심장 수술을 받는 환자의 장기 손상 개선을 위한 알파-1 항트립신의 단일 용량 투여

3 배경 심장 수술 중 심폐 바이패스(CPB)를 사용하면 일반화된 비특이적 전신 염증 반응 증후군(SIRS)과 그에 따른 사이토카인, 보체 및 응고-섬유소 용해 캐스케이드의 활성화가 유발됩니다(1). 환자의 약 11%에서 SIRS는 심각한 다기관 부전(MOF)으로 악화되어 40-98%의 사망률을 초래할 수 있습니다.

SIRS의 효과를 약화시키기 위해 항염증 물질의 수술 중 투여에 의한 염증 조절이 옹호되었습니다. 후속 시도는 보체, 응고 및 섬유소용해 시스템에서 핵심 매개체인 프로테아제를 억제하는 아프로티닌에 초점을 맞췄습니다. 아프로티닌의 관련된 항염증 특성에는 혈소판, 호중구 및 칼리크레인 활성화의 억제가 포함됩니다. 아프로티닌이 염증 반응을 제한하는 추가적인 메커니즘으로 혈액 손실 감소 및 동종 수혈 필요성 감소가 제안되었습니다(2). 그러나 심장 수술 중 아프로티닌의 사용은 더 높은 우회로 이식편 폐색률과 전반적으로 열등한 수술 후 결과라는 놀라운 결과에 따라 중단되었습니다.

AAT-1 작용 메커니즘:

아프로티닌과 유사하게 α1-항트립신(AAT)은 SERPIN 단백질로 분류되는 52kDa 순환 세린 프로테아제 억제제입니다. 세린 프로테아제를 억제하는 능력 외에도 축적된 데이터는 AAT-1이 독립적인 항염증 및 조직 보호 효과를 가지고 있음을 시사합니다(3). AAT-1은 수지상 세포 성숙을 수정하고 조절 T 세포 분화를 촉진하며, 인터루킨(IL)-1 수용체 길항제 및 IL-10 방출을 유도하고, 다양한 세포 유형을 세포 사멸로부터 보호하고, 카스파제-1 및 -3 활성을 억제하고, IL-1 수용체를 억제합니다. 1 생산 및 활동 (4). 고전적인 면역억제제와 달리 AAT-1은 억제되지 않은 분리된 T-림프구 반응을 허용합니다(5). 이러한 효과는 반복적으로 확증되었습니다.

아프로티닌과 달리 AAT-1은 인간 혈장에서 생성되며 강력한 응고 촉진제 특성이 없습니다.

다양한 임상 환경에서의 AAT-1:

순환하는 AAT-1 수준은 급성기 반응 동안 4배 증가합니다(3). 순환하는 AAT-1 수치가 낮은 환자는 폐, 간 및 췌장 파괴 질환, 특히 폐기종의 위험이 증가합니다(3). 전임상 및 임상 연구에 따르면 결핍되지 않은 개인을 위한 AAT-1 요법은 안전하며 제1형 및 제2형 당뇨병, 급성 심근 경색, 류마티스 관절염, 염증성 장 질환, 낭포성 섬유증, 이식 거부, 이식편에서 질병 진행을 수정할 수 있습니다. 대 숙주 질병 및 다발성 경화증(6-17, 32,33,37,38). AAT-1 치료는 이후 대체 요법에서 광범위한 염증 및 면역 매개 질환에 대한 잠재적 치료로 발전했습니다. AAT-1은 또한 인플루엔자 및 인간 면역결핍 바이러스(HIV)와 같은 바이러스 감염의 항균 및 억제제인 ​​것으로 보입니다(18).

인간 약동학 데이터:

AAT-1 결핍 환자에서 AAT-1을 체중 kg당 60 mg의 용량으로 정맥 투여하면 투여 직후 급성기 반응과 유사한 혈장 수준을 유지하고 보호 역치(50 mg /dl) 일주일 후(39).

AAT-1 용량의 합리성:

이전 연구 및 임상 실습을 기반으로 AAT-1의 체중 kg당 60mg의 다중 정맥 투여는 안전하며 양성 부작용 발생률이 낮습니다.

약동학 연구(39)에서 파생된 이 외부 투여량 투여 직후 AAT-1 혈장 수준은 급성기 반응과 유사합니다. AAT-1 혈장 수치의 30% 감소는 CPB 종료 후 수술 전 수치로 점진적으로 회복될 것으로 예상됩니다(40).

연구의 위험/이점:

염증 반응을 완화시키는 AAT-1의 역할이 확립되었습니다. CPB는 염증 캐스케이드의 강력한 자극제이며 출혈 체질, 응고 이상과 관련되어 잠재적으로 장기 기능 장애를 유발합니다. 현재까지 CPB로 심장 수술을 받는 환자에게 AAT-1을 투여하는 방법은 연구되지 않았습니다. 고유한 AAT-1 효과가 유해한 CPB 효과를 상쇄할 수 있다고 가정할 수 있습니다. 이는 임상적으로 장기 기능 보존 개선, 수술 후 출혈 감소 및 입원 기간 단축을 가져올 수 있습니다. 해당 설정에서 다른 프로테아제 억제제의 이점이 최근에 입증되었습니다(41-43).

위에서 언급한 바와 같이, 다양한 임상 환경에서 AAT-1의 투여는 낮은 비율의 부작용으로 안전한 것으로 간주됩니다(섹션 6.1 - 잠재적 위험 참조).

4 방법 4.1 주요 목표

1. CPB와 함께 CABG를 받는 환자에서 수술 전 AAT-1 투여의 효능과 안전성을 평가합니다.
2. 수술 후 혈액 손실 및 장기 기능이 평가됩니다.

현재까지 CPB 설정에서 AAT-1 효과에 관한 데이터는 없습니다. 이 연구의 주요 목표는 CPB로 심장 수술을 받는 환자에서 AAT-1 투여 후 항염증 효과, 장기 기능 보존(1-2) 및 수술 후 실혈 감소를 평가하는 것입니다.

4.2 연구 적격성 결정 4.2.1 포함 기준

1. 40-70세의 남성/여성 환자.
2. CPB가 있는 격리된 CABG의 후보.
3. 계산된 로지스틱 Euroscore 위험 계층화는 5% 이하입니다.
4. 환자의 서면 동의서에 서명했습니다.

4.2.2 제외 기준

다음을 포함한 공존 조건:

10. 응고 이상 11. 90% 이하의 혈중 산소 포화도 또는 예상의 60% 미만인 FEV1로 정의되는 중증 폐 질환.

12. 신장 기능 장애는 혈청 크레아티닌 수치가 1.8 mg% 이상인 것으로 정의됨, 13. 간기능 검사 이상 14. 조절되지 않는 당뇨병, 15. 심한 말초혈관질환 16. 이전의 뇌혈관 신경학적 사건. 17. 비정상적인 좌심실 또는 우심실 기능. 18. 와파린 또는 티에노피리딘 계열의 항혈소판제로 치료. 4.2.3 철회 기준 환자는 치료 중 언제든지 편견 없이 연구를 철회할 수 있는 권리를 보유합니다.

의학적으로 지시된 경우, 주임 조사자 또는 외과의는 연구의 모든 단계에서 환자 등록을 중단할 권리가 있습니다.

중단(연구 완료 실패)은 문서화됩니다. 중단 사유가 기록됩니다.

중단으로 이어질 수 있는 잠재적 원인은 다음과 같습니다.

• 부작용
• 프로토콜 위반
• 환자가 동의를 철회함
• 관리상의 문제 4.3 등록 이 연구에 참여하기 전에 연구자는 프로토콜에 대한 적절한 서면 승인과 윤리 위원회(EC) 및 기타 현지 규제 기관으로부터 정보에 입각한 동의를 얻을 것입니다. 승인된 동의서는 EC 승인 날짜를 명확하게 반영합니다.

절차 전에 서명 및 날짜가 기재된 정보에 입각한 동의를 얻지 못하면 프로토콜 위반이 되며 이후에 EC에 보고해야 합니다.

4.4 피험자 선별 CABG 격리 수술이 이미 예정된 환자는 수술 전 대기 기간 동안 연구팀 구성원(심장흉부외과, 심장내과 또는 내과)에 의해 처리됩니다. 연구의 목표, 절차 및 인센티브는 연구 직원이 각 잠재적 참가자에게 설명합니다. 동의하는 피험자는 서면 동의를 제공해야 합니다.

4.4.1 무작위화 연구 참여자들은 AAT-1 60mg/kg 또는 위약을 단일 용량으로 받도록 무작위화됩니다.

4.4.2 시험 약물 투여: AAT-1의 준비 및 투약은 맹검되지 않은 약사에 의해 수행됩니다. 약물은 투여 직전에 희석됩니다. 위약 용액은 AAT-1 용액의 ​​색상 및 농도와 유사한 인간 알부민을 포함할 것입니다. 약물은 수술(피부 절개) 3-5시간 전에 투여됩니다. 약물 투여 속도는 분당 kg당 0.04ml를 초과하지 않습니다(약 60-80분). 그에 따라 혈압, 맥박수 및 체온을 포함한 활력 징후가 모니터링됩니다.

환자, 연구 직원, 실험실 직원 및 데이터 분석가는 무작위 배정 시점부터 데이터베이스가 잠길 때까지 치료의 신원을 알 수 없습니다. 데이터 눈가림 해제는 환자의 응급 상황에서 시작됩니다.

무작위 목록은 약사가 작성하지만 눈가림이 해제될 때까지 보안이 유지되고 기밀로 유지됩니다.

4.4.3 수술 기법 우리의 일상적인 정책에 따라, 구연산 펜타닐(20-50mcg/kg), 미다졸람(2-3mg) 및 이소플루란(0.5-2%)을 마취 유도 및 유지에 사용합니다.

표준 정중 흉골절개 후 도관 조달이 이어집니다. 카올린 활성화 응고 시간(ACT)을 달성하기 위해 헤파린 부하 용량을 투여할 것입니다. 상행 대동맥 - 우심방 삽관을 시행하여 CPB를 시작하고 ACT를 480초 이상 모니터링합니다. 체외 순환(심폐 바이패스)에는 표준 원심 펌프와 멤브레인 산소 공급기가 사용됩니다. 표준 기술과 호환되는 전신 활성 냉각은 피하고 환자의 심부 체온은 32~37˚C 범위로 유지됩니다. 말단 문합은 단일 대동맥 교차 클램프 및 혈액 심정지 정지 중에 수행됩니다. 근위 문합은 대동맥 교차 클램프 중에 수행됩니다. 냉(10˚C) 혈액 심정지 용액은 4:1 비율로 전달됩니다. 심정지는 관상정맥동을 통한 추가 역행 투여 여부에 관계없이 대동맥 근부를 통해 전방으로 전달됩니다. 심정지 유도(10 ml/Kg) 후, 간헐적 용량(300 - 500 ml)은 각 말단 문합 완료 후 투여됩니다. 헤파린은 CPB에서 젖을 뗀 후 프로타민 설페이트를 1:1 비율로 사용하여 역전됩니다.

4.4.4 데이터 수집 수술 전 데이터: 연령, 성별, 체질량 지수(BMI), 체표면적(BSA) 동반이환, Euroscore 위험 계층화, 약물 등을 포함하는 인구통계학적, 형태학적 및 임상적 설명자가 기록됩니다. 수술 전 실험실 분석에는 HIV,HCV,HBC에 대한 전체 혈구 수, 응고 프로필, 혈청 크레아티닌 수치 및 크레아티닌 청소율, 간 기능 검사 및 동맥혈 가스 검사 및 혈청학이 포함됩니다. 일상적인 정책에 따라 모든 환자는 수술 전 심초음파, 관상동맥 조영술, 흉부 X-레이, 폐 기능 검사(폐활량 측정) 및 경동맥 듀플렉스 검사를 받게 됩니다.

연구 참가자는 수술 전 뇌 MRI를 받도록 지정됩니다. 아래에 설명된 프로토콜을 따릅니다.

수술 중: 수술 유형이 분류됩니다. 다음 데이터가 기록됩니다: 바이패스 시작 전에 제공된 헤파린 용량; 활성화된 응고 시간(ACT)은 수술 중(CPB 이전, 도중 및 이후) ​​계산됩니다. 작동 시간, 교차 클램프 시간 및 CPB 시간; CPB로부터 젖을 떼기 위한 시도 횟수, 근수축 유형 및 CPB로부터 젖을 떼는 동안 사용된 용량; 수술 중 혈액 제품 사용. 외과의사 또는 마취과의사가 관찰한 알레르기 반응 또는 부작용이 기록됩니다. 출혈 경향에 대한 개별 외과의의 인상이 기록됩니다.

수술 후 장기 기능 및 실혈 평가:

전신 염증 반응 및 기관 기능 장애의 발생 및 크기는 실험실 마커에 의해 기록되고 정량화될 것이다. 관련 실험실 마커는 회복 기간 동안 매일 모니터링됩니다(중환자실 및 병동에서). 다음 기관 및 해당 마커가 모니터링됩니다.

폐 기능: 폐 기능은 측정된 전체 기계적 환기 시간, 최대 흡기압(PIP), 고원압, 생리적 사강 및 정적 및 동적 폐 순응도로 평가됩니다. 기관지폐포 세척(BAL)은 수술 후 3시간(환자가 마취 및 삽관되는 동안) 수행되고 추출된 유체는 염증 마커에 대해 분석됩니다. A-a DO2 계산 [AaDO2 = (713 x FiO2) - (pCO2 / 0.8) - (paO2)]가 매일 측정됩니다.

전체 폐기능 검사는 수술 전과 수술 4일 후에 시행됩니다. 흉부 방사선 사진은 무기폐, 폐부종 또는 흉막 변화의 발생에 대해 독립적인 방사선 전문의에 의해 평가되고 정량화됩니다.

신장 기능: 소변 배출량, 혈청 크레아티닌 수치, 크레아티닌 청소율 및 소변 알부민 수치를 매일 측정합니다. 급성 신장 손상(AKI) 마커는 ICU에서 샘플링됩니다.

뇌 손상 평가: 뇌 손상 정도는 혈장 S-100 단백질 수준으로 측정됩니다. 혈액-뇌 장벽(BBB)에 대한 손상 평가는 자기 공명 영상(MRI) 방식으로 수행됩니다(아래 기술 프로토콜 참조).

간 기능: 혈청 간 효소 수준의 일일 측정. 심장 기능: 심장 효소 수치 모니터링; 필요한 inotrope 치료의 필요성과 규모; 낮은 심박출량 증후군(수축기 혈압이 90mmHg 이하이고 중심 정맥압(CVP)이 15mmHg 이상인 경우로 정의됨) 및 심부정맥의 발생. 경흉부 심초음파 검사는 수술 후 5일째에 수행되며 독립적인 심장 전문의가 평가합니다.

혈액 손실: 수술 및 수술 후 혈액 손실은 물론 일일 헤모글로빈 수치를 모니터링합니다. 매일 혈소판 수와 혈전탄력조영술을 시행합니다. 혈액 제제의 분포 및 총 투여량을 매일 기록한다. 수술 후 CRP 수준은 매일 평가됩니다.

사이토카인 수준에 대한 혈액 샘플링 및 실험실 분석 방법:

10mL 전혈 정맥 EDTA 샘플은 5가지 지정된 경우에 요골 동맥 카테터에서 수집됩니다: 마취 유도 전, 대동맥 교차 클램프 위치 지정 후 30분 및 대동맥 교차 클램프 위치 지정 후 3, 6 및 9시간. 혈액 샘플은 이후 4°C에서 15분 동안 원심분리되고 혈청은 -70°C에 보관됩니다. 샘플은 다음 마커에 대해 분석됩니다: Polimorphonuclear Neutrophil Elastase(PMNE), Interleukin-1α(IL-1α), Interleukin-1ß(IL-1ß), Interleukin-2(IL-2), Interleukin-4(IL-4) ), 인터루킨-6(IL-6), 인터루킨-8(IL-8), 인터루킨-10(IL-10), 인터페론-γ(IFN-γ), 종양 괴사 인자-α(TNF-α), 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 단핵구 화학유인 단백질-1(MCP-1) 및 내피 성장 인자(EGF).

혈소판 수, 신장 기능, 간 기능, CRP 수준 S-100 단백질 및 트로포닌에 대해 매일 혈액 샘플을 수술 후 수집합니다.

초기 수술 후 부작용이 문서화됩니다. 여기에는 30일 사망률, 새로운 신경학적 사건, 심근 경색, 신장 기능 장애, 출혈 및 심부 흉골 상처 감염에 대한 재탐색의 필요성이 포함됩니다.

MRI에 의한 BBB(Blood-Brain Barrier) 평가 BBB 평가에 사용되는 이미징 양식은 MRI 스캐너(Philips 3T 또는 General Electric 1.5T)입니다. 검사 형식에는 24cm FOV, 35개의 연속 인터리브 슬라이스, 두께 3.5-4mm, 시리즈 전반에 걸쳐 공동 위치가 포함됩니다. Trace-weighted DWI 이미지는 2.5×2.5mm의 면내 해상도 및 3T에서 TR/TE=10s/58ms 또는 1.5T. T2-FLAIR 이미지는 평면 내 해상도 0.94×0.94로 획득됩니다. mm, 3T에서 TR/TE=9000/120ms 및 TI=2600ms 또는 1.5T에서 TR/TE=9000/140ms 및 TI=2200ms. (25)