奪。0/⑶可以通過氧、或氧和二氧化碳剝奪裝置(oxygen andcarbon dioxide depletion device, OCDD)剝奪。
[0075]貯藏期B是無氧貯藏期，其中RBC貯藏在無氧貯藏環(huán)境中。
[0076]貯藏后期C在無氧貯藏環(huán)境中貯藏之后，但在向接受者輸注之前。貯藏后期C可以包括加工，例如體積減小、編輯、在緩沖液交換期間清潔、添加一氧化氮或氧或者一氧化氮和氧二者等。
[0077]參照附圖并且特別是圖2，其中示出示例性無氧貯藏系統(tǒng)并且使用標(biāo)號25標(biāo)注。在某些實施方案中，系統(tǒng)25可以構(gòu)建為一次性的。另外，系統(tǒng)25是示例性系統(tǒng)，因此，不同的子過程或步驟可以發(fā)生在如上所討論的不同時間或不同時期期間。血液貯藏系統(tǒng)25包含氧/ 二氧化碳剝奪裝置100 (OraDlOO)、無氧血液貯藏袋200和任選的添加劑溶液袋250。與血液收集方法常規(guī)地相關(guān)的組件是放血針(phlebotomy needle) 16、含有抗凝劑的血液收集袋35和含有血漿的袋45。管道可以以多種構(gòu)造(示出一個實施方案)連接血液貯藏系統(tǒng)25的多種組件。O⑶D100從通過其的紅細胞中除去氧和二氧化碳。系統(tǒng)25還可以包含去除白細胞過濾器400和編輯裝置500、輻照裝置600、病原體失活裝置700、體積減小裝置800以及用于在向接受者50輸注之前立即向RBC供應(yīng)一氧化氮的一氧化氮裝置900。系統(tǒng)25可以以如下所討論的多種構(gòu)`造包含這樣的裝置400至900的全部或組合。
[0078]系統(tǒng)25的組件以常規(guī)方式連接。管道440連接收集袋35與去除白細胞過濾器400。管道441連接溶液袋250與收集袋35。管道442連接血漿袋45與連接袋35。管道443連接去除白細胞過濾器400與O⑶D100。管道444連接O⑶D100與血液貯藏袋200。血液貯藏系統(tǒng)25優(yōu)選為單次使用、一次性、低成本的系統(tǒng)。
[0079]系統(tǒng)組件，即去除白細胞過濾器400、編輯裝置500、輻照裝置600、病原體失活裝置700、體積減小裝置800以及一氧化氮裝置900，在輸注之前進行多種RBC治療。根據(jù)所述治療，這樣的治療優(yōu)選地在通過OCDD之前或在貯藏袋200中貯藏之后針對RBC進行。在剝奪了 0/tD之后，將RBC維持在氧、二氧化碳或氧和剝奪二氧化碳的環(huán)境中以確?；颊咂谕慕Y(jié)果并且避免通常與使用貯藏的RBC之輸注相關(guān)的發(fā)病率。
[0080]在某些方面，如果需要的話，在從獲自供體15的全血中收集濃縮RBC之后，可以向濃縮RBC提供例如來自袋250的任選的添加劑溶液以形成濃縮RBC的懸液。添加劑溶液一般可以有助于防止RBC迅速變質(zhì)。添加劑溶液袋250可以包含優(yōu)化用于無氧貯藏的添加劑溶液。就本文所提及的若干實施方案中的每一個而言，來自袋250的添加劑溶液可以在從RBC中剝奪0/⑶之前提供。例如，每單位的濃縮RBC(450ml至500ml抽取的全血)可以添加50ml至300ml的添加劑溶液。在某些方面，每單位的濃縮RBC可以添加100ml至IlOml的添加劑溶液。在另一個方面，每單位的濃縮RBC可以添加50ml至100ml的添加劑溶液。在根據(jù)本公開內(nèi)容的一個方面，每單位的濃縮RBC可以添加75ml至125ml的添加劑溶液。在根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個方面，每單位的濃縮RBC可以添加90ml至120ml的添加劑溶液。
[0081]例如，添加劑溶液可以包括腺嘌呤、葡萄糖、甘露醇、檸檬酸鹽離子和磷酸二氫鹽離子的水溶液?；蛘?，添加劑溶液可以包括AS-1、AS-3、AS-5、SAGM、PAGG-SM、PAGG-GM、EAS61、OFASU 0FAS3、MAP、ESOL、SOLX 及其任意組合。(參見，Rossi，s Principles ofTransfusion Medicine 第 4 版，Simon, T ；Snyder, E 等人，Wiley-Blackwell ；M Shimizu, HFujii,H Mizoguchi,M Masuda,K Toyama,Rinsho Ketsueki 等人,“Multicenter clinicalevaluation of red cell concentrates stored up to6weeks in MAP, a new additivesolution,，，The Japanese Journal33:148 (1992) ；Dumont LJ, Yoshida T, AuBuchonJP,“Anaerobic storage of red blood cells in a novel additive solution improvesin vivo recovery, ” Trans fusion49:458-64(2009);美國專利 N0.5, 789, 151,1998 年 8 月4 日授權(quán)，題為 “Prolonged cold storage of red blood cells by oxygen removal andadditive usage, ”1998年8月4日授權(quán)；美國專利N0.4，769，318，1988年9月6日授權(quán)給Hamasaki 等人，題為“Additive Solution for Blood Preservation and Activation，，;以及Bitensky等人的美國專利N0.6，162，396，2000年12月19日授權(quán)，題為“Blood StorageDevice and Method for Oxygen Removal ”；其各自通過引用以其整體并入本文)。
[0082]添加劑溶液0FAS3包括腺嘌呤、葡萄糖、甘露醇、NaH2PO4以及任選的NaCl和/或NH4Cl。添加劑溶液0FAS3優(yōu)選地包括具有以下范圍的成分:約0.5至4.0毫摩爾/升的腺嘌呤、約50至150毫摩爾/升的葡萄糖、約20至70毫摩爾/升的甘露醇、約O至100毫摩爾/升的NaCl、約2至20毫摩爾/升的NaH2PO4以及約O至30毫摩爾/升的NH4Cl。優(yōu)選地，0FAS3具有約5.5至7.5的調(diào)節(jié)pH，并且包括約2毫摩爾/升的腺嘌呤、約110毫摩爾/升的葡萄糖、約55毫摩爾/升的NaCl以及約12毫摩爾/升的NaH2PO4,并且調(diào)節(jié)pH為約6.5。0FAS3的其他實施方案提供于2011年12月6日授權(quán)的美國專利N0.8，071，282中，其通過引用以其整體并入本文。
[0083]表1
[0084]
【權(quán)利要求】
1.用于制備紅細胞(RBC)的方法，其包括: 獲得全血； 從所述全血中分離RBC，以形成濃縮RBC ； 任選地向所述濃縮RBC中添加添加劑溶液以形成濃縮RBC的懸液； 從所述濃縮RBC或濃縮RBC的懸液中剝奪氧、二氧化碳或氧和二氧化碳(Ο/CD)，以形成剝奪Ο/CD的RBC ； 在無氧貯藏環(huán)境中貯藏所述剝奪Ο/CD的RBC以維持剝奪Ο/CD的條件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述添加劑溶液包含:AS-1、AS-3、AS-5、SAGM、PAGG-SM、PAGG-GM、MAP、SOLX, ESOL、EAS61、OFASl 或 0FAS3 或者其任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述添加劑溶液的pH為5.0至9.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述任選的添加劑溶液包含抗氧化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述抗氧化劑選自:槲皮素、α-生育酚、抗壞血酸、或氧化酶的酶抑制劑。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中將所述剝奪Ο/CD的RBC貯藏在冷藏下的所述無氧貯藏環(huán)境中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述貯藏溫度為1°C至6°C。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括在所述無氧貯藏環(huán)境中貯藏期間向所述剝奪Ο/CD的RBC添加營養(yǎng)物或代謝補充劑。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括對所述貯藏的剝奪Ο/CD的RBC進行再氧合以形成用于輸注的氧合的RBC。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述從所述濃縮RBC或濃縮RBC的懸液中剝奪氧、二氧化碳或氧和二氧化碳(Ο/CD)以形成剝奪Ο/CD的RBC包括使所述RBC通過氧和/或二氧化碳剝奪裝置，所述氧和/或二氧化碳剝奪裝置包含: 殼體； 多個中空纖維和/或可透氣的膜或纖維，其在所述殼體中從殼體入口延伸至殼體出口 ；其中所述中空纖維和/或可透氣的膜或纖維由對氧和二氧化碳二者均具有通透性的材料形成并且適于接收和輸送RBC ；以及 一定量的氧吸著劑、二氧化碳吸著劑二者，或者氧吸著劑和二氧化碳吸著劑，其包裝在所述殼體中并且鄰接多個中空纖維和/或可透氣的膜或纖維。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述無氧貯藏環(huán)境還包括含有氧吸著劑和二氧化碳吸著劑的剝奪二氧化碳的貯藏環(huán)境，用于將所述剝奪Ο/CD的RBC維持在無氧和剝奪二氧化碳的貯藏環(huán)境中。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述無氧貯藏環(huán)境包括在含有氧和二氧化碳吸著劑的無氧貯藏袋中貯藏所述剝奪Ο/CD的RBC以使所述剝奪Ο/CD的RBC維持在剝奪氧和/或二氧化碳的條件下。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述無氧貯藏袋包括外部袋和與所述RBC相接觸的內(nèi)部袋以及布置在所述內(nèi)部袋與所述外部袋之間的氧和/或二氧化碳吸著劑。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括對所述全血、所述濃縮RBC或濃縮RBC的懸液進行去除白細胞，其中所述去除白細胞在剝奪氧、二氧化碳或氧和二氧化碳(Ο/CD)以形成剝奪O/CD的RBC之前或之后進行，并且所述去除白細胞在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前、期間或之后進行。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括輻照所述濃縮RBC或濃縮RBC的懸液，其中所述輻照在從所述RBC中剝奪氧、二氧化碳或氧和二氧化碳(Ο/CD)以形成剝奪Ο/CD的RBC之前或之后進行，并且所述輻照在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前、期間或之后進行。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括使所述全血、濃縮RBC或濃縮RBC的懸液中的病原體失活，其中所述失活在從所述RBC中剝奪氧、二氧化碳或氧和二氧化碳(0/⑶)以形成剝奪0/⑶的RBC之前或之后進行，并且所述失活在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前進行。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其編輯所述全血、所述濃縮RBC或濃縮RBC的懸液，其中所述失活在從所述RBC中剝奪氧、二氧化碳或氧和二氧化碳(Ο/CD)以形成剝奪Ο/tD的RBC之前或之后進行，并且所述失活在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前進行。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中期間或之后向剝奪Ο/CD的RBC添加一氧化氮(NO)或NO前體分子。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其還包括在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之后減小所述貯藏的剝奪Ο/CD的RBC的體積。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述去除白細胞包括從所述全血、所述濃縮RBC或濃縮RBC的懸液中除去白細胞。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述去除白細胞在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前進行。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其還包括在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前編輯所述全血、所述濃縮RBC或濃縮RBC的溶液，或者在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之后編輯所述貯藏的剝奪Ο/CD的RBC。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述編輯包括鑒定并除去瀕死的RBC，并且其中所述編輯在從全血中分離RBC之前、在從全血中分離RBC之后、在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前或者在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之后進行。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其還包括在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中期間或之后向所述剝奪Ο/CD的RBC添加一氧化氮或NO前體分子。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其還包括在添加一氧化氮之后減小所述RBC的體積。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中當(dāng)在從RBC中剝奪氧之前輻照所述RBC時，在輻照24小時之內(nèi)從所述RBC中剝奪氧。
27.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述輻照是Y射線輻照或X射線輻照。
28.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述編輯包括鑒定并除去瀕死的RBC，并且其中所述編輯在從全血中分離RBC之前、在從全血中分離RBC之后、在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前或者在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之后進行。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述編輯步驟包括通過選自以下的方法鑒定瀕死的RBC:對10%的最致密RBC進行過濾；使用低滲溶液將RBC暴露于滲透壓休克所述RBC，消除被所述休克損傷的RBC ;以及使用過濾器來捕獲瀕死的RBC并將高親和力配體施用于所述過濾器以捕獲具有適于鑒定瀕死或受損之RBC的期望表面標(biāo)志物的RBC，或者通過用凹凸陣列裝置處理來分離具有降低之可變形性的RBC。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述用于捕獲所述RBC的期望表面標(biāo)志物是成簇的帶3蛋白或磷脂酰絲氨酸。
31.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括: 在從所述濃縮RBC中除去氧和/或二氧化碳(Ο/CD)之前或之后輻照所述RBC ； 在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前編輯所述全血、濃縮RBC或濃縮RBC的懸液，或者在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之后編輯所述貯藏的剝奪Ο/CD的RBC ； 減小所述貯藏的剝奪Ο/CD的RBC的體積從而在再氧合之前濃縮所述RBC ； 當(dāng)所述RBC貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中時，向貯藏的剝奪Ο/CD的RBC添加一氧化氮，以及 對所述減小體積的剝奪Ο/CD的RBC進行再氧合以形成用于輸注的氧合的RBC。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括: 在除去氧和/或二氧化碳(Ο/CD)以形成剝奪Ο/CD的RBC之前從所述全血、濃縮RBC或濃縮RBC的懸液中除去白細胞； 在除去氧和/或二氧化碳(Ο/CD)以形成剝奪Ο/CD的RBC之前或之后輻照所述RBC ；在除去氧和/或二氧化碳(Ο/CD)以形成剝奪Ο/CD的RBC之前或之后使所述RBC中的病原體失活； 在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之前`編輯所述全血、濃縮RBC或濃縮RBC的懸液，或者在貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中之后編輯所述貯藏的剝奪Ο/CD的RBC ； 減小所述貯藏的剝奪Ο/CD的RBC的體積從而在再氧合之前濃縮所述RBC ； 當(dāng)所述RBC貯藏在所述無氧貯藏環(huán)境中時，向貯藏的剝奪Ο/CD的RBC添加一氧化氮；以及 對所述減小體積的剝奪Ο/CD的RBC進行再氧合以形成用于輸注的氧合的RBC。
33.用于紅細胞(RBC)之延長貯藏的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含: 用于從RBC中除去白細胞的裝置； 用于從RBC中除去氧、二氧化碳或氧和二氧化碳(Ο/CD)的裝置； 用于貯藏RBC的貯藏袋，其包含氧吸著劑以將所述RBC維持在無氧條件下；和 用于對所述RBC進行再氧合的裝置；以及 將所述用于從RBC中除去白細胞的裝置與所述用于從RBC中除去Ο/CD的裝置相連接的管道，將所述用于從RBC中除去Ο/CD的裝置與所述貯藏袋相連接的管道；以及將所述貯藏袋與所述用于對所述RBC進行再氧合的裝置相連接的管道。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述用于從RBC中除去白細胞的裝置包含用于接收所述RBC的入口和用于使所述RBC離開的出口，以及布置在所述入口與所述出口之間以從所述RBC中過濾白細胞的過濾器。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述用于從RBC中除去氧、二氧化碳或氧和二氧化碳的裝置包含: 殼體； 多個中空纖維或可透氣的膜或纖維，其在所述殼體中從殼體入口延伸至殼體出口，其中所述中空纖維和/或可透氣的膜或纖維適于接收和輸送RBC ;以及 一定量的氧清除劑、二氧化碳清除劑、或氧清除劑和二氧化碳清除劑，其包裝在所述殼體中并且鄰接所述多個中空纖維和/或可透氣的膜或纖維并且在其之間。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述貯藏袋還包含至少一個用于接收流體的端□。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中所述流體包含一氧化氮或NO前體、營養(yǎng)物以及代謝補充劑。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述袋能夠被Y射線輻照和/或X射線輻照來輻照。
39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述用于對所述RBC進行再氧合的裝置包含:具有用于接收RBC的入口和用于釋放RBC的出口的殼體、在所述入口與所述出口之間用于RBC通過的中空纖維和/或可透氣的膜或纖維以及布置在所述中空纖維和/或可透氣的膜或纖維與所述殼體之間的氧或空氣。
【文檔編號】A01N1/02GK103732056SQ201280038814
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月5日
【發(fā)明者】吉田達郎, 保羅·韋爾努奇 申請人:新健康科學(xué)股份有限公司