KR101234352B1 - 선택적 면역 세포 분리 반출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대상으로부터 분리된 혈액이 유입되어 혈액 내의 항체가 제거되는 혈장교환부; 및 상기 유입된 혈액내 피제거물인 B 림프구 또는 T 림프구에 특이적으로 결합하는 표지자를 포함하며, 상기 표지자와 피제거물간 반응에 의해 혈액으로부터 피제거물을 분리제거하는 혈액처리부를 포함하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치를 제공한다.

Description

선택적 면역 세포 분리 반출장치{A SELECTIVE CYTAPHERESIS APPARATUS}

본 발명은 혈액내의 세포들 중 특정 항원에 특이적으로 결합하는 세포만을 선별적으로 제거하는 분리 반출장치에 관한 것으로, 특히 자가면역질환이나 과민성 질환에서 병인이 되는 세포를 선택적으로 제거할 수 있어 이러한 질병으로 고통을 받고 있는 많은 환자를 단시간 내에 치료할 수 있는 신규한 선택적 면역 세포의 분리 반출장치에 관한 것이다.

면역반응에 의해 야기되는 질환을 과민성질환(hypersensitive disease)이라 한다. 과민성 질환의 흔한 원인은 개체가 자기 자신의 항원에 대해서는 면역반응을 나타내지 않는 자가관용(self-tolerance)의 상실이다. 자가관용이 상실되어 자기 항원에 대한 면역반응이 초래되는 질환들을 자가면역질환이라 부른다. 과민성 질환들은 미생물이나 주위 환경의 비감염성 항원 등과 같은 외부 항원에 대한 통제되지 않는 과도한 반응에 의해서도 생길 수도 있다. 이러한 과민성 질환과 자가면역질환은 그 작용 기전에 따라 분류되기도 한다.

항체-매개성 질환들은 특정 세포나 세포외 조직(extracellular tissue)에 존재하는 항원과 결합하는 항체나 혈중에서 형성되어 혈관벽에 침착되는 항원 항체 복합체에 의해 발생한다. 세포 및 조직 특이적 항체에 의한 질환은 자가항체나 자기 조직의 특정 성분과 면역학적으로 교차반응하는 이종 항원에 의해서 일어날 수 있다. 이러한 세포 및 조직-특이적 항체에 의한 질환들의 예를 들어보면 적혈구 막닥백질(RH 혈액형 항원, I 항원)에 대한 항체가 생성되는 자가면역용혈성빈혈, 혈소판 막단백질(gpIIb:IIIa)에 대한 항체가 생성되는 자가면역 혈소판 감소성 자반병, 상피 카드헤린에 대한 항체가 생성되는 심상성 천포창, 신장 및 페포의 기저막 내 비아교질성 단백질에 대한 항체가 생성되는 구드패스츄어 증후군, 연쇄상구균세포벽항원이 심근 항원과 교차반응을 일으키는 항체를 만들어 일어나는 급성 류마티스 열, 아세틸콜린 수용체에 대한 항체에 의해 발생하는 중증 근무력증, TSH 수용체에 대한 항체가 주요 원인인 갑상선 기능항진증, 인슐린 수용체에 대한 항체가 문제되는 인슐린-저항성 당뇨병, 위벽 세포의 내재요소(intrinsic factor)가 문제 되어 일어나는 악성 빈혈 등 다양한 질병이 발생하게 된다.

혈중에서 형성되는 항원-항체의 면역 복합체 매개성 질환의 경우는 DNA나 핵 단백질에 대한 항체가 중요 역활을 하는 전신성 홍반성 루푸스, B 형 간염 표면 항원에 대한 항체가 중요 역활을 하는 결절 다발성 동맥염, 연쇄상구균 세포벽 항원이 사구체 기저막에 심어져 발생하는 연쇄상 구균성 급성 사구체 신염 등 이 존재한다.

이러한 항체에 의해 발생하는 질병 이외에 T 림프구 매개성 면역질환들도 존재하는 데, 인슐린 의존성 당뇨병, 류마티스 관절염, 다발성 경화증, 말초 신경염 등이 T 세포에 의해 매개되는 것으로 알려져 있다.

이러한 자가면역 질환은 B 림프구, T 림프구 또는 두 림프구 모두에서 자가관용을 유지시키는 정상적인 기전이 깨어져 초래되게 된다. 10⁹가지 이상의 다른 특이성을 지니는 B 림프구들 중 일부나 역시 다양한 특이성을 지니는 T 림프구들 중 일부가 자기항원에 대해 면역 반응을 일으킬 수 있다. 정상적으로 이렇게 발생하는 자가면역은 자가항원 특이 림프구(B 림프구, T 림프구)의 생성을 방지하는 선택 과정이나 이러한 세포를 불활성시키는 기전에 의하여 방지된다. 하지만 자가반응성 림프구의 비정상적 선택이나 조절, 그리고 자기항원이 면역계에 대한 잘못된 제시 방법에 의해 자가관용의 상실이 초래되어 자가면역이 발생할 수 있다.

이러한 자가면역을 치료하는 방법 중에 한가지가 치료적 분리반출술(therapeutic apheresis)의 방법 중 하나인 혈장분리반출술이다. 치료적 분리반출술은 체외 혈액 분리 기술을 이용하여 혈액내 혈구와 혈장 성분을 제거하는 치료법이다. 제거하는 성분에 따라 혈장분리반출술(plasmapheresis), 백혈구성분채집술(leukapheresis)과 적혈구성분채집술(erythrocytapheresis)등으로 불리운다. 혈장분리반출술(plasmapheresis)은 치료적 혈장교환법(therapeutic plasma exchange)이라고도 불리우며 환자 체내에서 다량의 혈장을 제거하면서 신선동결혈장이나 알부민 용액 혹은 식염수를 대신 넣어주는 기술을 말한다. 이러한 혈장 제거를 통해 고분자량의 물질들이 제거되게 되는데 치료효과가 나타나게 되는 기전은 항체와 순환 면역복합체, 동종 항체 등을 제거하는 것이 주기전이다.

이러한 혈장분리반출술의 문제점은 항체는 제거하지만 항체를 생성하는 B 림프구 자체는 그대로 자가면역질환 환자의 혈액 속에 남아있게 되어, 항체를 새롭게 생성하여 분비하게 된다는 점이다. 이렇게 새롭게 생성되는 항체 때문에 혈장분리반출술의 효과는 짧은 기간 동안만 지속된다는 단점이 있다(Kuks J. B. M and D. Skallebaek, plasmapheresis in Myasthenia gravis. A survey, 1998. 129-136).

특히 항체 중에서 IgG의 경우에는 반동 현상(rebound phenomenon)이 알려져 있는 데, 혈장분리반출술을 이용한 치료 후에 항체의 생산 증가에 의해 치료 전보다 항체의 수준이 더 높아지는 현상으로 이러한 반동 현상 때문에 다시 혈장분리반출술을 더 고강도로 실시하고 면역억제치료를 강하게 해줘야 하는 경우가 종종 발생하게 된다(Kolins, J, Jones, JM (Eds). Therapeutic Apheresis. American Association of Blood Banks, Arlington, 1983, p. 2).

본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 환자의 혈액에 존재하는 모든 세포 중에서 특정 항원에 결합하는 B 세포나 T 세포만을 선별적으로 제거할 수 있고, 특히 자가면역질환이나 과민성 질환에서 병인이 되는 세포를 선택적으로 제거할 수 있어 이러한 질병으로 고통을 받고 있는 많은 환자를 단시간내에 치료할 수 있는 새로운 수단을 제공하는 것에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.

(1) 대상으로부터 분리된 혈액이 유입되는 혈장교환부; 및 상기 유입된 혈액내 피제거물에 특이적으로 결합하는 표지자를 포함하며, 상기 표지자와 피제거물간 반응에 의해 혈액으로부터 피제거물을 분리제거하는 혈액처리부를 포함하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(2) 제 1항에 있어서,

상기 혈액처리부는 피제거물에 특이적으로 결합하는 항원이나 항원의 재조합 산물 혹은 항원의 처리물로 이루어진 표지자를 고정상으로 하고 상기 피제거물을 이동상으로 하는 친화력 크로마토그래피 칼럼으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(3) 제 1항에 있어서,

상기 혈액처리부는 표지자와 선택자가 결합된 표지자의 공급부; 상기 선택자가 결합된 표지자와 상기 유입된 혈액내 피제거물이 결합하여 피제거물 복합체를 형성하는 반응부; 및 상기 피제거물 복합체를 혈액으로부터 분리하는 분리부를 포함하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(4) 제 3항에 있어서,

상기 분리부는 자기력에 의해 상기 선택자가 결합된 표지자를 분리하는 장치인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(5) 제 3항에 있어서,

상기 분리부는 자중에 의해 상기 선택자가 결합된 표지자를 분리하는 장치인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(6) 제 3항에 있어서,

상기 분리부는 원심력에 의해 상기 선택자가 결합된 표지자를 분리하는 장치인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(7) 제 3항에 있어서,

상기 반응부는 나선형관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(8) 제 3항에 있어서,

상기 반응부는 반응물이 혼합되는 반응용기로 이루어지고, 상기 반응용기를 흔들어주는 진탕기가 구비된 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(9) 제 1항에 있어서,

상기 피제거물은 B 림프구 또는 T 림프구인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(10) 제 1항에 있어서,

상기 피제거물은 자가면역질환을 유발하는 면역세포인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(11) 제 3항에 있어서,

상기 마이크로비드에 결합하는 항원은 다가항원인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

(12) 제 3항에 있어서,

상기 마이크로비드 복합체는 마이크로비드에 적어도 2 이상의 항원 또는 항체가 결합된 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.

상기 본 발명의 장치에 의하면, 환자의 혈액에 존재하는 모든 세포중에서 특정 항원에 특이적으로 결합하는 세포만을 선별적으로 제거할 수 있다. 특히 자가면역질환이나 과민성 질환에서 병인이 되는 세포를 선택적으로 제거할 수 있어 이러한 질병으로 고통을 받고 있는 많은 환자를 단시간내에 치료할 수 있는 새로운 수단을 제공할 수 있다.

도 1a는 본 발명에 사용되는 선택자가 부착된 표지자와 피제거물이 결합된 피제거물 복합체의 모식도이다.
도 1b는 선택자가 부착된 표지자의 다른 실시예로서 복수개의 표지자가 선택자에 부착된 형태를 나타내는 피제거물 복합체의 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 혈액내 피제거물을 분리하는 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 혈액처리부의 바람직한 제 1 실시형태의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 혈액처리부의 바람직한 제 2 실시형태의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 혈액처리부의 바람직한 제 3 실시형태의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 혈액처리부의 바람직한 제 4 실시형태의 구성도이다.

본 발명은 대상으로부터 분리된 혈액이 유입되는 혈장교환부; 상기 유입된 혈액내 피제거물에 특이적으로 결합하는 표지자를 포함하며, 상기 표지자와 피제거물간 반응에 의해 혈액으로부터 피제거물을 분리제거하는 혈액처리부; 및 상기 피제거물이 분리된 혈액을 대상에 투여하는 혈액공급부를 포함하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 「대상」은 인간을 포함한 동물을 의미하는 것으로 한다.

본 발명에서 「피제거물」은 대상의 혈액으로부터 분리하거나 제거되어야할 대상으로, 특정 질병과 관련되는 B 림프구, T 림프구 등을 의미하고, 특히 자가면역질환과 관련하는 것이다.

본 발명에서 「표지자」는 피제거물에 특이적으로 결합하여 피제거물을 표지하는 물질로서 항원, 항원의 재조합 산물, 항원의 처리물 등을 포함한다. 또 본 발명에서는 다가 항원을 표지자로 이용할 수도 있다. 예를 들어, 여러 개의 항원이 교차결합되어 있는 표지자를 이용하게 되면 한 개의 표지자에 여러 개의 B 림프구, T 림프구가 결합하게 되고 이렇게 결합된 항원과 세포들의 부력(buoyant)이 다른 세포들과 차이가 나게 되어 원심 분리로 제거가 가능해진다. 또 이들 표지자들은 고정상으로 컬럼내 고정되어지거나 다양한 선택자에 결합된 상태로 이용이 가능하다.

일반적으로 자가면역질환과 관련되어 있는 항원들은 많은 수가 알려져 있다. 이 항원들은 주로 단백질이나 당단백질로서 B 림프구나 T 림프구의 수용체에 결합하게 된다. B 림프구나 T 림프구는 이러한 항원들을 매우 특이적으로 인식하여 매우 작은 차이도 식별할 수 있다. 예를 들면 단지 한 개의 아미노산이 교체된 선형 단백질 결정기도 식별할 능력이 있다. 이러한 항원들을 이용하면 특정한 B 림프구나 T 림프구만을 표지할 수 있다.

이론적으로 계산하면 혈액 1ml안에는 평균 7,000,000개 정도의 B 림프구나 T 림프구가 존재하며 이 들은 10⁹개의 다양한 특이성을 지니고 있다. 본 발명에서 제거하고자 하는 병인 세포들은 특히 면역반응을 일으켜 증식이 된 B 림프구와 T 림프구라는 점을 가정하였을 때, 이들의 빈도는 이들의 특이성으로 예상할 수 있는 10^-9보다 더 높을 것으로 예상된다. 이전의 연구에서 예상하였을 때, 인위적으로 특정 항원을 이용해 면역반응을 일으키면 그 특정 항원에 반응하는 백혈구의 빈도는 약 10^-3정도이다(Ronald H. Stevens, Eric Macy, Casey Morrow and Andrew Saxon. Characterization of a Circulating Subpopulation of Spontaneous Antitetanus Toxoid Antibody Producing B Cells Following in Vivo Booster Immunization1. The journal of Immunology. 1972. 122. 2498-2504). 이러한 이 전의 연구 결과를 고려하면 혈액 1ml 안에는 약 7,000개 정도의 항원 특이적인 B 림프구나 T 림프구가 존재한다고 가정할 수 있다. 본 발명은 항원을 표지자로 이용하여, 혈액 안의 수많은 세포들 중에서 약 7,000개/ml 정도의 병인 세포만을 특이적으로 표지할 수 있다.

항원과 B 림프구 수용체와의 친화력은 매우 높아 Kd 값이 10^-11 M 정도이며 면역반응이 일어나면 항원에 대한 특이도는 더욱 높아져 Kd 값이 10^-12 M 정도 까지 높아지기도 한다. T 림프구의 특이성도 역시 Kd 값이 10^-5 내지 10^-7 M 정도로 높다.

자가면역질환과 관련한 항원들은 이미 많은 연구가 되어 밝혀져 있으며, 통상적인 단백질 재조합 방법에 의해 생산되어지거나, 상용화된 제품을 구입하여 사용할 수 있다. 예를 들면 중증 근무력증(Myasthenia gravis)의 항원인 아세틸콜린 수용체의 경우 상업적으로 판매되고 있어서 구입이 가능하고, 구드패스츄어 증후군(Goodpasture's syndrome)의 항원인 제4형 콜라겐 a3 사슬에 대한 항체도 Sigma-Aldrich 등에서 상업적으로 판매되고 있다.

본 발명에서 「선택자」는 표지자가 피제거물에 특이적으로 결합하여 형성된 피제거물 복합체를 혈액의 다른 성분들과 분리하기 위해 표지자에 결합시킨 물질로서, 예를 들어 상자기성 마이크로비드, 고밀도 마이크로비드(MACS Technology 등에서 구입가능) 등을 들 수 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 선택자(1)가 상자기성 마이크로비드이면 이들 마이크로비드에 표지자(2)를 결합시킨 뒤(이하, 마이크로비드 복합체라고 함), 상기 표지자가 특이적으로 피제거물(3)에 결합하여(이하, 피제거물 복합체라고 함) 자기장을 이용하여 피제거물 복합체의 이동을 제한한 뒤에 다른 성분들로부터 분리하고 다시 피제거물과 선택자를 분리할 수 있다. 이때, 피제거물이 항원 특이적인 B 림프구나 T 림프구이기 때문에, 이전에 연구용의 세포 분리 기술에서 사용되는 항체 표지자를 사용하지 않고, 피제거물인 B 림프구나 T 림프구가 특이적으로 결합하는 항원이나, 항원의 재조합 산물 또는 항원의 처리물을 표지자로 이용해 세포를 표지할 수 있다.

고밀도 마이크로비드를 선택자로 할 경우에는 표지자인 항원과 고밀도 마이크로비드를 결합시킨 후, 자중에 의해 피제거물 복합체를 침전시키는 것에 의해 분리하거나 원심분리를 통해 피제거물 복합체만을 제거하여 대상이 되는 B 림프구나 T 림프구를 제거할 수도 있다.

상기 마이크로비드 복합체는 도 1b에 도시된 바와 같이, 선택자(1)의 표면에 적어도 2이상의 표지자(2)가 결합되어져도 좋다. 이 경우 선택자(1)의 표면에 복수개의 표지자(2)가 부착되어 적은 양으로 많은 피제거물(3)과 결합이 가능하여 마이크로비드 복합체의 크기를 더욱 크게 하여 자중에 의한 분리 및 원심력에 의한 분리시 제거효율을 더욱 높이게 된다.

또한 상기 마이크로비드 복합체를 구성하는 표지자를 항원으로 할 경우에 상기 항원은 많은 결정기를 가진 다가항원인 것이 바람직하다. 이 경우에도 상기 도 1b에 도시된 경우와 마찬가지로 하나의 마이크로비드로 많은 수의 다종의 항체 내지 자가면역질환을 유발하는 세포들을 제거할 수 있다는 점에서 바람직하다.

본 발명에서 「혈액」은 바람직하게는 치료적 혈장교환법을 이용하여 환자의 혈액에서 항체나 면역복합체가 포함된 고분자 분획을 제거하거나 혈장을 혈장 대체물로 대체한 것이 사용된다. 이는 상기 본 발명에서 혈액에 투여할 표지자가 혈액내 존재하는 결합을 원하지 않는 항체 혹은 면역복합체와 결합하는 것을 방지하기 위해서이다.

예를 들어 환자의 혈액에는 10⁹가지가 넘는 다양한 종류의 항체가 존재하고 있어서 다양한 종류의 항원과 결합하여, 외부의 병인에 대해 방어 기전을 제공해주는 동시에 일부의 경우 자가항원에 결합하여 항체 자체가 병인이 되기도 한다. 이러한 병인이 되는 항체들은 본 발명에서 제거하고자 하는 병인 B 림프구에서 생산되며, 제거하고자 하는 병인 B 림프구나 T 림프구의 수용체와 동일하거나 거의 유사한 특이성을 지니고 있다. 이러한 항체들이 환자의 혈액에 존재하면 특정 항원을 이용해 병인 세포에 표지하고자 할 때, 혈액 속의 항체가 표지용으로 사용되는 항원과 결합하기 때문에, 항원을 이용한 병인 세포의 표지를 방해하게 된다. 따라서 이러한 항체들은 병인세포에 특이적 항원을 이용해 병인세포를 표지하기 이전에 환자의 혈액에서 제거되어야 한다.

본 발명에서 항체의 제거는 기존의 혈장분리반출술을 통하여 환자의 혈장을 보충액(replacement fluid)으로 대체하여 주거나 항체가 포함되어 있는 고분자 분획을 제거시킴으로써 이루어진다. 이러한 혈장분리반출술은 이미 상용화되어 혈액은행에서 성분 채혈이나 자가면역질환 환자의 치료에 일상적으로 사용되고 있다 (예> Cobe Laboratories, Lakewood co. Hematonetics, Braintree, MA). 본 발명에서는 이미 상용화 되어있는 혈장분리반출기를 이용하여 환자로 부터 혈액을 분리해내고 이 혈액에서 병인 세포를 표지하고 제거하는데 방해가 될 수 있는 항체와 면역복합체 등을 제거해 준다. 현재 상용화되어 있는 혈장교환법에는 연속적 또는 간헐적 원신분리형 혈장교환기와 통상적인 투석 장비를 이용한 막혈장분리법이 존재하는데, 본 발명에서는 이들 모두가 적용 가능하다. 추가적으로 최근 연구되고 있는 staphylococcal protein A, Dextran sulfate, polyvinyl gel, antihuman IgG 등 항체에 비특이적으로 결합하는 컬럼을 이용하는 면역흡착방법(immunoabsorption)에 의한 항체 제거 기술이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 내용을 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 선택적 면역 세포 분리 반출장치의 구성도로, 본 발명에 따른 혈액내 피제거물의 분리장치는 혈장교환부(100) 및 혈액처리부(200)로 이루어진다.

혈장교환부(100)는 혈액처리부로 혈액을 공급하기 위한 장치구성으로, 간단하게는 대상의 혈관으로부터 채취한 혈액이 흐르는 관과 상기 혈액을 혈액처리부(200)로 공급하는 펌프, 그리고 환자의 혈액에서 항체나 면역복합체가 포함된 고분자 분획을 제거하거나 혈장을 혈장 대체물로 대체한 상태의 혈액을 공급하기 위한 일련의 장치구성을 포함한다.

이와 같은 혈장교환부(100)의 예가 국내공개특허 제10-2005-0083627에 개시되어 있다. 상기 장치구성을 본 발명에서 선택가능한 하나의 혈장교환부의 예시로서 참조하여 도 1에 제시하고 이에 따라 본 발명의 내용을 상세하게 설명하고자 한다.

상기 본 발명에 따른 혈장교환부(100)의 장치는 환자의 혈류로부터 환자의 혈액에 대한 입구를 제공하기 위한 제1 카테터(미도시)로부터 흐르는 환자의 혈액을 운반하기 위한 제1 튜브(11)를 포함한다.

혈장교환부(100)는 또한 환자의 혈액을 여과하기 위한 적어도 1개의 혈장여과카트리지(13)를 포함하고, 혈장여과카트리지는 하우징에 의해 포위되고, 보호물 내에 내부구획 및 외부구획을 갖는다. 내부구획 및 외부구획은 관심있는 특정 혈장 분획을 제거하기 위한 반투과성 막에 의해 분리되고, 반투과성 막은 관심있는 분자량보다 큰 분자량을 가진 혈장 성분, 예를 들면 약 60 kDa 내지 약 200 kDa보다 큰 분자량을 갖는 성분에 대해 약 0.50 내지 약 1.00의 보유계수(retention coefficient)를 갖고, 이는 일반적으로 반드시 그렇지는 않지만, 약 60 kDa 내지 약 200 kDa의 공칭 기공도에 해당한다. 혈장여과카트리지(13)는 약 1 내지 약 24 시간 동안 약 1 내지 약 20㎖/min의 속도로 여과에 적합한 상태가 되도록 한다. 혈장여과카트리지(13)는 제1 튜브(11)로부터 흐르는 혈액을 수취하여 내부구획 내로 혈액을 운반하기 위한 하우징에서의 유입구(12), 내부구획으로부터 제2 튜브(24)로 여과된 혈액을 운반하기 위한 하우징에서의 제1 배출구(15), 및 폐기 또는 임의로 특정 혈장분획 내의 독성물질의 추가의 수착(19)을 위한 외부구획으로부터 특정 혈장분획을 포함하는 혈장여과액을 운반하기 위한 하우징에서의 제2 배출구(14)를 포함한다. 혈장대체물을 수용하기 위한 저장기(21)는 장치 내에 임의로 수용될 수 있고, 또는 선택적으로 이로부터 분리될 수 있고, 예를 들면, 주입 백(bag)이 완전히 장치 자체로부터 분리될 수 있다.

혈장교환부(100)는 제1 튜브(11)를 통하여 혈장여과카트리지(13)으로 환자의 혈액을 압송하기 위한 제1 펌프(16)를 포함한다. 제1 펌프(16)는 미리 설정된 안정한 유속을 제공하기에 적합한 펌프, 예를 들면, 롤러펌프이다. 본 발명에 따르면, 제1 펌프(16)는 제1 카테터와 혈장여과카트리지(13)의 유입구(12) 사이에 제1 튜브(11)를 따라 임의의 편리한 장소에 위치될 수 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 제1 펌프(16)의 미리 설정된 안정한 유속은 바람직하게는 약 100 내지 약 200㎖/min으로 설정된다.

혈장교환부(100)는 또한 혈장여과카트리지(13)내 반투과성 막에 걸쳐 막통과 압력을 조절하여, 혈장 교환의 속도를 결정하기 위한 제2 펌프(17)를 포함한다. 제2 펌프(17)는 미리 설정된 안정한 유속을 제공하기에 적합한 펌프, 예를 들면, 롤러펌프이다. 본 발명에 따르면, 제2 펌프(17)는 제2 배출구(14)와, 저장소(20) 및/또는 혈장흡수수착(19) 중 하나 사이에 제3 튜브(22)를 따라 임의의 편리한 장소에 위치될 수 있다. 본 발명의 방법에 따르면, 제2 펌프(17)의 미리 설정된 안정한 유속은 바람직하게는 약 1 내지 약 20㎖/min으로 설정된다.

상기 제 3펌프(18)에 의해 혈액은 본 발명의 혈액처리부(200)로 유입된다.

혈액처리부(200)는 상기 혈장교환부(100)로부터 공급된 혈액내 함유된 피제거물을 분리 내지 제거하기 위한 장치구성을 포함한다. 상기와 같은 장치구성은 후술하는 바와 같은 다양한 실시형태를 통해 구현되어질 수 있다.

이와 같은 장치를 이용하여 환자의 혈액에서 피제거물을 제거하는 과정은 200ml 내지 500ml 단위로 시행하거나, 혹은 연속적으로 혈액이 흐르는 가운데 각 단계를 진행할 수 있으며, 환자로부터 혈액의 축출에서 환자에게 혈액을 되돌려 주는 과정은 기존 일반적으로 사용되는 혈장교환술이나 혈액투석법에서 사용되는 기술을 유사하게 이용할 수 있다. 바람직하게는 환자의 혈액에서 특정 병인인 피제거물을 제거하는 시술은 환자의 전체 혈액량의 동량 내지 약 5배 수에 이를 때까지 계속 반복해서 시행하는 것이 좋다.

도 3은 본 발명에 따른 혈액처리부(200)의 바람직한 제 1 실시형태를 도시하고 있다. 상기 구성은 혈액처리부(200)가 피제거물에 특이적으로 결합하는 표지자를 고정상으로 하고 상기 피제거물을 이동상으로 하는 친화력 크로마토그래피 칼럼인 것을 특징으로 한다.

상기 컬럼내에는 고정상으로 피제거물(3)에 특이적으로 결합하는 표지자(2)가 부착되어 있고, 혈액이 이를 관통할 때 피제거물(3)은 상기 표지자(2)에 높은 친화력을 이용하여 결합되어져 혈액으로부터 피제거물(3)을 분리제거할 수 있다. 바람직하게는 상기 피제거물(3)은 자가면역질환과 관련한 B 림프구 또는 T 림프구이고, 상기 고정상인 표지자(2)는 상기 B 림프구 또는 T 림프구의 수용체와 선택적으로 결합하는 항원이다.

도 4는 본 발명에 따른 혈액처리부(200)의 바람직한 제 2 실시형태를 도시하고 있다. 필요에 따라 각 부의 사이에는 혈액의 이송을 위한 펌프가 연결되어질 수 있으며 여기에서는 이에 관한 기재는 생략하기로 한다. 상기 본 발명에 따른 제 2 실시형태의 혈액처리부(200)는 피제거물 복합체의 형성반응이 진행되는 반응용기로 구성된 반응부(31a)와 상기 반응부로부터 투입된 혈액으로부터 피제거물 복합체를 분리하기 위한 분리부(32a)를 포함한다. 상기 반응부(31a)는 도 2의 마이크로비드 복합체의 공급부(23)로부터 투여된 마이크로비드 복합체와 혈장교환부(100)로부터 유입된 혈액이 혼합되어 상기 마이크로비드 복합체와 혈액내 피제거물이 결합되어 피제거물 복합체(10)를 형성하는 장소를 제공한다.

이때 바람직하게는 상기 반응부(31a)에서 피제거물 복합체(10)가 잘 형성될 수 있도록 반응부(31a)를 흔들어 주는 것이 좋으며, 이를 위해 반응부(31a) 하단에 진탕기(34)를 두어 일정한 속도로 흔들어 주는 것이 좋다.

상기 반응부(31a)에서 형성된 피제거물 복합체는 혈액과 함께 분리부(32a)로 유입되고, 여기에서 혈액으로부터 피제거물 복합체가 분리되어진다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 마이크로비드는 상자기성이고, 분리부의 하부에 전자석 또는 영구자석(33a)를 부착시킬 경우 상기 피제거물 복합체는 자력에 의해 아래로 침전하게 되어 혈액으로부터 분리가 되어진다.

도 5는 본 발명에 따른 혈액처리부(200)의 바람직한 제 3 실시형태를 도시하고 있다. 필요에 따라 각 부의 사이에는 혈액의 이송을 위한 펌프가 연결되어질 수 있으며 여기에서는 이에 관한 기재는 생략하기로 한다. 상기 본 발명에 따른 제 3 실시형태의 혈액처리부(200)는 나선형관 형태를 갖는 반응부(31b)와 상기 반응부로부터 혈액을 공급받아 피제거물 복합체(10)를 분리하기 위한 분리부(32b)를 포함한다. 상기 반응부(31b)는 도 2의 마이크로비드 복합체의 공급부(23)로부터 투여된 마이크로비드 복합체와 혈장교환부(100)로부터 유입된 혈액이 혼합되어 상기 마이크로비드 복합체와 혈액내 피제거물이 결합되어 피제거물 복합체(10)를 형성하는 장소를 제공한다. 반응부(31b)를 상기와 같이 나선형관으로 하여 마이크로비드 복합체와 피제거물이 이동하면서 결합반응을 일으키기에 충분한 체류시간을 제공받게 된다.

상기 과정에 의해 형성된 피제거물 복합체(10)는 분리부(32b)로 유입되고, 여기에서 혈액으로부터 피제거물 복합체(10)가 분리되어진다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 마이크로비드는 상자기성이고, 분리부의 하부에 전자석 내지 영구자석(33b)를 부착시킬 경우 상기 피제거물 복합체(10)는 자력에 의해 아래로 침전하게 되어 분리가 되어진다.

도 6은 본 발명에 따른 혈액처리부(200)의 바람직한 제 4 실시형태를 도시하고 있다. 도 6은 이해의 편의상 분리부(32c)만을 도시하고 있으나, 나머지 반응부는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시태양에서 설명한 반응부(31a, 31b)가 전단에 연결되어질 수 있으므로 이를 인용하기로 하고 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 제 4 실시형태의 혈액처리부(200)를 구성하는 분리기는 하우징(35)내에 설치된 원심분리기(32c)로 이루어진다. 상기 원심분리기(32c)는 상단이 개방된 형태로 반응기로부터 유입된 혈액을 모터를 이용하여 회전시켜 원심력에 따른 무게차를 이용하여 혈액은 상단 개구부(36)를 통해 배출시키고, 피제거물 복합체(10)는 중력과 원심력에 의해 원심분리기(32c) 아래로 침전시켜 분리하는 원리를 이용한다.

이와 같이 다양한 실시형태의 혈액처리부(200)를 통해 피제거물 복합체를 혈액으로부터 분리할 수 있으며, 특히 자가면역질환과 관련된 각종 B 림프구나 T 림프구 등을 환자의 혈액에서 효과적으로 거의 완벽하게 제거할 수 있다.

이와 같이 혈액처리부(200)에서 상기 피제거물이 제거된 혈액은 도 2에 도시한 바와 같이 혈액처리부(200)의 배출구에 연결된 제4 튜브(24)를 통해 배출되며, 제4 튜브에 연결된 제2 카테터(미도시)를 통해 환자의 혈관내로 다시 주입되어진다. 제4 튜브(24)의 어느 지점에 혈액을 이송하기 위한 펌프(25)가 연결되어 있다.

1: 선택자
2: 표지자
3: 피제거물
31a,31b: 반응부
32a,32b,32c: 분리부
33a,33b: 자석
34: 진탕기
100: 혈장교환부
200: 혈액처리부

Claims (12)

1. 대상으로부터 분리된 혈액이 유입되어 혈액 속의 항체를 제거해주는 혈장교환부; 및 상기 유입된 혈액내 피제거물인 B 림프구 또는 T 림프구에 특이적으로 결합하는 항원, 항원의 재조합 산물 및 항원의 처리물의 군에서 선택되는 적어도 1종의 표지자를 포함하며, 상기 표지자와 피제거물간 반응에 의해 혈액으로부터 피제거물을 분리제거하는 혈액처리부를 포함하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 혈액처리부는 피제거물에 특이적으로 결합하는 표지자를 고정상으로 하고 상기 피제거물을 이동상으로 하는 친화력 크로마토그래피 칼럼으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 혈액처리부는 표지자와 선택자가 결합된 표지자의 공급부; 상기 선택자가 결합된 표지자와 상기 유입된 혈액내 피제거물이 결합하여 피제거물 복합체를 형성하는 반응부; 및 상기 피제거물 복합체를 혈액으로부터 분리하는 분리부를 포함하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 분리부는 자기력에 의해 상기 선택자가 결합된 표지자를 분리하는 장치인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 분리부는 자중에 의해 상기 선택자가 결합된 표지자를 분리하는 장치인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 분리부는 원심력에 의해 상기 선택자가 결합된 표지자를 분리하는 장치인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
7. 제 3항에 있어서,
   상기 반응부는 나선형관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
8. 제 3항에 있어서,
   상기 반응부는 반응물이 혼합되는 반응용기로 이루어지고, 상기 반응용기를 흔들어주는 진탕기가 구비된 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 피제거물은 특정 항원에 특이적으로 결합하는 B 림프구 또는 T 림프구인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 피제거물은 자가면역질환을 유발하는 면역세포인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
11. 제 3항에 있어서,
    상기 선택자는 마이크로비드이고, 표지자는 다가항원인 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
12. 제 3항에 있어서,
    상기 선택자는 마이크로비드이고, 상기 마이크로비드에 표지자로 적어도 2 이상의 항원이 결합된 것을 특징으로 하는 선택적 면역 세포 분리 반출장치.
    
    
    
    
    
    

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