JP3810077B2 - 胃内ｈ．ピロリの検出 - Google Patents

Description

発明の背景
発明の簡単な記載
本発明は上部胃腸疾患の新規なインビボ診断用カプセルおよびその製造方法に関するものである。
従来法の簡単な記載
ヒトの胃腸系の機能に不利に影響する因子はそれらの性質が非常に変化に富んでいる。かかる障害は上部または下部胃腸管、またはその両方に生じうる。遺伝的、生理学的、環境的および心因性の因子を含む広範囲の胃腸障害の原因が存在する。従って、これら障害の診断および治療技術は非常に困難でありうる。
上部胃腸管の慢性障害のうちには、胃炎および消化性潰瘍疾患の一般的範疇に該当するものがある。上部胃腸管は一般的に食道、胃、十二指腸、空腸および回腸を包含すると定義される。消化性潰瘍は消化性酸およびペプシンの作用に起因する組織の損失を特徴とする、胃腸管内層の病変である。消化性潰瘍は胃分泌過多、消化性酸およびペプシンに対する胃内層の抵抗低下、またはその両方により惹起されると一般に考えられてきた。胃炎は、定義によれば、胃粘膜の炎症である。にもかかわらず実際上は消化不良（indigestion）、「胸やけ」、消化不良（dyspepsia）および過度のおくびのような、定義の明確でないそしてこれまで不適切に処理されてきた広範囲の症状によって障害が明らかにされる。
あらゆる障害の治療におけるように、胃腸障害の迅速で、正確でそして的確な診断は最も重要である。所定の患者が表わす胃腸障害を診断するのに用いられる代表的な手段は、症状の性質および重さ、その個体の全体的健康患者の医療歴、妥当な成功の可能性を以って治療を実施するための詳細な診断の必要、および診断装置の利用可能性のようなファクターの如何によるであろう。しかしながら、当業上代表的に用いられる診断方法はしばしばのろく、扱いにくく、費用がかかり、そしてあいまいでまたは不正確な結果を生じうる。従って、重い症状のない患者については胃腸障害の正確な診断は試みられているまい。かかる患者は単に制酸剤または胃酸分泌を抑制する薬物を用いるような慣用の療法で治療されよう。かかる治療により一時的な症状軽快が得られようが、しばしば治癒までは至らない。より有効な治療は、実際に下地となっている胃腸障害のより良好な診断次第であろう。特に、多くのかかる胃腸障害は、胃粘膜のヘリコバクター・ピロリ（Helicobacter・pylori）による感染により仲介されることが見出されている。Ｈ.ピロリは酵素ウレアーゼを産生するグラム陰性のらせん形細菌である。この細菌は胃上皮の管腔面の粘膜層の下および胃小窩中に主として見出される。ヘリコバクターは抗体に関する血液検査、呼吸検査または胃内層の生検により診断できる。しかしながら、細菌が根絶された後でも何か月間も抗体陽性のままでありうる。抗体の存在は患者の約10〜15％に偽陽性結果を示す。生検は比較的迅速であるが、しかしながら、時間、費用および危険をつけ加えるものである。比較的少数ではあるが、生検部位からの出血の危険が20,000分の一存在する。生検は血友病患者および肝臓病患者のような出血傾向のある患者には行うことができない。加えて、ヘリコバクターがつぎだらけであってそれゆえ100％の精度を得るには多重生検を必要とすることが最近判明している。生検費用はおよそ100ドルである。生検はまた組織を取扱う人物がＨＩＶに露出される危険をも増大させる。もしウレアーゼ検査が用いられる場合は、生検検体は看護婦により検査にかけられねばならず、それにより検査中さらなる人物を必要とする。
従来法では、その大多数がインビトロである胃腸障害検査を開示している。尿素および指示薬を使用する多くの検査も開示されている。
Marshallの4,748,113はウレアーゼを包含する胃腸障害診断用組成物および方法を開示している。これら方法は胃検体材料を得、そしてその材料をウレアーゼおよび指示薬を包含する組成物と接触させることを包含する。
Marshallの4,830,010は胃腸障害の診断法を開示している。この方法工程は尿素含有組成物をアッセイに先立ち投与することを包含する。
Stewardらの5,139,934は基質組成物およびウレアーゼアッセイ法を開示している。この方法はpH指示薬の使用を包含するインビトロイムノアッセイである。
Nagatsuらの4,147,692は酵素活性を測定しそしてかかる活性を種々の疾患状態と関連させるための方法および組成物を開示している。
Kraffczykらの3,873,369は尿素測定のための比色定量指示薬を開示している。
Vasquezらの4,851,209は放射性同位元素を用いる、胃腸潰瘍疾患を臨床的に評価するためのインビボ診断操作を開示している。操作は診断薬剤を予め投与し続いてシンチグラフィー画像形成装置を用いて問題の胃腸領域をシンチグラフィー画像形成することを包含する。
ウレアーゼまたは他の指示薬の使用はpH指示薬と組み合わせて使用されているが、Vasquezらを除くすべてがインビトロで実施される。
本発明はインビボでのアルカリ性pH変化を検出することができるカプセル及びその製造方法を開示する。この検査は必要とされる生検の数を劇的に削減しそして何らかの出血性傾向を有する患者にとって安全である一方で迅速で低コストである。さらに、色の変化によって、その変化が真正の陽性反応であるのかまたは偽陽性反応であるのか判定できる。
図面の簡単な記載
本開示の利点は明細書および図面を読めば明らかとなろう、ここで：
図１は胃内におけるビーズの位置および尿素／アンモニア転換を示す。
発明の要約
上部胃におけるウレアーゼ産生性ヘリコバクターのインビボ検出用カプセル及びその製造方法が開示される。稠密な担体を用いこれを２つの別個の群に分け、第一のものを第一試薬指示薬と組み合せそして第二のものを第二試薬指示薬および尿素組み合わせ物と組み合わせる。担体は薬学的受容可能製品、好ましくは直径約0.2〜3.0mmを有する糖（sugar）ビーズである。担体および試薬は担体を被覆することによるかまたは担体と試薬を組み合せることにより組み合せることができる。処置された担体と尿素を可溶性カプセル中にカプセル化しこれを患者に投与する。明細な結果を得るために、所望の場合は緩衝剤を添加できる。担体の密度ゆえにカプセルが胃粘膜の方に移動せしめられる。胃液が試薬指示薬と尿素を含有するカプセルを溶解させそれにより２種の試薬指示薬および尿素を胃粘膜と直接接触させる。尿素は胃にウレアーゼが存在すれば、それと反応してアンモニアを生成させ、これが胃内のpHを上昇せしめる。２種の試薬指示薬は色の変化を介して異なる反応をしてpHを上昇させ、これを内視鏡を用いて観察する。好ましい第一試薬はブロモチモールブルー（ジブロモチモールスルホンフタレイン）であってこれはウレアーゼの存在下に黄色を残存させ、そして好ましい第二試薬はフェノールレッド（フェノールスルホンフタレイン）であってこれはウレアーゼの存在下に赤色になる。
発明の詳細な記載
本開示は内視鏡検査において胃のアルカリ性pH変化を検出するのに指示薬を使用するものである。指示薬の色の変化により胃内のpH変化を検出する。ある種の色の組み合せはヘリコバクター細菌すなわちＨ.ピロリ細菌の存在を示すであろう。
尿素は式H₂NCONH₂を有しそして天然に存在するタンパク質代謝産物である。胃腸障害を有するヒトまたは他の動物からの胃物質は比較的大量のウレアーゼ（尿素アミノヒドロラーゼ）を含有しており、このものが尿素を炭酸アンモニウムまたはアンモニアと二酸化炭素とに加水分解する。通常ウレアーゼは体内にほんの痕跡量でしか存在せず、尿素を分解する機能を果たす。Ｈ.ピロリは冒された領域でウレアーゼ量を正常値をこえて増大させる。増大したウレアーゼが投与された尿素と反応してアンモニアを生成し、これがアルカリ度上昇に起因する指示薬の色の変化をひき起す。
本発明で有用な指示薬はその解離（イオン化）された状態と非解離（中性）状態で色がきっちりと異なる弱酸である。ここで有用な指示薬は約6.5〜約8.5、好ましくは約7.0〜約8.0のpKa値を有する。本組成物中の指示薬により示される色はその組成物のpH、用いられる個々の指示薬、およびその指示薬に関する解離定数（Ｋ）（すなわち、pK｜log₁₀K₂）の如何によるであろう。指示薬により示される色はpH値範囲（pH＝log₁₀［Ｈ＋］）にわたって変化するので、本組成物に有用な指示薬は約5.5〜約9.0、好ましくは約6.5〜約8.5のpH範囲にわたって色が変わる。本組成物のpHは従って用いられる指示薬のpKaより少なくとも約１pH単位低いpHに調整される（すなわち、指示薬のpKaに等しいpHを含有する溶液中の水素イオン濃度の10倍少ない（10％）水素イオン濃度［Ｈ⁺］を有する。好ましくは、pHは指示薬のpKaより約２pH単位低いpHに調整する。本組成物のpHの調整は塩基（例えば水酸化ナトリウム）または酸（例えば塩化水素酸またはクエン酸）の添加により実施できる。従って、好ましくは、本発明組成物のpHは約5.0〜約6.5に調整され、好ましい態様は約5.0〜約6.0である。
好ましい試薬指示薬はブロモチモールブルー（ジブロモチモールスルホンフタレイン）指示薬、試薬１、およびフェノールレッド（フェノールスルホンフタレイン）、試薬２、である。ここで有用な他の指示薬にはｐ−ニトロフェノール、ニュートラルレッド（２−メチル−３−アミノ−６−ジメチルアミノフェナジン）、キノリンブルー（シアニン）、クレゾールレッド（ｏ−クレゾールスルホンフタレイン）、およびチモールブルー（チモールスルホンフタレイン）が包含される。本発明で有用な指示薬はThe Merck Index（1976年、第９版）（参考文献として本明細書にとり込まれる）に記載されている。試薬２はもしウレアーゼ酵素が存在する場合はそれに対して反応するために尿素を添加されて有する。尿素は胃の粘膜層に浸透して胃壁上のウレアーゼ含有細菌Ｈ．ピロリと接触する。尿素／ウレアーゼ組み合せ物がアンモニアを生成させ、このものが粘膜層を通って外側に移動して試薬類と接触するに至る。
尿素は可溶性の稠密担体に担体１kg当たりおよそ１〜20グラムで添加される。カプセルを胃粘膜に運ぶのに充分な密度を有するすべての稠密担体が使用できるが、好ましい担体は非パレイル（pareil）ビーズのようなビーズである。好ましい態様においては、試薬指示薬１および２は胃でそれぞれに確認されうるビーズのような固相中にて胃内に置かれる。試薬は直径の小さいビーズ好ましくは0.2〜3.0mmのビーズ状に被覆されるべきで、好ましい寸法は約２mmである。２mmなるビーズ寸法により、視認可能な利点およびすべてのビーズが溶解したわけではない場合の内視鏡の閉塞を阻止できる利点が得られる。かかるビーズの好適な製造法はメッシュ寸法25〜35を有する非パレイル（pareil）ビーズのような糖ビーズを用いることであろう。非パレイルビーズはカプセル中においてあるいはカプセルが溶解した後に粘膜の方へ移動するに必要とする密度を付与する。胃液中を浮遊するより密度の低いビヒクルは試薬類が粘膜上に位置するのを阻止しよう。Sternらは与えられた米国特許第3,121,041号は可溶性カプセルと組み合せて、放射性物質で含浸された栓を使用することを開示している。Sternに開示されたスポンジ状の栓は胃液中を浮遊し、幾つかの欠点をもたらす。２種の試薬の対照的な結果を得るには、２種の含浸スポンジがカプセル中で使用されねばならず、それにより製造費用が増大する。Sternらの特許はスポンジをカプセル中にタッピング（tapping）することを開示している。２つのスポンジを使用することは恐らくSternカプセルの製造に要する時間を２倍となすであろう。加えて、スポンジは胃液中を浮遊するであろうから、試薬が希釈されそして恐らく胃液の内容物によって影響されるであろう。試薬は尿素を胃壁の方へ移動させ、Ｈ.ピロリにより産生されたウレアーゼに反応させ、アンモニアを生成させ、そして次にpHを変更させるために粘膜上に直接置かれねばならない。希釈因子を許容するにはカプセル中に使用される尿素の量を増大させる必要があろう。本開示の目的、ならびに放射性物質の使用に関する他の開示は、患者に投与される量を低減させることである。尿素を直接粘膜上に置くことにより、希釈が最小限にまで低減されそしてそれゆえ少しの量でより優れた精度が得られる。時間放出（time release）カプセル技術において通常知られているようにビーズは被覆できない、なぜなら信頼できる読みを得るにはすべてのビーズ上の試薬が同時に活性化されねばならないからである。Brindamourの米国特許3,383,283号は脂肪酸で被覆した時間放出ビーズを開示している。脂肪酸被覆は、多くの他の被覆と共に、全部または幾分かのビーズを胃液内で浮遊せしめることにより、ここでもまた粘膜との接触が阻止されることになろう。
開示されたカプセルを用いる検査操作はインビボで実施され、それによりしばしば生検の必要を排除することになる。試薬の色の変化を観察するには、ビーズは単一の領域内に留まる必要がある。これを達成するには、ビーズは浮遊してはならず、むしろ細菌の供給源での粘膜上に直接存在しなければならない。最近、胃内のＨ.ピロリは連続するかまたは大きな領域でなく、むしろ胃壁内でつぎだらけ状であることが見出されている。本開示においては、粘膜上へのビーズの自然の分散はＨ.ピロリ細菌の少なくとも一つの領域と反応するに充分な領域を包含する。一時的または拡散された基準で粘膜と接触するすべての浮遊指示薬は冒された領域と直接接触する機会が狭い。
胃内での数分後に溶解しないビーズはそれらが好ましい寸法より小さい場合は内視鏡に閉塞を起こさせうる。他の種類の稠密ビヒクルは、それらが必要な試薬を吸収できそして数分以内に溶解しうる限り使用できる。粉末化した担体を用いる場合は、試薬を担体と混合し、担体を乾燥せしめ、そして必要な場合は粉末形に再粉砕する。ビーズは、試薬によるビーズの被覆が最適の結果を得るためのより単純で、より経済的な方法であるという利点を有する。
ビーズ製造の例をあげれば次のとおりである。

ビーズは胃への放出のために塊状で未希釈で迅速溶解性ゼラチンカプセル中にカプセル化するのが好ましい。カプセルはより速やかにカプセルを送達しカプセルの溶解を加速させるために少量の液体例えば水を用いて嚥下することができる。もし必要な場合は、pH4.0〜6.0を有するクエン酸塩のような緩衝剤を液体に添加して胃液のpHを最初にわずかに酸性をなすこともできる。液体形で投与された試薬は、例え別々に摂取されても、相互に混ざり合って不明確な結果を生ずるであろう。
付加的な成分を試薬に添加して任意の特異的な所望の結果を得ることができる。その例はクエン酸塩緩衝剤のような安定な緩衝剤を用いてpH6.0で30ミス(mis)で酸pHに緩衝させることであろう。緩衝剤は試薬と一緒にビードコーティングして添加するかまたはカプセル中に粉末形で入れることができる。緩衝剤の使用はカプセルの貯蔵寿命に安定性を付加する。
第１図においては胃壁、ウレアーゼ含有細菌、および粘膜層が示されており試薬ビーズは粘膜層上にある。試薬２から放出された尿素がウレアーゼと接触すると、アンモニアが生成される。アンモニアは粘膜層を通って上昇しそして試薬指示薬と接触してpH上昇と試薬の色の変化をひき起こす。
検査を行うには、内視鏡検査の直前に被検体はpH6.0緩衝剤の30ミス(mis)を有する１または２カプセルを摂取する。内視鏡が胃に到達するのに約５分かかり、その時点でカプセルは溶解しておりそして顆粒が存在して胃粘膜の表面上でゆっくりと溶解中である内視鏡を介して、診察人物はもしヘリコバクター細菌の存在を示す試薬の変色が存在する場合はそれを検出できる。
以下の実施例において試薬２は酸性pHで黄色であり、アルカリ性pHで赤色に変わりそして試薬１は酸性pHで黄色であってアルカリ性pHで青色に変わる。本発明は偽陽性反応から真正の陽性反応を確認するための差異変色に基づくものである。重要なのは色自体ではなく差異であり、そしてここに詳細に用いられるすべての色および／または試薬は例示であって決して本発明の範囲を限定するものではない。
実施例Ｉ

実施例II

実施例III

赤色および黄色の試薬は存在するが青色試薬が存在しないことはウレアーゼ（すなわちヘリコバクター）が胃内にあることを示す。

Claims (18)

1. 下記工程すなわち：
   体液よりも密度の大きい稠密な薬学的受容可能な担体を選択し、
   薬学的受容可能な第一ｐＨ指示薬を選択し、この第一指示薬は約５．５乃至約９．０のｐＨ徴候範囲を有していて、酸性ｐＨ範囲を示す第一の徴候とアルカリ性ｐＨ範囲を示す第二の徴候を有しており、薬学的受容可能な第二ｐＨ指示薬を選択し、この第二指示薬は約５．５乃至約９．０のｐＨ徴候範囲を有していて、この第二ｐＨ指示薬の第一の徴候は酸性ｐＨ範囲を指示することであって、第二ｐＨ指示薬の第一の徴候は第一ｐＨ指示薬の第一の徴候と同じであり、第二ｐＨ指示薬の第三の徴候はアルカリ性ｐＨ範囲を指示することであって、第二ｐＨ指示薬の第三の徴候は第一ｐＨ指示薬の第二の徴候および第一ｐＨ指示薬の第一の徴候と異なっていて、また、第二ｐＨ指示薬の第一の徴候とも異なるものであり、
   ウレアーゼと反応してアルカリ性生成物を形成する試薬を選択し、
   該稠密な担体を二つのおよそ等しい部分に分割し、
   該第一ｐＨ指示薬を該稠密な担体の第一部分と混合し、
   該第二ｐＨ指示薬を該稠密な担体の第二部分と混合し、
   該試薬を該第二ｐＨ指示薬および該稠密な担体の第二部分と組みわせ、
   該稠密な担体の該第一部分と該稠密な担体の該第二部分の約等しい量を溶解性カプセル内に入れることからなる、ウレアーゼ産生性ヘリコバクターの存在又は不存在を検出するカプセルの製造方法。
2. 前記薬学的受容可能な担体が糖ビーズである請求項１記載の方法。
3. 前記担体が直径約０．２〜約３．０ｍｍを有する請求項２記載の方法。
4. 前記担体の第一部分が前記第一指示薬で被覆されると共に前記担体の第二部分が前記第二指示薬組み合わせ物で被覆されている請求項１に記載の方法。
5. 前記第一指示薬が前記担体の第一部分によって吸収され、前記第二指示薬組み合わせ物が前記担体の第二部分によって吸収される請求項１記載の方法。
6. 前記稠密な担体のｐＨを中和するために、前記稠密な担体に緩衝剤が添加される請求項１記載の方法。
7. 前記試薬が尿素である請求項１記載の方法。
8. 前記第一ｐＨ指示薬と前記第二ｐＨ指示薬は、酸性ｐＨ範囲を示す第一色彩とアルカリ性範囲を示す第二色彩とを表わす弱酸である請求項１記載の方法。
9. 前記第一ｐＨ指示薬がプロモチモールブルー（ジブロモチモールスルホンフタレイン）であり、そして前記第二ｐＨ指示薬がフェノールレッド（フェノールスルホンフタレイン）である請求項１記載の方法。
10. ヒトまたは低級動物被検体の胃内のウレアーゼ産生性ヘリコバクターを検出するためのカプセルであって、該カプセルが、
    稠密な薬学的受容可能な担体、この担体は体液よりも大きな密度を有していて、第一部分と第二部分とに分割されている；
    薬学的受容可能な第一ｐＨ指示薬、この第一指示薬は約５．５乃至約９．０のｐＨ徴候範囲を有していて、酸性ｐＨ範囲を示す第一の徴候とアルカリ性ｐＨ範囲を示す第二の徴候を有しており、前記担体の第一部分と混合されている；
    薬学的受容可能な第二ｐＨ指示薬、この第二指示薬は約５．５乃至約９．０のｐＨ徴候範囲を有していて、酸性ｐＨ範囲を示す第一の徴候を有しており、この第一の徴候は前記第一ｐＨ指示薬の第一の徴候と同じであり、また、第二ｐＨ指示薬はアルカリ性ｐＨ範囲を示す第三の徴候を有していて、この第三の徴候は前記第一ｐＨ指示薬の第二の徴候および第一ｐＨ指示薬の第一の徴候と異なっていて、また、第二ｐＨ指示薬の第一の徴候とも異なっている；
    ウレアーゼと反応してアルカリ性生成物を形成する試薬、この試薬は前記第二ｐＨ指示薬および前記稠密な担体の組み合わせ物と混合する；
    を包含するカプセル。
11. 前記薬学的受容可能な担体が糖ビーズである請求項１０記載のカプセル。
12. 前記担体が直径約０．２〜約３．０ｍｍを有する請求項１１記載のカプセル。
13. 前記担体の第一部分が前記第一指示薬で被覆されると共に前記担体の第二部分が前記第二指示薬組み合わせ物で被覆されている請求項１０記載のカプセル。
14. 前記第一指示薬が前記担体の第一部分によって吸収され、前記第二指示薬組み合わせ物が前記担体の第二部分によって吸収される請求項１０記載のカプセル。
15. 前記稠密な担体のｐＨを中和するために、前記稠密な担体に緩衝剤が添加される請求項１０記載のカプセル。
16. 前記試薬が尿素である請求項１０記載のカプセル。
17. 前記第一ｐＨ指示薬と前記第二ｐＨ指示薬は、酸性ｐＨ範囲を示す第一色彩とアルカリ性範囲を示す第二色彩とを表わす弱酸である請求項１０記載のカプセル。
18. 前記第一ｐＨ指示薬がプロモチモールブルー（ジブロモチモールスルホンフタレイン）であり、そして前記第二ｐＨ指示薬がフェノールレッド（フェノールスルホンフタレイン）である請求項１０記載のカプセル。

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