지주막하 출혈에 대한 에리트로포이에틴 요법

배경:

1. 지주막하 출혈에서 지연된 허혈 결손

   영국 내에서 매년 7,000명의 환자가 SAH로 고통받고 있으며 젊은 성인(<55세)도 똑같이 영향을 받습니다. 대뇌 혈관 경련 및 관련 대뇌 허혈은 초기 SAH 에피소드에서 살아남은 환자의 지연된 이환율 및 사망률의 주요 원인입니다. 이전 연구에서는 SAH, 특히 혼수상태에 있는 환자에서 즉각적인 낮은 대뇌혈류(CBF)가 동반되는 것으로 나타났습니다. 그러나 더 나은 등급의 환자의 경우 낮은 CBF가 종종 지연되고 대뇌 혈관 경련과 관련됩니다[Knuckey 1985]. Vasospasm은 종종 SAH 후 2주차에 일반적으로 발생하는 DID의 발병에 선행합니다[Knuckey 1985]. 자동 조절은 가장 완성된 반사 메커니즘이며 나쁜 대뇌 관류에도 불구하고 일정한 CBF를 유지하기 위해 확장하는 대뇌 혈관의 고유 능력을 반영합니다. SAH 후, 자동 조절 장애는 예후에 영향을 미칩니다[Lam 2000]. 실제로 자동 조절의 일일 평가는 임상적 악화 위험이 높은 환자를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다[Smielewski 1997].

   자동 조절은 경두개 도플러(TCD)를 사용하여 침대 옆에서 비침습적으로 편리하게 측정할 수 있습니다. 중간 대뇌 동맥 흐름 속도(FV)의 직접적인 측정은 DID를 예측합니다. 증가된 평균 FV(>120cms/sec) 및 MCA와 두개외 내경동맥(ICA) 사이의 증가된 mFV 비율(Lindegaard 비율 >3)은 대뇌 혈관 경련 및 더 높은 부작용 발생률과 관련이 있습니다[Lindegaard 1988]. 시간 경과에 따른 FV의 급속한 증가는 FV와 혈압의 자발적인 변화(상관 지수 Mx) 사이의 관계와 마찬가지로 예측 가능합니다[Czosnyka 2000].

   비정상적 뇌혈관 혈류역학의 보다 정교한 측정은 일시적인 과혈 반응 검사(THRT)를 포함합니다[Giller 1991]. 이것은 비정상 THRT와 ​​SAH 후 임상 결과 사이의 관계를 입증한 우리 부서에서 일상적으로 사용됩니다[Lam 2000]. THRT는 수동 경동맥 압박(그림 1)에 대한 FV 반응을 평가하고 자동 조절을 평가하기 위한 신뢰할 수 있고 쉽게 접근할 수 있는 방법을 제공하는 몇 분 이내에 반복될 수 있습니다. THRT가 동일한 환자에 대한 일상적인 평가에 사용되는 경우 이 테스트는 자동 조절의 순차적 변화에 대한 귀중한 모니터를 제공할 수 있습니다.

2. SAH 후 자동 조절

   자동 조절은 SAH 후에 종종 손상되며, 심지어 좋은 임상 등급을 보이는 환자에서도 나타납니다[Voldby 1985]. 비정상적인 THRT 반응은 일반적으로 초기 출혈 후 0일에서 3일(일차) 사이에 일찍 발생하거나 약 7일에서 14일(2차)에 늦게 발생합니다. THRT의 1차 이상은 낮은 등급의 환자에서 훨씬 더 흔한 반면, 2차 이상은 초기에 좋은 등급의 환자에서 더 규칙적으로 발생하며 나중에 임상적 악화와 함께 DID의 징후가 나타납니다[Ratsep 2002]. TCD를 사용한 자동 조절의 일상 및 일일 평가는 DID 위험이 더 높은 환자를 식별하는 데 도움이 됩니다. 더 나은 등급의 환자에서 비정상적인 자동 조절 반응의 진화 지연은 잠재적으로 해로운 영향을 상쇄하도록 설계된 초기 치료 전략을 도입할 기회를 제공합니다. 실제로 플라즈마 확장의 일상적인 사용은 이미 이러한 목적을 염두에 두고 채택되었습니다[Origitano 1990].

3. 치료 기회; 왜 재조합 인간 에리트로포이에틴인가?

최근 신경 보호 특성을 지닌 내인성 뇌 단백질의 잠재적 치료 역할에 관심이 집중되었습니다. 에리스로포이에틴(EPO)을 사용하는 이러한 신경보호 접근법은 잠재적으로 생존 가능한 뇌 조직을 세포사멸로부터 보호하는 것을 목표로 합니다[Ehrenreich 2002]. 34-kDa 소수성 시알로당단백질인 EPO는 수임된 적혈구 전구 세포의 생존, 증식 및 분화를 담당합니다. 이는 태아의 간과 성인의 신장에서 생성되며 저산소 상태에서 가속화됩니다[Lacombe 1999]. 미리 형성된 EPO 저장이 없기 때문에, EPO 유전자 전사의 제어는 저산소증, 저혈당증 및 발작 중에 활성화되는 전사 인자인 저산소증-유도 인자 1(HIF-1)과의 복잡한 상호작용을 수반한다[Lacombe 1999] .

EPO 수용체(EPO-R)는 조혈 수용체 계열의 다른 구성원과 마찬가지로 내인성 티로신 키나아제 활성을 가지고 있지 않습니다. 그러나 Jak2 티로신 키나아제와의 긴밀한 결합은 많은 단백질에서 빠른 티로신 인산화를 유도할 수 있습니다[Lacombe 1999]. 저산소증은 증가된 EPO-R 발현을 유도할 수 있으며, 이는 다시 EPO에 대한 민감도 증가를 유발합니다[Chin 2000].

EPO와 EPO-R은 모두 신경 조직에 편재되어 있습니다[Digicaylioglu 1995]. 더 큰 혈관을 제외하고 EPO-R은 성상세포, 뉴런 및 대뇌 모세혈관 내피에 풍부하게 분포합니다[Marti 1996, Yamaji 1996, Bernaudin 1999, Brines 2000]. 면역조직화학은 EPO-R의 이러한 분포가 혈액-뇌 장벽(BBB)의 해부학적 위치와 일치함을 보여줍니다[Brines 2000]. 대뇌 모세혈관 내부 및 주변의 EPO-R의 이러한 응축된 분포는 소량의 EPO가 중추 신경계의 생리적 기능을 매개하기에 충분함을 의미합니다[Chin 2000]. 성상세포와 뉴런에 의한 저산소증과 빈혈에 대한 반응으로 증가된 EPO 생성은 신장과 간에서 발생하는 것과 일치합니다[Masuda 1994]. 따라서, 저산소증 동안 EPO는 성상세포로부터의 측분비 메카니즘 및 신장으로부터의 내분비 메카니즘을 통해 혈관신생 인자로서 대뇌 모세혈관 내피 세포에 직접적으로 작용한다[Digicaylioglu 1995].

EPO는 ATP의 상대적 결핍을 특징으로 하는 모든 조건에서 신경 조직을 보호합니다[Brine 2000]. 이 신경 보호 효과는 여러 메커니즘에 의해 달성됩니다.

1. EPO는 에너지 대사를 산소 결핍 동안 생존에 유리하게 방향을 바꾸는 여러 해당 효소의 발현을 유도할 수 있습니다[Digicaylioglu 1995].
2. 대뇌 허혈 동안, N-메틸-D-아스파르테이트(NMDA) 수용체-매개 글루타메이트 독성은 뉴런 사멸의 주요 원인이다[Morishita 1997]. 글루타메이트 독성은 부분적으로 산화질소(NO)에 의해 매개됩니다. EPO는 혈관 평활근 세포의 전사 수준에서 항산화 효소의 발현을 상향 조절하며[Kusano 1999], 잠재적으로 NO 생성 물질로부터 뉴런을 보호할 수 있습니다[Sakanaka 1998]. 또한, EPO는 글루타메이트에 의해 유도된 Ca2+ 농도의 증가와 산화질소(NO)에 의해 유도된 세포사멸을 억제할 수 있습니다[Morishita 1997].

EPO는 신경 영양[Konishi 1993] 및 혈관 신생 효과[Yamaji 1996]를 제공하는 것으로 나타났으며 신경 재생 가능성이 있습니다[Siren 2001]. 이러한 효과는 용량 의존적이며 신경 성장 인자(NGF)와 관련이 없습니다[Konoshi Y 1993]. EPO 및 EPO-R의 분포는 대뇌 허혈/경색의 조직병리학적 변화의 순서에 해당합니다. 급성 저산소증(심정지)에서 EPO의 강한 면역 반응성은 혈관 내피에서 발견될 수 있는 반면, EPOR은 뉴런에서 강하게 발현됩니다[Siren 2001]. 대뇌 허혈 후, EPO는 혈관신생 및 신경교 반응에서 중요한 역할을 합니다. EPO 면역 반응성은 내피, 혈관 내 염증 세포 및 반음부의 뉴런에서 나타납니다. 또한 EPO-R은 뉴런, 성상세포 및 내피 세포에서 발현됩니다[Bernaudin 1999, Siren 2001]. EPO-R의 발현이 EPO 합성의 상향조절에 선행하기 때문에[Bernaudin 1999], EPO에 대한 민감도가 증가한다[Chin 2000]. 대조적으로, 이러한 변화는 비허혈성 피질에서 감지할 수 없으며 [Bernaudin 1999], 이는 뉴런이 위험에 처한 곳에서 EPO가 작용할 가능성이 증가함을 나타냅니다[Siren 2001]. 내피 세포를 아폽토시스로부터 보호함으로써 EPO는 대뇌 혈류를 증가시키고 반음영의 미세순환을 개선하며 혈관신생에 의한 조직 산소화를 개선하여 경색 부피를 상당히 감소시킬 수 있습니다[Bernaudin 1999, Siren 2001]. 이러한 혈관신생은 높은 고도에 노출되는 것과 같은 저산소 상태에서 뇌가 평균 미세혈관 밀도를 증가시킨다는 발견과 일치합니다[Lamanna JC 1992]. 오래된 경색에서 EPO 및 EPO-R은 반응성 성상세포에서 강력하게 발현됩니다. 따라서 EPO 시스템은 수리 프로세스에 참여할 수 있습니다[Siren 2001]. 뇌졸중 후 성상세포에 의한 EPO 생산의 지속적인 상향 조절은 또한 뉴런이 허혈을 더 잘 견디도록 하기 위해 EPO의 신속하게 이용 가능한 공급원을 제공합니다[Siren 2001]. 심각한 허혈 손상이 뇌의 EPO/EPO-R 신경보호 능력을 고갈시킬 수 있거나 de novo 합성의 잠복기가 너무 길기 때문에 이러한 내인성 신경보호 메커니즘은 급성 부상에 대처하기에는 불충분합니다. EPO의 임상 적용은 추가적인 신경 보호를 제공하기 위해 신속하게 투여되어야 합니다[Brines 2000].

Epoetin 베타는 재조합 DNA 기술을 사용하여 제조된 165-aa 당단백질로 분리된 인간 EPO와 동일한 아미노산 서열을 포함하고 동일한 생물학적 활성을 가지고 있습니다. 이것은 4개의 탄수화물 사슬 패턴의 사소한 차이를 제외하고는 내인성 EPO와 유사합니다. [Brine 2000] 재조합 인간 EPO는 만성 신부전, HIV 감염, 암 및 수술과 관련된 빈혈 치료에 널리 사용되어 왔으며 광범위한 임상에서 우수한 안전성 기록을 보유하고 있습니다.

4. 왜 90,000 IU 에포에틴 베타인가?

에포에틴베타의 고용량 정맥주사(3,3000IU/50ml//3,3000IU/50ml/L/L)를 사용하는 이중맹검, 무작위배정, 위약대조 임상시험에서 사람의 급성뇌졸중(8시간 이내) 치료에 대한 에포에틴베타의 안전성과 효능이 확인됐다. 30분/일, 3일, 누적 용량 100,000IU) [Ehrenreich 2002]. 혈압, 헤마토크릿, 헤모글로빈 및 적혈구 수의 관련 변화는 이 실험에서 발견되지 않았습니다[Ehrenreich 2002]. 망상 적혈구 수만 EPO의 마지막 투여 후 4일째에 29.2 ±10.0% 증가합니다[Ehrenreich 2002]. EPO의 이러한 전신 투여는 또한 CSF 수치를 60-100배 증가시켰고 혈액-뇌 장벽(BBB)의 파괴를 필요로 하지 않습니다[Ehrenreich 2002]. EPO로 치료받은 환자는 혈청 S100(반응성 성상세포 및 뇌 세포막의 막 무결성의 기능적 교란에 의해 분비됨)의 더 낮고 빠른 급증을 갖고 그 후 위약보다 더 빨리 정상 한계 내로 돌아갑니다[Ehrenreich 2002]. 혈청 S100이 정상 수준으로 조기에 돌아온 것은 염증 과정 및/또는 BBB 무결성이 전신 EPO 요법에 의해 보다 신속하게 개선될 수 있음을 의미합니다[Ehrenreich 2002]. 뇌졸중 환자에 대한 유익한 효과는 특히 중등도 내지 중증 뇌졸중 환자의 경우 30일 동안 지속됩니다[Ehrenreich 2002].

내피 EPO 수용체의 활성화에 의해 순환하는 EPO는 대뇌 동맥의 염증 경로를 조절하고 SAH에 의해 유도된 혈관 경련을 약화시킬 수 있습니다. 생체 내 연구는 SAH 직후 EPO(i.p. 1000units/kg)의 전신 투여가 생존 및 운동 기능을 개선할 수 있음을 발견했습니다[Buemi 2000]. EPO의 전신 전달은 뇌실내 주사와 달리 전체 뇌의 모세혈관 내피에 보편적으로 사용할 수 있다는 이점이 있습니다. 이는 임상 환경에서 매우 국소적이고 실용적이지 않습니다[Brines 2000]. CSF의 EPO 농도는 동맥류성 SAH를 앓고 있는 환자의 혈청 수준 및 BBB 파괴 정도와 무관하기 때문에 CSF의 EPO는 뇌의 필요에 맞추기 위해 주로 뇌에서 생성됩니다[Springborg 2003]. 따라서, 내피 EPO-R의 초기 활성화는 잠재적인 치료 전략이 될 수 있으며, 실제로 이는 CSF(뇌 손상의 마커)에서 S100 단백질의 감소 및 대뇌 자동 조절의 회복(최소 48시간 동안)에 의해 입증되었습니다. 재조합 인간 EPO의 전신 투여 후[Springborg 2002]. 따라서, 90,000Iu의 epoetin 베타를 사용하여 연구할 SAH 환자에서 CBF 및 자동 조절에 대한 최대 효과를 달성할 것입니다.

답변해야 할 질문:

우리는 SAH 환자에 대해 다음과 같은 가설을 제시하고자 합니다.

1. SAH 후 epoetin beta(90,000IU)를 이용한 전신 치료는 안전하다.
2. epoetin 베타를 사용한 전신 치료는 SAH 후 비정상적인 FV 및 대뇌 자동 조절의 발생률을 감소시킵니다.
3. 에포에틴 베타를 사용한 전신 치료는 SAH 후 급성 신경학적 악화 발생률을 감소시킵니다. 에포에틴 베타 요법으로 1차 평가변수가 개선되면 데이터는 3상 임상 결과 연구 설계를 위한 검정력 계산을 공식화하는 데 사용됩니다. 그러나 EPO 치료 후 부작용 징후를 감지하기 위해 시험 종료 시와 퇴원 시 임상 결과를 평가할 것입니다.

무작위화 절차:

정보에 입각한 동의에 따라 혈관 조영술 양성 동맥류 SAH 환자는 SAH 후 첫 주에 3회(총 용량 90,000IU) 에포에틴 베타 30,000IU 정맥 주사 또는 위약(0.9% 식염수) 50ml/30분으로 무작위 배정됩니다. 각 그룹의 수는 40입니다. 눈가림을 위해 PMU(Pharmacy Manufacture Unit)는 식염수(0.9% NaCl) 또는 식염수에 재구성된 에포에틴 베타가 들어 있는 동일한 바이알을 준비하고 번호를 매깁니다. 바이알은 PMU만이 알고 있는 각 바이알의 내용물로 등록 시 환자에게 무작위로 할당됩니다. 시험 약물은 발작 후 72시간 이내에 가능한 한 빨리 시작됩니다. 동맥류의 약 70%는 open clipping으로 치료하고 나머지는 endovascular coil로 치료하기 때문에 치료 방법을 오염 요인으로 간주하지 않지만 최종 분석에 포함됩니다. 범인 동맥류의 위치, 크기 및 형태는 우리 기관의 결과에 영향을 미치지 않는 것으로 여겨집니다.

무작위 배정 및 시험 치료 시작 후 각 환자의 임상 관리는 일상적일 것입니다. 동맥 혈압은 지속적으로 모니터링됩니다(Finapress 또는 요골 동맥 라인을 통해).

안전:

입원 당시의 전혈구 수, 망상 적혈구 수, 혈액 점도, 응고 프로파일, 혈청 생화학, 혈청 철분 수치 및 C-반응성 단백질(CRP)을 일상적인 임상 검사로 확인합니다. EPO는 적혈구 생성 및 혈전 생성의 효과가 있지만 단기 치료에서 관련 악화 또는 부작용은 관찰되지 않았습니다[Ehrenreich 2002]. 그러나 이상이 있을 경우 시험약을 중단하고 안전위원회에 통보한다. 안전 위원회(의장: 신장 전문의 Ken Smith 박사)는 안전성 데이터를 월간 간격으로 또는 우려 사항이 있는 경우 환자별로 검토합니다.

1차 결과 측정: 혈관 경련 및 AR의 이상:

시험 환자는 SAH ictus 이후 2주 동안 목적에 맞는 헤드 프레임에 장착된 2MHz 프로브를 사용하여 TCD(DWL, 독일)로 매일 검사됩니다. 수축기, 확장기 및 평균 FV는 단일 사용자(MT)에 의해 기록됩니다(초시간적). 혈관 경련은 평균 FV > 120 cm/초 및 Lindegaard 비율 >3으로 정의됩니다[Lindegaard 1988]. 평균 FV와 ABP의 자발적인 변화 사이의 회귀 지수(Mx)가 계산됩니다. 5초 동안 2번의 경동맥 압박을 시행합니다. 허용 가능한 THRT의 기준에는 압박 시작 시 중대뇌동맥 FV의 급격한 감소, 압박 중 안정적인 TCD 신호, 혈압 불안정성 없이 FV의 최소 30% 감소가 포함됩니다[Smielewski 1997]. THRT 비율(THRR)은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다. THRR = FVs(고혈혈) / FVs(기준선), 여기서 FVs는 수축기 FV를 나타냅니다(그림 1). THRR은 정상(≥1.10) 또는 장애(<1.10)로 분류되며 2분 후에 반복됩니다. 두 테스트의 평균 값이 기록됩니다. THRT 응답과 관련된 품질 문제는 이 실험실에서 광범위하게 평가되었습니다[Smielewski 1997].

보조 엔드포인트 측정: DID 개발:

각 환자의 임상 경과를 매일 모니터링합니다. 초점 신경학적 결손의 발달 및/또는 혈관경련 후 Glasgow Coma Scale의 2점 이상 감소는 DID 에피소드를 정의하기 위해 채택된 기준이 될 것입니다[Pickard 1989]. 전신 감염 및 중추 신경계 감염을 포함하여 의식에 영향을 미칠 수 있는 기타 요인은 최종 분석을 위해 기록됩니다. 임상 결과는 임상 시험이 끝날 때와 퇴원할 때 평가됩니다. 입원 기간 및 NCCU 체류 기간을 관찰합니다.

통계 분석:

분석은 통계 소프트웨어인 STATA(Texas, USA)를 이용하여 수행한다. 데이터는 평균±표준 편차로 표현됩니다. 다변량 분석은 혈관 경련 및 비정상 AR의 타이밍에 대해 수행되며, 이는 SAH 진단 날짜와 영향을 미칠 가능성이 있는 변수와 관련하여 혈관 경련 및 비정상적인 자동 조절이 처음 발견된 날짜 사이의 일수로 계산됩니다. 그들의 발생: 연령, WFNS 등급, CT 스캔의 피셔 등급, 치료 절차, Cox Proportional Hazards 회귀를 사용한 뇌실내 출혈 및/또는 뇌수종. 결과의 척도는 위약 그룹과 관련된 특정 범주에 대한 혈관 경련 또는 비정상적인 자동 조절의 확률을 나타내는 위험 비율(HR)이 될 것입니다. EPO 치료와 관련된 변수(혈구용적률, 적혈구 수, 망상적혈구 수, 혈소판 수, 혈청 철 수치 및 점도)가 수집됩니다. 각 변수에 따른 적합도의 향상 정도는 우도비 검정으로 5% 수준에서 통계적 유의성을 검정한다. 선형 추세(자유도 1)에서 벗어나는 테스트를 사용하여 특정 범주형 변수의 잠재적인 선형 추세를 평가했습니다. 각 환자의 일일 결과는 선형 회귀에 대한 독립성 가정을 충족하기 위해 환자 중심 데이터베이스를 생성하기 위해 평균화됩니다. 매개변수의 일일 변동은 표준 편차를 각 환자의 모든 검사의 평균값으로 나눈 값으로 계산됩니다.

전력 분석:

우리의 이전 관찰은 혈관 경련과 비정상적인 THRT가 각각 환자의 64%와 90% SAH에서 발생한다는 것을 나타냅니다. 80%의 검정력과 5%의 유의 수준으로 혈관 경련 또는 비정상적인 자동 조절 기간의 50% 감소를 입증하기 위해 80명의 환자로부터 검사가 필요합니다. 또한 이 환자 수는 발작 후 첫 2주 동안 임상적 DID 발생률이 50% 감소할 확률이 83%입니다. 이 연구는 잠재적 부작용을 식별하기 위한 추세를 모색할 것이지만 임상 종점의 감소를 보여줄 수는 없습니다.

예측할 수 있는 모든 어려움에 대한 세부 정보

1. 환자 모집:

   Addenbrookes의 신경외과에서는 연간 80명의 동맥류 SAH 환자를 치료합니다. 우리 부서의 이전 연구는 높은 확신을 보였고 우리는 IHAST(International Hypothermia for Aneurysm Surgery Trial)에 가장 큰 기여를 했습니다. 우리는 채용에 어려움을 예상하지 않습니다.

2. 안전성 문제:

   사람의 급성 뇌졸중(8시간 이내)을 치료하기 위해 고용량 에포에틴 베타(100,000IU)를 정맥 주사하는 것의 안전성과 효능이 확인되었습니다[Ehrenreich 2002]. EPO의 치료 마진은 매우 넓습니다. 매우 높은 혈청 수준에서도 부작용이 관찰되지 않았습니다[NeoRecormon 정보 시트, Roche].

3. TCD를 사용한 AR 평가:

THRT 평가를 위한 품질 관리가 적극적으로 다루어졌으며 테스트를 완료하지 못하는 경우는 드뭅니다[Ratsep 2002]. 안전한 경동맥 압박을 방해하는 심각한 경동맥 죽상경화성 질환의 발병률은 1% 미만입니다[Lam 2000]. 이 테스트는 내약성이 좋으며 이전 연구에서 불편함 등으로 인해 조사 철회를 요청한 환자는 없는 것으로 알고 있습니다.

미래 연구

이 2상 연구의 결과는 Spontaneous Intracranial Haemorrhage Group 메커니즘을 사용하여 3상 임상 결과 시험을 설계하는 데 사용될 것입니다. 모든 잠재적 이점은 낮은 CBF 상태 및 자동 조절 손실이 발생하는 다른 뇌혈관 상태로 추정할 수 있습니다(예: 급성 뇌혈관염).