DE69818435T2

DE69818435T2 - Lösung zum spülen und aufbewahren von donor-organen

Info

Publication number: DE69818435T2
Application number: DE69818435T
Authority: DE
Inventors: C. Paul CHURCHILL; C. Monique CHURCHILL
Original assignee: Wayne State University
Current assignee: Wayne State University
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1998-06-04
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2018-06-05
Also published as: AU739632B2; WO1999002034A1; CA2266012A1; AU7815098A; JP2001500164A; CA2266012C; DE69818435D1; US5834178A; EP0967863B1; JP2009067811A; US5834178C1; JP2010180257A; EP0967863A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Transplantation von Organen, die einem Spenderpatienten entnommen werden, in einen Empfängerpatienten. Dabei betrifft die vorliegende Erfindung chemische Lösungen, die zum Präparieren der Spenderorgane für die Transplantation eingesetzt werden. Noch spezieller betrifft die vorliegende Erfindung chemische Lösungen, die zum Herausspülen von Blut aus einem Spenderorgan nach der Entnahme und zur Lagerung des Spenderorgans vor der Transplantation eingesetzt werden.
Lösungen, die zum Aufbereiten eines Spenderorgans vor der Transplantation verwendet werden, sind als "Spül-/Lagerungs"-Lösungen, "Konservierungs"-Lösungen und "Kaltlagerungs"-Lösungen bekannt. Diese Lösungen dienen dazu, das Spenderblut aus dem Spenderorgan wie etwa einer Niere, einer Leber, einem Pankreas, einer Lunge usw. auszuwaschen. Diese Lösungen werden auch verwendet, um die Organe für die Lagerung vor der Transplantation herunterzukühlen. Ferner werden diese Lösungen verwendet, um die Spenderorgane vor der Transplantation zu lagern.
Die beiden am meisten verwendeten Spül-Lagerungs-Lösungen sind bekannt als die "Euro-Collins"-Lösung, die von Fresenius AG, Deutschland, hergestellt und verkauft wird, und die VIASPAN®-Lösung, die von Belzer an der University of Wisconsin entwickelt wurde und von DuPont Merck Pharmaceutical Company hergestellt und verkauft wird. Die VIASPAN^®-Lösung wird auch allgemein als die "Belzer-UW"-Lösung oder die "Belzer"-Lösung bezeichnet. Die Euro-Collins- und die Belzer-Lösung haben zwei Merkmale gemeinsam. Erstens enthalten beide Lösungen hohe Kaliumanteile, und beide Lösungen haben bei Raumtemperatur einen pH-Wert von ungefähr 7,4.
Spül-Lagerungs-Lösungen weisen charakteristisch hohe Kaliumkonzentrationen wie die Euro-Collins- und die Belzer-Lösung auf, weil die Lagerung des Spenderorgans bei niedriger Temperatur in Unterkühlung bzw. Hypothermie im Organ resultiert und Hypothermie den Kaliumverlust aus isoliert-perfundierten Rattennieren fördert. Kaliumverluste können vermieden werden, indem die extrazelluläre Kaliumkonzentration in der Spül-Lagerungs-Lösung gesteigert wird.
Lösungen mit hohen Kaliumkonzentrationen können jedoch gefährlich sein, wenn das Kalium während des Transplantations-Eingriffs im Organ verbleibt. Insbesondere kann das überschüssige Kalium in den Blutstrom des Empfängers eingespült werden, was zu Herzstillstand führen kann.
Die Euro-Collins- und die Belzer-Lösung verwenden ferner relativ hohe Konzentrationen an undurchlässigen gelösten Stoffen, um die Wasseraufnahme oder eine Schwellung nach der Transplantation zu verhindern. Im wesentlichen werden Kombinationen von verschiedenen undurchlässigen Kohlenwasserstoffen und Anionen eingesetzt, um eine Schwellung des Gewebes zu verhindern.
Beispielsweise verwendet die Euro-Collins-Lösung 180 bis 198 mM Glucose und 58 mEq Phosphat, wogegen die Belzer-Lösung 30 mM Raffinose, 100 mM Lactobionat, 25 mM Phosphat und 5 mM Sulfat verwendet. Eine frühere Lösung, die als die "Collins"-Lösung bekannt ist, enthielt hohe Konzentrationen an Phosphat (100 mEq) und Magnesium (60 mEq), was Berichten zufolge zur Bildung von kristallinen Ablagerungen an den Nierengefäßen während der Lagerungsperiode führte.
Die Belzer-Lösung lehrt ferner die Zugabe von Hydroxyethylstärke als kolloidonkotische Unterstützung gegen interstitielle Ödeme. Von Hydroxyethylstärke ist jedoch berichtet worden, daß sie aus warmblütigen isoliert-perfundierten Kaninchennieren vaskuläre Endothelzellen entfernt; Fuller et al., J. Surg. Res., 22: 128–142 (1977). Die Möglichkeit, daß Hydroxyethylstärke für das zu transplantierende Organ eventuell schädigend sein könnte, rechtfertigt somit ihre Nichtverwendung in einer Spül-Lagerungs-Lösung.
Die Substitution von undurchlässigen Kohlenwasserstoffen und Anionen durch die Euro-Collins- und Belzer-Lösung mag zwar das Problem der Kristallbildung beseitigt haben, aber die Euro-Collins- und die Belzer-Lösung haben dennoch nur begrenzte Lagerungsfähigkeit. Insbesondere ergeben zwar die Euro-Collins- und die Belzer-Lösung gute glomeruläre Filtrationsraten (GFR), wenn eine Niere unmittelbar nach der Entnahme transplantiert wird, aber die GFR von transplantierten Nieren ist erheblich unter 100% des Normalwerts, wenn die Nieren einer 24-Stunden-Periode der Kaltlagerung vor der Transplantation unterzogen werden. Dabei ist die GFR von Sperdernieren, die mit der Euro-Collins-Lösung gespült wurden, nach einer 24-Stunden-Periode der Kaltlagerung vor der Transplantation nahe 0%. Die GFR von Spendernieren, die mit der Belzer-Lösung gespült wurden, ist nach einer 24-Stunden-Periode der Kaltlagerung ungefähr 60 bis 80% des Normalwerts.
Die Selzer-Lösung enthält ferner Additive wie Allopurinol, Glutathion, Adenosin und Dihydroxyethylstärke, und zwar ungeachtet der Tatsache, daß nicht aufgezeigt wurde, daß diese Additive günstige Auswirkungen auf die Funktion von transplantierten Nieren haben. Insbesondere inhibiert Allopurinol die Xanthinoxidase, aber die Wirksamkeit von Xanthinoxidase ist in ischämischem Nierengewebe vernachlässigbar, Karrow et al., Organ Preservation for Transplantation, 2nd Ed., S. 497–515, Marcel Deltker (1981), und bei Beendigung der Nierenischämie, also zu einem Zeitpunkt, zu dem das Allopurinol eine gewisse günstige Wirkung haben könnte, wird es von dem einströmenden Blutstrom in den Körper des Empfängers gespült, anstatt daß die Anwesenheit des Allopurinols in der transplantierten Niere aufrechterhalten wird.
Ferner gibt es keinen Beweis dafür, daß Glutathion während der kalten Ischämie notwendig ist, und selbst wenn es das wäre, gibt es keinen Beweis, daß die Zugabe von Glutathion zu einem extrazellulären Fluid irgendeinen Nutzen bringen kann. Ebenso wie Allopurinol besteht bei Glutathion die Tendenz, daß es in den Kreislauf des Empfängers eingespült wird, nachdem der renale Blutdurchfluß eingesetzt hat.
Ebenso erscheint Adenosin als ein nicht-nutzbringendes Additiv und kann bei akutem Nierenversagen sogar eine pathogene Rolle spielen. Es ist gezeigt worden, daß die Zugabe von Adenosin zu einer Spül-Lagerungs-Lösung eine längere Abnahme der GFR von transplantierten Kaninchennieren hervorruft. Bhul et al., Life Science, 19: 1889–1896 (1976). Ferner kann der Eintritt von Adenosin in den Kreislauf eines Empfängers zu nachteiligen kardiovaskulären Reaktionen führen. Van Renterghem et al., Lancet, 2: 745 (1989). Daher ist die Zugabe von Adenosin zu Spül-Lagerungs-Lösungen kaum zu rechtfertigen.
WO-A-94/28950 beschreibt eine wäßrige Lösung, die aufweist: sub- und/oder physiologische Mengen an Kalium- und Magnesiumionen, physiologische Natrium-, Calcium- und Chloridionen, ein makromolekulares onkotisches Mittel, eine organische Carbonsäure oder ein Salz davon, und einen Zucker.
EP-A-0356367 beschreibt ein flüssiges Medium zur Infusion und Konservierung von Organen, das 3,4 bis 4,6 Gew.-% Mannitol enthält.
WO-A-95/05076 beschreibt eine Organtransplantat-Spüllösung, die in einem Liter Lösung aufweist: 2 bis 50 mM Glycin, 0,12 bis 1,2 mM Adenosin, Monosaccharid, Natrium-, Kalium-, Calcium- und Magnesiumionen und ausreichend Wasser, um einen Liter Lösung zu ergeben.
WO-A-96/19918 beschreibt eine Lösung, die das gesamte Blut oder einen Teil des Bluts eines Säugers ersetzen soll. Die Lösung weist auf: Kalium-, Magnesium-, Natrium-, Calcium- und Chloridionen, eines oder mehrere wasserlösliche onkotische Mittel, eine organische Carbonsäure oder ein Salz davon, und physiologische Mengen eines Zuckers mit der Maßgabe, daß die Lösung keinen herkömmlichen biologischen Puffer enthält.
WO-A-93/02653 beschreibt fluorchemische Blutersatzstoffe, die zur Konservierung von Säugergewebe dienen und Lysophosphatidylverbindungen in nichttoxischen Konzentrationen haben.
WO-A-92/12722 beschreibt wäßrige Zusammensetzungen, die nützlich sind, um den Gefriervorgang von Flüssigkeiten in biologischem Gewebe zu modifizieren, sowie den Gebrauch von Antigefrier-Protein oder -Glycoprotein, das beispielsweise aus dem Fluid oder Serum von arktischen und antarktischen Fischen gewonnen ist.
GB-A-2270614 beschreibt eine Lösung für die Perfusion, Konservierung und erneute Perfusion von Organen.
Daher weist keine heute verfügbare Spül-Lagerungs-Lösung die Vorteile einer niedrigen Kaliumformulierung mit einem verbesserten undurchlässigen gelösten Stoff ohne die unnötigen und potentiell schädlichen Additive auf, die von der Belzer-Lösung verwendet werden. Es besteht somit ein Bedarf für eine verbesserte kaliumarme Spül-Lagerungs-Lösung mit einem verbesserten undurchlässigen gelösten Stoff und einem Minimum an Additiven.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung zum Spülen und/oder Lagern von Spenderorganen gemäß dem Anspruch 1 und ein Verfahren zum Präparieren eines Spenderorgans zur Transplantation gemäß Anspruch 21 bereitgestellt.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Spül-Lagerungs-Lösung zum Gebrauch beim Auswaschen von Blut aus einem Spenderorgan, zum Kühlen eines Spenderorgans und zur Lagerung eines Spenderorgans vor der Transplantation bereit. Die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Lösung von Mannitol in einer Menge im Bereich von ungefähr 50 mM bis ungefähr 100 mM auf. Typischerweise ist die Mannitollösung wäßrig.
Die Lösung der vorliegenden Erfindung weist ferner Natrium in einer Menge im Bereich von ungefähr 130 mM bis ungefähr 160 mM auf.
Die Lösung der vorliegenden Erfindung weist ferner Kalium in einer Menge von weniger als 6 mM auf.
Bei einer Ausführungsform hat die Lösung der vorliegenden Erfindung einen pH-Wert im Bereich von ungefähr 6,6 bis ungefähr 7,0 bei einer Temperatur von ungefähr 0°C.
Bei einer Ausführungsform hat die Lösung der vorliegenden Erfindung einen pH-Wert im Bereich von ungefähr 6,7 bis ungefähr 6,9 bei einer Temperatur von ungefähr 0°C.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ungefähr 4 mM Kalium auf.
Bei einer Ausführungsform liegt der Natriumgehalt der vorliegenden Erfindung im Bereich von ungefähr 138 mM bis ungefähr 141 mM.
Bei einer Ausführungsform ist die Mannitolkonzentration der Lösung der vorliegenden Erfindung ungefähr 50 mM.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ferner Glucose in einer Menge von weniger als 20 mM auf.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ungefähr 10 mM Glucose auf.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung Lactobionat in einer Menge im Bereich von ungefähr 120 mM bis ungefähr 160 mM auf.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ungefähr 140 mM Lactobionat auf.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ferner Glycin auf.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ferner Glycin in einer Menge im Bereich von ungefähr 2 mM bis ungefähr 10 mM auf.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ungefähr 5 mM Glycin auf.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung folgendes auf: Natrium, Kalium, Magnesium, Lactobionat, Sulfat, Phosphat, Glucose, Mannitol, Glycin und Heparin, und weist keine zusätzlichen Additive wie Raffinose, Glutathion, Adenosin, Hydroxyethylstärke, Allopurinol, Insulin oder Dexamethason auf.
Bei einer Ausführungsform hat die Lösung der vorliegenden Erfindung eine berechnete Osmolalität im Bereich von ungefähr 340 mOs/kg bis ungefähr 390 mOs/kg auf.
Bei einer Ausführungsform ist die Phosphatkonzentration der vorliegenden Erfindung kleiner als 10 mM.
Bei einer Ausführungsform liegt die Phosphatkonzentration der vorliegenden Erfindung im Bereich von 0 oder nahe 0 bis ungefähr 5 mM.
Bei einer Ausführungsform weist die Lösung der vorliegenden Erfindung ferner Magnesium in einer Menge von weniger als 10 mM auf.
Bei einer Ausführungsform weist die vorliegende Erfindung ungefähr 5 mM Magnesium auf.
Bei einer Ausführungsform ist die Sulfatkonzentration der vorliegenden Erfindung kleiner als 10 mM.
Bei einer Ausführungsform weist die Lösung der vorliegenden Erfindung ferner ungefähr 5 mM Sulfat auf.
Bei einer Ausführungsform weist die Lösung der vorliegenden Erfindung folgendes auf: Natrium in einen Menge im Bereich von ungefähr 130 mM bis ungefähr 150 mM, Kalium in einer Menge von weniger als 6 mM, Mannitol in einer Menge im Bereich von ungefähr 50 mM bis ungefähr 100 mM, einen pH-Wert im Bereich von ungefähr 6,7 bis ungefähr 6,9, und ist im wesentlichen frei von Allopurinol, Glutathion, Adenosin und Hydroxyethylstärke.
Das Verfahren zum Präparieren eines Spenderorgans zur Transplantation weist die folgenden Schritte auf: Herausspülen des Spenderbluts aus dem Organ mit einer Lösung, die aufweist: Mannitol in einer Menge im Bereich von ungefähr 50 mM bis ungefähr 100 mM, Natrium in einer Menge im Bereich von ungefähr 130 mM bis ungefähr 160 mM und Kalium in einer Menge von weniger als 6 mM, wobei die Lösung im wesentlichen frei von Allopurinol, Glutathion, Adenosin und Hydroxyethylstärke ist; gefolgt von dem Schritt der Lagerung des Organs in der Lösung.
Ein Verfahren zum Transplantieren eines Spenderorgans in einen Empfängerpatienten kann die folgenden Schritte aufweisen: Entnehmen des Organs von einem Spender, Herausspülen des Spenderbluts aus dem Organ mit einer Lösung, die aufweist: Mannitol in einer Menge im Bereich von ungefähr 50 mM bis ungefähr 100 mM, Natrium in einer Menge im Bereich von ungefähr 130 mM bis ungefähr 160 mM und Kalium in einer Menge von weniger als 6 mM, gefolgt von den Schritten der Lagerung des Organs in der Lösung und der Transplantation des Organs in den Empfänger.
Es ist somit ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine Spül-/Lagerungs-Lösung bereitzustellen, die Mannitol als einen undurchlässigen gelösten Stoff verwendet.
Ein Vorteil der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Spül-/Lagerungs-Lösung mit niedrigem Kaliumanteil.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Spül-/Lagerungs-Lösung, die Natrium als Ersatz für Kalium verwendet.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Spül-/Lagerungs-Lösung ohne Additive, was Glutathion, Adenosin, Hydroxyethylstärke, Allopurinol, Insulin und Dexamethason einschließt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten Spül-/Lagerungs-Lösung mit einem schwach sauren pH-Wert.
Noch ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Spül-/Lagerungs-Lösung, die die glomerulären Filtrationsraten von transplantierten Nieren verbessert und die Funktionen anderer Organe bewahrt, die mit der Spül-/Lagerungs-Lösung der vorliegenden Erfindung gespült und darin gelagert sind.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zum Spülen und Lagern von Spenderorganen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der genauen Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren und Tabellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 und 2 zeigen die PAH-Clearance (C_PAH) und die Inulin-Clearance (C_In) bei Kontroll-Ratten (weißer Balken: eigene linke Niere, gegenüber schraffiertem Balken: eigene rechte Niere) und bei fünf Gruppen von Versuchsratten (transplantierte linke Niere: weißer Balken, gegenüber eigene rechte Niere: schraffierter Balken). Vor der Transplantation wurden die Nieren mit einer von fünf verschiedenen Lösungen gespült, die mit "0/6.4", "200/7.4", "200/5.7" und "400/6.4" bezeichnet waren, wogegen die Nieren der Kontrollratten nicht gespült wurden (mit "–/–" markiert). Die Clearance-Untersuchungen wurden eine Woche nach der Transplantation durchgeführt. Die Resultate sind Mittelwerte ± Standardabweichungen und n = 18, 7, 8, 7, 6 und 7 in den Gruppen von links nach rechts. "A" bezeichnet p < 0,05 im Vergleich mit dem entsprechenden Wert in der Kontrollgruppe. Es ist ersichtlich, daß die mit "200/6.4" bezeichnete Spüllösung den anderen insofern überlegen ist, als keine Unterschiede zwischen der C_PAH und C_In der transplantierten Nieren gegenüber den nicht-transplantierten Nieren bei den Kontrollratten vorhanden sind. Anders ausgedrückt, die transplantierten Nieren haben normale Plasmadurchflüsse und glomeruläre Filtrationsraten.
GENAUE BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Spül-/Lagerungs-Lösung zum Herausspülen von Spenderblut aus einem Spenderorgan und zum Lagern des Spenderorgans vor der Transplantation bereit. Die Lösung der vorliegenden Erfindung weist Mannitol in einer Menge im Bereich von ungefähr 50 mM bis ungefähr 100 mM auf. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, daß Mannitol einen wirksamen undurchlässigen gelösten Stoff bildet und ein ausgezeichneter Ersatz für die hohen Konzentrationen an Glucose und Phosphat ist, die man in der Euro-Collins-Lösung findet, und für die Raffinose, das Phosphat und Sulfat ist, die man in der Belzer-Lösung findet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist Mannitol in einer Menge im Bereich von ungefähr 40 mM bis ungefähr 60 mM vorhanden. Es ist zu beachten, daß Mannitol in diesen Konzentrationen hauptsächlich als ein undurchlässiger gelöster Stoff im Gegensatz zu einem bloßen Antioxidans dient.
Die Lösung der vorliegenden Erfindung weist Natrium in einer Menge im Bereich von ungefähr 130 mM bis ungefähr 160 mM auf. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, daß Natrium ein ausgezeichneter Ersatz für das Kalium ist, das von bekannten Spül-/Lagerungs-Lösungen in hohen Konzentrationen verwendet wird, und zwar ohne die Risiken, die mit dem Gebrauch hoher Kaliumkonzentrationen einhergehen. Die Verwendung von Natrium gemäß der vorliegenden Erfindung macht es ferner unnötig, das Organ vor der Transplantation mit einer anderen Lösung oder anderen Lösungen gründlich zu spülen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist Natrium in einer Menge im Bereich von 138 bis 141 mM anwesend.
Die Lösung der vorliegenden Erfindung weist Kalium in einer Menge von weniger als 6 mM auf.
Bevorzugt weist die Lösung der vorliegenden Erfindung Kalium in einer Menge auf, die ähnlich der im Blut gefundenen Kaliumkonzentration ist, oder in einer Menge im Bereich von ungefähr 3 bis ungefähr 6 mM. In einer bevorzugten Lösung ist Kalium in einer Konzentration von ungefähr 4 mM anwesend.
Die Erfinder haben herausgefunden, daß die Lösung bevorzugt gering sauer ist und einen pH im Bereich von ungefähr 6,6 bis ungefähr 7,0 und bevorzugt von ungefähr 6,7 bis ungefähr 6,9 bei eiskalter Temperatur oder einer Temperatur von ungefähr 0°C hat.
Die Zusammensetzung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der nachfolgenden Tabelle gemeinsam mit den Zusammensetzungen der Euro-Collins- und der Belzer-Lösung gezeigt.
Tabelle 1
Die Erfinder haben festgestellt, daß die Phosphatkonzentration nicht notwendig ist und entfallen kann. Das Additiv HEPARIN^® ist eine Kombination aus Heparin (3.000 E/l), Penicillin (220.000 E/l) und Cefazolin (185 mg/l), das der Lösung bevorzugt vor dem Gebrauch zugesetzt wird.
Die Magnesiumkonzentration der vorliegenden Erfindung kann im Bereich von 0 bis 5 liegen und ist bevorzugt ungefähr 5 mM.
Die Lactobionatkonzentration kann zwischen 100 und 150 variieren, ist bevorzugt oberhalb 100 mM und stärker bevorzugt im Bereich von 135 bis 140.
Die Sulfatkonzentration kann zwischen 0 und 5,0 liegen und ist bevorzugt ungefähr 5 mM.
Die Phosphatkonzentration kann zwischen 0 und 10 liegen und fällt bevorzugt in den Bereich von 0 bis 5.
Die Glucosekonzentration kann zwischen 0 und 10 variieren und ist bevorzugt ungefähr 10 mM.
Die Glycinkonzentration kann zwischen 0 und 5 variieren und ist bevorzugt ungefähr 5 mM.
Die HEPARIN^®-Konzentration kann zwischen 0 und 10.000 liegen und ist bevorzugt ungefähr 3000 E/l.
Die Lösung der vorliegenden Erfindung kann auf die folgende Weise hergestellt werden. Beispielsweise wird ein Liter Lösung wie folgt hergestellt (dabei wird für alle Lösungen gekühltes steriles Wasser verwendet): Man löst 50,161 g Lactobionsäure in 350 ml Wasser und fügt 133 ml von 1 M NaOH und 16 ml von 0,25 M KOH unter ständigem Rühren hinzu; man löst 9,11 g Mannitol in 200 ml Wasser und gibt diese Lösung unter ständigem Rühren zu der Lactobionatlösung; man löst 0,4856 g Natriumsalz von Glycin, 1,2328 g MgSO₄·7H₂O und 1,8016 g Glucose gemeinsam in 120 ml Wasser und fügt diese Lösung unter ständigem Rühren der Lactobionatlösung hinzu. Man füllt die Lactobionatlösung mit Wasser auf einen Liter auf, und diesem wird 0,24 g NaH₂PO₄ zugefügt. Der pH-Wert wird bei ungefähr 0°C (eiskalt) gemessen, und der pH-Wert wird auf 6,7 bis 6,9 eingestellt, und zwar entweder mit NaOH (zur Erhöhung des pH-Werts) oder mit NaH₂PO₄ ( zur Senkung des pH-Werts). (Es ist zu beachten, daß sich der pH-Wert nach dem Herstellen der Lösung für 2 bis 3 Tage verschiebt.) Die Lösung wird durch Druckfiltration sterilisiert (0,2 μm Sterile Acrodisc: Gelman Sciences). Vor dem Gebrauch hinzufügen: Heparin (3000 E/l), Penicillin (220.000 E/l) und Cefazolin (185 mg/l).
ERGEBNISSE VON EXPERIMENTEN
Die Erfinder haben herausgefunden, daß die Lösung der vorliegenden Erfindung bei einem Rattennieren-Transplantationsmodell überlegene Resultate im direkten Vergleich mit der Euro-Collins- bzw. EC-Lösung und der Belzer University of Wisconsin- bzw. UW-Lösung ergibt, und zwar besonders dann, wenn die Nieren vor der Transplantation einer Kaltlagerungsperiode von 24 h unterzogen wurden. Diese Kaltlagerungsperioden sind bei klinischen Transplantationen üblich.
In der ersten Versuchsreihe wurden frisch entnommene Nieren (d. h. die Nieren wurden keiner Kaltlagerung unterzogen) in einseitig nephrektomierte Empfänger transplantiert, und eine Woche nach der Transplantation wurde die Nierenfunktion separat in den beiden Nieren jeder Ratte gemessen. Dieser experimentelle Plan ermöglichte den Vergleich der Funktion der transplantierten Niere mit derjenigen der kontralateralen intakten eigenen Niere oder der Funktion von Nieren bei einer intakten Kontroll-Ratte. Fünf verschiedene Spüllösungen wurden verwendet: 150 mM NaCl mit pH 6,4 (Gruppe 0/6.4; n = 7); 150 mM NaCl plus 200 mM Mannitol mit pH 6,4 (Gruppe 200/6.4; n = 7); 150 mM NaCl plus 400 mM Mannitol mit pH 6,4 (Gruppe 400/6.4; n = 7); 150 mM NaCl plus 200 mM Mannitol plus 5 mM Natriumphosphatpuffer entweder mit pH 5,7 (Gruppe 200/5.7; n = 6) oder pH 7,4 (Gruppe 200/7.4; n = 8). Außerdem gab es eine Kontrollgruppe (Gruppe –/–), bestehend aus achtzehn (n = 18) Ratten mit beiden eigenen Nieren intakt. Die 1 und 2 zeigen die PAH-Clearances (C_PAH) und Inulin-Clearances (C_In) bei den Kontrollratten (Gruppe –/–); eigene linke Niere: weißer Balken, gegenüber eigene rechte Niere: schraffierter Balken) und bei den fünf Gruppen von Versuchsratten (die Gruppen sind wie oben erörtert gekennzeichnet; transplantierte linke Niere: weißer Balken, gegenüber eigene rechte Niere: schraffierter Balken).
Beide Nieren der Gruppe –/– (intakte linke und rechte Niere) waren in Bezug auf diese Parameter praktisch identisch, und die Verhältnisse linke Niere/rechte Niere für PAH-Clearance (1,03 ± 0,02) und für Inulin-Clearance (0,99 ± 0,02) waren nicht signifikant verschieden von eins. Es gab keine signifikanten Unterschiede unter den sechs Gruppen in Bezug auf PAH-Clearance oder Inulin-Clearance der eigenen rechten Niere. Es gab jedoch signifikante Unterschiede der linken (transplantierten) Nieren-Clearances, und zwar sowohl im Vergleich mit den Kontrollratten (Gruppe –/–) als auch im Vergleich mit den kontralateralen Nieren derselben Ratten. Diese Vergleiche stützen die drei nachstehend erläuterten Schlußfolgerungen.
Erstens zeigen die Vergleiche zwischen den Gruppen 200/7.4, 200/6.4 und 200/5.7 (gleiche NaCl- und Mannitolkonzentrationen), daß pH < 7,4 eine günstige Wirkung hat, weil die Verhältnisse linke Niere/rechte Niere der PAH-Clearance und der Inulin-Clearance in der Gruppe 200/5,7 (1,03 ± 0,09 bzw. 0,97 ± 0,09) höher als in der Gruppe 200/7,4 (0,87 ± 0,07 bzw. 0,80 ± 0,09) waren. Gemäß der Bewertung durch diese Verhältnisse waren tatsächlich die PAH- und Inulin-Clearances von transplantierten Nieren, die mit 150 mM NaCl plus 200 mM Mannitol bei pH 5,7 gespült wurden, von den PAH- und Inulin-Clearances der kontralateralen eigenen Nieren nicht zu unterscheiden. Zweitens zeigt ein Vergleich von Gruppe 0/7,4 mit sämtlichen anderen Transplantatgruppen, daß eine Spüllösung von 150 mM NaCl alleine einer Mannitol enthaltenden Spüllösung unterlegen ist, weil die Werte der PAH-Clearance der linken Niere, der Inulin-Clearance der linken Niere und die Links-/Rechts-Verhältnisse von PAH- und Inulin-Clearances sämtlich in Gruppe 0/6.4 niedriger als in jeder anderen Transplantatgruppe einschließlich der Gruppe 200/6.4 waren (die beiden genannten Spüllösungen hatten den gleichen pH-Wert). Drittens zeigen gleichartige Vergleiche zwischen Gruppe 200/6.4 und Gruppe 400/6.4, daß eine 200 mM Mannitol enthaltende Spüllösung einer solchen mit 400 mM Mannitol überlegen ist.
Nahezu vier Dutzend (46) verschiedene Modifikationen der besten der vorstehenden Lösungen (150 mM NaCl + 200 mM Mannitol mit pH 6,4) und Euro- Collins- bzw. EC- sowie Belzer's University of Wisconsin- bzw. UW-Lösungen wurden in dem Rattennieren-Transplantatmodell getestet. Einige wurden unter Verwendung von einseitig oder zweiseitig nephrektomierten Empfängern getestet. Die Nieren wurden entweder mit der Lösung ausgespült und sofort transplantiert (0 Stunden Kaltlagerung), oder wie wurden mit der Lösung ausgespült und eiskalt in der gleichen Lösung für 24 bis 48 h vor der Transplantation gelagert. Zehn Tage nach der Transplantation wurden die PAH- und Inulin-Clearances gemessen.
Die Tabelle 2 zeigt einige der Ergebnisse von einseitig nephrektomierten Empfängern (transplantierte linke Niere, eigene rechte Niere; die Daten für die transplantierte linke Niere sind gezeigt) und einer Kontrollgruppe (nicht-transplantierte eigene linke und rechte Niere; die Daten für die linke eigene Niere sind gezeigt). Es ist ersichtlich, daß dann, wenn Nieren ausgespült und sofort transplantiert wurden (0 Stunden Lagerung), die EC- bzw. Euro-Collins-Lösung, die UW- bzw. Belzer's University of Wisconsin-Lösung und NaM 1 (nichtmodifiziertes 150 mM NaCl + 200 mM Mannitol mit pH 6,4, oder Lösung "200/6.4" in den vorstehend diskutierten Experimenten) insofern gleich gute Ergebnisse lieferten, als die Inulin-Clearances (C_In) und PAH-Clearances (C_PAH) der transplantierten linken Nieren ungefähr 80 bis 85% der Kontrollwerte (C_In und C_PAH der linken Niere von Kontrollratten) waren. Mehrere modifizierte Lösungen (NaM 19, 23 und 39) ergeben sogar noch bessere Resultate insofern, als C_In und C_PAH der transplantierten Nieren höher als 100% der Kontrollwerte waren. Die Unterschiede zwischen den Spüllösungen traten erheblich deutlicher auf, wenn die Nieren vor der Transplantation einer Kaltlagerung unterzogen wurden. Nach 24 h Kaltlagerung waren mit EC oder mit NaM 1 gespülte Nieren nicht lebensfähig, weil zehn Tage nach der Transplantation C_In oder C_PAH Null oder nahezu Null waren (obwohl also NaM 1 oder das unmodifizierte 150 mM NaCl + 200 mM Mannitol bei 6,4 gut wirkte, wenn die Nieren unmittelbar transplantiert wurden, wirkte es nicht gut, wenn die Nieren für 24 h vor der Transplantation gelagert wurden). Dagegen waren C_In und C_PAH von transplantierten Nieren, die mit UW gespült und für 24 h in UW gelagert wurden (3,01 ± 0,18 bzw. 11,8 ± 0,5), ungefähr 60 bis 70% der Kontrollwerte (5,06 ± 0,27 bzw. 16,0u 0,80). Eine unserer modifizierten Lösungen (NaM 39) war jedoch sowohl EC als auch UW deutlich überlegen, indem C_In Und C_PAH der transplantierten Nieren ungefähr 78 bis 83% der Kontrollwerte waren.
Die Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse bei bilateral nephrektomierten Empfängern (nur die einzelne transplantierte Niere) und bei einer Kontrollgruppe, die zehn Tage vor der Messung der Nierenfunktion einseitig nephrektomiert worden war (nur eine einzige eigene Niere). EC wurde bei dieser Präparierung nicht getestet, weil es bei den einseitig nephrektomierten Empfängern versagt hatte, wenn die Nieren der Kaltlagerung unterzogen wurde. Im übrigen können aus den bilateral nephrektomierten Empfängern die gleichen Schlußfolgerungen wie bei den einseitig nephrektomierten Empfängern gezogen werden. Und zwar ergeben UW- und Lösungen der vorliegenden Erfindung gleich gute Resultate, wenn die Nieren ausgespült und sofort transplantiert werden (0 Stunden Kaltlagerung), da die C_In und C_PAH der transplantierten Nieren praktisch 100 % der Kontrollwerte sind. Nach einer 24-Stunden-Periode der Kaltlagerung ergeben jedoch Lösungen der vorliegenden Erfindung höhere C_In und C_PAH als die UW-Lösung. Tatsächlich haben Nieren, die mit Lösungen der vorliegenden Erfindung ausgespült und darin gelagert wurden (NaM 17, 38, 49 und 40), C_In und C_PAH, die gleich oder größer als 100% der Kontrollwerte sind.
Insgesamt wurden EC-, UW- und Lösungen der vorliegenden Erfindung (NaM 1– 46) bei insgesamt 288 Rattennieren-Transplantaten bei entweder einseitig oder zweiseitig nephrektomierten Empfängern getestet, wobei Perioden der Kaltlagerung im Bereich zwischen 0 und 48 h lagen. Die Daten zeigen, daß dann, wenn die Nieren gespült und sofort transplantiert werden, die Zusammensetzung der Spüllösung nur wenig oder keine Wirkung hat; alle getesteten Lösungen ergaben sehr gute Resultate. Wenn jedoch Nieren gespült und für 24 h vor der Transplantation kalt gelagert wurden, was eine bei klinischen Nierentransplantationen übliche Kaltlagerungsperiode ist, hatte EC die Nierenfunktion überhaupt nicht bewahrt, UW war viel besser als EC und Lösungen der vorliegenden Erfindung (NaM 17, 38, 39, 40, 43 bis 46) sind insofern noch besser als UW, als die glomerulären Filtrationsraten und die Plasmadurchflüsse höher sind. Bei längeren Perioden der Kaltlagerung verschlechtert sich die Funktion nach der Transplantation rapide, und zwar unabhängig von der Lösung. Nieren, die für 48 h vor der Transplantation kalt gelagert werden, sind zehn Tage später nahezu ohne Funktion, und zwar unabhängig von der Spül-/Lagerungs-Lösung (UW oder jede der Lösungen der vorliegenden Erfindung).
Die in der Tabelle 1 angegebene Lösung (NaM 39) enthält eine niedrige Kaliumkonzentration, die der in Normalblut gefundenen Kaliumkonzentration nicht unähnlich ist. Daher ist der Gebrauch der Lösung der vorliegenden Erfindung sicherer als entweder EC oder UW, und zwar insofern, als keine Gefahr besteht, daß überschüssiges Kalium in den Blutstrom eines Empfängers eingespült wird, was beim Empfänger zu Herzstillstand führen könnte. Außerdem enthält die Lösung der vorliegenden Erfindung nicht die verschiedenen Additive, die in der Belzer- bzw. UW-Lösung anwesend sind, wie etwa Allopurinol, Glutathion und Adenosin. Somit ist die Lösung der vorliegenden Erfindung zusätzlich sicherer im Gebrauch als die UW-Lösung, weil Glutathion in UW instabil ist und von Adenosin festgestellt wurde, daß es beim Empfänger zu nachteiligen kardiovaskulären Reaktionen führen kann, wenn es wie oben beschrieben in den Kreislauf des Empfängers eingespült wird.
Schlußfolgerung: Die Lösung der vorliegenden Erfindung ist nicht nur sicherer im Gebrauch als EC und auch UW, sie bewahrt außerdem die Funktion der Nieren besser, die vor der Transplantation einer Kaltlagerung unterzogen werden.
Tabelle 2
Clearances von Inulin (C_In) und von PAH (C_PAH) in eigenen linken Nieren von Kontrollratten (intakte linke und rechte Nieren) und in transplantierten linken Nieren (einseitig nephrektomierte Empfänger, intakte eigene rechte Niere; zehn Tage nach Transplantation). Die Nieren wurden entweder gespült und sofort transplantiert (0 h) oder gespült und in derselben Lösung für 24–48 h, wie angegeben, gelagert. Siehe Text hinsichtlich der Beschreibung der Lösungen.
Tabelle 3
Clearances von Inulin (C_In) und PAH (C_PAH) in einzelnen eigenen linken Nieren von Kontrollratten (einseitig nephrektomiert) und in einzelnen transplantierten linken Nieren (einseitig nephrektomierte Empfänger) zehn Tage nach der Nephrektomie oder der Transplantation. Die Nieren wurden entweder gespült und sofort transplantiert (0 h) oder mit derselben Lösung gespült und darin für 24 h gelagert, wie angegeben ist. Siehe Text in Bezug auf die Beschreibung der Lösungen.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar für Anwendungszwecke bei der Transplantation von Nieren und speziell Rattennieren beschrieben, aber die Spül-/Lagerungs-Lösungen der vorliegenden Erfindung können ebenso bei der Transplantation anderer Organe eingesetzt werden. Außerdem stellt die vorliegende Erfindung, wie oben gesagt wird, ein verbessertes Verfahren zum Spülen und Lagern von Spenderorganen bereit.
Es versteht sich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen der hier beschriebenen derzeit bevorzugten Ausführungsformen für den Fachmann ersichtlich sind. Solche Änderungen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen und ohne ihre Vorteile zu beeinträchtigen. Solche Änderungen und Modifikationen sollen daher von den beigefügten Ansprüchen umfaßt werden.

Claims

Lösung zum Spülen und/oder Lagern von Spenderorganen, die folgendes aufweist: Mannitol in einer Menge im Bereich von ungefähr 50 mM bis ungefähr 100 mM, Natrium in einer Menge im Bereich von ungefähr 130 mM bis ungefähr 160 mM, und Kalium in einer Menge von weniger als 6 mM.
Lösung nach Anspruch 1, wobei die Lösung einen pH-Wert im Bereich von ungefähr 6,6 bis ungefähr 7,0 bei einer Temperatur von ungefähr 0°C hat.
Lösung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner Glucose in einer Menge von weniger als 20 mM aufweist.
Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner Lactobionat in einer Menge von mehr als 100 mM aufweist.
Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner Glycin aufweist.
Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die berechnete Osmolalität der Lösung im Bereich von ungefähr 340 mOs/kg bis ungefähr 390 mOs/kg liegt.
Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner eine kombinierte Konzentration von HPO₄ ^–2 und H₂PO₄ ^–1 von weniger als 10 mM hat.
Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner Magnesium in einer Menge von weniger als 10 mM aufweist.
Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner SO₄ ^–2 in einer Menge von weniger als 10 mM aufweist.
Lösung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lösung im wesentlichen frei von Allopurinol, Glutathion, Adenosin und Hydroxyethylstärke ist.
Lösung nach Anspruch 1, wobei die Lösung folgendes aufweist: Kalium in einer Menge im Bereich von ungefähr 3 mM bis ungefähr 6 mM und wobei die Lösung einen pH-Wert im Bereich von ungefähr 6,6 bis ungefähr 7,0 bei einer Temperatur von ungefähr 0°C hat und wobei die Lösung im wesentlichen frei von Allopurinol, Glutathion, Adenosin und Hydroxyethylstärke ist.
Lösung nach Anspruch 11, wobei die Lösung ferner Glucose in einer Menge von weniger als 20 mM aufweist.
Lösung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Lösung ferner Lactobionat in einer Menge von mehr als 100 mM aufweist.
Lösung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Lösung ferner Glycin aufweist.
Lösung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die berechnete Osmolalität der Lösung im Bereich von ungefähr 340 mOs/kg bis ungefähr 390 mOs/kg liegt.
Lösung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei die Lösung ferner eine kombinierte Konzentration von HPO₄ ^–2 und H₂PO₄ ^–1 von weniger als 10 mM aufweist.
Lösung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Lösung ferner Magnesium in einer Menge von weniger als 10 mM aufweist.
Lösung nach Anspruch 1, die folgendes aufweist: Natrium 130–160 mM Kalium 3–6 mM Magnesium 0–5 mM Lactobionat 100–150 mM Sulfat 0–5 mM Phosphat 0–10 mM Glucose 0–10 mM Mannitol 50–100 mM Glycin 0–5 mM.
Lösung nach Anspruch 18, wobei der pH-Wert der Lösung im Bereich von ungefähr 6,7 bis ungefähr 6,9 bei einer Temperatur von ungefähr 0°C liegt.
Lösung nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, wobei die berechnete Osmolalität der Lösung im Bereich von ungefähr 340 mOs/kg bis ungefähr 390 mOs/kg liegt.
Verfahren zum Präparieren eines Spenderorgans zur Transplantation, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Herausspülen des Spenderbluts aus dem Organ mit einer Lösung, die aufweist: Mannitol in einer Menge im Bereich von ungefähr 50 mM bis ungefähr 100 mM, Natrium in einer Menge im Bereich von ungefähr 130 mM bis ungefähr 160 mM und Kalium in einer Menge von weniger als 6 mM, wobei die Lösung im wesentlichen frei von Allopurinol, Glutathion, Adenosin und Hydroxyethylstärke ist; und Lagern des Organs in der Lösung.