JP2003310751A - 癌胎児性抗原吸着材および体外循環用カラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一般的に普及可能であり、体液中から、直接、
癌胎児性抗原などの免疫抑制物質を高い効率で選択的に
吸着し、かつ、安全に体外循環できる免疫抑制性蛋白質
吸着材を提供し、ひいては癌の治療に役立てる。 【解決手段】水不溶性担体に極性基もしくはイオン性基
を結合してなる免疫抑制性物質の吸着材およびこれを充
填した体外循環用カラム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液中に過剰に存
在すれば免疫の大幅な低下を招き、癌の形成が促進され
ると考えられる癌胎児性抗原を除去するための吸着材お
よび体外循環カラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】医学の発達した今日でも、癌は依然とし
て日本人の主な死亡原因の一つである。その原因は患者
には手術で取りきれない癌細胞が存在するためであり、
その除去のため抗癌剤治療や放射線治療が行われてき
た。しかし、これらは正常細胞をも傷害するため患者の
生命を維持しつつ癌細胞を完全に除去することができな
い。一方、最近、患者の免疫力を高めて、患者自身の白
血球で癌を排除しようとする細胞療法が盛んに試みられ
る様になった。最も有望なものとして、患者の樹状細胞
を体外で癌抗原刺激した後、患者に戻し、癌特異的キラ
ー細胞（ＣＴＬ）を誘導して治療しようとする樹状細胞
輸注療法がある。しかし、健康な動物の血液からはＣＴ
Ｌを誘導できても癌末期の担癌動物からは誘導できない
ことが多い。また、動物実験では好成績を得ても臨床で
は目に見えた効果が出ないことが殆どである。この理由
は患者の血中には癌細胞が産生する免疫抑制物質が存在
するためと考えられる。その免疫抑制物質の代表的なも
のの一つが癌胎児性抗原であるが、消化器ガンや特定の
肺ガンの進行に伴って異常に増え、癌細胞の増殖を助け
ていると考えられる。ヒトの癌胎児性抗原は分子量２０
万程度の蛋白質であるため、分離膜や従来の吸着材では
吸着除去が困難な物質である。従って、癌患者の血液中
に異常に増えた癌胎児性抗原を効率よく除去できる吸着
材は知られていない。なお、これら免疫抑制物質の除去
には、理論上、血漿交換も有効であるが、ドナーから予
期しない病原物質に感染する危険が伴うという避けがた
い本質的な欠点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の問題点に鑑み、一般的に普及可能であり、体液中
から、直接、癌胎児性抗原などの免疫抑制物質を高い効
率で選択的に吸着し、かつ、安全に体外循環できる癌胎
児性抗原吸着材を提供し、ひいては癌の治療に役立てる
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の医癌胎児性抗原
吸着材および体外循環用カラムは上記目的を達成しよう
とするために、以下の構成を有する。

【０００５】（１） 水不溶性担体に極性基もしくはイ
オン性基を結合してなる癌胎児性抗原吸着材。

【０００６】（２）該水不溶性担体の比表面積が１グラ
ム当たり０．１平方メートル以上である（１）に記載の
癌胎児性抗原吸着材。

【０００７】（３）極性基がアミド基である（１）また
は（２）記載の癌胎児性抗原吸着材。

【０００８】（４）イオン性基がアミン残基である
（１）または（２）記載の癌胎児性抗原吸着材。

【０００９】（５）イオン性基が、窒素原子１個当たり
の炭素数が１２以上である４級アンモニウム残基である
（１）〜（４）のいずれかに記載の癌胎児性抗原吸着
材。

【００１０】（６）該水不溶性担体がポリスルホン系重
合体である（１）〜（５）のいずれかに記載の癌胎児性
抗原吸着材。

【００１１】（７）該水不溶性担体がポリ（芳香族ビニ
ル化合物）である（１）〜（６）のいずれかに記載の癌
胎児性抗原吸着材。

【００１２】（８）該水不溶性担体が膜、繊維、粒状物
またはこれらの組み立て品に成型されていることを特徴
とする（１）〜（７）のいずれかに記載の癌胎児性抗原
吸着材。

【００１３】（９）該水不溶性担体を、膜、繊維、粒状
物のいずれかの表面に被覆せしめた（１）〜（７）のい
ずれかに記載の癌胎児性抗原吸着材。

【００１４】（１０）（１）〜（９）のいずれかに記載
の癌胎児性抗原吸着材が充填された体外循環カラム。

【００１５】（１１）（１）〜（９）いずれかに記載の
癌胎児性抗原吸着材が充填された癌治療用体外循環カラ
ム。

【００１６】

【発明の実施の形態】続いて、本発明についてさらに詳
細に説明する。

【００１７】本発明で用いる水不溶性担体としては、水
に不溶で、極性基もしくはイオン性基を固定化できるも
のであれば良く、ポリスチレンで代表されるポリ（芳香
族ビニル化合物）、ポリ（ｐ−フェニレンエーテルスル
ホン）や−｛（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄）−Ｃ（ＣＨ₃）₂−（ｐ−
Ｃ₆ Ｈ₄ ）−Ｏ−（ｐ−Ｃ₆ Ｈ₄ ）−ＳＯ₂ −（ｐ−Ｃ
₆ Ｈ₄ ）−Ｏ−｝_n−（以下ユーデルポリスルホンと略
記する）などで代表されるポリスルホン系重合体、ポリ
エーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテ
ル、ポリフェニレンサルファイドなどおよびこれらの誘
導体で極性基もしくはイオン性基を固定化できるもなど
を用いることができるが、これらに限定されない。極性
基もしくはイオン性基を固定化するための反応性官能基
としては、ハロメチル基、ハロアセチル基、ハロアセト
アミドメチル基、ハロゲン化アルキル基などの活性ハロ
ゲン基、エポキサイド基、カルボキシル基、イソシアン
酸基、チオイソシアン酸基、酸無水物基などをあげるこ
とができるが、とりわけ、活性ハロゲン基、中でも、ハ
ロアセチル基は、製造が容易な上に、反応性が適度に高
く、官能基の固定化反応が温和な条件で遂行できると共
に、この際生じる共有結合が化学的に安定なので好まし
い。さらに具体的な例としては、クロルアセトアミドメ
チルポリスチレン、クロルアセトアミドメチル化したユ
ーデル・ポリスルホン、クロルアセトアミドメチル化し
たポリエーテルイミドなどがあげられる。さらに、これ
らのポリマーは有機溶媒に対し可溶であると、成型しや
すい利点がある。

【００１８】本発明で言う極性基とは、アミド基、尿素
基、エステル基、エーテル基などを意味する。アミド基
の具体例としてはクロルアセトアミドメチル基、ブチロ
イルアミドメチル基、ラウロイルアミドメチル基、ポリ
ペプチド、環状ポリペプチドなどを上げられる。とりわ
け、ポリミキシンＢで代表される環状ポリペプチドが好
ましい。

【００１９】本発明で言うイオン性基とは、アミノ基、
カルボキシル基、スルホン酸基など水中でイオンに解離
しうるものを意味する。アミノ基の具体例としてはラウ
リルアミン、ポリエチレンイミン、ポリミキシンＢなど
の一級、二級アミンをクロルアセトアミドメチル基に反
応させたもの、Ｎ、Ｎ−ジメチルオクチルアミン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルラウリルアミンなどの炭素数１０以上の三
級アミンをクロルアセトアミドメチル基に反応させたも
のを上げることができる。

【００２０】本発明における極性基もしくはイオン性基
の結合の密度は、水不溶性担体の化学構造および用途に
より異なるが、少なすぎるとその機能が発現しない傾向
にあり、一方、多すぎると、固定化後の担体の物理的強
度が悪くなり、吸着材としての機能も下がる傾向にある
ので、該密度は水不溶性担体の繰り返し単位あたり０．
０００１〜１．０モル、より好ましくは０．００１〜
１．０モルが良い。

【００２１】本発明における比表面積とは吸着材１グラ
ム当たりの表面積を意味する。癌胎児性抗原は１５万ダ
ルトン以上の分子量を持つ大きな分子であるので、吸着
材は大きな表面積を持つことが必要である。本発明の吸
着材の比表面積は吸着材１グラム当たり０．１平方メー
トル以上であることが好ましく、より好ましくは、１平
方メートル以上である。ただし無限に大きくはできない
ので、実際上、限界があり、１００平方メートル以下が
好ましい。この比表面積は窒素ガス吸着法（ＢＥＴ法）
で求めることができる。比表面積を大きくする方法とし
ては繊維化するか成型品を多孔質化する方法がある。具
体的には、比表面積が１グラムあたり０．１平方メート
ルの担体を作るには、ポリエチレンテレフタレートの繊
維化の場合、直径約３０マイクロメーターの繊維を作れ
ばよい。

【００２２】本発明の吸着材は、親水性アミン残基を結
合した水不溶性担体を比表面積が１グラムあたり０．１
平方メートル以上になるように膜、繊維、粒状物または
これらの組み立て品に成型するか、あるいは親水性アミ
ン残基を結合した水不溶性担体を、比表面積が１グラム
あたり０．１平方メートル以上の膜、繊維、粒状物のい
ずれかの基材に被覆せしめるか、あるいは比表面積が１
グラムあたり０．１平方メートル以上の水不溶性担体の
膜、繊維等の成型品に親水性アミンを結合させるか等に
より得ることができる。

【００２３】本発明吸着材の製造には、水不溶性担体の
成型品に親水性アミンの溶液を接触させる不均一系反応
の方法と水不溶性担体の溶液と親水性アミンの溶液を混
合して反応させた後、成型する均一系反応の方法とがあ
る。不均一系反応の方法の一例としては、クロルアセト
アミドメチル化ポリスルホンの繊維または中空糸などの
成型品をポリアルキレンイミン等のイソプロパノール溶
液中に浸し、０〜１００℃の温度で反応させることによ
り、容易に達成される。均一系反応による方法の一例を
述べると、クロルアセトアミドメチル化ポリスルホンの
溶液中に対応したポリアミンを加えて、０〜１００℃の
温度で反応させることにより、達成される。その量には
特に制限はないが、可溶性のポリマーを得るためにはハ
ロアセトアミドメチル基に対し１倍モル以上用いるのが
望ましい。とりわけ、ポリアミンの場合は、可溶性の担
体を得るためには親水性アミンを大過剰用いるのが好ま
しい。

【００２４】また、反応溶媒としては、水、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノール、ジメチルスルホキ
シド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの
極性の高い溶媒の方が反応が速く進む利点がある。不均
一系反応では、親水性アミンが溶ける溶媒であれば良
く、特に制限はない。均一系で反応させる場合には、水
不溶性担体と親水性アミンの両方が溶解する溶媒、具体
的にはテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセ
トアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどが好ましく用いら
る。また、成型品を表面処理する方法も可能で、そのた
めには水、メタノール、エタノールなどの、不溶性担体
を溶かさずに親水性アミンを溶かす溶媒が好ましく用い
られる。

【００２５】本発明の吸着材ポリマーをポリエステル繊
維、ナイロン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維な
どの成型品の表面にコーティングすると、簡単且つ安価
に表面積の大きな高次の成型品が得られる利点がある。
コーティングは、本発明の吸着材を塩化メチレンやテト
ラヒドロフランなどの低沸点溶媒に溶かしたものにナイ
ロンの編み地や織物を浸したのち、溶媒を蒸発すること
により容易に達成できる。また、Ｎ，Ｎ−ジメチルホル
ムアミドなどの溶媒に溶かしたものを水などのポリマー
の貧溶媒に入れる湿式コーティング法も利用できる。コ
ーティングされる成型品のポリマーはポリアミド、ポリ
ウレタン、ポリイミド、ポリスルホン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエステルなど、本発明吸着材ポリマーとの接着
性の良いものであれば何でも良く、その種類には特に制
限はないが、ナイロン、ポリエーテルイミドなどのアミ
ド系のポリマーが接着性が特に良いので、好ましく用い
られる。

【００２６】上記の成型や基材への被覆において、成型
品や基材の形態に採用する繊維として、中空糸を用いる
ことも好ましい。この場合、濾過の機能を具備した吸着
材が作れるので、人工透析器として、あるいは、血漿分
離器として使用しながら免疫抑制物質を除去できる利点
がある。

【００２７】本発明の吸着材は血液中の癌胎児性抗原な
どの免疫抑制性蛋白質の除去の目的で、カラムに詰めた
状態で、癌等の病気の体外循環治療に用いられる。本カ
ラム作製は、綿状、筒編み状、フェルト状の本発明吸着
材を、空隙容積が２００ｍＬ程度以下になるようにし
て、適度の大きさの円筒形のカラムに詰めることで達成
できる。また、本発明吸着材は血清、血漿からの癌胎児
性抗原の除去の目的にも用いることができる。

【００２８】

【実施例】以下、実験例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【００２９】なお、本実施例中の評価方法は、以下に従
った。 １．血液中の成分の分析 血清中の癌胎児性抗原濃度はホープ・ラボラトリー社の
ＣＥＡテストキットＴＭ−２０１を用いて求めた。ま
た、総蛋白質濃度はビュレット法で求めた。 ２．窒素ガス吸着法（ＢＥＴ法） 各測定試料について、日本ベル（株）製高精度全自動ガ
ス吸着装置「ＢＥＬＳＯＲＰ３６」を用いて、１００℃
で脱気前処理後、窒素ガス７７Ｋの吸着等温線を測定し
た。該等温線にＢＥＴ多分子層吸着理論を適用して比表
面積を求めた。

【００３０】（水不溶性担体（原糸１）の作製）３６島
の海島複合繊維であって、島が更に芯鞘複合によりなる
ものを次の成分を用いて、紡糸速度８００ｍ／分、延伸
倍率３倍の製糸条件で得た。 島の芯成分；ポリプロピレン 島の鞘成分；ポリスチレン９０％、ポリプロピレン１０
％ 海成分；５−ナトリウムスルホイソフタル酸を３％共重
合したポリエチレンテレフタレート 複合比率；芯：鞘：海＝４０：４０：２０。 この海成分を熱苛性ソーダ水溶液で溶解し、芯鞘型のポ
リプロピレン補強ポリスチレン繊維として、直径４μｍ
の原糸１を得た。

【００３１】（実施例１）ニトロベンゼン１２００ｍＬ
と硫酸７８０ｍＬの混合溶液にパラホルムアルデヒド６
ｇを２０℃で溶解した後、０℃に冷却し、１５２ｇのＮ
−メチロール−α−クロルアセトアミドを加えて、５℃
以下で溶解した。これに２０ｇの上記で調製した原糸１
を浸し、室温で２時間静置した。その後、繊維を取りだ
し、大過剰の冷メタノール中に入れ、洗浄した。繊維を
メタノールで良く洗った後、水洗し、乾燥して、３０．
０ｇのα−クロルアセトアミドメチル化ポリスチレン繊
維（実施例１）を得た。

【００３２】（実施例２：疎水性４級アンモニウム基の
不均一系反応による固定）Ｎ，Ｎ−ジメチルラウリルア
ミン５０ｇとヨウ化カリウム８ｇを３６０ｍＬのＤＭＦ
に溶かした溶液に５ｇの実施例１を浸し、８５℃のバス
中で３時間加熱した。繊維をイソプロパノールで洗浄
後、１モル／Ｌ濃度の食塩水に浸漬した後、水洗し、真
空乾燥して、９．３ｇのジメチルラウリルアンモニウム
化繊維（実施例２）を得た。 （実施例３：ポリミキシンＢの不均一系反応による固
定）０．２ｍｇ／ｍＬ濃度のポリミキシンＢ硫酸塩水溶
液１Ｌの溶液に１０ｇの実施例１を浸し、１Ｍ水酸化ナ
トリウム溶液を加え、ｐＨを１０として、室温で２４時
間振とうした。この反応混合物中に希塩酸を入れ、ｐＨ
を４とした後、水で洗浄し、さらに真空乾燥して１０ｇ
のポリミキシンＢ固定化繊維（実施例３）を得た。この
繊維をアミノ酸分析した結果、ポリミキシンＢ結合量は
繊維１ｇあたり１０ｍｇであった。

【００３３】（実施例４、５：親水性アミン結合ポリマ
ーの合成とコーティング）ニトロベンゼン１６ｍＬと硫
酸３２ｍＬの混合溶液を０℃に冷却後、４．２ｇのＮ−
メチロール−α−クロルアセトアミドを加えて、溶解
し、これを、１０℃のユーデルポリスルホンＰ３５００
の３Ｌのニトロベンゼン溶液（３００ｇ／３Ｌ）に、良
く撹拌しながら加えた。さらに、室温で３時間撹拌し
た。その後、反応混合物を大過剰の冷メタノール中に入
れ、ポリマーを沈殿させた。沈殿をメタノールで良く洗
った後、乾燥し、さらに、ジメチルホルムアミド／メタ
ノールから再沈殿して、３０３ｇのα−クロルアセトア
ミドメチル化ポリスルホン（置換率：０．０５；重合体
Ａ）を得た。

【００３４】ポリエチレンイミン（平均分子量１０００
０：和光純薬）６０ｇを３００ｍＬのＤＭＦに溶かした
溶液と３０ｇの重合体Ａを含む３００ｍＬのＤＭＦ溶液
と混合し、室温で４８時間撹拌した。反応混合物を大過
剰の飽和食塩水に加え、沈殿したポリマーをろ取した。
ポリマーを水洗後、乾燥し、さらに、ジメチルホルムア
ミド／メタノールから再沈殿して、２７ｇのＮ−アルキ
ル化ポリアルキレンイミン固定化ポリスルホン（重合体
Ｂ）を調製した。

【００３５】５ｇの重合体Ｂを含む塩化メチレン２５０
ｍＬの溶液に、単糸の直径が３．５μｍのポリエチレン
テレフタレート繊維の綿２０ｇを浸し、２０時間後に綿
を取り出し、液を切って風乾し、２１ｇのコーティング
綿（実施例４）を得た。また、５ｇの重合体Ｂを含む塩
化メチレン２５０ｍＬの溶液に、単糸の直径が１００μ
ｍのポリエチレンテレフタレート繊維の綿１０ｇを浸
し、２０時間後に綿を取り出し、液を切って風乾し、１
０．４ｇのコーティング綿（実施例５）を得た。

【００３６】（実施例６：不均一系反応による親水性４
級アンモニウム基の固定） Ｎ，Ｎ−ジメチルヘキシル
アミン５０ｇとヨウ化カリウム８ｇを３６０ｍＬのＤＭ
Ｆに溶かした溶液に５ｇの実施例１を浸し、８５℃のバ
ス中で３時間加熱した。繊維を１モル／Ｌ濃度の食塩水
に浸漬した後、水洗し、真空乾燥して、７．３ｇのジメ
チルヘキシルアンモニウム化繊維（実施例６比較例）を
得た。

【００３７】（吸着能の評価）ヒト血清（コスモ・バイ
オ社；８１２−１０）にリコンビナント・ヒト癌胎児性
抗原（ケミコン・インターナショナル社；ＣＥＡ）を加
え、３７℃で１ｈ振とうしてＣＥＡモデル血清（８９ｎ
ｇ／ｍＬ濃度）を調製した。この血清１ｍＬに吸着材５
０ｍｇを入れ、３７℃で４時間振とうした後、上清中の
ＣＥＡ濃度を測定して、表１の結果を得た。なお、比較
例１として実施例４の調製に用いた単糸の直径が３．５
μｍのポリエチレンテレフタレート繊維に何も固定処理
していない綿を用いた。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１の比較例１では極性基やイオン性基の
リガンドを持たないため吸着性がないことが分かる。実
施例４は比表面積が大きいため、吸着性が実施例５より
も吸着能が高い。これらの結果から、吸着には極性基も
しくは親水性基が必要であることが分かる。また、イオ
ン性基の中の４級アンモニウム基では、窒素原子１個当
たりの炭素数が８以下のものは吸着能が小さいことが分
かる。

【００４０】

【発明の効果】本発明により、免疫抑制性物質を効率よ
く吸着除去することが可能となり、癌の患者の治療に有
用である。

フロントページの続き (72)発明者 山本 芳樹 京都府京都市下京区松原中之町488−１− 703 Ｆターム(参考） 4C077 BB03 CC01 EE01 MM06 NN03 PP15

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水不溶性担体に極性基もしくはイオン性基
   を結合してなる癌胎児性抗原吸着材。
2. 【請求項２】該水不溶性担体の比表面積が１グラム当た
   り０．１平方メートル以上である請求項１に記載の癌胎
   児性抗原吸着材。
3. 【請求項３】極性基がアミド基である請求項１または２
   記載の癌胎児性抗原吸着材。
4. 【請求項４】イオン性基がアミン残基である請求項１ま
   たは２記載の癌胎児性抗原吸着材。
5. 【請求項５】イオン性基が、窒素原子１個当たりの炭素
   数が１２以上である４級アンモニウム残基である請求項
   １〜４のいずれかに記載の癌胎児性抗原吸着材。
6. 【請求項６】該水不溶性担体がポリスルホン系重合体で
   ある請求項１〜５のいずれかに記載の癌胎児性抗原吸着
   材。
7. 【請求項７】該水不溶性担体がポリ（芳香族ビニル化合
   物）である請求項１〜６のいずれかに記載の癌胎児性抗
   原吸着材。
8. 【請求項８】該水不溶性担体が膜、繊維、粒状物または
   これらの組み立て品に成型されていることを特徴とする
   請求項１〜７のいずれかに記載の癌胎児性抗原吸着材。
9. 【請求項９】該水不溶性担体を、膜、繊維、粒状物のい
   ずれかの表面に被覆せしめた請求項１〜７のいずれかに
   記載の癌胎児性抗原吸着材。
10. 【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の癌胎児
    性抗原吸着材が充填された体外循環カラム。
11. 【請求項１１】請求項１〜９いずれかに記載の癌胎児性
    抗原吸着材が充填された癌治療用体外循環カラム。