JP7673968B2 - 光抗菌療法 - Google Patents

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Description

本発明は光抗菌療法に関する。詳しくは、近赤外光の照射を利用して標的選択的な障害活性を示す標的特異的複合体及びその用途等に関する。
近赤外光線免疫療法(NIR-PIT)はモノクローナル抗体に光感受性物質(例えばIRdye700DX(IR700))を結合させたものを癌細胞に反応させた後に、近赤外光を照射して選択的に癌細胞膜を破壊する、新しい癌治療法である。EGFRを標的とした頭頚部癌に対して臨床試験もされており、良好な成績を収め、現在第3相臨床試験が行われている。最近では、NIR-PITの抗腫瘍効果を示す機序が既存の抗腫瘍治療とは全く違う光化学反応であることが解明された(非特許文献1を参照)。尚、特許文献1~3には、NIR-PITを腫瘍の治療等に利用することが提案されている。
米国特許出願公開第2014/0120119号明細書 米国特許出願公開第2018/0150405号明細書 米国特許出願公開第2014/0120119号明細書
Sato K et al. ACS Cent. Sci., 2018, 4 (11), pp 1559-1569. Gadde U et al. Anim Health Res Rev. 2015 Dec;16(2):163-76.
NIR-PITはその特有の作用機序等から潜在能力の高い技術であり、更なる応用を期待できる。そこで本発明は、NIR-PITの新たな用途を提供することを課題とする。
癌細胞を標的とする従来のNIR-PITでは、通常、光感受性物質を結合させる抗体にはIgGモノクローナル抗体が用いられるが、NIR-PITの応用を模索する中で本発明者らはIgY(immunoglobulin Y: トリ卵黄免疫グロブリン)に着目した。IgYは鳥類に特有の抗体である。IgYの代表といえるニワトリIgYは、産卵ニワトリにおける主な免疫グロブリンであり、受動免疫を付与するために血清から卵黄に移行する。ニワトリIgYは鶏卵から採取できるため、高濃度で容易に収集することが可能である。言い換えれば、安価に且つ大量に調製することができる。また、IgYは抗生物質とは対照的に副作用や耐性、毒性残留物を示さない。そのため、IgYは抗生物質とは異なる、新たな感染症抑制手段として注目されている。これまでに、大腸菌、腸炎菌型サルモネラ・エンテロコリチカ、ネズミチフス菌型サルモネラ・エンテロコリチカ、ガリバクテリウム・アナリス等の病原菌に対するIgYの抑制効果が報告されている(例えば非特許文献2を参照)。しかしながら、その効果は十分に高いものとは言い難く、また、効果を高めるためには連続的な投与が必要であることなど、実用上の課題は多い。このような状況も踏まえ、本発明者らはNIR-PITとIgYを組み合わせれば感染症等に有効な治療手段になると考え、ニワトリ由来のIgYポリクローナル抗体に近赤外光感受物質を連結した標的特異的構造体を作製し、その効果や実用性を検証した。詳細な検証実験の結果、IgYポリクローナル抗体を利用したNIR-PITの抗菌効果は非常に高く且つ速やかに発揮された。速やかな効果が得られることは、その増殖スピードが速い細菌や真菌等に対する攻撃手段として特に好ましい特徴といえる。また、標的特異的構造体は、使用したIgYの本来の抗原である特定のカンジダ菌(C. albicans)に加えて近縁種にも反応性を示す一方、ヒト細胞には反応性を示さなかった。これらの事実は、高い安全性を担保しつつ幅広い菌種に対して効果を発揮できることを意味し、その実用性が高いことを裏付ける。また、強靱な細胞壁構造を備える真菌であるカンジダ菌に対して殺菌効果が確認されたことは、標的特異的構造体の障害活性が強力であり、その適用範囲が広いことを示す。
以上の通り、NIR-PITにIgYを利用したターゲット光抗菌療法(Photoantibacterial target therapy; PAT)(以下、当該ターゲット光抗菌療法のことを「IgY-PAT療法」と呼ぶことがある)が、人体への影響がなく標的性があり、真菌や細菌等の感染症への対抗手段(感染症の治療・予防、感染の拡大防止等)として極めて有効であることが明らかとなった。この成果に基づき、以下の発明が提供される。
[1]細菌、真菌若しくはカビ、ウイルス、寄生生物、寄生虫又はリケッチアに分類される標的に特異的なIgYに近赤外光感受物質が連結した構造の標的特異的複合体。
[2]標的が細菌又は真菌若しくはカビである、[1]に記載の標的特異的複合体。
[3]前記細菌がシュードモナス属、アシネトバクター属、ブドウ球菌属、レンサ球菌、腸球菌属細菌、大腸菌、シゲラ属細菌、サルモネラ属細菌、エンテロバクター属細菌及びクレブシエラ属細菌からなる群より選択される菌種であり、前記真菌若しくはカビがカンジダ属、アスペルギルス属、ムコール属及びクリプトコッカス属真菌からなる群より選択される菌種である、[2]に記載の標的特異的複合体。
[4]前記IgYがポリクローナル抗体である、[1]~[3]のいずれか一項に記載の標的特異的複合体。
[5]前記近赤外光感受物質がフタロシアニン色素である、[1]~[4]のいずれか一項に記載の標的特異的複合体。
[6]前記フタロシアニン色素がIR700である、[5]に記載の標的特異的複合体。
[7][1]~[6]のいずれか一項に記載の標的特異的複合体を含有する組成物。
[8]前記標的による感染症の治療又は予防に使用される、[7]に記載の組成物。
[9]以下のステップ(1)及び(2)を含む、治療方法:
(1)[8]に記載の組成物を治療対象に投与し、前記標的特異的複合体を前記標的に結合させるステップ、
(2)前記標的に近赤外光を照射するステップ。
[10]前記近赤外光の波長が650~740nmである、[9]に記載の治療方法。
[11]前記近赤外光の波長が670~720nmである、[9]に記載の治療方法。
[12]前記近赤外光の照射線量が1J cm-2以上である、[9]~[11]のいずれか一項に記載の治療方法。
[13]前記近赤外光の照射線量が2J cm-2~500J cm-2である、[9]~[11]のいずれか一項に記載の治療方法。
[14]前記標的による汚染物の消毒又は除染に使用される、[7]に記載の組成物。
Candida albicans-IgY(CA-IgY)-IR700の調製と品質の確認。タンパク染色(左)と蛍光染色(右)でCA-IgYとIR700の結合を確認した。 C. albicansに対するCA-IgY-IR700の結合性。チューブに播種したC. albicansに各濃度でCA-IgY-IR700を添加し、37℃で1時間インキュベートした後、フローサイトメトリーで蛍光強度を測定した。 C. albicans及びその近縁種、並びにA431に対するCA-IgY-IR700の結合性。 In vitro NIR-PATの実験方法。 In vitro NIR-PATの実験結果。抗体濃度と治療効果の関係(左)、及び照射量と治療効果の関係(右)をコロニー数で評価した。 In vitro NIR-PATの実験結果。IgY-PATの効果を共焦点顕微鏡(死細胞染色)(左)と走査型電子顕微鏡(右)で評価した。 In vivo NIR-PITの実験方法。 In vivo NIR-PITの実験結果。CA-IgY-IR700群(CA-IgY-IR700を塗布し近赤外光を照射しない)とIgY-PAT群(CA-IgY-IR700を塗布後に近赤外光を照射する)について、処置部位の蛍光を経時的に観察した。 In vivo NIR-PITの実験結果。無菌群(C. albicansを塗布しない)、CA群(C. albicansのみ)、CA-IgY-IR700群(CA-IgY-IR700を塗布し近赤外光を照射しない)、Light群(近赤外光の照射のみ)、IgY-PAT群(CA-IgY-IR700を塗布後に近赤外光を照射する)の間で腫瘍面積を比較評価した。 In vivo NIR-PITの実験結果。無菌群(C. albicansを塗布しない)、CA群(C. albicansのみ)、CA-IgY-IR700群(CA-IgY-IR700を塗布し近赤外光を照射しない)、Light群(近赤外光の照射のみ)、IgY-PAT群(CA-IgY-IR700を塗布後に近赤外光を照射する)の間で潰瘍部の膿性排泄物を比較評価した。 In vivo NIR-PITの実験結果。無菌群(C. albicansを塗布しない)、CA群(C. albicansのみ)、IgY-PAT群(CA-IgY-IR700を塗布後に近赤外光を照射する)の間でコロニー数を比較評価した。
1.標的特異的複合体
本発明の第1の局面は、標的(攻撃の対象)に特異的結合性を示し、障害活性を発揮し得る構造体である「標的特異的複合体」に関する。本発明の標的特異的複合体は、標的に対する抗体に近赤外光感受物質が連結した構造を有する。障害活性は、標的に対して障害(ダメージ)を加える作用ないし効果であり、標的の死滅、増殖の抑制、無害化、除去等をもたらす。尚、標的が細菌又は真菌/カビであれば、用語「障害活性」は「抗菌活性」と置換可能である。
本発明の標的特異的複合体では、抗体を使用することで標的に対する指向性が付与される。抗体としてIgYが用いられる。IgYは鳥類に特徴的な抗体である。例えば、ニワトリやウズラ等の家禽のIgYを採用することができる。IgYは血清の他、卵黄中に豊富に含まれ、卵黄抗体とも呼ばれる。卵黄中の存在量が多いため、抗原を感作した鳥類(典型的にはニワトリ)の卵黄から標的特異的IgYを比較的簡単に且つ大量に調製することが可能である。標的特異的IgYは常法で調製すればよい。以下、標的特異的IgYの調製法の一例を示す。
まず、抗原(標的となる細菌や真菌等)を鳥類に免疫する(抗原による感作)。細菌や真菌等の一部を抗原として用いることにしてもよい。鳥類として例えばニワトリが用いられる。必要に応じて免疫を繰り返し、十分に抗体価が上昇した時点で採卵する。血清の抗体価を確認し、採卵時期を見極めるとよい。通常、血清中のIgY濃度がピークに達してから3~7日後に卵黄中のIgY濃度の上昇が見られる。そこで、最終感作(免疫)から10~20日後の卵を採取し、IgYの抽出・精製を行うと良い。卵からのIgYの抽出・精製には、超遠心分離法、有機溶媒を利用した脱脂法、デキストラン硫酸ナトリウム等を利用したリポタンパク質分離法等の方法を利用できる(例えばJensenius JC et al., J Immunol Methods 46: 63-68, 1981.; Hatta H. et al., Agric Biol Chem. 54: 2531-2535, 1990.; Polson A. Immunological Investigations 19: 253-258, 1990.等を参照)。尚、卵黄からIgYを精製するためのアフィニティーカラム(例えばグローバルライフサイエンステクノロジーズジャパン株式会社のHiTrap IgY Purification HP Column)やキットが市販されており、これらを利用することにしてもよい。
以上のようにして調製されるポリクローナルIgYの他、モノクローナルIgYを用いることもできる。モノクローナルIgYの調製も常法で行うことができる(例えばNishinaka, S. et al. Int Arch Allergy Appl Immunol, 89, 416(1989); Nishinaka, S. et al. J Immunol Methods, 139, 217(1991); Nishinaka, S. et al. J Vet Med Sci, 58, 1053(1996)を参照)。モノクローナルIgYの調製法の一例を示す。まず、上記と同様の手順で免疫操作を実施する。必要に応じて免疫を繰り返し、十分に抗体価が上昇した時点で、免疫した鳥類から抗体産生細胞を摘出する。次に、得られた抗体産生細胞を用い、細胞融合法によってハイブリドーマを得る。続いて、このハイブリドーマをモノクローナル化した後、抗原に対して高い特異性を有する抗体を産生するクローンを選択する。選択されたクローンの培養液を精製することによって目的の抗体が得られる。一方、ハイブリドーマを所望数以上に増殖させた後、これを動物(例えばマウス)の腹腔内に移植し、腹水内で増殖させて腹水を精製することにより目的の抗体を取得することもできる。上記培養液の精製又は腹水の精製には、抗原を固相化したアフィニティークロマトグラフィーが好適に用いられる。また、抗原を固相化したアフィニティークロマトグラフィーを用いることもできる。更には、イオン交換クロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィー、硫安分画、及び遠心分離等の方法を用いることもできる。これらの方法は単独ないし任意に組み合わされて用いられる。
本発明の標的特異的複合体による攻撃の対象(標的)は細菌、真菌・カビ、ウイルス、寄生生物、寄生虫及びリケッチアである。特に、ヒト又はヒト(人間)の管理下にある動物(愛玩動物/コンパニオンアニマル、家畜や家禽等の産業動物、実験動物、動物園や公園等で飼育・保管される展示動物等)に感染性を示し、有害な影響を及ぼすもの、即ち感染症の原因となり得る病原体(細菌、真菌・カビ、ウイルス、寄生生物、寄生虫、リケッチア)が典型的な標的である。本発明は、病原体が感染した細胞ではなく、病原体自体を標的とする。
比較的簡単に且つ大量に調製できるIgYを用いることにより、標的(細菌や真菌・カビ等)の数/量が多いことと、標的の増殖のスピードが速いことに対応できる。
標的となる細菌は特に限定されず、グラム陰性桿菌、グラム陰性球菌、グラム陽性桿菌、グラム陽性球菌等、様々な細菌を標的にすることができる。標的になり得る細菌の具体例として大腸菌(Escherichia coli)、シゲラ属細菌(Shigella)(S. dysenteriae、S. frexneri、S. sonnei等)、サルモネラ属細菌(Salmonella)(S. typh、S. paratyphi-A、S. schottmuelleri、S. typhimurium、S. enteritidis等)、エンテロバクター(Enterobacter)属細菌(E. aerogenes、E. cloacae等)、クレブシエラ属細菌(Klebsiella)(K. pneumoniae、K. oxytoca等)、セラチア属細菌(Serratia)(S.mmarcescens)、モルガネラ属細菌(Morganella)(M.morganii等)、プロビデンシア属細菌(Providencia)(P.rettgeri,m P.alcalifaciens, P.stuartii等)、ハフニア属細菌(Hafnia)(H.alvei等)、プロテウス属細菌(Proteus)(P. mirabilis、P. vulgaris等)、エルシニア属細菌(Yersinia)(Y. pestis、Y. enterocolitica等)、ビブリオ属細菌(Vibrio)(V. cholerae、V. parahaemolyticus等)、ヘモフィルス属細菌(Haemophilus)(H. influenzae、H. parainfluenzae、H. ducreyi等)、シュードモナス属細菌(Pseudomonas)(P. aeruginosa、P. cepacia、P. putida等)、エロモナス属細菌(Aeromonas)(A.hydrophilia等)、アシネトバクター属(Acinetobacter)細菌(A. calcoaceticus、A. baumannii、A. lwoffii等)、レジオネラ属細菌(Legionella)(L. pneumophila等)、ボルデテラ属細菌(Bordetella)(B. pertussis、B. parapertussis、B. bronchiseptica等)、ブルセラ属細菌(Brucella)(B. melitensis、B. abortus、B. suis等)、野兎病菌(Francisella tularensis)、バクテロイデス属細菌(Bacteroides)(B. fragilis、B. melaninogenicus等)、シトロバクター属細菌(Citrobacter)(C.freundii等)、キサントモナス属細菌(Xanthomonas)(X.maltophilia)、フラボバクテリウム属細菌(Flavobacterium)(F.meningosepticum等)、ナイセリア属細菌(Neisseria)(N. gonorrhoeae、N. meningitidis等)、ブドウ球菌属細菌(Staphylococcus)(S. aureus、S. epidermidis、S. saprophyticus等)、レンサ球菌属細菌(Streptococcus)(S. pyogenes、S. agalactiae、S. viridans、S. pneumoniae、S. mutans、S. sobrinus等)、腸球菌属細菌(Enterococcus)(E. faecalis、E. faecium、E. avium等)、バシラス属細菌(Bacillus)(B. subtilis、B. anthracis、B. cereus等)、リステリア属細菌(Listeria)(L. monocytogenes等)、クロストリジウム属細菌(Clostridium)(C. difficile、C. botulinum、C. perfringens、C. tetani等)、コリネバクテリウム属細菌(Corynebacterium)(C. diphtheriae等)、ブランハメラ属細菌(Branhamella)(B. catarrhalis等)、マイコバクテリウム属細菌(Mycobacterium)(M. tuberculosis、M. bovis、M. leprae、M. avium、M. intracellulare、M. kansasii、M. ulcerans等)、ペプトコッカス属細菌(Peptcoccus)(P. anaerobius等)、ペプトストレプトコッカス属細菌(Peptostreptococcus)(P. anaerobius等)、ユーバクテリウム属細菌(Eubacterium)(E. lentum等)、プロピオニバクテリウム属細菌(Propionibacterium)(P .acnes)、乳酸桿菌属細菌(Lactobacillus)(L.plantarum等)、バクテロイデス属細菌(Bacteroides)(B. fragilis, B. melaninogenicus等)、フソバクテリウム属細菌(Fusobacterium)(F. gonidiaformans, F. necrophorum, F. nucleatum等)、マイコプラズマ(Mycoplasma等)、ボレリア属細菌(Borrelia)(B. recurrentis、B. burgdoferi等)、梅毒トレポネーマ(Treponema palidum)、カンピロバクター属細菌(Campylobacter)(C. coli、C. jejuni、C. fetus等)、ヘリコバクター属細菌(Helicobacter)(H. pylori、H. heilmannii等)、リケッチア属細菌(Rickettsia)(R. prowazekil、R. mooseri、R. tsutsugamushi等)、クラミジア属細菌(Chlamydia)(C. trachomatis、C. psittaci等)、ポルフィロモナス属細菌(Porphyromonas)(P. gingivalis等)、プレボテラ属細菌(Prevotella)(Prevotella intermedia等)、アグリゲイティバクター属細菌(Aggregatibacter)(A. actinomycetemcomitans等)、トレポネーマ・デンティコーラ属細菌(Treponema)(T. denticola等)を挙げることができる。
同様に、標的になり得る真菌・カビの例としてカンジダ属真菌(Candida)(C. albicans, C. tropicalis, C. parapsilosis, C. glabrata, C. krusei等)、アスペルギルス属真菌(Aspergillus)(A. fumigatus, A. flavus, A. niger等)、クリプトコッカス属真菌(Cryptococcus)(C. neoformans等)、ムコール属真菌(Mucor)(M. circinelloides等)、リゾパス属真菌(Rhizopus)(R. oryzae, R. microsporus等)、クニンガメラ属真菌(Cunninghamella)(C. bertholletiae等)、アポフィソマイセス属真菌(Apophysomyces)(A. elegans)、サクスネア属真菌(Sakseneae)(S. vasiformis)、コクシジオイデス属真菌(Coccidioides)(C. immitis等)、ヒストプラズマ属真菌(Histoplasma)(H. capsulatum等)、パラコクシジオイデス属真菌(Paracoccidioides)(P. brasiliensis)、ペニシリウム属真菌(Penicilium)(P. marneffei)、ブラストミセス属真菌(Blastomyces)(B. dermatitidis)、スポロトリックス属真菌(Sporothix)(S. schenckii等)、クロモミコーシス属真菌(Fonsceaea)(F. pedrosoi等)、フィアロフォラ属真菌(Phialophora)(P. verrucosa等)、クラドフィアロフォラ属真菌(Cladophialophora)(C. carrinoii等)、マラセチア属真菌(Malassezia)(M. furfur, M. globasa等)、ニューモシスチス属真菌(Pneumocystis)(P. jirovecii等)を挙げることができる。
また、標的となり得るウイルスの例として天然痘ウイルス、ワクチニアウイルス、伝染性いぼウイルス、単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)、単純ヘルペスウイルス2型(HSV-2)、水痘・帯状疱疹ウイルス(HHV-3)、サイトメガロウイルス(HHV-5)、ヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)、ヒトヘルペスウイルス7(HHV-7)、エプスタイン・バール・ウイルス(HHV-4)、ヒトヘルペスウイルス8(HHV-8、別名:カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV))、アデノウイルス、ヒトパピローマウイルス、パルボウイルスB19、ジカウィルス、B型肝炎ウイルス、インフルエンザウイルス、麻疹ウイルス、ムンプスウイルス、RSウイルス、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ヒトTリンパ好性ウイルス(HTLV-1)、コロナウイルス、ラッサウイルス、風疹ウイルス、日本脳炎ウイルス、黄熱ウイルス、デング熱ウイルス、C型肝炎ウイルス、ハンタウイルス、ポリオウイルス、コクサッキーウイルス、エコーウイルス、ライノウイルス、A型肝炎ウイルス、E型肝炎ウイルス、ノーウォークウイルス、ヒトアストロウイルス、狂犬病ウイルス、マールブルグウイルス、エボラウイルス、レオウイルス、ロタウイルスを挙げることができる。
一方、標的になり得る寄生生物の例としてマラリア(Plasmodium)(P. falciparum, P. vivax, P. malariae等)、リーシュマニア(Leishimania)(L. donovani, L braziliensis等)、クリプトスポリジウム(Cryptosporidium)(C.parvum等)、トリパノソーマ(Trypanosoma)(T. brucei, T, cruzi等)、トリコモナス(Trichomonas)(T. vaginalis等)、トキソプラズマ(Toxoplasma)(T. gondii等)、バベシア(Babesia)(B. microti等)、赤痢アメーバ(Entamoeba)(E.hitsolytica等)、腸ジカルジア(Gicardia)(G. intestinalis, G.muris等)、クリプトスポリジウム(Cryptosporidium)(C. parvum等)を挙げることができる。
一方、感染症の原因となりうる寄生虫の例として回虫(Ascaris)(Ascaris lumbricoides等)、ズビニ鉤虫(Ancylostomoa duodenale)、アメリカ鉤虫(Necator americanus)、蟯虫(Enterobius vermicularis)、糞線虫(Strongyloides stercoralis)、アニサキス(Anisakis)(A. simplex, A. physeteris等)、シュードテラノバ属(Pseudoterranova)(P. decipiens)、バンクロフト糸状虫(Wunchereri bancroft)、マレー糸状虫(Brugia malayi)、顎口虫(Gnathostoma)(G. nipponicum, G. spinigerum等)、旋毛虫(Trichinella)(T. spiralis, T. pseudospiralis等)、住血線虫(Angiostrongylus)(A. cantonesis. A. constaricensis)、肝吸虫(Clonorchis sinensis)、横川吸虫(Metagonimus yokokawai)、肺吸虫(Paragonimus)(P. westermani等)、裂頭条虫(Diphyllobothrium latum)、エキノコックス(Echinococcus)(E. granulosus, E. multilocularis)、縮小条虫(Hymenolepis diminuta)、小形条虫(Hymenolepis nana)、多頭条虫(Taniea multiceps)、アジア条虫(Taenia asiatica)、無鉤条虫(Taniea saginata)、有鈎条虫(Taenia solium)を挙げることができる。
一方、感染症の原因となりうるリケッチアの例としてリケッチア属(Rickettsia)(R. rickettsia, R. prowazekii, R. typhi等)、オリエンティア属(Orientia)(O. tsutsugamushi等)、エーリキア属(Ehrlichia)(E. chaffeensis等)、アナプラズマ属(Anaplasma)(A. phafocytophilum等)、コクシエラ属(Coxiella)(C. burnetii等)を挙げることができる。
抗原性が近い複数の病原体(例えば複数の近縁種)をまとめて標的にすることもできる。このように比較的広範囲の病原体を標的とする場合にはポリクローナルIgYを採用するとよい。ポリクローナルIgYを用いることにより、人体には結合せず、病原体選択的でありながらも比較的広範囲の標的に対して障害活性を示すことができる。他方、モノクローナルIgYは、特定の病原体(例えば特定の菌種又は菌株)に的を絞った標的特異的構造体を構築する場合、言い換えれば、選択性ないし特異性を高める必要がある場合に適する(但し、この場合においてもポリクローナルIgYを使用してもよい)。
本発明は光免疫療法(PIT)の原理を利用する。そのため、標的特異的IgYには近赤外光感受物質が連結される。典型的には、近赤外光感受物質としてフタロシアニン色素が用いられる。フタロシアニン色素は、フタロシアニン環系を有する光増感剤化合物の一群である。各種フタロシアニン色素の合成方法や使用方法(用途)等について例えばWO 2005/099689号及び米国特許第7,005,518号が参考になる。
好ましくは、近赤外(NIR)領域に吸収ピークがあり、近赤外線を強く吸収して蛍光を発するフタロシアニン色素を用いる。より具体的には、好ましくは600nm~950nm、更に好ましくは、660nm~740nm、更に更に好ましくは680nm~720nmに吸収ピークがあるフタロシアニン色素を用いる。
特に好ましいフタロシアニン色素としてIR700(IRDye(登録商標)700DX)を挙げることができる。IR700はLI-COR社(LI-COR Biosciences)から市販されている。アミノ反応性IR700は比較的親水性の色素であり、例えば、IR700のNHSエステルを用い、共有結合によってIgYに結合(コンジュゲート)させることができる。
近赤外光感受物質は標的特異的IgYに共有結合又は非共有結合を介して直接的又は間接的に連結される。非共有結合は、例えば静電相互作用、ファンデルワールス力、疎水的相互作用、π効果、イオン性相互作用、水素結合又はハロゲン結合によって達成される。間接的な連結の場合、通常、リンカーが利用される。
2.医薬組成物及びその用途
本発明の標的特異的複合体を製剤化し、医薬組成物を調製することができる。一般に、製剤化には薬学的に許容されるキャリア(担体、ビヒクル)が用いられる。キャリアの例として水、生理食塩水、平衡塩溶液、水性デキストロース、グリセロール、マンニトール、ラクトース、デンプン及びステアリン酸マグネシウムを挙げることができる。薬学的に許容されるキャリア及びその使用方法等については、例えばRemington's Pharmaceutical Sciences, by E. W. Martin, Mack Publishing Co., Easton, Pa., 19th Edition (1995)を参照することができる。
キャリアの他、医薬組成物に希釈剤(ラクトース、スクロース、リン酸二カルシウム、又はカルボキシメチルセルロース等)、賦形剤(デンプン、グルコース、ラクトース、スクロース、ゼラチン、麦芽、コメ、小麦粉、チョーク、シリカゲル、ステアリン酸ナトリウム、モノステアリン酸グリセロール、タルク、塩化ナトリウム、乾燥スキムミルク、グリセロール、プロピレングリコール、水、エタノール等)、潤滑剤(ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、タルク等)、pH調整剤(酢酸塩、クエン酸ナトリウム、シクロデキストリン誘導体、ソルビタンモノラウレート、トリエタノールアミン酢酸ナトリウム、オレイン酸トリエタノールアミン等)、乳化剤、可溶化剤、等張剤、防腐剤、保存剤等を含有させてもよい。
製剤化する場合の剤形/形状も特に限定されない。剤形の例はエアゾール剤、液剤、懸濁剤、注射剤、シロップ剤、乳剤、ゼリー剤、錠剤、丸剤、散剤、細粒剤、顆粒剤、カプセル剤、外用剤(軟膏剤、貼付剤、パップ剤、ローション剤、リニメント剤、座剤)、吸入剤、点鼻剤及び点眼剤である。
本発明の医薬組成物には、期待される治療効果(又は予防効果)を得るために必要な量(即ち治療上有効量)の有効成分が含有される。本発明の医薬組成物中の有効成分量は一般に剤形によって異なるが、所望の投与量を達成できるように有効成分量を例えば約0.001重量%~約99重量%の範囲内で設定する。
本発明の更なる局面は医薬組成物の用途に関する。典型的には疾患や病態の治療、予防又は改善に本発明の医薬組成物が用いられる。「治療」とは、標的疾患に特徴的な症状又は随伴症状を緩和すること(軽症化)、症状の悪化を阻止ないし遅延すること等が含まれる。「予防」とは、疾病(障害)又はその症状の発症/発現を防止又は遅延すること、或いは発症/発現の危険性を低下させることをいう。一方、「改善」とは、疾病(障害)又はその症状が緩和(軽症化)、好転、寛解、又は治癒(部分的な治癒を含む)することをいう。このように、治療、予防、改善は、一部において重複する概念であり、明確に区別して捉えることは困難であり、またそうすることの実益は少ない。本明細書では、予防又は改善の目的での処置も、用語「治療方法」の概念に含まれるものとする。
本発明の医薬組成物は、典型的には、標的(細菌、真菌・カビ、ウイルス、寄生生物、寄生虫、リケッチア)による感染症の治療、予防又は改善に適用される。換言すれば、本発明の医薬組成物はIgY-PAT療法に利用される。治療等の対象になり得る感染症を例示すると、伝染性膿痂疹(水疱性膿痂疹、痂皮性膿痂疹)、丹毒、蜂窩織炎、毛包炎、せつ(furuncle)・よう(carbuncle)、可能性汗腺炎、ケロイド性毛包炎、殿部慢性膿皮症、細菌性爪囲炎、乳児多発性汗腺膿瘍、ブドウ球菌性熱傷様皮膚症候群、トキシックショック症候群、猩紅熱、壊死性筋膜炎、ガス壊疽、敗血症、Osler結節、黄菌毛、紅色陰癬(エリトラスマ)、猫ひっかき病、放線菌症、外歯瘻、ノカルジア症、MRSA感染症、緑膿菌感染症、セラチア感染症、腸管出血性大腸菌感染症、細菌性髄膜炎、結核、非結核性抗酸菌症、コレラ、ペスト、ジフテリア感染症、細菌性赤痢、猩紅熱、炭疽、梅毒、破傷風、ハンセン病、レジオネラ肺炎、レプトスピラ症、ライム病、野兎病、淋菌感染症、クラミジア感染症(クラミジア肺炎、トラコーマ、性器クラミジア感染症、オウム病等)、カルバペネム耐性腸内細菌科細菌感染症、齲歯、歯周病、眼内炎、カンジダ症、アスペルギルス症、ブラストミセス症、クリプトコッカス症、ムコール症、コクシジオイデス症、ヒストプラズマ症、パラコクシジオイデス症、スポロトリクム症、白癬、天然痘、ウイルス性いぼ、口唇ヘルペス、ヘルペス口内炎、角膜ヘルペス、陰部(性器)ヘルペス、帯状疱疹、カポジ肉腫、肝炎(A型、B型、C型、E型)、HIV、インフルエンザ、感冒、ノロウイルス感染症、ロタウイルス感染症、RSウイルス感染症、風疹、麻疹、流行性耳下腺炎(おたふくかぜ)、日本脳炎、黄熱、デング熱、エボラ出血熱、尖圭コンジローマ、咽頭乳頭腫、ポリオ、狂犬病、マラリア、リーシュマニア症、クリプトスポリジウム症、トリパノソーマ症、トリコモナス症、トキソプラズマ症、バベシア症、赤痢アメーバ症、腸ジカルジア症、クリプトスポリジウム症、回虫症、鉤虫症、蟯虫症、糞線虫症、アニサキス症、シュードテラノバ症、糸状虫症、顎口虫症、旋毛虫症、住血線虫症、肝吸虫症、横川吸虫症、肺吸虫症、裂頭条虫症、エキノコックス症、条虫症、リケッチア感染症、ツツガムシ病、日本紅斑熱、発疹チフス、エーリキア症、アナプラズマ症、Q熱である。本発明の医薬組成物は皮膚や粘膜等の局所の感染に特に有用である。また、本発明の医薬組成物は、細菌感染等によって引き起こされる膿瘍の治療等へも適用され得る。
本発明の医薬組成物を用いた治療方法では、以下のステップ(1)及び(2)が行われる。
(1)本発明の医薬組成物を治療対象に投与し、本発明の標的特異的複合体を標的に結合させるステップ
(2)前記標的に近赤外光を照射するステップ。
ステップ(1)では本発明の医薬組成物を治療対象に投与する。投与経路は医薬組成物の剤形、治療方針等に応じて選択すればよい。経口投与と非経口投与(静脈内、動脈内、皮下、皮内、筋肉内、又は腹腔内注射、経皮、経鼻、経粘膜、患部への塗布、貼付、スプレー等)のいずれも採用可能である。また、これらの投与経路は互いに排他的なものではなく、任意に選択される二つ以上を併用することもできる(例えば、経口投与と同時に又は所定時間経過後に静脈注射等を行う等)。全身投与と局所投与(例えば感染部位他はその周囲への塗布、貼付、スプレー等)のいずれも採用可能である。ヒトに限らず、ヒト(人)の管理下にある動物(愛玩動物/コンパニオンアニマル、家畜や家禽等の産業動物、実験動物、動物園や公園等で飼育・保管される展示動物等。具体例は各種サル、チンパンジー、ゴリラ、オラウータン、ウシ、ブタ、ヤギ、ヒツジ、ウマ、ロバ、ラクダ、ダチョウ、ニワトリ、ウズラ、アヒル、イヌ、ネコ、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ、ゾウ、キリン、クマ、シマウマ、カバ、サイ、ペンギンである)も治療対象になり得る。
医薬組成物の投与量は、期待される治療効果が得られるように設定される。治療上有効な投与量の設定においては一般に症状、患者の年齢、性別、及び体重などが考慮される。当業者であればこれらの事項を考慮して適当な投与量を設定することが可能である。投与量(有効成分、即ち、標的特異的複合体の量として)の例を挙げると、全身投与の場合には、体重60kg当たり例えば0.1~1000 mg、0.2~500 mg、0.5~100 mg又は1~20 mgであり、局所投与の場合には、適用部位1cm2当たり例えば0.01~50mg、0.03~30mg又は0.05~10mgである。また、投与スケジュールの作成においては、患者の病状や有効成分の効果持続時間などを考慮することができる。
医薬組成物の投与によって、その有効成分である標的特異的複合体を標的に結合させた後、標的に対して近赤外光を照射する(ステップ(2))。理論に拘泥する訳ではないが、近赤外光の照射によって、標的の表面構造(例えば、細菌であれば細胞壁)を障害し、その効果(標的の死滅や増殖の抑制等)が発揮される。この作用機序は、光線力学療法(Photodynamic Therapy: PDT)の作用機序(ミトコンドリア内に酸化ストレスを生じさせることによって効果を発揮する)と相違し、速やかな効果をもたらす。
近赤外光の照射には例えばLED、LEDレーザー、フィルターを通した光線等を利用すればよい。直接照射する以外にも、これらに限定するものではないが、デバイスとして導光カテーテル、内視鏡導光ファイバー、穿刺照射ファイバー、血管導光カテーテル、ドレーン留置型導光デバイス、体内埋め込み型、貼付型、ブレスレット型デバイス等が考えられる。また、近赤外光の照射条件は、NIR-PITの原理による障害活性が得られる限り特に限定されないが、使用する近赤外光の波長は、例えば650~740nm、好ましくは670~720nm、更に好ましくは680~710nmである。また、照射線量は例えば、少なくとも1J cm-2、少なくとも2 J cm-2、少なくとも5 J cm-2、少なくとも10J cm-2、少なくとも20J cm-2、少なくとも30J cm-2、少なくとも40J cm-2、少なくとも50J cm-2、少なくとも60J cm-2、少なくとも70J cm-2、少なくとも80J cm-2、少なくとも90J cm-2又は少なくとも100J cm-2である。より具体的には、例えば1~1000J cm-2、2~500J cm-2、5~300J cm-2又は10~100J cm-2の照射線量とする。照射時間は例えば、5秒~1時間、5秒~30分又は5秒~15分である。好ましくは照射時間を10秒以上、更に好ましくは1分以上、更に更に好ましくは3分以上とする。また、この例に限定されるわけではないが、医薬組成物を静脈注射等により全身投与する場合には、医薬組成物の投与後、例えば5分~48時間の間、好ましくは10分~24時間の間、更に好ましくは15分~12時間の間に近赤外光の照射が行われる。局所投与の場合には、全身投与の場合よりも、医薬組成物の投与と近赤外光の照射の間隔を短く設定することが好ましい(例えば、医薬組成物の投与後、1分~12時間の間に近赤外光を照射する)。
単回の照射ではなく、複数回の照射を行うことにしてもよい。複数回の照射の場合、その間隔は特に限定されない。例えば、所定の間隔(例えば5分~10時間)を空けて同日に複数回照射する、連日照射する、隔日又は数日ごとに照射する、1週間又は数週間ごとに照射する、1月又は数ヶ月ごとに照射する等、様々な照射スケジュールを設定することができる。複数回の照射を行う場合の医薬組成物の投与スケジュールは特に限定されない。例えば、1回目の照射と2回目の照射の間隔が短い場合、典型的には1回目の照射の前だけに医薬組成物の投与を行う。別の例を挙げれば、前回の照射からの経過時間が長い場合(例えば1日~数ヶ月後が経過している場合)には、改めて医薬組成物を投与し、その後、照射を行うとよい。
本発明の医薬組成物による治療又は予防に並行して他の医薬、例えば抗菌薬(例えば、ペニシリン系抗菌薬、セフェム系抗菌薬、カルバペネム系抗菌薬、ペネム系抗菌薬、テトラサイクリン系抗菌薬、βラクタマーゼ阻害剤、ホスホマイシン、バンコマイシン、アミノグリコシド系抗菌薬、マクロライド系抗菌薬)による処置を施すことにしてもよい。本発明の医薬組成物と作用機序の異なる医薬を併用すれば、複合的な作用/効果が得られ、治療効果の増大を図ることができる。
3.消毒・除染用組成物
本発明の標的特異的複合体を、感染症の原因になり得る病原体(細菌、真菌・カビ、ウイルス、寄生生物、寄生虫、リケッチア)に汚染されたもの(汚染物)の消毒又は除染に利用することもできる。即ち、本発明の標的特異的複合体を用い、消毒・除染用組成物(以下、説明の便宜上、「本発明の消毒剤」と称する)を調製することができる。本発明の消毒剤は、例えば、医療機関(病院、診療所、介護老人保健施設、訪問介護ステーション、助産所、薬局等)や整骨院、接骨院、鍼灸院等における各種設備・器具・備品等(検査又は手術用の機器や器具又は装置、尿器、床、壁、カーテン、家具、ドア、窓、寝具、衣類等)や空間(病室内、手術室内、クリーンルーム内、クリーンベンチ内等)の消毒又は除染、医薬品、化粧品又は医療機器の製造所又は研究機関における各種設備・器具・備品等(製造装置、作業台、床、壁、カーテン、家具、ドア、窓、作業着、手袋等)や空間(工場内、クリーンルーム内、クリーンベンチ内等)の消毒又は除染、調理室、トイレ、洗面所又は浴室の消毒又は除染、食器、カトラリー(ナイフ、フォーク、スプーン等)又は調理器具(包丁、ナイフ、鍋、ミキサー、電子レンジ、オーブン等)の消毒又は除染、手、指先又は口腔(例えば歯周病や齲歯の治療又は予防、或いはインプラント術後の殺菌)の消毒又は除染、に利用可能である。
本発明の消毒剤は、例えば、液状(例えばスプレー剤、ローション)、ゲル状、固形状(例えば粉末)に構成され、塗布、スプレー(噴霧)、散布、滴下等によって使用される。本発明の消毒剤の使用にあたっては、例えば、塗布等によって汚染対象物に本発明の消毒剤を適用した後、近赤外光を照射して障害活性を発揮させる。近赤外光の照射条件は、医薬組成物を利用した治療の場合に準ずる。
<新規光抗菌療法の開発>
1.Candida albicans-IgY(CA-IgY)-IR700の調製と品質の確認
1-1.実験方法
まず、CA-IgY-IR700の合成を行った。CA-IgY(1.0mg, 5.4 nmol)とIR700(47.8 μg, 24.5 nmol)をNa2HPO4(pH8.5) 0.1Mとともに室温下で1時間インキュベートし、その後、Sephadex G50カラム(PD-10; GE healthcare)に通して混合液を回収した(CA-IgY-IR700溶液)。クマシー染色後に吸光度(波長595nm)を測定し、CA-IgY-IR700の濃度(タンパク濃度)の求めた。また、吸光度(波長698nm)の測定によってIR700の濃度を求め、抗体に結合した蛍光分子の数を確認した。一方、上記混合液をSDS-PAGEに供し、抗体とIR700の結合を確認した。SDS-PAGEでのコントロールには希釈したCA-IgYを用い、撮影はPearl imager(LICOR)で行った。
1-2.結果と考察
タンパク質染色(図1左)のバンドの高さでCA-IgY-IR700のみに蛍光を認め(図1右)、CA-IgYとIR700が結合(コンジュゲート)したことを確認した。
2.CA-IgY-IR700のCandida albicans(C. albicans)抗原結合性の評価
2-1.実験方法
C. albicans(JCM1542)を1×105ずつチューブに播種し、作製したCA-IgY-IR700(10μg/mL、50μg/mL、100 μg/mL、又は200μg/mL)と37℃で1時間インキュベートした後、フローサイトメトリーで蛍光強度を測定した。また、他のC. albicans 4種(FC18、IFO579、IFO1060、及びIFO1385)、その近縁種としてCandida tropicalis (IFO1402)、Candida guilliermondii (IFO838)、Candida krusei(IFO1162)と、A431(ヒト皮膚癌細胞)をそれぞれ200μg/mLのCA-IgY-IR700を用いて同様に測定した。
2-2.結果と考察
CA-IgY-IR700の抗体濃度と比例して蛍光が増強した(図2)。従来のNIR-PITの既報では10μg/mLで用いられるが、C. albicansでは10μg/mLでは不足と考えられた。これは増殖速度が速く1時間のインキュベーション中にC. albicansが増え、相対的に抗体が不足することが一つの要因と考えられた。すべてのC. albicans、及びその近縁種について蛍光の増強を認めたが、A431では蛍光の増強は認められなかった(図3)。よって、Candida全般に対してCA-IgY-IR700が結合したが、ヒト細胞には結合していないと考えられる。
3.In vitro NIR-PAT
3-1.実験方法
抗体濃度と治療効果を評価するために、C. albicans(JCM1542)を液体培地にて24時間培養後に、1×105ずつ100μLの培地とともにチューブに播種し、CA-IgY-IR700を加え(10μg/mL、50μg/mL、100 μg/mL、又は200μg/mL)、室温4時間のインキュベーション後、発光波長690nmのLEDを用いて近赤外光(256J/cm2)を照射した。治療後、即座に菌体300個を10cmディッシュに播種し、24時間培養後にコロニー数を計測して生菌数を評価した。抗体添加と近赤外光照射のいずれも行わないものをコントロールとした。
次いで、照射量と治療効果について評価するためにCA-IgY-IR700が200μg/mLとなるようにし、室温4時間のインキュベーション後、発光波長690nmのLEDを用いて近赤外光(32J、64J、128J、及び256J/cm2)を照射した。CA-IgY-IR700を加えず近赤外光照射(256J/cm2)を行ったものも併せて評価した。治療後、同様の手法でコロニー数を計測して生菌数を評価した(図4)。肉眼的に測定するために、同様の手法でCA-IgY-IR700 200μg/mLを反応し、近赤外光256J/cm2照射1時間後に、死細胞染色(Propiodium Iodide: PI染色)を用いて共焦点顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で観察した。
3-2.結果と考察
抗体濃度と治療効果についての評価では、C. albicansの生菌数はCA-IgY-IR700濃度に依存的に減少した(図5左)。10μg/mLでは治療効果は乏しく、50μg/mL以上で効果を認めた。また、照射量と治療効果についての評価では、照射量に依存的に生菌数は減少し、近赤外光照射のみでは生菌数は変わらなかった(図5右)。CA-IgY-IR700のみでも生菌数が減少したことは、IgY本来の抗菌作用によるものと考えられる。IgY-PATはIgYの抗菌効果を大幅に増強すると考えられる。
また、共焦点顕微鏡による観察では、CA-IgY-IR700のみ反応した場合に700nmの蛍光が観察でき、IgY-PATを行ったものでは死細胞染色が陽性となり、700nmの蛍光は減弱していた(図6左)。これは、IR700が近赤外光照射により分解され、菌体を破壊したためと推測された。走査型電子顕微鏡画像では、コントロールとCA-IgY-IR700のみでは変化が見られないが、IgY-PATを行ったものでは菌体の表面に孔や、菌体の変形が認められた(図6右)。これは、菌体の表面がIgY-PATにより破壊され、菌体が破裂したことによる変形と考えられる。
4.In vivo NIR-PIT
4-1.実験方法(図7)
8-10週齢のBALC slcマウスの両腰部を除毛後に6mmの皮膚生検パンチにて左右2カ所に皮膚欠損部位を作った。C. albicans (JCM1542)をPBSで洗浄後、PBSで1x109/mLに濃縮したものを皮膚欠損部に100μLを塗布し、応急絆にて潰瘍部を保護した(Day -1と設定)。翌日(Day 0)、水溶性ゼリーで希釈した200μg/mLのCA-IgY-IR700を潰瘍部に100μL塗布して、応急絆にて潰瘍部を保護した。翌日(Day 1)に応急絆を取り除き、Pearl imager(LICOR)で潰瘍部にCA-IgY-IR700が確認できるか評価した。その後、近赤外光(256J/cm2)をレーザーにて照射した。照射日の潰瘍面積を100%として、潰瘍面積の推移を定量評価した。潰瘍面積は写真撮影を行い、Image J(オープンソース)にて算出を行った。治療群をIgY-PAT群として、対象としてC. albicansを塗布しない無菌群、C. albicansのみのCA群、CA-IgY-IR700を塗布し近赤外光を照射しないCA-IgY-IR700群、近赤外光照射のみのLight群とした。潰瘍面積はDay 14まで評価した。細菌数の評価のため、Day 2に無菌群、CA群、IgY-PAT群の潰瘍部の皮下組織を滅菌した6mm皮膚生検パンチで摘出し、組織を撹拌し培地に播種してコロニー数の計測を行った。CA群のコロニー数を100%とした。
4-2.結果と考察
CA-IgY-IR700を塗布した群で、塗布部の蛍光が観察され、近赤外光照射後では蛍光が減弱した(図8)。これは、潰瘍面に抗体が付着しており、in vitroと同様に近赤外光と反応してCA-IgY-IR700が分解されたためと推測される。潰瘍面積は無菌群が最も小さく、次いでIgY-PAT群、CA-IgY-IR700群であり、CA群とLight群はほぼ同等であった。無菌群とIgY-PAT群間では有意差を認めず、IgY-PAT群とCA-IgY-IR700群間では有意差を認めた。CA-IgY-IR700群とCA群でも有意差を認めた(図9)。また、潰瘍部の膿性排泄物は無菌群、CA-IgY-IR700群、IgY-PAT群で少なかった(図10)。これらの結果から、in vitroの結果と同様、CA-IgY-IR700単独でも抗菌効果を認めるが、IgY-PATにより抗菌効果が増強しており、無菌群と同様の経過となったと推測された。また、熱傷などの有害事象がなく、総合的に潰瘍治癒に寄与したと考えらた。コロニー数はCA群と比較して無菌群、IgY-PAT群で有意に少なかった(図11)。常在菌が混入するため無菌群でもコロニーを認めている。この結果から、IgY-PATはin vivoでも抗菌効果を示し、潰瘍面積の減少は細菌数と関連があると推測された。
5.まとめ
CA-IgYとIR700を結合(コンジュゲート)した複合体を用いたIgY-PATは高い抗菌効果を発揮した。この革新的な治療法によれば、多くの難治性感染症、薬剤耐性菌に対して対処できる。
本発明の標的特異的複合体(IgYに近赤外光感受物質が連結した構造体)は、NIR-PITの原理によって標的特異的な障害活性を示し、治療効果を発揮する。安価に且つ大量に調製することが容易なIgYを利用した本発明は、細菌や真菌・カビ等の感染症における標的の爆発的増加に対処できる、新たな治療手段となり、様々な感染症に対して適用ないし応用が想定される。本発明は、IgYを単独で用いた従来の抗菌療法とは一線を画する革新的な技術であり、高い治療効果が得られる。また、その特有の作用機序により、迅速な効果の発現を期待できる。強靱な細胞壁構造を備えるカンジダに対して殺菌効果が確認されたことは、本発明が、各種グラム陽性細菌はもとより、各種グラム陰性細菌や各種真菌等に対しても有効な攻撃手段になり得ることを裏付ける。
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。たとえば、標的に対する指向性物質としては、一般に考えられる抗体(IgG、IgM、抗体断片、Minibody、Diabodyなど)、ペプチド、アプタマーなどの結合性物質があげられ、これらをIgYに代えて用いることもできる。本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

Claims (14)

  1. 細菌、真菌若しくはカビ、ウイルス、寄生生物、寄生虫又はリケッチアに分類される標的に特異的なIgYに近赤外光感受物質が連結した構造の標的特異的複合体。
  2. 標的が細菌又は真菌若しくはカビである、請求項1に記載の標的特異的複合体。
  3. 前記細菌がシュードモナス属、アシネトバクター属、ブドウ球菌属、レンサ球菌、腸球菌属細菌、大腸菌、シゲラ属細菌、サルモネラ属細菌、エンテロバクター属細菌及びクレブシエラ属細菌からなる群より選択される菌種であり、前記真菌若しくはカビがカンジダ属、アスペルギルス属、ムコール属及びクリプトコッカス属真菌からなる群より選択される菌種である、請求項2に記載の標的特異的複合体。
  4. 前記IgYがポリクローナル抗体である、請求項1~3のいずれか一項に記載の標的特異的複合体。
  5. 前記近赤外光感受物質がフタロシアニン色素である、請求項1~4のいずれか一項に記載の標的特異的複合体。
  6. 前記フタロシアニン色素がIR700である、請求項5に記載の標的特異的複合体。
  7. 請求項1~6のいずれか一項に記載の標的特異的複合体を含有する組成物。
  8. 前記標的による感染症の治療又は予防に使用される、請求項7に記載の組成物。
  9. 以下のステップ(1)及び(2)を含む、治療方法:
    (1)請求項8に記載の組成物を治療対象(ただし、ヒトを除く。)に投与し、前記標的特異的複合体を前記標的に結合させるステップ、
    (2)前記標的に近赤外光を照射するステップ。
  10. 前記近赤外光の波長が650~740nmである、請求項9に記載の治療方法。
  11. 前記近赤外光の波長が670~720nmである、請求項9に記載の治療方法。
  12. 前記近赤外光の照射線量が1J cm-2以上である、請求項9~11のいずれか一項に記載の治療方法。
  13. 前記近赤外光の照射線量が2J cm-2~500J cm-2である、請求項9~11のいずれか一項に記載の治療方法。
  14. 前記標的による汚染物の消毒又は除染に用いるための、請求項7に記載の組成物。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004534752A (ja) 2001-05-15 2004-11-18 スロカ・ヨアヒム 卵黄抗体(igy)からの免疫コンジュゲート、そのコンフェクショニングならびに診断および治療への使用方法
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Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004534752A (ja) 2001-05-15 2004-11-18 スロカ・ヨアヒム 卵黄抗体(igy)からの免疫コンジュゲート、そのコンフェクショニングならびに診断および治療への使用方法
US20060134101A1 (en) 2003-01-30 2006-06-22 Immun System I.M.S. Ab Use of avian antibodies
JP2009511456A (ja) 2005-10-07 2009-03-19 フォトバイオティクス・リミテッド 生体物質及びその使用
JP2010536932A (ja) 2007-08-30 2010-12-02 ベンクト・オーゲルプ 真菌感染を治療および予防するための、ニワトリ卵黄免疫グロブリン(IgY)の局所投与
JP2018528267A (ja) 2015-08-18 2018-09-27 アスピリアン セラピューティクス インコーポレイテッド フタロシアニン色素コンジュゲートおよびその保存法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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八田一,抗体を食べる:卵黄抗体(IgY)と感染症の予防,食物学会誌,1998年,Vol.53,pp.1-11

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