JP2005516978A - 光増感剤および光のピーク波長を使用する血液および血液製剤中の汚染の減少 - Google Patents

Abstract

本方法および装置は、血液製剤を含む、液体中の病原体の不活化を提供する。好ましい方法は、血液製剤に対してリボフラビンなどの光増感剤の、有効な、無毒な量を添加する工程と、ピーク波長を有する光に液体を曝露する工程を含む。

Description

本出願は、2002年2月1日に出願の米国仮出願第60/353,223号に対する優先権を主張し、および2000年9月27日に出願の米国仮出願第60/235,999号の優先権を主張する2001年9月25日に出願の米国特許出願公開第09/962029号の一部継続出願であり、および2000年6月15日に出願の米国特許出願公開第09/596429号の一部継続出願である。

背景
HIV、肝炎、およびその他のウイルス、並びに細菌などの感染性の微生物による全血または血液製剤の汚染は、全血の輸血または以下のものなどの種々の血液製剤もしくは血液成分の投与を受けなければならないものにとって深刻な健康上の害が存在する：血小板、赤血球、血漿、第VIII因子、プラスミノーゲン、フィブロネクチン、抗トロンビンIII、クリオプレシピテート、ヒト血漿タンパク質分画、アルブミン、免疫血清グロブリン、プロトロンビン複合体血漿成長ホルモン、および血液から単離されるその他の成分。血液スクリーニング法では、病原性の汚染を逃してしまうかもしれず、細胞の血液成分にダメージを与えずに、全ての感染性ウイルスおよびその他の微生物を効率的に不活化する滅菌法は、これまで利用できなかった。

血液製剤または血液製剤を含む液体中に見いだされた微生物を不活化させるために、特定の光増感剤、または定義された波長の光を吸収し、エネルギー受容器に吸収エネルギーを伝達する化合物を含む、病原体を不活化する薬剤の使用が提唱されている。このような光増感剤は、血液または血液製剤を含む液体に添加されてもよいし、照射を受けてもよい。

本発明に使用してもよい光増感剤は、微生物を不活化するために有用な当該技術において既知の任意の光増感剤を含む。「光増感剤」は、1つまたは複数の定義された波長で放射を吸収し、その後に吸収エネルギーを化学プロセスを行うために利用する任意の化合物として定義される。血液または血液製剤中の病原体を減少するために使用してもよい光増感剤の例は、ポルフィリン、ソラレン、ニュートラルレッド、メチレンブルー、アクリジン、トルイジン、フラビン（塩酸アクリフラビン：acriflavine hydrochloride）、およびフェノチアジン誘導体などの色素、クマリン、キノロン、キノン、およびアントロキノンを含む。

光増感剤の添加を伴って、または伴わずに、光を液体中の病原体に照射するための多くの系および方法は、当該技術分野において既知である。たとえば、米国特許第5,762,867号は、発光ダイオード（LED）で液体中に存在する光能動的な薬剤を活性化するための系に向けられる。

米国特許第5,527,704号は、メチレンブルーを含む液体を活性化するために使用されるLEDを含む装置に向けられる。

米国特許第5,868,695号は、赤血球を不活化するために、赤い色を有し、かつ690nmの波長で光を放射するLEDを、ベンゾポルホリン（benzoporphrin）誘導体光増感剤と組み合わせて使用することを開示する。この特許の中で教示されるように、690nmの波長において、赤血球は、本質的に放射を透過し、従って、ベンゾポルホリン（benzoporphorin）誘導体は、この波長の放射を吸収して活性化される。また、血小板を不活化するために、青色を有し、かつ425nmのピーク波長の光を放射するLEDの使用が、この特許の中で開示されている。

米国特許第5,658,722は、365nm近くに発光ピークを有するUVA1光を使用して血小板を照射することを開示する。この特許は、血小板に対する損傷が、短いUVA＜345nmによって引き起こされることを教示し、本発明とは異なり、345nmのUVA波長を除去することを必要とする。

洗浄した血小板産物中のウイルスを不活化するために、光増感剤の添加を伴わずに308nmの波長で不定にパルスにされている光の使用が、Prodouzらによる論文（Use of Laser - UV for Inactivation of Virus in Blood Products; Kristina Prodouz, Joseph Fratantoni, Elizabeth Boone and Robert Bonner; Blood, Vol 70, No. 2)の中で教示されている。本論文は、ウイルスを殺すために、光と組み合わせて光増感剤を添加することを教示せず、または示唆しない。

本発明は、ピーク波長を有する光を内因性の光増感剤と組み合わせて使用して、血液または血液製剤中に存在するかもしれない病原体を減少することに向けられる。

概要
本発明は、光能動的な薬剤と共に、血液製剤および病原体を含む液体を照射するための方法および装置を提供する。液体中に含まれるあらゆる病原体を不活化するために、光能動的な薬剤を活性化するように、並びに特定の血液製剤を含む液体を透過するように選ばれたピーク波長を有する光に液体を曝露する。

本発明の方法による有用な１つの態様は、赤血球製剤に照射するために適している470nm近くのピーク波長で光を放射する光のバンクもしくはバンク群またはアレイを含むものを有する放射または処理チャンバである。

本発明のもう一つの態様は、血小板または血漿製剤に照射するために適した、308nm近くのピーク波長で放射される光の使用を含む。

第2の放射源または反射面などの放射エンハンサが、放射または処理チャンバに含まれていてもよい。放射エンハンサは、容器内で液体に接触する放射の量を増大するために、照射された液体を含む容器に隣接して、または放射源の反対側に配置されてもよい。

また、放射または処理チャンバは、好ましくは照射される液体中で移動をもたらすための手段を含む。移動は、光増感剤と病原体が不活化される液体を混合することを助けて、容器−光の界面で容器内の液体のターンオーバーをもたらすことよって照射プロセスの効率を改善することを含む、多くの利益を提供する。

液体に含まれる病原体を減少させるのに十分な波長および力のエネルギーを受けるような、照射される液体の配置は、配置される試料のための支持プラットフォーム、棚、またはトレイ;光または光アレイであってもよい2つの支持体の間の開口部または間隙であって、容器内の液体が該支持体の間に配置されているもの;あるいは、当該技術分野において既知のその他の手段であってもよい。支持プラットフォームは、コンベアライン内で実質的に水平の様式で移動してもよく、または振動もしくは撹拌してもよい。また、実質的に垂直面で、または任意の角度内で移動し得る支持プラットフォームを使用してもよい。液体を保持する支持プラットフォームまたは表面は、適用される光の波長の1つまたは複数に対して透過性であってもよい。また、容器内の液体は、サンドイッチ様の配置で、2つ以上の放射源の間の支持体表面上に配置してもよい。

照射される液体のタイプおよび使用される光増感剤のタイプを含む（しかし、限定されない）種々の因子に応じて、放射の代用源を使用してもよい。

詳細な説明
「血液製剤」の用語は、本明細書に使用されるものとして、上記の通りに血液に由来するタンパク質を含む全ての血液成分または血液構成成分を含む。また、血液に由来するもの以外の生物学的に活性なタンパク質を含む液体を、本発明の方法および装置よって処理してもよい。

本発明の光増感剤は、核酸に対して優先して吸着する化合物を含んでもよく、したがって付随する細胞またはタンパク質に対してほとんどまたは全く効果を有さずに、これらが微生物およびウイルスに対して光力学的な効果を有することに注目する。一重項酸素に依存的な機構を使用するものなどの、その他のタイプの光増感剤も本発明に有用である。

内因性の光増感剤は、最も好ましい。「内因性の」の用語は、体による合成の結果として、または必須食料（たとえばビタミン）としての摂取もしくはインビボでの代謝産物および／または副産物の形成により、ヒトまたは哺乳類の体内で天然に見出されることを意味する。このような内因性の光増感剤の例は、7,8-ジメチル-10-リビチルイソアロキサジン（リボフラビン）、7,8,10-トリメチルイソアロキサジン（ルミフラビン）、7,8-ジメチルアロキサジン（ルミクロム）、イソアロキサジン-アデニンジヌクレオチド（フラビンアデニンジヌクレオチド[FAD]）、アロキサジンモノヌクレオチド（別名フラビンモノヌクレオチド[FMN]およびリボフラビン-5-ホスフェート）などのアロキサジン誘導体、ビタミンK類、ビタミンL、これらの代謝産物および前駆体、ナフトキノン（napththoquinones）、ナフタレン、ナフトール、並びに平面の分子高次構造を有するこれらの誘導体である。「アロキサジン」の用語は、イソアロキサジンを含む。内因性のものに基づいた誘導体光増感剤は、合成に由来する内因性の光増感剤の類似体および相同体を含み、これは、これらが由来する光増感剤の低級（1〜5）アルキルまたはハロゲン置換を有してもよく、またその機能および実質的な無毒性を維持していてもよい。内因性の光増感剤が使用されるときに、特にこのような光増感剤が本質的に有毒でないか、または光放射後に有毒な光産物を生成しないときは、汚染除去後に除去または精製の工程が必要とされず、任意のさらなるプロセシングを必要とせずに、処理した製剤を直接患者の体に戻し、またはその治療的な効果を必要とする患者に投与することができる。血液製剤中の病原体を不活化するための内因性の光増感剤の使用は、米国特許第6,258,577号および第6,277,337号に記載されており、相反しない範囲で、これらの全体を本明細書に参照として援用される。

米国特許第6,268,120号に記載されているものなどの内因性の構造に基づいた非内因性の光増感剤を本発明に使用してもよく、また本明細書に参照として援用される。これらの非内因性の光増感剤および内因性のものに基づいた誘導体光増感剤は、本明細書において、内因性のものに基づいた光増感剤（photosentizers）という。

これらの光増感剤が病原体を不活化するであろう1つの機構は、核酸の複製を防止するために核酸を妨害することによるものである。本明細書において使用されるものとして、「病原体の不活化」の用語は、病原体を殺すこと、またはそうでなければその再生能力を妨害することのいずれかにより、病原体が複製することを完全にまたは部分的に阻止することを意味する。好ましい光増感剤の作用の特異性は、病原体の核酸に対して光増感剤が近くに近接し、これによって核酸に対して光増感剤が結合を生じるであろうことによって与えられる。「核酸」は、リボ核酸（RNA）およびデオキシリボ核酸（DNA）を含む。しかし、内因性の光増感剤または内因性のものに基づいた誘導体光増感剤について記載されているものとは異なる作用機構を有する光増感剤を本発明に使用してもよいことに留意されるべきである。たとえば、膜に結合する光増感剤を使用してもよい。

特定の波長の光に対して光増感剤を暴露することにより、光増感剤は、光エネルギーを吸収し、光増感剤および光増感剤に結合したあらゆる核酸の光分解を引き起こすと考えられる。本発明では、実施例で使用した光増感剤は、7,8-ジメチル-10-リビチルイソアロキサジン（リボフラビン）である。

病原体不活化剤または光増感剤を使用して根絶し、もしくは不活化されるであろう微生物または病原体は、ウイルス（細胞外および細胞内のもの）、細菌、バクテリオファージ、真菌、血液で伝染する寄生生物、および原生動物を含むが、これらに限定されない。典型的なウイルスは、後天性免疫不全（HIV）ウイルス、A型、B型、およびC型肝炎ウイルス、sinbisウイルス、サイトメガロウイルス、水疱性口内炎ウイルス、単純ヘルペスウイルス、たとえばタイプIおよびIIのもの、ヒトTリンパ球向性レトロウイルス、HTLV-III、リンパ腺症ウイルスLAV/IDAV、パルボウイルス、輸液で伝染される（TT）ウイルス、エプスタイン・バー・ウイルス、および当該技術分野において既知のその他のものを含むが、これらに限定されない。バクテリオファージは、ΦXI74、Φ6、λ、R17、T₄、およびT₂を含む。典型的な細菌は、緑膿菌（P. aeruginosa）、S.アウレウス（aureus）、S.エピダーミス（epidermis）、L.モノサイトジェネス（monocytogenes）、大腸菌（E.coli）、K.ニューモニア（pneumonia）、およびS.マルセセンス（marcescens）を含むが、これらに限定されない。

病原体が不活化される液体は、これに対して添加された光増感剤を有し、生じる混合物を光増感剤を活性化するために適したピーク波長および量で、しかし生物学的な成分に対して有意な非特異的な損傷を引き起こすか、または液体中に存在するその他のタンパク質の生物活性を実質的に妨害するであろうよりも少ない光放射に曝露してもよい。

ピーク波長の用語は、本明細書で定義されるものとして、光が特定のピークの強度を有する波長に集中する狭い範囲内で放射されることを意味する。1つの態様において、可視光は、約470nmの波長に集中しており、約470nmで最大強度を有するであろう。もう１つの態様において、光は、308nm近くの波長のUV光のあたりの狭い範囲に集中しており、約308nmで最大強度を有するであろう。光源または放射源の用語は、本明細書で定義されるものとして、放射エネルギーのエミッターを意味し、以下にさらに記載されているように、可視および／または紫外の範囲のエネルギーを含んでいてもよい。

光増感剤は、病原体が不活化される液体に直接添加してもよく、または処理される液体とは別々に光透過性の容器に流してもよく、または光透過性の処理容器内に液体を配置する前に液体に添加してもよい。また、光増感剤は、処理容器の滅菌の前に、または後に、光透過性の容器に添加してもよい。

また、光増感剤を含む液体は、フロースルータイプのシステムを使用して、照射のための光透過性の容器内に流し、および通してもよい。あるいは、バッチ式タイプのシステムで、処理される液体を光透過性の容器内に配置して、これを撹拌し、微生物を実質的に不活化するために十分な時間光放射に曝露してもよい。

「容器」の用語は、閉じたまたは開放性の空間をいい、これは、強固なまたは柔軟な材料でできていてもよく、たとえばバッグまたは箱またはくぼみであってもよい。1つの態様において、容器は、上部が閉じていても、またはで開放性でもよく、その中で液体のフロー−スルーが可能なように、両端に開口部を有していてもよく、たとえばチューブまたは管であってもよい。フロー−スルー系に関して本発明の1つの態様を例示するために、キュベットを使用した。液体のバッチ式処理に関するもう一つの態様を例示するために、Gambro, Inc., (f/k/a Cobe Laboratories, Inc. , Lakewood, Colorado, USA)のTrima（登録商標）および／またはSpectra（商標）アフェレーシスシステムで使用されたものなどのコレクションバッグを使用した。

「光透過性の」の用語は、処理容器の材料が光増感剤を活性化するための適当な波長の光放射に対して適切に透明であることを意味する。フロー−スルー系では、容器は、適切に容器を透過して、光源からの全ての距離で光増感剤分子に接触し、かつ除染される液体中の病原体の不活化を確実にするために十分な深さ（光放射源から放射の方向に測定される次元）と、光放射に対する十分な液体の暴露時間を保証するために十分な長さ（流動方向の次元）を有する。このような容器を作成するための材料、並びに容器の深さおよび長さは、当業者によって容易に決定されてもよく、容器を通る液体の流速、光放射の強度、および液体成分、たとえば血漿、血小板、赤血球の吸光率と共に、液体が光放射に曝露されるべき時間の量を決定する。使用される容器は、血液バッグ、キュベット、および管を含む（これらに限定されない）、照射される液体を保持するために当該技術分野において既知のいずれの容器であってもよい。容器として使用してもよいものの１つの例には、Sangewaldバッグ（Sengewald Verpackungen GmbH & Co. KGから入手可能）であるが、限定されることは意図しない。

処理の後、血液または血液製剤を患者に対して後で送達するために貯蔵し、濃縮し、直接患者に注入し、またはそうでなければその最終的な使用のための処理をしてもよい。

図1は、本発明に使用してもよい装置の1つのタイプの放射または処理チャンバの内部の断面図を示す。図1に示した処理チャンバは、バッチ式の系で使用してもよいが、同様のエレメントがフロー−スルー系で使用されてもよい点に留意する必要がある。本発明の記述の全体にわたって、同様のエレメントには、同様の数字が与えられている点に留意する必要がある。装置55は、病原体を含むであろう液体を不活化するために使用され、少なくとも１つの放射源26を有する内部チャンバ33から成る。好ましい態様において、内部チャンバは、第2の放射源36を含んでいてもよい。それぞれの放射源26および36は、複数の別々の放射放射エレメントを含むものとしてそれぞれ表される。内部チャンバ33は、さらに、照射される液体を含む液体容器10を支持するための支持プラットフォーム25および制御装置11から成る。

上で紹介したとおり、2つの放射源が内部チャンバ33内に示されている。放射源26は、照射される液体を保持し、または含む容器10の上に、内部チャンバ33の上部部分に沿って位置してもよく、一方で、放射源36は、容器10の下に、内部チャンバ33の底の部分に沿って位置してもよい。図示はしていないが、放射源は、また、容器10に対して垂直に、内部チャンバ33の側面の一部または全てに沿って位置してもよい。放射または処理チャンバ55は、代わりに内部チャンバ33内の任意の位置で単一の放射源を含んでもよいし、さらに本発明の趣旨および範囲に応じてもよい。

供与源26と命名した放射を放射するエレメントを集合的に複数含む放射源は、その上に装着された複数の別々の放射を放射するエレメントまたは別々の光源（１つの例として、別々の供与源20を参照されたい）を含む上部支持体基体15を含む。支持基体15は、示したとおりに弧状形状であっても、平らな形状であっても、または示されていないが当該技術分野において既知のその他の配置であってもよい。したがって、上部支持体基体15は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、弓状以外のその他の形状であることもできる。

さらに、図1に表したように、別々の供与源36と命名した集合的な放射源は、下部支持体基体35を含み、これも、複数の別々の放射放射エレメントまたは別々の光源（１つの例として、別々の供与源30を参照されたい）を含む。下部支持体基体35は、好ましくは支持プラットフォーム25と並行である。下部支持体基体35は、示したとおりに実質的に平らであってもよく、または上記エレメント15と同様の弧状形状であってもよく、または本発明の精神と範囲から逸脱することなく、弓状以外の形状であってもよい。

図1に示したように、支持基体15および35は、少なくとも１つの反射面を含んでもよく、示したように、その上に2つ以上の反射面17および37を含んでもよい。反射面17は、上部支持基体15に隣接するように示してある。反射面37は、下部支持基体35に隣接するように示してある。また、反射面17および37は、支持基質15および35の一部のみに隣接していてもよい。図1に示したように、別々の光源装置20および30は、支持基質15および35の表面から外側に離れて伸長した。あるいは、別々の光源は、表面が放物線状の形状でそれぞれの別々の光源を囲むように表面に凹所を作ることができる（図示せず）。支持基質は、反射面を有してもよくまたは有してはなくてもよい。さらに他の配置において、反射面は、いずれの光源も含んでいなくてもよい。このような光源を含まない反射面は（図示せず）、放射源から反対側の上の処理チャンバ内に位置してもよい。図2に示したように、支持プラットフォーム25は、反射面39を有していてもよい。支持プラットフォーム25上のこの反射面39は、処理チャンバ内の別の反射面（１つの例として、エレメント17を参照されたい）の代わりにであっても、または加えられてもよい。また、処理チャンバ内に全く反射面がなくてもよい。

任意のこれらの反射面の態様において、反射面は、放射が照射された液体によって、好ましくは完全に吸収されるまで処理チャンバの全体にわたって前後に光から放射される放射を反射する役割を果たす、非常に反射性の材料で被覆であってもよい。反射面の非常に反射する性質により、光強度を最小限に減少して、液体で満たされたバッグまたは容器10に放射された光を反映して戻す。

図1では、支持プラットフォーム25は、内部処理チャンバ33内に配置されている。支持プラットフォーム25は、放射または処理チャンバの中央に実質的に位置してもよく（図1に示すように）、または本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、処理チャンバの上部部分または底部部分のいずれかに近接して位置してもよい。支持プラットフォーム25は、照射される液体を含む容器10を支持する。支持プラットフォーム25は、また、トレイまたは棚として定められてもよい。さらに、または代わりに、プラットフォーム25は、光によって放射された放射がプラットフォームを通って透過して、容器10内に含まれる液体を透過することが可能なように、光透過性の材料でできていてもよい。また、プラットフォームは、それによって最大源の光透過率を可能にするために、ワイヤーまたはその他の同様のメッシュ材料であってもよい。

支持プラットフォーム25は、好ましくは処理チャンバ内で多方向に移動できる。Helmer Corp. (Noblesville, IN, USA)から入手可能なHelmerフラットベッド撹拌システムなどの、あるタイプの撹拌機を使用してもよい。この種の撹拌機により動きがもたらされる。また、容器10内で、含まれる液体に可動域を提供するために、その他のタイプ撹拌機を、本発明の精神と範囲から逸脱することなく使用してもよい。たとえば、支持プラットフォームは、垂直方向に正しい位置に置かれるかもしれないし、光源は、横軸に関して回転してもよい。代わりに、支持プラットフォーム25は、0°〜360°の間で度数を変化させて、放射チャンバ内で多くの可能な方向に回転させてもよい。また、支持プラットフォーム25は、前後に、または同じ面に沿って側面から側面に振動してもよい。さらなる変形例として、1つまたは複数の光源を、支持プラットフォームの移動と同調した様式で移動してもよい。このような振動または回転は、光−流体の境界面で曝露された液体を光にまだ曝露されないバッグのその他の一部からの液体と絶えず置換することより、容器10内に含まれる大部分の光増感剤および液体が、各々の別々の放射源（たとえば、別々の供与源20および30）から放射された光に曝露することを可能にする。このような混合により、絶えず表面に光に曝露された新たな液体がもたらされる。

支持プラットフォーム25および／または放射源26および36の移動は、制御装置11によって制御されていてもよい。また、制御装置11は、光放射の割合を制御してもよい。

好ましい態様において、それぞれの別々の光源20および30は、バッグ10に含まれる液体を照射するための光のピーク波長を放射する。それぞれの別々の光源によって放射される光のピーク波長は、病原体不活化過程で両方の光増感剤を活性化するために十分な強度の放射を提供するように、並びに照射される血液または血液成分に対して有意な損傷を引き起こさずに、照射される特定の液体に十分な光の浸透を提供するように、選択される。好ましい光増感剤は、リボフラビンである。赤血球およびリボフラビンを含む液体を照射するためには、それぞれの別々の光源20および30が、470nmのピーク波長で光を放射するように選択されることが好ましい。本発明に使用される470nmの光は、リボフラビンを光分解するためには、および更に光によって赤血球を含む液体を有意に透過させるためには、最適な波長の光に近い。

図3は、リボフラビンの吸収スペクトルを示す。図3にみられるように、リボフラビンは、約450nmの吸収ピークで最高に光分解される。また、吸収スペクトルは、リボフラビンが約370nmの吸収ピークでうまく光分解されているであろうことを示す。赤血球による吸収が最小であり、吸収された光によって引き起こされる赤血球に対する有意な損傷がない限り、370nmのピーク波長を使用してもよい。

図4は、種々の濃度におけるヘモグロビンの吸収スペクトルを示す。示したとおり、全ての濃度のヘモグロビンが、419nm周辺に吸収ピークを有する。図4からわかるように、419nmの波長は、赤血球よって完全に吸収され、周囲の液体中の細胞により、光の透過が有意に減少される。この波長では、リボフラビンを光分解するために光を利用でき無いと考えられ、したがって赤血球に含まれるどの病原体も減少していない。約470nmの波長では、リボフラビンは、吸収ピークを有し、赤血球は光を吸収せずに、リボフラビンが光分解することができると考えられる。図12に示したように、これは、図3および4の吸収ピークの組合せでもみることができる。図4および図12で分かるように、470nmの波長は、赤血球よって完全に吸収されず、したがって、赤血球を含む液体を透過することができると考えられる。図3および図12でみられるように、約470nmの波長では、リボフラビンを光分解し、したがって赤血球中で、リボフラビンによって病原体を減少することができると考えられる。赤血球が690nmの波長の光に対して透過性であるので、赤血球を含む液体を不活化するためにはこの波長の光が必要であることが米国特許第5,527,704号によって教示されているため、このような結果は予想外である。

また、光増感剤とともに血小板および／または血漿を含むであろう液体中に含まれる病原体を不活化するために、約308nmのピーク波長を有する光を使用してもよい。305〜313nmの間の範囲で、かつ308nm程度のピークの強度を有する光は、光増感剤で液体を照射するために使用したときに、十分なウイルスの死滅をもたらし、かつ血小板に対して大規模なタンパク質損傷を生じないように見える。また、308nmの光は、血小板の凝集を防止するようにも見える。

図5に示したように、それぞれの放射源26は、複数の別々のLED装置のバンクまたはアレイから成っていてもよい。LED装置20、21、および22は、自己に含まれる放射エミッタである。それぞれのLEDは、電流が印加されたときに単一色の光を放射する。また、アレイ26の各々のLED装置は、同じピーク波長の光を放射してもよく、赤血球のためには、約470nmとなるように選択されることが好ましく、または血小板のためには、約約308nmであるように選択されることが好ましい。

別々の放射源または光は、多列の個々の光を含むバンクまたはアレイに配列されてもよく、一列に配列されてもよい（図示せず）。図5に示したように、LED装置が使用される場合、複数の別々のLED装置を多列に配置してもよい。また、光は、互い違いに、または互いに並置されてもよい（図示せず）。LED光のバンクまたはアレイが照射チャンバ55の上部および底部に（図1を参照）、または上記の通りの垂直配向に位置する場合、照射される液体を含むそれぞれのバッグまたは容器10は、上面および底面上で（または、垂直方向の場合は、バッグの両側で）光に曝露される。また、反射面17（図1に示したとおり）は、アレイの一部であってもよい。

1つまたは複数の光源は、血液製剤中に存在するであろうウイルスを実質的に不活化するために必要とされ、かつ照射される血液成分に実質的に損傷を与えない出力に応じて、放射装置の中で使用してもよい。

上記の通りに、本発明に使用される光は、LED装置またはエキサイマ光源などのその他の狭帯域幅の供与源であってもよい。LEDは、これらが非常に狭い抗菌スペクトルの光を放射するので有利である。狭い範囲の光を放射することは、照射される血液または血液成分に損傷を与えるかもしれない有用ではない全ての波長の光が除去されるので、照射される血液製剤に対して有益であろう。LED装置は、多くの会社のいずれか一つから入手可能である。本発明に有用なLED装置を製造するいくつかの会社は、Cree社(Durham, NC, USA); 日亜社（Nichia, Co.）（徳島、日本）; Kingbright会社（Kingbright, Corp.）(City of Industry, CA, USA)；およびLumileds Lighting, LLC (San Jose, CA, USA)である。本発明では、青色のスペクトルの光を放射し、約470nmのピーク波長で光を放射するLEDが、赤血球に含まれるであろう病原体を不活化するために最も好ましい。血小板および／または血漿に含まれるであろう病原体に照射するためには、約308nmのピーク波長で光を放射するエキサイマ光源またはLEDが最も好ましい。本発明に使用してもよいエキサイマ光源の1つのタイプは、308nmのピーク波長で放射する光（ウシオ社（Ushio Corp.）から入手可能）である。図6に示した光スペクトルから分かるように、より広いスペクトルにわたって光を発生する広帯域の320nmの蛍光電球と比較して、ウシオ電球は、約308nmのピーク波長を有する。ウシオ電球が記載されているが、308nmのピーク波長で光を放射する任意の電球を使用してもよい点に留意する必要がある。

1つのウシオの電球では、0.04J/cm²/分のフラックスを生じるが、2つの電球では、0.11J/cm²/分のフラックスを提供する。これは、約0.45J/cm²/分のフラックスを生じる320nm蛍光電球の完全な出力に匹敵する。血小板を7J/cm²のレベルで照射するために、1つのウシオ電球では175分の照射が必要であり、一方、2つの電球では、64分の照射が必要である。3つのウシオ電球では、24.1分間の照射が必要であり、一方、4つのウシオ電球では、14分の照射が必要である。広域性の320nmの蛍光電球4つの電球の2つのバンクでは、15.5分必要である。

実質的に血液成分に損傷を引き起こすことなく、実質的に血小板および血漿中の病原体を減少させるために最も有効な光の波長を決定するために、初めにロングパス（LP）フィルターを使用した。特定の波長下の光をフィルタリングするフィルターに供された広域帯スペクトルの320nmの光のスペクトルデータを図11に示してある。305 LPフィルターは、320nmの広帯域供与源からの光に適用したときに、305nm以下の波長をフィルタリングする。320 LPフィルターは、320nm以下の波長をフィルタリングする。295 LPフィルターは、295nm以下の波長をフィルタリングする。図8に示したように、320nm以上の波長の光は、320以下の波長の光と比較して、より不十分なウイルスの死滅をもたらす。図8に示したように、305 LPフィールターの使用により、送達される波長の範囲が実質的に削減されるが、ウイルスの殺生は、より高い波長の光を使用して達成されるものよりも優れていた。したがって、ウイルスの殺生のためには、フィルタを通していない波長が最も効果がある。また、図8は、313nm周辺の非常に狭い範囲で放射される光を、実質的に血漿および血小板中の病原体を減少するために使用してもよいことを示す。このグラフは、血漿中において（および、血小板中の相似性により）、所与のエネルギー用量によるウイルス殺生トラックの量を示す。さらに、313nmの範囲の光は、より低い範囲（308nm）の光によって生じるウイルスの殺生量に追従するように見える。

図7は、エネルギーの関数として、血漿中でのBVDV不活化を比較するグラフである。実質的に血漿中のウイルスを減少させるために使用される条件は、実質的に血小板中のウイルスを減少させるために使用される条件に類似する。90%の血漿持ち越し汚染を含む278mLの溶液に、BVDVをスパイクした。リボフラビンを30〜50μMの間の濃度で添加した。320nmのピーク波長を有する広帯域の光の供与源を使用して達成されるウイルス殺生を、308nmのピーク波長を有する狭帯域の供与源を使用して達成される殺生および320nmの広域帯スペクトルを使用して達成される殺生と比較した。示したとおり、308nmのピークで放射される光は、実質的に広範なスペクトルの光源から放射されるものと同量のウイルス殺生を提供したことから、308nmの光は、殺生に非常に有効であることが示される。

上記の研究結果に基づいて、ピーク波長によって照射される血小板の品質を、広域スペクトルの光と比較して、5日間の貯蔵にわたって研究した。30〜50μMのリボフラビンを血小板に添加し、電球のそれぞれのタイプおよび使用される電球の数によって産生されるフラックスに応じて、14、15、24、または122分間、7J/cm²で照射した。血小板の品質は、%拡大形状変化（Extended Shape Change：ESC）、P−セレクチン、乳酸産生、およびpHなどの血小板の品質の通常の測定を使用して測定した。血小板中の病原体を減少する光のピーク波長の使用では、広域スペクトルを有する光と同じ範囲で血小板に損傷を与えるようには見えない。これは、図9a〜dに図示してあり、308nmの波長を有する光によって達成される細胞の品質が、優れた血小板細胞の品質となることを示しており、おそらく広域スペクトルの供与源から細胞に達する余分な光の波長により、損傷されるであろうことを示している。

図9aは、5日間の貯蔵にわたった血小板の拡大形状変化の割合のグラフである。拡大形状変化は、血小板がアゴニストに反応する能力の測定である。308nmのウシオ電球による血小板の照射では、広域スペクトルの320nm電球で照射された血小板と比較して、より高い割合のESCを維持するように見える。

図9bは、時間の関数としてPセレクチン発現を示すグラフである。P-セレクチンは、血小板が活性化状態であるときに、血小板の表面上にあるマーカーである。活性化された血小板は、非活性化血小板よりも、共に凝集する可能性が高い。凝集の発生は、循環系からの血小板の除去に相関しており、それ故、処理した血小板を注入するときに、レシピエントの体内で短い生残時間を有する。図9bから、広域スペクトルの光を使用する照射では、308nmのピーク波長の光によって照射された血小板よりも、血小板をより活性化させるようである。

図9cは、貯蔵の間の血小板による乳酸の産生を示す。照射された血小板では、ミトコンドリアの機能が抑制されたことが観察された。血小板のミトコンドリアが紫外光よって抑制される場合、血小板は、好気的呼吸を介してATP（細胞のエネルギー）を産生することができない。血小板が、好気的呼吸でエネルギーを作成することができない場合、これらは、解糖経路と呼ばれている副経路でエネルギーを産生する。解糖経路よって産生される1つの代謝産物は、乳酸塩または乳酸である。細胞内の乳酸の増大は、溶液のpHを低下させる。pHのこのような減少によって、貯蔵の間に細胞品質の減少が生じる。図9cに示したように、広域スペクトル光によって照射された血小板は、308nmのピーク波長の光によって照射された血小板よりも、非常に高い割合で乳酸塩を産生した。

図9dは、5日の期間にわたって照射された血小板のpHの減少を測定したグラフである。貯蔵の間の血小板のpHの低下は、貯蔵した血小板の品質の低下を表す。広域スペクトルの光によって照射された血小板は、308nmの光によって照射された血小板よりも、5日間の貯蔵にわたって大きくpHの減少を被った。

本発明に使用することができる電球の１つの例として、ウシオ電球を与えたが、305〜313nmの間のピーク波長の光を放射する蛍光またはLED-のいずれかの任意のタイプの電球を使用してもよいことに留意すべきである。また、望まれない波長の光をフィルタリングするフィルターを、所望のピーク波長を得るために使用してもよい。

必要に応じて、光源20および30は、パルスにされてもよい。光源によって生じる光の強度は、光をパルスの間に光を遮断し、かつ休止することができる場合には、劇的に増大されるかもしれないので、光をパルスにすることは、有利であろう。したがって、高輝度の光をパルスにすることにより、照射される液体中により深く光を透過させることができ、従って、それぞれの光をパルスにしてより厚い層の液体に照射することができる。

図10は、本発明によって使用するための放射または処理チャンバの別の実施例を示す。光源50のバンクは、光のピーク波長を放射し、かつパルスにすることが可能であっても、または可能でなくてもよく、蓋40から伸長する放射チャンバの上部内に位置していてもよい。図10には示していないが、光のバンクも同様に、放射チャンバの底部に位置していてもよい。反射面57は、蓋40の内部表面の一部として示してあるが、反射面57または別の1つまたは複数の面（図示せず）が、上で導入したように放射チャンバ内のどこに位置してもよい。

蓋40は、開閉することができる。光源に照射された液体を含むバッグ10の暴露の間には蓋40は、閉じた位置である（図示せず）。放射チャンバから照射される液体を含むバッグ10を加えるため、または取り出すための、放射チャンバの前面に位置する引き出し45は、開いた位置に配置してもよい（示したとおり）。照射手技の間には、引き出し45は、閉じた位置に配置される（図示せず）。

図10に示したとおり、光源50は、蛍光性または白熱チューブであってもよく、放射チャンバの長さを伸ばし、または全てのチャンバの長さおよび幅を拡張する単一の光源であってもよい（図示せず）。また、図5に示したLEDを本実施例に使用してもよい。

図10に示したように、支持プラットフォーム67は、引き出し45に位置されていてもよく、および／または一部を形成していてもよい。支持プラットフォーム67は、プラットフォーム67内に間隙60または穴または空間を含み、照射される液体を含む容器10に間隙を介して直接的に放射が浸透することができてもよい。

また、任意に、冷却装置が含まれてもよい。図10に示したように、少なくとも１つのファン65を使用する空気冷却が好ましいが、その他のよく知られたシステムを使用することができることも理解される。図10には示していないが、本方法は、また、照射される液体中の所望のタンパク質および血液成分が損傷を受ける温度以下に温度を保持することが必要な場合、温度センサーおよびその他の冷却機構を含んでもよい。好ましくは、温度は、約0℃〜約45℃の間、好ましくは約4℃〜約37℃の間、および最も好ましくは約28℃に保持される。

主に、個々のバッグに照射するために使用される（バッチ操作）独立型の放射装置に関して記載されているが、光のピーク波長は、同様にフロー−スルー照射システムで血液または血液成分に照射するために使用されてもよく、本発明の範囲から逸脱しない。

本発明に使用してもよい処理チャンバの断面図である。 図1の処理チャンバの断面図であるが、本発明に使用してもよい代わりの反射面を有する。 リボフラビンの吸収スペクトルを表すグラフである。 種々の濃度でのヘモグロビンの吸収スペクトルを表すグラフである。 本発明に使用してもよいLEDのアレイの平面図である。 広帯域タイプの電球と比較して、本発明に使用してもよい蛍光電球の1つのタイプの光スペクトルを表すグラフである。 ウイルスの不活化をエネルギーの関数として比較するグラフである。 ウイルスの不活化をエネルギーの関数として比較するもう一つのグラフである。 5日の貯蔵にわたって、広域性の光と比較して、308nmの光で照射された血小板の拡大形状変化の割合を表すグラフである。 5日の貯蔵にわたって、広域性の光と比較して、308nmの光で照射された血小板によるP−セレクチンの発現を表するグラフである。 5日の貯蔵にわたって、広域性の光と比較して、308nmの光で照射された血小板よる乳酸の産生を表すグラフである。 5日の貯蔵にわたって、広域性の光と比較して、308nmの光で照射された血小板のpHを表すグラフである。 本発明に使用してもよい処理チャンバのもう一つの態様である。 フィルターを使用した320nmの広帯域の光のスペクトルデータを表すグラフである。 ヘモグロビン並びにフリーのおよび結合したリボフラビンの吸収スペクトルを表すグラフである。

Claims (38)

1. 赤血球を含む液体中の病原体を不活化するための方法であって；
   前記液体に光増感剤を添加して混合物を形成することと、および、
   前記液体および前記光増感剤の混合物を約470nmのピーク波長を有する光に曝露することと、
   を含む方法。
2. 前記曝露する工程が光をパルスにすることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
3. 前記光増感剤が内因性の光増感剤である、請求項1に記載の方法。
4. 前記光増感剤がイソアロキサジンである、請求項1に記載の方法。
5. 前記光増感剤がリボフラビンである、請求項1に記載の方法。
6. 血小板を含む液体中の病原体を不活化するための方法であって；
   前記液体に光増感剤を添加して混合物を形成することと、および、
   前記液体および前記光増感剤の混合物を約305〜313nmの間の範囲内の光に曝露することと、
   を含む方法。
7. 前記曝露する工程が前記混合物を308nmのピーク波長を有する光に曝露することをさらに含む、請求項6に記載の方法。
8. 前記曝露する工程が前記混合物をピーク波長のパルスにされた光に曝露することをさらに含む、請求項6に記載の方法。
9. 前記光増感剤が内因性の光増感剤である、請求項6に記載の方法。
10. 前記光増感剤がイソアロキサジンである、請求項6に記載の方法。
11. 前記光増感剤がリボフラビンである、請求項6に記載の方法。
12. 赤血球および光増感剤を含む液体中の病原体を不活化するための処理チャンバであって：
    約470nmのピーク波長で放射を放射する少なくとも１つの放射放射源;
    照射される赤血球および光増感剤を含む前記液体を保持するための支持プラットフォーム;および、
    前記放射放射源を制御するための制御装置、
    を含む処理チャンバ。
13. 前記放射放射源がパルスにすることができる、請求項12に記載の処理チャンバ。
14. 前記支持プラットフォームが処理チャンバ内で多方向に移動することができる、請求項12に記載の処理チャンバ。
15. 前記制御装置がさらに前記支持プラットフォームの前記移動を制御する、請求項14に記載の処理チャンバ。
16. 前記支持プラットフォームが光透過性の材料でできている、請求項12に記載の処理チャンバ。
17. 前記チャンバが少なくとも１つの反射面をさらに含む、請求項12に記載の処理チャンバ。
18. 前記支持プラットフォームが反射面を含む、請求項12に記載の処理チャンバ。
19. 前記放射放射源が複数の別々の光を含むアレイをさらに含む、請求項12に記載の処理チャンバ。
20. 前記複数の別々の光を含むアレイが複数のLEDをさらに含む、請求項19に記載に記載の処理チャンバ。
21. 前記複数のLEDが青である、請求項20に記載の処理チャンバ。
22. 前記制御装置が前記放射パルスと協調して前記支持プラットフォームをさらに移動する、請求項13に記載の処理チャンバ。
23. 赤血球および光増感剤を含む液体中の病原体を不活化するための処理チャンバであって：
    約308nmのピーク波長で放射を放射する少なくとも１つの放射放射源;
    照射される赤血球および光増感剤を含む前記液体を保持するための支持プラットフォーム;および、
    前記放射放射源を制御するための制御装置、
    を含む処理チャンバ。
24. 前記放射放射源がパルスにすることができる、請求項23に記載の処理チャンバ。
25. 前記支持プラットフォームが処理チャンバ内で多方向に移動することができる、請求項23に記載の処理チャンバ。
26. 前記制御装置が前記支持プラットフォームの前記移動をさらに制御する、請求項25に記載の処理チャンバ。
27. 前記支持プラットフォームが光透過性の材料でできている、請求項23に記載の処理チャンバ。
28. 前記チャンバが少なくとも１つの反射面をさらに含む、請求項23に記載の処理チャンバ。
29. 前記支持プラットフォームが反射面でできている、請求項23に記載の処理チャンバ。
30. 前記制御装置が前記放射パルスと協調して前記支持プラットフォームをさらに移動する、請求項24に記載の処理チャンバ。
31. 請求項6に記載の方法であって：
    305〜313nmの間の範囲の光を除く全ての光をフィルタリングすること、
    をさらに含む方法。
32. 前記フィルタリング工程が約308nmのピーク波長を有する光を除くUVスペクトルの全ての光を除去することを含む、請求項31に記載の方法。
33. 前記フィルタリング工程が約313nmのピーク波長を有する光を除くUVスペクトルの全ての光を除去することを含む、請求項31に記載の方法。
34. 請求項1に記載の方法であって；
    前記曝露する工程の間に前記液体および光増感剤を混合して前記液体の大部分を光に曝露すること、
    をさらに含む方法。
35. 光がパルスにされた光である、請求項6に記載の方法。
36. 以下の工程を含む、血小板を含む液体を照射する方法：
    前記液体に、前記液体中に含まれるあらゆる病原体を不活化するために必要な光増感剤の量を添加することと;
    約308nmの波長の光に前記液体および光増感剤を曝露することと;および、
    前記曝露する工程の間に前記液体および光増感剤を混合して前記液体の大部分を光に曝露すること。
37. 以下の工程を含む、光透過性のバッグ内に含まれる液体中の赤血球に照射する方法：
    前記バッグに、液体中に含まれるあらゆる病原体を不活化するために必要な量のリボフラビンを添加することと;
    少なくとも前記液体およびリボフラビンを含む前記バッグを、光のピーク波長に曝露することと;および、
    前記曝露する工程の間に前記バッグの内容物を混合すること。
38. 以下の工程を含む、血液製剤に照射する方法：
    a)前記血液製剤に含まれるあらゆる病原体を不活化するために必要な光増感剤の量を添加することと;
    b)約470nmの光のピーク波長を有する放射源パルスにして、前記血液製剤および光増感剤をピーク波長で放射に曝露することと;
    c)放射源のパルスを止めて、放射に対する前記血液製剤および光増感剤の暴露を止めることと;
    d)前記パルスを止める工程の間に前記血液製剤および光増感剤に放射源を調合することと;および、
    e)工程b)、c)、およびd)を繰り返すこと。

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