微过氧化物酶用于治疗碳氧血红蛋白血症的用途制造技术

本申请公开了微过氧化物酶能够以高亲和力结合一氧化碳(CO)并从血红蛋白中取代CO，从而作为CO的清除剂发挥作用。本申请公开内容提供了通过施用治疗有效量的分离或重组的微过氧化物酶而治疗受试者的碳氧血红蛋白血症(或CO中毒)的方法。本申请还描述了通过施用治疗有效量的分离或重组的微过氧化物酶而从血液或组织的血红蛋白中除去CO的方法。本申请进一步描述了确定微过氧化物酶对从血红蛋白中除去CO的有效性的方法。

Use of peroxidase for the treatment of hypoxemia

The invention discloses that the peroxidase can bind CO (CO) with high affinity and replace CO from hemoglobin, thereby acting as a scavenger of hemoglobin. The present disclosure provides a method of treating a subject with carbon oxygen hemoglobin disease (or CO poisoning) by administering a therapeutically effective amount of a separated or reconstituted peroxidase. A method for removing CO from blood or tissue hemoglobin by administering a therapeutically effective amount of a separated or reconstituted peroxidase is also described. The invention further describes a method for determining the effectiveness of a peroxidase for the removal of CO from hemoglobin.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的相互引用本申请要求2014年5月22日提交的申请号为62/001,754的美国专利申请的权益，该申请在此通过引用全文纳入本申请。
本申请公开内容涉及能够以高亲和力结合一氧化碳的微过氧化物酶，及其用于治疗碳氧血红蛋白血症和一氧化碳中毒的用途。致谢政府支持本专利技术是政府支持下做出的，该政府支持的授权号是HL103455，由美国国立卫生研究院授予。政府对本专利技术享有一定的权利。
技术介绍
对一氧化碳的吸入暴露是环境中毒的主要原因。个体可能在多种情况下暴露于空气中的一氧化碳，例如房屋火灾、使用发电机、或屋内使用户外烧烤架、或在封闭空间中运行汽车的自杀尝试期间。一氧化碳在细胞中结合血红蛋白(产生碳氧血红蛋白)和血红素蛋白，特别是呼吸传输链的酶。结合至血红蛋白和其它血红素蛋白的一氧化碳的累积损害了氧化磷酸化作用的氧输送和氧利用。这最终导致重要器官——如大脑和心脏——的严重缺氧和缺血性损伤。在其血液中累积大于15％的碳氧血红蛋白的个体具有脑损伤和神经认知功能障碍的风险。含有更高水平的碳氧血红蛋白的个体具有死亡的风险。存活的含有非常高水平的碳氧血红蛋白的患者通常会遭受不可逆的脑损伤和脑死亡。尽管利用标准动脉和静脉血气分析以及共血氧饱和度的方法可以快速诊断一氧化碳中毒，尽管意识到一氧化碳中毒的危险因素，但是对于这种有毒暴露没有可用的解毒剂。当前疗法是由面罩给予100％的氧气，并且尽可能地使病人暴露于高压氧气。高压氧气疗法的机制是氧气会增加一氧化碳从血红蛋白和组织的释放速率，并加速一氧化碳的自然清除。然而，这种治疗只对一氧化碳的清除速率具有不太大的作用，并且基于高压氧气设备的复杂性，这种疗法无法在现场使用。专利技术概要需要一种有效的、快速的和容易获得的疗法治疗碳氧血红蛋白血症(也称为一氧化碳中毒)。本申请公开了微过氧化物酶能够以高亲和力结合一氧化碳(CO)并从血红蛋白中取代CO，从而作为CO的清除剂发挥作用。本申请所公开的数据表明，分离或重组的微过氧化物酶可以用在例如从血液或动物组织的血红蛋白中除去一氧化碳的方法中，以及用在治疗碳氧血红蛋白血症的方法中。本申请提供了一种治疗受试者的碳氧血红蛋白血症的方法，该方法选择具有碳氧血红蛋白血症的受试者，并向受试者施用治疗有效量的分离或重组的微过氧化物酶，其中所述微过氧化物酶包括结合至卟啉部分的肽。在一些实施方案中，所述肽的氨基酸序列包括CXXCH(SEQIDNO：1)，其中X是任何天然的或非规范的氨基酸。本申请进一步提供了一种从血液或组织的血红蛋白中除去一氧化碳的方法，该方法使血液或组织与分离或重组的微过氧化物酶相接触，其中所述分离或重组的微过氧化物酶包括结合至卟啉部分的肽。在一些实施方案中，所述肽的氨基酸序列包括CXXCH(SEQIDNO：1)，其中X是任何天然的或非规范的氨基酸。在一些实施方案中，该方法是体外方法。在其它实例中，该方法是体内方法，其中使血液或组织与分离或重组的微过氧化物酶相接触包括向受试者施用该分离或重组的微过氧化物酶。本申请还提供了确定分离或重组的微过氧化物酶的有效性的方法。根据参照附图进行的下面的详细说明，本申请的前述和其它目的、特征和优点将更加显而易见。附图的简要说明图1：脱氧-MP11从红细胞(RBC)中清除CO。该图显示了在与CO饱和的红细胞(RBC-CO)混合后，微过氧化物酶-11(MP11)的光谱的吸收变化。MP11与RBC-CO混合，并在不同的时间点(25-587秒)上从反应混合物中提取样品。MP11通过离心从RBC中提纯。该光谱展示了脱氧-MP11(峰值在520和550nm)衰减形成CO结合的MP11。图2：MP11介导的从RBC中清除CO的动力学。在511nm处的吸收衰减后监测CO结合MP11的速率。每个数据点(*)表示所选择的时间点测量值，实线表示单指数衰减拟合。图3：CO饱和的红细胞与MP11的混合导致CO从血红蛋白至MP11的净转移。数据点表示混合后在选定时间点上CO结合的(圆圈)或脱氧(*)血红蛋白的相对量。实线表示单指数方程的拟合。序列表如37C.F.R.1.822所定义的，在所附的序列表中列出的氨基酸序列使用标准的三字母代码表示氨基酸。序列表作为ASCII文本文件提交，创建于2015年4月28日，3.10KB，其通过引用纳入本申请。在所附的序列表中：SEQIDNO：1是能够结合卟啉部分的微过氧化物酶的氨基酸基序；在该序列中，Xaa是任何天然的或非规范的氨基酸。SEQIDNO：2和3是在所公开的方法中使用的重组微过氧化物酶的代表性氨基酸共有序列；在这些序列中，Xaa是任何天然的或非规范的氨基酸。SEQIDNO：4是微过氧化物酶-11(MP11)的肽部分的氨基酸序列。SEQIDNO：5是微过氧化物酶-6(MP6)的肽部分的氨基酸序列。SEQIDNO：6是微过氧化物酶-8(MP8)的肽部分的氨基酸序列。SEQIDNO：7是微过氧化物酶-9(MP9)的肽部分的氨基酸序列。SEQIDNO：8是微过氧化物酶-17(MP17)的肽部分的氨基酸序列。SEQIDNO：9是衍生自人细胞色素c的肽的氨基酸序列。SEQIDNO：10是衍生自马细胞色素c的肽的氨基酸序列。详细说明I.缩写CO一氧化碳Hb血红蛋白HbA血红蛋白AHbCO碳氧血红蛋白MP微过氧化物酶RBC红细胞RBC-CO一氧化碳饱和的红细胞II.术语和方法除非另有说明，否则技术术语按照常规用法使用。分子生物学中常用术语的定义可见BenjaminLewin，GenesV，OxfordUniversityPress出版，1994(ISBN0-19-854287-9)；Kendrew等(编)，TheEncyclopediaofMolecularBiology，BlackwellScienceLtd.出版，1994(ISBN0-632-02182-9)；和RobertA.Meyers(编)，MolecularBiologyandBiotechnology：aComprehensiveDeskReference，VCHPublishers，Inc.出版，1995(ISBN1-56081-569-8)。为了方便理解本申请的各实施方案，下面提供了具体术语的解释：施用：通过任何有效途径向受试者提供或给予药剂，例如治疗剂(如微过氧化物酶)。示例性的施用途径包括，但不限于，注射或输注(如皮下、肌内、皮内、腹膜内、鞘内、静脉内、脑室内、纹状体内、颅内和进入脊髓)，口服、导管内、舌下、直肠、透皮、鼻内、阴道和吸入途径。解毒剂：中和或抵消毒药作用的药剂。一氧化碳(CO)：一种无色、无臭且无味的气体，在浓度足够高时遇到对人类和动物是有毒的。在正常的动物新陈代谢中也产生低水平的CO。碳氧血红蛋白(HbCO)：一氧化碳(CO)和血红蛋白(Hb)的稳定络合物，当CO在正常的新陈代谢期间被吸入时或产生时在红细胞中形成碳氧血红蛋白。碳氧血红蛋白血症或一氧化碳中毒：在血液中过量一氧化碳的存在导致的病症。通常，暴露于100每百万份(ppm)或更高的CO足以引起碳氧血红蛋白血症。轻度的急性CO中毒的症状包括头晕、精神错乱、头痛、眩晕和流感状效应；较大的暴露可导致中枢神经系统和心脏的明显中毒，甚至死亡。在急性中毒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从血液或动物组织的血红蛋白中除去一氧化碳的方法，包括使血液或动物组织与分离或重组的微过氧化物酶相接触，，从而从血液或动物组织的血红蛋白中除去一氧化碳，其中所述分离或重组的微过氧化物酶包括结合至卟啉部分的肽，和其中所述肽的氨基酸序列包括CXXCH(SEQ ID NO：1)，其中X是任何天然的或非规范的氨基酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.22 US 62/001,7541.一种从血液或动物组织的血红蛋白中除去一氧化碳的方法，包括使血液或动物组织与分离或重组的微过氧化物酶相接触，，从而从血液或动物组织的血红蛋白中除去一氧化碳，其中所述分离或重组的微过氧化物酶包括结合至卟啉部分的肽，和其中所述肽的氨基酸序列包括CXXCH(SEQIDNO：1)，其中X是任何天然的或非规范的氨基酸。2.根据权利要求1的方法，其中所述肽的氨基酸序列包括X(1-20)CXXCH(SEQIDNO：2)或X(1-20)CXXCHX(1-20)(SEQIDNO：3)，其中X是任何天然的或非规范的氨基酸。3.根据权利要求1或权利要求2的方法，其中所述肽的氨基酸序列包括SEQIDNO：4-10的任一个。4.根据权利要求3的方法，其中所述肽的氨基酸序列由SEQIDNO：4-10的任一个组成。5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述肽是线状的。6.根据权利要求1-4中任一项的方法，其中所述肽是环状的。7.根据权利要求1-6中任一项的方法，其中所述卟啉部分包括金属离子。8.根据权利要求7的方法，其中所述金属是铁、锌、钯、锰、钴...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·T·格拉德温，J·特赫罗布拉沃，
申请(专利权)人：高等教育联邦系统匹兹堡大学，
类型：发明
国别省市：美国;US