用於吸附鐵調素的吸附劑的製作方法

2024-02-06 13:28:15

專利名稱：用於吸附鐵調素的吸附劑的製作方法
用於吸附鐵調素的吸附劑本發明涉及一種裝置和方法，用於貧化血液中的鐵調素Ofepcidin)，來治療鐵缺乏，特別是患慢性腎病的貧血患者，其目標是增加生物體中的鐵的可利用性，和因此改進已經發生的貧血的治療。人類鐵調素編碼為具有84個胺基酸的前多肽原。在它們中，M個N-末端的胺基酸編碼用於指向內質網的信號序列，35個胺基酸形成了前區，25個C-末端的胺基酸形成了實際的生物活性序列。該C-末端的區域(也稱作鐵調素-25)激素調節了身體的鐵平衡。也經常在身體中發現鐵調素-25的N-末端的降解產物，特別是鐵調素-20 (其具有20個胺基酸)和鐵調素-22 (其具有22個胺基酸)。鐵調素基因的突變與嚴重的青少年血色沉著病，細胞鐵過量有關。與此相反，鐵調素可能在發炎性刺激存在下過表達。該刺激是通過發炎性內白細胞介素IL-6的分泌來觸發的。所以，可以觀察到慢性炎症例如特別是慢性腎病(CKD)、鐵調素表達和鐵缺乏引發的貧血之間的密切關係。鐵調素通過降解鐵輸出蛋白膜鐵轉運蛋白(i^erroportin)而抑制了細胞的鐵釋放。鐵是通過膜鐵轉運蛋白而從細胞中排出到血漿中的。因此，在健康的生物體中，鐵調素的缺乏會導致從細胞中排出的鐵增加和血漿中鐵含量過高。在鐵調素水平高的慢性炎症患者中，鐵會在細胞中累積，這導致了血漿中鐵傳遞蛋白鍵合的鐵的缺乏。在慢性腎衰竭患者中，這種作用由於通過腎沒有充分地從血液中消除鐵調素而進一步加劇。如果鐵在血漿中含量過低，這會與貧血的病徵緊密相關，因為必須確保足夠的鐵供給來進行有效的紅血球生成，即，紅血球的形成。血漿中合適的鐵供給的不足因此不僅可能引起本身貧血，而且還阻止了通過藥物治療例如用EPO成功地治療貧血。患有慢性腎衰竭的患者因此經常患有由鐵缺乏引起的貧血，這是因為由於持久的炎症狀態引起的鐵調素高的分泌，但是由於腎衰竭而另外削弱了鐵調素的有效除去。W02009/058797,W008/097461 和 W02009/044284 描述了鐵調素結合性抗體和通過該抗體的全身醫學給藥來治療貧血患者。全身的抗體治療，除了典型的副作用例如發燒，寒戰，發癢，發汗，血壓降低，易於感染，全身水腫之外，經常受到對於抗體本身的次級免疫響應的觸發，另外地將身體置於炎症狀態，如上所述，這促進了鐵調素的產生。本專利的目標是提供一種裝置和方法，用於貧化血漿中的鐵調素，同時避免醫學抗體治療的缺點。這個目標是通過本發明的獨立權利要求來實現的。子目標有利的是通過從屬權利要求來實現的。在本發明的範圍內，鐵調素是通過在體外循環中吸附鐵調素來貧化的。為此，將血液連續的從患者體內抽出，將抽出的血液送過吸附劑，其與鐵調素結合，並且將該貧鐵調素的血液返回患者體內。為此目的，根據本發明提供了一種裝置，其允許體外循環，並且含有用於貧化鐵調素的貧化單元。該貧化單元由外殼和包含在其中來特異性結合鐵調素的吸附劑組成。本發明的吸附劑由固相基質組成，特異性鐵調素-結合配體共價鍵合到其上。本發明在下面參考附圖來示例性描述，在其中

圖1表示了本發明裝置的一種優選的實施方案的示意性框圖，該裝置具有第一管線裝置10，第二管線裝置12，貧化單元14和體液輸送裝置16加上任選的血液透析儀30。圖2表示了本發明裝置的另外一種優選的實施方案的示意性框圖，該裝置具有第一管線裝置10，第二管線裝置12，貧化單元14，液體傳遞裝置16，血漿過濾器20，第三管線裝置M，第四管線裝置27，在未過濾側上的液體供給入口 22，在未過濾側上的液體除去出口 26，過濾側的液體除去出口 28，過濾側的液體供給入口四和任選的血液透析儀30。根據本發明，一種用於建立體外循環來從全血中貧化鐵調素的可能的醫學裝置因此包括第一管線裝置(10)和第二管線裝置(12)，所述第一和第二管線裝置能夠與患者(P) 連接，位於第一管線裝置(10)和第二管線裝置(12)之間並與它們不漏液連接的貧化單元 (14)，這個貧化單元(14)含有根據權利要求1的吸附劑，和位於第一管線裝置(10)和/或第二管線裝置(1 之中的至少一個可控的體液輸送裝置(16)，其中依靠該至少一個體液輸送裝置(16)能使得體液受控地流過管線裝置(10，12)和體液輻照裝置(14)，其中第一管線裝置(10)被設計來連續地將從患者(P)抽出的體液供給到貧化單元(14)，和第二管線裝置(1 被設計來連續地將經輻照的體液供給到患者(P)。鐵缺乏特別頻繁地發生在慢性腎衰竭患者中。這些患者經常通過替代腎活性的血液透析來治療。在血液透析中同樣建立了體外循環，其中血液被連續的從患者抽出，並且將血液送過半透膜來以這種方式通過在該隔膜上的透析而從血液中除去有毒物質和流體，並將該淨化過的血液返回到患者。因此，在本發明的範圍內，有利的是通過讓用於建立體外循環的醫學裝置包含血液透析儀和鐵調素貧化單元二者來將兩種治療進行結合。以此方式， 通過吸附來貧化鐵調素可以與血液透析同時完成。已知的是物質從血漿中的吸附通常比從全血中吸附更有效。因此，一種備選的本發明的裝置經由第二循環來將血液分離成無細胞的血漿和細胞懸浮液。然後通過第二循環中的貧化單元來從血漿中吸附鐵調素。該貧化的血漿立即從該第二循環返回到第一循環。相應的醫學裝置除了包含上述的醫學裝置之外，還包括具有未過濾側和過濾側的血漿過濾器(20)，其中該未過濾側是通過至少一種過濾器材料來與過濾側隔開的，其中
-該未過濾側的液體供給入口 02)與第三管線裝置04)相連接，後者能與患者連接， -該未過濾側的液體除去出口 06)與第四管線裝置(XT)相連接，後者能與患者連接， -該過濾側的液體除去出口 08)與第一管線裝置(10)相連接，和 -該過濾側的液體供給入口 09)與第二管線裝置(1 相連接。該血漿過濾器的過濾器材料有利地設計成這樣，S卩，使得血細胞保留在第一循環中，而大分子能夠通過該血漿過濾器。該血漿過濾器的截留值因此優選是1000-5000kDa。鐵調素主要是以鍵合的形式存在於血液或者血漿中的。鐵調素以高的親合力結合到α-2-巨球蛋白上，解離常數是177 ηΜ。生理學活性的鐵調素-25和它的片段的分子量小於3 kDa。儘管如此，通過在血液透析中與顯著更大的α-2-巨球蛋白(750kDa)結合僅僅不充分地消除了鐵調素，該蛋白不能透過所述的透析膜。為了確保從血液或者血漿中有效地吸附鐵調素，在貧化單元中所用的吸附劑的親合力必須至少處於與鐵調素對於α -2-巨球蛋白的親合力相同的數量級。這是通過這樣的吸附劑來實現的，其具有鍵合到固相上的配體，該配體具有對於鐵調素-25解離常數小於200ηΜ的親合力。該解離常數優選小於50ηΜ， 更優選小於5 ηΜ和特別優選小於1 ηΜ。
在本發明的範圍內，鐵調素結合性配體可以是單克隆抗體和它們的片段。在本發明範圍內，備選地，配體可以是鐵調素結合性肽。這樣的肽可以來源於α-2-巨球蛋白的鐵調素結合性肽序列。本發明範圍內的合適的配體是例如在專利申請W02009/058797， W008/097461 和 W02009/04^84 中公開的抗體。該吸附劑包括共價鍵合到固相上的配體。該固相可以基於有機或者無機材料，但是該固相優選由有機材料製成。該固相理想的是與全血相容的。全血相容性吸附劑使得能夠在體外循環中進行吸附，而不用分離成血漿和細胞懸浮液。以此方式，與同樣公開的更複雜的備選方案(即，除了第一循環之外還具有第二循環的醫學裝置)不同，可以使用僅僅具有第一循環的醫學裝置。全血吸附劑由顆粒組成，該顆粒是這樣大小使得它們形成了血細胞能夠在其中移動的間隙。此外，該顆粒具有孔，這產生了內表面。這些孔的尺寸大到足以能讓甚至大分子也滲透到它們中。但是，將該孔選擇到這樣小的程度即，防止血細胞滲透。血細胞因此只能僅僅與該顆粒的外表面接觸。此外，根據EP04M698，這些顆粒必須是儘可能作為球形的和未聚集的，來具有「光滑」以及惰性外側，這樣血小板能夠在它們上面滑過。該貧化單元有利地由優選填充有顆粒狀吸附劑的剛性外殼組成。所述顆粒通過位於血液或者血漿入口和出口處的細網孔篩而保留在外殼內部，由此防止這些顆粒轉移到患者的血液中。本發明吸附劑的多孔有機載體材料的平均孔尺寸和/或平均孔徑值是< 1. 5 Mffl, 優選1. 5 Mffl的孔中。最大平均孔徑1. 5 Mm 是通過直徑大約2 Mffl的最小的血細胞來決定的。在本發明所定義的最大的平均孔徑時，它確保了基本上沒有血細胞能夠滲透到所述孔中。另一方面，該孔應當足夠大，以便能夠容納有待進行貧化的物質。在鐵調素的情況中，該孔應當能夠不僅容納小的鐵調素，而且還能夠容納大得多的鐵調素結合性α-2-巨球蛋白。該孔因此必須適於容納分子量為750kDa的大分子。為此原因，所述孔優選的平均尺寸至少0.05 Mffl，優選的尺寸是至少0. 1 Mm和特別優選的尺寸是至少0. 3 Mm。根據本發明，該平均孔徑可以通過壓汞法(水銀孔率法)，根據DIN66133來測量。 這種方法基於作為所施加的壓力的函數，壓入多孔固體中的汞體積的測量。非潤溼性液體例如汞僅僅在壓力下滲透到多孔體系中。所施加的壓力是與開孔的淨寬(Lichten Weite) 成反比例的。汞能夠在所施加的壓力下滲入其中的孔是通過這種方法來測量的。對於圓柱形孔，孔半徑rp和壓力ρ之間的關係是通過Washbum等式來表達的，這裡s是汞的表面張力[N/m]，J是汞在樣品上的接觸角，通過液相來測量。不同於DIN標準66133，將固定值 141. 3°用於接觸角，並且顆粒間體積不包括在平均孔徑的測量中。此外，該吸附劑顆粒粒度優選是50Mm-500Mm，更優選100Mm-300Mm。對於用全血進行的體外循環來說，該吸附劑顆粒的粒度應當是至少50Mm，因為全血中最大的血球或血細胞的直徑是20Mm。因此，截留吸附劑的篩網必須具有至少25 Mm，優選至少40Mm的網孔，來使得全部血細胞通過。此外，在50Mm或者更高尺寸的吸附劑顆粒填充的柱子中，顆粒之間的間隙要足以使得血細胞通過。在所述篩網材料的選擇中，還必須注意的是篩網尺寸總是小於最小的吸附器顆粒的直徑。本發明的吸附劑優選包括多孔顆粒狀載體材料。根據這種實施方案，合適的載體材料包括例如碳水化合物，瓊脂糖或者有機載體材料例如丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯的共聚物和聚醯胺。該載體材料優選由源自(甲基)丙烯酸酯和/或(甲基)丙烯醯胺的共聚物組成。其優選具有環氧基團。術語「(甲基)丙烯醯」被理解為包括相應的丙烯醯化合物以及甲基丙烯醯化合物。該配體可以通過現有技術已知的任何常規方法來共價鍵合到載體材料上。常規方法包括例如通過環氧反應，M基反應，與碳二亞胺的縮合反應，具有酯活化的反應和與戊二醛的交聯反應的鍵合。除了上述的用於將配體固定到固相上的常規方法之外，這裡還存在著固相體系的不同供應商(例如Eupergit，Toyopearl)，他規定了到固相上的特定鍵合，其是通過固相的性能來預先確定的和/或是特別有利的。實施例1
將IgG類型的一種淨化的單克隆鐵調素-25結合性抗體級分在pH7. 5以;3mg/ml濃度溶解到PBS中。向5ml的這種溶液中加入Ig的環氧乙烷-丙烯酸珠(Eupergit C，R5hm GmbH & Co. KG)。將該懸浮液在黑暗中室溫保存48小時，然後用另外的:3ml PBS稀釋。在從上清液中分離了所述珠子之後，發現上清液中濃度小於5(^g/ml。將所形成的吸附劑用PBS在 PH 7. 5清洗。將該吸附劑與IOml的10%的乙醇胺水溶液在ρΗ 9和溫度4°C攪拌12小時， 來完全反應剩餘的環氧乙烷基團。該吸附劑然後用PBS在ρΗ 7. 5再次清洗。
權利要求
1.用於降低血液或者血漿中鐵調素濃度的吸附劑，其包含基質和共價鍵合到該基質的配體，該配體以解離常數KD小於200nM的親合力與鐵調素結合。
2.根據權利要求1的吸附劑，特徵在於該配體是單克隆抗體或者抗體片段。
3.根據權利要求2的吸附劑，特徵在於該抗體或者該抗體片段是人化的。
4.根據權利要求1的吸附劑，特徵在於該配體是對於α-2-巨球蛋白的結合區域的肽序列同源性為至少80%的肽。
5.根據權利要求1-4中任一項的吸附劑，特徵在於該基質由基本上球形的、未聚集的多孔顆粒組成。
6.根據權利要求1-5中任一項的吸附劑，特徵在於該基質具有平均孔徑小於1.5Mm且大於0. 1 Mm的孔。
7.根據權利要求1-6中任一項的吸附劑，特徵在於該基質由有機聚合物構造。
8.用於貧化血液或者血漿中不合意的物質的醫學裝置，其包含能與患者(P)連接的第一管線裝置(10)和第二管線裝置(12)，位於第一管線裝置(10)和第二管線裝置(12)之間並與它們不透液連接的貧化單元(14)，該貧化單元(14)含有根據權利要求1-7中任一項的吸附劑，和位於第一管線裝置(10)和/或第二管線裝置(12)中的至少一個可控的體液輸送裝置(16)，其中依靠該至少一個體液輸送裝置(16)能使得體液受控地流過管線裝置 (10,12)和體液輻照裝置(14)，其中第一管線裝置(10)被設計來連續地將從患者(P)取出的體液供給到貧化單元(14)，和第二管線裝置(1 被設計來連續地將經輻照的體液供給到患者⑵。
9.根據權利要求8的醫學裝置，特徵在於它包含血液透析儀。
10.根據權利要求8-9中任一項的裝置，其另外地包含具有未過濾側和過濾側的過濾器(20)，其中該未過濾側是通過至少一種過濾器材料來與該過濾側隔開的，其中-該未過濾側的液體供給入口 0 與第三管線裝置04)相連接，該第三管線裝置 (24)能與患者連接，-該未過濾側的液體除去出口 06)與第四管線裝置(XT)相連接，該第四管線裝置 (27)能與患者連接，-該過濾側的液體除去出口 08)與第一管線裝置(10)相連接，和-該過濾側的液體供給入口 09)與第二管線裝置(1 相連接。
11.用於治療貧血患者的方法，其依靠體外循環中的貧化單元來從血液或者血漿中消除鐵調素，從而改進鐵在血液中的可利用性來進行。
12.根據權利要求11的方法，特徵在於該貧化單元是填充有鐵調素-25結合性吸附劑的吸附器。
13.根據權利要求11-12中任一項的方法，特徵在於該貧血患者患有慢性腎衰竭。
14.根據權利要求11-13中任一項的方法，特徵在於該方法與血液透析同時進行。
全文摘要
本發明涉及一種裝置和方法，用於貧化血液中的鐵調素，來治療鐵缺乏，特別是患慢性腎病的貧血患者，其目標是增加生物體中的鐵的可利用性，和因此改進已經發生的貧血的治療。該鐵調素吸附劑包含基質和共價鍵合到該基質上的配體，該配體以解離常數KD小於200nm的親合力結合鐵調素。
文檔編號A61M1/36GK102549439SQ201080032425
公開日2012年7月4日 申請日期2010年7月15日 優先權日2009年7月20日
發明者J.帕斯裡克-蒂特詹, W.霍夫曼 申請人:弗雷森紐斯醫療護理德國有限責任公司