Ett skritt nærmere kunstig blod?
Diaspirinstabilisert humant hemoglobin (diaspirin crosslinked haemoglobin, DCLHb) vurderes nå av European MedicinesEvaluation Agency. En eventuell godkjenning av dette første hemoglobinbaserte legemiddel kan foreligge rundtårsskiftet. Samtidig er flere andre hemoglobinløsninger under klinisk utprøvning og forventes markedsført de nærmesteår (1-3). I tillegg kan også forbedrede perfluorkarbonbaserte preparater bli aktuelle.
Hemoglobin i løsning dissosierer fra tetramer til dimer som er toksisk og vasoaktiv, og utskilles gjennom nyrene.Dimerene mister 2,3-DPG og oksygen (O2)-affiniteten øker. I terapeutiske hemoglobinløsninger er molekyletderfor stabilisert i tetramer- eller polymerform og søkt modifisert slik at O2-affiniteten blir mest muligfysiologisk.
DCLHb ble utviklet på 1980-tallet i et prosjekt med det amerikanske forsvar. Det er stabilisert ved introduksjon aven diaspirinbinding mellom alfa-kjedene. Dette sikrer både hemoglobinets tetramere form og den O2-affinitetsom hemoglobin har ved tilstedeværelse av 2,3-DPG i erytrocytter. Binding av nitrogenoksid (NO) sammen med effektivendotelnær oksygenfrigjøring kan forklare eksperimentelt observert redusert kapillærperfusjon (1, 4). Kliniske studierindikerer imidlertid så langt ikke redusert kapillærperfusjon i vitale organer, men lett blodtrykksstigning medmobilisering av blod pga. en mindre reduksjon av det venøse blodvolum (T. Reppucci, personlig meddelelse).
Andre produsenter har søkt å stabilisere hemoglobin gjennom andre intramolekylære bindinger eller forskjelligeformer for kryssbinding mellom hemoglobinmolekylene, alternativt polymerisering av disse (1, 3). Molekylvekten variererfra 70000 til rundt 300000. Tre firmaer har basert seg på humane erytrocytter som råstoff. To har oppnådd gunstigeresultater med bovint hemoglobin som råstoff. En annen mulig fremtidig råstoffkilde er transgene dyr. Rekombinantalfa-alfa stabilisert tetramert hemoglobin produseres av Escherichia coli med så godt utbytte at det nå planlegges etproduksjonsanlegg. Alle produktene viser fysiologisk O2-affinitet og binder NO.
Ingen av produktene har så langt vært immunogene eller utløst allergiske reaksjoner. Heller ikke inneholder deblodtypeantigener. Halveringstiden er bare 10-20 timer. Preparatene gjennomgår omfattende virusinaktivering. Deaffiserer en del klinisk-kjemiske prøver, derfor vil noen analysemetoder måtte modifiseres.
I kliniske studier har hemoglobinløsningervært infundert i konsentrasjoner på 7-10 g/100 ml, og i volumerpå 500-1000 ml (til voksne). Kolloidosmotisk tilsvarer løsningene plasma, samtidig transporterer de O2uten den viskositet erytrocytter forårsaker. I tillegg til NO binder hemoglobin endotoksiner effektivt. Forklaringen påmange av de rapporterte bivirkningene under utvikling av preparatene er trolig nettopp kontaminasjon med endotoksiner.Alle produsentene synes nå å ha kontroll med dette problemet.
Hemoglobinløsninger har vært utprøvd på flere områder. Størst erfaring er vunnet i å redusere eller unngåblodtransfusjon innen hjertekirurgi og ved sjokk/traume. Hemoglobinløsningen sikrer da O2-tilførsel vedlavere hematokrit, har en moderat vasoaktiv effekt og muliggjør oppsamling og vask av pasientens blod for reinfusjon.Skulle allogen blodtransfusjon likevel bli nødvendig, får man tid til immunhematologisk utredning og valg av optimaleblodprodukter. Ved multitraumebehandling synes tidlig bruk av hemoglobinløsning å redusere faren for utvikling avalvorlig sjokktilstand (T. Reppucci, personlig meddelelse).
Andre anvendelsesområder for hemoglobinløsninger:
- Ved septisk sjokk, for å binde NO og dekke det ekstremt høye O2-behovet.
- Ved trombose/infarkt. Ved å tilføre hemoglobinløsning samtidig som pasienten tappes for eget blod, reduseresblodets viskositet mens O2-transportkapasiteten opprettholdes. Dermed kan O2-behovet dekkes selvi trombose-/infarktaffiserte områder. Etter vellykket trombolytisk behandling kan så autologe erytrocytterreinfunderes. Foreløpig foreligger et omfattende dyreeksperimentelt materiale; kliniske studier er påbegynt.
- Ved cancerterapi. Vevsperfusjonen er ofte dårlig i svulstvev, og oksygeneringen er lav. I dyreeksperimentellestudier har hemoglobinløsninger bedret vevsoksygeneringen i solide tumorer og økt følsomheten både for strålebehandlingog cytostatika (5).
- Ved stimulering av erytropoesen. En interessant uoppklart observasjon ved de kliniske studiene er athemoglobinløsninger stimulerer erytropoesen (3).
Kan så hemoglobinløsningene i overskuelig fremtid erstatte behovet for erytrocytter? De vil i akutte situasjonerkunne redusere erytrocyttforbruket og endre forbruksmønstrene, men de kan ikke eliminere behovet forblodgivererytrocytter pga. kort halveringstid. Derfor vil erytrocytter fra blodgivere fortsatt være uunnværlige vedstore akutte blødninger der man ikke lykkes i å samle opp og reinfundere pasientens egne blodceller og ved kronisktransfusjonsbehov.
Vil hemoglobinløsningene redusere behovet for blodgivere? Også her er svaret i dag nei. Humane erytrocytterrepresenterer fortsatt det viktigste råstoffet. Først ut i neste århundre kan rekombinant hemoglobin bli en vesentligråstoffkilde. EU-vedtaket som i praksis forbyr legemidler som inneholder bestanddeler fra kveg, sau eller geitutelukker utnyttelse av bovint hemoglobin. Prionfrykten blir også et vektig argument mot introduksjon av hemoglobin fratransgene dyr.
Hva så med prisen? I et høykostland som Norge vil 250 ml importert hemoglobinløsning neppe bli vesentlig dyrereenn én enhet leukocyttfiltrerte SAG-erytrocytter (V.K. Garg, foredrag ved 4. International Business CommunicationConference: Blood substitutes. The commercial development and clinical application of oxygen carriers, 1996). Derforvil trolig klinikere og pasienter velge den sikkerhet som ligger i et smittesikret blodtypeuavhengig preparat fremforikke-smittesikrede blodgivererytrocytter. Skal vi imidlertid satse på nasjonal selvforsyning, vil høy norsk pris påerytrocytter øke prisen på hemoglobinløsningen, og valget blir vanskeligere. På den annen side er valg innentransfusjonsmedisinen ofte styrt av ikke-økonomiske krefter (6).
Hvilken videreutvikling kan vi regne med for hemoglobinløsninger? I tillegg til forlenget halveringstid vil troligtre utviklingsområder utmerke seg:
- Løsninger som er vasoaktivt nøytrale, dvs. ikke binder NO eller fører til O2-utløst reduksjon avkapillær perfusjon (3).
- Løsninger med forskjellig O2-affinitet eller varierende evne til å binde CO2.
- Løsninger som også etterlikner erytrocyttenes evne til å fjerne frie radikaler. Kovalent kobling avsuperoksiddismutase og -katalase til hemoglobin er en mulighet. En annen er polynitroksylhemoglobin, der 16 NO-grupperer bundet kovalent per hemoglobinmolekyl (7). Polynitroksylhemoglobin nøytraliserer frie radikaler, har tetramerstruktur og fysiologisk O2-affinitet, men binder ikke ytterligere NO. Prekliniske studier er lovende, ogkliniske studier er planlagt i 1998. Preparatet er spesielt interessant i forbindelse med iskemi og reperfusjon ettertrombose/infarkt, der frie radikaler spiller en sentral rolle i vevsskaden.
Det er derfor sannsynlig at Winslow (1) kan få rett når han forutsier at man i tillegg til første generasjonhemoglobinløsninger vil få skreddersydd forskjellige hemoglobinløsninger for ulike kliniske situasjoner.
Bjarte G. Solheim