[发明专利]一种具有完整红血球功能的新的血液替代品

说明书

引用的相关申请

本申请要求享有于2011年5月26日提交的美国临时专利申请号US61/490,304的优先权。

技术领域

本发明主要涉及人造血液替代品及其使用和制造的方法。特别是，人造血液替代品包含可溶性复合物，该复合物的制备是通过将无基质血红蛋白(SFHb)或血红蛋白(Hb)与抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)]以及具有酸-碱平衡及二氧化碳转运功能的酶(碳酸酐酶，CA)交联，从而形成聚-[SFHb-SOD-CAT-CA]可溶性复合物。

背景技术

在急救和外科手术中对输血需求的提高导致了对红血球(RBC)替代品的迫切需求。我们对不同类型的携氧血液替代品进行了调查。此类产品中的一种是基于纳米生物技术的聚血红蛋白(polyHb)。将血红蛋白与双功能的试剂如二酸或戊二醛交联可导致polyHb的形成。研究显示这些4-5个血红蛋白(Hb)分子的复合物可以通过维持Hb水平在一个安全范围内并且转运足够的氧从而补充外科手术中的失血。其中两种纳米生物技术产品已达到了III期临床试验[Jahr JS et al，J Trauma 64：1484-97(2008)and Moore EE et al，J Am Coll Surg.208：1-13(2009)]，但是由于副作用，美国FDA并未批准这些产品。这些副作用包括在给予聚血红蛋白的急救创伤患者中，有3％的心肌梗死发生率，而相比之下，只接受盐溶液的患者只有0.6％的发生率。这很可能是由于缺血再灌注损伤引起的，尤其对于那些之前有缺血性心脏病的患者而言。此外，在所有的血红蛋白休克的病例中，也存在二氧化碳的积聚和酸碱的变化[Moore EE et al，J Am Coll Surg.208：1-13(2009)]。

基于血红蛋白的血液替代品如polyHb相较于献血者供血的优势为：

(1)它们不含有血型抗原。因此它们可以当场立即输血而不需要将患者转移至医院进行交叉配血和血型鉴定，而这对献血者供血而言是需要的。这在急救或在自然或人为灾难中转移很困难的时候尤其重要。

(2)与RBC不同，polyHb可以进行灭菌处理，因此在流行病的情况下不存在传染物的可能(现在，在将来的其他类型感染起因的流行病中，AIDS和由此导致的HIV污染的献血者供血的早期案例就可以避免)。

(3)献血者供血必须储存于4℃并且只能保存大约42天。PolyHb可以储存于室温一年多。这就使PolyHb可以保存于塑料袋中放在任何可能需要该产品的地方至少1年，并且如果保存于更低温度的话时间可以更长。

然而，polyHb只具有RBC三种重要功能的其中一种。RBC的三种重要功能为：(1)转运和供给氧，(2)转运和清除二氧化碳，(3)清除有害的氧自由基。目前，polyHb形式的产业化的RBC替代品只能转运氧，并且由于副作用的原因，它们未获得美国FDA的批准。此外，RBC提取物的抗氧化酶SOD和CAT的活性不够用于预防在严重的失血性休克，中风，心肌梗死及其他情况下的缺血再灌注损伤。现已将SOD和CAT与polyHb结合形成polyHb-SOD-CAT(D’Agnillo和Chang拥有的美国专利5,606,025)。然而，该复合物仍然缺少RBC的一种重要的功能，即它不能从血液中转运和清除二氧化碳，因此会引发副作用。因此，需要具有RBC全部三种功能的更完善的RBC替代品来治疗失血。

此外，还需要更完善的RBC替代品来预防缺血再灌注损伤。

发明内容

根据实施例，提供了一种可溶性复合物，其包含与用于减少活性氧簇的抗氧化酶和用于转运CO₂和O₂的酸-碱平衡及二氧化碳转运酶交联的血红蛋白。

抗氧化酶可以选自超氧化物歧化酶(SOD)，过氧化氢酶(CAT)，或其组合。

抗氧化酶可以是超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)的组合。

血红蛋白与超氧化物歧化酶(SOD)的比例可以为约1g∶4000U至约1g∶25000U。

血红蛋白与超氧化物歧化酶(SOD)的比例可以约为1g∶18000U。

血红蛋白与过氧化氢酶(CAT)的比例可以为约25,000U至约1g∶310,000U。

血红蛋白与过氧化氢酶(CAT)的比例可以约为1g∶310000U。

酸-碱平衡及二氧化碳转运酶可以包括碳酸酐酶(CA)。

血红蛋白与碳酸酐酶(CA)的比例可以为约1g∶80000U至1g∶250000U。