心臓手術を受ける患者の臓器損傷を改善するためのα-1抗トリプシンの単回投与

3 背景 心臓手術中の心肺バイパス (CPB) の使用は、全身性非特異的全身性炎症反応症候群 (SIRS) を引き起こし、その後のサイトカイン、補体、および凝固線溶カスケードの活性化を引き起こします (1)。 患者の約 11% で、SIRS は重度の多臓器不全 (MOF) に悪化する可能性があり、その結果、死亡率は 40 ～ 98% になります。

抗炎症物質の術中投与による炎症調節は、SIRS の影響を軽減するために提唱されています。 その後、補体、凝固、線溶系の重要なメディエーターであるプロテアーゼを阻害するアプロチニンに焦点を当てた試みが行われています。 アプロチニンの関連する抗炎症特性には、血小板、好中球の阻害、およびカリクレイン活性化が含まれます。 アプロチニンが炎症反応を制限する追加のメカニズムとして、失血量の減少と同種異系輸血の必要性の減少が提案されています(2)。 しかし、心臓手術中のアプロチニンの使用は、バイパスグラフトの閉塞率が高く、術後の転帰が全体的に劣るという憂慮すべき結果を受けて中止された。

AAT-1 の作用機序:

アプロチニンと同様に、α1-アンチトリプシン (AAT) は、SERPIN タンパク質として分類される 52 kDa の循環セリン プロテアーゼ阻害剤です。 セリンプロテアーゼを阻害する能力に加えて、蓄積されたデータは、AAT-1 が独立した抗炎症効果と組織保護効果を持っていることを示唆しています (3)。 AAT-1 は、樹状細胞の成熟を調節し、制御性 T 細胞の分化を促進し、インターロイキン (IL)-1 受容体アンタゴニストと IL-10 放出を誘導し、さまざまな細胞タイプを細胞死から保護し、カスパーゼ-1 および -3 の活性を阻害し、IL-1 を阻害します。 1 生産と活動 (4)。 古典的な免疫抑制剤とは対照的に、AAT-1 は分離された T リンパ球応答を抑制できません (5)。これらの効果は繰り返し確認されています。

アプロチニンとは異なり、AAT-1 はヒト血漿から生成され、強い凝固促進特性を持ちません。

さまざまな臨床現場における AAT-1:

循環 AAT-1 レベルは、急性期反応中に 4 倍増加します (3)。 AAT-1 の循環レベルが低い患者は、肺、肝臓、膵臓の破壊性疾患、特に肺気腫のリスクが高くなります (3)。 前臨床および臨床研究では、非欠損者に対する AAT-1 療法は安全であり、1 型および 2 型糖尿病、急性心筋梗塞、関節リウマチ、炎症性腸疾患、嚢胞性線維症、移植拒絶反応、移植片の疾患進行を改善する可能性があることが示されています。宿主疾患および多発性硬化症との比較 (6-17、32、33、37、38)。 AAT-1 治療はその後、補充療法から、広範囲の炎症性疾患および免疫介在性疾患の潜在的な治療へと進歩しました。 また、AAT-1 は抗菌作用があり、インフルエンザやヒト免疫不全ウイルス (HIV) などのウイルス感染の阻害剤であると考えられています (18)。

ヒト薬物動態データ:

AAT-1 欠損症の患者では、体重 kg あたり 60 mg の AAT-1 を静脈内投与すると、投与直後の急性期反応に似た血漿レベルが維持され、防御閾値 (50 mg) を超える血清 AAT の適切なレベルが維持されます。 /dl) 1 週間後 (39)。

AAT-1 投与量の根拠:

これまでの研究と臨床実践に基づくと、体重 1 kg あたり 60 mg の AAT-1 を複数回静脈内投与することは安全であり、良性の副作用の発生率は低いとされています。

薬物動態研究 (39) から導き出されたように、この外部用量の投与直後の AAT-1 血漿レベルは急性期反応に似ています。 CPB の終了後には、血漿 AAT-1 レベルが徐々に術前レベルに戻り、AAT-1 血漿レベルが 30% 低下すると予想されます (40)。

研究のリスク/利点:

炎症反応の軽減における AAT-1 の役割は確立されています。 CPB は炎症カスケードの強力な刺激因子であり、出血性素因や凝固異常と関連しており、臓器の機能不全を引き起こす可能性があります。 現在まで、CPB による心臓手術を受ける患者への AAT-1 の投与は検討されていません。 固有の AAT-1 効果が有害な CPB 効果を相殺する可能性があると仮定される場合があります。 これにより、臨床的には臓器機能の保存が改善され、術後の出血が減少し、入院期間が短縮される可能性があります。 対応する環境における他のプロテアーゼ阻害剤の利点が最近実証されました (41-43)。

上で述べたように、さまざまな臨床現場での AAT-1 の投与は、副作用の発生率が低く安全であると考えられています (セクション 6.1 - 潜在的なリスクを参照)。

4 方法 4.1 主な目的

1. CPBを伴うCABGを受けている患者における術前AAT-1投与の有効性と安全性を評価する。
2. 術後の失血と臓器機能が評価されます。

現在まで、CPB の設定における AAT-1 効果に関するデータは存在しません。 この研究の主な目的は、CPB による心臓手術を受ける患者における AAT-1 投与後の抗炎症効果、臓器機能の維持 (1-2)、および術後の失血量の減少を評価することです。

4.2 研究適格性の決定 4.2.1 対象基準

1. 40～70歳代の男性/女性患者。
2. CPBを伴う孤立型CABGの候補。
3. 計算されたロジスティックユーロスコアのリスク層別は 5% 以下。
4. 署名された患者の書面によるインフォームドコンセント。

4.2.2 除外基準

以下のような条件が共存します。

凝固異常 11． 重度の肺疾患は、血中酸素飽和度が 90% 以下、または FEV1 が予測値の 60% 未満によって定義されます。

12. 腎機能障害は、血清クレアチニンレベルが 1.8 mg% 以上であると定義されます。13. 肝機能検査の異常 14． コントロールされていない糖尿病、15． 重度の末梢血管疾患 16． 以前の脳血管神経学的イベント。 17. 左心室機能または右心室機能の異常。 18. ワルファリンまたはチエノピリジンクラスの抗血小板薬による治療。 4.2.3 中止基準 患者は、治療中いつでも、害を及ぼすことなく研究から中止する権利を保持するものとします。

医学的に指示された場合、主任研究者または外科医は、研究のどの段階でも患者の登録を中止する権利を有します。

中止（研究の完了の失敗）は文書化されます。 中止の理由は記録されます。

中止につながる可能性のある潜在的な原因は次のとおりです。

• 有害事象
• プロトコル違反
• 患者が同意を撤回した
• 管理上の問題 4.3 登録 この研究に参加する前に、治験責任医師は倫理委員会 (EC) およびその他の地方規制機関からプロトコールに対する適切な書面による承認とインフォームドコンセントを取得します。 承認された同意書には EC の承認日が明確に反映されます。

手順の前に署名と手書きの日付が記載されたインフォームドコンセントを取得しなかった場合はプロトコル違反となり、その後 EC に報告される可能性があります。

4.4 被験者のスクリーニング すでに単独 CABG 手術が予定されている患者は、術前の待機期間中に研究チームのメンバー (心臓胸部外科、心臓病科、内科のいずれか) によって対応されます。 研究の目標、手順、インセンティブについては、研究スタッフが各参加者に説明します。 同意した被験者には書面による同意の提出が求められます。

4.4.1 無作為化 研究参加者は、単回投与量の AAT-1 60 mg/kg またはプラセボのいずれかを投与されるよう無作為に割り当てられます。

4.4.2 治験薬の投与：AAT-1の調製および投与は、非盲検の薬剤師によって行われます。 薬は投与直前に希釈されます。 プラセボ溶液は、AAT-1 溶液の色と粘稠度に似たヒトアルブミンを含みます。 薬剤は手術（皮膚切開）の3～5時間前に投与されます。 薬物の投与速度は、1 分あたり 1 kg あたり 0.04 ml (約 60 ～ 80 分) を超えません。 血圧、脈拍数、体温などのバイタルサインもそれに応じて監視されます。

患者、研究スタッフ、研究室職員、データ分析者は、無作為化時からデータベースがロックされるまで、治療法が何であるか分からないままになります。 患者の緊急事態が発生した場合、データの盲検解除が開始されます。

ランダム化リストは薬剤師によって作成されますが、盲検化が解除されるまで安全に保管され機密として保管されます。

4.4.3 手術手技 当院の通常の方針に従い、クエン酸フェンタニル（20～50mcg/kg）、ミダゾラム（2～3mg）、イソフルラン（0.5～2%）を麻酔導入と維持に使用します。

標準的な胸骨正中切開に続いて導管を調達します。 ヘパリン負荷用量は、カオリン活性化凝固時間（ACT）を達成するために投与される。 上行大動脈 - CPBを開始するために右心房カニューレ挿入が実行され、ACTが480秒以上監視されます。 体外循環（心肺バイパス）には、標準的な遠心ポンプと膜型人工肺が使用されます。 標準的な技術と互換性があり、全身の積極的な冷却が回避され、患者の深部体温は 32 ～ 37 °C の範囲に維持されます。 遠位吻合は、単一大動脈クロスクランプおよび血液心停止中に実行されます。 近位吻合は、大動脈クロスクランプ中に実行されます。 冷血（10℃）心停止液は 4:1 の比率で送達されます。 心停止は、冠状静脈洞を介した追加の逆行性投与の有無にかかわらず、大動脈起始部を介して順行的に送達されます。 心停止誘発（10 ml / Kg）後、各遠位吻合の完了後に断続的な用量（300〜500 ml）が投与されます。 ヘパリンは、CPB から離脱した後、硫酸プロタミンを 1:1 の比率で使用して元に戻します。

4.4.4 データ収集 術前データ: 年齢、性別、体格指数 (BMI)、体表面積 (BSA) の併存疾患、ユーロスコアのリスク階層化、投薬などを含む人口統計学的、形態学的および臨床的記述子が記録されます。 術前の臨床検査には、全血球数、凝固プロファイル、血清クレアチニンレベルとクレアチニンクリアランス、肝機能検査、動脈血ガス検査、および HIV、HCV、HBC の血清学が含まれます。 当院の通常の方針に従って、すべての患者は術前に心エコー検査、冠状動脈造影、胸部X線検査、肺機能検査（肺活量測定）および頸動脈二重検査を受けます。

研究参加者は術前脳MRIを受けるように割り当てられます。以下に説明するプロトコルに従います。

術中：手術の種類が分類されます。 次のデータが記録されます: バイパス開始前に投与されたヘパリンの投与量。活性化凝固時間（ACT）は手術中（CPB前、CPB中、CPB後）カウントされます。手術時間、クロスクランプ時間、CPB 時間。 CPBから離脱するための試行回数、CPBから離脱する際に使用される強心薬の種類および投与量。手術中の血液製剤の使用。 外科医または麻酔科医が観察したアレルギー反応または有害事象は記録されます。 出血傾向に関する個々の外科医の印象が記録されます。

術後の臓器機能と失血の評価:

全身性炎症反応および臓器機能不全の発生および程度は、検査マーカーによって記録および定量化されます。 関連する検査マーカーは、回復期間中（集中治療室および病棟で）毎日監視されます。 以下の臓器と対応するマーカーが監視されます。

肺機能：肺機能は、測定された全体の機械換気時間、ピーク吸気圧（PIP）、プラトー圧、生理学的死腔、静的および動的肺コンプライアンスによって評価されます。 気管支肺胞洗浄 (BAL) は手術後 3 時間 (患者が麻酔され挿管されている間) に実行され、抽出された液体は炎症マーカーについて分析されます。 A-a DO2 計算 [AaDO2 = (713 x FiO2) - (pCO2 / 0.8) - (paO2)] が毎日測定されます。

完全な肺機能検査は手術前と手術後 4 日目に行われます。 胸部 X 線写真は、無気肺、肺水腫、または胸膜変化の発生について独立した放射線科医によって評価および定量化されます。

腎機能: 尿量、血清クレアチニンレベル、クレアチニンクリアランス、尿中アルブミンレベルを毎日測定します。 急性腎障害 (AKI) マーカーは ICU でサンプリングされます。

脳損傷の評価: 脳への損傷の程度は、血漿 S-100 タンパク質レベルによって測定されます。 血液脳関門 (BBB) への損傷の評価は、磁気共鳴画像法 (MRI) モダリティによって実行されます (以下の技術プロトコルを参照)。

肝機能：血清肝酵素レベルを毎日測定します。 心機能：心筋酵素レベルのモニタリング。必要な強心療法の必要性とその規模。低心拍出量症候群（収縮期血圧90 mmHg以下と中心静脈圧（CVP）15 mmHg以上と定義される）の発生および心臓不整脈の発生。 経胸壁心エコー検査は術後 5 日目に行われ、独立した心臓専門医によって評価されます。

失血：手術中および術後の失血と毎日のヘモグロビンレベルが監視されます。 毎日の血小板数とトロンボエラストグラムが実行されます。 血液製剤の分布と投与総量は毎日記録されます。 術後のCRPレベルは毎日評価されます。

採血およびサイトカインレベルの臨床検査方法:

10 mL の全血静脈 EDTA サンプルを 5 つの特定の時点、すなわち麻酔導入前、大動脈クロスクランプ位置決めの 30 分後、および大動脈クロスクランプ位置決めの 3、6、および 9 時間後に、橈骨動脈カテーテルから収集します。 その後、血液サンプルを 4 °C で 15 分間遠心分離し、血清を -70 °C で保存します。 サンプルは次のマーカーについて分析されます: 多形核好中球エラスターゼ (PMNE)、インターロイキン-1α (IL-1α)、インターロイキン-1β (IL-1β)、インターロイキン-2 (IL-2)、インターロイキン-4 (IL-4) )、インターロイキン-6 (IL-6)、インターロイキン-8 (IL-8)、インターロイキン-10 (IL-10)、インターフェロン-γ (IFN-γ)、腫瘍壊死因子-α (TNF-α)、血管内皮増殖因子 (VEGF)、単球化学誘引物質タンパク質-1 (MCP-1)、および内皮増殖因子 (EGF)。

血小板数、腎機能、肝機能、CRP レベル、S-100 タンパク質およびトロポニンについて、術後に毎日血液サンプルが収集されます。

術後の初期の有害事象は記録されます。 これらには、30日以内の死亡率、新たな神経学的イベント、心筋梗塞、腎機能障害、出血および胸骨深部創傷感染に対する再検査の必要性が含まれます。

MRI による血液脳関門 (BBB) 評価 BBB 評価に使用される画像診断手段は、MRI スキャナー (Philips 3T または General Electric 1.5T) です。 検査フォーマットには、24 cm FOV、35 枚の連続したインターリーブされたスライス、厚さ 3.5 ～ 4 mm が含まれ、シリーズ全体で共局在化されます。 トレース加重 DWI 画像は、面内解像度 2.5×2.5mm、3T で TR/TE=10s/58ms、または 3T で TR/TE=10s/72ms の 13-15 方向 DTI シーケンスから b=1000 で取得されます。 1.5T。 T2-FLAIR 画像は 0.94×0.94 の面内解像度で取得されます。 mm、3T で TR/TE=9000/120 ms および TI=2600 ms、または 1.5T で TR/TE=9000/140 ms および TI=2200 ms。 (25)