Røde blodlegemer (RBC) overlevelse efter transfusion hos spædbørn

Fase I: Inkluderer kun mål nr. 1 fra Thrasher Foundation Grant, hvor voksne emner vil blive studeret.

SPECIFIK MÅL #1 (Thrasher Foundation Grant): At udvikle in vitro og validere in vivo hos voksne mennesker og anæmiske spædbørn evnen til at biotinylere RBC'er ved op til 5 diskrete tætheder til samtidig bestemmelse af RBC-kinetik af flere, forskellige RBC-populationer. Dette kræver udvidelse af den RBC-biotinmærkningsteknologi, vi tidligere har udviklet. Efter forfining vil metoden blive anvendt i de efterfølgende mål udført på anæmiske spædbørn, der modtager klinisk bestilte RBC-transfusioner.

Som foreslået af vores tidligere RBC-overlevelsesundersøgelser, forventer vi, at den tungeste biotinmærkning vil ændre RBC'ernes iboende RBC-strukturelle egenskaber, hvilket forkorter deres langsigtede overlevelse. De in vitro- og in vivo-valideringsundersøgelser, vi foreslår hos voksne, er nødvendige, fordi betingelserne for reproducerbar opnåelse af diskrete RBC-biotindensiteter med passende tætsiddende intervaller ikke er blevet endeligt udarbejdet, og vi har heller ikke bestemt empirisk, hvilken af ​​de fem densiteter, der ikke artefaktuelt vil forkorte langsigtet RBC-overlevelse. Vi kan bruge de lettere tætheder til RBC-overlevelsesmålinger og de tungere densiteter til de samtidige RBC-volumenmålinger, der er nødvendige for at tage højde for RBC-volumenstigninger forårsaget af vækst. Det er vigtigt at udføre disse gennemførlighedsundersøgelser hos både voksne og spædbørn på grund af de vidt forskellige fysiologiske tilstande, dvs. normale, raske voksne er i steady state erytropoiese, mens kritisk syge, anæmiske spædbørn oplever flere kliniske omstændigheder, som forstyrrer overlevelse af røde blodlegemer, f.eks. , flebotomi, intervenerende transfusion osv.

Ud over biotinmærkningen af ​​RBC-metoden vil den "differentielle agglutination, antigenmetode" ved hjælp af flowcytometri blive anvendt til spædbørn, der modtager allogene RBC-transfusioner. Resultaterne af de to metoder vil blive sammenlignet med hinanden. Den differentielle agglutinationsmetode anvender forskelle i RBC overfladeantigener mellem donor og modtager til bestemmelse af kort- og langsigtet RBC-overlevelse. Genotyperesultater af RBC-antigener hos voksne donorer og spædbørnsmodtagere (udført på Mississippi Valley Regional Blood Center) tillader identifikation af mindre blodgruppeforskelle mellem donor- og modtager-RBC'er, således at passende mærkede mindre RBC-antistoffer (tilgængelige kommercielt og bruges af blodbanker til mindreårige) blodgruppe RBC-typning) kan bruges til flowcytometrisk bestemmelse af RBC-overlevelse. RBC-overlevelse bestemt for hver af biotinmærkerne og for RBC-antigenforskellene vil alle blive sammenlignet med hinanden. Metoden med differentiel agglutination/antigen vil betragtes som "guldstandarden", da RBC'erne er mærket ex-vivo EFTER RBC-transfusionen, således uden at modificere RBC-membranoverfladeproteinerne, som biotinylering gør. Vores hypotese er, at tilsætning af for meget biotin kan føre til artefaktuelt forkortet in vivo RBC-overlevelse, men at lavere doser af biotin ikke. Ved også at inkludere den differentielle agglutination/antigen metode RBC overlevelse resultater, vil vi være i stand til bedre at validere vores multi-density biotin hypotese.

Vores overordnede mål i denne forskning er at forbedre transfusionspraksis for røde blodlegemer (RBC) for anæmiske, kritisk syge spædbørn. Dette projekt har modtaget støtte fra to bevilgende agenturer: 1) The Thrasher Foundation, med titlen "Genvinding af røde blodlegemer og overlevelse efter transfusion hos spædbørn." og 2) NIH PPG Grant P01 HL046925, Projekt 1 med titlen "Red Blood Cell Survival Following Transfusion Infants." Abstracts for begge er inkluderet nedenfor. Dette projekt vil blive gennemført i to faser:

Fase I omfatter undersøgelser af autologe biotinylerede RBC'er transfunderet til normale, sunde voksne frivillige mennesker (se specifikt mål #1 i Thrasher Foundation Abstract nedenfor); og

Fase II inkluderer undersøgelser af spædbørn, der kræver lægebestilling af røde blodlegemer (se specifikke mål #2, #3 og #4 i Thrasher Foundation Abstract nedenfor; og se Specifikt mål #4 i NIH, som er inkluderet i sin helhed i de tre Thrasher Giv specifikke mål).

Fase I-studierne er afsluttet, og vi indskriver ikke længere voksne. Vi tilmelder spædbørn til fase II-studier. Vi tilføjer disse faser sekventielt baseret på anbefaling fra Martha Jones på det tidspunkt, hvor vores forslag først blev indsendt til IRB. Vi har anvendt den viden, vi har opnået fra fase I-studierne i frivillige frivillige forsøgspersoner, til at foretage ændringer af vores undersøgelsesdesign til fase II, der skal udføres i spædbørns forsøgspersoner, der modtager klinisk bestilte RBC-transfusioner. I slutningen af ​​fase II er begrundelsen for at inkludere en ny "gold standard"-metode til at bestemme overlevelse af røde blodlegemer hos spædbørn ("den differentielle agglutination, antigenmetode") inkluderet. Vi har afsluttet tilmeldingen af ​​alle voksenfag til fase I.

ABSTRAKT I (TIL THRASHER FOUNDATION TILSKUD)

Baggrund:

Anæmiske, kritisk syge nyfødte spædbørn er blandt de hyppigst transfunderede grupper af patienter i USA. Det anslås, at 130.000 spædbørn årligt modtager cirka 1.000.000 RBC-transfusioner. I modsætning til voksne mangler vigtige data vedrørende transfusionsproduktet for optimal overlevelse af røde blodlegemer hos spædbørn. To vigtige ændringer i neonatale blodbanker og transfusionspraksis bidrager til denne mangel. Disse er 1) brugen af ​​transfunderet voksen donorblod opbevaret i op til 42 dages FDA-grænsen i stedet for kun at bruge blod opbevaret i mindre end 7 dage, som det var blevet gjort tidligere; og 2) potentiel brug af spædbarnets eget blod høstet fra placenta for at undgå risikoen for virusinfektioner og immuntransfusionsreaktioner fra donorblod. Desværre er der ingen definitive spædbørnsundersøgelser, der adresserer disse ændringer ved direkte at måle RBC-overlevelse. Sådanne spædbørnsstudier er blevet hæmmet af tekniske problemer. Specifikt skal RBC-overlevelsesdata justeres for vækst, laboratorieflebotomitab og intervenerende yderligere RBC-transfusioner, men det har i praksis ikke gjort det. Desuden har sikkerhedsproblemer udelukket mange undersøgelser af overlevelse af røde blodlegemer hos spædbørn (f.eks. eksponering for 51Cr-radioaktivitet og fjernelse af for meget blod fra nutidens små, for tidligt fødte spædbørn). Faktisk overlevede spædbørn, der vejede mindre end 1.500 g ved fødslen, før 1970 (slutningen af ​​at bruge 51Cr som RBC-mærke i spædbørns-RBC-overlevelsesundersøgelser), og RBC-overlevelsesdata eksisterer ikke for nutidens mindste spædbørn, der oftest transfunderes. hvis fødselsvægt er 500-1.000 g.

Specifikke mål:

Specifikt mål #1: At udvikle in vitro og validere in vivo hos voksne evnen til at biotinylere RBC'er ved op til 5 diskrete tætheder, der kan måles ved flowcytometri. Disse fem RBC-biotindensitetsmærker vil blive brugt i specifikke mål #2, 3 og 4 til samtidig at bestemme RBC-overlevelse af flere, forskellige populationer af transfunderede RBC'er hos præmature spædbørn.

Specifikt mål #2. For at bestemme, om RBC-overlevelsen af ​​donor- og placenta-RBC'er er signifikant længere, når de justeres ved matematisk modellering. Vi forventer, at de umodellerede værdier væsentligt undervurderer RBC-overlevelse.

Specifikt mål #3. At sammenligne langsigtede RBC-overlevelsesresultater for transfunderede voksne donorer og føtale/placentale RBC'er hos anæmiske nyfødte spædbørn. Vi forventer, at hurtigere vækst hos fostre vil resultere i større stress-erytropoiese, hvilket fører til iboende RBC-"defekter" og forkortet RBC-overlevelse sammenlignet med RBC'er fra voksne donorer.

Specifikt mål #4. For at kvantificere virkningerne af opbevaring på modeljusteret RBC-overlevelse af voksne donor-RBC'er transfunderet til nyfødte spædbørn. Vi forventer, at opbevaring af donor-RBC'er ikke vil ændre RBC-overlevelsen.

Studere design:

De her foreslåede undersøgelser bygger på biotinylering og matematiske modelleringsmetoder, som vores forskergruppe har udviklet til nøjagtig måling af RBC-overlevelse uden at udsætte spædbarnet for radioaktivitet. Biotin RBC-mærkningsmetoden er velegnet til nyfødte spædbørn, fordi den tillader samtidig sporing af flere RBC-populationer på <10 µL blod. Overlevelse af RBC'er mærket ved flere biotindensiteter vil blive kvantificeret ved hjælp af standard RBC-overlevelsesparametre, dvs. kortsigtet 24 timers RBC-gendannelse efter transfusion og langtidsmodelleret RBC-overlevelse, dvs. indtil 50 og 100 % af biotin-mærkede RBC'er er forsvundet fra cirkulationen. De to sidstnævnte målinger vil blive beregnet ved hjælp af de nødvendige matematiske justeringer for vækst, laboratorieflebotomitab og mellemliggende RBC-transfusioner.

Kun specifikt mål #4 i Thrasher Foundation Abstract involverer forsøgspersoner for spædbørn. Specifikt mål #4) BRUG RBC-BIOTINYLERINGS- OG MATEMATISK MODELLERINGSMETODOLOGI, VALIDERET I VOKSNE FÅR OG NYFØDTE LAM TIL NØJAGTIG MÅLING AF POST-TRANSFUSION RBC-KINETIK I ANEMISK NYFØDE SPÆDBØRN, AUTOLOGISK OVERFØRT OG OVERFLYTTEDE ALLE HÅNDT. Brugen af ​​biotin, et ikke-toksisk, ikke-radioaktivt B-vitamin, til at skelne mellem forskellige RBC-populationer samtidigt ved flowcytometri er afgørende for at nå vores mål og har klare fordele i forhold til andre RBC-mærkningsmetoder i både sikkerhed og nøjagtighed. Ved at bruge de fire specifikke mål for at nå vores mål om at etablere mere effektiv transfusionspraksis ved at identificere det optimale RBC-transfusionsprodukt til brug hos anæmiske SPÆDBY.