JP3650937B2 - 治療に使用するためのインター−α−トリプシンインヒビター濃縮物の調製方法、およびそのようにして得られる濃縮物 - Google Patents

Description

本発明は、ヒト血漿分画からインター−α−トリプシンインヒビター（ITI）の濃縮物（concentrate）を産生する方法、および該方法により得られる治療的使用に好適な濃縮物に関する。
ITIは、血漿中に見い出されるセリンプロテアーゼ・インヒビターである。その名称は、トリプシン・インヒビターとしてのその活性および、その電気泳動の移動度がα_１グロブリンとα_２グロブリンとの間に位置する（即ち、「インター−α」）ことに由来する。
ITIは、「クニッツ型（Kunitz−type）インヒビター」ファミリーに属し（１−４）、３本のポリペプチド鎖、即ち、２本の重鎖H1およびH2並びに１本のビクニン（bikunin）と呼ばれる軽鎖から成り、その全体がグリコサミノグリカン鎖で連結されている。軽鎖は、抗プロテアーゼ活性の原因（responsible）となる。ITIは、分子質量220000Daを有する糖タンパク質である。
ITIは、肝臓内で合成され、血漿中を約0.5g/lの濃度で循環する。
ITIは、それを分子量のより小さい誘導体に分解する、多くのプロテアーゼの作用に非常に感受性である。それらの中で、UTI（ビクニンから誘導される尿トリプシン・インヒビター）は、最終的に尿中に見い出され、それの分離とその特性の研究を可能とし（5,6）；このフラグメントは、多くのITI活性、および特に、その抗プロテアーゼ活性の原因となる。
ITIの生理学的役割は、未だ完全に理解されていない。それは、抗プロテアーゼ活性、特に、トリプシンおよびキモトリプシン・インヒビターとして、多形核好中球細胞（neutrophil polynuclear cells）の活性化により遊離されるエラスターゼおよびカテプシンＧのインヒビターとして、プラスミンおよびカリクレイン・インヒビターとしての、活性を示す。それは、内皮細胞に対する増殖因子活性も有するかもしれない（７）。
また、UTIに関する一連の研究は、分子のこの部分が、炎症型の疾患、例えば、膵炎、多発性関節炎、細菌性ショックおよび特定の癌の治療に関連する二次的症状において、役割を果たし得ることを示している（８−10）。
ITIは、例えば、炎症反応の際に遊離され、プロテアーゼの作用により活性なフラグメントを生ずることが可能なプロ−インヒビターとして考えることができるかもしれず、該フラグメントは、細胞間スペース中に拡散し、プロテアーゼに対する組織保護にあずかることができる。
従って、治療に使用するための、より長い半減期と、UTIのものよりも天然の活性により近いin situ活性を有し得る、天然のITIの調製物を得ることは有利であるかもしれない（11）。
幾つかの文献は、硫酸アンモニウムまたはPEGを用いた後に陰イオン交換クロマトグラフィーによる、あるいは亜鉛キレート剤を用いて、若しくはブルーセファロース（Blue−Sepharose）上でのアフィニティ・クロマトグラフィーによる、のいずれかにより、血漿から天然ITIを精製する試みを記載している（12−14）。それらの種々の方法は、ITIの迅速な分解を回避するためにプロテアーゼ・インヒビターの添加を必要とし；これらのインヒビターは、通常、治療的使用には不適合であり；加えて、収量が一般に非常に低い。
よって、本出願人は、産業的規模で適用され得、さらに天然分子と類似の生物学的および構造的特性を有する分子を生ずるITIを、ヒト血漿から精製するための新規な方法を開発するよう試みた。
本出願人は、本出願人が開発し（15,16,およびEP0317376）、現在まで産業的に使用されておらず特にITIに富む分画を提供する、血液凝固第IX因子の高純度の濃縮物を製造する方法を利用した。他の血液成分の回収率に支障を与えることなく、この分画からITIを精製する方法を開発することが、本発明の１つの目的である。
こうして本出願人は、スルフェートグリコサミノグリカン類（ヘパリンのような）に対するITIの親和性を明らかにし、この予期しなかった特性を利用して、固定化スルフェートグリコサミノグリカン・カラム上、例えば、Sepharose▲Ｒ▼ゲル上で、0.2M NaClの存在下に穏やかに溶出する、アフィニティ・クロマトグラフィーによる分離方法を開発した。
本出願人は、この方法が大規模に行われるとき（即ち、恐らく2000リットルよりも多い量の血漿を用いて）特に有効であることを示した。
本出願人は、本発明のアフィニテイ・クロマトグラフィー分離を、（上述のように）血漿タンパク質の分離方法に含めた。本発明はまた、あらゆる他の分画から出発してITIを精製するために、スルフェートグリコサミノグリカン上のアフィニテイ・クロマトグラフィーの使用を包含し、他の因子の産生を最適化するようより特別に開発された血漿タンパク質を分離する方法をもたらした。
１つの好ましい実施態様によると、本発明の方法は、下記の連続的工程を含む：
−血漿の寒冷沈降反応の後、上清を集め、約0.01MおよびpH7のクエン酸ナトリウム緩衝液中、DEAE（ジエチルアミノエチル）−ゲル上、より正確には、DEAE−Sephadex▲Ｒ▼Ａ−50上での陰イオン交換クロマトグラフィーに供する；
−アルブミン、γ−クロブリン、アンチトロンビンIIIおよびα−抗トリプシンを含む分画を捨て、0.23M NaClの存在下に洗浄した後、0.5M NaClを緩衝液に添加すると、ITIをプロテインＣおよびプロテインＳと共に含むプロトロンビン・コンプレックス濃縮物（PCC）の溶出がなされる；
−溶出されたPCC分画を、溶媒−デタージェント（TnBP−Tween）によるウイルス不活化処理に供する、
−続いて、約6mMおよびpH6のリン酸ナトリウム緩衝液中、DEAE−ゲル上、より正確には、DEAE−Sepharose▲Ｒ▼上での陰イオン交換クロマトグラフィーに供して、濾過物中の溶媒−デタージェントを取り除き;0.23M NaClの存在下にカラムを洗浄した後、２つの分画を連続して溶出する：・１番目の分画は、5mMクエン酸三ナトリウムおよび0.28M NaClを添加した後、ITIを含む、
・２番目の分画は、0.36M NaClを添加した後、第IX因子を含む；
−ITIを含む分画を、約40mMおよびpH7.45のクエン酸ナトリウム緩衝液中、ヘパリン−Sepharose▲Ｒ▼上でのクロマトグラフィーに供して、濾過物中のプロテインＣおよびプロテインＳを取り除き、他のタンパク質を吸着させ;0.2M NaClの添加により溶出すると、タンパク質の90％が天然ITIである分画の回収がなされる；
−限外濾過と分配の後、ITIサンプルを、さらに凍結乾燥する。
本発明による方法の主要な利点は、その実施の迅速さ（工程ごとに約10時間）であり、これは、ITIのような非常に不安定な分子には特に重要である。
本発明による方法で得られるITI濃縮物の調製物の質を、電気泳動およびクロマトグラフィーで評価した：
−SDSの存在下または非存在下での、ポリアクリルアミドゲル電気泳動では、約220000Daの相対質量（Mr）の位置に単一の主要なバンドを見ることができる。SDSの非存在下では、凝集物は全く見られず、少量の変性産物が見られる；可視的なバンドは、90％より多いタンパク質に対応する；
−高圧ゲル濾過により、90％より高い純度の天然ITIが確認される。
本発明の方法により、このようにして得られる濃縮物のITI分子は、天然ITIのものに類似した構造を示し、コンドロイチナーゼ消化の後にポリアクリルアミドゲル電気泳動で実証されるように、３つのペプチド鎖から成り立っていることを意味する。
ITI濃縮物の比活性を、その抗トリプシン活性により（色素原基質、Ｌ−BAPNAを用いる慣用されている技法により測定する）、420−500mU/mgタンパク質であると評価した。
本発明によるITI濃縮物の特性は、この調製物を、ヒトに対する、とりわけ重篤な炎症性疾患を治療する治療的使用に特に好適とする。

下記の実施例は、本発明の方法の実施態様および本発明の産生物の特性を、しかしその範囲を限定することなしに示す。
実施例Ｉ
高純度の第IX因子濃縮物を調製することが意図される血漿のバッチを、PCCが得られるまで、慣用されている方法に供する。
要約すると、新鮮なまたは凍結−解凍された血漿を、寒冷沈降反応に供し、第VIII因子、フォンビルブラント因子、フィブリノーゲンおよびフィブロネクチンを取り除く。上清（1000〜1500リットル）を集め、pH7.0の0.01Mクエン酸ナトリウム中（上清１リットル当り1.5g）、DEAE−Sephadex▲Ｒ▼ゲル上でのクロマトグラフィーに供する。アルブミン、γ−グロブリン、AT IIIおよびα１−抗トリプシンが、濾過物中に見い出される。カラムを、0.23M NaClを補足した同じ緩衝液で洗浄し、PCC分画を、緩衝液に0.5M NaClを添加して溶出する。この分画は、20〜40重量％までのITIタンパク質（これは、現在まで、主要な不純物と考えられていた）を含む。この分画を、40gタンパク質/lおよびpH7で290mOsm/lの容量オスモル濃度に調整し、2.5g/lのリシンで補足する。
この分画を、TnBP/Tween（最終濃度0.3％トリ（ｎ−ブチル）ホスフェート−１％Tween80）と24℃にて６時間接触させることによる、ウイルス不活化処理に供する。
この分画を、さらに、6mMリン酸ナトリウム緩衝液、pH6.0中、DEAE−Sepharose▲Ｒ▼FFゲル上でのクロマトグラフィーに供する。10〜12リットルのPCCを、18リットルのDEAE−Sepharose▲Ｒ▼で満たしたカラムに注入する。TnBP/Tweenの混合物を、濾過物の中に取り除く。カラムを、0.16M NaClを補足し続いて0.23M NaClを補足した、5mMリン酸ナトリウム−5mMクエン酸三ナトリウム緩衝液、pH6.0で２回洗浄する。ITIを含む分画を、次に、NaCl濃度を0.28Mに上昇させることにより、溶出する。最終的に、NaCl濃度を0.36Mに上昇させて、第IX因子に富む分画を溶出し、これをさらに、追加的なクロマトグラフィーを行って精製する。
ITIに富む分画を、100mOsmol/lおよびpH7.45で、40gタンパク質/lに調整する。それを、pH7.45、40mMのクエン酸三ナトリウム緩衝液中、ヘパリン−Sepharose▲Ｒ▼上でのクロマトグラフィーに供する。２リットルの濃縮物分画を、18リットルのゲルのカラムに対して使用する。プロテインＣとプロテインＳを、濾過物中に取り除き；分画の他の成分を、カラム上で吸着させる。カラムを、0.05M NaClを補足した同じ緩衝液で洗浄し、第Ｘ因子とITIの分解形態を取り除く。ITIを、緩衝液に0.2M NaClを添加して溶出する。溶出された分画は、90％より多い（タンパク質の重量で）ITIを含んでいる。
NaCl濃度は、凝集物形成を回避するためには0.2Mより高くないほうが良い。
約8g/lに濃縮した後、ITIを、必要に応じて4.5g/lアルギニンおよび4.5g/lリシンで補足した1g/lクエン酸−9g/l NaCL緩衝液、pH7、中で限外濾過する。濃縮物を、pH7で、約300mOsm/lの容量オスモル濃度に調整し、滅菌濾過して、バイアルに分配し、凍結乾燥する。
実施例II−得られたITI濃縮物の生化学的特性
１）抗トリプシン活性を、Ｌ−BAPNA色素原基質（α−Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−アルギニン−ｐ−ニトロアニリド）上で、慣用されている条件下で測定する：
濃縮物の活性は、3500−4500mU/mlであり比活性は、420−500mU/mgタンパク質である。
プロテインＣおよびプロテインＳ並びに第Ｘ因子の残存量は、0.5UI/mlより低い。C₄の痕跡量が、オクタロニー法（Ouchterlony technique）で検出されると、0.1mg/ml未満に達する（免疫比濁法による）。
２）酢酸セルロース上での電気泳動は、単一バンドを示し、α_１グロブリンとα_２グロブリンとの間に移動する。
３）クーマシーブルーで染色した、ポリアクリルアミドゲル上の電気泳動は、相対質量220000Daを有する単一の主要なバンドを示し、これは、サンプルの全タンパク質の少なくとも95％を示す（分子量の較正スタンダードは、サイログロブリン、相対質量660000、フェリチン、相対質量440000、カタラーゼ、相対質量232000、アルドラーゼ、相対質量150000および血清アルブミン、相対質量67000であった）。
４）コンドロイチナーゼでITIを消化した後、SDS存在下にポリアクリルアミドゲル電気泳動の分析をすると、主要な相対質量220000のバンドが完全に消失し、二本の重鎖、H1、相対質量96000およびH2、相対質量86000、並びにビクニン（GAGを欠く）相対質量20000が、見られる（分子量の較正スタンダードは、ミオシン、相対質量200000、β−ガラクトシダーゼ、相対質量116000、ホスホリラーゼＢ、相対質量97000、ウシ血清アルブミン、相対質量67000およびオボアルブミン、相対質量45000であった）。
５）調製物の均質性を、サイズ排除クロマトグラフィーによりコントロールした。
実施例III−動物モデルにおけるITI濃縮物の安全性
凍結乾燥された濃縮物を、元に戻し（reconstitute）（タンパク質の総量:8g/l）、数匹の動物モデル中でコントロールした。
１）考えられる毒性を、10匹のマウスに、体重20g当り0.5mlを経静脈的に注射してテストした。７日後、死亡も致死的効果も観察されなかった。
２）潜在的なトロンボゲン形成性（thrombogenicity）を、ウサギWessler stasisモデルで、10ml/kgの用量で経静脈的に注入した後、チェックした。いかなる血液凝塊も観察されず、こうして、凝固カスケードのトロンボゲン形成性成分の不存在を確認した。
３）血管作動性物質のような不純物（HMW−キニノーゲンにより放出されるタンパク質凝集体またはペプチド）の不存在は、ラットにおいて、4ml/kgを0.1ml/秒にて経静脈的に注入した後、心リズムおよび血圧を測定することにより、コントロールした。両パラメーターとも、注入の後、一定を維持する（±２％の変動）。
４）発熱性（pyrogenicity）の不存在を、ヨーロッパ薬局方に従い、ウサギで、2ml/kgの用量でテストした。

Claims (6)

1. 治療的使用のためのインター−α−トリプシンインヒビター（ITI）濃縮物（concentrate）をITIに富むヒト血漿分画から産生する方法であって、ゲル上に固定されたヘパリンのようなスルフェートグリコサミノグリカン上のアフィニテイ・クロマトグラフィーの工程を含むことを特徴とする方法。
2. ITIに富む血漿分画が陰イオン交換ゲル上のクロマトグラフィーによる２つの連続的分離工程の後に得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 溶媒−デタージェントを用いるウイルス不活化処理を第２のクロマトグラフィー工程の前に含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 下記の工程：
   ａ）寒冷沈降された血漿の上清を約0.01mMクエン酸ナトリウム緩衝液、pH7中、DEAE−導入されたゲル上での陰イオン交換クロマトグラフィーに供し；
   ｂ）PCCおよびITIを含む分画を緩衝液に0.5M NaClを添加することによりクロマトグラフィーカラムから溶出し；
   ｃ）ｂ）で溶出された分画を溶媒−デタージェントを用いるウイルス不活化処理に供し、続いて約6mMリン酸ナトリウム緩衝液、pH6中、DEAE−導入されたゲル上での陰イオン交換クロマトグラフィーに供し；
   ｄ）ITIを含む分画を緩衝液に5mMリン酸三ナトリウムおよび0.28M NaClを添加することによりクロマトグラフィーカラムから溶出し；
   ｅ）ｄ）中で溶出された分画を約40mMクエン酸ナトリウム緩衝液、pH7.45中、固定されたヘパリン上、より正確にはヘパリン−Sepharose▲Ｒ▼上でのクロマトグラフィーに供し；
   ｆ）ITIが90％のタンパク質を示すITIを含む分画を緩衝液に0.2M NaClを添加することによりクロマトグラフィーカラムから溶出し；
   ｇ）ｆ）で溶出された分画を限外濾過で濃縮し、分配し凍結乾燥する、
   を連続的に含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. ITIが天然の血漿ITIのものに類似する構造を示す、即ち、３つのポリペプチド鎖から成り約220KDaの分子質量を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法により得られる治療的使用のためのヒトITI濃縮物。
6. 比活性420−500mU/mgタンパク質を示すことを特徴とする請求項５に記載のヒトITI濃縮物。