Stellenwert von zellfreien Hämoglobin-Lösungen

Zusammenfassung.

Ein Restrisiko für die Übertragung von infektiösen Erkrankungen durch Fremdbluttransfusion und die möglicherweise drohende Verknappung an Blutprodukten in den nächsten Jahrzehnten haben die Forschung nach alternativen Sauerstoffträgern intensiviert. Moderne, hochgereinigte und chemisch modifizierte zellfreie Hämoglobin-Lösungen sind frei von gravierenden, insbesondere toxischen Nebenwirkungen und können ohne vorherige Testung von Blutgruppe und Verträglichkeit infundiert werden. Die bovine Hämoglobin-Lösung HBOC-201 ist über mehr als zwei Jahre bei Raumtemperatur lagerungsfähig und erhielt in diesem Jahr die Zulassung für die Therapie der perioperativen Anämie bei Erwachsenen in Südafrika, nachdem in Phase-III-Studien gezeigt wurde, dass mit HBOC-201 die Anzahl der transfundierten Patienten und die Anzahl der Einheiten an Fremdblut reduziert werden konnte. Klinische Studien mit dem humanen Diaspirin-vernetzten Hämoglobin (DCLHb) wurden aufgrund einer höheren Mortalität von Patienten mit schwerem hämorrhagischen Schock und Schlaganfall im Vergleich zur Kontrollgruppe eingestellt. Dagegen werden andere Präparate mit humaner, rekombinanter oder boviner Provenienz derzeit in klinischen Studien getestet. Zahlreiche tierexperimentelle Untersuchungen mit unterschiedlichen zellfreien Hämoglobin-Lösungen haben gezeigt, dass diese Präparate aufgrund der erleichterten O₂-Freisetzung aus HBOC und benachbarten Erythrozyten sowie durch den plasmatischen O₂-Transport, hochpotente O₂-Lieferanten bei physiologischer inspiratorischer O₂-Konzentration darstellen, deren Wirkprofil eine bloße Indikation von HBOC als Ersatz von Erythrozyten bei Blutung deutlich übersteigt.

Current Status of Cell-Free Haemoglobin Solutions.

Persisting concern about the risks of allogeneic blood and the impending shortfall of such products have reinforced the search for alternative erythrocyte substitutes in recent years. With the absence of toxic side effects of modern, ultrapurified and chemically modified haemoglobin-based oxygen carriers (HBOC), many studies in animals, volunteers and patients have shown their effectivity and tolerability. HBOC can be applied in patients without prior cross-matching and one product, which is available as room temperature-stable formulation with a shelf-life of > 2 years, has recently been approved for the treatment of peri-operative anaemia in South Africa. While clinical studies with human cross-linked haemoglobin (DCLHb) were discontinued because of an increased mortality of patients receiving DCLHb after stroke and multiple injury shock, phase III studies with polymerized bovine haemoglobin (HBOC-201) have been completed showing that peri-operative infusion of HBOC-201 was able to avoid or reduce allogeneic blood transfusion. Different human, recombinant and bovine hemoglobin solutions are currently under investigation in cardiac surgery, sepsis and tumour patients. Extensive laboratory investigations have shown that HBOC are highly effective oxygen donors with regard to tissue oxygenation rather than erythrocyte substitutes in case of bleeding, because they provide plasmatic oxygen delivery under physiological concentrations of inspired oxygen. HBOC have advantages over red blood cells because of their easier oxygen release per se and from adjacent erythrocytes, and their capability to reach poststenotic or poorly perfused tissues with the plasma stream.

Blutersatz - Künstliche Sauerstoffträger - Hämoglobinlösung - zellfreies Hämoglobin - Oxygenierung, Gewebe

Blood substitute - Oxygen carriers - Haemoglobin solution - Cell-free haemoglobin - Oxygenation - Tissue

Literatur

• 1 Vamvakas E C, Taswell H F. Epidemiology of blood transfusion.  Transfusion. 1994;  34 464-470
• 2 Heiss M M, Mempel W, Jauch K W. et al . Beneficial effect of autologous blood transfusion on infectious complications after colorectal cancer surgery.  Lancet. 1993;  342 1328-1333
• 3 Blumberg N, Agarwal M M, Chuang C. Relation between recurrence of cancer of the colon and blood transfusion.  Br Med J (Clin Res Ed). 1985;  290 (6474) 1037-1039
• 4 Mullon J, Giacoppe G, Clagett C, McCune D, Dillard T. Transfusion of polymerized bovine hemoglobin in a patient with severe autoimmune hemolytic anemia.  NEJM. 200;  342 1638-1643
• 5 Vlahakes G J, Lee R, Jacobs E E, LaRaia P J, Austen W G. Hemodynamic effects and oxygen transport properties of a new blood substitute in a model of massive blood replacement.  J Thorac Cardiovasc Surg. 1990;  100 379-388
• 6 Siegel J H, Fabian M, Smith J A, Costantino D. Use of recombinant hemoglobin solution in reversing lethal hemorrhagic hypovolemic oxygen debt shock.  J Trauma. 1997;  42 199-212
• 7 Standl T G, Reeker W, Redmann G, Kochs E, Werner C, Schulte am Esch J. Haemodynamic changes and skeletal muscle oxygen tension during complete blood exchange with ultrapurified polymerized bovine haemoglobin.  Intensive Care Med. 1997;  23 865-872
• 8 Gulati A, Sharma A C, Burhop K E. Effect of stroma-free hemoglobin and diaspirin cross-linked hemoglobin on the regional circulation and systemic hemodynamics.  Life Sci. 1994;  55 827-837
• 9 Von Dobschuetz E, Hoffmann T, Messmer K. Diaspirin cross-linked hemoglobin effectively restores pancreatic microcirculatory failure in hemorrhagic shock.  Anesthesiology. 1999;  91 1754-1762
• 10 Sielenkämper A W, Eichelbronner O, Martin C M, Madorin S W, Chin-Yee I H, Sibbald W J. Diaspirin cross-linked hemoglobin improves mucosal perfusion in the ileum of septic rats.  Crit Care Med. 2000;  28 782-787
• 11 Page T C, Light W R, MCKay C B, Hellums J D. Oxygen transport by erythrocyte/hemoglobin solution mixtures in an in vitro capillary as a model of hemoglobin-based oxygen carrier performance.  Microvasc Res. 1998;  55 54-64
• 12 Standl T, Horn P, Wilhelm S. et al . Bovine haemoglobin is more potent than autologous red blood cells in restoring muscular tissue oxygenation after profound isovolaemic haemodilution in dogs.  Can J Anaesth. 1996;  43 714-723
• 13 Horn E P, Standl T, Wilhelm S. et al . Bovine hemoglobin increases skeletal muscle oxygenation during 95% artificial arterial stenosis.  Surgery. 1997;  121 411-418
• 14 Sloan E P, Koenigsberg M, Gens D. et al . Diaspirin cross-linked hemoglobin (DCLHb) in the treatment of severe traumatic hemorrhagic shock: a randomized controlled efficacy trial.  JAMA. 1999;  282 1857-1864
• 15 Saxena R, Wijnhoud A D, Carton H. et al . Controlled safety study of a hemoglobin-based oxygen carrier, DCLHb, in acute ischemic stroke.  Stroke. 1999;  30 993-996
• 16 LaMuraglia G M, O'Hara P J, Baker W H. et al . The reduction of the allogenic transfusion requirement in aortic surgery with a hemoglobin-based solution.  J Vasc Surg. 2000;  31 299-308