ВНУТРИВЕННОЕ ВВЕДЕНИЕ ЦИТРУЛЛИНА ВО ВРЕМЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА
INTRAVENOUS INTRODUCTION OF CITRULLINE DURING SURGICAL INTERVENTION

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ПАТЕНТНЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Настоящая патентная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/186085, поданной июня 29, 2015, содержание которой полностью включено в настоящий документ.
Область техники
[0002] Настоящее изобретение относится в общем к области техники поддержания сосудистого тонуса легких у пациентов во время и после хирургического вмешательства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Оксид азота
[0003] Эндогенный оксид азота (NO) играет роль в регуляции сосудистого тонуса легких. Nelin, et al. Pediatr Res (1994) 35: 20-24; Lipsitz, et al. J Pediatr Surg (1996) 31: 137-140. Оксид азота синтезируется разными изоформами фермента синтазы оксида азота (NOS). Эндотелиальная NOS (eNOS) представляет собой конститутивный фермент, отвечающий за кальций-кальмодулин-зависимое продуцирование базовых уровней NO. Индуцируемая NOS (iNOS) катализирует кальций-независимое продуцирование значительных количеств NO в ответ на определенные цитокины и воспалительные стимулы. Третья форма NOS представлена нейронной NOS (nNOS), которая служит в качестве нейротрансмиттера как в центральной, так и в периферической нервной системе. Эндотелиальные клетки генерируют эндогенный NO из аргинина. Palmer, et al. Biochem Biophys Res Commun (1988) 153: 1251-6; Moncada, et al. N Engl J Med (1993) 329: 2002-12.
[0004] Цикл мочевины в печени играет роль в продуцировании двух предшественников оксида азота: аргинина и цитруллина. Pearson, et al. New England Journal of Medicine (2001) 344: 1832-1838. На первых двух этапах цикла мочевины в печени, осуществляемых карбамоилфосфатсинтетазой I (КФС-I) и орнитинтранскарбамилазой (ОТК), продуцируется цитруллин. Указанные два фермента локализованы в митохондриях печени и пищеварительного тракта, а остальные компоненты пути распределены по организму, в том числе в эндотелии легочных сосудов. Summar J Inher Metab Dis (1988) 21(S1): 30-39. Цитруллин, аминокислота, представляет собой первый промежуточный продукт цикла мочевины. После транспортирования цитруллина внутрь клеток посредством селективного мембранного транспортера он быстро преобразуется в аргинин ферментами аргининосукцинатсинтетазой (АСС) и аргининосукцинатлиазой (АСЛ).
[0005] После ограничивающей скорость реакции, катализируемой КФС-I, в образовании аргинина принимают участие три других фермента цикла мочевины (фиг. 1). На следующем этапе цикла мочевины орнитинтранскарбамилаза (ОТК) комбинирует карбамоилфосфат и орнитин с образованием цитруллина. Цитруллин транспортируется из митохондрий в цитоплазму. Аргининосукцинатсинтетаза (АСС) представляет собой первый из ферментов цитоплазматического цикла мочевины и комбинирует цитруллин с аспартатом с образованием аргининосукцината. См. фиг. 1. Аргининосукцинатлиаза (АСЛ) отщепляет фумарат от аргининосукцината с образованием аргинина. См. фиг. 1.
Цитруллин и цикл мочевины
[0006] Ферменты цикла мочевины синтетаза аргинин-янтарной кислоты (АСС) и лиаза аргинин-янтарной кислоты (АСЛ) участвуют в пути регенерации NO в эндотелиальных тканях (фиг. 1). Поступление субстрата для указанного NO-пути обеспечивается за счет продуцирования цитруллина в рамках нормальной функции цикла мочевины.
[0007] Аргинин представляет собой основную аминокислоту, синтезируемую в основном в цикле мочевины (фиг. 1). Внутриклеточные концентрации аргинина многократно превышают циркулирующие концентрации в плазме, однако функция NOS предположительно регулируется концентрациями аргинина в плазме. Текущая теория предполагает, что указанное явление обусловлено внутриклеточной колокализацией аргининового транспортера, CAT-1 и eNOS в плазматической мембране. Захваченный CAT-1 аргинин плазмы прямо направляется в путь синтеза NO посредством eNOS, тогда как внутриклеточные запасы аргинина компартментализированы отдельно и недоступны. Как аргинин, так и цитруллин может вводиться перорально, однако в пищеварительном тракте имеется частично интактный цикл мочевины, и аргиназа преобразует значительную часть поступающего с пищей аргинина в мочевину. У здоровых волонтеров пероральный прием L-цитруллина увеличивает концентрации циркулирующего аргинина в большей степени, чем пероральный прием аргинина.
[0008] КФС-I (карбамоилфосфатсинтетаза I) человека представляет собой ограничивающий скорость фермент, катализирующий первый детерминированный этап выработки мочевины в цикле мочевины в печени (фиг. 1). Указанный цикл включает систему удаления из организма отходов азота, продуцируемых в результате метаболизма эндогенного и экзогенного белка. КФС-I является в высокой степени тканеспецифическим, с локализацией функции и продуцирования в печени и кишечнике. Продукт ядерного гена, КФС-I, синтезируется в цитоплазме и транспортируется в митохондрии, где расщепляется с образованием зрелой мономерной формы размером 160 кДа. Указанный фермент комбинирует аммиак и бикарбонат с образованием карбамоилфосфата с расходом 2 АТФ и необходимым кофактором н-ацетил-глутаматом (НАГ). Rubio, et al. Biochemistry (1981) 20: 1969-1974; Rubio, et al. Biochemica Biophysica Acta (1981) 659: 150-160. Зрелый КФС-I по природе является модульным, содержит 2 главные области. Особенное внимание стоит обратить на связывающий кофактор НАГ домен рядом с карбокси-концом фермента. Без связывания НАГ указанный фермент остается инертным, что приводит к гипераммониемии и отсутствию продуцирования цитруллина.
[0009] Свыше 60 мутаций КФС-I приводят к разрушению функции фермента. Summar J Inher Metab Dis (1988) 21(S1): 30-39. Общий полиморфизм располагается рядом с 3'-концом мРНК КФС-I (гетерозиготность 45%). При анализе последовательности указанного изменения обнаруживается трансверсия C в A по основанию 4332, изменяющая триплетный код с ACC на AAC. Это приводит к замене аспарагином треонина в положении аминокислоты 1405 (называемой T1405N). Генотип T1405N ассоциирован с легочной гипертензией, риском повышенного сосудистого тонуса легких у детей раннего возраста и более старших детей, которым проводят коррекцию врожденных пороков сердца, и персистирующей легочной гипертензии у новорожденных (ПЛГН). Pearson, et al. N Engl J Med (2001) 344(24): 1832-8; Canter, et al. Mitochondrion (2007) 7(3): 204-10.
[0010] При исследовании значений для аргинина и цитруллина в отношении аллелей T1405N у детей раннего возраста с генотипом CC наблюдались более низкие средние уровни аргинина и цитруллина, чем у детей раннего возраста с генотипом AA. Только значения для аргинина достигали статистической значимости, при p-значении, составляющем 0,011. У гетерозиготных детей раннего возраста (генотип AC) наблюдались промежуточные уровни продуцирования аргинина и цитруллина, которые статистически не отличались от уровней любой из гомозиготных групп. См. фиг. 2
[0011] КФС-I является ограничивающим скорость этапом цикла мочевины, однако полиморфизмы других ферментов цикла мочевины могут также влиять на производительность цикла мочевины и доступность аргинина. Например, полиморфизмы ферментов ОТК, АСС, АСЛ и eNOS, как по отдельности, так и в комбинации с T1405N КФС-I могут оказывать эффект на послеоперационный сосудистый тонус легких у детей раннего возраста и более старших детей, которым проводят хирургическое вмешательство в связи с врожденным пороком сердца.
[0012] Генотип T1405N КФС-I влияет на послеоперационные последствия для легких, такие как тяжелая легочная гипертензия, продолжительность механической вентиляции и продолжительность нахождения в ОИТ. Соответственно, восполнение уровней циркулирующего цитруллина в соответствии со способами, описанными в настоящем документе, как ожидается, может улучшать послеоперационные последствия для легких у пациентов с генотипом T1405N КФС-I, которым проводится хирургическое вмешательство на сердце, за счет поддержания послеоперационного сосудистого тонуса легких.
Сосудистый тонус легких
[0013] Увеличенный послеоперационный сосудистый тонус легких (СТЛ) представляет собой увеличение сокращений гладких мышц в стенках сосудов. Увеличенный СТЛ представляет собой общее осложнение после устранения различных врожденных пороков сердца. Steinhorn, et al. Artificial Organs (1999) 23: 970-974; Schulze-Neick, et al. J Thorac Cardiovasc Surg (2001) 121: 1033-1039. Считается, что патофизиология увеличенного послеоперационного СТЛ вовлечена в дисфункцию легочных сосудистых эндотелиальных клеток. Steinhorn, et al. Artificial Organs (1999) 23: 970-974. Был проведен ограниченный ряд исследований эффектов, оказываемых сердечно-легочным шунтированием (СЛШ) на функцию эндотелия легких. В исследовании с 10 детьми раннего возраста, которым проводили СЛШ для устранения врожденных пороков, восполнение предшественника NO, аргинина, обеспечивало смягчение дисфункции эндотелия легких. Schulze-Neick, et al. Circulation (1999) 100: 749-755. В исследованиях на животных продуцирование эндотелиальными клетками NO снижается после сердечно-легочного шунтирования, однако остается основным контролирующим фактором в отношении легочного вазомоторного тонуса. Kirshbom, et al. J thorac Cardiovasc Surg (1996) 111: 1248-1256.
[0014] Увеличенный сосудистый тонус легких (например, избыточное сокращение) ассоциирован с неудовлетворительными исходами специфических хирургических процедур на сердце для устранения врожденных пороков сердца. 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 Surgery 1997; 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. До некоторой степени тип порока сердца определяет риск увеличенного сосудистого тонуса легких.
[0015] Устранение ДПЖП и ДМЖП: У подверженных максимальному риску послеоперационной легочной гипертензии пациентов имеются пороки сердца, ассоциированные с избыточным легочным кровотоком, такие как дефект предсердно-желудочковой перегородки (ДПЖП) или большой неограниченный дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП). Продолжительный избыточный легочный кровоток может вызывать гипертрофию и гиперреактивность гладких мышц сосудов легких. До операции у указанных пациентов часто наблюдается застойная сердечная недостаточность и неудовлетворительное увеличение массы тела. Проведение хирургического устранения порока планируют в максимально ранние возможные для новорожденных сроки для уменьшения указанных послеоперационных осложнений.
[0016] Двунаправленная процедура Гленна и модифицированная процедура Фонтена: Пациентам с поражениями одного желудочка требуются хирургические процедуры, успешность которых зависит от поддержания низкого послеоперационного сосудистого тонуса легких. При многоэтапной коррекции поражения одного желудочка требуется серия из трех хирургических процедур, направленных на разделение легочного и системного кровотока. Первая из указанных процедур, которую часто проводят в неонатальный период, представляет собой шунт Блелока-Тауссиг для пациентов с гипопластическим правым желудочком или процедуру Норвуда I для пациентов с симптомом гипоплазии левых отделов сердца. Второе хирургическое вмешательство представляет собой двунаправленное шунтирование Гленна, при котором поток из верхней полой вены (ВПВ) отводится непосредственно в легочную артерию. Третья и последняя стадия представляет собой модифицированную процедуру Фонтена, при которой поток из нижней полой вены (НПВ) отводится непосредственно в легочную артерию, с завершением таким образом разделения легочного и системного кровотока. При процедурах Гленна и Фонтена легочный кровоток является полностью пассивным и основан на адекватном градиенте давления между венозной системой (давлением ВПВ и НПВ) и давлением легочной артерии (ЛА). Любое повышение сосудистого тонуса легких в период непосредственно после операции может приводить к уменьшению легочного кровотока и последующего падения сердечного выброса. В более долгосрочной перспективе повышенный сосудистый тонус легких после указанных процедур может приводить к персистирующему плевральному выпоту, необходимости продолжительного использования плевральных или средостенных дренажных трубок, продолжительной вентиляции и продолжительного нахождения в ОИТ. 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] Процедура артериального переключения: Транспозиция магистральных артерий (ТМС) представляет собой комплексное поражение сердца, требующее непосредственной хирургической коррекции в неонатальном периоде. При выборе времени проведения процедуры артериального переключения для коррекции ТМС, в частности, учитываются проблемы с сосудистым тонусом легких. 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. Часто хирургическое вмешательство не проводят до достижения возраста 5-7 дней, пока перинатальный сосудистый тонус легких частично не снижается. Поскольку правый желудочек является системным желудочком до хирургической коррекции, послеоперационное повышение легочного сосудистого сопротивления обычно переносится хорошо, и легочное артериальное давление обычно не измеряют. Однако в том случае, если послеоперационный сосудистый тонус легких повышается, это может частично объяснять, почему у некоторых детей раннего возраста при благоприятной анатомии и коротком времени отключения, тем не менее, наблюдаются осложнения в послеоперационном периоде.
[0018] Сосудистый тонус легких может представлять собой важную периоперационную проблему, даже у пациентов, не подверженных риску легочной артериальной гипертензии. Протоколы поддержания послеоперационного сосудистого тонуса легких (т.е. уменьшения или устранения какого-либо увеличения СТЛ) может способствовать уменьшению необходимости продолжительной механической вентиляции, нахождения в ОИТ и госпитализации. Соответственно, в данной области техники существует потребность в более эффективной системе поддержания сосудистого тонуса легких у пациента во время хирургического вмешательства и после операции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019] В настоящем изобретении предложен способ поддержания сосудистого тонуса легких у пациента, подвергающегося хирургическому вмешательству в связи с пороком сердца, причем указанный способ включает три этапа, заключающиеся во (a) введении цитруллина указанному пациенту в начале хирургического вмешательства; (b) введении цитруллина указанному пациенту во время хирургического вмешательства; и (c) инфузии цитруллина указанному пациенту после хирургического вмешательства. Указанный способ, в частности, является благоприятным при пороке сердца, ассоциированном с избыточным легочным кровотоком, и/или в том случае, когда хирургическое вмешательство требует сердечно-легочного шунтирования. Указанный способ может применяться в тех случаях, когда указанный порок сердца представляет собой дефект межпредсердной перегородки, в частности, когда дефект межпредсердной перегородки представляет собой большой дефект межпредсердной перегородки. Указанный способ может применяться в тех случаях, когда указанный порок сердца представляет собой дефект межжелудочковой перегородки, в частности, когда указанный дефект межжелудочковой перегородки представляет собой большой неограниченный порок межжелудочковой перегородки. Указанный способ может применяться в тех случаях, когда указанный порок сердца представляет собой поражение одного желудочка, такое как поражение одного желудочка, устраняемое посредством процедур Гленна и Фонтена. Указанный способ может применяться в тех случаях, когда указанное хирургическое вмешательство представляет собой процедуру артериального переключения.
[0020] Согласно многим вариантам реализации предложенного в настоящем изобретении способа болюсное введение цитруллина в начале хирургического вмешательства осуществляют в дозировке, составляющей приблизительно 100-300 мг/кг цитруллина, предпочтительно приблизительно 150 мг/кг цитруллина. Согласно многим вариантам реализации предложенного в настоящем изобретении способа цитруллин, который вводится во время хирургического вмешательства, добавляют к фильтрату; согласно некоторым предпочтительным вариантам реализации цитруллин, который вводится во время хирургического вмешательства, добавляют в жидкость для коррекции гемоконцентрации. Цитруллин, который добавляют во время хирургического вмешательства, может быть добавлен в дозировке, составляющей приблизительно 100-300 мкмоль/л; предпочтительно, цитруллин добавляют в дозировке, составляющей приблизительно 200 мкмоль/л. Согласно многим вариантам реализации предложенного в настоящем изобретении способа болюсное введение цитруллина также осуществляют приблизительно через 15-45 минут после хирургического вмешательства, предпочтительно приблизительно через 30 минут после хирургического вмешательства. Согласно конкретным вариантам реализации предложенного в настоящем изобретении способа болюсное введение цитруллина может осуществляться приблизительно через 30 минут после деканюляции при сердечно-легочном шунтировании (СЛШ). Согласно любым из указанных вариантов реализации после хирургического вмешательства болюсное введение цитруллина может осуществляться в дозировке, составляющей приблизительно 20 мг цитруллина на кг. При инфузии цитруллина указанному пациенту после хирургического вмешательства в соответствии с различными вариантами реализации настоящего изобретения цитруллин может быть инфузирован пациенту в течение приблизительно 48 часов. Согласно многим вариантам реализации скорость инфузии составляет приблизительно 9 мг/кг/ч.
[0021] Предложенный в настоящем изобретении способ предусматривает периоперационное введение цитруллина, и, как правило, цитруллин вводят внутривенно. Согласно большинству вариантов реализации настоящего изобретения хирургический уровень цитруллина в плазме пациента поддерживают на уровне, превышающем 30 мкмоль/л. Предпочтительно, повышение уровня цитруллина в плазме пациента составляет более чем приблизительно 37 мкмоль/л; более предпочтительно, повышение уровня цитруллина в плазме пациента составляет более чем приблизительно 100 мкмоль/л. Согласно конкретным вариантам реализации повышение уровня цитруллина в плазме пациента составляет более чем приблизительно 100 мкмоль/л после операции; предпочтительно, уровень цитруллина в плазме пациента повышается приблизительно до 100-200 мкмоль/л после операции, и уровень цитруллина в плазме пациента может быть повышен на протяжении периода до 48 часов после операции.
[0022] Возраст хирургических пациентов, получающих лечение в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, может составлять менее чем приблизительно 6 лет; возраст может составлять даже менее чем приблизительно 10 дней. Согласно конкретным вариантам реализации пациент, получающий лечение в соответствии с настоящим изобретением, подвержен риску персистирующей легочной гипертензии новорожденных (ПЛГН).
[0023] Согласно конкретному варианту реализации настоящего изобретения предложен способ поддержания сосудистого тонуса легких у пациента, подвергающегося хирургическому вмешательству в связи с пороком сердца, включающий: (a) введение приблизительно 150 мг/кг цитруллина указанному пациенту в начале хирургического вмешательства; (b) введение цитруллина указанному пациенту в дозировке 200 мкмоль/л, путем добавления к фильтрационной жидкости и жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемым во время хирургического вмешательства; и (c) инфузию цитруллина со скоростью 9 мг/кг/ч указанному пациенту после хирургического вмешательства в течение приблизительно 4-48 часов. Согласно альтернативному варианту реализации настоящего изобретения предложен способ поддержания уровней цитруллина в плазме у пациента, подвергающегося хирургическому вмешательству в связи с пороком сердца, включающий: (a) введение приблизительно 150 мг/кг цитруллина указанному пациенту в начале хирургического вмешательства; (b) введение цитруллина указанному пациенту в дозировке приблизительно 200 мкмоль/л, путем добавления к фильтрационной жидкости и жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемым во время хирургического вмешательства; и (c) инфузию указанному пациенту цитруллина со скоростью, составляющей приблизительно 9 мг/кг/ч, после хирургического вмешательства в течение приблизительно 4-48 часов.
Краткое описание чертежей
[0024] На фиг. 1 показан цикл мочевины в печени.
[0025] На фиг. 2 показан эффект генотипа с полиморфизмами КФС-I (CC, AC и AA) на уровни аргинина и цитруллина в плазме. Указанные полиморфизмы КФС-I приводят к генотипу T1405N.
[0026] На фиг. 3 приведена блок-схема примера протокола поддержания послеоперационного сосудистого тонуса легких при хирургическом вмешательстве на сердце.
[0027] На фиг. 4 показано снижение уровней NO и предшественников NO, аргинина и цитруллина, у пациентов с персистирующей легочной гипертензией новорожденных (ПЛГН).
[0028] На фиг. 5 показано снижение уровней аргинина в плазме при сердечно-легочном шунтировании (СЛ-шунт).
[0029] На фиг. 6A-B показано снижение уровней цитруллин плазме и сыворотке при сердечно-легочном шунтировании.
[0030] На фиг. 7 показано снижение уровней оксида азота (NO) в плазме при сердечно-легочном шунтировании.
[0031] На фиг. 8 показано снижение уровней аргинина у пациентов при увеличенном сосудистом тонусе легких и без увеличенного сосудистого тонуса легких (СТЛ- и СТЛ+) до операции, после операции, и через 12, 24 и 48 часов после операции.
[0032] На фиг. 9A-C приведены уровни цитруллина в плазме у пациентов при болюсном введении и без болюсного введения цитруллина. Указанные пациенты получали дозу цитруллина (50, 100 или 150 мг/кг) до операции и после операции.
[0033] На фиг. 10 приведены модель ФК и показатели ФК.
[0034] На фиг. 11A приведены значения среднего для уровней цитруллина у детей раннего возраста при внутривенном введении и без внутривенного введения цитруллина («цитруллин в/в») на протяжении 60 часов.
[0035] На фиг. 11B приведены значения среднего для уровней аргинина у детей раннего возраста при внутривенном введении и без внутривенного введения цитруллина («цитруллин в/в») на протяжении 60 часов.
[0036] На фиг. 12 приведены уровни цитруллина в плазме у пациентов, которым вводили дозу цитруллина (50, 100 или 150 мг/кг) после операции на протяжении 12 часов.
[0037] На фиг. 13 приведены уровни цитруллина в плазме у пациентов, которым вводили дозу цитруллина (50, 100 или 150 мг/кг) после операции в комбинации с внутривенной инфузией цитруллина (9 мг/кг/ч) на протяжении 16 часов.
[0038] На фиг. 14A приведены значения среднего для уровней цитруллина у детей раннего возраста на протяжении 60 часов.
[0039] На фиг. 14B приведены индивидуальные уровни цитруллина для девяти детей раннего возраста на протяжении 60 часов.
[0040] На фиг. 15 приведена продолжительность послеоперационной вентиляции при введении разных доз цитруллина.
[0041] На фиг. 16 показан эффект цитруллина на респираторный исход при хирургической коррекции врожденных пороков сердца.
[0042] На фиг. 17 приведены значения среднего для инотропных показателей у пациентов, получающих лечение цитруллином (цитруллин) в сравнении с пациентами, не получавшими цитруллин (плацебо).
[0043] На фиг. 18A приведены значения систолического и диастолического давления крови у пациентов, получающих цитруллин (цитруллин) в сравнении с пациентами, не получающими цитруллин (плацебо). Значимые изменения систолического и диастолического давления крови пациентов, получающих цитруллин, отсутствуют.
[0044] На фиг. 18B приведены значения среднего для артериального давления пациентов, получающих цитруллин (цитруллин) в сравнении с пациентами, не получающими цитруллин (плацебо). Значимые изменения значений среднего для артериального давления пациентов, получающих цитруллин, отсутствуют.
[0045] На фиг. 19 приведены медианные уровни цитруллина в плазме у пациентов, получающих болюсное введение цитруллина дооперационно, периоперационно и послеоперационно.
[0046] На фиг. 20 приведен анализ выживания Каплана-Майера для продолжительности инвазивной механической вентиляции с момента окончания хирургического вмешательства до последней экстубации. (За исключением реинтубации: цензурированные данные). У пациентов, получающих цитруллин, наблюдалось снижение продолжительности механической вентиляции. Различия для механической вентиляции были статистически значимыми согласно критерию суммы рангов Уилкоксона (p=0,0222) и t-тесту ANOVA (p=0,0317).
[0047] На фиг. 21 приведен анализ выживания Каплана-Майера продолжительности введения инотропов. Однофакторный анализ (p-значение): критерий суммы рангов Уилкоксона (0,0727); T-тест (0,097).
[0048] На фиг. 22 показан анализ выживания Каплана-Майера продолжительности введения инотропов. Однофакторный анализ (p-значение): критерий суммы рангов Уилкоксона (0,0727); T-тест (0,0987).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
[0049] Согласно настоящему изобретению предложен способ поддержания сосудистого тонуса легких (например, избегания избыточного СТЛ) во время хирургического вмешательства и после операции путем поддержания уровней цитруллина в плазме. Продолжительное сохранение периоперационных уровней цитруллина в плазме, превышающих 100 мкмоль/л, на протяжении периода до 48 часов после операции, может быть достигнуто посредством способов, описанных в настоящем документе. Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что внутривенное периоперационное восполняющее введение цитруллина увеличивает послеоперационные уровни в плазме аргинина и метаболита оксида азота (NO) и предотвращает увеличение послеоперационного сосудистого тонуса легких, что приводит к уменьшению продолжительности послеоперационной инвазивной механической вентиляции. Кроме того, авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что продолжительное сохранение периоперационных уровней цитруллина в плазме, составляющих по меньшей мере 100 мкмоль/л на протяжении периода до 48 часов после операции уменьшает или предотвращает послеоперационное повышение сосудистого тонуса легких и сокращает продолжительность послеоперационной механической вентиляции. Улучшение послеоперационного легочного тонуса у пациента уменьшает стоимость и освобождает персонал и оборудование для других применений.
[0050] В способах, описанных в настоящем документе, может применяться внутривенное введение L-цитруллина для предотвращения клинических последствий острого повреждения легких, индуцированного сердечно-легочным шунтированием (СЛШ) у педиатрических пациентов, которым проводят хирургическое вмешательство в связи врожденными пороками сердца. Сердечно-легочное шунтирование вызывает системную воспалительную реакцию, клинически характеризующуюся острой недостаточностью сердечно-сосудистой и легочной функции. Apostolakis et al. (2010) Journal of Cardiac Sugery 25(1): 47‒55; Huffmyer & Groves (2015) ʺPulmonary Complications of Cardiopulmonary Bypass.ʺ Best Practice & Research Clinical Anesthesiology. Однако по ряду медицинских и физиологических причин, педиатрические пациенты, которым проводится СЛШ при хирургическом устранении врожденных пороков сердца, более подвержены указанному каскаду и у них имеется более высокий медицинский риск по сравнению со взрослыми пациентами. 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. Снижение ключевых проявлений острого индуцированного СЛШ повреждения легких, а именно, необходимости послеоперационной механической вентиляции и терапии инотропами, может применяться для измерения клинической эффективности.
Индуцированное сердечно-легочным шунтированием повреждение
[0051] Ряд факторов обуславливает риск повреждения легких при СЛШ. Среди указанных факторов основными являются поверхностная активация нейтрофилов и других лейкоцитов, комплемента и цитокинов (провоспалительных и противовоспалительных), в том числе, и ассоциированный системный воспалительный каскад. 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. Степень повреждения легкого в результате воспалительного ответа, опосредованного контактной активацией лейкоцитов при экстракорпоральном кровообращении может варьировать по тяжести от микроскопических изменений, не имеющих клинических последствий, до синдрома капиллярной утечки, или, в худшем случае, до острой дыхательной недостаточности.
[0052] Легочное повреждение проявляется несколькими путями и может вовлекать как паренхимальные и сосудистые легочные ткани. Паренхимальные эффекты СЛШ отражаются в изменениях растяжимости легких, наиболее часто связанных с увеличением уровня воды в легких. Влияние указанных изменений на пациента заключается в необходимости увеличения вспомогательной искусственной вентиляции и в ослаблении способности легких к выполнению функции газообмена. Сосудистые эффекты проявляются в изменениях легочного сосудистого сопротивления, которые, в свою очередь, влияют на функцию правого желудочка. Указанное состояние представляет собой эффект легочной артериальной гипертензии. Легкие занимают уникальное положение в кровотоке и, соответственно, могут быть уязвимы для разных механизмов повреждения. Циркулирующие лейкоциты, вырабатывающие воспалительные медиаторы после контакта с поверхностями в аппарате СЛШ или при непосредственном повреждении оборудованием СЛШ, только частично отвечают за воспалительное повреждение, которое может возникать в легких. Clark (2006) Perfusion 21(4): 225‒228. Легкое также является важным источником воспалительных клеток, а также мишенью, повреждаемой теми же клетками. Последствия механических и воспалительных эффектов на легкое заключаются в уменьшении функциональной остаточной емкости, ослабленной растяжимости и нарушении газообмена. Указанные изменения, в конечном итоге, ассоциированы с увеличением легочного сосудистого сопротивления и легочного артериального давления.
[0053] Воспаление и механические факторы не являются единственными факторами, вызывающими нарушения легочной функции, связанные с сердечно-легочным шунтированием (СЛШ). При осуществлении шунтирования у пациентов происходит внезапное значимое уменьшение перфузии легких через легочную артерию. При тотальном шунтировании легкие получают поток питательных веществ только за счет бронхиального артериального кровообращения. Указанный ишемический эффект СЛШ дополняет его воспалительный эффект с формированием клинической легочной дисфункции. По-видимому, низкопоточное СЛШ приводит к более тяжелому повреждению легких, чем остановка кровообращения, что предполагает сложное взаимодействие между воспалительными и ишемическими компонентами. Как воспалительные, так и ишемические факторы повреждают легочный эндотелий.
[0054] Острое индуцированное СЛШ повреждение легких приводит к значимым сердечно-легочным проблем. Воспалительный ответ приводит к компрессии легочной и системной сосудистой системы. Указанная компрессия приводит к увеличению нагрузки на правый желудочек и левый желудочек. Воспалительный ответ также приводит к легочному отеку и ухудшению растяжимости легких и послеоперационной функции легких. Стандартные варианты лечения указанных послеоперационных осложнений включают механическую вентиляцию до восстановления нормальной функции легких и инотропную поддержку до восстановления нормальных легочного и системного сосудистого тонуса, со снижением в результате нагрузки на правый и левый желудочек. Механическая вентиляция и инотропная поддержка представляют собой виды терапии, которые, соответственно, могут служить в качестве эффективных биомаркеров острого индуцированного СЛШ повреждения легких. Кроме того, продолжительная механическая вентиляция может, в свою очередь, часто приводить к другим сопутствующим патологиям, в том числе к ассоциированному с аппаратом для вентиляции повреждению легких, ассоциированной с аппаратом для вентиляции пневмонией (ВАП), ассоциированным с центральным катетером инфекциям кровотока (CLABSI) и еще более продолжительным нахождением в отделении интенсивной терапии. Предотвращение острого СЛШ-ассоциированного повреждения легких и его последствий, соответственно, является желательной терапевтической целью.
Педиатрические пациенты с ВДС
[0055] Дети, которым проводят хирургическое вмешательство в связи сврожденными пороками сердца, в частности, подвержены развитию индуцированного СЛШ острого повреждения легких ввиду возрастных отличий воспалительного ответа и повышенной чувствительности незрелых систем органов к повреждению, а также отчетливых различий СЛШ у педиатрических и взрослых пациентов. Kozik & Tweddell (2006) The Annals of Thoracic Surgery 81(6): S2347‒S2354. Новорожденные дети и дети раннего возраста, в частности, страдают из-за относительно большого размера экстракорпорального контура, предварительного заполнения системы кровью и необходимости обеспечения увеличенной скорости потока, что приводит к более выраженному воздействию чужеродной поверхности на кровь. Schure (2010) Southern African Journal of Anesthesia and Analgesia 16(1): 46‒51.
[0056] При хирургическом вмешательстве в связи с врожденными пороками сердца должна проводиться подгонка экстракорпорального контура для широкого диапазона возрастных групп и вариантов размеров, от недоношенных детей раннего возраста с массой тела 1,5 кг до подростков или взрослых людей с массой тела, превышающей 100 кг. У детей раннего и более старшего возраста меньше объемы циркулирующей крови, выше уровень потребления кислорода, а легочные сосудистые русла часто отличаются высокой реакционной способностью. Кроме того, новорожденные дети и дети раннего возраста отличаются лабильной терморегуляцией и незрелыми системами органов с рядом проявлений, имеющих значение для ишемической толерантности и воспалительного ответа. Многие сложные виды коррекции требуют
18
бескровного операционного поля, что может быть сложно обеспечить в присутствии внутрисердечных или внесердечных шунтов, аортопульмональных коллатералей или увеличенного по иным причинам легочного венозного возврата. Schure (2010) Southern African Journal of Anesthesia and Analgesia 16(1): 46-51
[0057] Различия СЛШ у взрослых и педиатрического СЛШ показаны в следующей
[0058] Таблице: Сводная таблица различий СЛШ у взрослых и педиатрического СЛШ (Schure 2010)
[0059] За возможным исключением случаев ДМПП типа secundum, при которых наблюдается относительно и стабильно устойчивое восстановление, на настоящий момент не существует известного биомаркера или характеристики пациента у педиатрических пациентов с ВДС, связанного(ой) с вероятностью клинически значимого индуцированного СЛШ ОПЛ. Предположительно, оно возникает приблизительно в 1/3 случаев при педиатрическом хирургическом вмешательстве в связи с ВДС. Russell & Zwass (1998) Anesthesia & Analgesia 16(1): 25‒27.
[0060] Функциональный и структурный статус легочного сосудистого русла играет ключевую роль для проявлений и исхода у детей с врожденным заболеванием сердечно-сосудистой системы. Однако непосредственно в послеоперационный период указанные педиатрические пациенты наиболее уязвимы в отношении развития индуцированного СЛШ острого повреждения легких. Индуцированное СЛШ острое повреждение легких отражает сложное взаимодействие дооперационного состояния пациента (важно учитывать возраст при коррекции, тип поражения и наличие синдрома) и неизбежного нарушения в среде эндокринных и вазоактивных пептидов, которое является результатом хирургического вмешательства на сердце. Важными факторами, приводящие к повышению вазоконстрикции, является сердечно-легочное шунтирование, гипотермия и остановка кровообращения с некоторой степенью ассоциированной ишемии. Остаточные поражения сердца и последствия стресс-ответа, гипоксия, метаболический и дыхательный ацидоз могут вносить дополнительный вклад в дисбаланс, способствующий легочной вазоконстрикции. Многие проявления острого повреждения легких, ассоциированные с СЛШ, могут быть полностью или частично объяснены дисфункцией эндотелия, что является одновременно возможной обобщающей гипотезой и потенциальной терапевтической мишенью. Острое повреждение легких, ассоциированное с СЛШ, может также приводить к важным нежелательным последствиям для сердца. Воспалительный ответ после хирургического вмешательства в связи с ВДС, как правило, ассоциирован с аномальным желудочково-артериальным взаимодействием, сопровождаемым системной вазоконстрикцией и повышенной постнагрузкой, а также повреждением миокарда с нарушением систолической и диастолической функции. У некоторой части пациентов указанные гемодинамические проявления могут приводить к серьезному последствию -низкому сердечному выбросу. Shekerdemian (2009) Heart 95(15): 1286‒1296.
[0061] Серьезные легочные и кардиологические последствия острого повреждения легких клинически важны для исхода. Указанные последствия представляют собой факторы риска продолжительного нахождения в отделении интенсивной терапии и смерти. Лабильность сосудистого тонуса легких распространена у новорожденных детей и детей раннего возраста после хирургического вмешательства в связи с ВДС. Наибольшую проблему она может представлять после бивентрикулярной коррекции у пациентов, у которых наблюдался дооперационный неограниченный легочный кровоток (большие дефекты перегородки, общий артериальный ствол) или легочная венозная гипертензия (затрудненный аномальный дренаж легочных вен). Нестабильность легочного сосудистого сопротивления также распространена после паллиативного хирургического вмешательства у пациентов с функционально одножелудочковым кровообращением, в том числе после операций по Норвуду, системно-легочный артериальный шунт или бандажирование легочной артерии. В то время как многие терапевтические вмешательства обеспечивают оптимизацию системной доставки кислорода за счет непосредственного влияния на миокард и системную сосудистую систему, манипуляции с сосудистым тонусом легких могут играть важную роль для оптимизации кровообращения у детей, которым проводят хирургическое вмешательство в связи с заболеваниями сердца. Shekerdemian (2009) Heart 95(15): 1286‒1296.
[0062] Цитруллин, с учетом механизма его действия, рассматривается как профилактическое лечение для снижения риска развития последствий СЛШ-ассоциированного острого повреждения легких и, соответственно, положительного влияния на послеоперационное восстановление у педиатрических пациентов, которым проводят хирургическое вмешательство в связи с врожденными пороками сердца.
Способ действия
[0063] Без связи с конкретной теорией авторы настоящего изобретения предполагают, что сердечно-легочное шунтирование (СЛШ) у пациента индуцирует системную воспалительную реакцию, которая клинически характеризуется изменениями сердечно-сосудистой и легочной функции. В рамках указанного ответа происходит компрессия легочной и системной сосудистой системы, что приводит к увеличению нагрузки правого и левого желудочка. Кроме того, воспалительный ответ приводит к легочному отеку и ухудшению растяжимости легких и послеоперационной функции легких. Стандартные варианты лечения указанных послеоперационных осложнений включают механическую вентиляцию до восстановления нормальной функции легких и инотропную поддержку до восстановления нормального легочного и системного сосудистого тонуса, с последующим уменьшением нагрузки на правый и левый желудочек.
[0064] В нескольких исследованиях методом наблюдения и клинических исследованиях было продемонстрировано, что уровни в плазме цитруллина и аргинина резко падают и не восстанавливаются на протяжении периода до 48 часов после сердечно-легочного шунтирования при хирургическом вмешательстве в связи с врожденными пороками сердца. Благодаря внутриклеточным механизмам транспорта и внутриклеточному процессингу, цитруллин является конечным субстратом для эндогенного продуцирования оксида азота. 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.
[0065] Считается, что в патофизиологию увеличенного послеоперационного сосудистого тонуса легких (СТЛ), известное осложнение после коррекции различных врожденных пороков сердца, вовлечена дисфункция легочных сосудистых эндотелиальных клеток.
[0066] Эндогенный оксид азота (NO) также играет важнейшую роль в регуляции сосудистого тонуса легких. В ходе изучения дефектного процессинга отходов азота было обнаружено, что цикл мочевины в печени играет очень важную роль в продуцировании двух предшественников оксида азота, а именно, аргинина и цитруллина.
[0067] Цитруллин представляет собой встречающуюся в природе аминокислоту и первый промежуточный продукт в цикле мочевины (фиг. 1), а также предшественник аргинина и оксида азота (NO). После транспорта цитруллина внутрь клетки через селективный мембранный транспортер он быстро преобразуется в аргинин ферментами аргининосукцинатсинтетазой (АСС) и аргининосукцинатлиазой (АСЛ).
[0068] Оксид азота, мощное сосудорасширяющее средство, продуцируется сосудистыми эндотелиальными клетками в ответ на ряд различных стимулов. Оксид азота диффундирует из сосудистых эндотелиальных клеток в гладкомышечные клетки сосудов, где активирует гуанилатциклазу, что приводит к увеличению внутриклеточных уровней циклического ГМФ (цГМФ). Увеличение уровней цГМФ, в свою очередь, приводит к расслаблению гладкомышечных клеток сосудов и увеличению кровотока. Исключительно короткое время полужизни NO обеспечивает очень точную вазорегуляцию. Цитруллин транспортируется из митохондрий в цитоплазму. Аргининосукцинатсинтетаза (АСС) представляет собой первый из цитоплазматических ферментов цикла мочевины и комбинирует цитруллин с аспартатом с образованием аргининосукцината. Аргининосукцинатлиаза (АСЛ) отщепляет фумарат от аргининосукцината с образованием аргинина.
[0069] Первые два этапа цикла мочевины в печени, осуществляемые карбамоилфосфатсинтетазой I (КФС-I) и орнитинтранскарбамилазой (ОТК), ограничены печенью и пищеварительным трактом, а остальные компоненты пути распределены по организму, в том числе в эндотелии легочных сосудов. Summar (1998) Journal of Inheritied Metabolic Disease 21(1): 30‒39. Фактически, ферменты цикла мочевины, синтетаза аргинин-янтарной кислоты (АСС) и лиаза аргинин-янтарной кислоты (АСЛ), участвуют в регенерации NO-пути в эндотелиальных тканях (фиг. 1). Поступление нового субстрата для указанного NO-пути полностью обеспечивается продуцированием цитруллина как части нормальной функции цикла мочевины. Соответственно, существует теоретическая связь между продуцированием NO и функцией цикла мочевины. Карбамоилфосфатсинтетаза I (КФС-I) катализирует определяющий скорость первый этап цикла мочевины.
[0070] Проведенное Барр (Barr) исследование показало, что сердечно-легочное шунтирование значимо уменьшает уровни нескольких промежуточных продуктов цикла мочевины и метаболитов оксида азота после коррекции неограниченного ДМЖП и ДПЖП, что может обуславливать значимые клинические последствия. Barr et al. (2003) The Journal of Pedatrics 142(1): 26‒30. Пациенты, которым проводят указанные специфические кардиологические процедуры, подвержены риску повышенного послеоперационного легочного сосудистого сопротивления, вызываемого избыточным дооперационным легочным кровотоком. Уменьшение доступности оксида азота и его предшественников может увеличивать риск указанного послеоперационного осложнения.
[0071] Следует отметить, что, как было обнаружено, уровни цитруллина и аргинина уменьшались в послеоперационном периоде. Цитруллин представляет собой первый промежуточный продукт в цикле мочевины после ограничивающего скорость фермента карбамоилфосфатсинтетазы I. Цитруллин также с легкостью пересекает митохондриальные и клеточные мембраны и, соответственно, может транспортироваться в другие органы в организме. В эндотелии легочных сосудов цитруллин может затем быть преобразован в аргинин, а затем в оксид азота. Поскольку бόльшая часть циркулирующего аргинина происходит из цикла синтеза мочевины, а не из пищевых источников, доступность цитруллина критически важна для поддержания адекватного поступления аргинина для синтеза оксида азота.
[0072] Аргинин представляет собой субстрат для продуцирования оксида азота синтетазой оксида азота. Также было обнаружено, что уровни аргинина не уменьшаются непосредственно после хирургического вмешательства, однако значимо уменьшаются через 12, 24 и 48 часов после хирургического вмешательства. Незначительная задержка падения уровней аргинина по сравнению с уровнями цитруллина может отражать продолжающийся синтез аргинина из предшественников, доступных до хирургического вмешательства.
[0073] Уровни цитруллина и аргинина продолжали падать через 48 часов после хирургического вмешательства. У многих из указанных пациентов происходило клиническое восстановление после хирургического вмешательства, и они могли быть переведены из педиатрического отделения интенсивной терапии (ПОИТ) через 48 часов. Пониженные уровни цитруллина и аргинина после указанного момента времени могут указывать на сохранение у указанных пациентов риска увеличенного легочного сосудистого сопротивления, в частности, при наличии у них физиологического стресса в результате гипоксии.
[0074] Наконец, уровни метаболитов оксида азота были уменьшены на протяжении всего послеоперационного периода. Патофизиология уменьшенного продуцирования оксида азота при врожденных пороках сердца частично обусловлена дисфункцией эндотелиальных клеток легочных сосудов. При этом был проведен ограниченный ряд исследований специфических эффектов сердечно-легочного шунтирования на функцию эндотелия легких. В исследовании с участием 10 детей раннего возраста, которым проводили сердечно-легочное шунтирование для устранения врожденных пороков, восполняющее введение предшественника оксида азота, L-аргинина, как было показано, частично смягчает дисфункцию эндотелия легких. В исследованиях на животных продуцирование эндотелиальными клетками оксида азота после сердечно-легочного шунтирования ослаблено, однако все же вносит основной вклад в легочный вазомоторный тонус. Barr et al. (2003) The Journal of Pedatrics 142(1): 26‒30.
[0075] Внутривенное введение L-аргинина, как было показано, снижает как легочное, так и системное давление. Указанный глобальный ответ недопустим у пациентов после кардиологического хирургического вмешательства, уже подверженных возникновению статуса низкого сердечного выброса. Поддержание высоких концентраций аргинина в плазме также проблематично ввиду неудовлетворительной биодоступности и быстрого метаболизма под действием кишечной и цитозольной аргиназы. И напротив, внутривенное (в/в) введение цитруллина более эффективно для поддержания концентраций L-аргинина в плазме, чем введение аргинина, у здоровых волонтеров. Цитруллин не обладает известной токсичностью и применяется в качестве заместительной терапии у детей с дефектами цикла мочевины. Восполняющее в/в введение цитруллина, соответственно, представляет собой подходящий способ увеличения синтеза аргинина и оксида азота и поддержания уровней в плазме аргинина, цитруллина и метаболитов оксида азота в послеоперационном периоде. 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.
Режимы дозирования
2
[0076] В испытаниях с восполняющим введением осуществляли пероральное введение цитруллина в дозе, составляющей 1,9 г/м на дозу, перед сердечно-легочным шунтированием после операции при поступлении в отделение интенсивной терапии и каждые 12 часов в моменты времени 12, 24 и 36 ч. Smith 2006. Введенный перорально цитруллин хорошо переносился при отсутствии наблюдаемых значимых нежелательных явлений (таких как системная гипотензия). Кроме того, было отмечено, что у пациентов, уровни цитруллина в плазме у которых через 12 ч составляли более 37 мкмоль/л (верхний предел диапазона нормальных уровней), не развивался увеличенный СТЛ. К сожалению, не у всех получавших цитруллин перорально пациентов достигались указанные уровни. Обнаруженные данные способствовали разработке дизайна последующих исследований с внутривенным введением цитруллина. Barr et al. (2007) The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 134(2): 319‒326.
[0077] В исследовании с увеличением дозы, направленном на продолжительное поддержание в плазме уровня, составляющего около 100 мкмоль/л, было отмечено, что при внутривенном введении цитруллин отличался достаточно коротким временем полужизни, что обуславливало необходимость использования протокола классического болюсного введения и непрерывной инфузии лекарственных средств. Последующие исследования подтвердили, что к продолжительному поддержанию в плазме уровней цитруллина, составляющих приблизительно 100 мкмоль/л, приводит в/в введение цитруллина следующим образом: внутривенное болюсное введение цитруллина в дозировке 150 мг/кг или плацебо в начале сердечно-легочного шунтирования, добавление L-цитруллина в концентрации 200 мкмоль/л и к жидкости для заполнения контура шунтирования, и к жидкости для гемофильтрации, используемой во время сердечно-легочного шунтирования, с последующим болюсным введением цитруллина в дозировке 20 мг/кг, через 30 минут после деканюляции при сердечно-легочном шунтировании, с последующей непосредственной инициацией непрерывной инфузии со скоростью 9 мг/кг/ч, продолжающейся в течение 48 часов.
Цитруллин может быть непреднамеренно удален в результате гемофильтрации и диализа
[0078] В ходе масштабного перспективного исследования методом наблюдения за детьми, которым проводят хирургическое вмешательство в связи с врожденными пороками сердца, уровни цитруллина и аргинина в плазме значимо уменьшались после хирургического вмешательства и не возвращались к дооперационным базовым уровням на протяжении периода до 48 часов.
[0079] Увеличенный сосудистый тонус легких может представлять собой важную периоперационную проблему у детей, которым проводят хирургическое вмешательство в связи с врожденными пороками сердца, даже у пациентов, у которых до операции отсутствовал значимый риск тяжелой легочной артериальной гипертензии. Проводили исследования клинической безопасности и фармакокинетики, которые показывают, что и пероральное, и внутривенное введение цитруллина хорошо переносится и не вызывает нежелательных побочных эффектов у детей раннего и более старшего возраста, которым проводят коррекцию врожденных пороков сердца. Последующее небольшое рандомизированное плацебо-контролируемое испытание цитруллина показало, что цитруллин хорошо переносился, не вызывая нежелательных явлений; однако у некоторых пациентов происходило значимое удаление цитруллина во время гемофильтрации и диализа, осуществляемых во время сердечно-легочного шунтирования. В ходе предыдущих исследований потенциальных генетических факторов риска увеличенного СТЛ было отмечено, что генотип, включающий важный полиморфизм ключевого фермента цикла мочевины карбамоилфосфатсинтетазы 1 (КФС-I T1405N), влияет на риск повышенного сосудистого тонуса легких у детей раннего и более старшего возраста, которым проводят хирургическое устранение врожденных пороков сердца, и у новорожденных детей, подверженных риску послеоперационной легочной гипертензии (ПЛГН). Кроме того, было отмечено, что у всех пациентов, независимо от генотипа полиморфизмов, наблюдался значимый спад уровней в плазме ключевых промежуточных продуктов цикла мочевины, в том числе цитруллина и аргинина. Указанные связи побудили авторов настоящего изобретения исследовать периоперационное восполняющее введение цитруллина.
[0080] Для начальных испытаний с восполняющим введением применяли пероральное введение цитруллина в дозе, составляющей 1,9 г/кг, до сердечно-легочного шунтирования, непосредственно после операции и каждые 12 часов, продолжая введение в течение 48 часов после хирургического вмешательства. При пероральном введении цитруллин хорошо переносился при отсутствии наблюдаемых значимых нежелательных явлений (таких как системная гипотензия). Кроме того, было отмечено, что у пациентов, уровни цитруллина в плазме которых через 12 часов превышал 37 мкмоль/л (верхний уровень диапазона нормальных значений), не развивалось увеличение СТЛ.
[0081] К сожалению, не у всех пациентов, получавших цитруллин перорально, достигались указанные уровни. Указанные результаты содействовали разработке дизайна последующих исследований внутривенного введения цитруллина. В исследовании с увеличением дозы, нацеленным на продолжительное сохранение в плазме уровня, составляющего около 100 мкмоль/л, авторы настоящего изобретения отметили, что при внутривенном введении цитруллин отличался достаточно коротким временем полужизни. Для решения указанной проблемы авторы настоящего изобретения разработали комбинированный протокол болюсного введения и непрерывной инфузионной доставки лекарственных средств. Комбинированный протокол болюсного введения 150 мг/кг в начале хирургического вмешательства, с последующей послеоперационной непрерывной инфузией через 4 часа со скоростью 9 мг/кг/ч обеспечивал продолжительное поддержание уровней цитруллина в плазме, составляющих приблизительно 100 мкмоль/л. Нежелательные побочные эффекты не отмечались.
[0082] В больнице Вандербильта 77 пациентов получали лечение согласно указанному протоколу. Указанное исследование было остановлено при подготовке более масштабного многоцентрового рандомизированного плацебо-контролируемого испытания. Анализ полученных данных для указанных 77 пациентов показал, что у большинства получавших цитруллин пациентов продолжительное поддержание в плазме целевых терапевтических уровней цитруллина, составляющих приблизительно 100 мкмоль/л, не было достигнуто, что в основном было обусловлено удалением цитруллина в результате фильтрации и гемоконцентрации во время сердечно-легочного шунтирования, о чем заранее не было известно.
Цитруллин и сердечно-легочное шунтирование
[0083] Внутривенное периоперационное восполняющее введение цитруллина увеличивает послеоперационные уровни в плазме аргинина и метаболита оксида азота (NO) и позволяет избежать увеличения послеоперационного сосудистого тонуса легких, что приводит к уменьшению продолжительности послеоперационной инвазивной механической вентиляции. Авторы настоящего изобретения разработали усовершенствованный протокол поддержания сосудистого тонуса легких во время и после хирургического вмешательства, включающий внутривенное болюсное введение цитруллина в дозировке 150 мг/кг в начале сердечно-легочного шунтирования (СЛШ), добавление L-цитруллина в концентрации, составляющей 200 мкмоль/л, к фильтрационной жидкости или жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемой во время сердечно-легочного шунтирования, болюсное введение цитруллина в дозировке 20 мг/кг через 30 минут после деканюляции после СЛШ, с последующей непосредственной инициацией непрерывной инфузии со скоростью 9 мг/кг/ч, продолжающейся в течение 48 часов.
[0084] Указанный модифицированный протокол разработан для продолжительного поддержания терапевтических уровней цитруллина в плазме, превышающих целевой порог, составляющий приблизительно 100-200 мкмоль/л, с начала сердечно-легочного шунтирования, на всем протяжении хирургического вмешательства и в течение периода до приблизительно 48 часов после хирургического вмешательства.
[0085] Необходимость в отдельном в/в доступе для цитруллина отсутствует. Состав с цитруллином является изотоническим и может пропускаться либо через периферический в/в, либо через центральный венозный катетер. Цитруллин представляет собой аминокислоту и, соответственно, для обеспечения совместимости его можно рассматривать как парентеральное питание. Кроме того, цитруллин совместим с жидкостями, используемыми для фильтрации или гемоконцентрации во время сердечно-легочного шунтирования.
[0086] На фиг. 3 приведен пример блок-схемы для способа поддержания сосудистого тонуса легких, включающего введение цитруллина пациенту во время хирургического вмешательства.
[0087] На фиг. 3 показано возможное болюсное введение цитруллина пациенту в дозировке 150 мг/кг на дооперационном этапе 100. Во время хирургического вмешательства цитруллин может вводиться в концентрации, составляющей 200 мкмоль/л, путем добавления к фильтрационной жидкости или жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемой во время хирургического вмешательства 200. На послеоперационном этапе может осуществляться болюсное введение цитруллина в дозировке 20 мг/кг 300, которое может сопровождаться непрерывной инфузией со скоростью 9 мг/кг/ч, продолжающейся в течение 48 часов 400.
Составы с цитруллином
6
13
3
3
[0088] Цитруллин (2-амино-5-(карбамоиламино)пентановая кислота) [CHNO] представляет собой аминокислоту. Раствор цитруллина для в/в введения может быть получен с применением способов, известных в данной области техники. См., например, Kakimoto, et al. (1971) Appl Microbiol 22(6): 992-999.
Способы применения
[0089] Цитруллин может вводиться во время хирургической процедуры. Подходящая схема дозирования может включать внутривенное болюсное введение цитруллина в дозировке 150 мг/кг в начале сердечно-легочного шунтирования, добавление L-цитруллина в концентрации, составляющей 200 мкмоль/л, путем добавления к фильтрационной жидкости и жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемым во время сердечно-легочного шунтирования, и болюсное введение 20 мг/кг цитруллина через 30 минут после деканюляции при сердечно-легочном шунтировании, с последующей непосредственной инициацией непрерывной инфузии со скоростью 9 мг/кг/ч, продолжающейся в течение 48 часов. Фильтрационная жидкость или жидкость для коррекции гемоконцентрации может представлять собой стандартную жидкость (например, Plasmalyte) с добавлением цитруллина до концентрации, составляющей 200 мкмоль/л. Дозы могут вводиться через центральный внутривенный катетер, который устанавливают после индукции анестезии, или через контур шунтирования.
[0090] Цитруллин может быть инфузирован пациенту внутривенно для поддержания уровней цитруллина в плазме. Протокол поддержания сосудистого тонуса легких во время хирургического вмешательства может включать внутривенное болюсное введение цитруллина (например, в дозировке, составляющей 150 мг/кг) в начале сердечно-легочного шунтирования (СЛШ), добавление цитруллина (например, в концентрации, составляющей 200 мкмоль/л) к фильтрационной жидкости или жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемой во время хирургического вмешательства, необязательно, сердечно-легочного шунтирования, болюсное введение цитруллина (например, в дозировке 20 мг/кг) через 30 минут после деканюляции при СЛШ, с последующей непосредственной инициацией непрерывной инфузии (например, со скоростью 9 мг/кг/ч), продолжающейся в течение 48 часов.
[0091] Дозировка цитруллина при внутривенном болюсном введении в начале сердечно-легочного шунтирования (СЛШ) может составлять приблизительно 100-300 мг/кг. Дозировка цитруллина при внутривенном болюсном введении в начале сердечно-легочного шунтирования (СЛШ) может составлять приблизительно 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 или 300 мг/кг. Согласно предпочтительному способу дозировка цитруллина при внутривенном болюсном введении в начале сердечно-легочного шунтирования (СЛШ) может составлять приблизительно 150 мг/кг.
[0092] Цитруллин может быть добавлен в концентрации, составляющей приблизительно 100-300 мкмоль/л, к фильтрационной жидкости или жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемой во время хирургического вмешательства, необязательно включающего сердечно-легочное шунтирование. Цитруллин может быть добавлен в концентрации, составляющей приблизительно 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 или 300 мкмоль/л к фильтрационной жидкости или жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемой во время хирургического вмешательства, необязательно во время сердечно-легочного шунтирования. Согласно предпочтительному способу цитруллин может быть добавлен в концентрации, составляющей приблизительно 200 мкмоль/л, к фильтрационной жидкости или жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемой во время хирургического вмешательства, необязательно во время сердечно-легочного шунтирования.
[0093] При болюсном введении цитруллина, осуществляемом через 30 минут после деканюляции, как правило, после сердечно-легочного шунтирования, дозировка может составлять приблизительно 10-30 мг/кг. Болюсное введение цитруллина в дозировке, составляющей приблизительно 10, 15, 20, 25 или 30 мг/кг, может осуществляться вскоре после завершения сердечно-легочного шунтирования, как правило, приблизительно через 30 минут после деканюляции. Согласно предпочтительному способу болюсное введение цитруллина в дозировке, составляющей приблизительно 20 мг/кг, может осуществляться, как правило, через 30 минут после деканюляции при сердечно-легочном шунтировании.
[0094] Непрерывная инфузия цитруллина может проводиться со скоростью, составляющей приблизительно 5-15 мг/кг/ч - приблизительно 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14или 15 мг/кг/ч. Согласно предпочтительному способу непрерывная инфузия цитруллина может проводиться со скоростью, составляющей приблизительно 9 мг/кг/ч.
[0095] Как вариант, цитруллин может вводиться перорально в дозировке, составляющей приблизительно 5-15 г/кг, т.е. приблизительно 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15 г/кг цитруллина. Согласно предпочтительному способу дозировка цитруллина при пероральном введении может составлять приблизительно 9 г/кг.
[0096] Может поддерживаться целевой уровень цитруллина в плазме, составляющий приблизительно 50-300 мкмоль/л; например, могут поддерживаться уровни цитруллина в плазме, составляющие приблизительно 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250 или 300 мкмоль/л. Согласно предпочтительному способу могут поддерживаться уровни цитруллина в плазме, составляющие приблизительно 100 мкмоль/л.
[0097] Цитруллин может входить в состав дозированной лекарственной формы. Например, цитруллин может находиться в контейнере, содержащем 300 мг стерильного цитруллина в виде состава для инъекций. Указанный состав может быть восстановлен для применения 6 мл стерильной воды и дополнительно разбавлен приблизительно 5,9 мл стерильного 0,9% раствора NaCl (ЕФ) до общего объема 12 мл и концентрации, составляющей 300 мг/12 мл (т.е. 25 мг/мл). Цитруллин может быть введен в состав для инъекций в концентрации, составляющей 10‒40 мг/мл, например 10, 15, 20, 25, 30, 35 или 40 мг/мл. Цитруллин может входить в состав лекарственного продукта, представленного 500 мг стерильного цитруллина для инъекций в 10 мл стерильной воды. Указанный продукт может применяться для инфузии у пациентов с применением 0,9% хлорида натрия (ЕФ).
[0098] Согласно одному варианту реализации в день хирургического вмешательства осуществляют болюсное введение пациенту 150 мг/кг цитруллина путем добавления цитруллина в концентрации 200 мкмоль/л к фильтрационной жидкости и жидкости для коррекции гемоконцентрации. Приблизительно через 30 минут после хирургического вмешательства осуществляют болюсное введение 20 мг/кг цитруллина; после болюсного введения начинают непрерывную внутривенную инфузию цитруллина со скоростью 9 мг/кг/ч (например, в пределах 5‒10 минут, предпочтительно непосредственно после болюсного введения) и продолжают в течение 6‒48 часов, предпочтительно, в течение 48 часов.
[0099] Например, болюсное введение 150 мг/кг L-цитруллина может осуществляться в начале сердечно-легочного шунтирования (СЛШ), путем добавления цитруллина в концентрации 200 мкмоль/л к фильтрационной жидкости и жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемым во время СЛШ; болюсное введение 20 мг/кг L-цитруллина может осуществляться через 30 минут после деканюляции при СЛШ, с последующей непосредственной инициацией непрерывной инфузии L-цитруллина со скоростью 9 мг/кг/ч в течение 48 часов. Дозы могут быть вводиться через центральный в/в катетер, который может быть установлен после индукции анестезии, или через контур шунтирования. Необходимость в отдельном в/в доступе для введения указанного лекарственного средства отсутствует. Цитруллин является изотоническим и может пропускаться либо через периферический в/в катетер, либо через центральный венозный катетер. Цитруллин представляет собой аминокислоту, и, соответственно, для обеспечения совместимости указанный лекарственный продукт рассматривают как парентеральное питание. Кроме того, он совместим с жидкостями, применяемыми для фильтрации или коррекции гемоконцентрации во время СЛШ.
Послеоперационные показатели
[0100] Клинический исход у пациентов, получавших лечение в виде внутривенного введения цитруллина, может оцениваться по: необходимости и продолжительности послеоперационной механической вентиляции, частоте возникновения увеличенного послеоперационного СТЛ по данным эхокардиограмм, уровней креатинина сыворотки и ферментов печени, инотропного показателя, продолжительности и объемов дренирования грудной клетки, продолжительности нахождения в ОИТ, продолжительности госпитализации и/или уровня выживаемости.
[0101] Послеоперационная механическая вентиляция: продолжительность послеоперационной инвазивной механической вентиляции представляет собой время в часах от отсоединения от сердечно-легочного шунтирования до эндотрахеальной экстубации. Уменьшение продолжительности периода проведения послеоперационной инвазивной механической вентиляции представляет собой положительный послеоперационный исход.
[0102] Частота возникновения увеличенного послеоперационного СТЛ по данных эхокардиограмм: Увеличенный СТЛ определен как давление в правом желудочке (RV) > ½ системного артериального давления. Отсутствие изменений послеоперационного СТЛ по сравнению с контрольной группой представляет собой положительный послеоперационный исход.
[0103] Креатинин сыворотки и ферменты печени: Уровни электролитов, креатинина и CBC сыворотки могут регистрироваться ежедневно с момента поступления в ПОИТ до выписки из ПОИТ. Дополнительно, анализ на ферменты печени может осуществляться в течение базового периода, через 24 часа и на 28 день/в период выписки. Сопоставимые с контрольной группой уровни электролитов, креатинина и CBC сыворотки представляют собой положительный послеоперационный исход.
[0104] Инотропный показатель: Доза инотропа должна отслеживаться послеоперационно с момента поступления в ПОИТ с применением следующей системы оценок:
Допамин (мкг/кг/мин) × 1
плюс Добутамин (мкг/кг/мин) × 1
плюс Милринон (мкг/кг/мин) × 10
плюс Эпинефрин (Адреналин) (мкг/кг/мин) × 100
плюс Фенилэфрин (мкг/кг/мин) × 100
плюс Норэпинефрин (Норадреналин) (мкг/кг/мин) × 100
= общий инотропный показатель
См., например, Hoffman, et al. Circulation (2003) 107: 996-1002. Уменьшение инотропного показателя представляет собой положительный послеоперационный исход.
3
[0105] Продолжительность и объем дренирования грудной клетки: Могут регистрироваться общая послеоперационная продолжительность в часах и общий объем дренирования грудной клетки в см до отсоединения плевральных дренажных трубок хирургической бригадой. Уменьшение послеоперационной продолжительности и/или общего объема дренирования грудной клетки относительно группы сравнения представляет собой положительный послеоперационный исход.
[0106] Продолжительность нахождения в ОИТ: Продолжительность нахождения в ОИТ может быть рассчитана двумя способами: (1) как общее число послеоперационных дней, проведенных в ОИТ или в ОИТ/функциональной кровати до установленного бригадой лечащих врачей момента готовности пациента к переводу из отделения ОИТ; и (2) как общее число часов после операции, на протяжении которых пациенту требуется либо механический аппарат для вентиляции, либо непрерывная инотропная поддержка или введение сосудорасширяющих средств. Уменьшение продолжительности нахождения в ОИТ на основании любого из указанных показателей представляет собой положительный послеоперационный исход.
[0107] Продолжительность госпитализации: Продолжительность госпитализации может быть рассчитана как общее число дней после операции и до выписки из стационарного медицинского учреждения. Уменьшение продолжительности госпитализации представляет собой положительный послеоперационный исход.
[0108] Выживаемость: Может регистрироваться как послеоперационная выживаемость на 28 день, так и выживаемость до выписки домой из стационарного медицинского учреждения. Увеличение выживаемости через 28 дней после операции представляет собой положительный послеоперационный исход.
[0109] Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что периоперационная внутривенная доставка L-цитруллина уменьшает последствия острого индуцированного сердечно-легочным шунтированием повреждения легких на основании наблюдаемого снижения необходимости послеоперационной механической вентиляции и инотропной терапии у педиатрических субъектов, которым проводят устранение врожденных пороков сердца.
[0110] Хотя настоящее изобретение было достаточно подробно проиллюстрировано и описано на примерах для большей ясности понимания, следует понимать, что в объем прилагаемой формулы изобретения могут входить определенные изменения и модификации. Предполагается, что модификации вышеописанных способов реализации настоящего изобретения, которые будут понятны на основании приведенного выше описания или станут очевидны после применения рутинных практик или реализации настоящего изобретения специалистам в области хирургии, биохимии, медицины, физиологии и/или родственных областей, входят в объем прилагаемой формулы изобретения.
[0111] Все публикации (например, непатентная литература), патенты, опубликованные заявки на патент и патентные заявки, упоминаемые в настоящем описании, соответствуют уровню специалистов в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Все такие публикации (например, непатентная литература), патенты, опубликованные заявки на патент и патентные заявки включены в настоящий документ посредством ссылки в той же степени, как если бы каждая по отдельности публикация, опубликованная заявка на патент или патентная заявка была конкретным образом индивидуально включена посредством ссылки.
[0112] Приведенные в настоящем документе примеры служат для иллюстрации, а не для какого-либо ограничения.
ПРИМЕРЫ
ПРИМЕР 1
УРОВНИ АРГИНИНА, ЦИТРУЛЛИНА, НИТРАТА В ПЛАЗМЕ И РИСК ПЛГН
[0113] У новорожденных детей с развившейся ПЛГН ниже уровни аргинина, цитруллина и уровни нитрата в плазме по сравнению с детьми раннего возраста, не страдающими ПЛГН. У 10 новорожденных детей измеряли уровни метаболитов NO (NOx) с применением модифицированной реакции Грисса; 5 - ПЛГН+, и 5 - ПЛГН-. В случаях ПЛГН+ наблюдался значимо меньший уровень среднего NOx, (p=0,006) (фиг. 4). У новорожденных детей с ПЛГН наблюдались значимо меньшие уровни в плазме аргинина и цитруллина при анализе на аминокислоты (фиг. 4). Значимые различия уровней любых других индивидуальных аминокислот между двумя группами отсутствовали. Число субъектов было слишком незначительным для оценки взаимосвязей между NOx и уровнями аминокислот и генотипом. Эти данные указывают на уменьшенные уровни промежуточных и конечных продуктов цикла мочевины у детей раннего возраста с ПЛГН.
ПРИМЕР 2
ФУНКЦИЯ ЦИКЛА МОЧЕВИНЫ У ДЕТЕЙ РАННЕГО И БОЛЕЕ СТАРШЕГО ВОЗРАСТА, КОТОРЫМ ПРОВОДЯТ СЕРДЕЧНО-ЛЕГОЧНОЕ ШУНТИРОВАНИЕ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ВРОЖДЕННЫХ ПОРОКОВ СЕРДЦА
[0114] Исследовали распространенность увеличенного послеоперационного сосудистого тонуса легких и статус функции цикла мочевины у детей раннего и более старшего возраста, которым проводят кардиологическое хирургическое вмешательство. На протяжении периода продолжительностью 20 месяцев проводили перспективное исследование 169 детей раннего и более старшего возраста, которым требовалось проведение одной из 6 специфических хирургических процедур для коррекции врожденных пороков сердца. См. таблицу 1. После получения согласия от родителей у всех пациентов брали кровь для анализа на генотип до хирургического вмешательства, и собирали кровь для анализа на аминокислоты в 5 разных моментов времени (до операции, непосредственно после операции, через 12 часов, через 24 часа и через 48 часов после операции). У всех пациентов, за исключением тех, которым проводят I этап операции Норвуда, отслеживают увеличение послеоперационного сосудистого тонуса легких (СТЛ+), определяемое как значение среднего для легочного артериального давления (ЛАД) >20 мм рт. ст. Детей раннего возраста, которым проводили I этап операции Норвуда, определяли как СТЛ+ в случае наличия клинической необходимости ингаляционного введения NO для насыщения артериальной крови < 60% при адекватном системном давлении.
[0115] В таблице 1 приведен средний возраст для каждой из шести процедур и продолжительность воздействия сердечно-легочного шунтирования. Из 169 пациентов у 56 (33,1%) развивались клинические проявления увеличенного послеоперационного сосудистого тонуса легких (СТЛ+). Многим из указанных пациентов требовалось клиническое вмешательство, в том числе наблюдались седация, паралич и гипервентиляция. 33 пациента получали лечение в виде ингаляционного введения NO (NO+).
Таблица 1: Тип хирургической процедуры, проводимой в исследуемой популяции
Процедура
Число пациентов
Возраст (месяцы)
СЛШ (мин)
СТЛ+
NO+
Двунаправленный шунт Гленна
42
6,4+2,5
84+36
18 (42,9%)
10 (23,8%)
Операция Норвуда, I этап
33
0,8+0,8
112+32
14 (42,4%)
9 (27,3%)
Закрытие ДМЖП
36
8,5+11,9
91+21
15 (41,7%)
1 (2,8%)
Устранение ДПЖП
24
5,2+2,5
111+27
12 (50%)
3 (12,5%)
Артериальное переключение
18
0,6+1,3
157+38
6 (33,3%)
2 (11,1%)
Модифицированная процедура Фонтена
16
24,8+18,8
94+25
4 (25%)
3 (18,8%)
Общее число пациентов
169
6,8+10,6
104+37
56 (33,1%)
33 (19,5%)
[0116] У детей раннего и более старшего возраста, которым проводят кардиологическое хирургическое вмешательство, наблюдался увеличенный послеоперационный сосудистый тонус легких и статус функции цикла мочевины.
Эффект сердечно-легочного шунтирования на функцию цикла мочевины
[0117] Для тестирования возможного уменьшения в результате сердечно-легочного шунтирования функции цикла мочевины и доступности NO проводили периоперационный анализ на промежуточные продукты цикла мочевины и метаболиты оксида азота в плазме. Образцы плазмы получали от каждого из 169 пациентов в 5 моментов времени периоперационно и анализировали посредством катионообменной хроматографии с применением анализатора аминокислот Beckmann 7300 (Beckmann, Пало-Альто, Калифорния). Аргинин и цитруллин применяли в качестве первичных маркеров производительности цикла мочевины. Уровни метаболитов оксида азота в плазме применяли в качестве косвенного показателя доступности NO, используя колориметрический анализ с модифицированными реагентами Грисса, и считывали с поглощением при 540 нм. Всем пациентам требовалось сердечно-легочное шунтирование для коррекции пороков сердца. В пределах исследуемой популяции сердечно-легочное шунтирование вызывало значимое уменьшение значений среднего для уровней аргинина во все послеоперационные моменты времени по сравнению с дооперационными уровнями (фиг. 5). Аналогичное уменьшение значений среднего наблюдалось для уровней цитруллина (фиг. 6A-B). Уровни метаболитов NO в плазме также падали непосредственно после хирургического вмешательства, однако наблюдалось их частичное восстановление через 12 часов и 24 часа до возвращения к дооперационным уровням через 48 часов (фиг. 7). И напротив, шунтирование не оказывало эффекта на общий состав аминокислот, не вовлеченных в цикл мочевины. Поскольку влияние на аминокислоты, не вовлеченные в цикл мочевины, отсутствовало, указанные данные предполагают, что оказываемый эффект на функцию цикла мочевины и синтез субстрата NO может сохраняться приблизительно до 48 часов после хирургического вмешательства.
[0118] У пациентов, у которых затем развивался увеличенный послеоперационный СТЛ (СТЛ+), было отмечено уменьшение уровней аргинина в плазме по сравнению с пациентами без увеличенного СТЛ (СТЛ-). Фиг. 8. Для цитруллина и метаболитов NO аналогичные наблюдения отсутствуют.
[0119] По данным линейной регрессионной модели продолжительность сердечно-легочного шунтирования не оказывала какого-либо наблюдаемого влияния на уровни в плазме цитруллина и аргинина, метаболитов NO в какие-либо послеоперационные моменты времени.
Обзор клинических результатов
[0120] Указанное исследование демонстрирует, что сердечно-легочное шунтирование, применяемое для коррекции врожденных пороков сердца, вызывает значимое уменьшение функции цикла мочевины со значительным уменьшением доступности предшественников для синтеза оксида азота. Сердечно-легочное шунтирование, применяемое для хирургической коррекции врожденных пороков сердца, вызывало достаточно значимое уменьшение доступности предшественников оксида азота в цикле мочевины и уровней оксида азота при косвенном измерении по метаболитам NO в плазме. Поскольку влияние на аминокислоты, не вовлеченные в цикл мочевины, отсутствовало, эффект на функцию цикла мочевины и синтез субстрата для NO может сохраняться до 48 часов после хирургического вмешательства. У пациентов с увеличенным послеоперационным сосудистым тонусом легких наблюдается более значимое уменьшение уровней аргинина по сравнению с пациентами с нормальным тонусом.
[0121] В отдельном исследовании было продемонстрировано, что на риск увеличенного послеоперационного сосудистого тонуса легких влияет генотип T1405N КФС-I. Уровни аргинина значимо отличались при разных генотипах T1405N КФС-I через 48 часов после хирургического вмешательства.
ПРИМЕР 3
ВНУТРИВЕННОЕ ВОСПОЛНЯЮЩЕЕ ВВЕДЕНИЕ ЦИТРУЛЛИНА УВЕЛИЧИВАЕТ УРОВНИ АРГИНИНА В ПЛАЗМЕ
[0122] Цель заключалась в оценке безопасности внутривенного введения цитруллина и его эффекта на уровни аргинина в сыворотке поросят. В исследование включали 9 свиней Дюрок возрастом 5-21 день с минимальной целевой массой тела 4 кг. Всем поросятам проводили индукцию анестезии и трахеостомию. Центральные катетеры устанавливали в бедренной артерии и бедренной вене, и непрерывно отслеживали гемодинамику. Цитруллин (600 мг/кг в/в) вводили 5 поросятам. Контрольные животные получали солевой раствор. Образцы аминокислот сыворотки получали до введения цитруллина и через каждый час после введения цитруллина.
[0123] Уровни аргинина в сыворотке достигали пиковых значений через 1-2 часа после внутривенного введения цитруллина; уровни выше базовых сохранялись в течение еще трех часов, достигая уровня значимости во все моменты времени по сравнению с контролями (p<0,001). Гемодинамической нестабильности не наблюдалось. См. таблицы 2-3.
Таблица 2: Уровни аргинина (мкмоль/л) после внутривенного введения цитруллина
Экспериментальная группа (n=5)
Базовый уровень
1 час после введения
2 часа после введения
3 часа после введения
L-Цитруллин (600 мг/кг)
131,5
535,0
559,8
498,4
Контроль (солевой раствор)
89,6
103,0
118,1
136,7
p-значение
0,1582
<0,001
<0,001
<0,001
Таблица 3: Значения среднего для артериального давления крови (мм рт. ст.) после внутривенного введения цитруллина
Экспериментальная группа (n=4)
До дозирования
1 час после дозирования
2 часа после дозирования
3 часа после дозирования
L-Цитруллин (600 мг/кг)
67,0
67,4
64,8
62,2
Контроль (солевой раствор)
53,2
58,7
55,7
54,7
p>0,05 во все моменты времени
[0124] Соответственно, внутривенное введение цитруллина приводит к продолжительному увеличению уровней цитруллина и аргинина в плазме.
ПРИМЕР 4
ПЕРИОПЕРАЦИОННОЕ ПЕРОРАЛЬНОЕ ВОСПОЛНЯЮЩЕЕ ВВЕДЕНИЕ ЦИТРУЛЛИНА У ДЕТЕЙ, КОТОРЫМ ПРОВОДЯТ ХИРУРГИЧЕСКОЕ ВМЕШАТЕЛЬСТВО В СВЯЗИ С ВРОЖДЕННЫМИ ПОРОКАМИ СЕРДЦА
[0125] Цель указанного исследования заключалась в оценке абсорбции и демонстрации безопасности перорального введения цитруллина в качестве потенциальной альтернативы в/в введению цитруллина. 40 пациентов с одним из 5 идентифицированных выше хирургических диагнозов рандомизировали в группы, получавшие 5 доз цитруллина перорально (1,9 граммов/кг) или плацебо. Первую дозу вводили непосредственно перед хирургическим вмешательством, вторую дозу непосредственно при поступлении в педиатрическое отделение ОИТ после хирургического вмешательства, а затем вводили еще 3 дозы через каждые 12 часов. Уровни цитруллина в плазме были значимо выше в получавшей цитруллин группе (36 и 26 мкмоль/л, p= 0,013), что демонстрирует адекватную абсорбцию.
Таблица 4: Уровни в сыворотке через 12 часов после операции при PHTN и в отсутствие PHTN
Уровень цитруллина в сыворотке через 12 часов после операции
В отсутствие PHTN
+ PHTN
<37 мкмоль/л
18 пациентов
9 пациентов
>37 мкмоль/л
12 пациентов
0 пациентов
p-значение=0,036 (Точный критерий Фишера)
[0126] Указанное исследование не обладало адекватной мощностью для детекции эффекта, оказываемого на частоту послеоперационной легочной гипертензии (ЛГ, или PHTN), однако у пациентов с уровнями цитруллина в плазме > 37 мкмоль/л не развивалась легочная гипертензия.
ПРИМЕР 5
ВВЕДЕНИЕ ЦИТРУЛЛИНА ВО ВРЕМЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА
[0127] Первоначальная цель состояла в тестировании безопасности и фармакокинетики при введении трех доз внутривенного цитруллина у детей, которым проводят хирургическое устранение специфических врожденных пороков сердца. Внутривенное введение цитруллина сопряжено с теоретическим риском системной артериальной гипотензии. Нежелательный спад среднего артериального давления определяли как более чем 20% уменьшение относительно базового уровня. Базовое значение среднего для послеоперационного артериального давления крови рассчитывали как арифметическое среднее значений среднего для показателей артериального давления крови, регистрируемых каждые 5 минут на протяжении 30 минут, непосредственно предшествующих введению послеоперационной дозы или инфузии. Таким образом, прикроватный монитор настраивали на сигнал тревоги в случае достижения 20% спада в любой момент в течение 48-часового периода исследования.
[0128] Исходные выбранные дозы составляли 200, 400 и 600 мг/кг с учетом данных, полученных в ходе предыдущих исследований на животных. Исходный дизайн исследования был представлен 4-групповым исследованием с 3 дозировками и контролем- плацебо. В исследование включали пять пациентов; монитор Комитета по мониторингу данных и безопасности (Data and Safety Monitoring Board, DSMB) быстро отметил, что уровни в плазме, достигаемые при введении указанных доз, были очень высокими, хотя нежелательных явлений отмечено не было. Затем дизайн исследования изменяли на открытое исследование с повышением дозы, начиная с 50 мг/кг и повышением дозы с шагом 50 мг/кг. Каждый пациент получал 2 дозы, 1 дозу в операционной после начала сердечно-легочного шунтирования, и одну дозу через 4 часа в отделении интенсивной терапии. Обобщенные данные приведены на фиг. 9A-C.
[0129] Пациенты 6 и 8 получали 50 мг/кг цитруллина внутривенно и пиковый уровень цитруллина у них составлял приблизительно 220 мкмоль/л, а остаточный уровень через 4 часа составлял 40 мкмоль/л. Нежелательных побочных эффектов отмечено не было. Указанный остаточный уровень был значительно ниже целевого диапазона 80‒100 мкмоль/л, и поэтому дозу увеличивали. Пациенты 9 и 10 получали 100 мг/кг цитруллина внутривенно и пиковый уровень цитруллина у них составлял 375 мкмоль/л, а остаточный уровень через 4 часа составлял 50 мкмоль/л. Нежелательных побочных эффектов также не отмечалось. Указанный остаточный уровень также был значительно ниже целевого диапазона 80‒100 мкмоль/л, и поэтому дозу увеличивали. Пациенты 13-16 получали 150 мг/кг цитруллина внутривенно и пиковый уровень цитруллина у них составлял 660 мкмоль/л, а остаточный уровень через 4 часа составлял 80 мкмоль/л. Указанный остаточный уровень через 4 часа находился в пределах целевого диапазона 80‒100 мкмоль/л, и дозу больше не повышали. Обобщенный фармакокинетический профиль указанных 3 доз цитруллина приведен на фиг. 10.
[0130] Расчетное время полужизни составляло приблизительно 85 минут, слишком мало для продолжения интервального дозирования. После построения фармакокинетической модели дизайн исследования изменяли на болюсное введение в дозе 150 мг/кг в операционной (OR) при сердечно-легочном шунтировании с последующей непрерывной инфузией через 4 часа со скоростью 9 мг/кг/ч в течение 48 часов. Включали еще 9 пациентов. Значения среднего для уровней в плазме как цитруллина, так и аргинина у пациентов экспериментальной когорты (+ в/в цитруллин) по сравнению с пациентами в когорте наблюдения (-в/в цитруллин) приведены на фиг. 11A-B.
[0131] Было отмечено одно значимое нежелательное явление, но оно не было связано с в/в применением цитруллина. Приблизительно через 8 часов после устранения ДПЖП у пациента развилась брадикардическая остановка, которой не предшествовала системная гипотензия. Пациенту потребовалась неотложная ЭКМО-поддержка в течение 48 часов, после чего произошло полное выздоровление; пациент был выписан домой на 22 день пребывания в стационарном медицинском учреждении. Указанный случай был рассмотрен DSMB, и было установлено, что указанное значимое нежелательное явление предположительно не было связано с введением цитруллина.
[0132] На основе указанных данных было определено, что внутривенное введение цитруллина было безопасным, а комбинация болюсного введения в дозировке 150 мг/кг при сердечно-легочном шунтировании в начале хирургического вмешательства с последующей непрерывной инфузией через 4 часа со скоростью 9 мг/кг/ч может обеспечивать сохранение сосудистого тонуса легких после операции.
ПРИМЕР 6
ФАРМАКОКИНЕТИКА ПЕРИОПЕРАЦИОННОГО ВНУТРИВЕННОГО ВВЕДЕНИЯ L-ЦИТРУЛЛИНА У ДЕТЕЙ, КОТОРЫМ ПРОВОДЯТ ХИРУРГИЧЕСКОЕ ВМЕШАТЕЛЬСТВО В СВЯЗИ С ВРОЖДЕННЫМИ ПОРОКАМИ СЕРДЦА
[0133] Для определения клиренса при в/в болюсном введении одной дозы цитруллина и оптимальной частоты дозирования использовали дизайн исследования с повышением дозы, применяя цитруллин в/в в трех концентрациях: 50, 100 и 150 мг/кг. Дозу цитруллина вводили в операционной непосредственно после канюляции и начала сердечно-легочного шунтирования. Конечная цель заключалась в обеспечении продолжительного поддержания уровня цитруллина, составляющего 100 мкмоль/л или более в течение периода до четырех часов после введения начальной дозы. Момент времени через четыре часа был выбран поскольку за это время хирургическая процедура может быть завершена и пациент возвращен в ОИТ после операции перед дальнейшим дозированием. Сводные данные для цитруллина приведены на фиг. 12.
[0134] На основании указанных данных определяли, что оптимальная доза составляла 150 мг/кг, поскольку она обеспечивала уровни, близкие 100 мкмоль/л, через 4 часа. Не было отмечено нежелательных явлений, в том числе гипотензии, при введении цитруллина в/в в любой из указанных концентраций.
[0135] Однако на основании приведенных выше данных также было определено, что период полужизни цитруллина при болюсном в/в дозировании составлял приблизительно 60‒90 минут, что потребовало бы дозирования в течение по меньшей мере 4 часов, что нецелесообразно даже в условиях ОИТ. Фармакокинетическое моделирование позволяет предположить, что продолжительное поддержание уровня цитруллина, составляющего приблизительно 100 мкмоль/л, может быть обеспечено путем болюсного введения в/в дозы цитруллина, составляющей 150 мг/кг, в начале хирургического вмешательства после начала сердечно-легочного шунтирования с последующей непрерывной инфузией через 4 часа со скоростью 9 мг/кг/ч. ФК-моделирование указанной схемы представлено на фиг. 13.
[0136] Затем в исследование включали пациентов, получающих лечение с применением указанного модифицированного протокола, комбинации болюсного введения дозы, составляющей 150 мг/кг, в операционной (OR) при СЛШ, и непрерывной инфузии со скоростью 9 мг/кг/ч с началом после операции в педиатрическом отделении интенсивной терапии (ПОИТ) через 4 часа после болюсного введения начальной дозы. Имеются данные по цитруллину для 9 пациентов, и они приведены на фиг. 14A-B.
ПРИМЕР 7
ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРИВЕННОГО ВВЕДЕНИЯ ЦИТРУЛЛИНА
[0137] Проведенное исследование внутривенного введения цитруллина представляло собой рандомизированное плацебо-контролируемое двойное слепое исследование с первичным клиническим исходом - продолжительностью механической вентиляции после операции, и вторичным исходом - частотой послеоперационной легочной гипертензии в 2 группах лечения (цитруллин или плацебо).
[0138] В исследование включали всего 77 пациентов детской больницы университета Вандербильта. Скрининг пациентов осуществляли с учетом расписания хирургических операций. На основании указанного расписания осуществляли скрининг пациентов, которым проводилось одно из 5 плановых кардиологических хирургических вмешательств, включенных в указанное исследование (пациенты, которым проводят процедуру Норвуда, впоследствии были исключены по рекомендации DSMB).
[0139] Указанное исследование было остановлено при подготовке более масштабного многоцентрового рандомизированного плацебо-контролируемого испытания. Анализ полученных данных для указанных 77 пациентов показал, что у большинства получавших цитруллин пациентов целевые продолжительно сохраняющиеся терапевтические уровни цитруллина в плазме, составляющие 100 мкмоль/л, не достигались, в основном в результате удаления цитруллина при гемофильтрации во время сердечно-легочного шунтирования. Указанные техники гемофильтрации были изменены в ходе исследования, и исследователям не было известно об указанных изменениях.
ПРИМЕР 8
ПРОТОКОЛ ВВЕДЕНИЯ ЦИТРУЛЛИНА ПРИ КАРДИОЛОГИЧЕСКОМ ХИРУРГИЧЕСКОМ ВМЕШАТЕЛЬСТВЕ
[0140] Исходная фармакокинетическая модель предполагала закрытую систему. В отсутствие значимого метаболизма и выведения мочи во время хирургического вмешательства указанная модель предполагала, что терапевтические уровни, обеспечиваемые исходным болюсным введением цитруллина, будут поддерживаться на всем протяжении хирургического вмешательства. Однако в неизвестный момент времени в начале указанного исследования техника перфузии была изменена на включающую агрессивную ультрафильтрацию и переливание кристаллоидных растворов в течение всего хирургического вмешательства. Это означало, что ультрафильтрация приводила к эффективному удалению цитруллина из кровотока; таким образом, при рассмотрении уровней цитруллина было обнаружено, что практически ни у кого из пациентов терапевтические уровни лекарственного средства не достигались.
[0141] Согласно указанному примеру было предпринято исследование для тестирования модифицированного протокола дозирования, разработанного для достижения и поддержания терапевтических уровней цитруллина с учетом ультрафильтрации и замещения кристаллоидными растворами. Хотя указанная фармакокинетическая конечная точка, предположительно, была достигнута, основное внимание указанного представления данных уделено показателям эффективности, которые оценивали в качестве вторичных конечных точек. В указанном исследовании принимали участие 22 пациента, которых распределяли в рандомизированные группы с равным числом участников, по 11 пациентов, получавшие плацебо и цитруллин.
Результаты
[0142] На ранних этапах исследования было обнаружено, что в одном из двух участвующих центров существует практика рутинной экстубации всех пациентов в операционной непосредственно после прекращения сердечно-легочного шунтирования. Это исключало применение продолжительности механической вентиляции в качестве конечной точки. Вместо этого использовали ретроспективный анализ продолжительности любых форм вспомогательной искусственной вентиляции в качестве возможной конечной точки. На фиг. 16 показано, что в получавшей плацебо контрольной группе наблюдается в целом двумодальный характер распределения продолжительности применения аппарата для вентиляции, при этом некоторые дети продолжают получать респираторную поддержку в течение длительных периодов времени. Напротив, у получавших лечение цитруллином детей, за исключением одного выброса, наблюдался одномодальный характер распределения со сниженной продолжительностью респираторной поддержки. См. фиг. 15. Различия между группами, получавшими плацебо и цитруллин, не достигали значимости, однако наблюдался выраженный тренд при использовании критерия Саттертуэйта. Напротив, при анализе таблицы статистической структуры, приведенной в таблице 5, достигается пограничная значимость. В целом, результаты, предположительно, отражают выраженный тренд.
ТАБЛИЦА 5: Анализ таблицы статистической структуры эффектов цитруллина на продолжительность респираторной поддержки
Продолжительность респираторной поддержки
Плацебо
Цитруллин
≤ 50 часов
3
7
> 50 часов
8
2
[0143] Показатели сердечно-сосудистой системы обеспечивают дополнительную информацию. На фиг. 17 видно, что у получавших цитруллин пациентов, неожиданным образом, наблюдались существенно лучшие инотропные показатели, в частности, в период от 15 до 18 часов, начиная с поступления в ОИТ. Наблюдалось мягкое временное повышение систолического давления крови в получавшей цитруллин группе, с началом приблизительно через 20 часов после прекращения шунтирования, тогда как показатели диастолического давления были по существу идентичны в двух группах. Фиг. 18A. Наблюдалось незначительное временное увеличение значений среднего для артериального давления в получавшей цитруллин группе, как показано на фиг. 18B, отражающие изменение систолического давления. Учитывая временную природу повышения систолического давления крови и повышения артериального давления, увеличение систолического давления предполагает потенциально меньшую необходимость в инотропах по сравнению с ожидаемой.
[0144] Продолжительность общей респираторной поддержки, по-видимому, представляет собой целесообразную конечную точку при исследовании применения цитруллина для предотвращения острой легочной гипертензии как осложнения при хирургическом устранении врожденных пороков сердца. Нежелательных явлений в отношении показателей гемодинамики не наблюдалось.
ПРИМЕР 9
СОСТАВ С ЦИТРУЛЛИНОМ
[0145] Стерильный цитруллин может быть получен сначала в виде нестерильного нефасованного порошка, задействующего процесс бактериальной (Streptococcus faecalis) ферментации аргинина с последующими этапами разделения и экстракции. Указанный нестерильный нефасованный порошок затем восстанавливают и проводят этапы снижения уровней эндотоксина и стерилизующей фильтрации с последующей кристаллизацией, высушивания и микронизации в асептической среде. Затем используют стерильный нефасованный порошок в качестве «сырого материала» для асептического наполнения стеклянных флаконов для получения готового лекарственного продукта, который восстанавливают стерильным разбавителем перед применением.
[0146] Каждый стерильный флакон цитруллина для инъекции может содержать приблизительно 300 мг стерильного порошка цитруллина. Каждый флакон может быть восстановлен в 6 мл стерильной воды для инъекций, USP, и дополнительно разбавлен приблизительно 5,9 мл хлорида натрия 0,9%, USP, до объема 12 мл и концентрации 300 мг/12 мл=25 мг/1 мл. Например, пациент может получать инфузию в 0,9% растворе хлорида натрия, USP, для осуществления введения в концентрации, составляющей приблизительно 25 мг/мл.
ПРИМЕР 10
ФАРМАКОКИНЕТИКА (ФК) И БЕЗОПАСНОСТЬ В/В ВВЕДЕНИЯ L-ЦИТРУЛЛИНА ДЕТЯМ РАННЕГО И БОЛЕЕ СТАРШЕГО ВОЗРАСТА, КОТОРЫМ ПРОВОДЯТ СЕРДЕЧНО-ЛЕГОЧНОЕ ШУНТИРОВАНИЕ (СЛШ) ДЛЯ ХИРУРГИЧЕСКОГО УСТРАНЕНИЯ ВРОЖДЕННЫХ ПОРОКОВ СЕРДЦА
[0147] Проводили многоцентровое простое слепое рандомизированное плацебо-контролируемое исследование фазы IB для определения фармакокинетики (ФК) и безопасности в/в введения L-цитруллина детям раннего и более старшего возраста, которым проводят сердечно-легочное шунтирование (СЛШ) для хирургического устранения врожденных пороков сердца.
[0148] Первичная цель исследования заключалась в определении того, обеспечивает ли модифицированный протокол периоперационной внутривенной (в/в) доставки L-цитруллина уровни цитруллина в плазме, превышающие 100 мкмоль/л в группе, которой вводили цитруллин, и в сравнении с уровнями цитруллина в группе плацебо при последующем мониторинге у детей, которым проводят хирургическое устранение дефекта межпредсердной перегородки (ДМПП) и/или дефекта межжелудочковой перегородки (ДМЖП), или частичного или полного дефекта предсердно-желудочковой перегородки (ДПЖП).
[0149] Цели безопасности заключались в дополнительном анализе профиля безопасности цитруллина; и вторичные цели заключались в установлении влияния цитруллина на послеоперационные клинические исходы.
[0150] Включали в исследование и проводили лечение двадцати двух (22) пациентов. Пациенты получали исследуемое лекарственное средство или плацебо в виде инфузии в соответствии с протоколом фиксированного дозирования, со стартом в начале СЛШ и до 48 часов после операции, или до удаления внутриартериального катетера. Участие в исследовании заканчивалось при выписке или на 28 день, в зависимости от того, что происходит раньше. Разрабатывали схему дозирования для поддержания уровней цитруллина в плазме, учитывая длительную гемофильтрацию.
[0151] Уровни концентрации цитруллина в плазме принимали за первичную переменную ФК; указанные уровни оценивали в образцах крови, которые собирали в 7 периоперационный моменты времени. За вторичные переменные ФК принимали концентрации аргинина и метаболиты оксида азота (NO) в одном наборе образцов. Сравнивали значения ФК для разных групп.
[0152] Субъекты, получавшие 150 мг/кг цитруллина в виде болюсного введения в/в или плацебо в начале СЛШ с последующим добавлением L-цитруллина, в концентрации, составляющей 200 мкмоль/л или плацебо, к фильтрационной жидкости или жидкости для коррекции гемоконцентрации, применяемой во время СЛШ. Болюсное введение цитруллина в дозировке 20 мг/кг осуществляли через 30 минут после деканюляции после СЛШ, с последующей непосредственной непрерывной инфузией цитруллина со скоростью 9 мг/кг/ч или плацебо в течение 48 часов.
[0153] Первичная оценка безопасности включала гемодинамический мониторинг для идентификации клинически значимой гипотензии с применением специфических возрастных предельных значений. Собирали информацию о нежелательных явлениях и регистрировали послеоперационное кровотечение.
[0154] Получали дополнительные оценки безопасности, лабораторные и клинические оценки, от базовых значений до выписки; вторичные клинические переменные включали: послеоперационную механическую вентиляцию, продолжительность общей респираторной поддержки, улучшение гемодинамики, послеоперационный СТЛ по данным эхокардиограммы, креатинин сыворотки и ферменты печени, инотропный показатель, продолжительность использования плевральной дренажной трубки, продолжительность пребывания в отделении интенсивной терапии, продолжительность госпитализации и выживаемости.
[0155] Анализ результатов исследования в настоящее время находится на завершающей стадии, однако пока завершены не все связанные с контролем качества процедуры, таким образом, в полученные данные могут быть внесены незначительные изменения.
[0156] Тем не менее, подробно описанные ниже анализы также показали, что предпочтительным является использование комплексной переменной, включающей наиболее продолжительные периоды для каждого из указанных показателей в качестве суррогата продолжительности нахождения в отделении интенсивной терапии. Указанное преимущество обусловлено тем, что на фактическую продолжительность нахождения в ОИТ могут оказывать влияние посторонние переменные, в том числе такие, как время суток и наличие свободных мест. У пациентов, получавших исследуемое лекарственное средство, наблюдалась более короткая комплексная продолжительность механической вентиляции и инотропной терапии по сравнению с пациентами, получавшими плацебо. Соответственно, на основании оценки комплексной суррогатной маркерной переменной пациенты, получавшие исследуемое лекарственное средство, были готовы к выписке из ОИТ раньше, чем пациенты, получавшие плацебо. Модифицированный протокол дозирования обеспечивал достижение уровней цитруллина в плазме, стабильно превышающих целевой уровень, 100 мкмоль/л, как показано на фиг. 19 ниже. У пациентов, получавших цитруллин, наблюдалась пониженная продолжительность механической вентиляции, как показано на фиг. 20.
[0157] В разных центрах были отмечены некоторые различия клинической практики в отношении механической вентиляции. В одном из центров наблюдалась тенденция к экстубации пациентов в операционной без регистрации времени экстубации таких пациентов. Для целей указанного анализа продолжительность послеоперационной механической вентиляции у таких пациентов принималась за нулевую. Стратификация указанных пациентов по виду лечения показала, что в операционной были экстубированы все пациенты из 6 пациентов (100%), получавших в/в L-цитруллин, и только двое из 6 пациентов (33%) в получавшей плацебо группе.
[0158] Как и в отношении продолжительности времени механической вентиляции, наблюдались заметные различия продолжительности инотропной терапии в двух группах лечения, как показано на фиг. 21.
[0159] Приведенные на фиг. 21 данные определены как время от начала и до окончания применения инотропов. Все отсутствующие или нулевые общие инотропные показатели до первого измеренного показателя принимают за 0, и, соответственно, считается, что инотропы не вводятся. Учитывается общий инотропный показатель, который рассчитывают на основании введения допамина, добутамина, милринона, эпинефрина, фенилэфрина и норэпинефрина. Продолжительность времени введения инотропов у пациентов, у которых инотропы не применяли, принимают за 0 часов (нецензурированные данные).
[0160] Как упоминалось ранее, прекращение механической вентиляции и инотропной терапии представляют собой два основных определяющих показателя готовности к выписке из отделения интенсивной терапии. Комплексная переменная, включающая (для каждого субъекта) более продолжительный из двух показателей - продолжительности механической вентиляции или инотропной терапии - может служить в качестве эффективного и точного суррогата продолжительности пребывания в отделении интенсивной терапии. На фиг. 22 показаны различия указанной комплексной переменной при сравнении получавших цитруллин и плацебо групп. У пациентов, получавших исследуемое лекарственное средство, наблюдались меньшая комплексная продолжительность механической вентиляции и инотропной терапии по сравнению с пациентами, получавшими плацебо. Соответственно, согласно оценке комплексной суррогатной маркерной переменной пациенты, получавшие исследуемое лекарственное средство, были готовы к выписке из ПОИТ раньше, чем пациенты, получавшие плацебо. Меньшая продолжительность механической вентиляции не только соответствует меньшей продолжительности нахождения в ПОИТ, но и снижает сопутствующий риск физического повреждения.
[0161] Помимо достижения целевых уровней цитруллина в плазме в указанном исследовании также были получены статистически значимые и близкие к значимым результаты, демонстрирующие зависимые от лечения цитруллином различия продолжительности механической вентиляции и инотропной терапии в получавших лечение и контрольных группах для небольшой группы, включавшей 22 субъекта.
[0162] За продолжительность послеоперационной инвазивной механической вентиляции принимали время в часах с момента отделения от сердечно-легочного шунта до эндотрахеальной экстубации. В том случае, если требовалась реинтубация пациента в пределах 24 часов после экстубации, время реинтубации включали в основной анализ. Во второй анализ время реинтубации не включали.
[0163] При включении времени реинтубации значение среднего для продолжительности инвазивной механической вентиляция было очевидно выше в получавшей плацебо группе, чем в получавшей лечение цитруллином группе: получавшие цитруллин пациенты нуждались в инвазивной вентиляции в среднем на протяжении 5 часов, тогда как получавшие плацебо пациенты нуждались в ней на протяжении 37 часов. Указанное различие не достигало статистической значимости согласно дисперсионному анализу ANOVA, что, вероятнее всего, обусловлено значительной вариабельностью показателей продолжительности в получавшей плацебо группе. Однако при исключении времени реинтубации различие между группами оставалось выраженным, и достигалась статистическая значимость в анализе ANOVA (p=0,0317). Статистическую значимость в обоих анализах устанавливали с использованием критерия суммы рангов Уилкоксона. См. фиг. 20-22.
[0164] Прекращение вентиляции с положительным давлением и прекращение инотропной терапии представляют собой два основных определяющих показателя готовности к выписке из отделения интенсивной терапии. Вместе, в виде комплексной переменной, включающей больший показатель из продолжительности вспомогательной искусственной вентиляции с положительным давлением или инотропной терапии, они могут служить эффективным суррогатом продолжительности пребывания в отделении интенсивной терапии. На последнюю переменную могут влиять смещающие факторы, такие как отсутствие свободных мест, которые могут случайным образом увеличивать указанную продолжительность.
[0165] В целом, полученные в указанном исследовании данные показывают, что применяемая схема дозирования обеспечивала достижение фармакокинетической конечной точки. Кроме того, несмотря на крайне незначительный объем выборки, в указанном исследовании продемонстрированы явные зависимые от лечения различия, отражающие преимущество L-цитруллина, продолжительности механической вентиляции и инотропной терапии в получавших лечение и контрольных группах. Комбинация указанных результатов в виде комплексной переменной демонстрирует клинически значимую терапевтическую эффективность цитруллина на основании времени выписки из отделения интенсивной терапии. Соответственно, результаты указанного исследования показывают, что в/в лечение цитруллином может играть благоприятную роль в предотвращении клинических последствий индуцированного СЛШ повреждения легких.
Хотя настоящее изобретение было описано применительно к указанному предпочтительному варианту реализации, оно ограничено не указанным вариантом, а исключительно объемом приведенной ниже формулы изобретения.