JP3521067B2 - 大腸菌感染防止剤 - Google Patents

大腸菌感染防止剤

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガングリオシドを
有効成分とする大腸菌O-157 感染防止剤に関する。特
に、ガングリオシド GM3及び/又はガングリオシド GD3
を有効成分とする大腸菌O-157 感染防止剤に関する。本
発明の大腸菌O-157 感染防止剤によると、大腸菌O-157
感染時に菌の産生するベロ毒素によって引き起こされる
感染症を予防あるいは抑制することができる。
【0002】
【従来の技術】1996年に腸管出血性大腸菌O-157 によ
り、 9,000名以上が罹患し、11名が命を落としたことは
記憶に新しい。この時の死亡原因としては、O-157 の産
生するベロ毒素が溶血性尿毒素症候群(HUS) を引き起こ
したことに起因するといわれている。また、O-157 は出
血性大腸炎とよばれる特異的な大腸炎をも引き起こすこ
とが知られている。特に、乳幼児や高齢者に多発し、し
かもO-157 は感染力が強く、しばしば集団感染を起こす
が、決定的な治療法や防疫対策のないことから、今後も
多発する可能性があるといわれている。
【0003】一方、O-157 がいかにして出血性大腸炎や
HUSを発症させるかについては完全に明らかにされてい
るわけではないが、O-157 が病原性を発揮するには、腸
管粘膜に定着してベロ毒素を産生し、これが細胞表層の
中性糖脂質(グロボトリオースセラミド:Gb3:Gal α1-
4Galβ1-4Glcβ-Cer) に結合して細胞内に取り込まれて
毒性を発揮すると考えられている。出血性大腸炎や HUS
の発生する大腸粘膜や腎組織等には Gb3が発現してお
り、一旦ベロ毒素が結合して細胞内に取り込まれてしま
うと、その毒作用を止めることは不可能であるといわれ
ている。また、重症化してしまうと神経症状をも伴い生
命の危険が危惧されることから、腎摘出手術を施行する
場合もある。従って、感染早期にいかにして重症化を防
止するか、あるいはいかにして感染を防ぐかが重要とな
る。そのためベロ毒素が細胞に取り込まれてしまう前
に、毒素特異的な吸着剤を利用して毒素を体外に排出し
てしまうという治療も研究されてきている。珪藻土にGb
3 を結合させたベロ毒素の吸着剤を経口摂取させ、腸管
内の毒素を吸着し便中に排泄させるという原理に基づく
吸着剤が開発されている(J. Infect. Dis, vol.171, p.
1042, 1995) 。この吸着剤は、ベロ毒素への選択性が高
く、安全性も高いことが証明されており、臨床試験も行
われている。また、感染早期の抗生物質の利用なども重
症化を防ぐてだてとなる。さらには、乳酸菌を有効成分
として含有する腸管出血性大腸菌感染防止剤又は治療剤
(特開平 10-265394号公報)も開示されている。
【0004】一方、病原性大腸菌、ヘリコバクターピロ
リ、インフルエンザウイルス等の細菌やウイルスの感染
は、細胞表層のガングリオシド等のシアル酸含有成分に
結合することから始まる。このときに、ガングリオシド
を経口的に摂取すると細菌やウイルスが腸管上皮細胞に
付着するのを拮抗的に阻害するため、感染や下痢を抑制
する。このようなメカニズムを利用して、例えば、ガン
グリオシドをレセプターとするコレラ毒素、大腸菌毒素
などの毒素中和剤(特公平 3-31181号公報) や病原性大
腸菌やロタウイルスの感染を抑制したガングリオシド添
加粉乳(特公平6- 85684号公報)やカンピロバクターに
よる下痢を抑制したガングリオシド GM3配合栄養組成物
(特開平5-276894号公報)が開示されている。
【0005】しかしながら、上述したように腸管出血性
大腸菌 O-157の産生するベロ毒素は、中性糖脂質Gb3 と
結合するが、糖鎖にシアル酸を持つ酸性糖脂質、すなわ
ちガングリオシドには結合しないと考えられていた。従
って、これまでガングリオシドは大腸菌O-157 感染に対
しては、何ら効果を示さないと予想されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、上述の点
に鑑み、大腸菌O-157 感染による重症化、死亡を防止す
る物質を食品中に広く求めた結果、従来ベロ毒素に付着
しないと考えられていたガングリオシドに大腸菌O-157
の感染時の生存率、延命率を向上させる働きのあること
を初めて見出した。従って、本発明は大腸菌O-157 感染
時にベロ毒素によって引き起こされ、最悪死に至るよう
な重症患者に投与することで、生存率、延命率を向上さ
せる感染防止剤を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガングリオシ
ドを有効成分として含有する大腸菌O-157 感染防止剤に
関する。本発明で使用するガングリオシドは、GM3 や G
D3が好ましい。ガングリオシドが生存率や延命率を向上
させるメカニズムは解明されているわけではないが、従
来考えられきた感染防御のメカニズムとは全く異なると
推測される。すなわち、ガングリオシドが腸管内で拮抗
的に作用して、ベロ毒素が腸管に付着するのを抑制する
のとは異なるメカニズム、例えば、ベロ毒素産生能を弱
めているか、あるいは腸管内でベロ毒素を中和するよう
な物質の産生能を高めている可能性などが考えられる。
【0008】大腸菌O-157 に感染してから症状が現れる
までには3〜5日を要し、この後に出血性大腸炎、 HU
S、脳症へと重症化し、死に至るが、この時にガングリ
オシドを摂取すると大腸菌O-157 に感染してもその進行
を遅らせることができ、その間に他の治療を行うことで
重症化や死亡を抑制できる。
【0009】本発明に記載のガングリオシドの由来は特
に限定されない。ガングリオシドが哺乳類の脳に多く見
出されていることから、牛や豚の脳を原料にできる。ま
た、食品素材として利用されるものとしては、牛乳を原
料としたものが安全性の点でも最も望ましい。牛乳には
GD3が多く含まれているということも望ましい理由とな
る。牛乳からガングリオシドを調製したり、あるいは濃
縮して含量を高める場合には、特に方法は限定されな
い。例えば、バターミルクから透析、硫安分画、ゲル濾
過、あるいは等電点沈殿する等の方法により脂肪球皮膜
成分として調製できる。また、特開昭 63-269992号公報
に開示されたように、タンパク質分解酵素によって分解
液を調製し、ゲル濾過や限外濾過を行うことでガングリ
オシド高含有素材が調製できる。あるいは、ポアサイズ
0.1μm 以下の精密濾過膜を利用したり、分画分子量 1
00,000Da以上の限外濾過膜で処理する方法によっても調
製できる(特開平5-269353号公報)。さらには GD3を加
水分解することで GM3を調製すること(特開平5-279379
号公報)や GD3にシアリダーゼを作用させて GM3を調製
することも可能である。なお、 GD3と GM3は特に分ける
必要性はなく、両者の混合物としても利用できる。
【0010】このようにして得られたガングリオシドを
摂取する際には、医薬組成物としてあるいは栄養組成物
として利用できる。また、その摂取形態は特に限定され
ないが、錠剤、液剤、散剤、顆粒剤のような形態で、あ
るいは、タンパク質、脂質、糖質、ビタミン、ミネラル
等を配合した栄養組成物に添加して摂取しても良い。摂
取量はガングリオシドとして成人1日当たり 0.1mg〜10
mgが好適である。0.1mg 未満では有効ではなく、10mgを
越えても効果は増大しない。
【0011】配合するタンパク質としては、カゼイン、
乳清タンパク質濃縮物 (WPC)、乳清タンパク質分離物
(WPI)、α−カゼイン、β−カゼイン、α−ラクトアル
ブミン及びβ−ラクトグロブリン等の乳タンパク質分画
物、大豆タンパク質等の植物タンパク質、さらには、こ
れらをプロテアーゼによって酵素分解したペプチド、ア
ミノ酸(タウリン、シスチン、アルギニン、グルタミ
ン、分岐アミノ酸等)等の形態で配合することも可能で
ある。これらは、固形物当たり5〜35重量%で配合する
ことが望ましい。
【0012】脂質としては、乳脂肪、ラード、牛脂、魚
油等の動物性油脂、大豆油、菜種油、コーン油、ヤシ
油、パーム油、パーム核油、サフラワー油、エゴマ油、
アマニ油、月見草油、MCT(中鎖脂肪酸トリグリセリド)
及び綿実油等の植物性油脂等が利用できる。さらには、
分別油、水添油、エステル交換油等も利用できる。脂質
の配合量は、固形物当たり5〜35重量%配合が望まし
い。
【0013】糖質としては、乳糖、麦芽糖、ブドウ糖、
ショ糖、デキストリン、ガラクトシルラクトース、フラ
クトオリゴ糖、ラクチュロース等のオリゴ糖、人工甘味
料、可溶性多糖類及び澱粉等を固形物当たり30〜80重量
%で配合することが望ましい。
【0014】また、ビタミン類としては、ビタミンA、
ビタミンB類、ビタミンC、ビタミンD、ビタミンE、
ビタミンK類、葉酸、パントテン酸等を、ミネラル類と
しては、カルシウム、マグネシウム、鉄、銅、亜鉛、セ
レン等を挙げることができるが、これに限定されるもの
ではなく、例えば「日本国際酪農連盟発行、乳幼児食品
を含む特殊用途食品の CODEX規格及び関連衛生作業規
則、CAC/VOL.IX- 第1版及びSupplement 1,2,3,4 (199
3) 」、「食品と科学社発行、1993年版指定品目食品添
加物便覧(改訂第31版) (1993)」や「食品と科学社発
行、届け出制食品添加物・食品素材天然物便覧(第12
版)(1992)」記載のビタミン類及びミネラルも利用可能
である。ビタミン類、ミネラルの配合比率は、固形物当
たりそれぞれ10mg〜5g重量%程度配合されることが望ま
しい。
【0015】以下に試験例、実施例を示すことによって
本発明をより詳細に説明する。
【試験例1】ガングリオシドの大腸菌O-157 感染防止試
験I 5週齢のBALB/c系無菌マウス(20匹)に、生理食塩水
(対照群)、牛乳由来のGM3溶液(GM3群)、牛乳由来の
GD3溶液(GD3群) を毎日経口摂取させた(ガングリオシ
ドの摂取量は 0.5mg/日)。摂取開始から3日目に、マ
ウス1匹当たり腸管出血性大腸菌O-157 を 8.5×106cfu
経口投与して感染させた。感染後も、ガングリオシドは
毎日経口摂取させた。大腸菌投与後8日間生死を観察
し、生存したマウスは屠殺して、腸管1gに結合した大腸
菌数を測定した。また、糞便1g中の大腸菌数も測定し
た。結果は表1と表2に示した。無菌マウスの生存率
は、ガングリオシド投与群で高まった。しかし、腸管及
び糞便中の大腸菌 O-157に変化は見られなかった。この
ことは、ガングリオシドがO-157 の腸管付着を抑制する
のではないことを示している。腸管の肉眼的所見では、
腸管内の出血傾向がガングリオシド摂取群で少なかっ
た。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【試験例2】ガングリオシドの大腸菌O-157 感染防止試
験II ガングリオシドの摂取量を1日当たり0.01mg〜10mgとし
て、試験例Iと同じく大腸菌投与後8日目のマウスの生
存率を測定した。結果を表3に示した。この結果から、
ガングリオシドを1日当たり 0.1mg以上摂取させること
で、生存率が上昇することが明らかとなった。
【0019】
【表3】
【0020】試験例1, 2から、経口摂取させたガングリ
オシドは、腸管内で拮抗的に作用して、大腸菌O-157 が
腸管に付着するのを抑制することなく、O-157 の感染を
防止し、マウスの生存率を著しく増加させることが分か
った。また、ベロ毒素に対するガングリオシド付着効果
を調べたところ、ベロ毒素にも付着しなかった。しか
し、糞便中のベロ毒素は、ガングリオシド摂取群で明ら
かに少なくなっていたことや腸管内での出血傾向も少な
かったことから、ガングリオシドは大腸菌O-157のベロ
毒素産生能を低下させているか、腸管内でベロ毒素を中
和するような物質の産生能を高めている可能性等が考え
られた。
【0021】
【参考例1】ガングリオシドの抽出I バターミルク粉100gを水に溶解した後、枯草菌プロテア
ーゼでタンパク質を分解した。酵素失活後、ゲル濾過カ
ラムに通し、ガングリオシド画分(ボイド画分)を回収
した。凍結乾燥後、ガングリオシド抽出物5gを得た。
【0022】
【参考例2】ガングリオシドの抽出II ホエータンパク質濃縮物(WPC) 100gをプロテアーゼ(パ
パイン、パンクレアチン)で酵素分解し、酵素失活後、
限外濾過膜を利用してガングリオシドを濃縮してガング
リオシド濃縮物6gを得た。
【0023】
【実施例1】ガングリオシド配合栄養組成物の調製 参考例1で得られたガングリオシド抽出物3g、酸カゼイ
ン0.4kg 、ホエータンパク質濃縮物(WPC) 0.6kg 、乳糖
2.6kg を溶解し、さらに、それぞれ 50gのミネラル混合
物(硫酸銅、硫酸鉄、硫酸亜鉛、炭酸カルシウム、塩化
マグネシウム等)と水溶性ビタミン混合物(ビタミンB
類、ビタミンC、葉酸等)を添加混合した。これに脂溶
性ビタミン(ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、ビ
タミンK)を含有する混合油脂(パーム油、サフラワー
油、魚油、大豆油)1.3kg を添加して均質、殺菌、濃縮
後に噴霧乾燥してガングリオシド配合栄養組成物5kgを
得た。
【0024】
【実施例2】ガングリオシド配合医薬組成物の調製 参考例2で得られたガングリオシド濃縮物を用いて、表
4の配合により錠剤を調製した。
【0025】
【表4】 上記の各成分を混合し、500mg の錠剤を常法に従って 2
00個製造した。
【0026】
【発明の効果】本発明により、ガングリオシドを有効成
分とする大腸菌O-157 感染防止剤が提供される。本発明
の感染防止剤は、大腸菌O-157 感染の予防及び重症化の
防止に有効である。
フロントページの続き (56)参考文献 Tadashi Idota et al.,Biosci. Biotec h. Biochem.,1995年,59 (1),69−72 Sachie Takeuchi e t al.,Microecology and Therapy,1999年,V ol.28,pp.227−232 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61K 31/715 C08B 37/00 A23L 1/30 A61P 31/04 CAPLUS(STN) REGISTRY(STN) BIOSIS/MEDLINE/WPID S(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガングリオシドを有効成分とする大腸菌
    O-157感染防止剤。
  2. 【請求項2】 ガングリオシドが、ガングリオシド GM3
    及び/又はガングリオシド GD3である請求項1記載の大
    腸菌 O-157感染防止剤。
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Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Sachie Takeuchi et al.,Microecology and Therapy,1999年,Vol.28,pp.227−232
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