JPH08512405A - 呼気中のｎｏレベルの測定に使用されるシステムおよび異常ｎｏレベルに関連する疾患の診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 呼気中のＮＯレベルを使用するシステム。該システムは、（ｉ）マスク着用を意図する個人の鼻および／または口をぴったりと覆う顔面マスク（１）、（ii）吸気用の流入ユニット（２）、（iii）呼気用の流出ユニット（３）、（iv）それを通って吸気および呼気が各々通過する非−再呼吸バルブ（５）、および（ｖ）該流出ユニット（３）に連結されたＮＯ（４）のための測定ユニットよりなる。気道における炎症性疾患の哺乳動物における診断方法。特徴的要件は一酸化窒素ＮＯを呼気中で測定し、見い出された異常レベルを気道における炎症性疾患の指標として採用することである。

Description

【発明の詳細な説明】 呼気中のＮＯレベルの測定に使用されるシステムおよび異常ＮＯレベルに関連 する疾患の診断方法 技術分野 発明の名称参照。本発明は、ヒトを含めた哺乳動物では、（ヒトを含めた）哺 乳動物の呼気中の一酸化窒素（ＮＯ）のレベルは、ある種の疾患（病気）をそれ を獲得する危険も含めて示す。今日、この考えは、少なくとも、アレルギー性喘 息および鼻炎、ヒトにおける気道感染、ならびにカルタゲネル症候群のごとき気 道の炎症性疾患の診断で有用であることが示されている。特に、下部気道におけ る感染が診断できる。 使用される測定原理は、正常なヒト気道におけるＮＯ生産は上部気道、特に鼻 洞に限られることを示してきた。また、ＮＯは胃で生産されることも示されてい る。 気道とは、鼻孔から呼吸器の細気管支までの導入気道を意味し、粘膜組織およ び鼻洞含む。 背景 ここ数十年にわたって、一酸化窒素（ＮＯ）の生物学的役割に対するいくつか のアプローチがなされてきた。今日、Ｌ−アルギニンを基質として用いる特別の ＮＯシンターゼによって触媒されるＮＯの合成は、多くの細胞のタイプで起こる ことが示されている（Nathan C.，FASEB J．6（1992）、3051-64）。該ＮＯシン ターゼは、２つの主要なクラス：構成的および誘導的なものに分けることができ るいくつかのイソタイプで存在する。構成的イソタイプは内皮細胞に（Moncada D．et al.，Pharmacol．Rev．43（1991）109-42）、例えば、副交感血管拡張神 経（Kummer W．et al.，Neuroreport 3（1992）653-55）にあると記載されてき た。誘導的イソタイプは、活性化の後、マクロファージ、好中球、内皮細胞、血 管平滑筋（Moncada S．et al.，Pharmacol．Rev．43（1991）109-42）および喘 息患者の気道における上皮細胞（Springall et al.，Am．Rev．Resp．Dis.147（ 1993） A515）で見い出される。ＮＯの生産は血漿および尿中の最終生成物亜硝酸塩およ び硝酸塩の増加がいくつかの場合に用いることができるが、in vivoで直接的に 測定するのはこれまで困難であった（Archer S.，FASEB J．7（1992）349-360） 。しかしながら、最近、実験動物およびヒトの呼気において、ピイピイビイ（p. p.b.）レベルで見い出すことができる（Gustafsson L.E．et al.,Biochem．Biop hys．Res．Commun，181（1992）852-7）。Gustafssonらは、化学ルミネッセンス 検出器を呼気に接触させるか、あるいは呼気をＮＯが化学的にトラップされる溶 液に通気することによってＮＯレベルを測定した。ヒトでの実験は、鼻を通して 吸気し、口を通して呼気する１人の個人で行われたようである。本発明者らのも のと比較してGustafssonらが得た比較的高いＮＯレベルは、吸気が鼻を通る時に ＮＯがそれに移動することによって説明できよう。後の発表において、Persson M.G.およびGustafsson L.E.は、ウサギの呼気で測定して、エタノール摂取がＮ Ｏの形成を低下させるであろうことを報告している（Eur．J.Pharmacol．224（1 992）99-100）。Gustafsson L.E.自身は、呼気中の測定されたＮＯレベルを用い て肺機能をチェックできることを示している（WO-A-9305709およびSE-91032433 ）。Gustafsson L.E.の成果は最も近い先行技術のようである。 優先期間の年の間、喘息患者の呼気におけるＮＯレベルの増大および喫煙者に おけるレベルの低下が公表されている（Alving K．et al.，Eur．Resp．J．6（1 993年10月）1368-70；Hamid Q．etal.，Lancet 342（1993年12月）1510-13；Kar ithonov S．A．et al.，Lancet 343（1994年1月）133-35;およびPersson M.G，e t al.，Lancet 343（1994年1月）146-7）。 発明の目的 本発明の第１の主要な目的は、内因的に生産された一酸化窒素（ＮＯ）が呼気 で検出できるという以前の発見の利用を提供することにある。 第２の目的は、呼気におけるＮＯレベルの測定のための改良されたシステムを 提供することにある。 第３の目的は、呼気における異常ＮＯレベルに関連する疾患（病気）について の改良されたより信頼できる診断方法を提供することにある。優先日において、 本発明者らは、注目する病気が、気道における炎症疾患（炎症を発病する危険も 含む）、例えば、アレルギー性喘息および鼻炎、特に下部気道における感染に関 連していたという結果を有していた。優先期間の年の間、本発明者らは、鼻に由 来するＮＯは鼻洞が起源であり、鼻から吐き出された空気におけるゼロに近いレ ベルはカルタゲネル症候群の価値ある指標であり、恐らくは、副鼻腔炎の進展に ついての増大した罹患性であることを認識した。また、本発明者らは、逆流空気 は（胃で形成された）高レベルのＮＯを含有し、逆流空気中の異常ＮＯレベルは 胃の障害と関連するようであることを示した。例えば、本発明者らは、胃のＨＣ ｌ生産の阻害または低下の結果、ＮＯレベルが低下し、かくして、逆流空気中の ＮＯレベルを用いて、胃酸の分泌を阻害する薬物での処理をモニターすることが できる。また、呼気（好ましくは、経口呼気）中のＮＯレベルの増大は、胃食道 （胃からのＮＯを含めた胃の内容物の異常漏出）の指標となり得る。本発明の方 法は予後的価値も有するようである。 図面の説明 図１ａおよび１ｂは、経鼻呼気および／経口呼気中のＮＯを測定するのに有用 なサンプリングおよび測定システムを示す。図１ａにおいて、該システムは実質 的にＮＯを含まない空気を呼吸するための加圧源を利用し、図１ｂにおいて、該 源は雰囲気の空気である。図面中で対応する機能は同一の数字によって表される 。 図２は、経口呼吸（点線）、経鼻呼吸（実線）または気流での経鼻通気（破線 ）の最初の５分間における、対照被験者の呼気における化学ルミネッセンス技術 によって検出されたＮＯ（p.p.b.）のレベルを示す。矢印は、口を閉じて、息を 殺した期間を示す。データは平均値±ＳＥＭとして表す。 図３ａおよび３ｂは、経口呼吸（図３ａ）、および経鼻呼吸（図３ｂ）の最初 の５分間における対照（点線）および喘息患者（実線）の呼気におけるＮＯの検 出されたレベル（p.p.b.）を示す。データは、平均値士ＳＥＭで示す。対照と比 較して、＊＊Ｐ＜０．０１、＊＊＊Ｐ＜０．００１（Mann-Whitney U-検定）。 発明 ＮＯを測定するためのシステム 呼気中のＮＯを測定するための本発明のシステムは図１に示され、患者の口お よび／または鼻を被覆する顔面マスク（２）、吸気用の流入ユニット（２）、呼 気用の流出ユニット（３）、およびＮＯ測定ユニット（４）よりなる。該流入お よび流出ユニットは、好ましくは該顔面マスクに位置させた非−再呼吸バルブ（ ５）を介して相互に連結させることができる。示されるごとく、「顔面マスク」 なる語は、それを通して呼吸できるマウスピースまたはノーズピースよりなる。 マウスピースは、好ましくは、鼻クリップと組み合わせて用いられる。通常の顔 面マスクおよび非−再呼吸バルブを用いることができる。用いる顔面マスクが口 および鼻の双方を被覆する場合は、透明マスクが有利である。 流入ユニット（２）には２つの主な代替品がある。第１の代替品（図１ａ）は 、好ましくは、正常に呼気された空気で見い出されたレベル未満の（例えば、１ p.p.b.未満の）ＮＯを含有する、呼吸空気の加圧源（７）に該マスク（１）を連 結するチューブ（６ａ、６ｂ）よりなる。第２の代替品（図１ｂ）は、好ましく はＮＯを除去するためのフィルター（８）を介する、雰囲気空気（９）に該マス ク（１）を連結するチューブ（６ａ、６ｂ）よりなる。 加圧源（７）からの空気のバランスしスムーズな供給で該マスク（１）を支持 するために、少なくとも１つのフローメーター（１０）と流出バルブ（１２）に 連結した弾性空気容器（１１）とを、マスク（１）および加圧空気源（７）の間 のチューブ（６ａ、６ｂ）に、下流に向かう順で連結しなければならない。該フ ローメーター（１０）はテスト被験者の空気の消費に適合させ空気流を調整する ために使用する。空気流出バルブ（１２）、例えば、ベルナー（Berner）バルブ は、該弾性容器（１１）中に圧力が形成されるのを回避するために用いられるが 、該弾性容器（１１）を呼吸の間に適当に膨張させる。空気流出バルブ（１２） は、空気を非−再呼吸バルブ（５）に通さない低圧で開くように設定すべきであ る。好ましくは、該弾性容器（１１）は、Ｔ−コネクション（１３）を介してチ ューブに連結した共通の流入／流出口を有する。 呼気用の流出システム（３）は、チューブ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）、なら びに流出流を２つのライン（１４ｂ、１４ｃ）に分けるＴ−コネクション（１５ ） よりなる。１のライン（１４ｃ）は呼気の一部を測定ユニット（４）に導く。他 のライン（１４ｂ）は、過剰の空気を管理し、それを雰囲気空気（９）まで導く 。測定ユニットへの示された流動は異なる方法にてセットすることができる。ほ とんどの商業的に入手可能なＮＯ検出器は、該検出器を通っての流動を制御する ための流動レギュレーター中にビルト（built）を有する。他の代替品において 、流出チューブ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、呼気流を測定ユニット（検出器 ）へ供給するのを確保するのが重要であるにも拘わらず、測定ユニット（４）に 行く部分的流動を調節するための１以上のバルブを有することができる。適当な 長さのチューブ（１４ｂ）を介して過剰の空気を雰囲気空気に導いて、雰囲気の 空気からの逆流および汚染を回避することができる。さらに、雰囲気空気からの 汚染が測定ユニット（検出器）に侵入しないことを確保するために、測定ユニッ トに向かう呼気流の一部は、平均呼吸流速度より小さい、例えば、平均呼吸流速 度の５％超、好ましくは５０％未満とすべきである。測定ユニット（４、図１ｂ に示す）まで行く、または測定ユニット（４、図１ａに示す）と一体化された外 方チューブ（１４ａ、１４ｃ）には、ＮＯの測定に干渉し得る呼気に存在する物 質の除去のための１以上のフィルター（１６、１７、１８）があり得る。後記参 照。 測定ユニットは、空気中のＮＯを測定するための満足すべき感度（１ｐ.ｐ.ｂ .およびそれ以上）を与えるいずれかの方法よりなるものとできる。通常に認め られている技術は化学ルミネッセンスに基づき、発光反応： ＮＯ＋Ｏ₃→ＮＯ₂（またはＮＯ₂＊）＋Ｏ₂ を利用する。形成されるＮＯ₂の約２０％が励起状態（ＮＯ₂＊）で得られる。Ｎ Ｏ₂＊からＮＯ₂への遷移の間に発光が起き（化学ルミネッセンス）、これは、Ｎ Ｏ濃度に比例する。Ｏ₃は過剰に供給する。Fontijn et al.，Anal．Chem．42（1 970）575-79参照。発光反応（ＮＯ₂＊からＮＯ₂）からのシグナルは、水および 二酸化炭素のごとき物質によって低下させることができる。これは、絶対値を得 るためには、これらの物質を測定前に試料から除去しなければならないことを意 味する。これは、測定操作（水用のフィルターである１６およびＣＯ₂用のフィ ルターである１７）に干渉する物質を除去するために、試料をフィルターに通す ことによって達成できる。第２のタイプの妨害物質は、フィルター（粒子フィル ターである１８）によって除去できる粒子である。二酸化炭素および水の含量は 呼気ではかなり一定であるので、本発明のシステムで最も重要な粒子フィルター （１８）を残して対応するフィルターを省略すことができる。ＮＯを測定するた めに適する検出器／器具（１９）は市場で入手できる。前記参照。 当該システムは長時間にわたる連続的測定（何回かの呼吸の混合空気）または 個々の呼吸の呼気中のＮＯの測定（単一の呼吸分析）で用いることができる。ま た、当該システムは、胃から空気を戻した後におけるピークＮＯレベルの測定を 可能とする。本発明のシステムの使用は、実験パートに記載する。後記参照。 実験パートで用いたシステムは、優先日の時点で最も好ましいものと考えられ た。優先期間の年の間、経口呼気をサンプリングする場合には、口マスク（マウ スピース）が患者により便利であることが認識された。 診断方法 本発明の方法は、気道において炎症疾患（従って、危険性も含む）に悩む哺乳 動物、好ましくはヒト個人を発見する診断方法である。該方法は、哺乳動物から の呼気において、内因的に発生したＮＯを測定し、見い出された異常レベルは哺 乳動物の気道における炎症疾患の指標となる点に特徴がある。 鼻から吐き出された空気については、低下したＮＯレベルがひどい鼻浮腫およ び分泌を引き起こす急性炎症反応に関連することが見い出され、一方、上昇した ＮＯレベルは、雰囲気の炎症薬剤の低暴露および／または鼻炎症の危険性に関連 することが見い出された。かくして、経鼻呼吸の間のＮＯの上昇したレベルは、 鼻粘膜における潜在性および臨床両炎症疾患に関係し得る。経口呼気については 、低い範囲の上昇したＮＯレベルは、下部気道における潜在性疾患の指標となり 、かくして、臨床炎症疾患の発生についての予後徴候となり、一方、高い範囲は 下部気道における急性および慢性炎症性疾患双方の指標となる。経鼻呼気および 経口呼気におけるＮＯレベルを比較して、各々、下部気道および上部気道からの 相対的寄与を決定すべきである。 「下部気道」および「上部気道」なる語は、各々、声門の下方および上方を意 味する。 経口呼気中のＮＯを測定する場合、患者は口を通して呼気するのが好ましい。 経鼻呼気については、患者は鼻を通じて吸気するのが同様に好ましい。 材料および方法 実験の主題：ＮＯレベルをヒト被験者の呼気で測定した。対照被験者は非喫煙 者であって健康な個人（２７〜５２歳）であり、喘息患者は、少なくともラット ・アレルゲンに対するアレルギーおよび軽い喘息および鼻炎の専らの症状が確認 された、非喫煙者であってアトピーの個人（３３〜４５歳）であった。喘息患者 は２つのケースを除き非症状期間にテストした（後記参照）。喘息患者のうち２ 人にはグルココルチコイド（ブデソニデ（budesonide））を規則的に吸入させ、 ２人には兆候がある場合にはβ₂−アゴニストまたはクロモグリケート（cromogl ycate）を吸入させ、４人にはいずれの薬剤も摂取させなかった。かば花粉に対 してアレルギー性鼻炎を持つが喘息を持たない被験者の群（ｎ＝９）は、花粉の 季節をはずし、アレルゲンでの鼻剌激の前後における経鼻呼吸の間にテストした 。アレルギー性鼻炎（かば花粉）を持つが喘息を持たない２人の他の被験者にお いて、花粉の季節を外して経口呼吸をテストとした。アレルギー性鼻炎（かば花 粉）を持つが喘息を持たないもう１人の被験者において、かば花粉季節の直後に 経口および経鼻呼吸をテストした。対照被験者における下部気道ウイルス感染の ３つのケースを除き、すべての被験者は、呼吸器感染の自覚がない時にテストし た。呼気ＮＯは、喘息のない、挿管した機械的に通気する患者において、集中看 護室で測定した。実験は地方倫理委員会によって認可された。 方法 システムは図１に示すごとくに構成し、ガスチューブからのＮＯフリー（＜１ p.p.b.）空気を吸入し、呼気中のＮＯを同時にかつ連続的に測定した。呼気中の 水および二酸化炭素の含有量は一定であるとみなされるので、水および二酸化炭 素のフィルターは含めなかった。バーナーバルブを空気流出バルブ（１２）とし て用いた。 使用する場合、顔面マスク流出口およびバーナーバルブ中の流出口を閉じるこ とによって、および空気の流動を２リットル／分に設定することによって、シス テムをＮＯ−フリー空気（好ましくは、＜１p.p.b.ＮＯ）で濯いだ。化学ルミネ ッセンスＮＯ読みが１p.p.b.まで下降すると、顔面マスク中の流出口の栓を外し 、顔面マスクをテストの被験者の鼻および口上に素早く備え付けた。次いで、バ ーナーバルブの流出口を２ｃｍＨ₂Ｏに設定し、空気流を調整して最大容量（成 人につき６〜８リットル／分）の約３／４まで弾性容器を膨張させた。テストす る個人を、口を閉じて鼻を通して、あるいは鼻クリップを用いて口を通して、顔 面マスク中で自由に呼吸させた。呼気中のＮＯのプラトーレベルが認められるま で（このシステムでは＜／＝５分）、呼吸を継続させた。 鼻気道からの寄与を評価するために、口を通じて呼吸させるか、あるいは息を 殺し、対照個人の１の鼻孔を通じてＮＯ−フリー気流（２〜５リットル／分）を 導入し、流出空気を対側からサンプリングした。流入口および流出口を口の異な る隅に入れ、息を殺しつつ、同様の測定を口腔中にて行った。テフロンチューブ を介してＮＯ／ＮＯ_x化学ルミネッセンス分析機（Eco Physics.，Basel，スイス ;Fontijn et al.，Anal.，Chem．42（1970）575-79参照）に０．７リットル／分 で継続的にサンプリングすることによって、流出側のＮＯおよび二酸化窒素（Ｎ Ｏ₂）のレベルを測定した。モリブデン熱変換器（Eco Physics）を用い、ＮＯ₂ からＮＯに変換した後にＮＯ_xを測定し、式：［ＮＯ₂］＝［ＮＯ_x］−［ＮＯ］ によってＮＯ₂濃度を計算した。 結果 健康な対照被験者を口および鼻を通じて呼吸させると、経口呼吸（９±１p.p. b.）と比較して、鼻呼吸の間に（２３±２p.p.b.）かなり高いＮＯレベルが認め られた（図２）。このシステムにおいて、ＮＯのプラトーレベルには４分以内に 到達し、合計１０分以内にさらなる変化は認められなかった。空気流２リットル ／分での鼻気道の通風の結果、流出口側でＮＯのレベルが非常に高くなった（図 ２）。もし被験者が口を閉じて息を殺し、かくして、１の鼻腔からのすべての空 気を鼻咽頭を介して他の鼻腔に送るならば、これらのレベルはさらに上昇した。 対照的に、口腔における同様の実験の結果、ＮＯの低いプラトーレベルとなった （＜／＝４p.p.b.、ｎ＝５）。また、ＮＯの非常に低いプラトーレベルが、挿管 し機械的に通気した患者の流出口側で認められた（ｎ＝５）。これらを考慮する と、これは、正常被験者における呼気中のＮＯは主として鼻粘膜で生成すること を示す。いく人かの個人において、低レベルのＮＯ₂（＜／＝５p.p.b.）が測定 期間中の最初に呼気で観察された。しかしながら、ＮＯ₂−フリー空気の呼吸の 間に、呼気ＮＯ₂濃度は低下して５分内に基礎レベルに到達した（＜／＝２p.p.b .）。 軽い喘息および鼻炎を持つ無症状アトピー被験者の群において、経口呼吸間の 呼気中のＮＯのレベルは対照被験者と比較して２〜３倍高かった（図３ａ）。プ ラトーレベルを比較すると、対照（範囲５〜１６p.p.b.、ｎ＝１２）および喘息 患者（範囲２１〜３１p.p.b.、ｎ＝８）間で重複がなかった。気管支閉塞の症状 を引き起こすアレルゲンへの専らの暴露の後、呼気ＮＯ（６〜８p.p.b.）におい てさらなる上昇が、定期的にグルココルチコイドを摂取していない２人の喘息患 者で認められた。さらに、咳および気管気管支の痛みを引き起こす、対照被験者 における下部気道感染のエピソードの間に、経口呼吸の間の呼気中のＮＯレベル の上昇が認められた（症状期間前１１±２p.p.b.、症状期間中３２±４p.p.b.、 症状期間後１６±Ip.p.b.、ｎ＝３）。他方、経鼻呼吸の間、上昇傾向は認めら れたにも拘わらず、呼気中のＮＯレベルの有意な上昇は、喘息患者において（図 ３ｂ）および下部気道感染の間に（示さず）認められなかった。アレルギー性鼻 炎を持つ患者において（ｎ＝９）、経鼻呼吸の間の呼気中のＮＯの基礎プラトー レベルは、季節外れにテストした場合、対照被験者におけるレベルに近かった（ ２１±２p.p.b.）。しかしながら、アレルゲンで鼻を刺激した２分後、ＮＯのプ ラトーレベルはわずかに低下して１７±２p.p.b.となった。この低下は１５分間 持続したが、２４時間後、これらの被験者における経鼻呼吸の間の呼気中のＮＯ レベルはベースラインに復帰した。アレルギー性鼻炎（かば花粉）を持つ２人の 他の被験者において、経口呼吸をテストした。非アレルギー性対照と比較したＮ Ｏの上昇したプラトーレベル（各々、２１および２３p.p.b.）がこれらの被験者 で認められた。アレルギー性鼻炎（かば花粉）を持つもう１人の被験者において 、 かば花粉の季節の直後に、経口および経鼻呼吸をテストした。この被験者におい て、対照（範囲１６〜２９p.p.b.）と比較した経鼻呼吸（４０p.p.b.）の間のＮ Ｏの上昇したプラトーレベルが認められた。しかしながら、経口呼吸の間、この 被験者は低いプラトーレベル（１１p.p.b.）を有していた。 考察 呼気中で検出されたごとく、ヒト気道におけるＮＯの基礎産生は、鼻粘膜に限 定されるようである。ＮＯの正確な源は明らかとなっていないが、内皮細胞（Mo ncada S．et al.，Pharmacol．Rev．43（1991）109-142）または副交感神経（Ku mmer W．et al.，Neuroreport 3（1992）635-655）であろう。これは、下部気道 で産生されるＮＯの見掛け上かなり低い基礎レベルに適合する。というのは、血 管新生および副交感神経支配は共に、鼻粘膜と比較して気管気管支粘膜では低い からである（Lundberg J.M．et al.，In Bjorklund et al.編、Handbook of Che mical Neuroanatomy，vol 6: Theperipheral Nnervous system．Amsterdam，Els evier，1988 391-444）。挿管被験者で検出されたものと比較して、経口呼吸の 間に認められたＮＯの高いレベルは、鼻咽頭粘膜に由来するＮＯを表すであろう 。呼気中のＮＯ₂の一時的存在は、ＮＯ₂−フリー空気の呼吸開始前に、雰囲気空 気（５〜２０ｐ.ｐ.ｂ.の間のＮＯ₂濃度）から吸収したＮＯ₂のクリアランスと して解釈される。アレルギー性喘息および鼻炎を共に有する被験者における経鼻 呼吸の間の呼気ＮＯレベルは有意には増加しなかったという発見は、鼻気道の管 腔構造における誘導可能なＮＯシンターゼの低レベルを反映するであろう。別の 説明は、炎症した鼻粘膜におけるＮＯについての浸透性は分泌、浮腫および／ま たは充血により低下し、その結果、内皮細胞および副交感神経のごとき深構造か ら内腔へのＮＯの移動が減少するというものである。これは、恐らくは、呼気で 測定した場合、鼻粘膜の内腔構造におけるＮＯ生産の増加をマスクするであろう 。この考えは、アレルゲンの鼻粘膜への急性暴露の結果、経鼻呼吸間の呼気ＮＯ のレベルが低下し、一方、気管支粘膜の急性暴露の結果、経口呼吸の間のＮＯレ ベルが上昇するという事実によって支持される。しかしながら、経鼻呼吸の間の 呼気中のＮＯレベルが花粉の季節の後に増大したという知見は、アレルゲン の長期の低用量暴露の後には、内腔構造においてＮＯシンターゼが誘導されるこ とを示す。アレルギー性鼻炎を持つが喘息を持たない被験者における経口呼吸の 結果、３人の被験者のうち２人においてＮＯレベルが上昇した。レベルが上昇し た２人の被験者はアレルゲンの暴露の間に喉頭症状に患い、一方、レベルが上昇 しなかった被験者はそうではなかった。これは、経口呼吸の間における呼気中の ＮＯのレベルの上昇は喘息の将来の発生を予測できるであろうことを示す。 優先年の間における実験パートの追加 第１のシリーズの実験は、胃で生産された一酸化窒素（ＮＯ）が呼気で見い出 されたレベルに寄与するか否かをチェックするために行った。 材料および方法 被験者： 実験した被験者は４人の健康な非喫煙者の個人（２９〜４０歳）、 および４人の非喫煙者のアトピー個人（３０〜４０歳）であり、少なくともラッ ト・アレルゲンおよび穏やかな喘息および鼻炎の専らの症状に向けられたアレル ギーが確認されている者であった。症状を有する場合には、喘息患者のうちの１ 人はグルココルチコイド（ブデソニド）を定期的に吸入しており、他の３人はベ ーター２アゴニストまたはナトリウムクロモグリケートを吸入していた。すべて の被験者は、気道感染の自覚がない時にテストした。 胃から戻した空気におけるＮＯレベル： 空気の任意の逆流は、３０ｃｌの炭 酸水、ｐＨ５.５（Ramloesa^R，Pripps AB，スウェーデン）の摂取３〜５分後に 行った。逆流空気はテフロンチューブ系に導き、そこから、空気をＮＯ化学ルミ ネッセンス分析器（ＣＬＤ７００；Eco Physics，スイス）へと継続的にサンプ リングし、ＮＯのピークレベルを正常呼吸の間に登録した。胃から逆流した空気 中のＮＯの測定は以下の前処理： １．ＮＯ前処理（対照） ２．氷山レタス５０ｇの摂取（硝酸塩負荷） ３．実験に先立ち２４時間にわたって分布させた合計２４０ｍｇのプロトンポ ンプ阻害剤オメプラゾール（Astra-Hassle AB，Gothenburg，スウェーデン）で の経口前処理、 ４．オメプラゾール前処理後におけるレタス５０ｇの摂取； のうちの１つと組み合わせて、絶食の１０時間後に行った。 呼気のＮＯレベル： 被験者は、鼻クリップを装着させ、非−再呼吸バルブに 連結したマウスピースを介して、通常の１回呼吸容量にて、ＮＯフリー空気（Ｎ Ｏ＜２p.p.b.）を呼吸させた。呼気をテフロンチューブ系に導き、そこから空気 を継続的にサンプリングし（０.８リットル／分）、ＮＯの定常状態レベルを記 録した。オメプラゾール前処理の有無を問わず、絶食の１０時間後には測定は行 わなかった。また、健康な被験者および公知の胃食道反射を持ち医薬投与を止め た患者に、鼻クリップを装着させつつ、顔面マスク中で呼吸させ、両者は直立に 座らせおよび仰臥位置とした。嚥下を記録した。 結果： 逆流空気中の絶食１０時間後の対照ＮＯレベルは６０２±１０２p.p. であり、これらのレベルはレタスの摂取後に４倍上昇した。オメプラゾールでの 前処理は、レタスの摂取の有りの場合および無しの場合の双方において逆流空気 におけるＮＯレベルを低下させた（各々、９５％および７５％）。絶食の１０時 間後、正常な排気量での呼吸の間における呼気中のＮＯの定常レベルは、健康な 被験者および喘息患者において各々、４±lp.p.b．（ｎ＝４）および１４±１p. p.b．（ｎ＝４）であった（Ｐ＜０.０５）。オメプラゾール前処理はいずれの群 におけるこれらのレベルも有意には変化させなかった。in vitro実験は、０.９ ないし２．５のｐＨ範囲内では、酸度を咀嚼したレタスならびに唾液単独におい て増大させた場合に、ＮＯの形成は増加したことを示した。 胃食道反射を持つ健康な被験者および患者双方において、仰臥位での経口呼吸 の間に、ＮＯレベルの偶然で迅速なピーク（基礎レベルと比較して３〜４倍増加 ）が認められた。ＮＯピークは常に対照被験者における嚥下に関係しており、一 方、嚥下に無関係ないくつかのＮＯピークが反射患者で認められた。 検討：本実験において、本発明者らは、ＮＯの主要源として胃を突き止めた。 胃内ＮＯは主として非酵素的に形成され、酸性環境を必要とするようである。と いうのは、オメプラゾールによる胃酸の分泌の阻害は逆流空気中のＮＯをほとん ど無くしたからである。これは、逆流空気中のＮＯのレベルは胃液のｐＨを反映 することを示す。逆流空気中のＮＯのレベルは、口を通じての正常な排気量の呼 吸の間における呼気中のレベルと比べて、絶食条件の間では約１００倍高く、硝 酸塩摂取後には４００倍高いことが判明した。しかしながら、胃における高ＮＯ レベルは、健康な被験者または喘息患者における正常な呼吸の間において呼気中 のＮＯレベルに継続的には寄与しないようである。というのは、経口呼気中のＮ Ｏレベルはオメプラゾール前処理によって影響されなかったからである。これら の知見は、患者において胃食道反射の診断で使用できる可能性を示し、嚥下無関 係ＮＯピークは胃食道反射の指標となり、測定は好ましくは水平位の患者にて経 口呼気について行う。さらに、逆流空気におけるＮＯレベルは胃酸分泌を阻害す る薬物での治療をモニターするのに使用することができる。 鼻由来ＮＯ 第２のシリーズの実験は、鼻由来のＮＯの正確な起源および有意性を判断する ために行った。 材料および方法： ３人の健康なボランティアにおいて、鼻腔から、あるいは 鼻壁を通っての貫通（自動注射針）を介して１の上顎洞からシリンジに直接空気 をサンプリングした。空気の試料はＮＯ分析器に直接注入し、ピークレベルを登 録した。鼻腔および上顎洞からの粘膜バイオプシーは手術を受けている患者で採 り、異なるＮＯシンターゼの存在を、特異的モノクローナル抗体を用いる免疫組 織化学的技術によって調べた。また、呼気ＮＯレベルをカルタゲネル症候群を持 つ患者で測定した（ｎ＝４）。 結果： 鼻腔からの空気（２００〜３００p.p.b.）と比べて、かなり高いＮＯ レベルが上顎洞から収集した空気（３０００〜４０００p.p.b.）で観察された。 それに合致して、ＮＯシンターゼの誘導可能形態の高発現が、上顎洞からの上皮 細胞における免疫組織化学によって検出されたが、鼻腔からのものでは検出され なかった。カルタゲネル症候群を持つ患者では、ゼロに近い呼気ＮＯレベルが経 口および経鼻呼吸双方の間に見い出された。 検討： 誘導可能なＮＯシンターゼはヒト鼻洞の上皮細胞で構成的に発現され 、見たところ非常に活性のようである。鼻洞におけるＮＯの高い内腔濃度は、一 次 的で非特異的な宿主の防御の重要な成分である。というのは、高濃度のＮＯは静 菌作用があることが示されており（Moncada S．et al.，Pharmacol．Rev．43（1 991）109-42）、また、鼻洞は鼻腔とは対照的に通常は滅菌されているからであ る。かくして、ＮＯの低鼻濃度はカルタゲネル症候群様の気道上皮病および副鼻 腔炎の増大した罹患性の指標となり得る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者 ワイツベリ，エドワード スウェーデン国エス―115 50ストックホ ルム、スタレングスリンゲン36番 (72)発明者 ルンドベリ，ヤーン スウェーデン国エス―182 64ユースホル ム、ヘルゲベーゲン10番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ｉ）マスク着用を意図する個人の鼻および／または口をぴったりと覆う 顔面マスク（１）、 （ii）吸気用の流入ユニット（２）、 （iii）呼気用の流出ユニット（３）、 （iv）それを通って吸気および呼気が各々通過する非−再呼吸バルブ（５）、 および （ｖ）該流出ユニット（３）に連結されたＮＯ（４）のための測定ユニット； よりなる呼気中のＮＯを測定するためのシステム。 ２．吸気用の流入ユニット（２）が雰囲気空気（９）に対する開口を有するチ ューブ（６ａ、６ｂ）よりなり、該チューブには雰囲気空気（９）に存在するＮ Ｏの除去のためのフィルター（８）が装備されている請求項１記載のシステム。 ３．吸気用の流入ユニット（２）が、好ましくは有意でないレベルのＮＯを含 有する呼吸空気（７）を含む加圧容器に連結されたチューブよりなる請求項１記 載のシステム。 ４．弾性容器（１１）が加圧容器（７）と非−再呼吸バルブ（５）との間のチ ューブ（６ａ、６ｂ）に連結された請求項３記載のシステム。 ５．流出ユニット（３）が、呼気の一部（試料空気流）を測定ユニット（４） へと転じるためのＴ−コネクション（１５）よりなる呼気用のチューブ（１４ａ 、１４ｂ、１４ｃ）を有する請求項３または４記載のシステム。 ６．試料空気流（１５）が、当該システムが雰囲気空気による汚染が回避され るように適用されることが意図される個人の平均呼吸流速度（分容量）未満であ る請求項３〜５いずれか１項に記載のシステム。 ７．（ｉ）呼気の乾燥のためのフィルター（１６）、 （ii）呼気中のＣＯ₂の除去のためのフィルター（１７）、および （iii）粒子フィルター（１８）； から選択される少なくとも１つのフィルターが、検出器を標的とする空気がまず 該少なくとも１つのフィルターを通過するようなフィルター（１６、１７、１８ ）を設けて、流出ユニット（３）におけるチューブ（１４ａ）または（１４ｃ） に連結されているか、あるいは測定ユニット（４）と一体化されている請求項３ 〜６いずれか１項に記載のシステム。 ８．（ｉ）フローメーター（１０）、および （ii）（ａ）吸気用のチューブ（６ａ、６ｂ）における圧力の形成、および （ｂ）流入ユニット（２）から非−再呼吸バルブ（５）を介しての流出ユニ ット（３）への空気の漏出を防ぐための流出バルブ（１２）； から選択される少なくとも１の器具を有する請求項３〜７いずれか１項に記載の システム。 ９．（ｉ）内因的に発生したＮＯのレベルを呼気中で測定し、（ii）見い出さ れた異常なレベルを気道における炎症性疾患またはその危険性の指標として採用 することを特徴とする気道における炎症性疾患を哺乳動物において診断する方法 。 １０．ＮＯのレベルを経口もしくは経鼻呼気で測定し、正常集団と比較して上 昇したレベルを、気道における炎症性疾患、例えば、喘息または鼻炎の指標とし て採用する請求項９記載の方法。 １１．ＮＯのレベルを経鼻呼気中で測定し、正常集団と比較して低下したレベ ルを、上部気道における急性炎症の指標として採用する請求項９記載の方法。