در باره اهدای خون بیشتر بدانیم
(قسمت پانزدهم)
پلاسما و فرآورده‌های پلاسمایی-2
علي‌اصغر صفري‌فرد
كارشناس ارشد خون شناسي و بانك خون، کارشناس عالی سازمان انتقال خون ایران
safarifardas@Gmail.com
تاریخچه صنعت پالایش پلاسما
پیشرفت‌های مهمی در زمینه تولید بیولوژیک مشتق از خون از دهه‌های گذشته حاصل گردیده است. این پیشرفت از شناسایی اولیه در سیستم گروه خونی در سال 1920 آغاز و سپس در خلال بیست سال به تدریج شناسایی گروه‌های خونی دیگر میسر گردید. در آن زمان تنها خون کامل، پلاسما و گلبول‌های قرمز به عنوان عامل درمانی برای بیماران مورد استفاده قرار می‌گرفت.
هدف مراکز انتقال خون تولید محصولات مختلف پلاسمایی و مصرف اجزای مختلف و ضروری آن، جهت بیماران می‌باشد و بدین ترتیب از مصرف خون کامل پیشگیری می‌گردد. این امر عمدتا به دو دلیل می‌باشد. اول اینکه فرآورده‌های پلاسمایی در حجم کمتر می‌تواند قدرت اثر بالاتری داشته باشد و دوم اینکه فرآورده‌های پلاسمایی، دارای آلودگی بسیار کمتر از خون کامل بوده و مسئله سازگاری خونی در این محصولات کمتر و یا مطرح نمی‌باشد.
در قرن نوزدهم علاقه و توجه به قسمت مايع و آبكي خون به سرعت افزايش يافت. در آن موقع ثابت شده بود كه اين قسمت مي‌تواند بعنوان منبع جديدي از اجزايي باشد كه قابل جداسازي هستند. در سال 1888، دانشمند آلماني Hafmeissres مقالاتي در رابطه با رفتار‌ها و محلوليت پروتئين‌هاي خوني منتشر نمود. وي با استفاده از سولفات آمونيوم مشتقاتي كه آلبومين و گلوبولين ناميده شدند، را جدا كرد. اصول تكنيك جداسازي وي كه به نام جداسازي رسوبي precipitation-separation شناخته شده، هنوز هم استفاده مي‌شود.
پدر صنعت پالایش پلاسما ادوین کهن است. ادوین کهن Edwin Cohn و همکارانش در زمینه فن‌آوری پالایشگاه پلاسما موثرترین گام‌ها را در دهه پنجاه میلادی برداشتند. در خلال دهه‌های اخیر این فن‌آوری پیچیده‌تر گردیده و اکنون طیف وسیعی از محصولات مانند فاکتورهای انعقادی، ایمونوگلوبولین‌ها و آلبومین تولید می‌گردند.
پالايش پلاسماي انساني از طريق فرآيند صنعتي، توسط ادوین کهن در دوران جنگ جهاني دوم ابداع شد و طي سالیان متمادی، زمينه فعاليت بين‌المللي را فراهم آورد. در عمليات عصر حاضر پالایش پلاسما، از فرآيند پالايش Cohn استفاده مي‌شود كه در آن از عواملي مانند اثر pH ، قدرت يوني و حلال آلی (پلاريته حلال)، براي حلاليت پروتئين‌ها بهره مي‌گيرند تا مشتقات زيادي را به دست بياورند.
Cohn در دانشگاه شيكاگو، به عنوان فيزيكوشيميست آموزش ديد و براي سالهاي طولاني يكي از اعضاء دپارتمان فيزيكوشيمي در دانشكده پزشكي هاروارد بود. Cohn از سال 1920 تا اواسط دهه 1930 مشغول تحقيق در موضوعات ديگر بود ولي هرگز از علاقه وي نسبت به پروتئين‌ها چيزي كم نشد. فرآيند پالايش Cohn ، براي توليد آلبومين و نيز پروتئين‌هاي ارزشمند ديگر، مثل گلوبولين‌هاي سرم ايمن و چسب فيبريني و فيلم فيبريني همراه با ترومبين در سال 1945 مورد توجه قرارگرفت. در دوره جنگ جهاني دوم صنعت پالايش پلاسما، به تهيه آلبومين محدود شد. مشتقات پروتئيني پلاسما ( PPF ) در دهه 1950 به عنوان مكمل آلبومين ابداع گرديدند در این دوران كار محدودي در خصوص تهيه فاكتور هشت و ايمونوگلوبولين داخل عضلاني وجود داشت.
آلبومين تا دهه 1960 براي پالايش پلاسما يك محصول اقتصادي بود، تا وقتي كه فاكتور هشت با خلوص متوسط به عنوان يك مشتق اقتصادي از پالايش پلاسما جهت درمان هموفيلي ابداع گرديد. توليد فاكتور هشت به روش نوتركيب در دهه 1980 همراه با ايمونوگلوبولين داخل وريدي باعث شد كه اين محصول از نظر اقتصادي جايگزين فاكتور هشت گردد. محصولات ديگر مشتق از پلاسما كه در دهه 1970 ابداع شد شامل کمپلکس پروترومبين بود كه توسط فاكتور نه حاصل از پلاسما و يا به صورت نوتركيب جايگزين شد. محصولات فاكتور هفت فعال در تركيب جايگزين كمپلكس پروترومبين در بيماري‌هاي كبدي كاربرد دارند.
تولید آلبومین
محرك اوليه حرکت به سمت پالایش پلاسما، آلبومين سرم انساني (HSA) بود كه بوسيله پالايش اتانول پلاسما بدست مي‌آمد و در مقادير كافي به عنوان افزايش دهنده حجم پلاسما در جبهه‌هاي جنگ جهاني دوم مورد استفاده قرار مي‌گرفت. ادوین کهن از Charles Janeway درخواست كرد تا تركيبات پلاسما را در محل آزمايشگاه آزمايش كند. شركت Armour در شيكاگو، به تصور توليد آلبومين ارزان و پايان ناپذير از منبع حيواني، در صدد توليد سرم آلبومين گاوي (BSA) خالص از پلاسماي گاو بود. بيماراني كه BSA دريافت نمودند دچار بيماري شديد سرم (serum sickness) شدند كه اين كار باعث توقف ناگهاني آزمايش‌هاي باليني بيشتر روي BSA شد. در اين ميانJaneway در جولاي 1941، چند ماه بعد از شكست آزمايش‌هاي باليني با BSA ، آلبومين سرم انساني (HSA) را به 8 بيمار در حال شوك و 3 دانشجوي پزشكي كه عمداً تا سر حد شوك دچار خونريزي شده بودند، تزريق نمود. شماره سپتامبر مجله پزشكي New England، نتايج عالي را با HSA منتشر كرد و در گزارشي آينده بزرگي را براي روش پالايش Cohn جهت قربانيان جنگ پيش‌بيني نمود. روش پالايش پلاسما به زودي يك روش معتبر براي توليدHSA در دنيا شد و توجه بسياري را در سراسر جهان جلب نمود.
به سوی بهینه‌سازی
بزودي بهينه‌سازي روش Cohn توسط Kistler و Nitschmann استاندارد گرديد. Kistler يك بيوشيميست در كارخانه اصلي آزمايشگاه مركزي صليب سرخ سوئيس بود كه بهترين شرايطي را كه در آن بهترين محصول بدست مي‌آيد را بررسي مي‌كرد و Nitschsmann كرسي بيوشيمي را در دانشگاه Bern در اختيار داشت.
بعد از جنگ، پيشرفت‌هاي جديدي حاصل شد. در سال 1964 pool Judith آمريكايي به طور تصادفي كشف كرد كه اگر پلاسماي منجمد شده، به آرامي در درجه حرارت بالاي نقطه انجماد ذوب شود، رسوبي حاصل مي‌گردد كه شامل مقدار زيادي فاكتور انعقادي 8 مي باشد. كشف “cryoprecipitate” به مفهوم بدست آوردن فاكتور 8 انعقادي و پيشرفتي براي درمان بيماران با بيماري‌هاي انعقادي خون و هموفيلي بود.
همانطور که ذکر شد در اوایل دهه 1940 میلادی، دکتر ادوین کهن روند پالایش پلاسما را در ایالت بوستون کشف کرد. بعد از شناخت موثر بودن و ایمنی آلبومین و این که می‌توان آن را در مقادیر فراوان تولید نمود، مراکز متعددی جهت پالایش پلاسما در ایالات متحده تاسیس گردید. شرکت‌های داروسازی مختلفی در سالیان ابتدایی صنعت پالایش دخالت داشتند. این مراکز، تولید آلبومین و فرآورده‌های ایمونوگلوبولین وسیع الطیف (نرمال) و نیز ایمونوگلوبولین‌های اختصاصی مانند ایمونوگلوبولین ضد کزاز، ایمونوگلوبولین ضد هپاتیت B، ایمونوگلوبولین ضد هاری و سایر ایمونوگلوبولین‌ها را آغاز کردند. ایمونوگلوبولین Rho(D) در اواخر دهه 1960 به همراه فاکتورهای انعقادی VIII و IX عرضه شدند.
پايان جنگ جهاني دوم منجر به تخريب زيرساخت هاي صنعت پالايش پلاسما شد كه طي جنگ بوجود آمده بودند. شركت هاي خصوصي منطقهاي كه در طي جنگ درگير پالايش پلاسما بودند به كار خود ادامه دادند و طي 50 سال گذشته، تعدادي از اين شركت‌هاي خصوصي درگير پالايش پلاسماي تجاري شدند. همچنين فعاليت‌هايي به صورت پالايش ملي صورت گرفت كه به تضمين خودكفايي در خون و فرآورده‌هاي خوني كمك مي‌كرد.
پالايش پلاسما عليرغم گذشت دهه‌ها از تولدش، ارتباط خود را براي اقدامات درماني از دست نداده است. دنياي وسيعي از پروتئين‌هاي پلاسمايي مفيد براي بيماران وجود دارد. با پيشرفت در قدرت پيشگوئي كننده شاخص‌هاي بيوشيميائي كه در آزمايشگاه‌هاي پزشكي جهت مشخص كردن التهاب‌ها، اختلالات ايمني، اكسيژن‌رساني ناقص بافتي و تغييرات در غدد داخلي اندازه‌گيري مي‌شوند، بيشتر بيماران به مرحله‌اي از بيماري مي‌رسند كه تجويز پروتئين‌هاي استخراج شده از اهدا كننده‌هاي انساني سالم، ممكن است باعث ادامه حيات آن‌ها شده و كيفيت زندگي را بهبود ببخشد.
در زمينه توليد داروهاي بيولوژيك، پالايش پلاسما نيازمند توان علمي بسيار بالايي است. ارتقاء سطح دانش و نحوه كاربرد صحيح فن‌آوري آزمايش‌هاي حساس در تشخيص شاخص‌هاي آلودگي در پلاسماي اوليه لازمه توليد فرآورده‌هاي پلاسمايي سالم است. بعلاوه اين صنعت نياز مبرم به انتخاب دقيق فن‌آوري‌هاي تخليص پروتئين‌هاي پلاسما و روش‌هاي ويروس‌زدايي دارد به نحوي كه خواص فيزيولوژيكي و اثرات باليني اين پروتئين‌ها تغيير نكند.
توليد و ساخت اين محصولات بايد با دقت فراوان و در شرايط محيطي بسيار تميز انجام گردد. ساخت فرآورده‌هاي پلاسما به روش‌هاي توليدي پيچيده و چند مرحله‌اي نياز دارد كه شامل رسوب‌گيري، سانتريفوژ كردن، تخليص به روش كروماتوگرافي، غيرفعال كردن و جداسازي ويروس‌ها، فيلتراسيون، اولترافيلتراسيون، تقسيم در ظروف مناسب در شرايط عاري از آلودگي و ليوفيليزاسيون مي‌باشد.
علاوه بر اين، برخلاف بسياري از توليدات تزريقي، فرآورده‌هاي پلاسما را نمي‌توان در شكل نهايي دارو مثلاً با بكارگيري اتوكلاو استريل نمود بنابراين فرآيند توليد علاوه بر شرايط بسيار تميز به استفاده صحيح از مراحل فيلتراسيون نياز دارد تا از عدم آلودگي و پيدايش مواد تب‌زا ناشي از آندوتوكسين‌ها اطمينان حاصل گردد. بطور كلي در صنعت داروسازي، پالايش پلاسما داراي جدي‌ترين مقررات و استانداردهاي توليد مي‌باشد و بهمين دليل پالايش پلاسما براي كشورهايي كه قصد بكارگيري صنعت بيوتكنولوژي را دارند بعنوان اولين قدم تجربه‌اي مناسب خواهد بود.
در دهه‌هاي اخير محققين و متخصصين در پالايشگاه‌ها توانسته‌اند به پيشرفت‌هاي مهمي در زمينه فرآيندهاي جداسازي و تخليص پلاسما نائل آيند كه منجر به افزايش قابل توجه در بازدهي (yield) توليد، ايمني داروها از نظر عفونت‌هاي ويروسي و همچنين درجه خلوص شده است. اين پيشرفت‌ها حاصل پردازش روش‌هاي معمول پالايش با الكل و افزودن مراحل كروماتوگرافي اختصاصي است كه نتيجه آن تهيه توليدات درماني جديد با درجه خلوص بالاتر بوده است. حاصل اين پيشرفت‌ها استفاده بهتر و منطقي‌تر از پلاسماي انساني و همچنين بهبود صرفه اقتصادي صنعت پالايش بوده است.
ماندگاری تا امروز
چرا روش قديمي پالايش پلاسما به روش کهن تا بدين مدت معتبر مانده كه هنوز روش غالب جهت توليد مشتقات پلاسما مي باشد؟ امروزه در معيار آزمايشگاهي، بيوشيميست‌ها روش‌هاي دقيق‌تر تخليص پروتئين را مانند ژل فيلتراسيون، كروماتوگرافي‌هاي تعويض يوني، جذب ميل تركيبي، جذب ايمني و امثال آن، مورد استفاده قرار مي‌دهند. پاسخ اين است كه هيچ كدام از اين روش‌هاي آزمايشگاهي الزامات فرايند قابل تكثير بالك (عمده) را در مقادير صنعتي ندارند. گذشته از اين، نياز جهاني برايIVIG ، 50 تن تخمين زده مي‌شود. در ضمن، مراحل ويروس‌زدائي كه يكديگر را در حالت فعاليتشان تكميل مي‌كنند، يكي از آن‌هائي كه بصورت ايمن ويروس‌هاي پوشش‌دار را خارج مي‌كنند، نمي‌تواند در ستون‌هاي شستشوي (elution) بزرگ انجام شود. به اين دليل است كه پالايش پلاسما به روش کهن در مقياس بزرگ هنوز مورد استفاده است و مقادير پائين آن در آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي، كه به آن‌ها به عنوان كارخانه‌هاي اصلي اشاره شده است، به حد عالي رسيده است.
همانطور که ذکر شد استخراج آلبومين به عنوان جايگزيني براي پلاسما در مجروحان جنگي توسط Cohn ابداع و به عنوان دارو در سال 1941 ثبت شد و تا سال 1964 كه روش كريوپرسي‌پيتيت (Cryoprecipitate) توسط جوديت گراهام پول ارايه شد آلبومين مهمترين داروي استخراجي از پلاسما بود. پس از این تاریخ با امكان استخراج ارزان‌تر فاكتورهاي انعقادي، اين داروها از جایگاه با ارزشی نزد پزشکان برخوردار شدند. IgG (ایمونوگلوبولین) در سال 1943 براي تزريق عضلاني ثبت شد و در درمان هپاتيت C به كار رفت. IgG براي تزريق وريدي (IVIG) در سال1981 به ثبت رسيد و با شناسايي اثرات آن در درمان بيماري‌ها مصرف آن افزايش يافت و اكنون مهمترين داروي حاصل از پلاسما است و همچنان كاربرد، توليد و مصرف آن رو به افزايش است. ایمونوگلوبولین (D)Rho در اوخر دهه 1960 به همراه فاکتورهای انعقادی VIII و IX عرضه شدند.
بعد از شناخت موثر بودن و ایمنی آلبومین و این که می‌توان آن را در مقادیر فراوان تولید نمود، مراکز متعددی جهت پالایش پلاسما در ایالات متحده امریکا تاسیس گردید. این مراکز، تولید آلبومین و فرآورده‌های ایمونوگلوبولین وسیع‌الطیف (نرمال) و نیز ایمونوگلوبولین‌های اختصاصی مانند ایمونوگلوبولین ضد کزاز، ایمونوگلوبولین ضد هپاتیت B ، ایمونوگلوبولین ضد هاری و سایر ایمونوگلوبولین‌ها را آغاز کردند.
برای دانلود فایل pdf بر روی لینک زیر کلیک کنید
ورود / ثبت نام