JP6859357B2 - 敗血症の複数種類の病原因子の吸着材料及びその製造方法並びに用途 - Google Patents

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Description

本発明は医薬技術分野に属し、特に敗血症の複数種類の病原因子の吸着材料及びその製造方法並びに用途に関する。
敗血症とは、感染性因子を介した全身性炎症反応症候群(systemic inflammatory response syndrome、SIRS)であって、毎年世界で1900万人に達する人々が発症し、現在患者の死の主要な要因であり、理想的な治療手段はまだない。研究によると、細菌、ウイルス及び真菌のような病原体によって放出される病原体関連分子パターン(pathogen−associated molecular pattern、PAMP)は、敗血症を誘発する主要な病原因子であり、現在既知の病原体関連分子は主に、細菌由来の内毒素(リポ多糖)、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルス由来のウイルスRNA及び真菌由来のザイモサン等を含む。このため、研究者らは、ポリミキシンB、脂質Aモノクローナル抗体、殺菌/透過性増加タンパク質、阻害性オリゴヌクレオチド等の多くのアンタゴニストを開発し、主に細菌内毒素及び細菌ゲノムDNAに対するものであり、多くは前臨床又は臨床研究段階であって、まだ臨床的に使用されていない。薬物治療に加えて、血液浄化治療も敗血症を治療する有効な手段であると考えられている。いわゆる血液浄化処置とは、患者の血液を体外に取り出し、特殊な浄化装置を介して血液中の病原因子を除去し、血液を浄化して、病気を治療することを目的とする。血液浄化治療装置は、通常、ポンプ、循環血液回路、血液浄化及び関連する制御成分からなる。ここで、病原因子の吸着の役割を果たす吸着材料は、血液浄化治療装置の核心部分である。
敗血症の血液浄化治療は、病原体関連分子を吸着する作用を有する吸着材料を用いて、患者の血液中の病原体関連分子を吸着して除去する。現在、日本の研究者は既に内毒素吸着材料Toraymyxinを開発し、これはポリスチレン繊維担体と担体に共有結合したポリミキシンBからなり、日本(1994年)とヨーロッパ(2002年)で既に販売され、また、米国では第III相臨床試験が実施されている。このような吸着材料は、内毒素を効果的に吸着し、良好な生体適合性を有し、敗血症の血液浄化治療に適している(Hisataka Shoji.Extracorporeal endotoxin removal for the treatment of sepsis:endotoxin adsorption cartridge(Toraymyxin).Ther Apher Dial.2003;7(1):108−114.)。別の例として、特許番号ZL03144383.4の発明特許には、天然又は合成ポリマー材料を担体とし、ジメチルアミンをリガンドとして調製された内毒素吸着材料が開示され、患者の血液中の内毒素の除去に使用できる。特許番号ZL03144231.5の発明特許には、球状アガロースゲルを担体とし、有効量の親和性リガンドが固定された吸着材料が開示され、血液灌流によって血液中の内毒素を効果的に吸着できる。特許番号ZL200710012501.1の発明特許には、アガロースゲルを担体とし、スペーサー分子によって第四級アンモニウムカチオンと疎水性分子二種類の基を結合する吸着材料が開示され、血漿中の内毒素を除去するために使用できる。発明特許CN101322933B及びCN101322934Bにはいずれにも球状多孔質セルロースを担体とし、多能性Bを固定することによって得られた内毒素吸着材料が開示されている。発明特許CN102247817Bには、分子クラスターを機能基とする内毒素吸着材料及びその製造方法が開示されている。国際出願番号PCT/AT2010/000017の発明特許には、水不溶性多孔質支持体及び担体上に固定化されたポリミキシンBからなる内毒素吸着材料が開示されている。国際出願番号PCT/AT2011/000273の発明特許には、水不溶性の多孔性担体、及び担体の表面に非共有結合されたポリミキシンBとアルブミンからなるエンドトキシン内毒素吸着材料が開示されている。発明特許CN103769060Aには、セファロース、ポリビニルアルコール、セルロース又はポリスチレンを担体とし、ケタミンBが結合された吸着剤が開示され、内毒素、細菌ゲノムDNA及びペプチドグリカンを吸着できる。しかしながら、上記吸着材料は、内毒素等の少数の病原体関連分子しか吸着できず、他の病原体関連分子には無効であるため、他の病原体関連分子に誘発された敗血症は治療効果を発揮し難い。従って、より広いスペクトルとより強い吸着能力を有する収着材料を開発することが重要である。
本発明の目的とは、現在の吸着材料の吸着能力での不足に対して、敗血症の複数種類の病原因子吸着材料を提供し、当該吸着材料は、血液等の流体中から例えば細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスRNA及びザイモサンのような敗血症の複数種類の病原因子を吸着し、これら病原体関連分子を除去することによって敗血症を治療することである。
本発明の技術内容は以下の通りである。
流体中の複数種類の敗血症病原因子を吸着する吸着材料のリガンドの製造方法であって、以下のステップを有する:
1)ジクロロメタン中において、化合物1とジ−tert−ブチルジカーボネートが反応して化合物2を生成し、反応温度は20〜30℃であり、化合物1とジ−tert−ブチルジカーボネートとの当量比は1:0.5〜2であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
2)メタノールアンモニア飽和溶液中において、化合物2はレイニーニッケルと水素の存在下で、水素化還元を経て化合物3を生成し、反応温度は20〜50℃であり、圧力は1〜10MPaであり、レイニーニッケルの質量は化合物2の質量の10%〜50%であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
3)エタノール又はメタノール中において、化合物3とα、β−不飽和ニトリルが反応して化合物4を生成し、反応温度は20〜50℃であり、化合物3とα、β−不飽和ニトリルとの当量比は1:2〜3であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
4)ジクロロメタン中において、化合物5とN−ヒドロキシスクシンイミドは、ジシクロヘキシルカルボジイミド及び4−ジメチルアミノピリジンの存在下で反応して化合物6を生成し、反応温度は20〜30℃であり、化合物5とN−ヒドロキシスクシンイミドとの当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
5)ジオキサン中において、化合物4と化合物6が反応して化合物7を生成し、反応温度は30〜50℃であり、化合物4と化合物6との当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
6)ジオキサン中において、化合物7とN−ベンジルスクシンイミドカーボネートが反応して化合物8を生成し、反応温度は30〜50℃であり、化合物7とN−ベンジルスクシンイミドカーボネートとの当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
7)エタノール又はメタノール中において、化合物8とジ−tert−ブチルジカーボネートは、レイニーニッケル及び水素の存在下で反応して化合物9を生成し、反応温度は30〜50℃であり、化合物8とジ−tert−ブチルジカーボネートとの当量比は1:0.5〜3であり、圧力は1〜10MPaであり、レイニーニッケルの質量は化合物8の質量の10%〜50%であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
8)メタノール中において、化合物9はパラジウム炭素及び水素の存在下で反応して化合物10を生成し、反応温度は20〜50℃であり、圧力は常圧から10MPaであり、パラジウム炭素の質量は化合物9の質量の10%〜30%であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
9)ジクロロメタン中において、化合物10と無水コハク酸は、4−ジメチルアミノピリジンの存在下で反応して化合物11を生成し、反応温度は20〜30℃であり、化合物10と無水コハク酸との当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
10)酢酸エチル中において、化合物11とN−ヒドロキシスクシンイミドは反応して化合物12を生成し、反応温度は20〜30℃であり、化合物11とN−ヒドロキシスクシンイミドとの当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
である。
前記敗血症の複数種類の病原因子は、細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスssRNA、ウイルスRNA及び/又はザイモサン等の多病原体関連分子を含む。
前記流体は、ヒト血液又は血漿又は薬物注射又は液体生物学試薬である。
敗血症の複数種類の病原因子の吸着材料は、リガンドと担体が結合して組成され、その分子構造は、
Figure 0006859357
であり、
前記担体は、アミノ化アガロース又はアミノ化ポリスチレン樹脂である。
敗血症の複数種類の病原因子吸着材料の製造方法であって、以下のステップを有する:
1)テトラヒドロフラン又はテトラヒドロフラン水溶液又はエタノール水溶液中において、化合物12と担体Mが反応して化合物13を生成し、化合物12と担体Mとの質量比は0.01〜1:100であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
2)担体残留アミノ基の封止:
N、N−ジイソプロピルエチルアミン中において、化合物13に無水酢酸を追加し、反応
して担体残留アミノ基が封止された粗生成物を取得し、化合物13と無水酢酸との当量比
は1:1〜2であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
であり、
3)最終生成物の製造:
メタノール中において、氷浴下で粗生成物に濃度が2〜6Mである塩酸メタノール溶液を追加し、反応して最終生成物MTAMを取得し、粗生成物と塩酸メタノール溶液との体積比は1:0.5〜1.5であり、反応方程式は、
Figure 0006859357
である。
本発明による敗血症の複数種類の病原因子吸着材料が、敗血症血液浄化治療装置の製造における用途であって、具体的に浄化治療装置の製造における吸着カラムに用いられる。
出願人の実験結果は、以下のことを示す。
(1)リガンドが共有結合によって担体に効果的に接続される。
(2)吸着材料は、血漿中の細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスRNA及びザイモサンに対して有意な吸着作用を有する。
病原体関連分子は敗血症の主要な病原因子であって、医薬品でも良いし血液浄化治療でも良いし、患者の体内からこれら分子を排除することは敗血症の治療にとってとても重要である。本発明は、新規の多病原体関連分子吸着作用を有するリガンドを応じる担体に結合させ、担体は、アガロース又はポリスチレン樹脂であり、このような担体は臨床的に広く使用され、良好な血液適合性を有することが証明されている。本発明の材料は血液浄化治療装置に適応され、血中細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスRNA及びザイモサンを効果的に吸着でき、敗血症の血液浄化治療方面で重要な応用見通しを有する。同時に、当業者であれば、本発明材料の使用原理に基づいて、本発明が医学治療以外にも、例えば、医薬品、生物試薬等のような溶液中でも細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスRNA及びザイモサンを除去できることが理解できる。
図1は、吸着材料の分子構造模式図である。 図2は、吸着材料の水中細菌内毒素に対する静的吸着検出結果である。 図3は、吸着材料の血漿中細菌内毒素に対する静的吸着検出結果である。 図4は、吸着材料の血漿中細菌内毒素に対する動的吸着検出結果である。 図5は、吸着材料の血漿中細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスssRNA、ウイルスdsRNA及びザイモサンに対する静的吸着検出結果であり、ここで、5Aは、吸着材料の細菌内毒素に対する吸着能力測定結果であり、5Bは、吸着材料の細菌ゲノムDNAに対する吸着能力測定結果であり、5Cは、吸着材料のペプチドグリカンに対する吸着能力測定結果であり、5Dは、吸着材料のテイコ酸に対する吸着能力測定結果であり、5Eは、吸着材料のウイルスssRNAに対する吸着能力測定結果であり、5Fは、吸着材料のウイルスdsRNAに対する吸着能力測定結果であり、5Gは、吸着材料のザイモサンに対する吸着能力測定結果である。 図6は、吸着材料の血漿中細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスssRNA、ウイルスdsRNA及びザイモサンに対する動的吸着検出結果である。ここで、6Aは、吸着材料の細菌内毒素に対する吸着能力測定結果であり、ここで、6Bは、吸着材料の細菌ゲノムDNAに対する吸着能力測定結果であり、6Cは、吸着材料のペプチドグリカンに対する吸着能力測定結果であり、6Dは、吸着材料のテイコ酸に対する吸着能力測定結果であり、6Eは、吸着材料のウイルスssRNAに対する吸着能力測定結果であり、6Fは、吸着材料のウイルスdsRNAに対する吸着能力測定結果であり、6Gは、吸着材料のザイモサンに対する吸着能力測定結果である。 図7は、吸着材料の細菌溶解物(複数種類の病原体関連分子混合物)に対する静的吸着検出結果であり、ここで、7Aは、吸着材料のエシェリヒア・コリ溶解物に対する吸着能力測定結果であり、7Bは、吸着材料のスタフィロコッカスアウレウス溶解物に対する吸着能力測定結果である。 図8は、吸着材料の細菌溶解物(複数種類の病原体関連分子混合物)に対する動的吸着検出結果である。ここで、8Aは、吸着材料のエシェリヒア・コリ溶解物に対する吸着能力テスト結果であり、8Bは、吸着材料のスタフィロコッカスアウレウス溶解物に対する吸着能力テスト結果である。
以下、実施例は、本発明の詳細な説明に対する好ましい方案であって、いずれかの形で本発明を限定するものではない。
実施例において、使用される化学試薬はいずれも分析試薬であり、Sigma−Aldrich社から購入された。実験用LPS、LTA及びザイモサンは、Sigma−Aldrich社から購入され、CpG DNAは生工生物工程(上海)株式会社から購入され、PGN及びウイルスRNAはInvivogen社から購入された。その他の試薬は特別な説明がない限り、いずれも市販の分析試薬を採用する。実施例において、英語略語はすべて、中国語で以下の意味を有する
Figure 0006859357
実施例1:リガンド1の製造
1.1実験方法:
Figure 0006859357
Figure 0006859357
Figure 0006859357
Figure 0006859357
Figure 0006859357
室温で6gのビス(2−シアノエチル)アミン(化合物1)を60mLのジクロロメタンに溶解させ、同当量のジ−tert−ブチルジカーボネートが含有されるジクロロメタン溶液を滴下し、10時間反応させ、溶剤をスピン乾燥させ、水及び酢酸エチルを追加して3回抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物2を取得する。11gの化合物2を400mLの飽和メタノールアンモニア溶液に溶解させ、1gのレイニーニッケルを追加し、4MPaの水素を注入し、室温で72時間反応させて、濾過させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物3を取得する。5.2gの化合物3を40mLのエタノールに溶解させ、氷浴下で濃度15Mのアクリロニトリルエタノール溶液を滴下し、40℃で10時間反応させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物4を取得する。4.2gの3,4−ジメトキシベンゼンプロピオン酸(化合物5)をジクロロメタンに溶解させ、2.3gのN−ヒドロキシスクシンイミド、2.8gのジシクロヘキシルカルボジイミド及び0.5gの4−ジメチルアミノピリジンを追加し、室温で12時間反応させ、濾過させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物6を取得する。2gの化合物4を15mLのジオキサンに溶解させ、1.76g化合物6を追加し、50℃で24時間反応させて、化合物7を取得した後に、1.48gのN−ベンジルスクシンイミドカーボネートを追加し、続いて20時間反応させ、水及び酢酸エチルを追加して3回抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物8を取得する。1gの化合物8をエタノールに溶解させ、1gのジ−tert−ブチルジカーボネート及び0.1gのレイニーニッケルを追加し、2MPaの水素を注入し、45℃で48時間反応させ、濾過させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物9を取得する。0.44gの化合物9を5mLのメタノールに溶解させ、45mgのパラジウム炭素を追加し、水素を注入し、30℃で48時間反応させ、濾過させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物10を取得する。0.4gの化合物10をジクロロメタンに溶解させ、12mgの4−ジメチルアミノピリジン、80mgの無水コハク酸を追加し、25℃で48時間反応させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物11を取得した後に、5mLの酢酸エチルを追加して溶解させ、93mgのN−ヒドロキシスクシンイミドを追加し、25℃で72時間反応させ、溶剤をスピン乾燥させて化合物12(リガンド1)を取得する。
1.2実験結果:
リガンド1が取得され、マススペクトル検出によると、[M+Na]m/z=957.5であり、核磁気共鳴分光法検出によると、6.80−7.54(m、3H)、3.86(s、3H)、3.85(s、3H)、3.40(brs、2H)、3.34−3.28(m、3H)、3.23−3.21(m、2H)、3.15(brs、5H)、3.09−2.97(m、5H)、2.93−2.89(m、2H)、2.82(brs、4H)、2.74−2.64(m、3H)、2.59−2.57(m、2H)、1.90(s、2H)、1.81−1.75(m、5H)、1.65−1.63(m、3H)、1.44−1.41(m、27H)であり、化学構造が以下の通りであることが確証された。
Figure 0006859357
実施例2:リガンド2の製造
2.1実験方法:
実施例1に記載の製造方法を採用し、反応は、同じ規模と条件で行われ、相違は、3、4−ジメトキシベンゼンプロピオン酸(化合物5)を3−フェニルプロピオン酸で置き換えることである。
2.2実験結果:
リガンド2が取得され、マススペクトル検出によると、[M+Na]m/z=897.5であり、化学構造が以下の通りであることが確証された。
Figure 0006859357
実施例3:リガンド3の製造
3.1実験方法:
実施例1に記載の製造方法を採用し、反応は、同じ規模と条件で行われ、相違は、アクリロニトリルを3−ブテンニトリルで置き換えることである。
3.2実験結果:
リガンド3が取得され、マススペクトル検出によると、[M+Na]m/z=985.5であり、化学構造が以下の通りであることが確証された。
Figure 0006859357
実施例4:リガンド4の製造
4.1実験方法:
実施例1に記載の製造方法を採用し、反応は、同じ規模と条件で行われ、相違は、3、4−ジメトキシベンゼンプロピオン酸(化合物5)を3、4−ジメトキシ安息香酸で置き換えることである。
4.2実験結果:
リガンド4が取得され、マススペクトル検出によると、[M+Na]m/z=929.5であり、化学構造が以下の通りであることが確証された。
Figure 0006859357
実施例5:リガンド5の製造
5.1実験方法:
実施例1に記載の製造方法を採用し、反応は、同じ規模と条件で行われ、相違は、ビス(2−シアノエチル)アミン(化合物1)をイミノジアセトニトリルで置き換えることである。
5.2実験結果:
リガンド5が取得され、マススペクトル検出によると、[M+Na]m/z=929.5であり、化学構造が以下の通りであることが確証された。
Figure 0006859357
実施例6:アガロースを担体とする敗血症の複数種類の病原因子吸着材料(MTAM01S)の製造
6.1実験方法:
Figure 0006859357
Figure 0006859357
Figure 0006859357
5mLのアミノ化されたアミノ化アガロースゲル(北京韋氏博慧色譜科技有限公司から購入された)を2mLのテトラヒドロフランに分散させた後に、2mgのリガンド1を少量のテトラヒドロフランに溶解させて当該溶液中に滴下し、室温で48時間反応させ、濾過させ、水で洗って、化合物13を取得する。化合物13へ0.5mLの濃度が10mMであるN、N−ジイソプロピルエチルアミンを追加した後に、0.8mLの無水酢酸を追加し、室温で8時間反応させ、濾過させて、アミノ基が封止された粗生成物を取得する。粗生成物を3mLのメタノールに溶解させ、氷浴下で2mLの濃度が6である塩酸メタノール溶液を滴下し、室温で約2時間反応させ、濾過させ、水で洗って、最終生成物MTAM01Sを取得する。
1.2実験結果:
吸着材料MTAM01Sが取得され、濃度が20%であるエタノール溶液中に保存し、構造は図1に示す通りであって、担体部分はアガロースゲルである。
実施例7:ポリスチレン樹脂を担体とする多病原体関連分子吸着材料(MTAM01P)の製造
7.1実験方法:
実施例6に記載の製造方法を採用し、反応は、同じ規模と条件で行われ、相違は、アミノ化アガロースゲルをアミノメチル化ポリ(スチレン−co−ジビニルベンゼン)(Sigma−Aldrich社から購入された)で置き換えることである。
7.2実験結果:
吸着材料MTAM01Pが取得され、濃度が20%であるエタノール溶液中に保存し、構造は図1に示す通りであって、担体部分はポリスチレン樹脂である。
実施例8:MTAM01S及びMTAM01Pが水中細菌内毒素(LPS)に対する静的吸着能力検出
8.1実験方法:
0.5mlの内毒素(1μg/ml)を取ってそれぞれ0.5mlのアガロース樹脂(S担体)、ポリスチレン樹脂(P担体)、MTAM01S又はMTAM01Pと同体積で混合させ、37℃で振動して1時間反応させる。上清を遠心分離して内毒素レベルを検出する。検出方法は、中国薬典(二部)付録XI E細菌内毒素検査法及び文献「衛国、鄭江.細菌内毒素定量検出の影響因素分析及び対策.局解手術学雑誌、2003、12:215−216.」が参照できる。実験結果は、測定された内毒素値を吸着率に変換して示す。
8.2実験結果:
アガロース及びポリスチレン樹脂が水中内毒素に対する吸着率はわずか8.31%及び8.39%であり、担体自体は殆ど吸着能力を有さないことを示す。MTAM01S及びMTAM01Pは内毒素に対して良好な吸着活性を有し、吸着率はそれぞれ93.83%及び89.41%に達し、結果は図2に示す通りである。
実施例9:MTAM01S及びMTAM01Pが血漿中細菌内毒素(LPS)に対する静的吸着能力検出
9.1実験方法:
ヒト血漿で溶解された内毒素(1μg/ml)0.5mlを取ってそれぞれ0.5mlアガロース樹脂(S担体)、ポリスチレン樹脂(P担体)、MTAM01S又はMTAM01Pと同体積で混合させ、37℃で振動して1時間反応させる。上清を遠心分離して内毒素レベルを検出し、検出方法は、実施例8と同じである。実験結果は、測定された内毒素値を吸着率に変換して示す。
9.2実験結果:
アガロース及びポリスチレン樹脂が血漿中内毒素に対する吸着率はわずか7.61%及び8.20%であり、担体自体は殆ど吸着能力を有さないことを示す。MTAM01S及びMTAM01Pは血漿中内毒素に対して良好な吸着活性を有し、吸着率はそれぞれ92.67%及び88.10%に達し、結果は図3に示す通りである。
実施例10:MTAM01S及びMTAM01Pが血漿中細菌内毒素(LPS)に対する動的吸着能力検出
10.1実験方法:
10mlのアガロース樹脂(S担体)、ポリスチレン樹脂(P担体)、MTAM01S及びMTAM01Pを取ってそれぞれ直径3センチメートル、高さ15センチメートルのクロマトグラフィーカラム中に入れ、ヒト血漿で溶解された内毒素(1μg/ml)10mlを採取し、濾液を繰り返して8回採取し、毎回の濾液中の内毒素レベルを検出する。検出方法は、実施例8と同じである。実験結果は、測定された内毒素値を吸着率に変換して示す。
10.2実験結果:
アガロース及びポリスチレン樹脂は内毒素を殆ど吸着しないが、MTAM01S及びMTAM01Pは内毒素に対して良好な吸着作用を有し、吸着回数に比例し、最終的に吸着率は92.83%及び85.90%に達し、結果は図4に示す通りである。
実施例11:MTAM01S及びMTAM01Pが血漿中細菌内毒素(LPS)、細菌ゲノムDNA(CpG DNA)、ペプチドグリカン(PGN)、テイコ酸(LTA)、ウイルスssRNA、ウイルスdsRNA及びザイモサン(Zymosan)に対する静的吸着能力検出
11.1実験方法:
ヒト血漿で溶解された内毒素(1μg/ml)、細菌ゲノムDNA(10μg/ml)、ペプチドグリカン(10μg/ml)、テイコ酸(10μg/ml)、ウイルスssRNA(10μg/ml)、ウイルスdsRNA(10μg/ml)及びザイモサン(10μg/ml)0.5mlを取ってそれぞれ0.5mlアガロース樹脂(S担体)、ポリスチレン樹脂(P担体)、MTAM01S又はMTAM01Pと同体積で混合させ、37℃で振動して1時間反応させる。遠心分離して上清20μlを取ってインビトロで培養したマウスマクロファージ株RAW 264.7細胞(1×10/ml)中に追加し、共同で12時間インキュベートさせ、吸着前後病原体関連分子含有の血漿が炎症反応細胞に対する刺激作用を検出した。具体的に、検出方法はeBioscience社のマウスELISAキットの操作説明書に従って行われ、主に以下のステップを含む。(1)RAW 264.7細胞培養上清液を予め捕獲抗体が被覆されている96ウェルプレート中に追加し、室温で2時間インキュベートさせ、PBSで5回洗浄する。(2)ビオチン標識一次抗体を追加し、室温で1時間インキュベートさせ、PBSで5洗浄する。(3)アビジン標識西洋ワサビペルオキシダーゼを追加し、室温で30分間インキュベートさせ、PBS回洗浄する。(4)着色液を追加し、37℃で10分間インキュベートさせ、停止液を追加する。(5)マイクロプレートリーダーの450nmの波長を用いて光学濃度を測定した。実験結果では、炎症反応細胞に対してTNF−αを放出する抑制率によって、吸着材料が病原体関連分子に対する吸着能力を反映している。
11.2実験結果:
アガロース及びポリスチレン樹脂はいずれかの病原体関連分子を処理する時にいずれにも吸着作用が無く、処理前後の血漿がRAW 264.7細胞を刺激してTNF−αを放出することに対して抑制作用が無いことを示す。MTAM01S及びMTAM01P処理後の血漿が炎症反応細胞に対する刺激作用は明らかに減少されて、MTAM01S及びMTAM01P吸着処理を経た後に、血漿中の病原体関連分子レベルが大幅に減少したことを示す。結果は図5に示す通りであり、ここで、図5Aは、MTAM01S及びMTAM01Pの細菌内毒素(LPS)に対する吸着能力測定結果を示し、図5Bは、MTAM01S及びMTAM01Pの細菌ゲノムDNA(CpG DNA)に対する吸着能力測定結果を示し、図5Cは、MTAM01S及びMTAM01Pのペプチドグリカン(PGN)に対する吸着能力測定結果を示し、図5Dは、MTAM01S及びMTAM01Pのテイコ酸(LTA)に対する吸着能力測定結果を示し、図5Eは、MTAM01S及びMTAM01PのウイルスssRNAに対する吸着能力測定結果を示し、図5Fは、MTAM01S及びMTAM01PのウイルスdsRNAに対する吸着能力測定結果を示し、図5Gは、MTAM01S及びMTAM01Pのザイモサン(Zymosan)に対する吸着能力測定結果を示す。
実施例12:MTAM01S及びMTAM01Pが血漿中細菌内毒素(LPS)、細菌ゲノムDNA(CpG DNA)、ペプチドグリカン(PGN)、テイコ酸(LTA)、ウイルスssRNA、ウイルスdsRNA及びザイモサン(Zymosan)に対する動的吸着能力検出
12.1実験方法:
10mlのアガロース樹脂(S担体)、ポリスチレン樹脂(P担体)、MTAM01S及びMTAM01Pを取ってそれぞれ直径3センチメートル、高さ15センチメートルのクロマトグラフィーカラム中に入れ、10mlのヒト血漿で溶解された内毒素(1μg/ml)、細菌ゲノムDNA(10μg/ml)、ペプチドグリカン(10μg/ml)、テイコ酸(10μg/ml)、ウイルスssRNA(10μg/ml)、ウイルスdsRNA(10μg/ml)及びザイモサン(10μg/ml)を採取し、濾液を繰り返して5回採取し、1、3及び5回目の濾液を各20μlずつ取ってRAW 264.7細胞を追加し、実施例11に記載の方法で吸着前後病原体関連分子含有の血漿が炎症反応細胞に対する刺激作用を検出した。
12.2実験結果:
アガロース及びポリスチレン樹脂はいずれかの病原体関連分子に対していずれにも吸着作用が無く、MTAM01S及びMTAM01Pは各種類の病原体関連分子を明らかに吸着でき、吸着後の血漿が炎症反応細胞に対する刺激活性が明らかに減少したことを示し(TNF−α放出は明らかに減少した)、MTAM01S及びMTAM01P吸着処理を経た後に、血漿中病原体関連分子レベルが大幅に減少したことを示し、結果は図6に示す通りであり、ここで、図6Aは、MTAM01S及びMTAM01Pの細菌内毒素(LPS)に対する吸着能力測定結果を示し、図6Bは、MTAM01S及びMTAM01Pの細菌ゲノムDNA(CpG DNA)に対する吸着能力測定結果を示し、図6Cは、MTAM01S及びMTAM01Pのペプチドグリカン(PGN)に対する吸着能力測定結果を示し、図6Dは、MTAM01S及びMTAM01Pのテイコ酸(LTA)に対する吸着能力測定結果を示し、図6Eは、MTAM01S及びMTAM01PのウイルスssRNAに対する吸着能力測定結果を示し、図6Fは、MTAM01S及びMTAM01PのウイルスdsRNAに対する吸着能力測定結果を示し、図6Gは、MTAM01S及びMTAM01Pのザイモサン(Zymosan)に対する吸着能力測定結果を示す。
実施例13:MTAM01S及びMTAM01Pが細菌溶解物(複数種類の病原体関連分子混合物)に対する静的吸着能力測定
13.1実験方法:
培養したエシェリヒア・コリ及びスタフィロコッカスアウレウス菌液をそれぞれ体積比2:1で溶解緩衝液(50mM Tris pH 8.0、10%グリシン、0.1%triton−X100、100ug/mlリゾチーム、1mM PMSF)へ追加し、超音波(3回、毎回20秒)で細胞膜を破壊し、ヒト血漿を用いて超音波後の細菌溶解物を希釈し、濃度をそれぞれ1×10CFU/ml(エシェリヒア・コリ)及び5×10CFU/ml(スタフィロコッカスアウレウス)の細菌数として算出した。溶解物をそれぞれ0.5mlアガロース樹脂(S担体)、ポリスチレン樹脂(P担体)、MTAM01S又はMTAM01Pと同体積で混合させ、37℃で振動して1時間反応させる。遠心分離して上清20μlを取ってインビトロで培養したマウスマクロファージ株RAW 264.7細胞(1×10/ml)中に追加し、共同で12時間インキュベートさせ、吸着前後の血漿が炎症反応細胞に対する刺激作用を検出し、検出方法は実施例11と同じである。
13.2実験結果:
アガロース及びポリスチレン樹脂自体は各類の細菌病原体関連分子に対していずれも吸着作用を有さず、MTAM01S及びMTAM01Pはエシェリヒア・コリ(グラム陰性菌)及びスタフィロコッカスアウレウス(グラム陽性菌)由来の病原体関連分子混合物に対していずれも良好な吸着活性を有し、MTAM01S及びMTAM01P吸着後の細菌溶解物の炎症反応細胞に対する刺激活性が明らかに減少した(TNF−α放出は明らかに減少した)ことを示し、結果は図7に示す通りであり、ここで、図7Aは、MTAM01S及びMTAM01Pのエシェリヒア・コリ溶解物に対する吸着能力測定結果を示し、図7Bは、MTAM01S及びMTAM01Pのスタフィロコッカスアウレウス溶解物に対する吸着能力測定結果を示す。
実施例14:MTAM01S及びMTAM01Pが細菌溶解物(複数種類の病原体関連分子混合物)に対する動的吸着能力測定
14.1実験方法:
10mlのアガロース樹脂(S担体)、ポリスチレン樹脂(P担体)、MTAM01S及びMTAM01Pを取ってそれぞれ直径3センチメートル、高さ15センチメートルのクロマトグラフィーカラム中に入れる。実施例10に記載の方法でエシェリヒア・コリ及びスタフィロコッカスアウレウス溶解物を製造する。10mlのヒト血漿で希釈された細菌溶解物を採取し、濾液を繰り返して5回採取し、1、3及び5回目の濾液を各20μlずつ取ってRAW264.7細胞を追加し、実施例11に記載の方法で吸着前後細菌溶解物が炎症反応細胞に対する刺激作用を検出する。
14.2実験結果:
アガロース及びポリスチレン樹脂自体は各類の細菌病原体関連分子に対していずれも吸着作用を有せず、MTAM01S及びMTAM01Pはエシェリヒア・コリ(グラム陰性菌)及びスタフィロコッカスアウレウス(グラム陽性菌)由来の病原体関連分子混合物を吸着でき、MTAM01S及びMTAM01P吸着後の細菌溶解物の炎症反応細胞に対する刺激活性が明らかに減少した(TNF−α放出は明らかに減少した)ことを示し、結果は図8に示す通りであり、ここで、図8Aは、MTAM01S及びMTAM01Pのエシェリヒア・コリ溶解物に対する吸着能力測定結果を示し、図8Bは、MTAM01S及びMTAM01Pのスタフィロコッカスアウレウス溶解物に対する吸着能力測定結果を示す。
実施例15:リガンド2〜5に基づく吸着材料の製造
15.1実験方法:
実施例6に記載の製造方法を採用し、反応は、同じ規模と条件で行われ、相違は、リガンド1をリガンド2又はリガンド3又はリガンド4又はリガンド5で置き換え、リガンド2〜5がそれぞれアミノ化アガロースゲル又はアミノ化ポリスチレン樹脂と結合することである。
15.2実験結果:
アガロースゲルを担体とし、リガンド2をリガンドとする吸着材料MTAM02S;アガロースゲルを担体とし、リガンド3をリガンドとする吸着材料MTAM03S;アガロースゲルを担体とし、リガンド4をリガンドとする吸着材料MTAM04S;アガロースゲルを担体とし、リガンド5をリガンドとする吸着材料MTAM05S;ポリスチレン樹脂を担体とし、リガンド2をリガンドとする吸着材料MTAM02P;ポリスチレン樹脂を担体とし、リガンド3をリガンドとする吸着材料MTAM03P;ポリスチレン樹脂を担体とし、リガンド4をリガンドとする吸着材料MTAM04P;ポリスチレン樹脂を担体とし、リガンド5をリガンドとする吸着材料MTAM05Pが取得される。
実施例16:MTAM02〜05S及びMTAM02〜05Pが血漿中細菌内毒素(LPS)、細菌ゲノムDNA(CpG DNA)、ペプチドグリカン(PGN)、テイコ酸(LTA)、ウイルスssRNA、ウイルスdsRNA及びザイモサン(Zymosan)に対する動的吸着能力検出
16.1実験方法:
実施例12に記載の製造方法を採用し、反応は、同じ規模と条件で行われ、相違は、吸着材料MTAM01S及びMTAM01PそれぞれをMTAM02〜05S及びMTAM02〜05Pに置き換える。
16.2実験結果:
MTAM02〜05S及びMTAM02〜05Pも明らかに各種類の病原体関連分子を吸着でき、吸着後の血漿の炎症反応細胞に対する刺激活性が明らかに減少したことを示した(TNF−α放出は明らかに減少した)。5回の濾過吸着処理を経た後に、病原体関連分子が、炎症反応細胞を刺激してTNF−αを放出することに対する抑制率によって、吸着材料の病原体関連分子に対する吸着能力を示し、結果は表1に示す通りである。
Figure 0006859357
上記実験によると、本発明の吸着材料は血漿等流体中の細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスRNA及びザイモサンのいずれに対して明らかな吸着作用を有し、吸着処理後の血漿は免疫細胞の刺激作用を明らかに抑制し、敗血症患者の血液浄化に適応できる。

Claims (7)

  1. 流体中の複数種類の敗血症病原因子を吸着する吸着材料のリガンドの製造方法であって、以下のステップを有する:
    1)ジクロロメタン中において、化合物1とジ−tert−ブチルジカーボネートが反応して化合物2を生成し、反応温度は20〜30℃であり、化合物1とジ−tert−ブチルジカーボネートとの当量比は1:0.5〜2であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    2)メタノールアンモニア飽和溶液中において、化合物2はレイニーニッケルと水素の存在下で、水素化還元を経て化合物3を生成し、反応温度は20〜50℃であり、圧力は1〜10MPaであり、レイニーニッケルの質量は化合物2の質量の10%〜50%であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    3)エタノール又はメタノール中において、化合物3とα、β−不飽和ニトリルが反応して化合物4を生成し、反応温度は20〜50℃であり、化合物3とα、β−不飽和ニトリルとの当量比は1:2〜3であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    4)ジクロロメタン中において、化合物5とN−ヒドロキシスクシンイミドは、ジシクロヘキシルカルボジイミド及び4−ジメチルアミノピリジンの存在下で反応して化合物6を生成し、反応温度は20〜30℃であり、化合物5とN−ヒドロキシスクシンイミドとの当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    5)ジオキサン中において、化合物4と化合物6が反応して化合物7を生成し、反応温度は30〜50℃であり、化合物4と化合物6との当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    6)ジオキサン中において、化合物7とN−ベンジルスクシンイミドカーボネートが反応して化合物8を生成し、反応温度は30〜50℃であり、化合物7とN−ベンジルスクシンイミドカーボネートとの当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    7)エタノール又はメタノール中において、化合物8とジ−tert−ブチルジカーボネートは、レイニーニッケル及び水素の存在下で反応して化合物9を生成し、反応温度は30〜50℃であり、化合物8とジ−tert−ブチルジカーボネートとの当量比は1:0.5〜3であり、圧力は1〜10MPaであり、レイニーニッケルの質量は化合物8の質量の10%〜50%であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    8)メタノール中において、化合物9はパラジウム炭素及び水素の存在下で反応して化合物10を生成し、反応温度は20〜50℃であり、圧力は常圧から10MPaであり、パラジウム炭素の質量は化合物9の質量の10%〜30%であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    9)ジクロロメタン中において、化合物10と無水コハク酸は、4−ジメチルアミノピリジンの存在下で反応して化合物11を生成し、反応温度は20〜30℃であり、化合物10と無水コハク酸との当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    10)酢酸エチル中において、化合物11とN−ヒドロキシスクシンイミドは反応して化合物12を生成し、反応温度は20〜30℃であり、化合物11とN−ヒドロキシスクシンイミドとの当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であることを特徴とする方法,
    ここで、n =2又は3;n =1又は2;n =1又は2;n =2又は3;n =0又は2
  2. 前記敗血症の複数種類の病原因子は、細菌内毒素、細菌ゲノムDNA、ペプチドグリカン、テイコ酸、ウイルスssRNA、ウイルスRNA及び/又はザイモサン等の多病原体関連分子を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記流体は、ヒト血液又は血漿又は薬物注射又は液体生物学試薬であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 敗血症の複数種類の病原因子の吸着材料であって、
    前記材料は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のリガンドと担体が結合して組成され、その分子構造は、
    Figure 0006859357
    であることを特徴とする材料。
  5. 前記担体は、アミノ化アガロース又はアミノ化ポリスチレン樹脂であることを特徴とする請求項4に記載の材料。
  6. 敗血症の複数種類の病原因子吸着材料の製造方法であって、以下のステップを有する:
    1)テトラヒドロフラン又はテトラヒドロフラン水溶液又はエタノール水溶液中において、化合物12と担体Mが反応して化合物13を生成し、化合物12と担体Mとの質量比は0.01〜1:100であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    2)担体残留アミノ基の封止:
    N、N−ジイソプロピルエチルアミン中において、化合物13に無水酢酸を追加し、反応して担体残留アミノ基が封止された粗生成物を取得し、化合物13と無水酢酸との当量比は1:1〜2であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であり、
    3)最終生成物の製造:
    メタノール中において、氷浴下で粗生成物に濃度が2〜6Mである塩酸メタノール溶液を追加し、反応して最終生成物MTAMを取得し、粗生成物と塩酸メタノール溶液との体積比は1:0.5〜1.5であり、反応方程式は、
    Figure 0006859357
    であることを特徴とする敗血症の複数種類の病原因子吸着材料の製造方法
    ここで、n =2又は3;n =1又は2;n =1又は2;n =2又は3;n =0又は2
  7. 請求項4又は5に記載の吸着材料を含む敗血症血液浄化治療装置。
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