JP2019077653A - 家畜、魚類の抗タンパク質毒素剤、タンパク質毒素の影響予防方法及び家畜、魚類の飼料若しくは餌 - Google Patents

Abstract

【課題】家畜や魚類への負担に配慮しつつ、ワクチンや抗生物質を用いることなく安全なアプローチにより、家畜や魚類へのタンパク質毒素（エンドトキシン及びエンテロトキシン）の影響を予防・軽減する手段を提供する。【解決手段】有効成分としてスメクタイトを含有する家畜や魚類の抗タンパク質毒素（抗エンドトキシン及び／またはエンテロトキシン）剤及び前記抗タンパク質毒素剤を経口投与するタンパク質毒素の家畜への影響予防方法。スメクタイトとしてはカルシウム型スメクタイト、ナトリウム型スメクタイト、及び活性化スメクタイトが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、家畜、魚類の抗タンパク質毒素剤に関する。さらに詳しくいえば、微生物由来のタンパク質毒素の家畜、魚類へ影響を予防するためのスメクタイトを有効成分とする抗タンパク質毒素剤、タンパク質毒素の影響予防方法及び家畜、魚類の飼料若しくは餌に関する。

家畜、魚類の飼育時に家畜、魚類に悪影響を及ぼす微生物由来のタンパク質毒素として、エンドトキシン及びエンテロトキシンが知られている。

エンドトキシン（内毒素）（ｅｎｄｏｔｏｘｉｎ；以下ＥＴと略記することがある。）は、グラム陰性菌（大腸菌、赤痢菌、サルモネラ菌等）の細胞壁を構成するリポ多糖（ＬＰＳ）、またはリポ多糖（ＬＰＳ）とタンパク質との複合体を本質とする毒素である。グラム陰性菌が死ぬことにより菌体外にエンドトキシン（ＥＴ）が遊離する。エンドトキシンが体内に入ると、ＴＮＦ−α（腫瘍壊死因子）等の炎症因子の産生が誘導され炎症を生じ、発熱や白血球数の減少等を生じる。エンドトキシンが多量の場合、エンドトキシンショックが起き死に至ることもある。

家畜に配合飼料や濃厚飼料を多給すると、乳酸増加により胃中のｐＨが低下し、急性の消化器疾患を発生させる。このｐＨの低下はグラム陰性菌の死滅を誘引し、エンドトキシン（ＥＴ）を発生させる。ＥＴは発熱物質であり、微量でも血中移行すると様々な作用を及ぼす。ＥＴによる様々な作用は家畜、魚類体内で同時に起こるため、処置が難しく、病態が改善しにくい傾向にある。例えば、家畜の中でも牛の第一胃内で発生するエンドトキシン（ＥＴ）は、発熱、蹄葉炎、第四胃変異、脂肪肝症候群などの障害を発生させ、食欲低下、流涎、下痢、呼吸や脈拍の増加、発熱や低体温症、ルーメン運動の抑制、白血球減少などが観察され、畜肉の汚染、生産性の低下に繋がることが知られている。

現在、エンドトキシン（ＥＴ）に対する明確な治療方法はない。予防としてはワクチン投与などの方法があるが、しっかりとした予防は困難である。特開２００２−２７５０８４号公報（特許文献１）には山査子の果肉又はその抽出物を有効成分とする抗エンドトキシン剤をマウスや豚の飼料に混合して投与するとステロイドホルモン剤（プレドニゾロン）と同等の効果を示すことが開示されているが、この方法は当該技術分野では普及していない。
他の投与法では、飲水投与及び注射、点眼などが上げられるが、手間がかかり、全頭にまんべんなく投与することは困難である。特に注射、点眼においては、１羽１羽や１頭１頭注射で投与することは手間がかかり実用的ではない。また静脈内投与など投与方法によっては、誰しもができる方法ではない。さらに、ＬＰＳは動物の種類によって反応が違うことが報告されており、ＥＴは熱に強いため通常の加熱処理では失活せず、２５０℃２時間以上の乾熱滅菌を要するとの報告もある。

エンテロトキシン（外毒素）（ｅｎｔｅｒｏｔｏｘｉｎ）は、細菌が産生するタンパク質毒素のうち、腸管に作用して生体に異常反応を引き起こす毒素の総称である。ブドウ球菌などが産生する耐熱性のもの、サルモネラ菌、ウェルシュ菌、セレウス菌などが産生する易熱性のものがある。エンテロトキシンには、１８種類のエンテロトキシンが報告されており、特にＡ型、Ｂ型、Ｃ型、Ｄ型、Ｅ型の５種類が有名といわれている。これら全てを１つの黄色ブドウ球菌が産生しているわけではなく、エンテロトキシンを産生しないもの、いずれか１種類のみを産生するもの、複数を産生するものなど様々な黄色ブドウ球菌が存在すると言われている。食中毒の原因として検出される場合はＡ型、動物から検出される場合はＣ型のエンテロトキシンが多いとされている。

黄色ブドウ球菌は、例えば、ブドウ球菌エンテロトキシンと呼ばれる毒素を産生する。そのため黄色ブトウ球菌が増えると、エンテロトキシンが蓄積されることになる。エンテロトキシンは酸に強いため胃酸でも消化されず、胃や小腸から吸収され、嘔叶を引き起こす。更に、熱にも強いため１００℃３０分間の加熱でも壊れない。ブドウ球菌エンテロトキシンは、ウシの乳房炎，ニワトリの関節炎の起因菌でもある。
エンテロトキシンについても、現在明確な治療方法はなく、エンドトキシンの場合と同様の方法が提案されているが、エンドトキシン同様、抗生物質の投与等により薬剤耐性菌が生き残り、食品を介して人に伝播する可能性がある。

特開２００２−２７５０８４号公報

前述のとおり、エンドトキシン及びエンテロトキシン（本明細書では、エンドトキシン及びエンテロトキシンを合わせて、以下「タンパク質毒素」と略記する。）による家畜、魚類への影響は処置が難しく、薬剤による治療により、ＬＰＳが逆に増えたり、薬剤耐性菌が生き残る等の原因になりかねない。
したがって、本発明の課題は、家畜、魚類への負担に配慮しつつワクチンや抗生物質を用いることなく安全なアプローチにより、家畜、魚類へのエンドトキシン及びエンテロトキシンの影響を予防、軽減する剤と、その適用方法を提供することにある。

本発明者らは、鋭意研究の結果、金属イオン（アルミニウム、ナトリウム、カルシウム等）とケイ酸が連結した層状構造のケイ酸塩鉱物であるスメクタイト系粘土鉱物、特にカルシウム型（Ｃａ型）スメクタイト、及び酸性スメクタイトの硫酸処理などにより得られる活性化スメクタイトが高いエンドトキシン及びエンテロトキシン吸着効果を発揮することを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は下記の抗タンパク質毒素剤、及びタンパク質毒素の家畜、魚類へ影響予防、治療方法及び家畜、魚類の飼料若しくは餌を提供する。
（１）有効成分としてスメクタイトを含有する家畜、魚類の抗タンパク質毒素剤。
（２）スメクタイトが、カルシウム型スメクタイト、ナトリウム型スメクタイト、及び活性化スメクタイトから選択される前項１に記載の抗タンパク質毒素剤。
（３）タンパク質毒素が、エンドトキシン（ｅｎｄｏｔｏｘｉｎ）及び／またはエンテロトキシン（ｅｎｔｅｒｏｔｏｘｉｎ）である前項１または２に記載の抗タンパク質毒素剤。
（４）家畜、魚類が、牛、豚、鶏、魚から選択される前項１〜３のいずれか１項に記載の抗タンパク質毒素剤。
（５）前項１〜４のいずれか１に記載の抗タンパク質毒素剤を投与することを特徴とするタンパク質毒素の家畜、魚類への影響予防方法。
（６）家畜、魚類の飼料若しくは餌に混合して経口投与する前項５に記載のタンパク質毒素の家畜、魚類への影響予防方法。
（７）家畜、魚類が、牛、豚、鶏、又は魚であり、前項１〜４のいずれか１項に記載の抗タンパク質毒素剤を飼料若しくは餌重量に対し０．１〜１．０質量％混合して経口投与する前項５または６に記載のタンパク質毒素の家畜、魚類への影響予防方法。
（８）有効成分としてスメクタイトを含有する家畜及び魚類の抗タンパク質毒素剤を配合した家畜又は魚類の飼料若しくは餌。
（９）スメクタイトを、平均粒度７５％／−７５μｍ〜７０％／−６３μｍの粉末として添加剤、賦形剤として含有する前項８に記載の飼料若しくは餌。

本発明の抗タンパク質毒素剤を家畜、魚類の飼料若しくは餌に混合して経口投与することにより、家畜、魚類の胃中に存在するタンパク質毒素（エンドトキシン及びエンテロトキシン）濃度を軽減し、生体内での影響が起きないよう予防することができる。飼料若しくは餌に混ぜて利用するため、飼育家畜、養殖魚類の全頭若しくは全尾に一斉に投与ができ省力化が可能である。本抗タンパク質毒素剤をタンパク質毒素に汚染される前段階から使用することにより、腸管内でのタンパク質毒素の発生が予防される。
本発明の抗タンパク質毒素剤は、肥育牛、豚、馬、羊、山羊、養鶏等の家畜のほかサケ、鱒等の魚類養殖などに利用できる。さらに、口から胃、腸管に入った際、あるいは家畜種、魚種の違いにより、本発明の抗タンパク質毒素剤をとりまくｐＨ条件は変動することが予想されるが、本剤は、ｐＨ３〜７の条件においてタンパク質毒素と十分に結合することが確認されている（後述の試験例参照）。
また、飼育期間の短い肥育牛、養豚、養鶏、養殖魚の農家や養殖業者などにおいては、本抗タンパク質毒素剤を一斉に全頭、全尾に投与することにより生産性の改善が見込まれ、濃厚飼料若しくは餌多給による家畜、魚類へのタンパク質毒素の影響を軽減することができる。

本発明では、家畜、魚類体内で生成する微生物由来のタンパク質毒素を吸着し体外に排出させるためにスメクタイトを使用する。
本発明においてスメクタイトは、その他の成分として、クロライト、マイカ、石英、カルサイト、クリストパライト、ゼオライト、オパールを含んでいてもよい。
スメクタイトは、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライトなどの粘土鉱物を主成分とする粘土の総称であり、金属イオンとケイ酸が連結したシートが層状に積層した構造のケイ酸塩鉱物である。本発明で使用するスメクタイトは、毒素を吸着する作用を有するものであればよく特に限定されないが、単位層間にナトリウム（Ｎａ）イオン、カルシウム（Ｃａ）イオンを有するナトリウム（Ｎａ）型スメクタイト、カルシウム（Ｃａ）型スメクタイトが挙げられるが、Ｃａ型スメクタイトがより好ましい。本発明では、スメクタイトとしては特に限定されないが、ベントナイトが好ましい。
また、酸性スメクタイトの硫酸処理などにより得られる活性化スメクタイト、Ｃａ型スメクタイトに炭酸ナトリウム加え人工的にＮａ型に活性化した活性化スメクタイトでもよい。

本発明で使用されるＣａ型スメクタイト、Ｎａ型及び活性化スメクタイトは、豚及び牛の胃のｐＨ条件（ｐＨ３〜７）下で、タンパク質毒素に高い吸着効果を示す。

上記スメクタイトは、特に制限するものではないが、好ましくは平均粒度７５％／−７５μｍ〜７０％／−６３μｍの粉末としてそのまま投与することができるが、好ましくは各種飼料に添加剤、賦形剤などとして投与される。平均粒度７５％／−７５μｍ〜７０％／−６３μｍとは、スメクタイトの篩通過率を示すものであり、具体的には、篩に用いるスメクタイトの全質量に対して、７５μｍの網目を通過したスメクタイトの割合が７５質量％であり、６３μｍの網目を通過したスメクタイトの割合が７０質量％であることを意味する。投与形態は限定されないが、経口投与が好ましい。この場合の投与量は飼料質量あたりベントナイト換算で、０．１〜０．５質量％、好ましくは０．１〜１．０質量％程度である。

本発明に係る抗タンパク質毒素剤は、牛、豚、羊、山羊、馬などの家畜、魚類、鶏などの家禽・養殖魚に対して効果を示すが、特に肥育牛、養豚において好ましく用いられる。

以下、本発明を吸着試験（試験例）及び臨床試験（臨床試験例）により具体的に説明するが、本発明は下記の例に限定されるものではない。

試験例１：エンドトキシンの吸着試験（ｐＨ３〜５静置条件）
グラム陰性菌由来のエンドトキシン（一般社団法人 医薬品医療機器レギュレトリーサイエンス財団：日本薬局方標準品エンドトキシン標準品を用い、その濃度が１０００ＥＵ／ｍＬの豚胃中ｐＨに相当するｐＨ３〜５の溶液に各種ベントナイトの粉末（平均粒度；７５％／−７５μｍ〜７０％／−６３μｍ）を０．２質量％混合した後静置し４時間後の溶液中のエンドトキシン濃度をゲル化法（日本薬局方 エンドトキシン試験法 ゲル化法）により測定した。結果を、ベントナイトを添加しない場合の結果（対照）と共に表１に示す。表中の試料ベントナイトＡ、ベントナイトＢ及びベントナイトＣは、各々Ｃａ型ベントナイト（クニミネ工業社市販品）、活性化ベントナイト（クニミネ工業社市販品）及びＮａ型ベントナイト（クニミネ工業社市販品）を示す。

表１の試験結果から、Ｃａ型ベントナイト及び活性化ベントナイトにエンドトキシン減少率の優位性がみられる。エンドトキシン減少率は、Ｃａ型ベントナイト及び活性化ベントナイトで９３．８％のという高い値が確認され、Ｎａ型ベントナイト」においても７５％の減少率が確認された。

試験例２：エンテロトキシンの吸着試験（ｐＨ３〜５静置条件）
黄色ブドウ球菌由来のエンテロトキシンＡ型、Ｂ型、Ｃ型及びＤ型（デンカ生研株式会社：ＳＥＴ−ＲＰＬＡ「生研」）を用い、その濃度を５０００ＥＵ／５ｍＬに調整し、豚胃中ｐＨに相当するｐＨ３〜５の溶液に各種ベントナイトの粉末（平均粒度；７５％／−７５μｍ〜７０％／−６３μｍ）を０．２質量％混合した後静置し４時間の溶液中のエンテロトキシン濃度をＥＩＡ法（逆受身ラテックス凝集反応によるブドウ球菌エンテロトキシン検出法（キット））により測定した。結果を、ベントナイトを添加しない場合の結果（対照）と共に表２に示す。表中の試料ベントナイトＡ、ベントナイトＢ及びベントナイトＣは、試験例１と同じものを使用した。

表２の試験結果から、カルシウム（Ｃａ）型ベントナイト（ベントナイトＡ）及び活性化ベントナイト（ベントナイトＢ）にエンテロトキシン減少率の優位性がみられる。詳しくは、エンテロトキシンＡ型、Ｂ型及びＣ型に対して、カルシウム（Ｃａ）型ベントナイト及び活性化ベントナイトは５０％の減少率、エンテロトキシンＤに対しては、７５％の減少率が確認された。また、エンテロトキシンＤ型に対しては、ナトリウム（Ｎａ）型ベントナイト（ベントナイトＣ）においても５０％の減少率が確認された。

試験例３：エンドトキシンの吸着試験（ｐＨ６〜７撹拌条件）
試験例１と同じグラム陰性菌由来のエンドトキシンを用い、その濃度が１０００ＥＵ／ｍＬでｐＨを牛胃中のｐＨに相当する６〜７に調整した溶液に試験例１で用いた各種ベントナイトの粉末（平均粒度；７５％／−７５μｍ〜７０％／−６３μｍ）を０．２質量％混合し４時間撹拌し液相と固相を分離し、上層（液相）の一定量を分取してエンドトキシン濃度をゲル化法（日本薬局方 エンドトキシン試験法 ゲル化法）により測定した。結果を、ベントナイトを添加しない場合の結果（対照）と共に表３に示す。

表３の結果から、Ｃａ型ベントナイト及び活性化ベントナイトにエンドトキシン減少率の優位性がみられる。エンドトキシン減少率は、Ｃａ型ベントナイト及び活性化ベントナイトにおいて９３．５％のという高い値が確認され、Ｎａ型ベントナイトにおいても７５％の減少率が確認された。

試験例４：エンテロトキシン吸着試験（ｐＨ６〜７撹拌条件）
試験例２同じ黄色ブドウ球菌由来のエンテロトキシンＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを用い、その濃度を５０００ＥＵ／５ｍＬ、ｐＨを牛胃中ｐＨに相当するｐＨ６〜７に調整した溶液に各種ベントナイトの粉末（平均粒度；７５％／−７５μｍ〜７０％／−６３μｍ）を０．２質量％混合し４時間撹拌し液相と固相を分離し、上層（液相）の一定量を分取し液中のエンテロトキシン濃度をＥＩＡ法（逆受身ラテックス凝集反応によるブドウ球菌エンテロトキシン検出法（キット））により測定した。結果を、ベントナイトを添加しない場合の結果（対照）と共に表４に示す。表中の試料ベントナイトＡ、ベントナイトＢ及びベントナイトＣは、試験例１と同じものを使用した。

表４の結果から、Ｃａ型ベントナイト及び活性化ベントナイトにエンテロトキシン減少率の優位性がみられる。詳しくは、エンテロトキシンＡ型、Ｂ型、Ｃ型及びＤ型に対して、Ｃａ型ベントナイト及び活性化ベントナイトは５０％の減少率が確認された。また、エンテロトキシンＤ型に対しては、Ｎａ型ベントナイトでも５０％の減少率が確認された。

臨床試験例：
日齢６０〜７０ヶ月のホルスタイン種雄６頭に対し、飼料中に飼料質量に対しＣａ型ベントナイトを０．２質量％混ぜ、１週間後の血中エンドトキシン濃度をゲル化法（日本薬局方 エンドトキシン試験法 ゲル化法）により測定した。なお、濃厚飼料の多給による、第一胃内ｐＨの低下によってグラム陰性菌が死滅しエンドトキシンが発生するため、飼料には添加していない。
上記条件で、一週間後のホルスタイン種雄６頭のエンドトキシン濃度を測定した結果をＣａ型ベントナイトを給餌していない牛ＩＤ５８９、２の結果と共に表５に示す。Ｃａ型ベントナイトを給餌した、牛ＩＤ：１、３、４及び５においては、血中エンドトキシン濃度の上昇が見られなかった。牛ＩＤ５８９、２では、ルーメンアシドーシスの発症と血中ＥＴ濃度の上昇が確認された。

Claims (9)

1. 有効成分としてスメクタイトを含有する家畜及び魚類の抗タンパク質毒素剤。
2. スメクタイトが、カルシウム型スメクタイト、ナトリウム型スメクタイト、及び活性化スメクタイトから選択される請求項１に記載の抗タンパク質毒素剤。
3. タンパク質毒素が、エンドトキシン（ｅｎｄｏｔｏｘｉｎ）及び／またはエンテロトキシン（ｅｎｔｅｒｏｔｏｘｉｎ）である請求項１または２に記載の抗タンパク質毒素剤。
4. 家畜及び魚類が、牛、豚、鶏及び魚から選択される請求項１〜３のいずれか１項に記載の抗タンパク質毒素剤。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の抗タンパク質毒素剤を投与することを特徴とするタンパク質毒素の家畜、魚類への影響予防方法。
6. 家畜、魚類の飼料若しくは餌に混合して経口投与する請求項５に記載のタンパク質毒素の家畜、魚類への影響予防方法。
7. 家畜、魚類が、牛、豚、鶏、又は魚であり、請求項１〜４のいずれか１項に記載の抗タンパク質毒素剤を飼料若しくは餌重量に対し０．１〜１．０質量％混合して経口投与する請求項５または６に記載のタンパク質毒素の家畜への影響予防方法。
8. 有効成分としてスメクタイトを含有する家畜及び魚類の抗タンパク質毒素剤を配合した家畜又は魚類の飼料若しくは餌。
9. 前記スメクタイトを、平均粒度７５％／−７５μｍ〜７０％／−６３μｍの粉末として添加剤、賦形剤として含有する請求項８記載の飼料若しくは餌。