Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur Pharmakokinetik, gerinnungsphysiologischen Wirkung und Immunogenität von rekombinantem humanen Faktor VIIa bei gesunden und Faktor VII-defizienten Hunden

Dörsch, Bernd

The aim of this study was to determine pharmacokinetic data and the influence on the coagulation system of recombinant human factor VIIa (rhFVIIa) in dogs with inherited factor VII-deficiency and dogs without coagulation disorders. This work should establish preliminary data for further investigation in animal models. The animals of this study were put into following groups: Group I   = healthy animals, who received 100 µg rhFVIIa  per kg body mass Group II  = factor VII-deficient animals, who received 100 µg rhFVIIa  per kg body                     mass Group III = healthy animals, who received 100 µg rhFVIIa  per kg body mass Group IV = factor VII-deficient animals, who received 100 µg rhFVIIa  per kg body                                         mass   Blood was taken before and 2, 5, 10, 15, 30 min, 1, 1.5, 2, 3, 4, 6, 8, 12 and 24 hours after application of rhFVIIa. At all times the coagulometric-measured factor VII(FVII:C)-activity, the factor VII-antigen(FVIIa:Ag)-concentration, the prothrombin time-standard test (PTST), the prothrombin time-modified test (PTMT), the activated partial thromboplastin time (aPTT), the haematocrit, and the platelet count were examined. Furthermore, blood was drawn before and 2, 4 and 12 weeks after application of rhFVIIa to determine if these animals produced antibodies against rhFVIIa. The most important results are: Apart from a temporary skin reaction in one healthy dog none of the dogs showed adverse reactions. The FVII:C activity rised significantly 2 min after injection of rhFVIIa in all groups from mean values of  86 to 446 % (in group I), from 13 to 441 % (in group II), from 92 to 2143 % (in group III), and from 15 to 1912 % (in group IV). 24 h later the values were not significantly different from initial values (p>0,05). The FVIIa:Ag concentration values 2 min after the rhFVIIa injection were 26.9 ± 3.12 ng/ml G(mean value + standard deviation, group I), 32.9  ± 3.54 ng/ml (group II), 144.7 ± 11.95 ng/ml (group III) and 142.0 ± 7.55 ng/ml (group IV). Whereas mean half-life calculated from FVII:C values was longer in groups I, II and IV (group I: 98,3 min; group II: 99,0 min, group IV: 96,7 min) compared to the group with healthy animals and higher dosage (group III: 66,3 min), half-lifes calculated based on FVII:Ag concentrations did not show remarkable group differences (mean values: 81 to 90 min). Correspondingly, based on factor VII:C activity higher dosages were associated with a manyfold higher total clearance  (group III: 0,0244 ml/min; group IV: 0,0207 ml/min) when compared to the lower dosage (group I: 0,0019 ml/min; group II: 0,0015 ml/min). Less distinct group differences of the total clearance were found when calculated based on FVIIa:Ag values (mean values of groups: 38-64 ml/min). The rhFVIIa-treatment caused a significant shortening of the PTST from initial values of approx. 7 sec in healthy dogs (groups I and III) or 15 sec in factor VII deficient dogs, respectively, to values around 4 sec (corresponding to the method specific lower measurement range) in all groups. The initial values were not reached after 24 h in any of the groups. The coagulation activity measured with the PTMT increased dose-dependent in healthy dogs from mean values of 72 to 155 % (group I) and from 74 to 227 % (group III). In factor VII-deficient dogs mean values increased from 26 to 144 % (group II) or from 34 to 193 % (group IV). A significant shortening of the aPTT was mainly restricted to the healthy dogs receiving the high dose of 500 µg/kg KM. Interestingly, the injection of 500 µg/kg rhFVIIa in healthy dogs induced a significant decrease in platelet count and haematocrit. Two weeks after rhFVIIa treatment, all the dogs developed antibodies against rhFVIIa. The amount of antibodies was dose-dependent and varied remarkably between individual dogs. The results of the present study deliver the basis of the use of dogs as an animal model for rhFVIIa treatment. Efficacy of rhFVIIa treatment in factor VII deficient dogs was demonstrated by significant shortening of PTST (increase of PTMT activity), although high costs limit its use under clinical conditions at present. Due to the fact that factor VII:C activities were achieved which were significantly above the physiological situation, dosages below 100 µg/kg are adequate for the treatment of dogs with inherited factor VII-deficiency.

Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war, die Pharmakokinetik und Einflüsse auf das Gerinnungssystem von rekombinantem humanen Faktor VIIa (rhFVIIa) bei gerinnungsphysiologisch gesunden und Faktor VII-defizienten Hunden zu erarbeiten und dadurch die Grundlagen für tierexperimentelle Untersuchungen zu liefern. Die Untersuchungstiere wurden auf die folgenden Untersuchungsgruppen verteilt: Gruppe I   = gesunde Tiere, denen 100 µg/kg KM rhFVIIa injiziert wurden, Gruppe II  = Tiere mit hereditärem Faktor VII-Mangel, denen 100 µg/kg KM rhFVIIa                      injiziert wurden, Gruppe III = gesunde Tiere, denen 500 µg/kg KM rhFVIIa injiziert wurden und Gruppe IV = Tiere mit hereditärem Faktor VII-Mangel, denen 500 µg/kg KM rhFVIIa                       injiziert wurden. Blutentnahmen erfolgten vor der rhFVIIa-Gabe sowie 2, 5, 10, 15, 30 min, 1, 1,5, 2, 3, 4, 6, 8, 12 und 24 h danach. Zu allen Zeitpunkten wurden koagulometrisch gemessene Faktor VII(FVII:C)-Aktivität, Faktor VIIa-Antigen(FVIIa:Ag)-Konzentration, Prothrombinzeit–Standardtest (PTST), Prothrombinzeit-modifizierter Test (PTMT), aktivierte partielle Thromboplastinzeit (aPTT), Hämatokrit und Thrombozytenzahl gemessen. Darüber hinaus erfolgten Blutprobenentnahmen vor sowie 2, 4 und 12 Wochen nach der rhFVIIa-Gabe zum Nachweis kaniner Antikörper gegen rhFVIIa. Die wesentlichsten Ergebnisse waren wie folgt: Bis auf eine leichte temporäre Hautreaktion bei einem gesunden Hund zeigte keines der Tiere Anzeichen einer Unverträglichkeit. Die FVII:C-Aktivität stieg in allen Gruppen 2 min nach der Injektion signifikant von im Mittel 86 auf 446 % (in Gruppe I), von 13 auf 441 % (in Gruppe II), von 92 auf 2143 % (in Gruppe III) und von 15 auf 1912 % (in Gruppe IV) und erreichte nach 24 h jeweils wieder den Ausgangswert (p>0,05). Die FVIIa:Ag-Konzentration betrug 2 min nach rhFVIIa-Gabe 26,9 ± 3,12 ng/ml (Mittelwert und Standardabweichung, Gruppe I), 32,9  ± 3,54 ng/ml (Gruppe II), 144,7 ± 11,95 ng/ml (Gruppe III) und 142,0 ± 7,55 ng/ml (Gruppe IV). Die aus den FVII:C-Werten errechneten Halbwertszeiten stimmten in den Gruppen I, II und IV sehr gut überein (Gruppe I: 98,3 min, Gruppe II: 99,0 min, Gruppe IV: 96,3 min), lagen interessanterweise bei der Gruppe mit gesunden Hunden und hoher Dosierung niedriger (Gruppe III: 66,3 min). Für die Halbwertszeit der FVIIa:Ag-Konzentration bestand mit Mittelwerten von 81 bis 90 min kein deutlicher Unterschied zwischen den Gruppen. Korrespondierend zeigte sich für die FVII:C-Aktivität eine um ein Vielfaches höhere totale Clearance für die höhere Dosierung (Gruppe III: 0,0244 ml/min; IV: 0,0207 ml/min) im Vergleich zur niedrigeren Dosierung (Gruppe I: 0,0019 ml/min; Gruppe II: 0,0015 ml/min), während die Unterschiede für die FVII:Ag-Konzenatration hier weniger deutlich ausfielen (Gruppenmittel: 38-64 ml/min). Die rFVIIa-Behandlung bewirkte eine auffällige Verkürzung der PTST, die von Werten um 7 sec bei den gesunden Hunden (Gruppe I und III) und Werten um 15 sec bei den Faktor VII-defizienten Hunden in allen Gruppen auf Werte um 4 sec (als methodenspezifischer unterer Meßbereich) sank und in keiner der Gruppen nach 24 h den Ausgangswert erreichte. Hingegen stieg die mit dem PTMT gemessene PT-Aktivität in Abhängigkeit von der Dosis bei gesunden Hunden von im Mittel 72 auf 155 % (Gruppe I) bzw. 74 auf 227 % (Gruppe III) und bei Faktor VII-defizienten Hunden von im Mittel 26 auf 144 % (Gruppe II) bzw. von 34 auf 193  % (Gruppe IV) an. Eine auffällige Verkürzung der aPTT war vor allem auf die Gabe von 500 µg/kg KM bei gesunden Hunden beschränkt. Interessant war, daß nach Verabreichung von 500 µg/kg rhFVIIa bei den gesunden Hunden ein signifikanter Abfall der Thrombozytenzahl und des Hämatokritwertes auftrat. Bei allen Hunden konnte 2 Wochen nach einmaliger Behandlung mit rhFVIIa die Bildung von Antikörper gegen rhFVIIa nachgewiesen werden Die Höhe der Antikörpertiter war dosisabhängig und variierte interindividuell sehr stark. Die Ergebnisse dieser Studie liefern die Grundlagen für den Einsatz des Hundes als Tiermodell für die Therapie mit rhFVIIa. Obgleich derzeit wegen der immensen Kosten nicht praktikabel, zeigt sich die prinzipielle Effizienz der rhFVIIa-Behandlung beim Faktor VII defizienten Hund anhand der deutlichen PT-Verkürzung (Anstieg der PTMT-Aktivität) und Anstieg der FVII:C-Aktivität. Da hierbei weit über den physiologischen Verhältnissen liegende FVII:C-Aktivitäten erzielt wurden, sind für die Behandlung des Faktor-VII-Mangel Hundes deutlich unter 100 µg/kg liegende rhFVIIa-Dosierungen ausreichend. 

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Zitierform:

Dörsch, Bernd: Untersuchungen zur Pharmakokinetik, gerinnungsphysiologischen Wirkung und Immunogenität von rekombinantem humanen Faktor VIIa bei gesunden und Faktor VII-defizienten Hunden. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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