JPH06211900A - 水性液体から腫瘍壊死因子または/およびリポ多糖を定量的、選択的に除去するかまたは/および調製的に製取する方法、液体から腫瘍壊死因子および/またはリポ多糖を体外除去する装置、装置ユニットおよび吸着材料 - Google Patents
水性液体から腫瘍壊死因子または/およびリポ多糖を定量的、選択的に除去するかまたは/および調製的に製取する方法、液体から腫瘍壊死因子および/またはリポ多糖を体外除去する装置、装置ユニットおよび吸着材料Info
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Abstract
NFおよび/またはLPSを選択的に除去すると同時
に、ヒトの体外灌流系において簡単かつ確実に適用する
ための前提条件を満足する方法を提供する。 【構成】 水性液体を、直鎖または分枝鎖状の、合成ま
たは/および半合成または/および天然のポリアニオン
鎖からの官能基が共有結合により結合している多孔性担
体材料からなる吸着材料に通し、場合によりこのように
クロマトグラフィー分離した分子を食塩溶液で吸着材料
から溶離する。水性液体からTNFおよび/またはLP
Sを体外除去するための装置は、上記のような吸着材料
が充填されているシリンダ状ケーシングからなる。該ケ
ーシングはその端面側端部に、蓋を備え、蓋は中央に流
入ないしは流出口を備えている。
Description
合成および/または天然の線状および/または分枝ポリ
アニオン鎖からの官能基が共有結合で結合している多孔
性担体材料を使用して、腫瘍壊死因子(TNF)および
/またはリポ多糖(LPS)を除去または/および調製
的に製取する方法、ならびに該方法を実施する装置に関
する。
度を測定する方法に関する。
NFおよび/またはLPSを選択的に除去することは、
殊に敗血症ショックの処置に対し、医療的視野から望ま
しい。
トの感染の際に合併症として生じる。この病像の予後
は、現在の標準治療下では悪い。すべての治療的努力に
も拘らず、敗血症ショックを有する患者の50%まで
に、致死的結末を考慮しなければならない。米国におい
ては、敗血症ショックによって惹起される死亡例の数は
年間約100000件と見積られる(Parillo,
J.E.“SepticShock in Human
s”:Annals of InternalMedi
cine,第113巻,No.3(1990年),第2
27頁〜第242頁)。従って、強力な治療的立場から
は、殊にたとえば効力の大きい抗生物質または免疫グロ
ブリンの投与ならびに血漿交換治療が予後を著しく改善
しないため、この病原体の選択的体外除去が望ましい。
ム陰性菌の侵入ではじまる。感染は、細菌が分裂する際
に細菌の外膜からリポ多糖(LPS)の遊離をもたら
す。このいわゆる内毒素がマクロファージを活性化し、
腫瘍壊死因子(TNF)の分泌を生じる。LPS分子
は、桿状の形を有し、3つの構造的に異なる区域から構
成されている。毒性の担体はリピドAである。2000
ドルトンの分子量を有するこの小区域は、リン酸化D−
グルコサミン二糖からなり、それにエステルおよびアミ
ド状に幾つかの長鎖脂肪酸が結合している。
アミノ酸、分子量:17×103ドルトン)であり、免
疫系のホルモンとしてサイトカインの部類に属する。T
NFはこれらポリペプチド調停器のうちで、敗血症ショ
ックの発病に関してかぎの役割を有する。それで、たと
えば髄膜炎菌敗血症を有する患者においては、血漿中の
TNF濃度と敗血症ショック症状の程度ないしはあとで
の死亡の間に相関関係が成立する(Grau,G.E.
等、Immunol.Rev.,第112巻(1989
年)第49頁以降)。寄生虫疾病および他の感染を有す
る患者においても、高められたTNF血漿濃度が見出さ
れる(Scuderi,P.等、Laucet II,
(1986年),第1229頁以降)。敗血症の臨床像
は、たいていの場合、血液中の内毒素濃度の経過および
高さとも相関する(Nitsche,D.等、Inte
nsive Care Med.,第12巻 Supp
l.,1986年,第185頁以降)。
は、水性液体、殊に全血、血漿および/または血清から
TNFおよび/またはLPSを選択的に除去すると同時
に、ヒトの体外灌流系において簡単かつ確実に適用する
ための前提条件を満足する方法を提供することである。
びそれに使用される材料の利用は分析的および/または
調製的重要性にもあてはまる。
に利用できるようにするためには、なかんずく次の前提
条件が満足されていなければならない: 1) 病原体の除去はできるだけ選択的に行なわれるべ
きである。
凝結系のような生理的保護機構を活性化してはならな
い。
求を満足すべきである。
なければならない。
離のみを有するべきである。
範囲内の十分に高い貫流速度を許容すべきである。
れば、水性液体、殊に血液、血漿または血清から腫瘍壊
死因子(TNF)および/またはリポ多糖を定量的選択
的に除去および/または調製的に製取する方法におい
て、水性液体を、合成または/および半合成または/お
よび天然の、しかも線状または分枝形のポリアニオン鎖
からの官能基が共有結合により結合している多孔性担体
材料からなる吸着剤に通し、場合によりこのようにクロ
マトグラフィー分離した分子を食塩溶液で吸着材料から
溶離することを特徴とする方法によって解決される。
知の方法を用いて共有結合で相応する担体マトリックス
に結合する天然のポリアニオンは、たとえば硫酸化多糖
(ヘパリン、硫酸デキストラン、硫酸コンドロイチン
等)のような生理的ポリカルボン酸および/またはポリ
スルホン酸である。当業者に公知の方法により共有結合
で相応する担体マトリックスに結合される、本発明によ
り望ましい合成ないしは半合成のポリアニオンは、次の
モノマーの重合体または共重合体である: 1) たとえばアクリル酸、メタクリル酸、ビニルスル
ホン酸、マレイン酸等のようなビニルタイプ。
R2はアミド様またはエステル様に結合された直鎖およ
び/または分枝鎖の脂肪族スルホン酸基、カルボン酸基
およびリン酸基である)で示されるアクリル酸−および
/またはメタクリル酸誘導体。
ネトールスルホン酸、スチロールリン酸等のようなスチ
ロールタイプ。
ン酸等のようなペプチドタイプ。
二リン酸、グアノシン−3′,5′−二リン酸等のよう
な核酸タイプ。
ックスは多孔性ガラス、多孔性および/または有機重合
体または共重合体で被覆されたシリカゲル、架橋された
炭水化物、たとえば微細粒状または再生および/または
誘導セルロース、デキストランおよびアガロース、およ
び/または有機重合体または共重合体からなる。
ヨーロッパ特許第143369号(シリカゲルに固定さ
れた合成ポリアニオン)、ヨーロッパ特許第11040
9号およびヨーロッパ特許第225867号(合成また
は天然のポリアニオンが共有結合されている多孔性およ
び/または誘導セルロース)、米国特許第410368
5号(アガロースビーズに結合した天然のアニオン)、
ヨーロッパ特許出願第83112042号(有機共重合
体に固定された天然のポリアニオン)、ドイツ国特許第
3926539号(共重合体を主体とする実験的カチオ
ン交換体)、ヨーロッパ特許第424698号(有機共
重合体に固定されたポリアクリル酸)およびドイツ国特
許第3617672号(シリカゲルに結合された天然お
よび合成ポリアニオン)に既に記載されている。
タンパク質(LDL)、著しく低密度のリポタンパク質
(vLDL)および/またはフィブリノーゲンの選択的
吸着のために使用される。
瘍壊死因子(例1)およびリポ多糖(例2)をも結合す
ることが判明した。
れる結果は、医療目的のための体外灌流系におけるTN
Fおよび/またはLPSの選択的除去の利害関係には不
十分である。それというのもこれら材料の結合能力およ
び/または選択性は最適の実際的要求を満足しないから
である。
ような吸着剤が、望ましくはかつ高い結合能力で生物学
的高分子、たとえば20〜30nmの孔径および3.4
×105ドルトンの分子量を有するLDLおよび/また
は3.4×105ドルトンの分子量を有するフィブリノ
ーゲンを細孔内面に吸着するために、望ましくはたとえ
ば20nm〜1250nm(ヨーロッパ特許第1433
69号)または1000nm(ドイツ国特許第3617
672号)の平均粒径および/または5×104〜5×
106ドルトン(ドイツ国特許第3926539号)、
5×105ドルトンより大きい(ヨーロッパ特許第42
4698号)および1×106〜1×108ドルトン(ヨ
ーロッパ特許第110409号およびヨーロッパ特許第
225867号)の球状タンパク質に対する分子排除範
囲を有するからである。
び/または血清のような体液からTNFおよび/または
LPSを選択的および/または有効に除去するために、
その平均孔径が30nmよりも小さいおよび/または球
状タンパク質に対するその分子排除範囲が106ドルト
ンよりも小さい、望ましくは2×104ドルトンよりも
小さい担体材料が使用される。さらに、本発明によれば
望ましくは、その固定されたポリアニオンが600〜1
06ドルトン、望ましくは5×103〜5×105ドルト
ンの平均分子量を有する担体材料が使用される。このよ
うに構成された吸着剤を本発明により使用する場合、細
孔内部のポリアニオンの吸着中心のまわりに、LDLお
よび/またはフィブリノーゲンのような高分子との好ま
しくない競争反応は起きない(比較例3)。
ましくは非常に選択的かつ高い固有結合能力で体液から
体外灌流系で除去することができる。
た分子をカラムから自体公知の方法で、しかもとくに塩
化ナトリウムの増加勾配で溶離することにより、TNF
または/およびLPSを極めて純粋な形で得ることが可
能となる。吸着剤から溶離後、腫瘍壊死因子またはLP
Sの濃度を測定することができる。次いで、得られる画
分は容易に、とくに純粋なTNFまたは/およびLPS
が得られるように集めることができる。
を製造するため30nmよりも大きい平均孔径を有する
吸着材料を使用する場合、次のTNFまたは/およびL
PSの選択的除去前に、後続の精製ないしは製取方法に
対して有利に作用する血漿の予備精製を達成するため
に、フィブリノーゲンおよび/またはLDLに対し不透
過性の血漿分別フィルターが使用される。即ち、これら
双方の血漿成分は場合により本発明方法の有効性を損な
うことがある。分離した成分は直ちに患者に再投与する
ことができる。
液、血漿または血清から腫瘍壊死因子および/またはリ
ポ多糖を体外除去するための装置であり、この装置は、
本発明方法において使用されるような吸着材料が充填さ
れていて、その端面側端部が、そのつど中央の流入ない
しは流出口を有する蓋を備えているシリンダ状ケーシン
グからなる。とくに、このシリンダ状ケーシングは、3
〜20cm、とくに5〜10cmの直径および1〜40
cm、とくに5〜20cmの長さを有する。ケーシング
の望ましい材料はガラスまたはプラスチックである。
施形においては、シリンダ状ケーシングの蓋に、粒子を
除去するため、10〜300μmの孔径、とくに20〜
100μmの孔径を有するふるいが組込まれている。本
発明による装置は、包装中でγ線または熱により滅菌可
能であり、従って体外灌流系中での使用にとくに適当で
ある。しかし、該装置は、殊に本発明による腫瘍壊死因
子の濃度の測定のためおよび/または腫瘍壊死因子の本
発明による調製的精製および分離のため、実際にクロマ
トグラフィーカラムとしても使用することができる。
装置のケーシングは、水性液体がポンプにより循環され
る閉循環路中に接続されている。この場合、とくに循環
路または循環路への供給管中に、フィブリノーゲンおよ
び/またはLDLに対して不透過性である血漿分別フィ
ルターが存在していてもよい。これにより、殊に血漿を
使用する場合、LDLおよびアルブミンの予備精製およ
び分離が達成される。2つのシリンダ状ケーシング(2
個の吸着剤カプセル)を有し、これが交互に弁により制
御されかつ閉循環路中で処理すべき水性液体でポンプに
より洗浄される。そのつど洗浄されず、腫瘍壊死因子お
よび/またはLPSにより飽和されたカプセルは、再生
液(これはとくに高モルの塩化ナトリウム溶液である)
で溶離される。LPSの溶離には、ヨーロッパ公開特許
(A2)第333474号に記載されているようなアミ
ノ化合物の水溶液が適当である。メンブランフィルター
は要するに1回きりであるが、とくに水性液体の供給管
中で使用される。本発明のもう1つの対象は、合成また
は/および半合成または/および天然の、しかも線形ま
たは分枝形のポリアニオン鎖からの官能基が共有結合に
よって結合している多孔性担体材料からなる吸着材料で
あり、該吸着材料では担体材料の平均孔径は30nmよ
りも小さく、球状タンパク質分子の排除範囲は2×10
4ドルトンよりも小さい。この吸着材料は、本発明方法
の実施にはとくに適当である。
をさらに説明するものである。
sorber(登録商標)LA−15、鐘ヶ淵化学工
業、大阪、日本) 実験実施:新しく得たヒト血漿600mlに、腫瘍壊死
因子(TNFα,HofmannLa−Roche,バ
ーゼル)を加えた。TNFの濃度は1410pg/ml
である。
流動速度で溶液(NaCl(140mモル/l)、Ca
Cl2(2mモル/l)およびKCl(4mモル/l)
からなるリンゲル液、pH6.6)で平衡させた、層体
積が約150mlである吸着剤カプセルを通してホース
ポンプを用いて圧送した。
(カプセル死体積による希釈効果)。残りのそれぞれ5
0mlの溶離液画分中で、TNFの定量を行なった。
用されるデキストランスルファトセルロースは処理され
るヒト血漿から腫瘍壊死因子を完全に除去することを示
す。
sorber(登録商標)LA−15、鐘ヶ淵化学工
業、大阪、日本) 実験実施:新しく得たヒト血漿10mlに、E.コリ
エンドトキシンSero型0111:B4(LPS)1
200pgを加えた。1回使用カラム(5×70mm)
にデキストランスルファトセルロースを充填し(カラム
層体積:3ml)、リンゲル液で平衡させ、熱により滅
菌した(121℃、30min)。無菌条件下で、LP
S血漿をカラムに加え、溶離液中のLPSの量を、定量
的リムルス・アブメボサイテンリセート試験(Limu
lus−Abmoebozytenlysat tes
t)(QCL−1000,Whittaker社,Wa
lkersville,MD)で測定した。
トキシン試験はLPS850pgの値を生じた。従っ
て、添加したLPS量の約30%が、本発明により使用
されるデキストランスルファトセルロースにより吸着な
いしは除去される。
力および結合選択率のための比較実験 吸着剤:I) 102〜104ドルトンの球状タンパク質
分別範囲、50〜100μmの粒径および12nmの孔
径を有するフラクトゲル(Fractogel)TSK
HW 40C(購入源:E.Merck,ダルムシュタ
ット)を、公知方法でエピクロルヒドリン(1−クロル
−2,3−エポキシプロパン)で活性化し、引き続き硫
酸デキストラン(分子量:5×103ドルトン)と反応
させた。
球状タンパク質分別範囲、45×90μmの粒径および
100nmの孔径を有するフラクトゲル(Fracto
gel)TSK HW 65M(購入源:E.Merc
k,ダルムシュタット)を公知方法でエピクロルヒドリ
ン(1−クロル−2,3−エポキシプロパン)で活性化
し、引き続き硫酸デキストラン(分子量:5×103ド
ルトン)と反応させた。
瘍壊死因子(TNF,Hofmann La−Roch
e,バーゼル)を加え、その結果TNFの濃度は188
pg/mlであった。引き続き、このヒト血清試料を室
温で、吸着剤IまたはIIを充填し、NaCl(140
mモル/l)、CaCl2(2mモル/l)およびKC
l(4mモル/l)からなる溶液で平衡させたカラム
(5×80mm、カラムの層体積:2ml)に装入し、
カラム溶離液(画分1ml)中の腫瘍壊死因子(TN
F)および低密度リポタンパク質コレステリン(LDL
−コレステリン)の濃度を測定した。TNFおよびLD
L−コレステリン測定値を、溶離液体積に依存してプロ
ットした(図2および図3)。
Lコレステリンの曲線の経過は、本発明による吸着剤I
のみが所望どおりに非常に能率的に腫瘍壊死因子を結合
し、少量の低密度リポタンパク質(LDLコレステリ
ン)を吸着するにすぎないが、吸着剤IIはほとんど専
ら低密度リポタンパク質(LDLコレステリン)を除去
するにすぎないことを示す。
Fの除去曲線図。
による吸着剤IおよびIIの比較吸着曲線図。
IおよびIIの比較吸着曲線図。
Claims (19)
- 【請求項1】 水性液体を、線状または分枝形の、合成
または/および半合成または/および天然のポリアニオ
ン鎖からの官能基が共有結合により結合している多孔性
担体材料からなる吸着材料に通し、場合によりクロマト
グラフィーにより分離された分子を食塩溶液を用いて吸
着剤から溶離することを特徴とする水性液体から腫瘍壊
死因子(TNF)または/およびリポ多糖(LPS)を
定量的、選択的に除去するかまたは/および調製的に製
取する方法。 - 【請求項2】 ポリアニオン鎖が600〜106ドルト
ンの平均分子量を有することを特徴とする請求項1記載
の方法。 - 【請求項3】 使用した担体材料の平均孔径が30nm
よりも小さいかまたは/および球状タンパク質の分子排
除範囲が106ドルトンよりも小さいことを特徴とする
請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 天然のポリアニオン鎖が生物学的ポリカ
ルボン酸または/およびポリスルホン酸からなることを
特徴とする請求項1または2記載の方法。 - 【請求項5】 合成ないしは半合成のポリアニオン鎖と
して、モノマーアクリル酸、メタクリル酸、ビニルスル
ホン酸、マレイン酸;式H2C=CR1−CO−R2[式
中置換基R1は水素またはメチル基であり、R2はアミド
様またはエステル様に結合した直鎖または/および分枝
鎖の脂肪族スルホン酸基、カルボン酸基または/および
リン酸基である]で示されるアクリル酸誘導体または/
およびメタクリル酸誘導体;スチロールスルホン酸、ア
ネトールスルホン酸、スチロールリン酸;グルタミン
酸、アスパラギン酸;アデノシン−3′,5′−二リン
酸、グアノシン−3′,5′−二リン酸の重合体または
共重合体を使用することを特徴とする請求項1から4ま
でのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項6】 多孔性ガラス、多孔性または/および有
機重合体または共重合体で被覆したシリカゲル、架橋し
た炭水化物または/および有機重合体または共重合体か
らなる担体材料を使用することを特徴とする請求項1か
ら5までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項7】 担体材料がセルロースからなり、ポリア
ニオン鎖として硫酸デキストランを使用することを特徴
とする請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 - 【請求項8】 溶離のために高モルの塩化ナトリウム溶
液を使用することを特徴とする請求項1から7までのい
ずれか1項記載の方法。 - 【請求項9】 30nmよりも大きい平均孔径を有する
担体材料を使用する場合、血漿が血漿を製取するための
吸着剤と接触する前に、フィブリノーゲンおよび/また
はLDLに対し不透過性である血漿分別フィルターを使
用することを特徴とする請求項1から8までのいずれか
1項記載の方法。 - 【請求項10】 腫瘍壊死因子を請求項1から9までの
いずれか1項記載の方法を用いて分離し、濃度を自体公
知の方法により測定することを特徴とする水性液体中の
腫瘍壊死因子の濃度を測定する方法。 - 【請求項11】 線状または分枝状の、合成または/お
よび半合成または/および天然のポリアニオン鎖からの
官能基が共有結合によって結合している多孔性担体材料
からなる吸着材料で充填されていて、その端面側端部
に、それぞれ中央の流入ないしは流出口を有する蓋を備
えているシリンダ状ケーシングからなることを特徴とす
る水性液体から腫瘍壊死因子および/またはリポ多糖
(LPS)を体外除去する装置。 - 【請求項12】 ケーシングが3〜20cmの直径およ
び1〜40cmの長さを有することを特徴とする請求項
11記載の装置。 - 【請求項13】 ケーシングがガラスまたはプラスチッ
クからなることを特徴とする請求項11または12記載
の装置。 - 【請求項14】 蓋に、粒子を除去するため10〜20
0μmの孔径を有するふるいが組込まれていることを特
徴とする請求項11から13までのいずれか1項記載の
装置。 - 【請求項15】 ケーシングは、液体がポンプにより循
環される閉循環路中に接続されていることを特徴とする
請求項11から14までのいずれか1項記載の装置。 - 【請求項16】 循環路または供給管中に付加的に、フ
ィブリノーゲンおよび/またはLDLに対し不透過性で
ある血漿分別フィルターが存在することを特徴とする請
求項15記載の装置。 - 【請求項17】 弁により交互に制御され、処理すべき
水性液体により、閉循環路でポンプを用いて洗浄するこ
とのできる、請求項11から16までのいずれか1項記
載の装置2個を有することを特徴とする水性液体から腫
瘍壊死因子および/またはリポ多糖を体外除去する装置
ユニット。 - 【請求項18】 請求項17記載の装置を使用し、2つ
の部分装置を交互に処理すべき水性液体で洗浄し、その
つど洗浄されない、腫瘍壊死因子および/またはリポ多
糖(LPS)で飽和したカプセルは再生液で洗浄し、そ
の際結合した分子を溶離することを特徴とする水性液体
から腫瘍壊死因子および/またはリポ多糖を体外除去す
る方法。 - 【請求項19】 担体材料の平均孔径が30nmよりも
小さく、球状タンパク質の分子排除範囲が2×104ド
ルトンよりも小さいことを特徴とする線状または分枝状
の、合成または/および半合成または/および天然のポ
リアニオン鎖からの官能基が共有結合で結合している多
孔性担体材料からなる吸着材料。
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| DE4234363 | 1992-10-12 | ||
| DE4234363.1 | 1992-10-12 | ||
| DE4331358.2 | 1993-09-15 | ||
| DE4331358A DE4331358A1 (de) | 1992-10-12 | 1993-09-15 | Verfahren zur quantitativen selektiven Entfernung oder präparativen Gewinnung von Tumor-Nekrose-Faktor (TNF) oder/und Lipopolysacchariden (LPS) aus wäßrigen Flüssigkeiten |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06211900A true JPH06211900A (ja) | 1994-08-02 |
| JP2929516B2 JP2929516B2 (ja) | 1999-08-03 |
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