(57)【要約】  手術中、溶血の濾過をせずに、患者にシトルリンを投与する方法。  【選択図】    図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓欠損のための手術を受けた患者の肺血管緊張を維持する方法であって：
（ａ）この手術開始時に、この患者にシトルリンを投与する段階；
（ｂ）この手術中に、この患者にシトルリンを投与する段階；及び
（ｃ）この手術後に、この患者にシトルリンを輸液する段階、
から成る方法。
【請求項２】
前記心臓欠損が、過剰な肺血流を伴う請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記心臓欠損が、心房中隔欠損症である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記心房中隔欠損症が、大動脈の中隔欠損症である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記心臓欠損が、心室中隔欠損症である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記心室中隔欠損が、巨大非拘束型の心室中隔欠損症（ＶＳＤ）である請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記心臓欠損が、単心室病変である請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記単心室病変が、グレン及びフォンタン手術により修復される請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記手術が、大血管転換手術である請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記手術が、心肺バイパス手術である請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記心肺バイパス手術が、部分型又は完全型房室中隔欠損（ＡＶＳＤ）を修復するためのものである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記心肺バイパス手術が、一次孔欠損型心房中隔欠損症（ｐｒｉｍｕｍ  ＡＳＤ）を修復するためのものである請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記手術開始時のシトルリンのボーラス投与量が、１００〜３００ｍｇ／ｋｇである請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記手術開始時のシトルリンのボーラス投与量が、１５０ｍｇ／ｋｇである請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記手術中に投与される前記シトルリンが、濾過液に加えられる請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記手術中に投与される前記シトルリンが、血液濃縮交換液に加えられる請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記シトルリンが、１００〜３００μｍｏｌ／Ｌで加えられる請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記シトルリンが、２００μｍｏｌ／Ｌで加えられる請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
シトルリンのボーラス投与量が、前記手術から１５〜４５分後に投与される請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
シトルリンのボーラス投与量が、前記手術から３０分後に投与される請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記シトルリンのボーラス投与量が、２０ｍｇ／ｋｇである請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
シトルリンのボーラス投与量が、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）カニューレ抜去から３０分後に投与される請求項１〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
手術後、シトルリンを４８時間、患者に輸液する請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記輸液が、９ｍｇ／ｋｇ／時間である請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
シトルリンが、静脈内投与される請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
シトルリンが、手術前後に投与される請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
シトルリンのボーラス投与量が、前記外科手術の開始時に投与される請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記シトルリンのボーラス投与量が、１５０ｍｇ／ｋｇである請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記シトルリンが、前記手術中に使用される前記濾過及び血液濃縮液に２００μｍｏｌ／Ｌで加えられる請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
２０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量が、心肺バイパス手術からカニューレ抜去後に投与される請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
心肺バイパス手術からカニューレ抜去後、シトルリンの９ｍｇ／ｋｇ／時間での連続輸液が、任意に４８時間、投与される請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
１５０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量が、前記手術開始時に投与され、続いて手術から４時間後に９ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリン連続輸液が行われる請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記患者が、ＣＰＳＩ遺伝子について、ＣＣ、ＡＣ、ＡＡ、又はそれらの組み合わせのＴ１４０５Ｎ遺伝子型を有する請求項１〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記患者が、ＣＰＳＩ遺伝子について、ＣＣのＴ１４０５Ｎ遺伝子型を有する請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記患者の血漿シトルリンレベルが、３７μｍｏｌ／Ｌより高い請求項１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記患者の血漿シトルリンレベルが、１００μｍｏｌ／Ｌより高い請求項１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記患者の血漿シトルリンレベルが、手術後、１００μｍｏｌ／Ｌより高い請求項１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記患者の血漿シトルリンレベルが、手術後、１００〜２００μｍｏｌ／Ｌに上昇している請求項１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記患者の血漿シトルリンレベルが、手術後、最長４８時間まで上昇する請求項１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記患者の年齢が、６歳未満である請求項１〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記患者が、生後１０日未満である請求項１〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記患者に、新生児遷延性肺高血圧症（ＰＰＨＮ）のリスクがある請求項１〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記患者に、急性肺損傷のリスクがある請求項１〜３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
心臓欠損のための手術を受けた患者の肺血管緊張を維持する方法であって：
（ａ）この手術開始時に、この患者に１５０ｍｇ／ｋｇのシトルリンを投与する段階；
（ｂ）この手術中使用される濾過及び血液濃縮液にシトルリンを２００μｍｏｌ／Ｌ含ませて、この患者にシトルリンを投与する段階；及び
（ｃ）この手術後４〜４８時間に、この患者に９ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリンを輸液する段階、
から成る方法。
【請求項４５】
心臓欠損のための手術を受けた患者の血漿シトルリンレベルの維持方法であって：
（ａ）この手術開始時に、この患者に１５０ｍｇ／ｋｇのシトルリンを投与する段階；
（ｂ）この手術中使用される濾過及び血液濃縮液にシトルリンを２００μｍｏｌ／Ｌ含ませて、この患者にシトルリンを投与する段階；及び
（ｃ）この手術後４〜４８時間に、この患者に９ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリンを輸液する段階、
から成る方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年６月２９日に出願した米国仮出願第６２／１８６，０８５号の優先権を主張するものであり、本明細書にその開示全体が取り込まれる。
【技術分野】
【０００２】
この発明は、概して、手術中及び手術後の患者の肺血管緊張の維持の分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
一酸化窒素
内因性一酸化窒素（ＮＯ）は、肺血管緊張の調節に役割を果たす。Nelin, et al. Pediatr Res (1994) 35:20-24;Lipsitz, et al. J Pediatr Surg (1996) 31:137-140。一酸化窒素は、様々なアイソフォームの酵素、一酸化窒素シンターゼ（ＮＯＳ）により合成される。内皮型ＮＯＳ（ｅＮＯＳ）は、ベースラインレベルのＮＯのカルシウム−カルモジュリン依存性産生を担う構成酵素である。誘導型ＮＯＳ（ｉＮＯＳ）は、ある特定のサイトカイン及び炎症刺激に反応して大量のＮＯのカルシウム非依存性産生を触媒する。ＮＯＳの第３の形は、神経型ＮＯＳ（ｎＮＯＳ）であり、これは中枢神経系及び抹消神経系の両方で神経伝達物質として働く。内皮細胞は、アルギニンから内因性ＮＯを生成させる。Palmer, et al. Biochem Biophys Res Commun (1988) 153:1251-6;Moncada, et al. N Engl J med (1993) 329:2002-12。
【０００４】
肝臓尿素サイクルは、一酸化窒素の２種類の前駆体、アルギニン及びシトルリンの産生に役割を果たす。Pearson, et al. New England Journal of Medicine (2001) 344:1832-1838。肝臓尿素サイクルの最初の２段階は、カルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）及びオルニチントランスカルバミラーゼ（ＯＴＣ）により行われるが、これによりシトルリンが産生される。これら２種の酵素は、肝臓及び腸のミトコンドリアに存在し、この経路の残部は、肺血管内皮を含め身体中に分布している。Summar J Inher Metab Dis (1988) 21(S1):30-39。シトルリンは、アミノ酸であるが、尿素サイクルの最初の中間体である。シトルリンは、選択的膜輸送体を介して細胞内に輸送された後、アルギニノコハク酸シンセターゼ（ＡＳ）及びアルギニノコハク酸リアーゼ（ＡＬ）という酵素により速やかにアルギニンに変換される。
【０００５】
カルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）により触媒される律速反応後、３種の他の尿素サイクル酵素が、アルギニン形成に参加する（図１）。次の尿素サイクル段階では、オルニチントランスカルバミラーゼ（ＯＴＣ）が、カルバミルリン酸とオルニチンを結合させてシトルリンを形成させる。シトルリンは、ミトコンドリアから細胞質へと輸送される。アルギニノコハク酸シンセターゼ（ＡＳ）は、最初の細胞質尿素サイクル酵素であり、シトルリンをアスパラギン酸と結合させて、アルギニノコハク酸を形成させる。図１を参照されたい。アルギニノコハク酸リアーゼ（ＡＬ）は、アルギニノコハク酸からフマル酸を切り離して、アルギニンを形成させる。図１を参照されたい。
【０００６】
シトルリン及び尿素サイクル
尿素サイクル酵素であるアルギニノコハク酸シンセターゼ（ＡＳ）及びアルギニノコハク酸リアーゼ（ＡＬ）は、内皮組織でのＮＯ再生経路に参加する（図１）。このＮＯ経路のための基質供給は、正常な尿素サイクル機能の一部としてシトルリンの産生からのものである。
【０００７】
アルギニンは、主に尿素サイクルにより合成される塩基性アミノ酸である（図１）。アルギニンの細胞内濃度は、循環血漿中濃度より何倍も高いが、それでもＮＯＳ機能は、アルギニンの血漿中濃度により調節されているように思われる。現在の理論は、この現象が、形質膜においてアルギニン輸送体ＣＡＴ−１とｅＮＯＳが細胞内同時局在化するためであると提唱している。ＣＡＴ−１による血漿アルギニンの取り込みは、ｅＮＯＳを介して、直接、ＮＯ合成に供給されるが、一方細胞内アルギニン貯蔵は、別々に区分けされており、利用不可である。アルギニン及びシトルリンは、両方とも、経口で与えることが可能であるが、しかしながら腸は部分的インタクト尿素サイクルを有しており、アルギナーゼが食事性アルギニンの多くを尿素に変換してしまう。正常なボランティアでは、経口によるＬ−シトルリンは、経口によるアルギニンよりも、循環アルギニン濃度を上昇させる。
【０００８】
ヒトＣＰＳＩ（カルバモイルリン酸シンセターゼＩ）は、肝臓尿素サイクルの尿素形成の最初の重要段階を触媒する律速酵素である（図１）。このサイクルは、内因性及び外因性タンパク質の代謝により生成した老廃窒素を除去するための身体システムに含まれる。ＣＰＳＩは、高度に組織特異的であり、その機能及び産生は、肝臓及び腸管に位置する。核内遺伝子の産物であるＣＰＳＩは、細胞質で合成されてミトコンドリアに輸送され、ミトコンドリアで切断されて、１６０ｋＤＡの成熟単量体形になる。この酵素は、アンモニアと重炭酸を結合させて、カルバミルリン酸を形成させるが、このときＡＴＰを２分子消費し、また補因子ｎ−アセチル−グルタミン酸（ＮＡＧ）を必要とする。Rubio, et al. Biochemistry (1981) 20:1969-1974;Rubio, et al. Biochemica Biophysica Acta (1981) 659:150-160。成熟ＣＰＳＩは、性質がモジュラーであり、２つの主要領域を含有する。特に注目すべきは、酵素のカルボキシ末端近くのＮＡＧ補因子結合ドメインである。ＮＡＧが結合していなければ、酵素は不活性のままであり、高アンモニア血症となり、シトルリンを生産しない。
【０００９】
６０を超えるカルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）変異が、酵素機能の破壊をもたらす。Summar J Inher Metab Dis (1988) 21(S1):30-39。共通の多型は、ＣＰＳＩのｍＲＮＡの３'末端近くにある（４５％異型接合性）。この変化の配列分析から、第４３３２番塩基でのＣからＡへの塩基転換が明らかとなっており、これによりトリプレット暗号がＡＣＣからＡＡＣへと変化する。この結果、アミノ酸１４０５位でトレオニン（Ｔ）がアスパラギン（Ｎ）に置換される（以下「Ｔ１４０５Ｎ」という。）。Ｔ１４０５Ｎ遺伝子型は、肺高血圧、先天性心疾患（ＣＨＤ）の矯正術を受けた乳幼児及び小児での肺血管緊張（ＰＶＴ）の上昇のリスク、ならびに新生児遷延性肺高血圧症（ＰＰＨＮ）と関連する。Pearson, et al. N Engl J Med (2001) 344(24):1832-8;Canter, et al. Mitochondrion (2007) 7(3):204-10。
【００１０】
アルギニン値及びシトルリン値をＴ１４０５Ｎ対立遺伝子との関連で検査したところ、ＣＣ遺伝子型を持つ乳幼児は、ＡＡ遺伝子型を持つ乳幼児よりも、アルギニン及びシトルリンの平均レベルが低かった。アルギニン値のみが、０．０１１のｐ値で統計的有意に達した。異型接合性乳幼児（ＡＣ遺伝子型）は、中間レベルのアルギニン及びシトルリンを有し、これらの値は、どちらの同型接合性群とも統計的有意差がなかった。図２を参照されたい。
【００１１】
カルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）は、尿素サイクルの律速段階であるが、他の尿素サイクル酵素でも多型は、尿素サイクル流束及びアルギニン利用度に影響する場合がある。例えば、酵素ＯＴＣ、ＡＳ、ＡＬ、及びｅＮＯＳの多型は、別々でもＣＰＳＩのＴ１４０５Ｎと組み合わせでも、先天性心臓手術を受けた乳幼児及び小児で手術後の肺血管緊張に影響を及ぼす場合がある。
【００１２】
カルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）のＴ１４０５Ｎ遺伝子型は、手術後肺予後、例えば、重度の肺高血圧、機械式人工呼吸の長さ、及びＩＣＵ滞在の長さなどに影響を及ぼす。すなわち、本明細書中記載される方法に従って循環シトルリンレベルを補充することは、心臓手術を受けたＣＰＳＩのＴ１４０５Ｎ遺伝子型を持つ患者の手術後肺予後を、手術後の肺血管緊張を維持することにより改善することが期待できる。
【００１３】
肺血管緊張
手術後の肺血管緊張（ＰＶＴ）の上昇は、血管壁の平滑筋の収縮の上昇である。ＰＶＴの上昇は、様々な先天性心疾患の修復後の一般的な合併症である。Steinhorn, et al. Artificial Organs (1999) 23:970-974;Schulze-neick, et al. J Thorac Cardiovasc Surg (2001) 121:1033-1039。手術後ＰＶＴの上昇の病態生理は、肺血管内皮細胞の機能障害が関与すると考えられている。Steinhorn, et al. Artificial Organs (1999) 23:970-974。心肺バイパス手術（ＣＰＢ）が肺内皮機能に対して有する効果については、限られた研究しか行われてきていない。先天性欠損を修復するためＣＰＢを受けた乳幼児１０人の研究では、ＮＯ前駆体であるアルギニンの補充が、肺内皮機能障害を緩和した。Schulze-neick, et al. Circulation (1999) 100:749-755。動物実験では、内皮細胞によるＮＯ産生は、心肺バイパス手術後に減弱するが、肺血管運動神経性緊張に関して依然として主要制御因子である。Kirshbom, et al. J thorac Cardiovasc Surg (1996) 111:1248-1256。
【００１４】
肺血管緊張の上昇（例えば、過収縮）は、先天性心疾患の特定心臓外科手術後の予後不良と関連する。Steinhorn, et al. Artificial Organs (1999) 23:970-974;Russell, et al. Anesthesia and Analgesia 1998;87:46-51;Yagahi, et al. Artificial Organs 1998;22:886-891;Zobel, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1998;39:79-86;Bandla, et al. Chest 1999;116:740-747;Gamillscheg, et al. J. of Cardiovascular Surgery1997;113:435-442;Petrossian, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1999;117:688-695;Amodeo, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1997;114:1020-1031;Gentles, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1997;114:376-391;Freeman, et al. Pediatr Cardiol 1995;16:297-300;Luciani, et al. Ann Thorac Surg 1996;61:800-805;Nakajima, et al. Pediatr Cardiol 1996;17:104-107;Swoonswang, et al. J Am Coll Cardiol 1998;32:753-757;Weinstein, et al. Circulation 1999;100S:II-167-II-170;Ishino, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1999;117:920-930;Adatia, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1996;112:1403-1405;Mosca, et al. J. of Cardiovascular Surgery 2000;119:1110-1118。ある程度まで、心臓欠損の種類が肺血管緊張の上昇のリスクを決定する。
【００１５】
ＡＶＳＤ及びＶＳＤの修復：手術後肺高血圧のリスクが最も高い患者は、肺血流の過剰、例えば房室中隔欠損症（ＡＶＳＤ）又は巨大非拘束型の心室中隔欠損症（ＶＳＤ）と関連した心臓欠損を有する。肺過循環の持続は、肺血管平滑筋の肥大及び反応性亢進を引き起こす可能性がある。手術前、こうした患者は、うっ血性心不全及び体重増加不良を有する場合が多い。外科的修復は、この手術後合併症を低減する目的で、新生児については可能な限り早く予定される。
【００１６】
両方向性グレン手術及び改変フォンタン手術：単心室病変の患者は、外科手術を必要とするが、それが成功するかどうかは、手術後の肺血管緊張を低く維持できるかどうかにかかっている。単心室病変の段階分けされた矯正術は、肺と体循環を分離する目的で３つの外科手術を一組として必要とする。これらの手術の１つ目は、新生児期に行われることが多いが、右心室低形成の患者のためのブラロック・トーシックシャント又は左心低形成症候群の患者のためのノーウッド・Ｉ手術である。第二の手術は、両方向性グレンシャントであり、これは、上大静脈（ＳＶＣ）流を、直接、肺動脈へ転送する。第三の最終段階は、改変フォンタン手術であり、これは下大静脈（ＩＶＣ）流を、肺動脈へ転送し、それにより肺と体循環の分離を完了する。グレン手術及びフォンタン手術を用いると、肺血流は、完全に受動的になり、静脈系（ＳＶＣ及びＩＶＣ圧）と肺動脈（ＰＡ）圧の間の適切な血圧勾配に依存する。手術直後の期間の肺血管緊張の上昇は、どのようなものでも、肺血流の減少及びそれに続く心拍出量の低下を招く可能性がある。より長期的には、これらの手術後の肺血管緊張の上昇は、持続性胸水貯留、胸膜又は縦隔ドレナージ管の必要の長期化、人工呼吸の長期化、及びＩＣＵ滞在の長期化を招く可能性がある。Petrossian, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1999;117:688-695;Amodeo, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1997;114:1020-1031;Gentles, et al. J. of Cardiovascular Surgery 1997;114:376-391。
【００１７】
大血管転換手術：大血管転位症（ＴＧＡ）は、新生児期すぐに外科的矯正を必要とする複合心病変である。ＴＧＡ矯正のための大血管転換手術の時期は、特に、肺血管緊張の問題を考慮に入れる。Freeman, et al. Pediatr Cardiol 1995;16:297-300;Luciani, et al. Ann Thorac Surg 1996;61:800-805;Nakajima, et al. Pediatr Cardiol 1996;17:104-107;Swoonswang, et al. J Am Coll Cardiol 1998;32:753-757。手術は、出生児肺血管緊張が部分的に低下する５〜７日齢まで行わないことが多い。理由は、右心室が、外科的矯正前の全身性心室であり、肺血管抵抗の手術後上昇は、通常、耐用性が良く、肺動脈圧は、通常測定されないからである。しかしながら、手術後の肺血管緊張が上昇したならば、乳幼児によっては、解剖学的に望ましくバイパス時間が短いにも関わらず、手術後過程が複雑になる理由を部分的に説明し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
肺血管緊張は、肺動脈高血圧のリスクがない患者についてさえも、手術前後の重要課題となる可能性がある。手術後の肺血管緊張を維持する（すなわち、肺血管緊張（ＰＶＴ）のどのような上昇も減少又は排除する）プロトコルは、機械式人工呼吸、ＩＣＵ滞在、及び入院の長期化の必要性を低下させるのに役立つ可能性がある。すなわち、手術中及び手術後の患者の肺血管緊張を維持するより効果的なシステムが、当該分野で必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、心臓欠損のための手術を受けた患者の肺血管緊張を維持する方法を提供し、本方法は、以下の３段階、（ａ）手術開始時、患者にシトルリンを投与する段階；（ｂ）手術中、患者にシトルリンを投与する段階；及び（ｃ）手術後、患者にシトルリンを輸液する段階、を含む。この方法は、心臓欠損が肺血流の過剰と関連する場合及び／又は手術が心肺バイパス手術を必要とする場合に、特に有益である。この方法は、心臓欠損が心房中隔欠損症である場合、特に心房中隔欠損症が大動脈中隔欠損症である場合に使用される可能性がある。この方法は、心臓欠損が心室中隔欠損症である場合、特に心室中隔欠損症が、巨大非拘束型の心室中隔欠損症である場合に使用される可能性がある。この方法は、心臓欠損が、単心室病変、例えばグレン及びフォンタン手術により修復される単心室病変である場合に使用される可能性がある。この方法は、手術が大血管転換手術である場合に使用される可能性がある。
【００２０】
本発明の方法の多くの実施形態において、手術開始時のシトルリンのボーラス投与量は、約１００〜３００ｍｇ／ｋｇ、好ましくは約１５０ｍｇ／ｋｇである。本発明の方法の多くの実施形態において、手術中に投与されるシトルリンは、濾過液に加えられる；好適な実施形態によっては、手術中に投与されるシトルリンは、血液濃縮交換液に加えられる。手術中に加えられるシトルリンは、約１００〜３００μｍｏｌ／Ｌで加えられる場合があり、好ましくは、シトルリンは、約２００μｍｏｌ／Ｌで加えられる。本発明の方法の多くの実施形態において、シトルリンのボーラス投与量はまた、手術から約１５〜４５分後、好ましくは、手術から約３０分後に投与される。本発明の方法の特定の実施形態において、シトルリンのボーラス投与量は、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）カニューレ抜去から約３０分後に投与される場合がある。これらの実施形態のどれにおいても、手術後のシトルリンのボーラス投与量は、約２０ｍｇシトルリン／ｋｇが可能である。本発明の様々な実施形態に従って、手術後、患者にシトルリンを輸液する場合、シトルリンは、患者に約４８時間輸液される場合がある。多くの実施形態において、輸液は、約９ｍｇ／ｋｇ／時間である。
【００２１】
本発明の方法は、手術前後に投与されることになるシトルリンを提供し、典型的には、シトルリンは静脈内投与される。本発明の大部分の実施形態において、手術患者の血漿シトルリンレベルは、３０μｍｏｌ／Ｌより上に維持される。好ましくは、患者の血漿シトルリンレベルは、約３７μｍｏｌ／Ｌより上に上昇し；より好ましくは、患者の血漿シトルリンレベルは、約１００μｍｏｌ／Ｌより上に上昇する。特定の実施形態において、患者の血漿シトルリンレベルは、手術後、約１００μｍｏｌ／Ｌより上に上昇し；好ましくは、患者の血漿シトルリンレベルは、手術後、約１００〜２００μｍｏｌ／Ｌに上昇し、かつ患者の血漿シトルリンレベルは、手術後、最長４８時間まで上昇する場合がある。
【００２２】
本発明の方法に従って治療される手術患者は、年齢約６歳未満の場合があり；患者は、約１０日齢未満の場合さえある。特定の実施形態において、本発明に従って治療される患者は、新生児遷延性肺高血圧症（ＰＰＨＮ）のリスクがある。
【００２３】
特定の実施形態において、本発明は、心臓欠損のための手術を受けた患者の肺血管緊張を維持する方法を提供し、本方法は以下を含む：（ａ）手術開始時、患者にシトルリン約１５０ｍｇ／ｋｇを投与する段階；（ｂ）手術中、使用される濾過及び血液濃縮液に対して２００μｍｏｌ／Ｌで、患者にシトルリンを投与する段階；及び（ｃ）手術後、約４〜４８時間、患者にシトルリン９ｍｇ／ｋｇ／時間を輸液する段階。代替実施形態において、本発明は、心臓欠損のための手術を受けた患者の血漿シトルリンレベルを維持する方法を提供し、本方法は以下を含む：（ａ）手術開始時、患者にシトルリン約１５０ｍｇ／ｋｇを投与する段階；（ｂ）手術中、使用される濾過及び血液濃縮液に対して２００ｍｍｏｌ／Ｌで、患者にシトルリンを投与する段階；及び（ｃ）手術後、約４〜４８時間、患者にシトルリン９ｍｇ／ｋｇ／時間を輸液する段階。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】肝臓尿素サイクルを示す。
【図２】アルギニン及びシトルリンの血漿中レベルに対するカルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）多型遺伝子型（ＣＣ、ＡＣ、及びＡＡ）の影響を示す。これらは、Ｔ１４０５Ｎ遺伝子型をもたらすＣＰＳＩ多型である。
【図３】心臓手術において、手術後の肺血管緊張を維持する例示プロトコルのフローチャートを示す。
【図４】新生児遷延性肺高血圧症（ＰＰＨＮ）の患者における、ＮＯならびにＮＯ前駆体であるアルギニン及びシトルリンの減少を示す。
【図５】心肺バイパス手術（ＣＰバイパス手術）による血漿アルギニンレベル低下を示す。
【図６Ａ−Ｂ】心肺バイパス手術による血漿及び血清中のシトルリンレベル低下を示す。
【図７】心肺バイパス手術による血漿一酸化窒素（ＮＯ）レベル低下を示す。
【図８】肺血管緊張の上昇がある及びない患者（ＰＶＴ−及びＰＶＴ＋）における、手術前、手術後、ならびに手術から１２時間後、２４時間後、及び４８時間後のアルギニンレベル低下を示す。
【図９Ａ−Ｃ】は、シトルリンをボーラス投与した又はしなかった患者におけるシトルリンの血漿中レベルを示す。患者には、手術前及び手術後に、シトルリン（５０、１００、又は１５０ｍｇ／ｋｇ）を投与した。
【図１０】薬物動態（ＰＫ）モデル及びＰＫパラメーターを示す。
【図１１Ａ】６０時間にわたり、静脈内シトルリン（「シトルリンＩＶ」）を投与した又はしなかった乳幼児における、平均シトルリンレベルを示す。
【図１１Ｂ】６０時間にわたり、静脈内シトルリン（「シトルリンＩＶ」）を投与した又はしなかった乳幼児における、平均アルギニンレベルを示す。
【図１２】手術後１２時間にわたり、シトルリン（５０、１００、又は１５０ｍｇ／ｋｇ）を投与した患者における血漿シトルリンレベルを示す。
【図１３】手術後１６時間にわたりシトルリン（９ｍｇ／ｋｇ／時間）の静脈内注入と併用して、シトルリン（５０、１００、又は１５０ｍｇ／ｋｇ）を投与した患者における血漿シトルリンレベルを示す。
【図１４Ａ】６０時間にわたる、乳幼児における、平均シトルリンレベルを示す。
【図１４Ｂ】６０時間にわたる９人の各乳幼児におけるシトルリンレベルを示す。
【図１５】様々な用量のシトルリンを用いた場合の手術後人工呼吸の長さを示す。
【図１６】先天性心臓修復手術後の呼吸に対するシトルリンの効果を示す。
【図１７】シトルリンを投与されて治療された患者（シトルリン）対シトルリンを用いなかった患者（プラセボ）の平均変力物質スコアを示す。
【図１８Ａ】シトルリンを投与された患者（シトルリン）対シトルリンを用いなかった患者（プラセボ）の収縮期及び拡張期血圧を示す。シトルリンを投与された患者に収縮期及び拡張期血圧の有意な変化はなかった。
【図１８Ｂ】シトルリンを投与された患者（シトルリン）対シトルリンを用いなかった患者（プラセボ）の平均動脈圧を示す。シトルリンを投与された患者に平均動脈圧の有意な変化はなかった。
【図１９】手術前ボーラス投与、手術前後、及び手術後で、シトルリンを投与された患者の血漿シトルリンレベルの中央値を示す。
【図２０】手術終了から最後の抜管までの、侵襲的機械式人工呼吸の期間のカプラン・マイヤー生存分析を示す。（再挿管を除く、打ち切り）。シトルリンを投与された患者は、機械式人工呼吸の期間の縮小を示した。機械式人工呼吸の差は、ウィルコクソン順位和検定により（ｐ＝０．０２２２）及びＡＮＯＶＡｔ検定により（ｐ＝０．０３１７）有意なものであった。
【図２１】変力物質に対する時間の長さのカプラン・マイヤー生存分析を示す。単変量解析（ｐ値）：ウィルコクソン順位和検定（０．０７２７）；Ｔ検定（０．０９７）。
【図２２】変力物質に対する時間の長さのカプラン・マイヤー生存分析を示す。単変量解析（ｐ値）：ウィルコクソン順位和検定（０．０７２７）；Ｔ検定（０．０９８７）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、手術中及び手術後、血漿シトルリンレベルを維持することにより、肺血管緊張（ＰＶＴ）を維持する（例えば、過剰な肺血管緊張を回避する）方法を提供する。手術後最長４８時間まで、手術前後の血漿シトルリンレベルを＞１００μｍｏｌ／Ｌに維持することが、本明細書中記載される方法により達成可能である。本発明者らは、手術前後の静脈内シトルリン補充が、手術後の血漿アルギニンレベル及び一酸化窒素（ＮＯ）代謝産物レベルを上昇させ、手術後の肺血管緊張の上昇を防ぎ、手術後の侵襲的機械式人工呼吸の期間の縮小を招くことを期せずして発見した。さらに、本発明者らは、手術後最長４８時間まで、少なくとも１００μｍｏｌ／Ｌの血漿シトルリンレベルを手術前後に持続することが、肺血管緊張の手術後上昇を減少又は予防し、手術後機械式人工呼吸の期間を短縮することを期せずして発見した。患者の手術後肺緊張を改善することで、費用が削減され、他の使用のために職員及び装置が利用可能になる。
【００２６】
本明細書中に記載される方法は、先天性心疾患の手術を受けた小児患者で心肺バイパス手術（ＣＰＢ）により誘導された急性肺損傷の臨床的続発症を予防するため静注用Ｌ−シトルリンを使用することができる。心肺バイパス手術は、心血管及び肺機能の急性不全を臨床上の特徴とする全身性炎症反応を引き起こす。Apostolakis et al. (2010) Journal of Cardiac Sugery 25(1):47-55;Huffmyer & Groves (2015) ''Pulmonary Complications of Cardiopulmonary Bypass.'' Best Practice & Research Clinical Anesthesiology。しかしながら、複数の医学上及び生理学上の理由から、先天性心疾患の外科的修復中に心肺バイパス手術を受けた小児患者は、成人患者よりもこのカスケードに対してより感受性が高く、それに由来する医学上のリスクがより高い。Kozik & Tweddell (2006) The Annals of Thoracic Surgery 81(6):S2347-S2354;Shekerdemian (2009) Heart 95(15):1286-1296;Schure (2010) Southern African Journal of Anesthesia and Analgesia 16(1):46-51。急性心肺バイパス手術誘導型肺損傷の重要所見の減少、すなわち機械式人工呼吸及び変力物質治療の手術後の必要性を用いて、臨床上の有効性を測定することができる。
【００２７】
心肺バイパス手術誘導型損傷
複数の因子が、肺を、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）中の損傷のリスクにさらす。それらの中でも主要なものは、好中球及び他の白血球、とりわけ補体、及びサイトカイン（炎症促進性及び抗炎症性）の表面活性化、ならびに関連する全身性炎症カスケードである。Apostolakis et al. (2010) Journal of Cardiac Sugery 25(1):47-55; Schure (2010) Southern African Journal of Anesthesia and Analgesia 16(1):46-51。体外循環中の白血球の接触活性化が仲介する炎症性反応により肺がどの程度損傷を受けるかは、臨床上重要性のない微視的変化から毛細血管漏出症候群まで、すなわち、最悪の場合には、急性呼吸不全まで、重篤度が様々である可能性がある。
【００２８】
肺損傷は、複数の方式で出現し、実質組織及び血管肺組織の両方が関与する場合がある。心肺バイパス手術（ＣＰＢ）の実質部効果は、肺コンプライアンスの変化に反映され、最も一般的には、肺水の増加と関連する。これの患者に対する影響は、換気補助の増加が必要になること、及びガス交換で肺がその機能を発揮する能力の減少である。血管効果は、肺血管抵抗の変化により出現し、これは今度は右心室の機能に影響を及ぼす。この状態は、事実上、肺動脈高血圧を構成する。肺は、血液循環において独特な位置にあり、したがって、様々な機構の損傷に対して脆弱な場合がある。ＣＰＢ装置の表面との接触後、又はＣＰＢ装置により直接損傷を受けることにより、炎症メディエーターを産生する循環白血球は、肺で起こる可能性がある炎症性傷害の一部を占めるにすぎない。Clark (2006) Perfusion 21(4):225-228。肺は、炎症細胞の重要な供給源でもあり、これらの細胞による傷害の標的でもある。肺の機械的及び炎症性効果の帰結は、機能的残気量の減少、コンプライアンスの低下、及びガス交換不全である。これらの変化は、最終的に、肺血管抵抗及び肺動脈圧の上昇と関連する。
【００２９】
炎症及び機械的要因のみが、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）と関連した肺機能不全を引き起こす要因ではない。患者にバイパスが設置される場合、肺は、肺動脈を介した灌流の突然かつ大幅な減少を受ける。全バイパス中に、肺は、気管支動脈循環から栄養流のみを受け取る。ＣＰＢのこの虚血効果が、その炎症効果に加わり、臨床上肺機能不全をもたらす。低流量のＣＰＢの方が、循環停止によるものよりも悪い肺損傷をもたらすように見え、このことは、炎症要素と虚血要素間の相互作用が複雑であることを示唆する。炎症因子及び虚血因子は、両方とも、肺内皮を損傷させる。
【００３０】
急性の心肺バイパス手術（ＣＰＢ）誘導型肺損傷は、重大な心肺問題を招く。炎症反応は、肺及び全身性脈管構造の収縮を招く。収縮は、右心室及び左心室作業負荷の上昇を招く。炎症反応は、肺浮腫ならびに肺コンプライアンス及び手術後肺機能の劣化も招く。こうした手術後合併症の標準治療として、肺機能が正常に戻るまでの機械式人工呼吸、ならびに肺及び全身性血管緊張が正常に戻り、最終的に右心室及び左心室作業負荷が低下するまでの強心療法が挙げられる。機械式人工呼吸及び強心療法は、急性ＣＰＢ誘導型肺損傷の有効な生体マーカーとして機能し得る療法である。さらに、長期の機械式人工呼吸は、今度は、他の病的状態を招く場合が多く、そのような状態として、人工呼吸器関連肺損傷、人工呼吸器関連肺炎（ＶＡＰ）、中心ライン関連血流感染症（ＣＬＡＢＳＩ）、さらには長期の集中治療室滞在が挙げられる。したがって、急性ＣＰＢ関連肺損傷及びその続発症の予防は、治療上の目的として望ましい。
【００３１】
小児先天性心疾患患者
先天性心疾患（ＣＨＤ）の手術を受けた小児は、炎症反応における年齢による差、及び小児の未成熟臓器系が損傷に対してより敏感であること、ならびに小児心肺バイパス手術（ＣＰＢ）と成人ＣＰＢとの間の明確な差のため、ＣＰＢ誘導型急性肺損傷を特に起こしやすい。Kozik & Tweddell (2006) The Annals of Thoracic Surgery 81(6):S2347-S2354。新生児及び乳幼児は、相対的に大きい体外回路の寸法、血液プライミング、及び流速を上昇させる必要がある結果、異種表面に血液がより多く接触するため、特に影響を受ける。Schure (2010) Southern African Journal of Anesthesia and Analgesia 16(1):46-51。
【００３２】
先天性心臓手術の場合、体外回路は、広範囲の年齢群及び寸法多様性に、すなわち１．５ｋｇの早産乳幼児から＞１００ｋｇの青年又は成人までに対して調整されなければならない。乳幼児及び小児は、循環血液量がより少なく、酸素消費率がより高く、さらにしばしば、肺血管床の反応性が高い。さらに、新生児及び乳幼児は、虚血耐性及び炎症反応に複数の意味を持つ不安定体温調節及び未成熟臓器系を有する。複雑な修復の多くは、無血手術野を必要とするが、これは、心臓内又は心臓外シャント、大動脈肺動脈側副動脈、又は別のやり方で増加した肺静脈還流量の存在下で達成することは困難な可能性がある。Schure (2010) Southern African Journal of Anesthesia and Analgesia 16(1):46-51
成人心肺バイパス手術（ＣＰＢ）と小児ＣＰＢとの間の違いを、表Ａに示す。
【００３３】
表Ａ：成人心肺バイパス手術（ＣＰＢ）小児ＣＰＢとの間の違いの一覧表（Schure 2010）
【表Ａ】
2018519301.tif 000003
【００３４】
回復が比較的かつ一貫して着実である二次孔欠損型ＡＳＤ症例は例外かもしれないが、今までのところ、臨床上意味のある心肺バイパス手術（ＣＰＢ）誘導型ＡＬＩの可能性と結びついた小児先天性心疾患（ＣＨＤ）患者内での生体マーカー又は患者特性は知られていない。これは、小児ＣＨＤ手術の約１／３で発生するようである。Russell & Zwass (1998) Anesthesia & Analgesia 16(1):25-27。
【００３５】
肺血管床の機能的及び構造的状態は、先天性循環器疾患の小児の体裁及び予後に中心的役割を果たす。しかしながら、そうした小児患者が心肺バイパス手術（ＣＰＢ）誘導型急性肺損傷に対して最も脆弱となるのは、手術直後の期間中である。ＣＰＢ誘導型急性肺損傷は、患者の手術前の状態（重要なものとして、修復時の年齢、病変の種類、及び症候群の存在）と、心臓手術から生じる内分泌及び血管作用性ペプチド環境の回避不能な破壊との間の複雑な関係を表す。血管収縮の増強を招く重大な要因は、心肺バイパス手術、低体温、及びある程度の関連虚血を伴う循環停止である。ストレス反応、低酸素、代謝性アシドーシス、及び呼吸性アシドーシスの残存心病変及び続発症は、全て、肺血管収縮に有利に働くさらなる不均衡に貢献する。ＣＰＢと関連した急性肺損傷の所見の多くは、内皮機能障害により完全に又は部分的に説明することができ、内皮機能障害は、可能性のある統一仮説ならびに治療標的として可能なものを一挙に提供する。ＣＰＢと関連した急性肺損傷は、重大で有害な心臓続発症も招く場合がある。先天性心疾患（ＣＨＤ）の手術後の炎症反応は、一般的に、異常心室血管相互作用とも、全身性血管収縮及び後負荷の上昇とも、ならびに収縮期及び拡張期機能の障害を伴う心筋損傷とも関連する。ある割合の患者において、これらの血行動態学的所見は、低い心臓拍出量という重篤な帰結を招く可能性がある。Shekerdemian (2009) Heart 95(15):1286-1296。
【００３６】
急性肺損傷の重篤な肺及び心臓続発症は、予後にとって臨床上重要である。これらの続発症は、長期集中治療滞在、及び死亡のリスク因子である。肺血管緊張の不安定さは、先天性心疾患（ＣＨＤ）手術後の新生児及び乳幼児で一般的である。これは、手術前に非拘束型の肺流（大型の中隔欠損症、総動脈幹）又は肺静脈性高血圧（閉塞した肺静脈還流異常）を有する患者で、両室修復後に最も問題となる可能性がある。肺血管抵抗の不安定さも、機能上単心室循環である患者の緩和手術後に一般的であり、そのような手術として、ノーウッド型手術、全身から肺への動脈シャント、又は肺動脈バンドが挙げられる。治療介入の多くは、心筋及び全身性脈管構造に直接影響することを通じて、全身性酸素送達を最適化するものの、肺血管緊張の操作は、心疾患の手術を受けた小児の循環を最適化するのに重要な役割を果たす可能性がある。Shekerdemian (2009) Heart 95(15):1286-1296。
【００３７】
シトルリンは、その作用機序と合わせて、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）関連急性肺損傷の続発症の発生リスクを低下させるための、したがって、先天性心疾患の手術を受けた小児患者の術後回復に良い影響を及ぼすための、予防的治療となることを目的とする。
【００３８】
作用機序
特定の理論に固執するつもりはないが、本発明者らは、患者が心肺バイパス手術（ＣＰＢ）を受ける場合、心血管及び肺機能の変更を臨床上の特徴とする全身性炎症反応が誘導されるものと提案する。この反応の一部として、肺及び全身脈管構造は、収縮して、右心室及び左心室作業負荷の増加を招く。また、炎症反応は、肺浮腫ならびに肺コンプライアンス及び手術後肺機能の悪化を招く。こうした手術後合併症の標準治療として、肺機能が正常に戻るまでの機械式人工呼吸、ならびに肺及び全身性血管緊張が正常に戻るまで、その結果として右心室及び左心室作業負荷が減少するまでの強心療法が挙げられる。
【００３９】
複数の観察研究及び臨床研究で、シトルリン及びアルギニンの血漿中レベルが、先天性心臓手術の心肺バイパス手術後、急峻に低下し、最長で４８時間まで回復しないことが実証されている。細胞内輸送機構及び細胞内プロセシングのため、シトルリンは、一酸化窒素の内因性産生のための最終基質である。Barr et al. (2003) The Journal of Pedatrics 142(1):26-30; Smith et al. (2006) The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 132(1):58-65;Barr et al. (2007) The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 134(2):319-326。
【００４０】
様々な先天性心疾患の修復後の既知合併症である手術後の肺血管緊張（ＰＶＴ）の上昇の病態生理は、肺血管内皮細胞機能不全と関与すると思われる。
【００４１】
内因性一酸化窒素（ＮＯ）も、肺血管緊張の調節に重要な役割を果たす。不完全な老廃窒素プロセシングに対する働きの一部として、肝臓尿素サイクルは、一酸化窒素の２種の前駆体、すなわちアルギニン及びシトルリンの産生に非常に重要な役割を有することが見つかっている。
【００４２】
シトルリンは、天然に生じるアミノ酸であり、尿素サイクルの最初の中間体である（図１）とともにアルギニン及び一酸化窒素（ＮＯ）の前駆体でもある。シトルリンは、選択的膜輸送を介して細胞内に輸送された後、酵素のアルギニノコハク酸シンセターゼ（ＡＳＳ）及びアルギニノコハク酸リアーゼ（ＡＳＬ）により、迅速にアルギニンへと変換される。
【００４３】
強力な血管拡張剤である一酸化窒素は、多くの様々な刺激に反応して、血管内皮細胞により産生される。一酸化窒素は、血管内皮細胞から血管平滑筋細胞へと拡散し、そこでグアニル酸シクラーゼを活性化して、環状ＧＭＰ（ｃＧＭＰ）の細胞内レベルの上昇を招く。ｃＧＭＰの上昇は、今度は、血管平滑筋細胞の弛緩及び血流の増加を招く。ＮＯの半減期が極度に短いため、非常に余裕のない血圧調節しか許容されない。シトルリンは、ミトコンドリアから細胞質へと輸送される。アルギニノコハク酸シンセターゼ（ＡＳＳ）は、最初の細胞質尿素サイクル酵素であり、シトルリンをアスパラギン酸基と結合させて、アルギニノコハク酸を形成させる。アルギニノコハク酸リアーゼ（ＡＳＬ）は、アルギニノコハク酸からフマル酸基を切り離して、アルギニンを形成させる。
【００４４】
肝臓尿素サイクルの最初の２段階は、カルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）及びオルニチントランスカルバミラーゼ（ＯＴＣ）により行われるが、これらの段階は肝臓及び腸に限定され、経路の残部は、肺血管内皮を含め身体中に分布している。Summar (1988) Journal of Inheritied Metabolic Disease 21(1):30-39。実際、尿素サイクル酵素のアルギニノコハク酸シンセターゼ（ＡＳＳ）及びアルギニノコハク酸リアーゼ（ＡＳＬ）は、内皮組織のＮＯ再生経路にも参加しない（図１）。このＮＯ経路のための新たな基質供給は、完全に、正常尿素サイクル機能の一部としてシトルリンの産生から来る。したがって、理論上の関連性が、ＮＯ産生と尿素サイクル機能との間に存在する。カルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）は、尿素サイクルの最初の律速段階を触媒する。
【００４５】
Ｂａｒｒが行った研究から、心肺バイパス手術は、非拘束型ＶＳＤ及びＡＶＳＤの修復後、複数の尿素サイクル中間体及び一酸化窒素代謝産物を大幅に減少させることが明らかとなったが、これは、臨床上重要な意味がある可能性がある。Barr et al.(2003) The Journal of Pedatrics 142(1):26-30。こうした特定の心臓手術を受けた患者は、手術前肺血流の過剰により引き起こされる手術後肺血管抵抗の上昇のリスクがある。一酸化窒素及びその前駆体の利用度の低下は、この手術後合併症のリスクを高める可能性がある。
【００４６】
注目すべきは、シトルリン及びアルギニンレベルが、手術後期間中に低下したという知見である。シトルリンは、尿素サイクル中の、律速酵素であるカルバモイルリン酸シンセターゼＩ後の最初の中間体である。シトルリンはまた、ミトコンドリア膜及び細胞膜を容易に横断し、したがって、体内の他の臓器に輸送され得る。肺血管内皮では、シトルリンは、次いで、アルギニンに、その後一酸化窒素に変換される可能性がある。循環アルギニンの大部分は、尿素サイクル合成からくるものであって、食事源からではないため、シトルリン利用度は、一酸化窒素産生のため適切なアルギニン供給を維持するのに重大である。
【００４７】
アルギニンは、一酸化窒素シンセターゼによる一酸化窒素産生の基質である。アルギニンは、術後すぐには減少しないが、術後１２時間、２４時間、４８時間の時点で大幅に減少したことがさらに見つかっている。シトルリンレベルに比べてアルギニンレベルの低下にやや時間差があることは、手術前に利用可能な前駆体からのアルギニン合成が続いていることを反映している可能性がある。
【００４８】
シトルリン及びアルギニンのレベルは、術後４８時間の時点で減少を続けていた。これらの患者の多くは、４８時間の時点で、手術から臨床上回復しており、ＰＣＣＵ（プログレッシブ心疾患集中治療室）の外にいつでも移すことができた。この時点より先までシトルリン及びアルギニンレベルが低下していることは、これらの患者が、特に低酸素で生理学的ストレスを受ける場合に、依然として、肺血管抵抗の増加のリスクがあることを示している可能性がある。
【００４９】
最後に、一酸化窒素代謝産物のレベルは、手術後期間全体を通じて低下した。先天性心疾患で一酸化窒素産生が低下する病態生理は、部分的に、肺血管内皮細胞機能不全のせいである。しかしながら、肺内皮機能に対する心肺バイパス手術の具体的な効果については、限られた研究しか行われていない。先天性欠損の修復のため心肺バイパス手術を受けた乳幼児１０人の研究では、一酸化窒素前駆体Ｌ−アルギニンの補充が、肺内皮機能不全を部分的に緩和することが示された。動物実験では、心肺バイパス手術後の内皮細胞の一酸化窒素産生は、減少するものの、依然として、肺血管運動神経性緊張の主要な寄与因子である。Barr et al.(2003) The Journal of Pedatrics 142(1):26-30。
【００５０】
静脈内Ｌ−アルギニンは、肺圧及び全身圧の両方を低下させることが示されている。この包括的反応は、すでに心臓拍出量が低い状態になりやすい患者において、心臓手術後に耐えられない可能性がある。血漿アルギニン濃度を高く維持することにも問題があり、それは、生体利用度の低さならびに腸及び細胞質型アルギナーゼによる代謝の迅速さのためである。対照的に、シトルリンの静脈内（ＩＶ）投与は、健康なボランティアにおいて、血漿Ｌ−アルギニン濃度を維持するのに、アルギニン投与よりも有効である。シトルリンには毒性と認識されるものがなく、尿素サイクル欠損症の小児に補充療法として使用される。したがって、静脈内シトルリン補充は、手術後期間中、アルギニン及び一酸化窒素合成を増加させ、かつアルギニン、シトルリン、及び一酸化窒素代謝産物の血漿中レベルを維持する有用な方法である。Smith et al. (2006) The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 132(1):58-65; Barr et al. (2007) The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 134(2):319-326。
【００５１】
薬量学
補充に関する試験では、経口シトルリンを、１用量あたり１．９ｇ／ｍ２の投薬量で用い、心肺バイパス手術前、手術後集中治療室に入る際、ならびに１２、２４、及び３６時間の時点で１２時間ごとに、投与した。Smith 2006。経口シトルリンは、耐用性が良く、著しい有害事象（全身低血圧など）のエビデンスがなかった。また、１２時間の血漿シトルリンレベルが＞３７μｍｏｌ／Ｌ（正常レベルより上側の範囲）であった患者は、肺血管緊張（ＰＶＴ）の上昇を起こさなかったことが指摘された。残念ながら、経口シトルリンを投与された患者全員がこのようなレベルに到達したのではなかった。これらの知見は、その後の静脈内シトルリンを用いた試験の計画に役立った。Barr et al. (2007) The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 134(2):319-326。
【００５２】
血漿中レベルを１００μｍｏｌ／Ｌ前後で持続させることを目的とする用量漸増試験では、静脈内シトルリンが極めて短い半減期を有し、古典的なボーラス投与及び連続輸液薬物送達プロトコルを必要とすることが指摘された。その後の試験から、静脈内シトルリン投与は、以下のとおりにすることで、約１００μｍｏｌ／Ｌの血漿シトルリンレベルを持続的にもたらすことが確認された：心肺バイパス手術の開始時に、１５０ｍｇ／ｋｇの静脈内シトルリンのボーラス投与又はプラセボ、心肺バイパス手術中に使用されるバイパス回路プライミング液ならびに血液濾過液の両方に２００μｍｏｌ／Ｌの濃度でＬ−シトルリンを添加、次いで、心肺バイパス手術からカニューレ抜去の３０分後、２０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与、続いて直ちに９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒの連続輸液４８時間を開始する。
【００５３】
シトルリンは、血液濾過及び透析により不注意に除去される可能性がある
先天性心臓手術を受けた小児の大規模前向き観察研究では、シトルリン及びアルギニンの血漿中レベルは、術後、大幅に低下し、最長で４８時間まで手術前ベースラインレベルに戻らなかった。
【００５４】
肺血管緊張の上昇は、たとえ重篤な肺動脈高血圧の大きなリスクがあるとは手術前に考えられていなかった患者でも、先天性心臓手術を受けた小児の手術前後の重大課題となる可能性がある。臨床上の安全性及び薬物動態試験を行ったところ、先天性心疾患の修復を受けた乳幼児及び小児において、経口及び静脈内シトルリンの両方とも耐用性が良く、有害副作用がなかったことが示された。その後のシトルリンの小規模無作為化プラセボ対照試験から、シトルリンは耐用性が良く、有害事象がないことが明らかとなった；しかしながら、患者によっては、心肺バイパス手術中血液濾過及び透析を行っている間に顕著なシトルリン除去が起こった。肺血管緊張（ＰＶＴ）上昇の遺伝的リスク因子の可能性についての先行研究では、重要な尿素サイクル酵素であるカルバモイルリン酸シンセターゼ１の重要な多型遺伝型（ＣＰＳＩ  Ｔ１４０５Ｎ）が、先天性心疾患の外科的修復を受けた乳幼児及び小児ならびに手術後肺高血圧（ＰＰＨＮ）のリスクがある新生児の肺血管緊張の上昇のリスクに影響を及ぼすことが指摘された。さらに、多型遺伝型にかかわらず、全ての患者で、シトルリン及びアルギニンを含む重要な尿素サイクル中間体の血漿中レベルに大幅な減少があったことが指摘された。これらから連想して、本発明者らは、手術前後のシトルリン補充を調査することにした。
【００５５】
最初の補充試験では、経口シトルリンを、１．９ｇ／ｋｇの用量で、心肺バイパス手術前、手術直後、及び手術後４８時間続けて１２時間ごとに、用いた。経口シトルリンは、耐用性が良く、著しい有害事象（全身低血圧など）のエビデンスがなかった。また、１２時間の血漿シトルリンレベルが＞３７μｍｏｌ／Ｌ（正常レベルより上側の範囲）であった患者は、肺血管緊張（ＰＶＴ）の上昇を起こさなかったことが指摘された。
【００５６】
残念ながら、経口シトルリンを投与された患者全員がこのようなレベルに到達したのではなかった。これらの知見は、その後の静脈内シトルリンを用いた試験の計画に役立った。血漿中レベルを１００μｍｏｌ／Ｌ前後で持続させることを目的とする用量漸増試験では、本発明者らは、静脈内シトルリンが極めて短い半減期を有することに気づいた。この問題を解決するため、本発明者らは、ボーラス投与及び連続輸液薬物送達の併用プロトコルを開発した。手術の開始時に、１５０ｍｇ／ｋｇのボーラス投与、続いて手術の４時間後に９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒの連続輸液という併用プロトコルは、約１００μｍｏｌ／Ｌの血漿シトルリンレベルを持続的にもたらした。有害副作用は指摘されなかった。
【００５７】
Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔで、このプロトコルを用いて患者７７人を治療した。試験は、より大規模な多施設無作為化プラセボ対照試験の準備のため中止された。これら７７人の患者のデータの分析から、シトルリンを投与された患者の大部分は、目的の約１００μｍｏｌ／Ｌという治療上持続した血漿シトルリンレベルに到達しなかったことが明らかとなったが、これは主に、以前の、心肺バイパス手術中に起こる濾過及び血液濃縮によるシトルリンの不明な除去によるものである。
【００５８】
シトルリンと心肺バイパス手術
手術前後の静脈内シトルリン補充は、アルギニン及び一酸化窒素（ＮＯ）代謝産物の手術後血漿中レベルを上昇させ、手術後の肺血管緊張の上昇を回避し、手術後の侵襲的機械式人工呼吸の期間の縮小を招く。本発明者らは、手術中及び後の肺血管緊張を維持するための改良プロトコルを開発した。このプロトコルは、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）の開始時に１５０ｍｇ／ｋｇの静脈内シトルリンのボーラス投与量の投与、心肺バイパス手術中に使用される濾過又は血液濃縮交換液に２００μｍｏｌ／Ｌの濃度でＬ−シトルリンを添加、ＣＰＢカニューレ抜去の３０分後に２０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与、続いて直ちに９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒの連続輸液４８時間を開始する投与を含む。
【００５９】
この改訂プロトコルは、治療的血漿シトルリンレベルを心肺バイパス手術の開始から、手術全体を通して、手術後最長約４８時間まで、目的とする閾値である約１００〜２００μｍｏｌ／Ｌより上に持続させるように計画されている。
【００６０】
シトルリンに対して、別の静脈内アクセスは必要ない。シトルリン配合物は、等張性であり、末梢静脈内又は中心静脈カテーテルいずれかを通じて流れることができる。シトルリンは、アミノ酸であり、したがって、適合性を目的として、親栄養物のように扱うことができる。さらに、シトルリンは、心肺バイパス手術中に濾過又は血液濃縮のために使用される液体と適合性がある。
【００６１】
図３に例示のフローチャートにより、手術中、患者にシトルリンを投与する段階を含む、肺血管緊張を維持する方法を示す。
【００６２】
図３を参照して、手術前段階中、１５０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量を、患者に投与することができる（１００）。手術中、シトルリンを、手術中に使用される濾過又は血液濃縮交換液に２００μｍｏｌ／Ｌの濃度で加えることができる（２００）。手術後段階中、２０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量を、投与することができ（３００）、及び続いて９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒの連続輸液４８時間を行うことができる（４００）。
【００６３】
シトルリン配合物
シトルリン（２−アミノ−５−（カルバモイルアミノ）ペンタン酸）［Ｃ６Ｈ１３Ｎ３Ｏ３］は、アミノ酸である。静脈内投与用のシトルリン溶液は、当該分野で既知の方法により製造することができる。例えば、Kakimoto, et al. (1971) Appl Microbiol 22(6):992-999を参照されたい。
【００６４】
使用方法
シトルリンは、手術手術中に投与することができる。適切な投薬量として、心肺バイパス手術の開始時に、１５０ｍｇ／ｋｇの静脈内シトルリンのボーラス投与、心肺バイパス手術中に使用される濾過及び血液濃縮液に２００μｍｏｌ／Ｌの濃度でＬ−シトルリンを添加、心肺バイパス手術からカニューレ抜去の３０分後、２０ｍｇ／ｋｇのボーラス投与、続いて直ちに９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒの連続輸液４８時間を開始することが挙げられる。濾過又は血液濃縮交換液は、シトルリン濃度が２００μｍｏｌ／Ｌとなるようにシトルリンを加えた標準液（例えば、Ｐｌａｓｍａｌｙｔｅ）として提供することができる。用量は、麻酔導入後に設置される中心静脈内カテーテル又はバイパス回路を介して与えることができる。
【００６５】
シトルリンは、血漿シトルリンレベルを維持するように静脈内経路により患者に輸液されてもよい。手術中の肺血管緊張を維持するプロトコルは、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）の開始時に、静脈内シトルリンのボーラス投与量（例えば、１５０ｍｇ／ｋｇ）を投与、心肺バイパス手術中に使用される濾過又は血液濃縮液にシトルリンを添加（例えば、２００μｍｏｌ／Ｌの濃度で）、ＣＰＢからカニューレ抜去の３０分後のシトルリンのボーラス投与（例えば、２０ｍｇ／ｋｇ）、続いて直ちに連続輸液４８時間を開始すること（例えば、９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒ）を含むことができる。
【００６６】
心肺バイパス手術（ＣＰＢ）開始時の静脈内シトルリンのボーラス投与量は、約１００〜３００ｍｇ／ｋｇでもよい。心肺バイパス手術（ＣＰＢ）開始時の静脈内シトルリンのボーラス投与量は、約１００、１２５、１５０、１７５、２００、２２５、２５０、２７５、又は３００ｍｇ／ｋｇでもよい。好適な様式では、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）開始時の静脈内シトルリンのボーラス投与量は、約１５０ｍｇ／ｋｇでもよい。
【００６７】
シトルリンは、手術中に使用される濾過又は血液濃縮交換液に約１００〜３００μｍｏｌ／Ｌの濃度で加えられてもよく、手術は任意に心肺バイパス手術を含む。シトルリンは、手術中に使用される濾過又は血液濃縮交換液に約１００、１２５、１５０、１７５、２００、２２５、２５０、２７５、又は３００μｍｏｌ／Ｌの濃度で加えられてもよく、手術は任意に心肺バイパス手術を含む。好適な様式では、シトルリンは、手術中に使用される濾過又は血液濃縮交換液に約２００μｍｏｌ／Ｌの濃度で加えられてもよく、手術は任意に心肺バイパス手術を含む。
【００６８】
典型的には心肺バイパス手術後のカニューレ抜去の３０分後に投与されるシトルリンのボーラス投与量は、約１０〜３０ｍｇ／ｋｇでもよい。約１０、１５、２０、２５、又は３０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量が、心肺バイパス手術の終了後、典型的にはカニューレ抜去の約３０分後に、投与されてもよい。好適な様式では、約２０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量が、心肺バイパス手術後、典型的にはカニューレ抜去の約３０分後に、投与されてもよい。
【００６９】
連続輸液は、約５〜１５ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリン、約５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、又は１５ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリンでもよい。好適な様式では、連続輸液は、約９ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリンでもよい。
【００７０】
あるいは、シトルリンは、約５〜１５ｇ／ｋｇの投薬量で、すなわち、約５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、又は１５ｇ／ｋｇのシトルリンが経口投与されてもよい。好適な様式では、シトルリンの経口投薬量は、約９ｇ／ｋｇのシトルリンでもよい。
【００７１】
血漿シトルリンの標的レベルは、約５０〜３００μｍｏｌ／Ｌに維持されてもよい；例えば、血漿シトルリンレベルは、約５０、７５、１００、１２５、１５０、１７５、２００、２２５、２５０、又は３００μｍｏｌ／Ｌに維持されてもよい。好適な様式では、血漿シトルリンレベルは、約１００μｍｏｌ／Ｌに維持されてもよい。
【００７２】
シトルリンは、単位剤形で提供されてもよい。例えば、シトルリンは、注射用に配合された３００ｍｇの滅菌シトルリンを含有する容器で提供されてもよい。これは、６ｍｌの滅菌水を用いて使用するために再構築を行うことができ、約５．９ｍｌの滅菌ＮａＣｌ溶液０．９％（Ｐｈ．Ｅｕｒ）で、合計体積１２ｍｌ及び濃度３００ｍｇ／１２ｍｌ（すなわち、２５ｍｇ／ｍｌ）までさらに希釈することができる。シトルリンは、１０〜４０ｍｇ／ｍｌ、例えば、１０、１５、２０、２５、３０、３５、又は４０ｍｇ／ｍｌ濃度で注射用に配合されてもよい。シトルリンは、１０ｍｌの滅菌水中に注射用に５００ｍｇの滅菌シトルリンを含む製剤として提供されてもよい。これは、塩化ナトリウム０．９％（Ｐｈ．Ｅｕｒ）を用いて患者に輸液するのに使用されてもよい。
【００７３】
１つの実施形態において、手術当日、患者は、１５０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量を投与され、濾過及び血液濃縮液にシトルリンを２００μｍｏｌ／Ｌで加える。手術から約３０分後、２０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量を投与し、ボーラス投与後（例えば、５〜１０分以内、好ましくはボーラス投与直後）シトルリンの９ｍｇ／ｋｇ／時間での連続静脈内輸液を開始し、６〜４８時間、好ましくは４８時間維持する。
【００７４】
例えば、１５０ｍｇ／ｋｇのＬ−シトルリンのボーラス投与量を心肺バイパス手術（ＣＰＢ）の開始時に、投与することができ、合わせて、シトルリンを２００μｍｏｌ／Ｌの濃度で、ＣＰＢ中に使用される濾過及び血液濃縮液に加える；２０ｍｇ／ｋｇのＬ−シトルリンのボーラス投与量を、ＣＰＢからカニューレ抜去の３０分後に投与することができ、直ちに続けて、Ｌ−シトルリンの９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒの連続輸液を４８時間行うことができる。用量は、麻酔導入後に据え付けることが可能な中心静脈内カテーテルにより、又はバイパス回路を介して、投与することができる。この薬物投与に別々の静脈内アクセスは必要ではない。シトルリンは、等張性であり、末梢静脈内又は中心静脈カテーテルいずれかを通じて流れることができる。シトルリンは、アミノ酸であり、したがって、適合性を目的として、製剤は親栄養物のように扱われる。さらに、シトルリンは、ＣＰＢ中に濾過又は血液濃縮のために使用される液体と適合性がある。
【００７５】
手術後パラメーター
静脈内シトルリンで治療された患者の臨床上の予後は、以下により評価することができる：手術後機械式人工呼吸の必要性及び長さ、心エコー図による手術後の肺血管緊張（ＰＶＴ）の増加の発生率、血清クレアチニン及び肝臓酵素のレベル、変力物質スコア、胸腔チューブドレナージの長さ及び体積、ＩＣＵ滞在の長さ、入院の長さ、及び／又は生存率。
【００７６】
手術後機械式人工呼吸：手術後侵襲的機械式人工呼吸の期間とは、心肺バイパス手術から分離してから気管内抜管までの時間の長さである。手術後侵襲的機械式人工呼吸で過ごした時間の減少は、陽性の手術後予後である。
【００７７】
心エコー図による手術後の肺血管緊張（ＰＶＴ）の増加の発生率：ＰＶＴの増加は、右心室（ＲＶ）圧＞全身動脈圧の１／２として定義される。対照群と比較して手術後ＰＶＴが変わらないままであるならば、これは、陽性の手術後予後である。
【００７８】
血清クレアチニン及び肝臓酵素：血清電解質、クレアチニン、及びＣＢＣのレベルは、ＰＣＣＵ（集中治療室）入院からＰＣＣＵ退院まで毎日記録されてもよい。さらに、肝臓酵素は、ベースライン、２４時間、及び２８日／退院の期間中に測定される場合がある。血清電解質、クレアチニン、及びＣＢＣのレベルが対照群に匹敵するものならば、これは陽性の手術後予後である。
【００７９】
変力物質スコア：変力物質用量は、手術後、ＰＣＣＵ入院の時点から、以下の評点システムを使用して観察しなければならない：
ドーパミン（ｍｃｇ／ｋｇ／分）×１
＋ドブタミン（ｍｃｇ／ｋｇ／分）×１
＋ミルリノン（ｍｃｇ／ｋｇ／分）×１０
＋エピネフリン（アドレナリン）（ｍｃｇ／ｋｇ／分）×１００
＋フェニレフリン（ｍｃｇ／ｋｇ／分）×１００
＋ノルエピネフリン（ノルアドレナリン）（ｍｃｇ／ｋｇ／分）×１００
＝合計変力物質スコア
例えば、Hoffman, et al. Circulation (2003) 107:996-1002を参照されたい。変力物質スコアの低下は、手術後予後が良好であろうことを示す。
【００８０】
胸腔チューブドレナージの長さ及び体積：手術チームによる胸腔チューブの中止の前の、時間数単位での全手術後の長さ及びｃｃ単位での胸腔チューブドレナージの全体積が記録されてもよい。対照群と比較した場合の手術後の時間の長さ及び／又は胸腔チューブドレナージの全体積の減少は、陽性の手術後予後と思われる。
【００８１】
ＩＣＵ滞在の長さ：ＩＣＵ滞在の長さは、２通りのやり方で計算できる：（１）医師チームにより患者がいつでも非ＩＣＵエリアに移せると認められるまでＩＣＵ又はＩＣＵのステップダウン病床で過ごした手術後日数の合計数；及び（２）患者が人工呼吸器又は連続静脈内変力物質もしくは血管拡張剤補助のいずれかを必要とした手術後の時間の合計数。これらの計測のいずれかによるＩＣＵ滞在の長さの減少は、陽性の手術後予後と思われる。
【００８２】
入院の長さ：入院の長さは、手術後、病院を退院するまでの全日数として計算してもよい。入院の長さが短いことは、手術の予後が良好であることである。
【００８３】
生存率：手術から２８日後の生存率及び退院して帰宅するまでの生存率の両方を記録してもよい。手術から２８日後の生存率の上昇は、陽性の手術後予後と思われる。
【００８４】
本発明者らは、先天性心疾患の修復を受けた小児患者で、機械式人工呼吸及び変力物質治療の手術後の必要性が低下することにより証明されるとおり、手術前後に与えられるＬ−シトルリンの静脈内送達が、急性心肺バイパス手術誘導型肺損傷の続発症を減少させることを期せずして発見した。
【００８５】
本発明は、理解を明白にする目的で、例示としてある程度詳細に説明してきたものの、当然のことながら、添付の特許請求の範囲内である特定の変更及び修飾を行うことができる。本発明を実行するための上記の様式に対する修飾は、外科、生化学、薬学、生理学、及び／又は関連分野の当業者にとって、上記の開示を考慮して理解できる、又は定法実験又は本発明を実行することで明らかとなるものであり、そのような修飾は、以下の特許請求の範囲内にあるものとする。
【００８６】
本明細書中で言及される全ての出版物（例えば、非特許文献）、特許、特許出願公報、及び特許出願は、本発明が関連する分野の当業者の技能のレベルを示すものである。そのような出版物（例えば、非特許文献）、特許、特許出願公報、及び特許出願は全て、個々の出版物、特許、特許出願公報、又は特許出願それぞれが、具体的かつ個別に参照として援用されると示されたのと同程度に本明細書中に参照として援用される。
【実施例】
【００８７】
本明細書中に含まれる実施例は、例示として提供されるものであり、いかなる形でも制限とはならない。
実施例１
アルギニン、シトルリン、及び血漿硝酸イオンのレベルとＰＰＨＮのリスク
新生児遷延性肺高血圧症（ＰＰＨＮ）を発症した新生児は、ＰＰＨＮを発症しない乳幼児に比べて、アルギニン、シトルリン、及び血漿硝酸イオンレベルが低い。１０人の新生児で、血漿ＮＯ代謝産物（ＮＯｘ）を、改変グリース反応を用いて測定した；５人はＰＰＨＮ＋であり、５人はＰＰＨＮ−であった。ＰＰＨＮ＋症例では、ＮＯｘの平均レベルが有意に低かった（ｐ＝０．００６）（図４）。ＰＰＨＮの新生児では、アミノ酸分析でアルギニン及びシトルリンの血漿中レベルが有意に低かった（図４）。２つの群間で、その他の各アミノ酸のレベルに有意差はなかった。患者数が少なすぎるため、ＮＯｘ及びアミノ酸のレベルと遺伝子型の間の関連性を評価することができなかった。このデータは、ＰＰＨＮの乳幼児では、尿素サイクル中間体及び産物が減少することを示す。
【００８８】
実施例２
先天性心疾患を矯正するための心肺バイパス手術を受けた乳幼児及び小児での尿素サイクル機能
心臓手術を受けた乳幼児及び小児について手術後の肺血管緊張の上昇の有症率ならびに尿素サイクル機能の状態を調べた。２０ヶ月期を超える、先天性心疾患を矯正するための６つの特定外科手術のうちの１つを必要とした乳幼児及び小児１６９人についてその後を調べた。表１を参照されたい。保護者の同意後、患者全員から、手術前に遺伝子型を調べるための血液を採取し、またアミノ酸分析のため５つの異なる時点（手術前、手術直後、手術から１２時間、２４時間、及び４８時間後）で血液採取した。ステージＩノーウッド手術を受けた患者を除く全ての患者を、平均肺動脈（ＰＡ）圧＞２０ｍｍＨｇとして定義される手術後の肺血管緊張の上昇（ＰＶＴ＋）についてモニタリングした。ステージＩノーウッド手術を受けた乳幼児は、適正な全身圧で動脈飽和＜６０％とするために使用される吸入ＮＯが臨床上必要であった場合に、ＰＶＴ＋であると定義された。
【００８９】
表１は、６つの手術群それぞれについての平均年齢及び心肺バイパス手術曝露の長さを示す。患者１６９人のうち、５６人（３３．１％）は、手術後の肺血管緊張の上昇という臨床上のエビデンスを示した（ＰＶＴ＋）。これらの患者の多くは、鎮静、麻痺、及び過換気を含む臨床上の介入を必要とした。３３人の患者は、吸入ＮＯで治療された（ＮＯ＋）。
【００９０】
表１：試験集団で行われた外科手術の種類
【表１】
2018519301.tif 000004
【００９１】
心臓手術を受けた乳幼児及び小児は、手術後の肺血管緊張の上昇及び尿素サイクル機能の状態を示した。
【００９２】
尿素サイクル機能に対する心肺バイパス手術（ＣＰＢ）の影響
心肺バイパス手術が尿素サイクル機能及びＮＯ利用度を低下させるかどうか試験するため、手術前後の尿素サイクル中間体及び血漿一酸化窒素代謝産物を分析した。患者１６９人それぞれから、手術前後の５つの時点で血漿試料を採取し、Ｂｅｃｋｍａｎｎ７３００アミノ酸分析機（Beckmann、Palo Alto、CA）を用いてカチオン交換クロマトグラフィーにより分析した。アルギニン及びシトルリンを、尿素サイクル流束の主要マーカーとして使用した。血漿一酸化窒素代謝産物レベルを、ＮＯ利用度の間接的物差しとして使用し、改変グリース試薬での比色アッセイを用いて５４０ｎｍ吸光度を読んだ。患者は全員、心臓欠損を矯正するために心肺バイパス手術を必要とした。試験集団内において、心肺バイパス手術は、手術後時点の全てにおいて、手術前レベルと比較して平均アルギニンレベルの有意な低下を引き起こした（図５）。同様な低下は、平均シトルリンレベルでも見られた（図６Ａ〜Ｂ）。血漿ＮＯ代謝産物レベルも、手術直後は低下したが、１２時間及び２４時間の時点で部分的な回復を示し、その後４８時間の時点で手術前に戻った（図７）。対照的に、尿素サイクルに関与しない合計アミノ酸に対してバイパス手術の影響はなかった。尿素サイクルに関与しないアミノ酸は影響されなかったため、このデータは、尿素サイクル機能及びＮＯ基質合成に対する影響は、手術後最長で約４８時間続く可能性があることを示唆する。
【００９３】
その後、手術後の肺血管緊張の上昇を発症した患者（ＰＶＴ＋）では、肺血管緊張の上昇がなかった患者（ＰＶＴ−）と比べて、血漿アルギニンレベルの低下が見られた（図８）。同様な観察は、シトルリン及びＮＯ代謝産物では指摘されなかった。
【００９４】
線形回帰を用いたところ、心肺バイパス手術の長さは、手術後のどの時点においても、シトルリン、及びアルギニン、ＮＯ代謝産物の血漿中レベルに全く影響を示さなかった。
【００９５】
臨床結果の要約
この試験結果は、先天性心疾患を矯正するために使用される心肺バイパス手術が、尿素サイクル機能の顕著な減少を、一酸化窒素合成の前駆体の利用度の大幅な低下と共に引き起こすことを示している。先天性心疾患の外科的矯正にために使用される心肺バイパス手術は、尿素サイクルの一酸化窒素前駆体の利用度及び血漿ＮＯ代謝産物から間接的に測定した一酸化窒素レベルにかなり顕著な低下を引き起こした。尿素サイクルに関与しないアミノ酸は影響を受けなかったため、尿素サイクル機能及びＮＯ基質合成に対する影響は、手術後最長で約４８時間続く可能性がある。手術後の肺血管緊張が上昇した患者は、アルギニンレベルが、正常緊張の患者よりも顕著に低下した。
【００９６】
個別試験は、手術後の肺血管緊張の上昇のリスクが、カルバモイルリン酸シンセターゼＩ（ＣＰＳＩ）のＴ１４０５Ｎ遺伝子型により影響を受けることを示した。アルギニンレベルは、手術後４８時間の時点で、ＣＰＳＩのＴ１４０５Ｎ遺伝子型間で顕著に異なった。
【００９７】
実施例３
静脈内シトルリン補充は、血漿アルギニンレベルを上昇させる
目的は、子ブタでの静脈内シトルリンの安全性及び血清アルギニンレベルに対するその効果を評価することであった。目的最小体重４ｋｇで５〜２１日齢のデュロックスワイン種を、合計９匹使用した。子ブタは全て、麻酔導入及び気管開口術を受けた。大腿動脈及び大腿静脈に中心ラインを置き、血行動態を連続してモニタリングした。５匹の子ブタにシトルリン（６００ｍｇ／ｋｇ、静脈内）を投与した。対照動物には生理食塩水を投与した。血清アミノ酸を、シトルリン投与前及び投与後１時間ごとに採取した。
【００９８】
血清アルギニンレベルは、静脈内シトルリン投与後１〜２時間でピークに達し、その後３時間はベースラインを超えた状態を持続し、全ての時点で対照と比較して有意であった（ｐ＜０．００１）。血行動態不安定は、観察されなかった。表２〜３を参照されたい。
【００９９】
表２：静脈内シトルリン投与後のアルギニンレベル（μｍｏｌ／Ｌ）
【表２】
2018519301.tif 000005
【０１００】
表３：静脈内シトルリン投与後の平均動脈血圧（ｍｍＨｇ）
【表３】
2018519301.tif 000006
従って、シトルリンの静脈内投与は、血漿シトルリン及びアルギニンの血漿中レベルに持続した増加を招く。
【０１０１】
実施例４
先天性心臓手術を受けた小児での手術前後の経口シトルリン補充
この試験の目的は、静脈内シトルリンの代替可能品としての経口シトルリンの吸収を評価し、安全性を実証することであった。上記に同定される外科診断５つのうち１つを受けた患者４０人を無作為に分け、５回用量の経口シトルリン（１．９グラム／ｋｇ）対プラセボを投与した。最初の用量は手術直前、第二の用量は手術後、小児ＩＣＵに到着次第、その後１２時間ごとに３回の用量を投与した。血漿シトルリンレベルは、シトルリン群のほうが有意に高かった（３６対２６μｍｏｌ／Ｌ、ｐ＝０．０１３）ことから、適切な吸収が実証された。
【０１０２】
表４：手術から１２時間後の血清レベルと肺高血圧（ＰＨＴＮ）のありなし
【表４】
2018519301.tif 000007
【０１０３】
この試験は、手術後の肺高血圧（ＰＨＴＮ）の発生率に対する影響を検出するように、適切に拡大することはできなかったが、しかしながら、血漿シトルリンレベルが＞３７μｍｏｌ／Ｌの患者は、肺高血圧を発症しなかった。
【０１０４】
実施例５
手術中のシトルリン投与
最初の目的は、特定先天性心疾患の外科的修復を受けた小児における３回用量の静脈内シトルリンの安全性及び薬物動態を試験することであった。静脈内シトルリン投与は、理論上、全身性動脈性低血圧のリスクがあった。平均動脈圧の有害な低下は、ベースラインから２０パーセントを超える低下として定義された。手術後平均動脈血圧のベースラインを、手術後用量の投与又は輸液を行った直後から３０分間、５分ごとに集めた平均動脈血圧測定値の平均として計算した。次いで、ベッドサイドモニターのアラームを、４８時間の試験期間中いつの時点でも２０％の低下が起こったら鳴るように設定した。
【０１０５】
先行動物試験に基づき、選択された当初の用量は、２００、４００、及び６００ｍｇ／ｋｇであった。当初の試験計画は、３種の用量及びプラセボ対照を用いる４群試験であった。５人の患者を登録したところ、データ安全性監視委員会（ＤＳＭＢ）の委員から、有害効果は見られないものの、これらの用量で達成される血漿レベルが非常に高いと直ちに指摘された。その後、試験計画を変更して、５０ｍｇ／ｋｇで開始して用量を５０ｍｇ／ｋｇ間隔で漸増していく非盲検用量漸増試験にした。各患者は、２回用量を投与されたが、１つの用量は、心肺バイパス手術の開始後に手術室で、もう１つは集中治療室で４時間後に投与された。データを図９Ａ〜Ｃにまとめる。
【０１０６】
患者６番及び８番は、静脈内シトルリン５０ｍｇ／ｋｇを投与され、ピークシトルリンレベルが約２２０μｍｏｌ／Ｌ及び４時間トラフ（谷）レベルが４０μｍｏｌ／Ｌであった。有害副作用は見られなかった。このトラフ（谷）レベルは、標的範囲の８０〜１００μｍｏｌ／Ｌより十分に低かったので、続いて用量を増加させた。患者９番＆１０番は、静脈内シトルリン１００ｍｇ／ｋｇを投与され、ピークシトルリンレベルが３７５μｍｏｌ／Ｌ及び４時間トラフ（谷）レベルが５０μｍｏｌ／Ｌであった。またしても、有害副作用は見られなかった。このトラフ（谷）レベルも、標的範囲の８０〜１００μｍｏｌ／Ｌより低かったので、続いて用量を増加させた。患者１３番〜１６番は、静脈内シトルリン１５０ｍｇ／ｋｇを投与され、ピークシトルリンレベルが６６０μｍｏｌ／Ｌ及び４時間トラフ（谷）レベルが８０μｍｏｌ／Ｌであった。この４時間トラフ（谷）レベルは、標的範囲の８０〜１００μｍｏｌ／Ｌに入っていたので、用量はそれ以上増量させなかった。これら３種の用量のシトルリンの薬物動態特性を図１０にまとめる。
【０１０７】
この半減期は、約８５分と計算されたが、これは短すぎて断続的投与を行うことができなかった。薬物動態モデリング後、試験計画を変更して、ボーラス投与量１５０ｍｇ／ｋｇを手術室で心肺バイパス手術中に、続いて４時間後に９ｍｇ／ｋｇ／時間の輸液を４８時間与えることにした。別の患者９人を登録した。試験患者（＋静脈内シトルリン投与）のシトルリン及びアルギニン両方の平均血漿中レベルを、観察コホート（−静脈内シトルリン投与）の患者と比較して、図１１Ａ〜Ｂに示す。
【０１０８】
顕著な有害事象が１つ存在したが、これは、静脈内シトルリンの使用とは関連していなかった。患者は、完全型房室中隔欠損（ＡＶＳＤ）修復から約８時間後に徐脈性停止を生じたが、全身性低血圧がこれに先行しなかった。患者は、４８時間、緊急のＥＣＭＯ（人工肺とポンプを用いた体外循環回路による治療）支援を必要とし、その後、完全に回復して、２２日目に退院して帰宅した。データ安全性監視委員会（ＤＳＭＢ）は、この症例を再調査し、顕著な有害事象がシトルリン投与と関連したものではなかったようであると決定した。
【０１０９】
このデータに基づき、静脈内シトルリンは安全であること、及び心肺バイパス手術で手術開始時のボーラス投与１５０ｍｇ／ｋｇ、続いて４時間後の輸液９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒの併用は、手術後の肺血管緊張を維持する可能性があると、判断された。
【０１１０】
実施例６
先天性心臓手術を受けた小児の手術前後の静脈内Ｌ−シトルリン薬物動態
静脈内シトルリンの単回ボーラス投与量の消失及び最適投薬頻度を求めるため、３種の濃度の静脈内シトルリン投与：５０、１００、及び１５０ｍｇ／ｋｇを用いる用量漸増計画を使用した。この用量のシトルリンを、手術室でカニューレ挿入及び心肺バイパス手術開始の直後に投与した。全体的な目標は、最初の投薬から最長４時間、シトルリンレベルを１００μｍｏｌ／Ｌ以上に持続させることであった。４時間という時点は、外科手術を完了させることができ、患者が手術後、さらに投薬される前にＩＣＵに戻ることができるように選択された。複合シトルリンデータを図１２に示す。
【０１１１】
このデータから、用量１５０ｍｇ／ｋｇは、１００μｍｏｌ／Ｌに近いレベルを４時間もたらしたことから、これが最適用量であると判断された。どの濃度の静脈内シトルリン投与からも低血圧をはじめとする有害な影響は出なかった。
【０１１２】
しかしながら、上記のデータから、ボーラス投与量の静脈内シトルリン投与の半減期は、約６０〜９０分であり、少なくとも４時間の投薬が必要と思われるが、これはＩＣＵの設備においてさえも非実用的であるとも判断された。薬物動態モデリングは、約１００μｍｏｌ／Ｌのシトルリンレベルの持続は、心肺バイパス手術の開始後、手術の開始時にボーラス投与量１５０ｍｇ／ｋｇの静脈内シトルリン投与し、続いて４時間後に９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒの連続輸液を投与することにより達成可能であることを示唆した。このレジメンの薬物動態モデリングを図１３に示す。
【０１１３】
次いで、患者を、手術室でＣＰＢに際してのボーラス投与量１５０ｍｇ／ｋｇ及び最初のボーラス投与から４時間後に小児集中治療室（ＰＩＣＵ）で手術後に開始する連続輸液９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒを併用するこの改訂プロトコルの使用に登録した。シトルリンデータは、患者９人から得ることができ、それらを図１４Ａ〜Ｂに示す。
【０１１４】
実施例７
静脈内シトルリン試験
行った静脈内シトルリン試験は、無作為化、プラセボ対照、二重盲検試験であり、主要臨床評価項目は、手術後の機械式人工呼吸の長さであり、副臨床評価項目は、２つの治療群（シトルリン対プラセボ）間の手術後肺高血圧の発生率であった。
【０１１５】
Vanderbilt小児病院で、合計７７人の患者を登録した。手術予定に基づいて、患者をスクリーニングした。この予定に基づいて、本試験に含まれる５つの計画される心臓手術のうち１つを受ける患者をスクリーニングした（ノーウッド手術を受ける患者は、データ安全性監視委員会（ＤＳＭＢ）の勧告により、今回は排除する）。
【０１１６】
試験は、より大規模な多施設無作為化プラセボ対照試験の準備のため中止された。これら７７人の患者のデータの分析から、シトルリンを投与された患者の大部分は、目的の約１００μｍｏｌ／Ｌという治療上持続した血漿シトルリンレベルに到達しなかったことが明らかとなったが、これは主に、心肺バイパス手術中に起こる血液濾過によるシトルリンの除去によるものであった。これらの血液濾過を試験中に変更したが、治験責任医師は、その変更に気づかなかった。
【０１１７】
実施例８
心臓手術用のシトルリンの投与プロトコル
当初の薬物動態モデルは、閉鎖系を推定していた。手術中の顕著な代謝及び尿排出の不在下で、このモデルは、当初のシトルリンのボーラス投与により到達した治療上レベルが手術期間中維持されることを推定していた。しかしながら、試験過程初期の不明な時点で、灌流の実行を変更して、手術全体を通じて積極的限外濾過及び晶質交換を組み込むことにした。これは、限外濾過によりシトルリンが循環から効果的に除去されて、シトルリンレベルを再調査すると、治療的薬物レベルを達成した患者が事実上いなかったことを意味した。
【０１１８】
この実施例は、改訂投薬プロトコルを試験するために行われ、限外濾過及び晶質交換にもかかわらず治療的シトルリンレベルを達成し維持するように計画された。この薬物動態エンドポイントは明らかに達成されたものの、このデータの提示の焦点は、二次エンドポイントとして評価された有効性パラメーターにある。試験には、２２人の患者を追加し、患者１１人の同数で、それぞれをプラセボ群及びシトルリン群に無作為に分けた。
【０１１９】
結果
試験過程の初期に、２カ所の参加施設のうち１カ所が、定常的に、手術室で、心肺バイパス手術後直ちに、全ての患者から抜管していたことがわかった。このため、機械式人工呼吸の期間をエンドポイントとして使用することから除外した。そのかわり、全ての形態の換気補助の期間を可能なエンドポイントとして使用する事後分析を適用した。図１５は、プラセボ対照群が人工呼吸器時間のおおまかな二峰型分布を有することを示し、小児の中には、長期間呼吸補助を受けたままのものがいた。対照的に、シトルリン治療された小児は、１つの異常値を除いて、単峰型分布を示し、呼吸補助の期間も減少した。プラセボ群とシトルリン群との間の差は、有意とはならなかったが、サタスウェイト検定を適用した場合、傾向を強く示した。対照的に、図１６に示す分割表解析から、境界領域の有意性が得られた。全体として、これらの結果は、傾向を強く示していると考えられる。
【０１２０】
表５：呼吸補助の期間に対するシトルリンの効果の分割表解析
【表５】
2018519301.tif 000008
【０１２１】
心血管パラメーターは、さらなる洞察を提供する。図１７は、シトルリン患者が、期せずして、特にＩＣＵ入院後１５〜１８時間以降、著しく良好な変力物質スコアを示したことを示す。収縮期血圧は、シトルリン群で、バイパスの中止後２０時間前後から始まる軽度の一過性上昇を示し、一方、拡張期圧は、本質的に、２群間で同一であった（図１８Ａ）。平均動脈圧は、図１８Ｂに示すとおり、シトルリン群で、わずかな一過性上昇を示し、これは収縮期圧の変化を反映するものであった。収縮期血圧上昇及び動脈圧上昇が一過性の性質であったことを考慮すると、収縮期圧の上昇は、変力物質の必要性が予想されるよりも少なくなる可能性を示唆する。
【０１２２】
合計呼吸補助の期間は、先天性心臓外科的修復を複雑にする急性肺高血圧を防ぐためのシトルリン試験の実行可能なエンドポイントであるように見える。血行動態パラメーターに対する有害効果は観察されなかった。
【０１２３】
実施例９
シトルリン配合物
滅菌シトルリンは、最初に、アルギニンの細菌（Streptococcus faecalis）発酵、続いて分離及び抽出段階というプロセスを利用して、非滅菌バルク粉末として製造することができる。次いで、非滅菌バルク粉末を、再構築して、エンドトキシン還元及び滅菌濾過段階を施し、続いて、無菌環境中で、結晶化、乾燥、及び微粒子化を行う。次いで、滅菌バルク粉末を、ガラスバイアルに無菌充填するための「原材料」として使用して、最終製剤を製造する。これは、使用前に、滅菌希釈剤で再構築を行う。
【０１２４】
注射用シトルリンの各滅菌バイアルは、滅菌シトルリン粉末約３００ｍｇを含有することができる。各バイアルは、注射用に滅菌水６ｍＬで再構築を行う（ＵＳＰ）ことができ、これをさらに約５．９ｍＬの塩化ナトリウム０．９％で希釈し（ＵＳＰ）、体積１２ｍＬ及び濃度３００ｍｇ／１２ｍＬ＝２５ｍｇ／１ｍＬに等しくする。例示の患者輸液は、塩化ナトリウム０．９％（ＵＳＰ）に加えて、約２５ｍｇ／ｍＬの濃度で投与することができる。
【０１２５】
実施例１０
先天性心疾患の外科的修復のための心肺バイパス手術（ＣＰＢ）を受けた小児及び乳幼児に対する静脈内Ｌ−シトルリン投与の薬物動態（ＰＫ）及び安全性
多施設、第ＩＢフェーズ単純盲検、無作為化、プラセボ対照試験を行って、先天性心疾患の外科的修復のための心肺バイパス手術（ＣＰＢ）を受けた小児及び乳幼児に対する静脈内Ｌ−シトルリン投与の薬物動態（ＰＫ）及び安全性を調べた。
【０１２６】
この試験の主要な目的は、心房中隔欠損症（ＡＳＤ）及び／又は心室中隔欠損（ＶＳＤ）又は部分型もしくは完全型房室中隔欠損（ＡＶＳＤ）の外科的修復を受けた小児の経過観察中に、手術前後で投与される静脈内（ＩＶ）Ｌ−シトルリン送達の改訂プロトコルが、シトルリンを与えられた群で＞１００μｍｏｌ／Ｌの血漿シトルリンレベルを達成するかどうかを調べること、及びこれをプラセボ群でのシトルリンレベルと比較することであった。
【０１２７】
安全性の目的は、シトルリンの安全性特性をさらに分析することであり、第二の目的は、手術後の臨床予後に対するシトルリンの影響を確立することであった。
【０１２８】
２２人の患者を登録して治療した。患者には、固定用量プロトコルに従って心肺バイパス手術（ＣＰＢ）開始から手術の４８時間後まで又は動脈ラインの除去まで試験薬又はプラセボ輸液を投与した。試験参加は、退院又は２８日目いずれか早い時点で終了した。投薬レジメンは、長期血液濾過を前にして血漿シトルリンレベルを維持するように計画された。
【０１２９】
血漿シトルリン濃度レベルが、主要な薬物動態変数であった；これらを手術前後の７つの時点で収集した血液試料で評価した。第二薬物動態変数は、同一試料セットのアルギニン及び一酸化窒素（ＮＯ）代謝産物の濃度であった。薬物動態（ＰＫ）値を群間で比較した。
【０１３０】
患者は、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）の開始時にボーラス投与量１５０ｍｇ／ｋｇの静脈内シトルリン投与又はプラセボ投与を受け、続いて心肺バイパス手術（ＣＰＢ）中に使用される濾過又は血液濃縮交換液に２００μｍｏｌ／Ｌ濃度のＬ−シトルリン又はプラセボを加えた。シトルリンのボーラス投与量２０ｍｇ／ｋｇを、心肺バイパス手術後カニューレ抜去の３０分後に投与し、直ちに続けてシトルリン又はプラセボの９ｍｇ／ｋｇ／ｈｒ連続輸液を４８時間行った。
【０１３１】
主要安全性評価には、年齢別限度を用いて臨床上意味のある低血圧を同定するための血行動態モニタリングが含まれた。有害事象情報を集め、手術後出血を記録した。
【０１３２】
さらなる安全性、検査、臨床の評価を、ベースラインから退院まで行い、二次臨床変数には以下が含まれた：手術後人工呼吸、全呼吸補助期間、血行動態改善、心エコー図による手術後の肺血管緊張（ＰＶＴ）、血清クレアチニン及び肝臓酵素、変力物質スコア、胸腔チューブ使用期間、集中治療室滞在の長さ、入院の長さ、及び生存率。
【０１３３】
試験結果の分析は、現在、その最終段階にあるが、全ての品質管理が完了したわけではなく、このことは、今後のデータが多少変更される可能性があることを意味する。
【０１３４】
にも関わらず、以下に詳細に示す分析は、以下のとおり、これらパラメーターのそれぞれの期間の長さからなる複合変数を集中治療室の滞在期間の代替として使用することも望ましいと示す。この選好性の理由は、ＩＣＵ滞在の実際の期間が、外来性の変数、例えば、特に時刻及びベッドの利用状況などにより影響される場合があるからである。試験薬を投与された患者は、プラセボを投与された患者よりも短い機械式人工呼吸及び変力物質治療の複合期間を示した。すなわち、複合代替マーカー変数により査定した場合、試験薬を投与された患者は、プラセボを投与された患者よりも早く、ＩＣＵから退院できるようになった。改訂投薬プロトコルは、以下で図１９に示すとおり、目的レベルである１００μｍｏｌ／Ｌを一貫して超える血漿シトルリンレベルを達成した。シトルリンを投与された患者は、図２０に示すとおり、機械式人工呼吸の期間の縮小を示した。
【０１３５】
機械式人工呼吸に関して、施設間で幾つかの違いが診察中に指摘された。１つの施設は、手術室で患者から抜管するが、その患者の抜管時刻を記録しない傾向にあった。分析目的で、そのような患者については、手術後機械式人工呼吸の期間は、ゼロに設定した。これらの患者を治療で層別化した場合に、プラセボ群では患者６人のうち２人（３３％）だけであったのに対して、静脈内Ｌ−シトルリン投与された患者６人全員（１００％）が、手術室で抜管されていたことが示された。
【０１３６】
機械式人工呼吸の時間の長さと同様に、変力物質治療の期間も、図２１に示すとおり、２つの治療群間で顕著な差を示した。
【０１３７】
図２１では、データは、変力物質の使用開始時から終了時までの時間として定義される。最初にスコアが測定される前の合計変力物質スコアがない又は０であるものは全て、０に設定し、したがって、変力物質治療中とはみなされない。合計変力物質スコアを考慮するが、これはドーパミン、ドブタミン、ミルリノン、エピネフリン、フェニレフリン、及びノルエピネフリンに基づいて計算される。変力物質を使用しない患者の変力物質使用時間の長さは、０時間に設定する（打切らず）。
【０１３８】
既に述べたとおり、機械式人工呼吸及び変力物質治療の中止は、集中治療室から退院する準備ができたかどうかを決定する２つの主要要因である。この２つのパラメーター（機械式人工呼吸又は変力物質治療の期間）の長いほうを含む複合変数（各患者について）は、集中治療室滞在期間の有効かつ正確な代替として機能し得る。図２２は、シトルリン群とプラセボ群を比較した場合の、複合変数の違いを示す。試験薬を投与された患者は、プラセボを投与された患者よりも短い機械式人工呼吸及び変力物質治療の複合期間を示した。すなわち、複合代替マーカー変数により査定した場合、試験薬を投与された患者は、プラセボを投与された患者よりも早く、小児集中治療室（ＰＩＣＵ）から退院できるようになった。機械式人工呼吸時間の短縮は、ＰＩＣＵ滞在時間の短縮が示されるだけでなく、身体的損傷の追加リスクを低下させる。
【０１３９】
この試験は、目的血漿シトルリンレベルを達成しただけでなく、統計上有意及びほぼ有意な結果ももたらし、これらの結果は、２２人の患者からなる小さな群での、治療群と対照群の間の機械式人工呼吸及び変力物質治療の期間におけるシトルリン治療に依存した差を実証する。
【０１４０】
手術後侵襲的機械式人工呼吸の期間は、心肺バイパス手術から分離されてから気管内抜管までの時間数として出てくる。患者が抜管後２４時間以内に再挿管を必要とした場合、再挿管時間を主分析に加えた。第二分析では、再挿管時間を含めなかった。
【０１４１】
再挿管時間を含めると、侵襲的機械式人工呼吸の平均期間は、シトルリン治療群よりもプラセボ群のほうが明らかに長く、シトルリン治療患者が平均で５時間の侵襲的人工呼吸しか必要としなかったのに対して、プラセボ治療患者は３７時間必要とした（表８）。この差は、ＡＮＯＶＡ検定では統計上有意とはならなかったが、それはプラセボ群での期間の多様性が大きいことによる可能性が最も高い。しかしながら、再挿管時間を排除した場合、それでも群間の差は著しく、ＡＮＯＶＡで統計上有意となった（ｐ＝０．０３１７）。両分析での統計上有意性は、ウィルコクソンの順位和検定により示された。
【０１４２】
陽圧人工呼吸及び変力物質治療の中止は、集中治療室から退院する準備の２つの主要決定要因である。合わせると、陽圧換気補助の又は変力物質治療の期間の長さからなる複合変数として、それらは、集中治療室滞在期間の有効な代替として機能し得る。この後者の変数は、利用可能なベッドの不足など、交絡因子により偶発的に長くなる可能性がある。
【０１４３】
以上をまとめると、本研究のデータは、その投与された投薬計画が薬物動態エンドポイントを達成したことを示す。さらに、本研究の試料規模が非常に小さいにも関わらず、本研究は、治療群と対照群の間で機械式人工呼吸及び変力物質治療の期間についてＬ−シトルリンを支持する明らかな治療依存性の差を実証した。複合変数にまとめることで、この結果は、集中治療室から退院する時間についてシトルリンの臨床上有意義な治療効果を示す。すなわち、本研究の結果は、静脈内シトルリン治療が、心肺バイパス手術誘導型肺損傷の臨床上続発症の予防に有益な役割を果たし得ることを示す。
【０１４４】
本発明は、上記の好ましい実施形態に関して記載されてきたが、本発明は、それにより制限されることはなく、以下の特許請求の範囲によってのみ制限される。
【図１】
2018519301.tif 000009
【図２】
2018519301.tif 000010
【図３】
2018519301.tif 000011
【図４】
2018519301.tif 000012
【図５】
2018519301.tif 000013
【図６Ａ】
2018519301.tif 000014
【図６Ｂ】
2018519301.tif 000015
【図７】
2018519301.tif 000016
【図８】
2018519301.tif 000017
【図９】
2018519301.tif 000018
【図１０】
2018519301.tif 000019
【図１１Ａ】
2018519301.tif 000020
【図１１Ｂ】
2018519301.tif 000021
【図１２】
2018519301.tif 000022
【図１３】
2018519301.tif 000023
【図１４Ａ】
2018519301.tif 000024
【図１４Ｂ】
2018519301.tif 000025
【図１５】
2018519301.tif 000026
【図１６】
2018519301.tif 000027
【図１７】
2018519301.tif 000028
【図１８Ａ】
2018519301.tif 000029
【図１８Ｂ】
2018519301.tif 000030
【図１９】
2018519301.tif 000031
【図２０】
2018519301.tif 000032
【図２１】
2018519301.tif 000033
【図２２】
2018519301.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月26日(2018.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓欠損のための手術を受けた患者の肺血管緊張の維持に使用するための組成物であって：
（ａ）この手術開始時に、この患者に投与する段階；
（ｂ）この手術中に、この患者に投与する段階；及び
（ｃ）この手術後に、この患者に輸液する段階、
のために処方されたシトルリンから成る組成物。
【請求項２】
前記心臓欠損が、過剰な肺血流を伴う請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記心臓欠損が、心房中隔欠損症、大動脈の中隔欠損症、心室中隔欠損症、巨大非拘束型の心室中隔欠損症（ＶＳＤ）から成る群から選択される請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記心臓欠損が、単心室病変である請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記単心室病変が、グレン及びフォンタン手術により修復される請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記手術が、大血管転換手術である請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
前記手術が、心肺バイパス手術である請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記心肺バイパス手術が、部分型又は完全型房室中隔欠損（ＡＶＳＤ）又は一次孔欠損型心房中隔欠損症（ｐｒｉｍｕｍ  ＡＳＤ）を修復するためのものである請求項７に記載の組成物。
【請求項９】
前記手術開始時のシトルリンのボーラス投与量が、１００〜３００ｍｇ／ｋｇ又は１５０ｍｇ／ｋｇである請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
前記手術中に投与される前記シトルリンが、濾過液に加えられる請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
前記手術中に投与される前記シトルリンが、血液濃縮交換液に加えられる請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
前記シトルリンが、１００〜３００μｍｏｌ／Ｌ又は２００μｍｏｌ／Ｌで加えられる請求項１０又は１１に記載の組成物。
【請求項１３】
シトルリンのボーラス投与量が、前記手術から１５〜４５分後又は前記手術から３０分後に投与される請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１４】
前記シトルリンのボーラス投与量が、２０ｍｇ／ｋｇである請求項１３に記載の組成物。
【請求項１５】
シトルリンのボーラス投与量が、心肺バイパス手術（ＣＰＢ）カニューレ抜去から３０分後に投与される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１６】
手術後、シトルリンを４８時間、患者に輸液する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１７】
前記輸液が、９ｍｇ／ｋｇ／時間である請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
シトルリンが、静脈内投与される請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１９】
シトルリンが、手術前後に投与される請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２０】
シトルリンのボーラス投与量が、前記外科手術の開始時に投与される請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２１】
前記シトルリンのボーラス投与量が、１５０ｍｇ／ｋｇである請求項２０に記載の組成物。
【請求項２２】
前記シトルリンが、前記手術中に使用される前記濾過及び血液濃縮液に２００μｍｏｌ／Ｌで加えられる請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２３】
２０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量が、心肺バイパス手術からカニューレ抜去後に投与される請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２４】
心肺バイパス手術からカニューレ抜去後、シトルリンの９ｍｇ／ｋｇ／時間での連続輸液が、４８時間、投与される請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２５】
１５０ｍｇ／ｋｇのシトルリンのボーラス投与量が、前記手術開始時に投与され、続いて手術から４時間後に９ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリン連続輸液が行われる請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２６】
前記患者が、ＣＰＳＩ遺伝子について、ＣＣ、ＡＣ、ＡＡ、又はそれらの組み合わせのＴ１４０５Ｎ遺伝子型を有する請求項１〜２５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２７】
前記患者が、ＣＰＳＩ遺伝子について、ＣＣのＴ１４０５Ｎ遺伝子型を有する請求項１〜２５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２８】
前記患者の血漿シトルリンレベルが、３７μｍｏｌ／Ｌに上昇又は１００μｍｏｌ／Ｌより高い請求項１〜２７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項２９】
前記患者の血漿シトルリンレベルが、手術後、１００μｍｏｌ／Ｌに上昇又は
１００〜２００μｍｏｌ／Ｌに上昇している請求項１〜２８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項３０】
前記患者の血漿シトルリンレベルが、手術後、最長４８時間まで上昇する請求項１〜２８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項３１】
前記患者の年齢が、６歳未満である又は生後１０日未満である請求項１〜３０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項３２】
前記患者に、新生児遷延性肺高血圧症（ＰＰＨＮ）のリスクがある又は急性肺損傷のリスクがある請求項１〜３１のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項３３】
心臓欠損のための手術を受けた患者の肺血管緊張の維持に使用するための組成物であって：
（ａ）この手術開始時に、この患者に１５０ｍｇ／ｋｇのシトルリンを投与する段階；
（ｂ）この手術中使用される濾過及び血液濃縮液にシトルリンを２００μｍｏｌ／Ｌ含ませて、この患者にシトルリンを投与する段階；及び
（ｃ）この手術後４〜４８時間に、この患者に９ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリンを輸液する段階、
のために処方されたシトルリンから成る組成物。
【請求項３４】
心臓欠損のための手術を受けた患者の血漿シトルリンレベルを維持するための組成物であって：
（ａ）この手術開始時に、この患者に１５０ｍｇ／ｋｇのシトルリンを投与する段階；
（ｂ）この手術中使用される濾過及び血液濃縮液にシトルリンを２００μｍｏｌ／Ｌ含ませて、この患者にシトルリンを投与する段階；及び
（ｃ）この手術後４〜４８時間に、この患者に９ｍｇ／ｋｇ／時間のシトルリンを輸液する段階、
のために処方されたシトルリンから成る組成物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
結果
試験過程の初期に、２カ所の参加施設のうち１カ所が、定常的に、手術室で、心肺バイパス手術後直ちに、全ての患者から抜管していたことがわかった。このため、機械式人工呼吸の期間をエンドポイントとして使用することから除外した。そのかわり、全ての形態の換気補助の期間を可能なエンドポイントとして使用する事後分析を適用した。図１６は、プラセボ対照群が人工呼吸器時間のおおまかな二峰型分布を有することを示し、小児の中には、長期間呼吸補助を受けたままのものがいた。対照的に、シトルリン治療された小児は、１つの異常値を除いて、単峰型分布を示し、呼吸補助の期間も減少した。図１５を参照されたい。プラセボ群とシトルリン群との間の差は、有意とはならなかったが、サタスウェイト検定を適用した場合、傾向を強く示した。対照的に、表５に示す分割表解析から、境界領域の有意性が得られた。全体として、これらの結果は、傾向を強く示していると考えられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
再挿管時間を含めると、侵襲的機械式人工呼吸の平均期間は、シトルリン治療群よりもプラセボ群のほうが明らかに長く、シトルリン治療患者が平均で５時間の侵襲的人工呼吸しか必要としなかったのに対して、プラセボ治療患者は３７時間必要とした。この差は、ＡＮＯＶＡ検定では統計上有意とはならなかったが、それはプラセボ群での期間の多様性が大きいことによる可能性が最も高い。しかしながら、再挿管時間を排除した場合、それでも群間の差は著しく、ＡＮＯＶＡで統計上有意となった（ｐ＝０．０３１７）。両分析での統計上有意性は、ウィルコクソンの順位和検定により示された。図２０〜２２を参照されたい。
【国際調査報告】
2018519301.tif 000035
2018519301.tif 000036