JP2004248951A - 吸着材および該吸着材を充填した体外循環用カラム - Google Patents

Abstract

【課題】一般的に普及可能であり、体液中から、直接、ＴＧＦβ、免疫抑制酸性蛋白、ＰＧＥ２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物質吸着材を提供し、ひいては癌の治療に役立てる。
【解決手段】ポリ（芳香族ビニル化合物）と補強用ポリマからなる水不溶性繊維に親水性アミン残基を固定してなり、免疫抑制物質を吸着する吸着材およびこれを充填した体外循環用カラム。
【選択図】なし

Description

【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ＴＧＦβ、免疫抑制酸性蛋白、ＰＧＥ２などの免疫抑制物質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、依然として日本人の主な死亡原因の一つが癌である。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ＣＴＬ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。この理由として患者の血中には免疫を抑制する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がトランスフォーミング・グロウス・ファクター・ベータ（ＴＧＦβ）、免疫抑制酸性蛋白、プロスタグランジンーＥ２（ＰＧＥ２）である。この物質がＣＴＬの誘導や機能発現を阻害していると考えられる。ＴＧＦβは、健康な人の血液中にも存在する蛋白質で免疫作用を調整する重要な物質であるが、癌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。ＴＧＦβは単独では分子量２５０００程度の蛋白質であるが、血中では他の蛋白質と結合して１０万前後の分子量で存在するため、従来の吸着材では吸着除去が困難な物質である。従って、癌患者の血液中から異常に増えたＴＧＦβを効率よく除去できる吸着材は知られていない。ＴＧＦβの吸着材が特許文献１（特開２００１−２１８８４０号公報）に開示されているが、除去効率が悪く、機械的強度も十分でない問題がある。また、免疫抑制酸性蛋白は分子量５万程度の蛋白質で、癌の悪性度のマーカーとして臨床で利用されているが、免疫を抑制すると言われている。活性炭カラムでの除去も試みられたが、吸着能力が不十分だったためか治療効果が明確でなかった。また、活性炭は粉が出やすいので、直接、血液と接触する用途には向かない。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、感染の危険が避けがたい本質的な欠点がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２１８８４０号公報
【０００４】
【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、ＴＧＦβ、免疫抑制酸性蛋白、ＰＧＥ２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物質吸着材を提供し、ひいては癌の治療に役立てることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわちポリ（芳香族ビニル化合物）と補強用ポリマからなる水不溶性繊維に親水性アミン残基を固定してなることを特徴とする免疫抑制物質吸着材である。
【０００６】
また本発明は、上記の吸着材を充填した体外循環カラムである。
【０００７】
【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。
【０００８】
本発明で用いるポリ（芳香族ビニル化合物）としては、スチレン、αーメチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、クロルメチルスチレンなどのホモ重合体もしくはこれらの２種以上の共重合体またはこれらのブレンド体が好ましい。
【０００９】
補強用ポリマとしては、ポリエステル、ポリアミド、ポリαーオレフィン等のホモ重合体、またはこれらの共重合体、ブレンド体が好ましく用いられる。そのなかでも耐薬品性にすぐれたポリαーオレフィンが最も好ましく用いられる。ポリαーオレフィンとしてはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリー３−メチルブテンー１、ポリー４−メチルペンテンー１などが好ましく用いられる。
【００１０】
本発明においては、水不溶性繊維としては少なくとも前記ポリ（芳香族ビニル化合物）と補強用ポリマから構成されるが、水に不溶で、親水性アミンを固定化できるものであれば良く、特に限定されない。具体的には水不溶性繊維として、ポリ（芳香族ビニル化合物）と補強用ポリマからなる混合繊維、複合繊維をあげることができるが、特に免疫抑制物質の吸着性能から、ポリ（芳香族ビニル化合物）を海成分、補強用ポリマを島成分とする海島型複合繊維望ましい。島の個数にとくに限定はされないが、製造面から１〜１００個が好ましい。さらに、海成分についてはポリ（芳香族ビニル化合物）以外に、前記補強用ポリマとのブレンド体であつてもよい。この場合、補強用ポリマのブレンド比が大きくなるほど耐剥離性に優れた繊維が得られるが、逆に免疫抑制物質の吸着性が低下するため、ブレンド比は５０％未満、特に５〜３０％程度が好ましい。
【００１１】
繊維の直径は通常０．１〜１００μｍ程度であるが、細すぎると糸強力が小さくなり、取り扱いが難しい欠点を生じ、太すぎると免疫抑制物質の吸着性が低下するため特に１〜５０μｍが望ましい。
【００１２】
また、繊維の２次形態には限定がなく、フィラメント糸、パンチフェルト、織物、編み物、不織布、繊維束、詰め綿、短繊維、中空糸等種種の形態で用いることができる。
【００１３】
水不溶性繊維におけるポリ（芳香族ビニル化合物）の割合は通常２０％以上であるが、割合が低すぎると免疫抑制物質の吸着量が低下するため、３０％以上が好ましく、特に５０％以上が最も好ましい。一方、補強用ポリマの割合は通常２０％以上であるが、割合が低すぎると機械的強度が低下するため、３０％以上が好ましい。
【００１４】
本発明において、親水性アミン残基はポリ（芳香族ビニル化合物）に固定化する。親水性アミン残基を固定化するためのポリ（芳香族ビニル化合物）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、親水性アミン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、クロルメチルスチレンなどがあげられる。
【００１５】
本発明で言う親水性アミン残基とは、単独では水に溶解もしくは水を溶解するアミン、すなわち親水性アミンがポリマーに化学的に結合した状態のものを意味する。親水性アミンとしては、炭素数で言うと、窒素原子１個当たり炭素数１８以下であるものが好ましい。
【００１６】
本発明においては、親水性アミンの中でも、窒素原子１個当たり炭素数３以上１８以下、とりわけ、４以上１４以下のアルキル基を持つ第３級アミンから得られる第４アンモニウム基を結合したものが好ましい。そのような第３級アミンの具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ、Ｎ−ジメチルヘキシルアミン、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、Ｎ−メチル−Ｎ−エチル−ヘキシルアミンなどがあげられる。さらに、親水性アミンを構成するアルキル基が親水性基である水酸基やエーテル基を含むもの、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチル−６−ヒドロキシヘキシルアミンやＮ，Ｎ−ジメチル−４−メトキシブチルアミン等も親水性アミンとして好ましく用いうる。
【００１７】
本発明において、固定化した親水性アミン残基の結合の密度は、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、固定化後の重合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、該密度はポリ（芳香族ビニル化合物）の繰り返し単位あたり０．０１〜２．０モル、より好ましくは０．１〜１．０モルが良い。密度はアニオン交換容量もしくは収量などを測定することによって算出することができる。
【００１８】
本発明における水不溶性繊維に親水性アミン残基を固定してなり、免疫抑制物質を吸着することを特徴とする吸着材は、例えば公知の方法によつて紡糸、延伸した前記複合繊維のポリ（芳香族ビニル化合物）にクロルアセトアミドメチル基を導入した後、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ージメチルホルムアミド（ＤＭＦ）などの極性の高い溶媒中で前記親水性アミンと反応させることによつて製造することができる。
【００１９】
本発明の免疫抑制物質吸着材は血液中のＴＧＦβ、免疫抑制酸性蛋白，ＰＧＥ２などの免疫抑制物質の除去の目的で、カラムに充填した状態で、癌等の病気の体外循環治療に用いられる。本発明のカラムの作製は、綿状、筒編み状、フェルト状にした本発明の免疫抑制物質吸着材を、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、本発明吸着材は輸血用血液、血清、血漿からの免疫抑制物質の除去の目的にも用いることができる。
【００２０】
【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。
【００２１】
＜実施例１〜４、比較例１＞
（水不溶性繊維）
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重量％、ポリプロピレン１０重量％
海成分；５−ナトリウムスルホイソフタル酸を３重量％共重合したポリエチレンテレフタレート
複合比率（重量比）；芯：鞘：海＝２７：５３：２０。
この複合繊維の海成分を熱苛性ソーダ水溶液で溶解し、芯鞘（海島）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（ポリスチレンの割合６０重量％）を得た。
【００２２】
また、１６島および複合比率（重量比）；芯：鞘：海＝２４．５：３０．５：４５にする以外は上記の方法で芯鞘（海島）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２（ポリスチレの割合５０重量％）を得た。
【００２３】
また、海成分がポリスチレン、島成分がポリプロピレン、海島比率（重量比）が６５：３５になるように紡糸速度１２００ｍ／分で製糸し１６島の海島型複合繊維として、直径３０μｍの原糸３（ポリスチレンの割合６５重量％）を得た。
【００２４】
さらに、海成分がポリスチレン９０重量％、ポリプロピレン１０重量％、島成分がポリプロピレン、海島比率（重量比）が５０：５０になるように紡糸速度８００ｍ／分、延伸倍率３倍で製糸し１６島の海島型複合繊維として直径２０μｍの原糸４（ポリスチレンの割合４５重量％）を得た。
【００２５】
（中間体）
ニトロベンゼン１５０ｍＬと硫酸９８ｍＬの混合溶液にパラホルムアルデヒド０．３９ｇを２０℃で溶解した後、０℃に冷却し、２７．２ｇ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１０ｇ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、真空乾燥して、１５．８ｇのα−クロルアセトアミドメチル化ポリスチレン繊維（中間体１）を得た。
【００２６】
また、１０ｇの原糸２、１０ｇの原糸３および１０ｇの原糸４を上記と同様に処理して、それぞれ中間体２（収量１５．０ｇ）、中間体３（収量１７．０）および中間体４（収量１４．２ｇ）を得た。
【００２７】
（親水性アミンの固定）
Ｎ，Ｎ−ジメチルヘキシルアミン５ｇとヨウ化カリウム１ｇを１００ｍＬのＤＭＦに溶かした溶液に５ｇの中間体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、メタノール洗浄し、真空乾燥して、７．６ｇのジメチルヘキシルアンモニウム化繊維（実施例１）を得た。 また、５ｇの中間体２、５ｇの中間体３および５ｇの中間体４を上記と同様に処理して、実施例２（収量７．４ｇ）、実施例３（収量７．５ｇ）および実施例４（収量７．０ｇ）の繊維を得た。いずれの吸着材も補強用ポリマで補強されているため、優れた機械的強度を示した。収量は重量を測定して求めた。
【００２８】
（非親水性アミンの固定）
また、非親水性アミンとして、ステアリルアミン５０ｇを３６０ｍＬのエタノールに溶かした溶液に５ｇの中間体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、水洗し、真空乾燥して、７．５ｇのステアリルアミノ化繊維（比較例１）を得た。
【００２９】
（吸着能の評価）
１０週令のＷＫＡＨ／Ｈｋｍラット（雄）の背部皮下にＫＤＨ８細胞（北海道大学提供）２×１０^６個接種して調製した担癌ラットから血液を採取し、血清６ｍＬ（ＴＧＦβの濃度：２９ｎｇ／ｍＬ）を調製した。その血清１ｍＬに吸着材５０ｍｇを入れ、３７℃で４時間振とうした。上清中のＴＧＦβ濃度を測定して、吸着率を求めたところ、実施例１が８４％、実施例２が７３％、実施例３が５４％、実施例４が２６％および比較例１が０％であった（表１）。
【００３０】
【表１】

【００３１】
なお、ＴＧＦβ濃度はゼンザイム・テクネ社のヒトＴＧＦβ免疫分析キットを使用して求めた。吸着率の計算は、１００×｛（吸着前の血清中のＴＧＦβ濃度）ー（吸着後の血清中のＴＧＦβ濃度）｝／（吸着前の血清中のＴＧＦβ濃度）を計算することにより行った。
【００３２】
比較例１は親水性でないアミノ基のリガンドのためＴＧＦβの吸着能が無い。実施例１〜４から親水性の第４級アンモニウム基が高いＴＧＦβ吸着率を示すことが分かる。また、実施例１と２および実施例３と４からポリスチレンの割合が大きいほど吸着率が高く、実施例１、２と実施例３、４から繊維の直径が細いほど吸着率が高いことが分かる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明により、免疫抑制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。

Claims (8)

1. ポリ（芳香族ビニル化合物）と補強用ポリマからなる水不溶性繊維に親水性アミン残基を固定してなることを特徴とする免疫抑制物質吸着材。
2. 親水性アミン残基が、窒素原子１個当たり炭素数３以上、１８以下である第４級アンモニウム基である請求項１記載の免疫抑制物質吸着材。
3. 免疫抑制物質がトランスフォーミング・グロウス・ファクター・ベータ（ＴＧＦβ）である請求項１または２記載の免疫抑制物質吸着材。
4. 前記水不溶性繊維中のポリ（芳香族ビニル化合物）の割合が３０重量％以上である請求項１〜３のいずれか記載の免疫抑制物質吸着材。
5. 前記水不溶性繊維中のポリ（芳香族ビニル化合物）の割合が５０重量％以上である請求項１〜３のいずれか記載の免疫抑制物質吸着材。
6. 前記水不溶性繊維がポリ（芳香族ビニル化合物）を海成分、補強用ポリマを島成分とする海島型複合繊維である請求項１〜５いずれか記載の免疫抑制物質吸着材。
7. 請求項１〜６のいずれか記載の免疫抑制物質吸着材を充填した体外循環カラム。
8. 請求項１〜６のいずれか記載の免疫抑制物質吸着材を充填した癌治療用体外循環カラム。