DE69031694T3

DE69031694T3 - Glutamin zur Behandlung von beeinträchtigten Abwehrkräften

Info

Publication number: DE69031694T3
Application number: DE69031694T
Authority: DE
Inventors: Robert J. Brookline Smith; Douglas W. Brookline Wilmore
Original assignee: Brigham and Womens Hospital Inc
Current assignee: Brigham and Womens Hospital Inc
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: IL94549A0; HU220214B; AU5827190A; ES2111529T3; PT94223B; JP2000186035A; ATE160089T1; PT94223A; DE69031694D1; WO1990014823A1; KR0178799B1; ES2111529T5; KR920700629A; JPH05500655A; IL94549A; DE69031694T2; ZA904151B; AU641403B2; FI915677A0; DK0401056T4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Glutamin (GLN) und funktionellen Analoga, Derivaten, Substitutionsprodukten, Isomeren oder Homologen von GLN, welche die Eigenschaften von GLN in Verbindung mit einer Therapie mit vollständiger parenteraler Ernährung (TPN) beibehalten, bei der Herstellung eines Medikamentes zur Verwendung bei der Steigerung der Lymphozyten-Proliferation als Reaktion auf ein Antigen oder ein Mitogen, Antikörperreaktionen, oder alle mittelbaren Immunreaktionen, bei denen die Aktivität des Immunsystems bei einem Tier als Folge davon verringert ist, dass es einer Knochenmarkstransplantation unterzogen wird oder damit behandelt worden ist.
Bei Patienten, die sich einer Knochenmarkstransplantation unterziehen, erzeugen beispielsweise die Bestrahlungs- und/oder chemotherapeutischen Therapien vor und nach der Transplantation, gekoppelt mit dem häufigen Auftreten einer Transplantat-Wirt-Erkrankung, sowohl katabolische als auch schwere Ernährungs-Folgeerscheinungen. Viele Faktoren tragen zu einem Erfordernis für eine vollständige parenterale Ernährung [total parenteral nutrition] (TPN) bei diesen Patienten bei, einschließlich oraler und ösophagealer Mukositis, Diarrhö, Übelkeit, Erbrechen, Xerostomie und Dysgeusia (Cunningham et al., Nurs. Clin. N. Amer., 18:585–596 (1983); Cheney et al., Cancer, 59:1515–1519 (1987)). Obwohl man glaubt, dass eine TPN bei Knochenmarkstransplantat-Patienten notwendig und vorteilhaft ist, verbesserten Versuche mit i.v.-Infusionen von speziellen Formulierungen mit einem hohen Gehalt an verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAA) während des ersten Monats nach der Transplantation nicht die Stickstoffbilanz (Lenssen et al., J. Parent. Ent. Nutr., 11:112–118 (1987)).
Eine beeinträchtigte Immunfunktion, die durch die verschiedenen, oben angeführten Ursachen herbeigeführt wird, kann eine Hauptursache für Tod und Invalidität sein. Diese klinischen Zustände sind häufig mit einem abnormalen Metabolismus der nicht-essentiellen Aminosäure Glutamin (GLN) verbunden. GLN kann zu einem gewissen Ausmaß durch die meisten Gewebe synthetisiert werden. Anders als die meisten Aminosäu ren weist GLN zwei Amin-Einheiten auf: eine alpha-Aminogruppe und eine Amidgruppe. Die Anwesenheit der Amidgruppe setzt GLN in die Lage, Ammoniak aus den peripheren Geweben des Körpers zu entfernen und Stickstoff zu Eingeweideorganen zu transportieren. Zusätzlich ist es bei Geweben, die GLN aus dem Kreislauf entfernen, üblich, das Kohlenstoffgerüst für Energie zu verwenden.
Glutaminase und Glutaminsynthetase sind die zwei hauptsächlichen Enzyme, die an der Regulierung des GLN-Metabolismus beteiligt sind. Glutaminase katalysiert die Hydrolyse von GLN zu Glutamat und Ammoniak, während Glutaminsynthetase die Synthese von GLN aus Glutamat und Ammoniak katalysiert. Während die meisten Gewebe beide Enzyme aufweisen, ist, abhängig vom speziellen Gewebe, gewöhnlich eines aktiver als das andere.
Die GLN-Synthese und der GLN-Abtransport finden hauptsächlich in der Skelettmuskulatur und dem Gehirn statt. GLN wiederum wird von solchen replizierenden Zellen wie Fibroplasten, hämopoietischen Zellen, Lymphozyten, Darmepithel und Tumorzellen verbraucht. Charakteristischerweise besitzen diese Zellen hohe Grade an Glutaminase-Aktivität und niedrige Konzentrationen an intrazellulärem GLN. Diese Tatsache kann eine klinische Signifikanz für Patienten aufweisen, die größere Wunden, eine mit einer Infektion verbundene Entzündung oder eine gastrointestinale Dysfunktion aufweisen, welche eine normale enterale Nahrungsaufnahme ausschließt, da bei diesen Zuständen die wünschenswerte Proliferation der Zelltypen von der Verfügbarkeit ausreichender GLN-Spiegel abhängen kann.
Im gastrointestinalen System wird GLN als Atmungsbrennstoff verwendet. Die enterale Verabreichung von GLN hat eine vergrößerte Aufnahme von Hohlraum-GLN durch die Eingeweidemukosa zur Folge, begleitet von einer gleichzeitigen Abnahme der GLN-Aufnahme aus dem Kreislauf. Demgemäss wird der Verbrauch von GLN durch die Eingeweide zwischen diesen zwei Quellen von GLN im Gleichgewicht gehalten.
Das meiste des GLN, das durch das gastrointestinale System aufgenommen wird, tritt über die Epithelzellen ein, welche die Villi des Dünndarms auskleiden. Der GLN-Metabolismus, der im Dünndarm stattfindet, stellt eine Hauptenergiequelle für die Einge weide dar und erzeugt Vorstufen für die hepatische Harnstoffgenese und Gluconeogenese durch Verarbeitung von Stickstoff und Kohlenstoff aus anderen Geweben.
Baskerville et al. (Brit. J. Exp. Pathol., 61:132 (1980) reduzierten die Konzentration von Plasma-GLN auf nicht nachweisbare Spiegel durch die Infusion von gereinigter Glutaminase in Rhesusaffen, Krallenaffen, Kaninchen und Mäuse, was Erbrechen, Diarrhö, Villusatrophie, Mukosa-Ulzerationen und intestinale Nekrose zur Folge hatte.
Martin et al. (US-Patent 2,283,817) offenbaren eine Zusammensetzung, die GLN enthält und vielmehr als detoxifizierendes Mittel denn als Nahrungsergänzung verwendet wird. In dem Patent wird GLN synergistisch mit anderen Aminosäuren kombiniert, um direkt auf ein Toxin einzuwirken, um jegliche schädliche Einwirkung zu hemmen.
Bei Shive et al. (US-Patent 2,868,693) werden GLN-haltige Zusammensetzungen für die Behandlung von peptischen Ulzera offenbart.
Ein weiterer Beleg für die potentielle Schutzwirkung von GLN wurde von Okabe et al, Digestive Disease, 20:66 (1975) geliefert, der fand, dass GLN gegen Aspirin-induzierte gastrische Ulzerationen bei Menschen schützen könnte. Diese Wirkungen wurden nicht beobachtet, wenn GLN mittels Schlauchzufuhr in den Darm verabreicht wurde, was die direkte Einwirkung von GLN auf die Magenmukosa verhinderte. Dies zeigt an, dass die GLN-Wirkungen auf die gastrische Ulzeration lokal und nicht das Resultat einer geänderten systemischen Ernährung waren.
Die nicht-essentielle Aminosäure GLN ist in parenteralen Standard-Nährstofflösungen nicht anwesend, ist aber ein bevorzugter oxidativer Brennstoff für den Dünndarm (Windmeuller, H.G., Adv. Enzyml., 53:201–237 (1982) und weist trophische Wirkungen auf die Darmmukosa von intravenös (i.v.) gefütterten Nagetieren auf (Hwang, T.L. et al., Surgical Forum, 37:56–58 (1986); O'Dwyer, S.T. et al., Clin. Res., 35:369A (1987). Dieses viszerale GLN-Erfordernis kann während einer kritischen Krankheit sogar noch größer sein, wo bekannt ist, dass der GLN-Metabolismus durch den Dünndarm gesteigert ist (Souba et al., Surgery, 94(2):342 (1983). Obwohl bekannt ist, dass GLN rasch durch die Pankreas aufgebraucht wird und in dem exokrinen Teil der Drüse konzentriert zu sein scheint (Cassano, G.B. et al., J. Neurochemistry, 12:851–855 (1965), wurde über die Wirkung von exogen verabreichtem GLN auf die exokrine Pankreas von intakten Tieren nichts berichtet.
Es ist aus der WO 87/01589 bekannt, wie man eine katabolische Dysfunktion bei einem Tier behandelt, was umfasst, dass man einem Tier eine therapeutisch wirksame Menge Glutamin oder einem Analogon desselben verabreicht. Eine katabolische Dysfunktion hat das Versagen von anatomischen Strukturen zur Folge. Derartige Zustände können eine verringerte Immunsystem-Aktivität zur Folge haben, führen aber nicht notwendigerweise dazu. Zusätzlich gibt es viele Zustände, die eine verringerte Immunsystem-Aktivität zur Folge haben, bei denen kein katabolisches Gewebeversagen auftritt. Demgemäß könnte die Nützlichkeit von Glutamin bei der Behandlung von katabolischer Dysfunktion nicht die Nützlichkeit bei der Steigerung der Aktivität des Immunsystems einschließen.
Der Ausdruck „vollständige parenterale Ernährung" (TPN) wird verwendet, um Formulierungen zur Verwendung bei Patienten zu beschreiben, die ihre gesamten Ernährungserfordernisse i.v. beziehen. Vollständige parenterale Ernährungsformulierungen enthalten, anders als enterale Formulierungen, normalerweise kein GLN. Die Abwesenheit von GLN in parenteralen Formulierungen beruht teilweise auf Bedenken wegen seiner Instabilität bei Raumtemperaturen und der daraus resultierenden Erzeugung von Ammoniak und Pyroglutaminsäure. Es gab auch Bedenken bezüglich der Erzeugung von Glutaminsäure aus GLN wegen der potentiellen Toxizität von Glutaminsäure als Neurotransmitter. In der Tat scheinen diese Bedenken bei den pH-Werten von enteralen und parenteralen Nährstofflösungen nicht gerechtfertigt zu sein.
TPN hat eine Villusatrophie zur Folge, ein Phänomen, das im allgemeinen reversibel ist, wenn eine orale Ernährungsweise wieder aufgenommen wird. Da TPN-Formulierungen kein GLN enthalten, müssen die Anforderungen des Körpers bezüglich dieser Aminosäure aus den synthetischen Wegen in Körpergeweben erfüllt werden.
Keine der Untersuchungen des Standes der Technik hat gezeigt, dass ein Versagen der Eingeweidewand zu einer verstärkten Permeabilität führt; beeinträchtigte Immunfunktion, die während einer TPN auftreten, können durch die Verabreichung von hohen Kon zentrationen an GLN verhindert werden.
Diese Erfindung ist in den angefügten Ansprüchen detaillierter dargelegt.
Bei der Erfindung wird einem Tier, das eine beeinträchtigte Immunfunktion als Folge einer Knochenmarkstransplantation aufweist, eine therapeutisch wirksame Menge GLN verabreicht. Diese GLN-Menge ist größer als diejenige, die man normalerweise in der Nahrung von gesunden Individuen antrifft.
Die Versorgung von Patienten, die sich einer Knochenmarkstransplantation unterziehen, mit GLN ist besonders vorteilhaft bei der Verbesserung einer beeinträchtigten Immunfunktion als Folge einer TPN.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben, in der:
1 eine graphische Darstellung von Daten ist, die die Wirkung von TPN mit hoher GLN-Dosis auf die kumulative Stickstoffbilanz nach einer allogenen Knochenmarkstransplantation demonstriert.
Die Erfinder haben die Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer beeinträchtigten Immunfunktion als Folge von TPN gemäß Anspruch 1 entwickelt. Die vorliegende Erfindung umfasst die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge von GLN oder einem funktionellen Analogon desselben an ein Tier, das unter dem obigen Krankheitszustand leidet oder diesen mit Wahrscheinlichkeit entwickeln wird. Diese therapeutisch wirksame Menge ist größer als diejenige, die in einer normalen Ernährung vorhanden ist. Die normale Aufnahme in der Ernährung beim Menschen beträgt etwa 2 bis 4 g/Tag.
Der Ausdruck „enteral" soll ein Verfahren zur Verabreichung von Nährstoffen an den Teil des Nahrungsmittelkanals zwischen dem Magen und dem Anus anzeigen.
Der Ausdruck "parenteral" bezeichnet ein Verfahren der Verabreichung von Nährstoffen an die Bereiche außerhalb des Verdauungssystems.
Tiere, bei denen die Erfindung wirksam ist, sind diejenigen, die üblicherweise als Säuger eingeordnet werden, einschließlich Menschen.
Der Ausdruck „Behandlung" soll die Verhütung, Verbesserung oder Heilung eines Symptoms oder einer Reihe von Symptomen bedeuten, das bzw. die einen Krankheitszustand darstellen.
Der Ausdruck "beeinträchtigte Immunfunktion" bezeichnet eine Verringerung einer immunologischen Funktion, die in vitro oder in vivo gemessen werden kann. Derartige Funktionen bestehen aus Lymphozyten-Proliferation als Antwort auf ein Antigen oder Mitogen, Antikörperantworten, Zell-vermittelte Immunantworten, wie verzögerte Hypersensibilität. Verschiedene Formen einer beeinträchtigten Immunfunktion, auf die dieser Ausdruck zielt, können zu verringerten Wirtsabwehrkräften gegen eine Vielfalt von Pathogenen, wie pathogenen Mikroorganismen, führen. Eine beeinträchtigte Immunfunktion ist eine wohlbekannte Folge der Behandlung mit chemotherapeutischen Arzneistoffen und ist auch eine Folge von gewissen Formen von physikalischem Trauma, Verbrennungen, Mangelernährung, Diabetes und anderen Krankheitszuständen.
Der Ausdruck „Beeinträchtiqung der Wirtsabwehrkraft" bedeutet eine gesteigerte Empfänglichkeit für Infektionen durch eine Vielfalt von pathogenen Mikroorganismen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Bakterien, Viren und Pilzen. Eine derartige Beeinträchtigung tritt nach Versagen der Eingeweidewand-Barriere auf, was den normalerweise verhinderten Durchtritt von Pathogenen aus dem Eingeweidelumen durch die Mukosabarriere gestattet. Eine derartige Beeinträchtigung kann die Folge einer beeinträchtigten Immunfunktion sein, bei der die Zellen des Immunsystems in ihrer Fähigkeit supprimiert sind, auf die mit den Pathogenen verbundenen antigenen Strukturen zu antworten. Eine beeinträchtigte Wirtsabwehrkraft resultiert auch aus einer abnormalen Funktion anderer Zellen, einschließlich einer eingeschränkten Leukozytenchemotaxis, Phagozytose und Abtötung, geänderter Makrophagenfunktion und anderer kongenitaler Mechanismen der Wirtsresistenz, die im Stand der Technik wohlbekannt sind (siehe Mims, C.A., The Pathoqenesis of Infectious Disease (2. Auflage), 1982, Academic Press, N.Y.).
Ein Erfordernis für GLN im Gewebe-Kulturmedium zum Überleben oder Wachstum einer großen Vielfalt von Zelltypen ist im Stand der Technik wohlbekannt (Freshney, CULTURE OF ANIMAL CELLS. A Manual of Basic Technique, Alan R. Liss, Inc., New York, 1983). Es ist beispielsweise wohlbekannt, dass die Lymphozytenproliferation und -differenzierung in vitro in hohem Maß von gesteigerten Konzentrationen von GLN im Medium abhängt. Es kann gezeigt werden, dass ein Mangel von GLN in vivo, beispielsweise als Folge einer TPN, der kein GLN zugesetzt worden ist, zu einer Suppression der Lymphozytenfunktion führt. Dieser Funktionsverlust wird durch den Zusatz von GLN zu der TPN-Formulierung entweder teilweise verhütet oder teilweise wieder in Ordnung gebracht.
Der Ausdruck "im wesentlichen verbunden mit", wie er auf die Dysfunktion oder Symptome angewendet wird, bei welchen das Verfahren der Erfindung wirksam ist, bedeutet diejenigen Dysfunktionen, bei denen das biochemische Erfordernis für GLN während oder nach der Dysfunktion auftritt und damit in Beziehung steht.
Die Verabreichung von GLN kann sowohl auf enteralem als auch auf parenteralem Weg stattfinden.
Beispiele für den Weg einer enteralen Verabreichung von GLN sind die Verwendung eines Schlauches mit kleinem Innendurchmesser, der über die Nase in die gastrischen oder duodenalen Bereiche oder durch chirurgische Implantation, wie beispielsweise bei Gastrostomie oder Jejunostomie, eingeführt wird.
Beispiele für parenterale Verabreichungswege umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, eine subkutane, intramuskuläre oder intravenöse Injektion und eine nasopharyngeale, mukosale oder transdermale Absorption. In den meisten Fällen wird das GLN i.v. verabreicht. Bei der i.v.-Verabreichung wird die therapeutisch wirksame Menge an GLN in flüssiger Form direkt aus einem Vorrat durch einen Schlauch verabreicht, der mit einer Nadel verbunden ist, welche in eine große Vene des Patienten eingefügt wird.
Ungeachtet des verwendeten Verabreichungsweges kann GLN entweder einzeln oder als Nahrungsergänzung verabreicht werden. Wenn es als Nahrungsergänzung verwendet wird, kann das GLN vor der Verabreichung an den Patienten mit einer vorhandenen enteralen oder parenteralen Nahrung gemischt werden. Es ist auch möglich, das GLN ohne direktes Mischen mit den anderen Komponenten der Nahrung zu verabreichen, wie beispielsweise bei einer i.v.-Nahrungszufuhr, bei der das GLN nicht direkt zu der Haupt-i.v.-Flasche gegeben wird, sondern stattdessen einem gemeinsamen Reservoir unter Verwendung einer „Huckepack"-Flasche zugesetzt wird.
Funktionelle Analoga, Derivate, Substitutionsprodukte, Isomere oder Homologe von GLN, welche die Eigenschaften von GLN beibehalten, werden als gleichwertige Mittel angesehen. Bevorzugt werden diejenigen Analoga, die eine Amingruppe abgeben können und im Krebs-Zyklus metabolisiert werden können. Am meisten werden Verbindungen bevorzugt, welche den Aminosäurerest an einem Ende einer Kohlenstoffkette und eine Amin-Einheit am anderen Ende der Kohlenstoffkette besitzen.
Die Bereiche einer therapeutisch wirksamen Dosis bei der Verabreichung von GLN sind diejenigen, die groß genug sind, um den Katabolismus oder die Atrophie der Gewebe des Körpers zu verhüten, um eine metabolische Homöostase aufrechtzuerhalten. Bei einer enteralen Nahrung würde GLN mit einer Rate von gleich oder größer als 0,3 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag verabreicht werden. Derartige Verabreichungsraten könnten 0,3 bis 2,0 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag und bevorzugter 0,4 bis 1,0 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag sein. Die Verabreichungsrate von GLN, wenn es i.v. verabreicht wird, wäre gleich oder größer als 0,1 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag. Derartige Verabreichungsraten könnten 0,2 bis 3,0 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag, bevorzugt 0,3 bis 2,5 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag, bevorzugter 0,4 bis 2,0 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag sein.
Gemäß der Erfindung kann GLN verabreicht werden, indem man einfach die vorhandenen Nahrungsformulierungen abwandelt, so dass sie die geeignete Konzentration an GLN enthalten. Am bevorzugtesten würde das GLN in trockener Form, wie beispielsweise einem sterilen lyophilisierten Pulver, verbleiben, das zum Zeitpunkt der Verabreichung a septisch hydratisiert wird und bei der geeigneten Konzentration mit den anderen Komponenten der Nahrungszusammensetzung vermischt wird. Alternativ könnte das GLN mit den anderen Komponenten einer trockenen Formulierung vorgemischt werden, welche zum Zeitpunkt der Verabreichung aseptisch rehydratisiert wird, oder als gefrorenes Konzentrat gelagert werden, welches zum Zeitpunkt der Verwendung aufgetaut und mit der geeigneten Konzentration beigemischt wird.
Die Verwendung von GLN durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ideal für die Herstellung von Zusammensetzungen geeignet. Diese Zusammensetzungen können GLN, GLN-haltige Dipeptide, GLN-Salze entweder allein oder in Kombination mit anderen Chemikalien umfassen. Bei diesen anderen Chemikalien kann es sich um pharmazeutisch annehmbare Träger sowie um andere aktive Substanzen der Nahrung handeln, wie beispielsweise freie Aminosäuren, Proteinhydrolysate oder Öle.
Die Präparate für eine parenterale Verabreichung schließen sterile wässrige oder nichtwässrige Lösungen, Suspensionen und Emulsionen ein. Träger oder Okklusiwerbände können verwendet werden, um die Hautpermeabilität zu steigern und eine kutane Absorption zu beschleunigen.
Behälter, welche die Zusammensetzung der Erfindung enthalten, können zur Erleichterung der Verabreichung von GLN gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Diese Behälter sind so ausgelegt, dass sie beispielsweise die tägliche Dosis an GLN enthalten, die dem Patienten verabreicht werden soll.
Besonders nützlich sind Behälter, die für die i.v.-Verabreichung von GLN allein oder in Kombination mit anderen Aminosäuren ausgelegt sind. Derartige Behälter könnten ein Aufnahmegefäß für die flüssige GLN-haltige Zusammensetzung und eine flüssigkeitsleitende Einrichtung umfassen, welche mit einer Nadel verbunden werden kann.
Bei der flüssigkeitsleitenden Einrichtung könnte es sich um irgendein Objekt handeln, das imstande ist, die flüssige Zusammensetzung in dem Aufnahmegefäß zu der Nadel zu befördern, beispielsweise einen Kunststoffschlauch.
Die mit der fördernden Einrichtung verbundene Nadel könnte entweder direkt in ein Blutgefäß oder in einen i.v.-Katheter des menschlichen Empfängers eingefügt sein. Sie könnte aber auch in ein Reservoir eingesetzt sein, um ein Mischen mit einer anderen Lösung vor der Verabreichung an den Patienten zu ermöglichen.
Die vorstehende Offenbarung beschreibt allgemein die vorliegende Erfindung. Ein umfassenderes Verständnis kann unter Bezug auf die folgenden speziellen Beispiele erhalten werden, welche nur für Zwecke der Erläuterung gegeben werden.
BEISPIEL 1
Wirkung einer mit Glutamin angereicherten parenteralen Ernährung nach Bestrahlung, Chemotherapie und Knochenmarkstransplantation
Diese Studie wurde durchgeführt, um in einem randomisierten, blinden klinischen Versuch zu bestimmen, ob die Versorgung von Patienten, die sich einer Ganzkörperbestrahlung und/oder Chemotherapie unterziehen, mit Nahrungs-GLN die Stickstoffbilanz ändern, den klinischen Verlauf verbessern und die allgemeine Genesung beschleunigen würde.
Die Studienpopulation schloss Patienten ein, die bereits in autologen und allogenen Knochenmarkstransplantat-Protokollen aufgenommen waren.
A. MATERIALIEN UND VERFAHREN
1. Patienten
Die Patienten wurden aus denjenigen ausgewählt, die bereits in Protokollen einer autologen oder allogenen Knochenmarkstransplantat-Behandlung aufgenommen waren. Unter diesen Protokollen auswählbare Patienten sind im Alter zwischen 18 und 60 beiderlei Geschlechts, bei denen eine akute myelogene Leukämie (AML) in der ersten Remission (allogenes Transplantat), AML in der zweiten Remission (autologes Transplantat), Myelodysplasiesyndrome, Lymphom, aplastische Anämie und andere Leukämien, einschließlich chronischer myelogener Leukämie (CML) diagnostiziert worden waren. Für die Patienten in diesem Protokoll war eine parenterale Ernährung erforderlich, und sie hatten eine für die Infusion bestimmte zentrale Leitung. Sie hatten eine normale hepatische Funktion (Gesamt-Bilirubin < 3 mg/dl), normale Nierenfunktion (Kreatinin < 1,2 mg/dl), Abwesenheit von Diabetes (Blutglucose < 200 mg/dl ohne Insulin oder orale hypoglykämische Mittel). Sie waren in der stabilen Phase ihrer Krankheit (z.B. in Remission). Die Patienten hatten nicht mehr als 20% Körpergewicht unter ihr ideales Körpergewicht verloren.
2. Studienaufbau
Die Patienten wurden in eine von zwei Gruppen randomisiert: Standard- oder GLN-haltige TPN. Die Nahrungen waren von gleichem Stickstoffgehalt und isokalorisch, aber enthielten 0 GLN in der Standardformulierung und 0,57 g GLN/kg Körpergewicht/Tag in der experimentellen Lösung. Die Patienten, Knochenmarkstransplantationsärzte und die Forscher, welche die Patienten sahen, waren bezüglich der Behandlungsgruppe blind. Unter diesem Studienaufbau können die Elektrolyt-Erfordernisse für Individuen im Verlauf der Zeit abhängig von den klinischen Zuständen variieren, und der Arzt kann den Elektrolyt-Gehalt der Lösung abhängig von den Blutspiegeln und dem klinischen Status in Konsultation mit den Forschern und dem Nahrungsmittel-Bereitstellungsdienst abwandeln.
Die Patienten nahmen während der Studie orale Nahrung ad libitum auf, wenn es von ihren Hauptärzten gestattet wurde. Die tägliche orale Kalorien-, Protein-, Fett- und Kohlehydrataufnahme wurde aufgezeichnet.
Die Verabreichung der blindgemachten Testlösung wurde innerhalb von fünf Tagen nach dem Tag der Knochenmarkstransplantation (als Tag 0 bezeichnet) begonnen. Nach einem anfänglichen Äquilibrierungszeitraum von 3 Tagen begann das Sammeln jeglichen Urins und Stuhls über jeweils 24 Stunden während der nächsten sieben Tage. Die nächsten sieben Tage wurden keine Sammlungen durchgeführt, aber während der anschließenden 7 Tage wieder aufgenommen (d.h. ungefähr in der dritten Woche nach der Transplantation). Die Sammlungen fanden von 16:00 Uhr bis 16:00 Uhr statt, entsprechend der Zeit, als die Lösungsflaschen aufgehängt und durch das 9D-Krankenpersonal verabreicht wurden.
Blut wurde wöchentlich für GLN, Glutamat, Ammoniak, Aminosäuren, C-reaktives Protein und Präalbumin abgenommen. Andere Blutproben wurden durch den hauptsächlich behandelnden Arzt zur Überwachung der TPN und Organfunktion genommen.
Die Patienten wurden von nicht-blinden Forschungs-Pharmazeuten in Behandlungs- oder Kontrollgruppen randomisiert. Die Gruppen waren für die Diagnose ausgewogen, und innerhalb der AML-Gruppe in 1. Remission waren die Gruppen auch bezüglich der Behandlung (mit oder ohne Ganzkörperbestrahlung) ausgewogen.
Die Studie wurde beendet, als die Patienten keine TPN mehr benötigten, wie es durch drei aufeinanderfolgende Tage einer oralen Aufnahme ad libitum mit Durchschnitten von 50% der Kalorienerfordernisse angezeigt war. Der dritte Tag einer 50%-igen oralen Aufnahme ist als das Ende einer TPN definiert. In allen Fällen wurden die Patienten nur in die Endergebnis-Analyse eingeschlossen, wenn sie mindestens 60% der erforderlichen Kalorien und des erforderlichen Proteins der blindgemachten Lösung während des Zeitraumes erhielten, in dem eine TPN erforderlich war. Das Protokoll erfordert, dass Patienten aus der Studie herausgenommen werden, wenn 5 aufeinanderfolgende Tage verstreichen, während denen er nichts von der blindgemachten Lösung erhält.
3. Nahrungsaufnahme
Die Kalorienaufnahme wurde bei etwa dem 1,5-fachen der abgeschätzten metabolischen Rate (beruhend auf Größe und Gewicht) festgesetzt. Die Nicht-Protein-Kalorienaufnahme war etwa 70% Dextrose und 30% Fettemulsion. Die Proteinaufnahme betrug 1,5 g/kg/Tag. Elektrolyte und Mineralien wurden in ausreichenden Mengen zugesetzt, um Blutkonzentrationen innerhalb des normalen Bereiches beizubehalten. Vitamine wurden als MVI-12 zu 10 ml/24 h zugesetzt. Eine Spurenelement-Lösung wurde als Lyphomed^® zu 1 m1/24 h zugesetzt. Die TPN-Lösung wurde von den Stationsschwestern gemäß einem 16:00 Uhr bis 16:00 Uhr-Zeitplan verabreicht. Bei Patienten, die mehr als 20% des idealen Körpergewichts aufwiesen, wurden die Kalorien- und Proteinerfordernisse auf ideales Gewicht bezüglich Alter und Geschlecht bezogen.
4. Medikation
Jegliche Medikation und Nicht-TPN-Flüssigkeiten wurden diesen Patienten verabreicht, wie es von ihren Ärzten als notwendig erachtet wurde. Alle Arzneimittel und Flüssigkeiten, welche die Patienten erhielten, wurden aufgezeichnet.
5. Zusätzliche Methoden der Bewertung und Endpunkte
Die Patienten wurden bezüglich der Körperbeschaffenheit (vor und nach der TPN), Mittelarm-Muskelmasse (vor und nach der Behandlung), Handgriff-Festigkeit (vorher, Tage 7 und 21 und nach der TPN), Lactulose-Permeabilität (Tage 7 und 21 und nach der TPN), der Punktebewertung der Schwere der Sepsis (wöchentlich), der Transplantat-Wirt-Erkrankung, der Mukositis-Punktebewertung (dreimal wöchentlich), der allgemeinen Beurteilung des Wohlbefindens (vor und nach der TPN) bewertet.
Die bewerteten Haupt-Endpunkte umfassten: (1) Stickstoffbilanz (Woche 1 und Woche 3); (2) Ausscheidung von 3-Methylhistidin und Kreatinin (Mittel von 3 Urinwerten, die während der Tage 5–7 der Woche 1 und Woche 3 gesammelt wurden); (3) CRP (gemittelt über die ersten 4–6 Wochen der TPN); (4) Körperbeschaffenheit; (5) mittlere wöchentliche Sepsis-Punktebewertung; (6) mittleres wöchentliches Fieber und wöchentliches Mittel der täglichen Maximaltemperatur; und (7) mittlerer wöchentlicher GVH-Grad.
Die bewerteten unbedeutenderen Endpunkte umfassen: (1) Tage auf der Station (ab Zeit der Transplantation, T = 0); (2) Tage ab Transplantation bis zur Rekontamination; (3) Krankenhausbehandlung, gesamte antibiotische Behandlung; (4) verordnetes) Antibiotikum bzw. Antibiotika mal der Anzahl der verabreichten Tage, d.h. antibiotische Tage – nur während der TPN und nur unter Anrechnung derjenigen Antibiotika, die wegen einer bekannten oder vermuteten Infektion der Behandlung des Patienten hinzugefügt wurden; (5) Tage, bis die Leukozytenzahlen zu > 500 und > 1000 Zellen/cm³ zurückkehrten; (6) Tage ab Transplantation, bis die absolute Neutrophilenzahl zu > 500 Zellen/cm³ zurückkehrt; (7) Lactulose-Permeabilität, gemessen an zwei Anlässen am Ende von zwei Bilanzuntersuchungszeiträumen; (8) Einheiten von transfundierten Blutplättchen und roten Blutzellen; (9) Tage der TPN bis zur 50%-igen oralen Aufnahme oder Entlassung; und (10) Gefühl des Wohlseins.
B. ERGEBNISSE
Die bei zwei Patienten erhaltenen Ergebnisse werden in 1 und der Tabelle I gezeigt. TPN mit einer hohen Dosis von GLN induzierte eine deutliche Verbesserung beim klinischen Status der Transplantat-Patienten. Diese Behandlung verhinderte die zunehmend negative Stickstoffbilanz, verringerte die Schwere von oraler Mukositis (zum großen Teil durch Chemotherapie induziert) und verbesserte die allgemeine Gesundheit des Patienten, wie durch die 3 gezeigten klinischen Kriterien beurteilt. Daraus wird geschlossen, dass GLN eine palliative Wirkung auf die Gesundheit dieser Klasse schwerkranker Patienten ausübt. Tabelle I

¹Produkt der Anzahl von zusätzlichen Antibiotika, die zur Standardbehandlung hinzugefügt wurden, und der Zahl der Tage, während denen der Patient auf das Antibiotikum gesetzt wird.
²Zahl der Tage, während welcher die Patienten in einer schützenden Umgebung (Räume mit laminarem Luftstrom) gehalten werden, bis eine klinische Entscheidung, sie zu entlassen, getroffen wird (die Kriterien schließen WBC > 1000, kein Fieber, Bereitschaft, mit dem Mund zu essen usw. ein)
³Zahl der Tage, während welcher der Patient keimfrei gehalten wird, bis ein physischer Kontakt mit einem "kontaminierten" Individuum (gewöhnlich einem Familienmitglied) gestattet wird. Dies ist ebenfalls eine klinische Entscheidung.
⁴Klinische Einstufung der oralen Mukositis in einer Bewertungsskala von 0 bis 4 mit zunehmender Schwere.

BEISPIEL 2
[Dieses Beispiel fällt nicht in den Bereich der Ansprüche] Mit Glutamin angereicherte parenterale Ernährung unterdrückt die Beschädigung der Darmwand, die durch 5-Fluoruracil induziert wird
Lactulose ist ein nicht-metabolisierbarer Zucker, der schlecht aus dem gastrointestinalen System absorbiert wird. Bei gastrointestinalen Störungen, wie entzündlicher Darmerkrankung, wird Lactulose durch Zwischenräume in der Mukosamembran aufgenommen, was ihre Ausscheidung im Urin gestattet. Die Menge an Urin-Lactulose ist deshalb ein Maß des "Leckens" durch die Darm-Mukosabarriere (Menzies, Biochem. Soc. Trans., 550:1042–1047 (1974)).
Ratten wurden mit 5-Fluoruracil behandelt, wie es in Beispiel 8 oben beschrieben wurde. Lactulose, 2 ml isoosmolare Lösung von 100 mg/ml, wurde durch Schlundsonde infundiert, und Urin wurde über die anschließenden 24 h gesammelt und eingefroren. Die Harn-Lactulose wurde enzymatisch bestimmt, wie von Ziegler et al. (Arch. Surq., 123:1313–1319 (1988)) beschrieben.
Man fand, dass die Behandlung mit einer einzigen Injektion von 5-FU die Darmpermeabilität für Lactulose über 24 h steigerte. Diese Zunahme wies ein Maximum zwischen 24 und 48 h nach Chemotherapie auf. Über einen dreitägigen Zeitraum wiesen Tiere, die eine mit GLN angereicherte TPN erhielten, eine signifikant verringerte Darmpermeabilität auf, verglichen mit Tieren, die mit einer Standard-TPN gefüttert wurden. Beispielsweise war bei den mit GLN behandelten Ratten 48–72 h nach 5-FU die 24 h-Lactulose-Ausscheidung von 32 auf 17 μMol verringert.
Daraus wird geschlossen, dass GLN die Darmwand vor der Zunahme der Permeabilität schützt, welche chemotherapeutische Arzneistoffe begleitet. Man erwartet, dass diese Wirkung eine Hauptbedeutung bei der Verhütung einer Infektion über den GI-Weg darstellt und mit Wahrscheinlichkeit zur schnelleren Genesung von Patienten beiträgt, die sich einer Knochenmarkstransplantation unterziehen, wie in Beispiel 1 oben beschrieben.
BEISPIEL 3
Glutamin mildert die immunsuppressiven Wirkungen von TPN
Ratten wurden entweder mit Laborfutter, TPN oder mit GLN ergänzter TPN gefüttert.
Die Tiere erhielten entweder oral Standard-Rattenfutter, eine parenterale Standard-Nährstofflösung ohne GLN (Kontrolle) oder eine mit 2% GLN angereicherte Lösung mittels konstanter i.v.-Infusion über 7 Tage.
Die i.v.-Nahrung stellte alle Nährstoffe bereit, die für wachsende Ratten wichtig sind. Die Lösungen wurden steril hergestellt und gehalten. Die parenteralen Nahrungen waren isokalorisch (1,13 kcal/ml), von gleichem Stickstoffgehalt (9,6 mg/ml) und unterschieden sich nur in der Zusammensetzung der nicht-essentiellen Aminosäuren voneinander.
Sieben Tage nach Beginn der Behandlung wurden die Ratten geopfert, und Milz, Thymus und mesenterische Lymphknoten wurden geerntet. Unter Verwendung von Standardtechniken (siehe Klein, Immunoloqy: The Science of Self-Nonself Discrimination, Wiley-Interscience, 1982) wurden aus diesen Organen Zellsuspensionen hergestellt. Die proliferative Lymphozyten-Antworten in vitro in Anwesenheit von Mitogenen wurden unter Verwendung von im Stand der Technik wohlbekannten Verfahren durchgeführt. Verglichen mit der Futtergruppe verringerte eine TPN über 1 Woche deutlich die Lymphozyten-Empfänglichkeit umso viel wie 50%. Diese Suppression wurde durch die Anwesenheit von GLN in der parenteralen Lösung aufgehoben, so dass die mit GLN behandelten Rat ten Lymphozyten-Antworten zeigten, die zwischen denjenigen der TPN-Tiere und der zur Kontrolle mit Futter gefütterten Ratten lagen.
Die Anwesenheit von GLN in der parenteralen Lösung mildert demgemäß signifikant den immunsuppremierten Zustand ab, der durch eine TPN in Abwesenheit von GLN hervorgerufen wird. Das Versagen der Darm-Mukosabarriere, wie es in Beispiel 2 oben beschrieben wurde, verbindet sich mit der beeinträchtigten Immunfunktion, so dass die Empfänglichkeit für eine Infektion des Tieres bei einer TPN beibehalten wird. Eine erhöhte Empfänglichkeit ist nicht nur gegenüber Bakterien und anderen Mikroorganismen wahrscheinlich, welche über den Darm eindringen, sondern auch auf anderen Wegen (auf Grund der beeinträchtigten Immunfunktion). Eine mit GLN ergänzte TPN kann dann die Wirtsabwehrkraft durch mehrere unabhängige Mechanismen fördern. Der verbesserte infektiöse Status der Patienten, die sich einer Knochenmarkstransplantation unterziehen (siehe Beispiel 1 oben), dient als bestärkender Nachweis für eine derartige "Pro-Wirt-Aktivität von GLN.

Claims

Verwendung von Glutamin (GLN) und funktionellen Analoga, Derivaten, Substitutionsprodukten, Isomeren oder Homologen von GLN, welche die Eigenschaften von GLN in Verbindung mit einer Therapie der vollständigen parenteralen Ernährung (TPN) beibehalten, bei der Herstellung eines Medikaments zur Verwendung bei der Steigerung der Lymphozyten-Proliferation als Reaktion auf ein Antigen oder ein Mitogen, Antikörperreaktionen, oder alle mittelbaren Immunreaktionen, bei denen die Aktivität des Immunsystems bei einem Tier als Folge davon verringert ist, dass es einer Knochenmarkstransplantation unterzogen wird oder damit behandelt worden ist.
Verwendung nach Anspruch 1, bei der das Medikament bei der Behandlung einer beeinträchtigten Immunfunktion, die mit einer Krebs-Bestrahlungstherapie oder -Chemotherapie einhergeht, verwendet wird.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Medikament zur Behandlung und zur Förderung der Genesung bei einem Menschen bestimmt ist.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Medikament zur parenteralen Verabreichung 30 vorgesehen ist.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Medikament dazu vorgesehen ist, dass es mit einer Rate von 0,2 bis 3,0 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag an GLN verabreicht wird.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Medikament dazu vorgesehen ist, dass es mit einer Rate von 0,3 bis 2,5 Gramm pro Kilogramm Körpergewicht pro Tag an GLN verabreicht wird.
Verwendung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Medikament dazu vorgesehen ist, dass es mit einer Rate von 0,4 bis 2,0 Gramm pro Tag an GLN verabreicht wird.