婴儿输血后红细胞 (RBC) 的存活率

第一阶段：仅包括来自 Thrasher Foundation Grant 的目标 #1，其中将研究成人科目。

具体目标 #1（Thrasher 基金会拨款）：在成年人和贫血婴儿中体外开发和验证体内生物素化 RBC 的能力，最多 5 个离散密度，以同时确定多个不同 RBC 群体的 RBC 动力学。 这需要扩展我们之前开发的 RBC 生物素标记技术。 改进后，该方法将应用于接受临床命令的红细胞输注的贫血婴儿的后续目标。

正如我们之前的 RBC 生存研究所建议的那样，我们预计最重的生物素标记将改变 RBC 的固有 RBC 结构特性，从而缩短其长期生存期。 我们在成人中提出的体外和体内验证研究是必要的，因为在适当的、紧密间隔的间隔内可重复地获得离散 RBC 生物素密度的条件尚未最终确定，我们也没有凭经验确定五种密度中的哪一种不会人为地产生缩短长期红细胞存活率。 我们可以将较轻的密度用于 RBC 存活测量，将较重的密度用于同步 RBC 体积测量，以解决因生长引起的 RBC 体积增加。 对成人和婴儿进行这些可行性研究很重要，因为生理状态大不相同，即正常、健康的成人处于稳定的红细胞生成状态，而危重、贫血的婴儿会经历多种临床情况，这些情况会扰乱 RBC 的存活，例如生长、放血、介入输血等。

除红细胞生物素标记法外，接受同种异体红细胞输注的婴儿还将采用流式细胞术“差异凝集、抗原法”。 两种方法的结果将相互比较。 差异凝集法利用供体和受体之间红细胞表面抗原的差异来确定短期和长期红细胞存活率。 成人供体和婴儿受体 RBC 抗原的基因分型结果（在密西西比河谷区域血液中心进行）允许识别供体和受体 RBC 之间的微小血型差异，以便适当标记次要 RBC 抗体（商业上可获得并被血库用于次要血型 RBC 分型）可用于流式细胞术测定 RBC 存活率。 将针对每种生物素标记和针对 RBC 抗原性差异确定的 RBC 存活率相互进行比较。 差异凝集/抗原方法将被视为“金标准”，因为红细胞在红细胞输注后在体外被标记，因此不会像生物素化那样修饰红细胞膜表面蛋白。 我们的假设是，添加过多的生物素会导致人为地缩短体内红细胞存活率，但较低剂量的生物素则不会。 通过还包括差异凝集/抗原方法 RBC 存活结果，我们将能够更好地验证我们的多密度生物素假设。

我们在这项研究中的总体目标是改善贫血、危重婴儿的红细胞 (RBC) 输血实践。 该项目得到了两个资助机构的支持：1) The Thrasher Foundation，题为“婴儿输血后的红细胞恢复和存活”； 2) NIH PPG Grant P01 HL046925，项目 1，题为“婴儿输血后的红细胞存活率”。 两者的摘要都包含在下面。 该项目将分两个阶段完成：

第一阶段包括将自体生物素化红细胞输注到正常健康成人志愿者体内的研究（参见下文 Thrasher 基金会摘要中的特定目标 #1）；和

II 期包括对需要医嘱进行红细胞输血的婴儿进行的研究（参见下文 Thrasher 基金会摘要中的特定目标 #2、#3 和 #4；以及参见 NIH 中的特定目标 #4，它完整地包含在三个 Thrasher 中授予特定目标）。

I 期研究已经完成，我们不再招募成人。 我们正在招募婴儿进行 II 期研究。 在我们的提案首次提交给 IRB 时，我们根据 Martha Jones 的建议依次添加这些阶段。 我们已经应用我们从成人受试者志愿者的 I 期研究中获得的知识来修改我们的 II 期研究设计，以便在接受临床订购的 RBC 输注的婴儿研究受试者中进行。 在第二阶段结束时，包含了用于确定婴儿 RBC 存活的新的比较“金标准”方法（“差异凝集，抗原法”）的理由。 我们已经完成了第一阶段所有成人科目的注册。

摘要 I（THRASHER 基金会资助）

背景：

贫血、危重新生儿是美国最常输血的患者群体之一。 据估计，每年有 130,000 名婴儿接受大约 1,000,000 次红细胞输注。 与成人不同，婴儿输血产品的最佳 RBC 存活率缺乏重要数据。 造成这种缺乏的原因是新生儿血库和输血实践的两个主要变化。 这些是 1) 使用输血的成人供血者血液储存时间不超过 FDA 限制的 42 天，而不是像以前那样只使用储存时间少于 7 天的血液； 2) 可能使用从胎盘采集的婴儿自身血液来避免病毒感染和来自供体血液的免疫输血反应的风险。 不幸的是，没有明确的婴儿研究通过直接测量红细胞存活来解决这些变化。 此类婴儿研究一直受到技术问题的阻碍。 具体来说，RBC 存活数据必须针对生长、实验室静脉切开术丢失和干预额外的 RBC 输注进行调整，但实际上并没有。 此外，安全问题已经排除了许多婴儿 RBC 存活研究（例如，暴露于 51Cr 放射性和从今天的小早产儿身上抽取过多的血液）。 事实上，在 1970 年之前（在婴儿红细胞存活研究中不再使用 51Cr 作为红细胞标记），出生时体重低于 1,500 克的婴儿通常无法存活，而且目前最小、输血最频繁的婴儿的红细胞存活数据并不存在其出生体重为 500-1,000 克。

具体目标：

具体目标 1：在体外开发并在成人体内验证在多达 5 个可通过流式细胞术测量的离散密度下对红细胞进行生物素化的能力。 这五个 RBC 生物素密度标签将用于特定目标 #2、3 和 4，以同时确定早产儿中多个不同输注红细胞群的红细胞存活率。

具体目标#2。 确定通过数学模型调整后供体和胎盘红细胞的红细胞存活时间是否显着延长。 我们预计未建模的值会大大低估 RBC 的存活率。

具体目标#3。 比较贫血新生儿输注的成人供体和胎儿/胎盘红细胞的长期红细胞存活结果。 我们预计，与成人供体 RBC 相比，胎儿更快的生长将导致更大的应激性红细胞生成，从而导致内在 RBC“缺陷”和 RBC 存活时间缩短。

具体目标#4。 量化储存对输注到新生儿中的成人供体红细胞模型调整红细胞存活率的影响。 我们预计供体红细胞的储存不会改变红细胞的存活率。

学习规划：

这里提出的研究建立在生物素化和数学建模方法的基础上，我们的研究小组开发了这些方法来准确测量 RBC 存活率，而无需将婴儿暴露于放射性。 生物素 RBC 标记方法非常适合新生儿，因为它允许同时跟踪 <10 µL 血液中的多个 RBC 群体。 以多种生物素密度标记的 RBC 的存活将使用标准 RBC 存活参数进行量化，即输血后短期 24 小时 RBC 恢复和长期建模的 RBC 存活，即直到 50% 和 100% 的生物素标记的 RBC已经从流通中消失了。 后两个测量值将使用对生长、实验室静脉切开术损失和干预红细胞输注所需的数学调整进行计算。

Thrasher 基金会摘要中只有特定目标 #4 涉及人类婴儿研究对象。 具体目标 #4) 使用在成年绵羊和新生羔羊中验证过的红细胞生物素化和数学建模方法，以准确测量输注新鲜自体、新鲜同种异体和储存的同种异体红细胞的贫血新生儿的输血后红细胞动力学。 使用生物素（一种无毒、非放射性 B 族维生素）通过流式细胞术同时区分不同的红细胞群对于实现我们的目标至关重要，并且在安全性和准确性方面比其他红细胞标记方法具有明显优势。 利用四个具体目标来实现我们的目标，即通过确定用于贫血婴儿的最佳 RBC 输血产品来建立更有效的输血实践。