Röda blodkroppar (RBC) överlevnad efter transfusion hos spädbarn

Fas I: Inkluderar endast mål #1 från Thrasher Foundation Grant där vuxna ämnen kommer att studeras.

SPECIFIK MÅL #1 (Thrasher Foundation Grant): Att utveckla in vitro och validera in vivo hos vuxna människor och anemiska spädbarn förmågan att biotinylera röda blodkroppar vid upp till 5 diskreta densiteter för att samtidigt bestämma RBC-kinetiken för flera, distinkta RBC-populationer. Detta kräver utbyggnad av den RBC-biotinmärkningsteknik som vi tidigare har utvecklat. Efter förfining kommer metoden att tillämpas i de efterföljande målen som utförs på anemiska spädbarn som får kliniskt beställda RBC-transfusioner.

Som föreslagits av våra tidigare RBC-överlevnadsstudier, förväntar vi oss att den tyngsta biotinmärkningen kommer att förändra de inneboende RBC-strukturella egenskaperna hos RBC, vilket förkortar deras långsiktiga överlevnad. De in vitro- och in vivo-valideringsstudier som vi föreslår på vuxna är nödvändiga eftersom förutsättningarna för att reproducerbart erhålla diskreta RBC-biotindensiteter vid lämpliga, tätt åtskilda intervall inte har utarbetats slutgiltigt, och vi har inte heller bestämt empiriskt vilken av de fem tätheterna som inte kommer att artefaktiskt. förkorta RBC-överlevnaden på lång sikt. Vi kan använda de lättare densiteterna för RBC-överlevnadsmätningar och de tyngre densiteterna för de samtidiga RBC-volymmätningarna som behövs för att ta hänsyn till RBC-volymökningar orsakade av tillväxt. Det är viktigt att utföra dessa genomförbarhetsstudier på både vuxna och spädbarn på grund av de vitt skilda fysiologiska tillstånden, dvs. normala, friska vuxna är i erytropoes medan kritiskt sjuka, anemiska spädbarn upplever flera kliniska omständigheter som stör RBC-överlevnaden, t.ex. tillväxt , flebotomi, mellanliggande transfusion, etc.

Förutom biotinmärkningen av RBC-metoden kommer den "differentiella agglutinations-, antigenmetoden" med flödescytometri att tillämpas för spädbarn som får allogena RBC-transfusioner. Resultaten av de två metoderna kommer att jämföras med varandra. Differentialagglutinationsmetoden utnyttjar skillnader i RBC-ytantigener mellan givaren och mottagaren för att bestämma överlevnad för RBC på kort och lång sikt. Genotypningsresultat av vuxen givare och spädbarnsmottagarens RBC-antigener (utförs vid Mississippi Valley Regional Blood Center) tillåter identifiering av mindre blodgruppsskillnader mellan donator och mottagare RBC så att lämpligt märkta mindre RBC-antikroppar (tillgängliga kommersiellt och används av blodbanker för mindre blodgrupps-RBC-typning) kan användas vid flödescytometrisk bestämning av RBC-överlevnad. RBC-överlevnad bestämd för var och en av biotinmärkningarna och för RBC-antigena skillnader kommer alla att jämföras med varandra. Metoden med differentiell agglutination/antigen kommer att betraktas som "guldstandarden" eftersom de röda blodkropparna är märkta ex vivo, EFTER RBC-transfusionen, alltså utan att modifiera RBC-membranytproteinerna som biotinylering gör. Vår hypotes är att tillsats av för mycket biotin kan leda till artefaktuellt förkortad in vivo RBC-överlevnad, men att lägre doser av biotin inte. Genom att även inkludera den differentiella agglutinations-/antigenmetoden RBC-överlevnadsresultat, kommer vi att bättre kunna validera vår multi-density biotinhypotes.

Vårt övergripande mål i denna forskning är att förbättra röda blodkroppar (RBC) transfusionsmetoder för anemiska, kritiskt sjuka spädbarn. Detta projekt har fått stöd från två beviljande organ: 1) The Thrasher Foundation, med titeln "Återhämtning av röda blodkroppar och överlevnad efter transfusion hos spädbarn." och 2) NIH PPG Grant P01 HL046925, Projekt 1 med titeln "Överlevnad av röda blodkroppar efter transfusion hos spädbarn." Sammanfattningar för båda ingår nedan. Detta projekt kommer att slutföras i två etapper:

Fas I inkluderar studier av autologa biotinylerade röda blodkroppar transfunderade till normala, friska vuxna frivilliga (se Specifikt mål #1 i Thrasher Foundation Abstract nedan); och

Fas II inkluderar studier av spädbarn som kräver att läkare beställer transfusioner av röda blodkroppar (se specifika mål #2, #3 och #4 i Thrasher Foundation Abstract nedan; och se Specifikt mål #4 i NIH som ingår i sin helhet i de tre Thrasherna bevilja specifika mål).

Fas I-studierna är avslutade och vi registrerar inte längre vuxna. Vi registrerar spädbarn för fas II-studier. Vi lägger till dessa faser sekventiellt baserat på rekommendationen från Martha Jones när vårt förslag först skickades till IRB. Vi har tillämpat den kunskap vi har fått från Fas I-studierna på frivilliga frivilliga för vuxna för att göra modifieringar av vår studiedesign för att Fas II ska utföras på spädbarnsstudieämnen som får kliniskt beställda RBC-transfusioner. I slutet av fas II ingår motiveringen för att inkludera en ny, jämförelsemetoden "gold standard" för att bestämma RBC-överlevnad hos spädbarn ("den differentiella agglutinationsmetoden, antigenmetoden"). Vi har avslutat inskrivningen av alla vuxenämnen för fas I.

SAMMANFATTNING I (FÖR THRASHER FOUNDATION GRANT)

Bakgrund:

Anemiska, kritiskt sjuka nyfödda spädbarn är bland de patienter som oftast transfunderas i USA. Uppskattningsvis 130 000 spädbarn får årligen cirka 1 000 000 RBC-transfusioner. Till skillnad från vuxna saknas viktiga data om transfusionsprodukten för optimal RBC-överlevnad hos spädbarn. Bidragande till denna brist är två stora förändringar nyligen i neonatala blodbanker och transfusionsmetoder. Dessa är 1) användningen av transfunderat vuxen donatorblod lagrat i upp till 42 dagars FDA-gräns istället för att endast använda blod lagrat i mindre än 7 dagar som tidigare hade gjorts; och 2) potentiell användning av spädbarnets eget blod som skördats från moderkakan för att undvika riskerna för virusinfektioner och immuntransfusionsreaktioner från donatorblod. Tyvärr finns det inga definitiva spädbarnsstudier som tar itu med dessa förändringar genom att direkt mäta RBC-överlevnad. Sådana spädbarnsstudier har försvårats av tekniska problem. Specifikt måste RBC-överlevnadsdata justeras för tillväxt, laboratorieförlust av flebotomi och ingripande ytterligare RBC-transfusioner, men i praktiken har det inte gjort det. Dessutom har säkerhetsfrågor uteslutit många överlevnadsstudier för spädbarnsröda blodkroppar (t.ex. exponering för 51Cr-radioaktivitet och avlägsnande av för mycket blod från dagens små, för tidigt födda barn). Före 1970 (slutet med att använda 51Cr som en RBC-märkning i spädbarns RBC-överlevnadsstudier), överlevde inte spädbarn som vägde mindre än 1 500 g vid födseln, och RBC-överlevnadsdata finns inte för dagens minsta, mest frekvent transfunderade spädbarn vars födelsevikt är 500-1 000 g.

Specifika mål:

Specifikt mål #1: Att utveckla in vitro och validera in vivo hos vuxna förmågan att biotinylera RBC vid upp till 5 diskreta densiteter som är mätbara med flödescytometri. Dessa fem RBC-biotindensitetsmärkningar kommer att användas i specifika mål #2, 3 och 4 för att samtidigt bestämma RBC-överlevnad för flera, distinkta populationer av transfunderade RBC hos prematura spädbarn.

Specifikt mål #2. För att avgöra om RBC-överlevnaden för donator- och placenta-RBC är betydligt längre när de justeras med matematisk modellering. Vi förväntar oss att de omodellerade värdena väsentligt underskattar RBC-överlevnaden.

Specifikt mål #3. Att jämföra långsiktiga RBC-överlevnadsresultat för transfunderade vuxna donatorer och foster/placentala RBC hos anemiska nyfödda spädbarn. Vi förväntar oss att snabbare tillväxt hos foster kommer att resultera i större stresserytropoes som leder till inneboende RBC-"defekter" och förkortad RBC-överlevnad jämfört med RBC från vuxna donatorer.

Specifikt mål #4. För att kvantifiera effekterna av lagring på modelljusterad RBC-överlevnad av vuxna donator-RBC transfunderade till nyfödda spädbarn. Vi räknar med att lagring av donator-RBC inte kommer att förändra RBC-överlevnaden.

Studera design:

Studierna som föreslås här bygger på biotinylering och matematiska modelleringsmetoder som vår forskargrupp har utvecklat för att noggrant mäta RBC-överlevnad utan att utsätta spädbarnet för radioaktivitet. Biotin RBC-märkningsmetoden är väl lämpad för nyfödda spädbarn eftersom den tillåter samtidig spårning av flera RBC-populationer på <10 µL blod. Överlevnad av röda blodkroppar märkta med flera biotindensiteter kommer att kvantifieras med hjälp av standardparametrarna för RBC-överlevnad, dvs. kortsiktig återhämtning av RBC 24 timmar efter transfusion och långtidsmodellerad RBC-överlevnad, dvs. fram till 50 och 100 % av biotinmärkta RBC. har försvunnit ur cirkulationen. De två sistnämnda mätningarna kommer att beräknas med de nödvändiga matematiska justeringarna för tillväxt, laboratorieförlust av flebotomi och mellanliggande RBC-transfusioner.

Endast specifika mål #4 i Thrasher Foundation Abstract involverar ämnen som studerar mänskliga spädbarn. Specifikt mål #4) ANVÄND RBC-BIOTINYLERINGS- OCH MATEMATISKA MODELLERINGSMETODER SOM VALIDERADE PÅ VUXNA FÅR OCH NYFÖDA LAMM FÖR ATT MÄTA POSTTRANSFUSION RBC-KINETIK HOS ANEMISKA NYFÖDA SPÄDBAR SOM OMGIFTSFÖR ALLA OCH ÖVERFÖDDA ALLA OCH FÖDDA LAMMEN. Användningen av biotin, ett icke-toxiskt, icke-radioaktivt B-vitamin, för att särskilja olika RBC-populationer samtidigt genom flödescytometri är avgörande för att uppnå våra mål och har klara fördelar jämfört med andra RBC-märkningsmetoder i både säkerhet och noggrannhet. Genom att använda de fyra specifika målen för att uppnå vårt mål att etablera mer effektiva transfusionsmetoder genom att identifiera den optimala RBC-transfusionsprodukten för användning hos anemiska SPÄDBYR.