JPH07289891A - Ｈｉｖ及びその関連物質除去材料 - Google Patents

Ｈｉｖ及びその関連物質除去材料

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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、血液や血漿製剤のような蛋白質等を
含む溶液中より、ＨＩＶ及びその関連物質を、簡便でし
かも高い精度で選択的に除去可能な材料を提供すること
にある。 【構成】硫酸基を実質的に塩の形で、多孔質体の細孔表
面に担持させてＨＩＶ及びその関連物質を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒト免疫不全症候群ウ
イルス（以下ＨＩＶと呼ぶ）及びその関連物質除去材料
に関する。詳しくは、血漿中や血液成分を含んだ蛋白溶
液より、ＨＩＶやその関連物質を選択的に吸着除去する
膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くのウイルス粒子の等電点（ｐＩ）
は、３〜６であり、中性領域では負電荷を有しているた
め、不純物の少ない水などからは、静電相互作用により
ウイルスを吸着することができる。そのようなウイルス
除去材料としては、特開平３−１２３６３０号に記載さ
れているように、ポリビニルピリジニウム構造を表面に
有する材料や多孔質膜がある。しかしながら、この多孔
質膜は、血漿中や血液中などに代表される高蛋白濃度の
溶液中では、蛋白質の非特異的吸着が強いため、ウイル
スを選択的に除去することができなかった。
【０００３】体液中や蛋白溶液中などよりウイルスを除
去するフィルターとしては、特開平２−１６７２３２号
に記載の再生セルロース膜がある。この膜の孔径は、ウ
イルス粒子（ＨＩＶ）より小さいため、ＨＩＶは透過で
きない。しかしながら、孔径が小さいために透過速度が
小さく、目詰まりが生じやすいといった問題点を有して
いた。また、ＨＩＶの病原性は、ＨＩＶ粒子以外にもそ
の外皮タンパク質（ｇｐ１２０やｇｐ１６０）にもある
との報告が、例えばＭｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙｃａｌ
Ｒｅｖｉｅｗｓ，Ｍａｒ．１９９３，ｐ１８３−２８９
「Ｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ ｏｆ ＨＩＶ ｉｎｆｅ
ｃｔｉｏｎ」（マイクロバイオロジカルレビュー、３月
号、１９９３年，１８３−２８９頁「パソジェネシス
オブ ヒューマンイミュノデフィシェンシーウイルス
インフェクション」）になされている。そして、この膜
では、ｇｐ１２０は小さすぎて捕捉することができなか
った。
【０００４】生物学的親和性を利用して血中や血漿中な
どよりウイルスを分離する材料として、細胞表層に存在
するウイルスとの結合部位（リセプター）を材料表面に
固定化した材料が、ＷＯ８９／０１８１３に記載されて
いる。しかしながら、この方法は、細胞からリセプター
を精製するプロセスやそのリセプターを基材に結合させ
るプロセスが煩雑であり、また生体由来成分を用いてい
るため、コスト、性能の安定化、経時的変化などが問題
となっていた。
【０００５】また、特開平２−３６８７８号（ＵＳＰ
５，０４１，０７９）には、表面が弱酸性または弱塩基
性を示す固体物質からなるＨＩＶそれ自体および／また
は該ＨＩＶの関連物質を除去するための除去剤が開示さ
れている。この除去剤は、表面に−ＣＯＯＨや−ＳＯ3
Ｈを有し、表面のｐＨが２．５〜６．９の弱酸性を示す
ことが特徴とされており、−ＳＯ3Ｎａのように塩の形
の陽イオン交換樹脂では、ＨＩＶの吸着除去能がないと
明細書中に明記されている。さらに、特開平２−３６８
７８号に記載されている方法では、体液を除去剤に接触
させるとｐＨが変化することが確認されており、タンパ
クの変性等が生じ、必ずしも血液等にとって好ましい条
件ではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、蛋白質等を
含む血液や血漿製剤のような溶液中より、ＨＩＶ及びそ
の関連物質を、簡便でしかも高い精度で選択的に除去可
能な材料を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は下記の通り構成される。 （１）硫酸基が実質的に塩の形で、細孔表面に存在して
いる多孔質体からなるＨＩＶ及びその関連物質除去材
料。 （２）該多孔質体が疎水性高分子よりなる平均孔径０．
１〜１μの多孔質膜で、該多孔質膜表面にポリ硫酸化合
物を担持してなることを特徴とする（１）記載のＨＩＶ
及びその関連物質除去材料。 （３）該ポリ硫酸化合物が低タンパク吸着性の親水性グ
ラフト鎖を介して担持されてなることを特徴とする
（２）記載のＨＩＶ及びその関連物質除去材料。 （４）硫酸基が実質的に塩の形で細孔表面に存在してい
る平均孔径０．１〜１μの多孔質膜に、血液を濾過する
ことで、血漿を分離すると同時に血漿中に含まれるＨＩ
Ｖ及びその関連物質を吸着除去することを特徴とするＨ
ＩＶ及びその関連物質の除去方法。
【０００８】本発明において、ＨＩＶ及びその関連物質
除去材料とは、ＨＩＶやその関連物質を不活化もしくは
除去する材料であり、好ましくは、血液や体液より吸着
除去する材料である。ＨＩＶ関連物質とは、ＨＩＶを構
成する糖蛋白質で病原性があるといわれているｇｐ１２
０やｇｐ１６０、あるいはそれらと生体成分との複合体
を例示することができる。
【０００９】ＨＩＶ及びその関連物質除去材料は、材料
表面に硫酸基が実質的に塩の形で存在している。すなわ
ち、プロトン型（−ＳＯ3Ｈ）ではなく、カリウム塩
（−ＳＯ3Ｋ）やナトリウム塩（−ＳＯ3Ｎａ）で存在し
ていることが特徴である。硫酸基がプロトン型で存在す
る材料（特開平２−３６８７８号）は、体液やタンパク
溶液と接触するとイオン交換反応により局所的にｐＨが
変化しＨＩＶが不活化するものの、蛋白成分の吸着や変
性が生じる。予め硫酸塩として存在する材料では、蛋白
の非特異的吸着も少なくなりＨＩＶやｇｐ１２０などの
除去率が向上することとなる。
【００１０】ＨＩＶ及びその関連物質除去材料に要求さ
れる硫酸基の存在量は、材料の形状などにも影響される
が、好ましくは、１×１０-4モル／ｇ以上である。硫酸
基の存在量が１×１０-4モル／ｇより少ないとＨＩＶや
ｇｐ１２０の除去率が低下する。さらに好ましくは、２
×１０-4モル／ｇ以上である。また、被処理液体が接触
する材料表面に局在している方が好ましい。
【００１１】本発明のＨＩＶ及びその関連物質除去材料
は、血液のように多種の蛋白質を含む溶液からもＨＩＶ
を選択的に除去することが特徴であり、ＡＩＤＳ（エイ
ズ）やＡＲＣ（エイズ関連症候）といったＨＩＶ感染者
の治療に使用することが可能である。ＡＩＤＳ治療に
は、ウイルス拡散の阻止、ウイルス負荷の低減、ウイル
ス複製の阻害が重要とされている。ＨＩＶ血症となった
患者の体液よりＨＩＶやｇｐ１２０を除去することは、
ウイルス負荷の低減やウイルス拡散の阻止に有利に働く
こととなり、患者のＱＯＬ（生命・生活の質）の改善や
病状進行の抑制に効果が見られる可能性がある。
【００１２】本発明において、ＨＩＶ及びその関連物質
除去率は、５０％培養細胞ウイルス感染量（ＴＣＩＤ50
／ｍｌ）として算出されたＨＩＶ感染価の減少率で表
す。例えば、φ２５ｍｍのディスク状フィルターを用い
た場合、数十〜数百（ＴＣＩＤ50／ｍｌ）の血漿を２ｍ
ｌを通過させた場合（膜面積０．５ｍ２のモジュールで
１０リットルの血漿の処理、あるいは２０リットル以上
の血液の処理に相当する）には、少なくとも８５％、好
ましくは９０％、更に好ましくは９５％以上のＨＩＶ除
去率が必要である。
【００１３】本発明において、硫酸基を材料表面に担持
するとは、水や血液中に溶出しないように材料表面に硫
酸基を化学的に結合することであり、その方法として
は、種々の公知の方法が適用可能である。例えば、グラ
フト重合法、コーティング法、化学修飾法、酸化法、架
橋法などにより、エポキシ基、アミノ基、アルデヒド
基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、酸クロライド基
などの官能基を材料表面に導入した後、ポリ硫酸化合物
と直接もしくはカップリング剤やスペーサーを介して材
料表面に担持させる方法である。そのような方法とし
て、好ましくは、高分子材料表面に反応性官能基を有す
る表面グラフト鎖を導入し、該反応性官能基にポリ硫酸
化合物を固定化する方法である。また、材料表面を硫酸
や亜硫酸塩等を用いて硫酸化することにより、ポリ硫酸
化合物が担持された構造を形成させてもよい。そのよう
な方法として、好ましくは、エポキシ基やヒドロキシル
基を有する化合物をグラフト重合した後、硫酸化する方
法である。
【００１４】反応性官能基を有するグラフト鎖は、グリ
シジルアクリレートもしくはグリシジルメタクリレート
などのエポキシ基を有する単量体を構成成分とするグラ
フト鎖が好ましい。
【００１５】ポリ硫酸化合物とは、分子内に複数の硫酸
基を有する化合物であればよく特に限定されないが、硫
酸化デキストラン、硫酸化セルロース、カードラン硫酸
などの硫酸化多糖類、スルホエチルアクリレート、ビニ
ル硫酸、スチレンスルホン酸などのスルホン化モノマー
の重合体及び共重合体などを例示することができる。さ
らに好ましくは、ガラス転移点（Ｔｇ）が３００Ｋ以下
の低タンパク吸着性の親水性グラフト鎖、例えば、アク
リルアミド系高分子、ポリエーテル系高分子、ポリアル
コキシアルキルアクリレート系高分子などを形成させた
後、上記の反応性官能基を有する表面グラフト鎖を導入
し、該反応性官能基にポリ硫酸化合物を固定化する方法
である。
【００１６】ＨＩＶ及びその関連物質除去材料の形態は
特に限定されず、繊維状、フィルター状、チューブ状な
ど任意の形態を取り得るが、好ましくは、平均孔径が
０．１μ〜５０μの範囲にあるフィルターであり、平
膜、中空糸膜、不織布、織布などを例示できる。血漿や
培養液などを対象とした場合は、平均孔径が０．１μ〜
１０μ が好ましい。平均孔径が０．１μ以下だと、孔
径が小さくなるため十分な濾過量が得られなくなる。平
均孔径は、ＡＳＴＭ−Ｆ３１６に記載されたパームポロ
メーター（ポーラスマテリアル社製）を用いて求めた値
であり、実際の透過孔を反映する値である。また、フィ
ルターの通水量は、０．７ｋｇ／ｃｍ２の圧力下で、２
５℃±２℃で測定した値で、１０ｍｌ／ｍｉｎ／ｍ２／
ｍｍＨｇ以上、好ましくは１００ｍｌ／ｍｉｎ／ｍ２／
ｍｍＨｇ以上であることが、濾過圧を低くできるため好
ましい。また、不織布状の基材の場合、フィルター材を
形成するフィラメントは、モノフィラメントであっても
マルチフィラメントであってもよいが、平均直径（走査
型電子顕微鏡で観察したフィラメントの長径と短径の平
均値）が１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下で
あると、膜の表面積が大きくなり吸着部位が増加するこ
ととなるため好ましい。さらに、異形フィラメントであ
っても多孔質フィラメントであっても良い。さらに、下
式（Ａ）で算出されたフィルターの空孔部の割合（空孔
率）は、２０％以上、好ましくは５０％以上である。
【００１７】
【数１】
【００１８】ＨＩＶ及びその関連物質除去材料の材質
は、特に限定されず、セルロースやその誘導体などの天
然高分子、あるいはポリオレフィン、ポリアミド、ポリ
イミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリサルホン、
ポリアクリルニトリルなどの高分子材料を例示できる
が、好ましくは、寸法安定性に優れ水に対して低膨潤性
の材料、たとえばポリプロピレンやポリフッ化ビニリデ
ンなどの疎水性高分子材料である。より好ましくは、表
面が親水性に改質されているものが好ましい。
【００１９】本発明において、蛋白質を含む溶液とは、
血液、血漿、血清、尿などの体液成分や体液成分を含む
液体、細胞や微生物などの培養液やそれら生物の生産物
を含む液体などを好適に例示できる。ＨＩＶが混入して
いる可能性のある液体を、本発明の材料に接触させるこ
とにより、ＨＩＶ活性やＨＩＶ感染の危険性を低下させ
ることが可能となるが、その具体的方法としては、バッ
チ方式での浸漬法、種々の形状のカラムを利用したフロ
ー方式、フィルターを用いた濾過方式などが例示できる
が、好ましくは濾過である。
【００２０】ＨＩＶ及びその関連物質除去材料が、硫酸
基が実質的に塩の形で細孔表面に存在している平均孔径
０．１〜１．０μの多孔質膜であれば、血液を水平濾過
することにより、血漿を分離すると同時に血漿中に含ま
れるＨＩＶ及びその関連物質を吸着除去することが可能
となり、簡便なＨＩＶ除去システムを作製することが可
能となる。
【００２１】
【実施例】
（実施例１、２、比較例１、２）平均孔径０．５μ、空
孔率５８％、膜厚８０μのポリプロピレン膜に、アルゴ
ンプラズマ（１００Ｗ、０．１Ｔｏｒｒ、１５秒間）を
照射した後、２−メトキシエチルアクリレートガス
（１．０ Ｔｏｒｒ）に３分間、グリシジルアクリレー
トガス（０．７Ｔｏｒｒ )に７分間接触させて表面グラ
フト重合を行い、表面にエポキシ基を有する親水性多孔
質膜を得た。続いて、濃アンモニア水中、４０℃で４８
時間反応させ、エポキシ基をアミノ基へ変換し、アミノ
化親水性多孔質膜を得た。また、デキストラン硫酸（シ
グマ社製、分子量５０００、硫酸化度２．２）は、所定
濃度（５ｗｔ％）の過ヨウ素酸ナトリウムにより酸化さ
せアルデヒド化デキストラン硫酸を得た。次に、アミノ
化親水性多孔質膜にアルデヒド化デキストラン硫酸を水
中で反応させ、さらに１０ｗｔ％ＮａＢＨ４水溶液によ
る還元操作により膜への結合の強化を行った。試料とし
て、水酸化ナトリウムで中和した後、蒸留水で十分洗浄
した多孔質膜表面上の硫酸基がＮａ塩型（実施例１、実
施例２）と、０．１Ｎ希塩酸で処理した後、蒸留水で洗
浄したＨ型（比較例１、２）とを作製した。尚、膜の硫
酸基導入量は、酸−塩基滴定（ＮａＯＨ−ＨＣｌの逆滴
定）により求めた。
【００２２】この試料を、ニュークリポア製スウインロ
ックフィルターホルダー（φ２５ｍｍ）にセットし、Ｈ
ＩＶ含有人血漿５ｍｌ（ＨＩＶ感染価：１７４ＴＣＩＤ
50／ｍｌ）を濾過し、濾過前後でのＨＩＶ感染価及びｐ
２４の除去性能を測定し、表１に示した。また、ＨＩＶ
外被タンパクであるｇｐ１２０の除去能については、Ｈ
ＩＶを含有した２％ＦＣＳ含有ＲＰＭＩ１６６０培地を
５ｍｌ濾過し、濾過前後での濃度より求め、表１に示し
た。
【００２３】ＨＩＶ含有人血漿は、ＨＩＶ（ＨＴＬＶ−
IIIＢ）持続感染細胞、Ｍｏｌｔ−４／ＨＩＶを１０％
ＦＣＳ含有ＲＰＭＩ１６４０培地中で培養し、遠心分離
によりＨＩＶ溶液を採取した後、人血漿を添加して調整
した。ＨＩＶ感染価は、細胞変性効果を肉眼観察及び蛍
光抗体法によって行い５０％培養細胞ウイルス感染量
（ＴＣＩＤ50／ｍｌ）として産出した。
【００２４】ｐ２４抗原の定量は、セルラープロダクト
社製ｐ２４ＥＬＩＳＡキットを使用して測定した。
【００２５】
【表１】
【００２６】（実施例３、比較例３）平均孔径０．４
μ、空孔率６４％、膜厚８０μのポリフッ化ビニリデン
多孔質膜にアルゴンプラズマ（１００Ｗ、０．１Ｔｏｒ
ｒ、１５秒間）を照射した後、グリシジルアクリレート
ガス（０．７Ｔｏｒｒ）に３分間接触させて表面グラフ
ト重合を行い、表面にエポキシ基を有する多孔質膜を得
た。
【００２７】デキストラン硫酸（シグマ社製、分子量５
０００、硫酸化度２．２）に、４−アミノブチルジエト
キシメチルシランによりアミノ基を導入し、前述のエポ
キシ基を導入した多孔質膜に固定化（結合）した。試料
として、水酸化ナトリウムで中和した後、蒸留水で十分
洗浄したＮａ塩型（実施例３）と、０．１Ｎ希塩酸で処
理した後、蒸留水で洗浄したＨ型（比較例３）とを作製
した。ＨＩＶの除去性能を実施例１と同様に測定し、表
２に示した。
【００２８】
【表２】
【００２９】（実施例４、５、比較例４）平均孔径０．
４μ、空孔率５４％、膜厚８０μのポリプロピレン膜
に、アルゴンプラズマ（１００Ｗ、０．１Ｔｏｒｒ、１
５秒間）を照射した後、２−メトキシエチルアクリレー
トガス（１．０ Ｔｏｒｒ）に３分間、グリシジルアク
リレートガス（０．７Ｔｏｒｒ）に７分間接触させて表
面グラフト重合を行い、表面にエポキシ基を有する親水
性多孔質膜を得た。続いて、硫酸で酸性にした２０％亜
硫酸ナトリウム溶液中（４０℃）で１、１２、２４時間
硫酸化を行ない、エポキシ基を硫酸基に変換した。試料
として、水酸化ナトリウムで中和した後、蒸留水で十分
洗浄したＮａ塩型（実施例４、５）と、０．１Ｎ希塩酸
で処理した後、蒸留水で洗浄したＨ型（比較例４）とを
作製した。ＨＩＶ及びｇｐ１２０の除去性能を実施例１
と同様に測定し、表３に示した。
【００３０】
【表３】
【００３１】（比較例５、６）硫酸基を表面に有するビ
ーズとのＨＩＶ除去性能の比較を行ない、表４に示し
た。各ビーズは実施例５で作製した硫酸化ポリプロピレ
ン膜と同様の硫酸基量を有するよう容量を設定し、３ｍ
ｌの１０％ＦＣＳ含有ＲＰＭＩ培地中のＨＩＶと３０分
間、転倒混和して接触させた。ＨＩＶの除去性能を実施
例１と同様に測定し、表４に示した。
【００３２】
【表４】
【００３３】（比較例７、８）平均孔径０．４μ、空孔
率５４％、膜厚８０μのポリプロピレン膜に、アルゴン
プラズマ（１００Ｗ、０．１Ｔｏｒｒ、１５秒間）を照
射した後、２−メトキシエチルアクリレートガス（１．
０ Ｔｏｒｒ）に３分間、メタクリル酸ガス（０．８Ｔ
ｏｒｒ）に５分間接触させて表面グラフト重合を行い、
カルボキシル基を有する親水性多孔質膜を得た。試料と
して、水酸化ナトリウムで中和した後、蒸留水で十分洗
浄したＮａ塩型（比較例８）と０．１Ｎの希塩酸で処理
した後蒸留水で洗浄したＨ型（比較例９）とを作製し
た。尚、膜のカルボキシル基量は、酸−塩基滴定により
（６．３×１０-4モル／ｇ）であった。
【００３４】この膜を、ニュークリポア製スウインロッ
クフィルターホルダー（φ２５ｍｍ）にセットし、ＨＩ
Ｖ含有人血漿５ｍｌを濾過し、濾過前後でのＨＩＶ除去
性能を実施例１と同様に測定し、表５に示した。Ｎａ
型、Ｈ型いずれのポリカルボン型膜も、ＨＩＶ除去率は
１０％程度であり、ＨＩＶ除去率は低かった。
【００３５】
【発明の効果】本発明のＨＩＶ及びその関連物質除去材
料は、血液中よりＨＩＶを除去することができる。従っ
て、ＨＩＶ感染者（ＡＩＤＳ、ＡＲＣ）の血中ＨＩＶや
その関連物質を吸着除去することにより、患者へのＨＩ
Ｖによる負荷が低減されＡＩＤＳ進行の抑制や病態の改
善が期待できる。また血液や血液製剤などよりＨＩＶを
減少させることができるため、感染の危険性を低減させ
ることが可能となる。
【００３６】また、カラムや膜モジュールなどを用いる
公知の分離方法や分離装置で使用することができる。さ
らに、感染予防や診断などの健康管理製品や医療製品と
して、材料単独での使用はもちろんのこと、練り込み・
内包・積層などの方法により複合化して使用することも
できる。
【００３７】すなわち、血漿などの蛋白質が混在する液
体中のＨＩＶ及びその関連物質を除去する目的で主に使
用できるが、血液や体液の飛散や接触により、ＨＩＶ感
染の危険性が生じる恐れがある環境での使用も好適に例
示できる。たとえば医療現場や救急治療、ＨＩＶ感染者
や感染の恐れのある生物に適用する医療用具や日常生活
品、あるいはＨＩＶ感染を防ぐ目的で健常な人が使用す
る日常生活品などである。また、エアーフィルター等の
ＨＩＶフリーの環境を提供する製品などにも使用するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 誠人 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 テルモ株式会社内 (72)発明者 山本 直樹 東京都渋谷区恵比寿南３丁目11番17号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】硫酸基が実質的に塩の形で、細孔表面に存
    在している多孔質体からなるヒト免疫不全症候群ウイル
    ス及びその関連物質除去材料。
  2. 【請求項２】該多孔質体が疎水性高分子よりなる平均孔
    径０．１〜１μの多孔質膜で、該多孔質膜表面にポリ硫
    酸化合物を担持してなることを特徴とする請求項１記載
    のＨＩＶ及びその関連物質除去材料。
  3. 【請求項３】該ポリ硫酸化合物が低タンパク吸着性の親
    水性グラフト鎖を介して担持されてなることを特徴とす
    る請求項２記載のＨＩＶ及びその関連物質除去材料。
  4. 【請求項４】硫酸基が実質的に塩の形で細孔表面に存在
    している平均孔径０．１〜１μの多孔質膜に、血液を濾
    過することで、血漿を分離すると同時に血漿中に含まれ
    るＨＩＶ及びその関連物質を吸着除去することを特徴と
    するＨＩＶ及びその関連物質の除去方法。
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