專利名稱：用于治療惡性腫瘤的免疫活性血液灌注過濾器的制作方法
用于治療惡性腫瘤的免疫活性血液灌注過濾器相關申請的交叉引用本申請基于在2009年10月8日提交的美國臨時專利申請No. 61/249，867，并要求該申請的優(yōu)先權。所述的臨時申請的全部公開內容是可以可靠地信任的，并且以引用方式并入本文。
背景技術：
在免疫抑制的患者中可以發(fā)展為惡性腫瘤。每天在肌體內都產(chǎn)生大量的惡性腫瘤細胞。幸運的是，免疫系統(tǒng)將它們識別為“非正常的”或“非自身的”細胞，井隨后每天都殺死它們。因此，如果免疫系統(tǒng)適當?shù)匕l(fā)揮作用，則發(fā)展成癌癥的機會將被降低。免疫系統(tǒng)可以通過疫苗來活化。但是，當使用疫苗時，通過患者自身的免疫系統(tǒng)對癌細胞所產(chǎn)生的攻擊是不足夠強的。需要更有效且更強的免疫挑戰(zhàn)能夠殺死惡性腫瘤細胞，其中所述的惡性腫瘤細胞是患者免疫系統(tǒng)不能作為待殺死的細胞識別的。結果，治療惡 性腫瘤不僅涉及手術除去腫瘤的原發(fā)性病灶，而且還涉及用于殺死整個肌體的可能的轉移性腫瘤細胞的藥劑和放射治療。不幸的是，抗癌藥劑療法會引入多種類型的不合意的副作用，這些副作用通常在取得有效的治療結果之前必然會干擾藥劑療法。過去，已經(jīng)使用用于抑制患者免疫系統(tǒng)的單采療法來治療自身免疫疾病。對于這些類型的患者而言，除去會導致自身免疫疾病的血液中的病理學分子證明了治療效果。對于這些類型的患者而言，通過單采以及細胞因子(例如白細胞)來除去體液因子，例如自身抗體、免疫絡合物、細胞因子和活化的補體。這種類型的療法在患者中創(chuàng)建了免疫抑制的狀態(tài)，這種狀態(tài)對需要治療癌癥患者的免疫系統(tǒng)確實具有相反的作用。發(fā)明概述本發(fā)明提供了通過使用在單采柱中存在的體外血液灌注過濾器來強烈地活化人的免疫系統(tǒng)的方式。所得到的免疫活化使得通過細胞凋亡來破壞惡性腫瘤細胞。但是，本發(fā)明的方法導致對人產(chǎn)生大量的生理學影響，包括短暫的低血壓以及組織缺氧。為了控制這些影響，在全身麻酔的條件下對人進行體外單采。全身麻酔以及仔細地監(jiān)測血壓和氧飽和度消除了與上述過程有關的任何不適。全身麻酔不僅在單采的過程中實施，而且在6小時的體內免疫活化調控中實施?？梢允褂镁哂猩锊幌嗳莸牟牧系墓嘧⑦^濾器來引入免疫刺激。使患者的血液以大約IOOml/分鐘的速度在I小時內灌注通過包含所述過濾器的單采柱可以產(chǎn)生所述的狀態(tài)。本發(fā)明的方法可以在體外循環(huán)的最初30分鐘過程中產(chǎn)生免疫活化。這種通過免疫活化治療惡性腫瘤的分子手術過程會在最開始的30分鐘內產(chǎn)生直接且可控的作用，并在幾個小時內恢復至正常。這些作用包括血壓過低(血壓減少大約50%)、白細胞減少(白細胞減少大約70% )、以及呼吸困難，其中所述的呼吸困難會導致組織缺氧，并在所述過程開始后的30分鐘形成最低的血氧水平。這些作用可以通過減少通過單采柱的血流量以及通過向人提供生理學支持而可逆。所述的支持包括使用了氣管內插管的全身麻酔、血壓控制(連續(xù)地監(jiān)測血壓)以及供氧控制(連續(xù)地監(jiān)測血氧飽和度)。由于免疫活化單采系統(tǒng)誘導的短暫性休克綜合征，所以過去未提供或使用特定的免疫活化柱。美國食品藥品監(jiān)督管理局(United States Food and Drug Administration) 由于這種單采系統(tǒng)相關的休克癥狀，而將它們歸類為臨床不安全的。本發(fā)明的方法通過提供有效地活化免疫系統(tǒng)，同時控制與使用根據(jù)本發(fā)明的血液灌注過濾器相伴的休克癥狀而克服了所述的問題。 由在本發(fā)明的血液灌注過濾器中存在的生物不相容的材料誘導的可控的免疫休克在試驗動物中產(chǎn)生了免疫活化狀況。為了提供安全、無痛、有效以及可重復的治療結果， 不僅在一小時的單采過程中提供使用了氣管內插管的全身麻醉，而且在另外的5個小時中也使用所述的全身麻醉。在動物試驗中沒有使用了這種過程治療的動物發(fā)生死亡，也沒有任何與所述過程相關的身體或感覺上的異常被證明。提供大約6小時的全身麻醉不僅包括初始30分鐘的休克的血壓過低和含氧量低的階段，而且還包括恢復階段，其中動物在血流動力學上變正常。6小時之后，在肺部累積的白細胞被釋放回系統(tǒng)性的循環(huán)中。在單采的初始階段，粒細胞幾乎減少100%而淋巴細胞僅減少40-50%，這在人免疫系統(tǒng)中創(chuàng)立了短暫的淋巴細胞占優(yōu)勢的狀態(tài)。在全身麻醉的6 小時過程中，免疫刺激細胞因子TNF-α和IL-6可以升高至1000倍。在6小時后，血液中的白細胞計數(shù)幾乎恢復至過程前的水平，并且后來進一步升高。在4天后，與過程前的水平相比，白細胞計數(shù)超過2倍。細胞和體液的活化則在2星期后正?；１景l(fā)明的方法所提供的經(jīng)誘導的免疫刺激可以具有用于治療惡性腫瘤以及用于治療不可治愈的傳染性疾病(包括獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS))的治療作用。附圖簡述圖I提供了作為本發(fā)明的單采方法的結果在所述的患者中形成的免疫活性作用的示意圖。不僅體液因子被活化，細胞因子也被活化。圖2示出了用于使用手工玻璃紙薄膜進行的3小時體外循環(huán)的結果(血流量為 200ml/分鐘)。與用于單采的合成薄膜相比，玻璃紙薄膜被認為與血更不相容。圖3提供了通過使用本發(fā)明的免疫活性過濾器的單采而誘導的生理學影響的示意圖，包括白細胞被短暫地誘捕在肺毛細血管中。圖4示出了使用以下生物不相容的材料在一定的時間內，單采對血液中的白細胞計數(shù)的作用聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)和醋酸纖維素(CA)。圖5A提供了根據(jù)本發(fā)明的單采柱的一個實例的示意圖。圖5B為所述柱的實施方案的照片。圖6示出了使用以下生物不相容的材料在一定的時間內，單采對補體活化的作用聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)和醋酸纖維素(CA)，其中所述的補體活化的作用是通過在入口血液和出口血液的因子C3a測量得到的。圖7提供了小型血液過濾器柱的示意圖，包括注射器和生物不相容的材料。
圖8示出了使用酸和堿、或者鹽處理的埃及棉花對在過濾通過經(jīng)處理的棉花后血液中某種類型的細胞的計數(shù)的作用㈧紅細胞(RBC)、⑶白細胞(WBC)、(C)血小板 (Pit)、以及(D)嗜中性粒細胞和淋巴細胞?！扒啊睒悠肥侵冈谶^濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。對于RBC而言，Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)xlO4。對于WBC而言，Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)。對于Plt而言，Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)xlO4。對于嗜中性粒細胞和淋巴細胞而言，Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)。圖9示出了不同類型的棉花過濾器和PVA過濾器的能力之間的比較，其中所述的過濾器用于除去全血中的某些類型的細胞A)RBC、(B)WBC, (C)Plt、以及(D)嗜中性粒細胞和淋巴細胞?！扒啊睒悠肥侵冈谶^濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。對于RBC而言，Y 軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)xlO4。對于WBC而言，Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)。對于Plt而言，Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)xlO4。對于嗜中性粒細胞和淋巴細胞而言，Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)。

圖10示出了不同類型的棉花過濾器的能力之間的比較，其中所述的過濾器用于除去全血中的嗜中性粒細胞和淋巴細胞。圖11示出了當埃及棉花過濾器的密度為O. 125g/ml時，其由不同體積的全血中除去某些類型的細胞的能力A)RBC、(B)WBC, (C)Plt、以及(D)嗜中性粒細胞和淋巴細胞。 “前”樣品是指在過濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。各圖中的Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)。RBC和Plt測量為細胞數(shù)xlO4/μ I。WBC和嗜中性粒細胞/淋巴細胞測量為細胞數(shù)/μ Io圖12示出了當埃及棉花過濾器的密度為O. 05g/ml時，其由不同體積的全血中除去某些類型的細胞的能 力A)RBC、(B)WBC, (C)Plt、以及(D)嗜中性粒細胞和淋巴細胞。 “前”樣品是指在過濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。各圖中的Y軸測量了每微升過濾的血液的細胞數(shù)。RBC和Plt測量為細胞數(shù)xlO4/μ I。WBC和嗜中性粒細胞/淋巴細胞測量為細胞數(shù)/μ Io圖13示出了埃及棉花過濾器的密度對它們由不同體積的全血中除去某些類型的細胞的能力的作用A)RBC、(B)WBC、(C)Plt、以及(D)嗜中性粒細胞和淋巴細胞?！扒啊睒悠肥侵冈谶^濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。圖14示出了生物化對埃及棉花過濾器由全血中除去(A) RBC和(B)WBC的能力的作用。使用濃度為1%、0. 1%和0%的凝膠進行生物化。對于0%樣品而言，僅使用戊二醛。 使用水處理非生物化的樣品?！扒啊睒悠肥侵冈谶^濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。圖15示出了生物化對埃及棉花過濾器由全血中除去(A)Plt、以及(B)嗜中性粒細胞和淋巴細胞的能力的作用。使用濃度為1%、0. I %和O %的凝膠進行生物化。對于0%樣品而言，僅使用戊二醛。使用水處理非生物化的樣品?！扒啊睒悠肥侵冈谶^濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。圖16示出了生物化對絲質過濾器由全血中除去(A)RBC和(B)WBC的能力的作用。 使用濃度為1%、0. 1%和0%的凝膠進行生物化。對于0%樣品而言，僅使用戊二醛。使用水處理非生物化的樣品?！扒啊睒悠肥侵冈谶^濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。圖17示出了生物化對絲質過濾器由全血中除去(A)Plt、以及(B)嗜中性粒細胞和淋巴細胞的能力的作用。使用濃度為1%、0. 1%和0%的凝膠進行生物化。對于0%樣品而言，僅使用戊二醛。使用水處理非生物化的樣品?！扒啊睒悠肥侵冈谶^濾之前由血液樣品中取得的細胞計數(shù)。圖18示出了使用弱離子束輻射的生物化對埃及棉花過濾器由全血中除去(A) RBC、(B)WBC, (C)Plt以及(D)嗜中性粒細胞和淋巴細胞的能力的作用。
圖19示出了使用強離子束輻射的生物化對埃及棉花過濾器由全血中除去(A)RBC、(B)WBC, (C)Plt以及(D)嗜中性粒細胞和淋巴細胞的能力的作用。圖20示出了血液在灌注前和灌注后的白細胞的分析。(A)嗜中性粒細胞和(B)淋巴細胞。圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案在經(jīng)歷6小時的灌注時，狗的血壓和體溫。圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案在灌注過程中和灌注后，狗中的WBC、RBC,Plt和纖維蛋白原的水平。圖23示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案在灌注過程中和灌注后，狗中的淋巴細胞、嗜中性粒細胞和單核細胞恢復的動力學。Y軸測量了在各時間點時在全血中存在的各種 類型的細胞的數(shù)量。圖24示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案在灌注過程中和灌注后，狗中的淋巴細胞、嗜中性粒細胞和單核細胞恢復的動力學。Y軸是指在各時間點時，在狗的全血中，作為全細胞的百分率存在的各種類型的細胞。圖25示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案在灌注過程中和灌注后，在狗的血液中腫瘤壞疽因子a (TNFa)和白細胞介素6(IL_6)的水平。Y軸測量了每微升中以皮克存在的細胞因子的量，而X軸表示在灌注開始后的分鐘。圖26示出了在通過本發(fā)明的方法處理后，在單采受體的血液中白細胞動力學的圖。X軸示出了相對于從單采開始時經(jīng)過的時間的量的各個階段。Y軸示出了白細胞計數(shù)的相關單位，其中I. O構成了在單采開始時，在血液中的白細胞的水平。發(fā)明詳述如上文所述，每天在人的肌體內產(chǎn)生大量的惡性腫瘤細胞。幸運的是,每天,免疫系統(tǒng)將所述的細胞識別為異常細胞并殺死它們。如果免疫系統(tǒng)適當?shù)匕l(fā)揮作用，則發(fā)展成癌癥的機會將被降低。不幸的是，如果人的免疫系統(tǒng)被抑制，則癌細胞被識別為待殺死的外來細胞。在這種情況下，癌細胞只有被留在未檢查的宿主中正在生長的惡性腫瘤中。為了研發(fā)用于惡性腫瘤的治療處理，本發(fā)明提供了產(chǎn)生患者的免疫活性狀態(tài)的安全、有效和可重復的方法。在一個實施方案中，患者為人類患者。在另ー個實施方案中，患者為非人類的動物，在這種情況下，可以在動物背景下使用本發(fā)明。非人類的動物包括但不限于貓、狗、牛和馬。目前，可以通過血液純化(單采)來抑制患者的免疫狀態(tài)。使得人的免疫系統(tǒng)的狀態(tài)保持為活性狀態(tài)的血漿因子和/或細胞因子的除去可以通過單采進行。參見Nos6 1995。引入這種血液純化方法以用于治療自身免疫疾病的患者。過去，引入單采過程來治療諸如類風濕性關節(jié)炎或潰瘍性大腸炎之類的自身免疫疾病。相反地，嘗試除去導致癌癥患者的免疫抑制的許多分子和細胞因子，但是這種單采的治療作用對于惡性腫瘤患者而言不會顯示任何積極的結果。參見Tani 1998。事實上，如表I所示，用于治療惡性腫瘤的有效的療法涉及活化免疫系統(tǒng)，而不是抑制免疫系統(tǒng)。因此，免疫抑制單采技術在治療惡性腫瘤中沒有成功。當人是健康的并且具有正常的免疫系統(tǒng)時，癌細胞被殺死，并且腫瘤不能形成。當免疫系統(tǒng)被抑制時，癌細胞在肌體中會獲得復制的機會，從而導致人的癌癥。當人的免疫系統(tǒng)受到長期的過度刺激時，則可以導致自身免疫疾病。因此，在癌癥的情況下，成功的療法涉及刺激受到抑制的免疫系
權利要求
1.一種治療患者疾病的方法，包括 (a)提供包含血液灌注過濾器的單采系統(tǒng)，其中所述的血液灌注過濾器包含至少一種生物不相容的材料； (b)將所述的患者的血液循環(huán)與所述的單采系統(tǒng)連接，使得所述的患者的血液在再次進入到所述的患者的肌體中之前通過所述的血液灌注過濾器； (c)使所述的患者處于全身麻醉下，并向所述的患者提供生理學支持； (d)在大約I小時內，使所述的患者的血液通過所述的單采系統(tǒng)；以及 (e)在使所述的患者的血液循環(huán)通過所述的單采系統(tǒng)之后，使所述的患者在全身麻醉下保持至少5小時， 其中使所述的患者的血液循環(huán)通過所述的血液灌注過濾器會活化所述的患者的免疫系統(tǒng)，從而治療所述的疾病。
2.權利要求I所述的方法，其中所述的疾病為惡性腫瘤。
3.權利要求I所述的方法，其中所述的疾病為傳染病。
4.權利要求3所述的方法，其中所述的傳染病為獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS)或肝炎。
5.權利要求I所述的方法，其中所述的單采系統(tǒng)進一步包含空氣室和/或保溫袋。
6.權利要求I所述的方法，其中所述的生物不相容的材料為棉花或絲。
7.權利要求6所述的方法，其中所述的棉花選自埃及棉花、澳大利亞棉花和巴基斯坦棉花。
8.權利要求6所述的方法，其中所述的絲選自日本絲和廣州絲。
9.權利要求I所述的方法，其中所述的生物不相容的材料是生物化的。
10.權利要求9所述的方法，其中所述的生物不相容的材料是使用甲醛或戊二醛生物化的。
11.權利要求I所述的方法，其中所述的患者為人類患者。
12.權利要求I所述的方法，其中所述的患者為非人類的動物。
13.權利要求I所述的方法，其中所述的全身麻醉為克他命。
14.權利要求I所述的方法，其中所述的生理學支持選自維持血壓和維持血氣水平中的至少一者。
15.權利要求I所述的方法，進一步包括在使所述的患者的血液循環(huán)通過所述的單采系統(tǒng)之前向所述的患者給予抗凝血劑的步驟。
16.權利要求15所述的方法，其中所述的抗凝血劑為肝素。
17.權利要求I所述的方法,其中所述的患者的血液以大約100至200ml/分鐘的速度循環(huán)通過所述的單采系統(tǒng)。
18.—種包含血液灌注過濾器的單采系統(tǒng)以及全身麻醉的用途，在所述的單采系統(tǒng)中，所述的血液灌注過濾器包含至少一種生物不相容的材料， (a)其中所述的單采系統(tǒng)與患者的血液循環(huán)連接，使得所述的患者的血液能夠在再次進入到所述的患者的肌體之前通過所述的血液灌注過濾器；以及 (b)其中所述的全身麻醉用于在使用所述的單采系統(tǒng)以及在使用所述的單采系統(tǒng)之后的至少5小時過程中麻醉所述的患者，以用于治療患者的疾病，其中使用所述的單采系統(tǒng)會活化所述的患者的免疫 系統(tǒng)，由此治療所述的疾病。
全文摘要
本發(fā)明提供了通過使人在大約1小時內經(jīng)歷使用了生物不相容的生物材料的單采過程來在人中產(chǎn)生天然免疫活性狀態(tài)的方式。為了安全地控制由所述過程誘導的免疫休克，使人處于全身麻醉下達大約6小時，包括單采時間內以及其后的至少額外的5小時。這種免疫活化可用于治療惡性腫瘤以及與免疫抑制相關的疾病，例如AIDS。此外，本發(fā)明提供了包含血液灌注過濾器的單采柱用于治療惡性腫瘤和傳染病的用途，其中所述的過濾器具有生物不相容的材料。
文檔編號C02F1/28GK102712503SQ201080045456
公開日2012年10月3日 申請日期2010年10月7日 優(yōu)先權日2009年10月8日
發(fā)明者太田和秀, 宮本弘志, 能勢之彥, 高場準二 申請人:大冢制藥株式會社