JPH01502110A - 免疫学的に活性なホエ−分画及び回収方法 - Google Patents

免疫学的に活性なホエ−分画及び回収方法

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JPH01502110A JP87500942A JP50094287A JPH01502110A JP H01502110 A JPH01502110 A JP H01502110A JP 87500942 A JP87500942 A JP 87500942A JP 50094287 A JP50094287 A JP 50094287A JP H01502110 A JPH01502110 A JP H01502110A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は免疫学的に活性なホエー分画及び回収工程に関する。
背景技術 はとんどの家畜の例にもれず、分生は免疫なしで生まれる。
受動免疫は分娩後に母親から、初乳として知られている乳腺の最初の分泌液を通 して生まれたての牛に行われる。この初乳は急速に漸減する量のイムノグロブリ ン(以下rl、yJと略す)として知られる免疫学的に活性な大分子量のりyバ ク質を含んである。この鰭分子は抗体特性を有しておシ、成熟した動物によって 盛んに産生され、細菌、ウィルスあるいは寄生虫による感染に対する免疫を強め る。誕生時には、分生は血清中にIgがない。生後間もなくの間は、母子の初乳 からのIyの質及び量の摂取及び吸収に対する直接的な反応としてのみ分生の免 疫系の機能は有効に働く。
自然な受動免疫移入機構の第一の本質的要素は母子の初乳の特性に関係する。理 想的な受動免疫を得るには、母の初乳は、病に菌特異抗体の適当な分布とそれぞ れの病原菌特異抗体の適当な濃度全有するIgを十分な濃度で含むべきである。
母子の初乳が重要な病原菌特異抗体を十分に含まない場合には、分生はこれらの 抗体を十分量吸収できず、また、このような抗体が攻撃する病気に対する免疫を 十分には得られないだろう。
自然な受動免疫移入機構の第二の本質的要素は分生の適応性(ea’lf −o rientecl )であり、初乳の摂取量と時間とに関わる。
摂取量に関しては、分生の循環系に吸収されるIg量が最大となるように摂取さ れる初乳量を限度とすることを示唆する研究が既になされている。21以上の初 乳の摂取は、有意義な程度に分生のIy吸収量を増やすことはない。更に、生ま れたての分生が、給飼時間内に21以上の液体を摂取することはまずない。摂取 の時間に関しては、大分子量工g分子の生まれたての分生の腸の透過性は、腸細 胞が成熟すると生後急速に減少する。これは自然の腸の機能としてよく知られて いる、「制限吸収期間(critical period of absorp tion)Jと呼ばれておシ、それは、分生が受動免疫の理想的なレベルに到達 するのに理想的な効果のある初乳の最適量を摂取及び吸収しなければならない産 後の短い期間として定義される。生後24時間以内の初乳の摂取によっである程 度の免疫移入が行なわれるが、その後の初乳の吸収は受動免疫レベルに対する影 響は殆んどないだろう。望ましくは、初乳の摂取は、生後8時間以内になされる べきである。
実際には、相当の割合の分生は理想的な質及び量に満たない初乳を摂取するか、 制限吸収期間内に初乳を摂取し損ねる。免疫移入の不足のために引きおこされる 悪影響は、分生の高死亡率、病気の罹患率の上昇および成長率の下降によって例 示される。
血清抗体濃度の低さに示されるように、分生は誕生時には病気に対する免疫がな い。誕生後約6〜12時間以内に、分生は理想的なIy濃度と、病原菌特異抗体 の分布を有する初乳21!全摂取する。これらの大分子量のIyや抗体分子が腸 から吸収されると、血清中の抗体濃度が急速に上昇する。最初の初乳摂取後数時 間で初乳Iy分子の腸から修生血流への移行は完了する。次の数日間で母子の初 乳由来の血清Iy濃度は徐々に正常な全身的ターンオーバー(turnover  ) K近づく。次いで、分生の免疫系は初乳由来Iyの供給の衰微に代わシ、 活性Iyの生産を開始する。最終的には、分生の免疫系は自活のあるいは活性な Iy産生をはじめ、本質的に一定な血清Iy濃度を維持するだろう。
血清工9濃度は20岬/ゴ程度あるいはそれ以上が望ましいことを示す研究が既 になされている。そのような工9濃度を有する分生は、受動免疫のレベルが低い 分生に比べて、死亡率が著しく低く、病気に対する抵抗性が強く、成長速度が極 めて速いことが示されている。
理想的な免疫移入は、普通の自然に起こる免疫移入と非常に対照的である。初乳 の十分でない量の摂取あるいは低Iy濃度の初乳の摂取では、受動免疫移入のレ ベルは不十分である。この不十分な受動免疫レベルの分生が病気にさらされると 、病気にかかる確率が高く、高価な医療処置を必要とし、死んだシ、十分な成長 をしない可能性がある。
乳牛は最も多量のミルクを生産するように精選して飼育されるので、酪農家が遭 遇する受動免疫移入の問題は特に重大である。授乳初めにおいて、乳牛の多量の ミルクの生産は限られた量のIy分子を急速に希釈する。その結果、生まれたて の分生によって初めて摂取される液体中のIy分子濃度は、適当な受動免疫を得 るのに必要なレベルよシかなり下回るかもしれない。
一般に非積極的な乳牛は重要な時期に比較的少量の初乳しか摂取せず、分生の腸 に存在し、血流中への吸収に利用できるIg分子の量は、しばしば許容できない 程少ない。その結果受動免疫レベルは適当な病気抵抗性を供給できない。
上記で概要を説明した免疫不全の問題を解決するために、小さな乳牛の群れを持 っている若干の酪農家達は、母子からの十分量の初乳であると信じるところのミ ルクを手でしぼシ、その初乳を生まれたての分生に制限吸収期間内に無理に与え る。初乳の摂取の時期及び量を制御するこの労働の集約的方法は、低((ついて 補償することはできない。複雑な、時間のかかる実験室における試験では、初乳 のIg濃度や抗体分布を測定することができるが、これらの酪農家達が、苦心し て初乳を得、生まれたての分生に無理に与える初乳が受動免疫の適当なレベルを 供給するであろうことを確実にする方法はない。
大規模な乳牛経営では、異なる作戦が初乳の摂取時期、消費されるIyの量及び 初乳の病原菌特異抗体分布を制御するために実行されている。分娩後12時間以 内の母子群から採取したミルクを互いに混ぜ合わせる。この混合「初乳」の適切 な量が、それぞれの生まれたての分生に与えられる。酪農家達は、この混合「初 乳」中のIg濃度や病原菌特異抗体を制御する手段を持たないので、この労働の 集約的方法も満足のいく結果を与えるものではない。
特別な病気に対する分生の抵抗性を強化するための他の現存の技術は、母子の分 娩前の予防接種を含む。予防接種は、望ましい病原菌に対する特異抗体の血清中 の濃度を上昇させ、遂には望ましい抗体の増強されたレベルを有する初乳を産生 ずる。
この強化された初乳の摂取後、分生は免疫の増加したレベルに達するが、特定の 病気に対してのみである。
実験室の研究では、研究者達は初乳中のXi濃度と病原菌の特異抗体の分布を分 析し、制限吸収期間内の制御された時期に生まれたての分生に分析した初乳のコ ントロールされた量を投与した。このように測定された工9値と分生の病気抵抗 性、死亡率、及び成長速度には、正の相関がみられた。このような実験室的試験 活動は動物における自然の受動免疫移入機構の知識量をかなシ増加させはしたが 、初乳のIy濃度と病原菌特異抗体の分布を積極的にコントロールする方法を供 給することによって上記で概説した免疫移入の問題を解決しはしなかった。
酪農家達や他の人々は、受動免疫移入機構を制御できないことの直接的な結果と して実際の経済的損失をこうむっておシ、免疫移入機構を完全に制御することが できる製品あるいは方法が非常に必要とされていた。
従って本発明の第1の目的は、第1次分画パンク(bank)i用い、高分子量 ホエー中間分画と最も大きい分子量の頂部分画から最も小さい分子量のホエー底 部分画を分離し、次いで第1次分画パンクをホエー頂部分画からホエー中間分画 を分離し、高度に濃縮された免疫学的に活性な製品を製造することである。
本発明の他の目的は、2つの別個の限外ろ過バンクにおいてホエーの分画化を行 うことである。ここで第1の分画化バンクは、ホエー中間及び頂部分画からホエ ー底部分画を分離し、一方間様に行うことによシ、第2次分画化バンクはホエー 頂部分画からホエー中間分画を分離することができる。
本発明の他の目的は、低分子量ホエータンパク質分子から高分子量ホエータンパ ク質分子を分離し、実質的に増強された濃度の高分子量の免疫学的に活性なホエ ータンパク質′t−製造することができるホエー分画化方法を提供することであ る。
本発明の他の目的は、ホエーから自然に生じたI、S1分子を抽出し、次いで液 体に溶解することのできる高度に濃縮された免疫学的に活性な製品を製造し、コ ントロールされたIs濃度及び多数の望ましい病原菌特異抗体の既知の分布と濃 度を持つ初乳代用物あるいは補填物を製造するための方法を提供することである 。
本発明の他の目的は、免疫学的に活性なホエー由来の製品のコントロールされた 量を制限吸収期間内に与えることによって自然の受動免疫移入機構を制御し、確 認された病原菌の特異抗体の広いスイクトルのそれぞれが一定の血清濃度に達し ておシ、天然の初乳の摂取t6てにすることなく、選択された病気に対する受動 免疫の強化されたレベルを供給する方法を提供することである。
本発明の他の目的は、廉価な一般的製品の副産物であるホエーから前記免疫学的 に活性な製品t−製造することである。
本発明の他の目的は、一般的な製造プラントで市販の装置を共用することによっ て、ホエー由来の製品を製造する方法を提供することである。
本発明の他の目的は、廉価に大量にホエー由来の製品を製造する方法を提供する ことでおる。
本発明の他の目的は、相当な期間保存することができる乾燥粉末型の、ホエー由 来の製品を提供することである。
本発明の更なる目的は、仔牛の必要性、実状に応じ、一定量を生まれたての仔牛 に投与することのできるホエー由来の製品全供給し、受動免疫を付与することで るる。
発明の開示 簡単に述べると、本発明は、Iy分子の大部分が活性型である原料ホエーの厳格 にコントロールされた限外ろ過によって得られる乾燥した免疫学的に活性なろ過 製品を包含する。ろ過された製品は、分子量のよシ大きい又は小さいIy分子を 持つ他の免疫学的に活性なホエー成分の相当量と共に、総固形分の少なくとも約 7%の活性Iy濃度を有する。生まれたての仔牛によって摂取される天然の初乳 は、十分な受動免疫レベルを付与し、活性な免疫系の先鞭をつけるためには、4 0〜5011/lの濃度で工yヲ含むべきであると、従来技術では一貫して教示 するが、本発明のホエー由来のろ過された製品は僅か3.sl/1のIy濃度で 用いられ、天然初乳の十分に効果的な代用物としての作用がみられた。本発明の 免疫学的に活性なろ過された製品は、食品添加剤としても試験され、動物の病気 に対する抵抗性の強化及び低投与量を一定期間にわたって反復投与した場合成長 速度の増進がなされることが示唆された。ろ過した製品が動物と同じように人抗 原に対しても活性が示されて以来、人、特に幼児処方の補充として非常に有益で ちる。
本発明の製品は、連続して処理される第1次及び第2次限外ろ過バンクか第1次 限外ろ過バンクの何れかを含む工程によって製造される。第1次限外ろ過バンク で、他の免疫学的1(活性な成分と共に活性11に有する原料ホエーを処理し、 透過物(permeate )中に比較的低分子量のホエー底部分画の相当量を 通過させ、比較的高分子量のホエー中間及び頂部分画を含む第間分画の相当量を 通過させ、Iyと他の高分子量の免疫学的に活性なホエー成分を含むホエー頂部 分画を実質的に濃厚にした第2吹製品保留物を製造する。第2吹製品を乾燥し、 本発明の乾燥した免疫学的に活性な製品tS造する。全ての処理及び乾燥はIy の免疫活性及び他の免疫学的に活性なホエー成分を保持する条件下で行なわれる 。
第1次限外ろ過パンクは、比較的大きな孔径の第2次限外ろ過膜に孔制限動的膜 を形成するタンパク質の傾向を実質的に減じるホエーを調型するという思いもよ らない方法で作動する。
第2次限外ろ過バンクに再調製原料を使用することは、ホエーを中間分画と頂部 分画に分画化し、それによって第2吹製品中増加を達成することを可能にする。
このような2段階処理を行なわず、ホエーの中間分画と頂部分画の分画化をしな くても、動的膜は、第2次バンクの大きな孔を有する限外ろ過膜を形成する。
図面の簡単な説明 本発明は、特に従属項によって明らかにされる。しかし、本発明の実施と共に他 の目的及び有利な点は以下に示す例と共に以下の詳細な説明によって理解される だろう。
第1図は、天然の初乳から得られた修生血清Iy濃度と本発明によシ製造された ホエー由来5111品によって得られた血清Iy濃度とを比較したグラフでおる 。
第2図は、高濃度Iyのろ過された製品を製造するための改良限外ろ過方法を説 明するための流れを示す図である。
第3図は、ホエーから免疫学的に活性なIy分子を分離するための限外ろ過とイ オン交換とを組み合わせた方法を説明するための流れを示す図である。
第4図は、第2図で示したストリームAの方法で得られた製品と第3図に示した ストリームBイオン交換ユニットからの高濃度Iy物質とを混ぜ合わせ、限外ろ 過のみを使用して得られるレベルより実質的に高い工y濃度を有する混合製品全 得る方法を説明するための流れを示す図である。
第5図は、ホエータンパク質分画の組成を示す。
第6図は、第2次分画化バンクと第2次分画化バンクを通して液状ホエー原料の 2段階処理を説明する工程図を表す。
発FIA’t−実施するための最良の形態本発明の利点及び技術への貢献をより 具体的に説明するために、本発明の方法と製品の望ましい具体例を詳細に説明す る。
乳牛のような家畜によって分泌されるミルクは、摂取しても受動免疫には測定で きるような効果は何もない低レベルのIyを長期間含む。本発明は、構造的に繊 細で熱に弱いXgの免疫活性を保持するように注意深く制御された条件下で、ホ エー中に発見されるIy分子を抽出し、濃縮する方法に関する。Iy分子に関連 して使用されている「免疫活性」あるいは「免疫学的に活性な」という言葉は、 Iy分子の抗体結合能全指す。このような濃縮された免疫学的に活性な11分子 は、生後まもなくの時期に生まれたての仔牛に、初乳の代シに、あるいは自然の 受動免疫移入機構を完全にコントロールするために補充として与えることができ る。本発明は、Iy分子はミルク中の最大の分子であるという事実と、これらの 分子のかなシの量がチーズ製造工程の副産物である低廉なホエー中に残っている という事実を理解し利用するものである。約85,000,000 )ンのホエ ーがチーズ製造の副産物として世界中で毎年作られているが、34.000,0 00 )ンのホエーは経済的に利用されていない。本発明の実施上有用な副産物 ホエーは、従って非常に安価に入手することができ、不要なホエーを処分する負 担を軽減するだろう。
一つの定型的なチーズ製造設備においては、原料ミルクが処理されて最初のチー ズ組成物であるカードと副産物の液状ホエーが作られる。原料ミルク産物は約1 4チの固形分を含む。4チは高分子量の免疫学的に活性なタンパク質と他の免疫 学的に活性なホエータン・ξり質成分を含むタンパク質でおる。ミルクのタン− ξり質成分の大部分は、チーズ製造工程でカゼインとして沈澱する。得られる副 産物ホエーは、約6チの固形分、 70チの乳糖、 30%のタンパク質、無機 質及び脂肪全含むであろう。残余ホエータンパク質成分は一般的に、ラクトアル ブミン、ラクトグログリン、血清アルブミン、免疫グロブリン(Ip)及びポリ イプチドよシなる。
本発明の説明において使用される「ホエー」なる用語は、チーズ製造工程の副産 物である液状ホエー及びカゼインを除去したミルクの何れも含む。
本発明の目的は、十分に制御された条件下で原料ミルクと得られる副産物のホエ ーを処理し、原料ミルク産物中では微量の免疫学的に不活性なIy濃度であるの に対して、最終製品のIy濃度を激増することである。この方法は、11分子の 免疫活性が実質的に減少するのを避けるために注意深く制御された条件下で行な われなければならない。
ホエーから乾燥濃縮タンパク質抽出物を製造するための沢山の従来技術が存在す る。このタンパク質抽出物は通常、ホエータンパク質濃縮物あるいはrWPcJ と呼ばれる。このような従来技術でのタンパク質抽出及び濃縮技術は、主として wPcの食品品質、例えば、味、臭い、溶解性などの保護に関する。
ホエー及びWPC抽出技術に関する先行技術は有用な食物製品を製造するには有 効であるけれど、それらの方法は、原料ミルク、ホエーあるいは得られるwpc l l)過度の熱的条件(時間/温度) 2)過度の細菌活動、又は 3)#!造工程においであるいは上記のような細菌活動の結果として添加された 過度の酵素 にさらす。
原料ミルクからの工1分子の分離及び免疫学的に活性なIgを高濃度で持つ最終 製品の製造を行なうことができる特別な製造工程を詳細に説明する。
均一量の原料ミルクは典型的には、特定の地域内にいる1またはそれ以上の乳牛 の群れから得られる。この原料ミルクは7ラツシ二ノqスツール殺菌される。例 えば、温度を約71℃まで急速に上昇させ、その温度t−15秒から長くとも2 0秒間維持し、急速に元のミルクの温度に下げる。このフラッシュ・パスツール 殺菌の間に行なわれる比較的急速な温度上昇、上昇した温度で短時間そして比較 的急速な温度下降は、ミルク中の免疫学的に活性な1gに重大な影響を与えるこ となく、細菌活性を十分に規格化し、制御することが試験で示唆された。
長い持続的なパスツール殺菌処理ではないが、一般的に知られている上述の7ラ ツシユ・パスツール殺菌の時間/温度パラメーターから大きく逸脱するならば、 ミルクIy分子の免疫学的活性は実質的に減少あるいは音波するだろう。従って このような操作は本発明の方法を実施する場合は避けるべきである。
一定の場合には、ホエー処理工程の間に第2次フラッシュ・パスツール殺菌を行 うことが可能である。第2次フラッシュ・パスツール殺菌を行うことは、秒分子 の総合的免疫活性を減少させる傾向があるが、まだ、有効レイルのIy免疫活性 が残る。第3次フラッジ−・パスツール殺菌を行うことは、事実上11分子の免 疫活性を完全に破壊してしまうことがわかっておシ、大ていの状況下において避 けられるべきである。1g免疫活性は刻々と変化するので、本発明の方法を初め て実施する際には各パスツール殺菌の後に、12分子の免疫活性を注意深く試験 するべきである。その試験結果は、どのパスツール殺菌が改良されるべきか或い は省略されるべきかを示すであろう。
/セスツール殺菌の終了後、ミルクは、乳酸杆菌属(lactoba−ctll us )のような適当なチーズ袈造開始物(・てさらされる。一般的なチーズ製 造では、チーズ形成バットの温度は通常30’Cから32℃に調節され、望まし い程度にカードの形成がなされるまで約2時間その温度が維持される。その時点 でチーズバットの温度は、約39℃にまで上昇させ、ホエーは流し出される。
その操作は約30〜45分かかる。副産物ホエーはすぐに温度約38℃で浄化器 あるいは分離器に移され、そこで、副産物ホエーの脂肪やカゼイン粒子成分が除 去される。この時点で、浄化されたホエーは、細菌活動をおさえるために一時的 に5℃で保存されてもよく、あるいはすぐに限外ろ過装置に移されてもよい、限 外ろ過中、ホエーは過熱され、約49〜55℃の温度に維持される。上述の特別 な工程パラメーターがIy免疫活性を実質的に維持するために見出されている。
本発明の方法の実施において、下記の試験的操作法によって確かめられているよ うに、上記の時間と温度のパラメーターは、秒免疫活性が維持されるような範囲 で必要に応じ変化させることができる。ホエー及びホエー副産物は、チーズ製造 工程あるいは限外ろ過工程の何れにおいても55℃を超える温度にさらされない ことが特に望ましい。
限外ろ過の技術は、浄化されたホエーの小分子量非タンパク質成分から種々の群 のよシ大分子量のタンパク分子を分離するのにずっと以前から利用されている。
同様な限外ろ過技術は、本発明の方法を実施する場合にも用いられる。温かい澄 明化ホエーは、「UFl」と呼ばれる第1限外ろ過膜ジーールに導かれる。一実 施例では、モジュールUF1は、約10000ダルトン未満の分子量を持つ物質 は通過できるが、タンノξり質のような高分子量物質は通過できない限外ろ過膜 を含む。限外ろ過膜によって保持された物質は、[保留物(retentate  )Jと呼ばれ、限外ろ過膜を通過する物質は「透過物(permeate月と 呼ばれる。乳糖、無機質及び塩類のような望ましくない低分子量物質は、限外ろ 過膜を通過し、最初の限外ろ過工程の間に、水と一緒にホエー副産物から除去さ れる。
保留物は単一の限外ろ過膜:)エールを繰シ返し通すか、一連の限外ろ過モジュ ールの次のモジュールに導かれるので、固形分はよシ濃縮され、粘度が上昇し、 限外ろ過膜で、その効果がなくなるような発振現象が生じる。膜の分極は保留物 を水で希釈することによって防止され、希釈された保留物は更に限外ろ過される 。これは透析ろ過(diafiltration )として知られている。この 一連の限外ろ過工程は、保留物が高度に濃縮されたタンパク質レベル、好ましく は、70〜80%タンパク質濃度を持9固形分を含むまで繰シ返される。工程中 この時点でのタンパク質分子の望ましいりセグメント濃度は、総保留物タンパク 質成分の10−未満である。これらの保留物のIy分子で最小のものは分子量1 60000ダルトンあるいはそれ以上の程度でアシ、次に大きい保留物タンパク 質分子である血清アルブミンは分子量66000ダルトンであるので、不完全に ろ過された保留物は、血清アルブミンや他の低分子量タンパク質分子は通過性で あシ、かなシ大きい11分子は不通過性である限外ろ過膜を持つ1またはそれ以 上の限外ろ過モジュールに導かれ、保留物Iy濃度はかなり上昇する。これらの 目的を達成できる限外ろ過膜は市販されている。
第1次限外ろ過工程がio、oooダルトン膜に関すると上述し、第2次限外ろ 過工程が100,000ダルトン膜に関すると」二連したけれども、このような 特別な透過性レベルは単に例示の目的で用いられたにすぎない。本発明は種々の 異なる方法、単一の限外ろ過膜ジ=−ルを繰り返し用いること、異なる透過性を 持つ膜を連続的に代わりに用いること、増加していく或いは一定の透過性の一連 の膜を持つ一連の限外ろ過膜ジーールを用いること、約66.000と160, 000ダルトンの間の透過性を有する膜を持つ単一の限外ろ過膜ジク、−ルによ って実施することができる。実際に、単一の100,000ダルトン膜を持つ限 外ろ過膜は、満足できる方法として実施できることが判った。上記の目的及び方 法を考慮して、大分子量I、9分子を望ましく上昇した濃度で得るために、適当 な限外ろ過装置と方法全選択することは当業者にとって容易である。
適当な温度管理、望ましくない微生物活動を最小限にする条件を維持すること、 加熱及びパスツール殺菌を注意深く制御し監視することによって、限外ろ過工程 全含む全ての工程中、12分子の免疫活性全保持することは、本発明の実施上重 要なことである。既存のチーズ製造プラントや限外ろ過プラントには、安全装置 があるとしても非常に僅かである。その結果、既存の限外ろ過プラントで製造さ れるのは、殆んど免疫活性のない工y成分を持つWPCである。
Iy分子の免疫学的特性の破壊は、分子サイズや分子量が変化しないので、本発 明の実施にあたっては、全てのIy分子が免疫学的活性全実質的に残すことが重 要でちる。望ましくは、工程中に免疫学的活性を失うのは比較的少ない割合の1 2分子のみであることでちる。免疫学的に不活性なI、=2過過剰度で持つ工g 溶液の摂取では、生まれたての家畜において、免疫学的に活性なIyの有効血清 濃度には達しないでちろう。従って受動免疫の移入をコントロールすることがで きる製品を製造するために本発明の方法の各工程を通して、免疫学的に不活性な 1g分子に比べ、比較的高濃度の免疫学的に活性なIy分子を維持していくこと が重要である。
次いで製品は伝統的な凍結−乾燥法(凍結真空乾燥)あるいは噴霧乾燥法によっ て乾燥されてもよい。多くの場合、噴霧乾燥の方が好ましい。多くのバター・チ ーズ製造プラントで、装置が一般的に存在するからである。更に、この方法は、 凍結乾燥よシも、かなりの速度でかつ低コストで本発明の製品をよシ効果的にか つ乾燥する。得られる乾燥したろ過製品は室温で保存することができる。
Iyの免疫活性は、過度の熱にさらされることによって簡単に破壊されるが、低 温あるいは凍結温度には影響を受けないので、部分的に脱水された限外ろ過保留 物から凍結乾燥装置によって水を除去することは、Iyの免疫活性に悪影響はな い。噴霧乾燥の場合には、別の機構がIyの免疫活性のひどい減少を妨げる。噴 霧乾燥装置においては、部分的に脱水されたろ過保留物は、149℃程度の温度 で高速の空気にさらされるが、かなり熱い槽のために水の気化熱の効果でIy分 子の温度は比較的低く保たれる。全般的に、噴霧乾燥法は、凍結乾燥装置で行な うよりも、より経済的であり、かなりの高速で乾燥粉末WPCを製造する。
動物あるいは人の食物に使用するwpc’l製造するための限外ろ過保留物を部 分的に乾燥し濃縮したタンバク質の製造に用いられる従来技術は、しばしば上昇 した温度を維持された真空チャンバーに6〜8時間、保留物を置くことよシなる 。真空乾燥WPCQ香シと栄養特性はこの方法によって影響を受けないかもしれ ないが、秒の免疫活性は完全に失われる。従って、このような保留物の乾燥技術 は、本発明の方法の実施には許容されないものでちる。
次のような保留物の乾燥工程、乾燥粉末製品は、Iy中の病原菌特異抗体の分布 や濃度を含む得られる工2の免疫特性を確かめるために分析されるべきである。
本発明の方法の実施によって製造された乾燥ろ過製品の種々の試料中の病原菌特 異抗体の相対的濃度は、異なるIy分布と濃度?持つ原料ミルクの異なるバッチ からのIy抽出物の結果は試料毎に変動がちるだろう。実際に、それぞれの許容 しうる抗体の最低レベルは、生後一定の時期にろ過製品の一定量を供給された修 生が、少なくとも特定の病気に対する受動免疫を少なくとも所定レベルで確保す るために注意深く決定されるだろう。
1’−E I AJテストとして知られている試験は、ろ過された製品中の病原 菌特異抗体の活性を測定する。そしてこの試験については[酵素免疫検定法lに よるウェルシュ菌(C1ostrj、diumPerfringens) B毒 素に対する牛IgG、 I、M及びIgA抗体の定量分析。免疫の受動移入の強 化のための出産物免疫」なる表題の論文がある。この論文は家畜病治療の免疫及 び免疫病理学(Veterinary Immunology ancl Im munopathology)第4巻(1983年) 579−591頁に掲載 されておシ、W、 A・フリーナー(Flesnor )とH,ストット(5t ott )によりて執筆されたものでちる。上記文献の記載は参照によってここ に引用される。
その論文に記載されているEIAテスト法は当該技術分野の通常の知識を有する 者には公知である。
放射免疫拡散試fi(RIDテスト)と組み合わせたEIAテストは、本発明の 工程中に免疫学的に不活性になったIs分子の割合を測定することができる。R IDテストはミルク、ホエーあるいはろ過された製品中のIs分子量を測定する ことができるが、免疫学的に活性な19分子と不活性なIy分子とを識別するこ とができない。
従って、 1)産物中の1または2以上の病原菌特異抗体の活性を測定するためにEIAテ ストヲ用いること、2)産物中のIy分子の量を測定するためにRIDテストt −用いること、 によって、ミルクやホエー産物の2重分析をすることが望まし〜)。
RIDテストの結果で割ったEIAの結果は、12分子が免疫学的に活性で6ろ うと不活性でろろうと、産物中のIy分子の総量に対する試験した病原菌特異抗 体の相対濃度の第1組の比を与える。
EIAとRIDテストは、ろ過製品についても同様な方法で測定される。RID テストの結果で割ったEIAの結果は、Iy分子が免疫学的に活性であろうと不 活性であろうとろ過製品中のIy分子の総量に対する試験した病原菌特異抗体の 相対濃度の第2組の比を与える。それぞれの第1組の比と第2組の比の比較は、 それぞれの病原菌特異抗体の相対濃度の低下率を示し、本発明の方法によって免 疫学的活性を失ったIy分子の割合を表わす。
従って上記の組み合わせたE I A/RI Dテスト法は、Iy分子の免疫学 的活性が本発明方法の実施の間に実質的に保持されていたことを確かめる一つの 方法である。一連に述べた組み合わせたテスト法は工程の初め及び間に、そして 最終製品の確認及びIy分子の免疫学的活性の許容できない低下の原因である工 程の条件を除去するのに適用することができる。一度、工程が確立されれば、特 異的Iyの免疫学的不活性の問題が生じるまで、組み合わせたE I A/RI  Dテスト法は中止することができるだろう。
一度完全な一組の工程規格が確立されれば、ろ過製品中の病原菌特異抗体の分布 と濃度を監視するのにEIAテストのみを信頼することができるだろう。個々の 病原菌特異抗体の濃度は全ての処理が引起こすIyの免疫学的活性の低下率に比 例して変化するのが発見されるかもしれない。もしそうならば、免疫学的不活性 化の問題を確認するのに個々の病原菌特異抗体は、組み合せたEIA/RIDテ ストを行われることができる。
仔牛は一般に次に示す病原菌にさらされ、そしてそれらに対する十分な受動免疫 が必要である。
1、大腸菌(Escherichia coli )2 サルモネラダブリン( Salmonella dublin )3、ウェルシュ菌(Clostrid ium parfringens )B型及びC型 4、ショウベイ菌(Clostrlaium chauvei )5、ヘモフィ ルス ツムx ス(Haemophilus somnus )6、 ミクソウ ィルスパラフルエンザ3 (Myxouirus para −fluenZa  3 ) 7 牛の感染性鼻気管炎(IBR);及び8、ネズミチフス菌(Salmone lla typhimurium)EIA6るいは同等のテスト法はこの一群の 一般的な病原菌特異抗体の存在や濃度を分析するために典型的に組まれるだろう 。
商業的規模で本発明の実施上実際に行なわれる分析法は、特に確認される病原菌 に対して受動免疫の強化レベルが必要とするだけの複雑さ、再現性及び値段によ るだろう。例えば、ノξスツレラ症、ウェルシュ菌り型、ロタウィルス(Rot a virus)、コロナウィルス(Corona virus )などの特異 抗体の分布と濃度を測定するための一定の条件下では、テスト法は改良されるか 、拡大されるであろう。
従って、商業的規模での本発明の実施において行なわれる特異的な分析技術は、 ろ過製品の各バッチが受け入れ可能かを評価するために実際に行われる特別な品 質管理規格と一群の病原菌特異抗体の分析と一致するだろう。分析技術は、種々 の品質管理、例えば、承認された品質管理規格に適応させる必要性に応じて改良 されるだろう。
ろ過製品を生まれたての仔牛に受動免疫を移入するのに用いるには、予め定めら れた量のろ過製品を、初乳、ミルクあるいは水のような液体に溶解し、1〜21 のIJF溶液を調製する。
このIJF溶液は、制限期間内、一般的には生後12時間以内そして理想的には 2時間以内に仔牛に与えられる。仔牛は典型的には初めの幼獣の間は最高1〜2 /Lか摂取しないので、 IJ9溶液のIy濃度は、最低の有効血清Iy濃度に 達するのに十分な量のIy分子を修生血清に移入するに足るものであることが望 ましい。
市場調査では、液剤よシ乾燥剤型の動物投与薬物が使用者に好まれることが示さ れた。この明らかな好みに応えるために、ろ過製品は、錠剤やカプセル剤に製造 されることができる。ろ過製品を2区分ゼラチンカプセルに充填することは、簡 単な現存する技術であシ、ろ過袈品が熱にさらされるのを避ける。仔牛の摂取後 、カプセルは溶解し、ろ過製品を放出する。薬物投与時点で、続いてろ過製品は 、仔牛が摂取した水、ミルクあるいは母子の初乳に溶解する。次いでその結果の 溶液からIyは仔牛のit−通して吸収される。乾燥剤型、液剤の何れで投与さ れても、ろ過製品の投与量は同じである。
従来、十分な受動免疫移入を達成するのに必要であると考えられ℃いる修生血清 Iy濃度を少なくとも15η/d好ましくは20■/dにするには、十分高濃度 のIJF濃度を持チェI溶液が典型的には100ポンドの生まれたての仔牛に摂 取されなければならない。約200.9のろ過製品が初乳、ミルクまたは水IJ 中に溶け、生まれたての仔牛は典型的には1回の食餌当91〜21の液体を摂取 できるにすぎないので、40〜50重量%I、濃度を持つろ過製品が、従来技術 で受容できると考えられている修生血清I、?濃度を達成することができる。
ろ過袈品中の病原菌特異抗体の分布と濃度の管理上の本発明の融通性について詳 細に説明する。
単一の製品ロンドでは品質管理基準に適合しない場合には、必要に応じ、乾燥し た免疫学的に活性なろ過製品を2またはそれ以上異なるロフトヲブレンドし、品 質管理規格に合うブレンr゛ト9した製品を製造することが望ましい。
よシ複雑なろ過工程や非Iy分子をよシ高度に除去できる限外ろ過膜を用いるこ とによって、限外ろ適法は上昇したIy濃度及びこれ故に上昇した各病原菌特異 抗体濃度を持つ免疫学的に活性なろ過製品を製造することができる。多くの場合 、よシ高度な限外ろ過によって製造したよシ濃縮されたろ過製品は、よシ濃縮さ れていない製品が適合しなかった、望ましい品質管理規格に適合するであろう。
Iy原料物質のホエーに加工されるミルクは、広い地域に分散した乳牛から集め られるので、上記のブレンド法を実行しなくても、本発明の方法で製造されたろ 過製品は、病原菌特異抗体の比較的均一な分布と濃度になる傾向がある。−頭の 乳牛あるいは小さな畜牛の群によって製産されたミルクは、必要なあるいは望ま しい病原菌特異抗体に欠けるかもしれないが、そのような限られたミルク試料か ら得たろ過製品は免疫学的に不適当であると考えられるべきではない。反対に、 均一な特性故に、ろ過製品はより等質で有用な免疫学的特性を有するだろう。天 然の受動免疫に関する陽性コントロールを用いる多数の他の技術が、高濃度の免 疫学的に活性なIy分子を持つろ過製品を製造するための本発明の方法の実施の 直接的な結果として利用できる。このような追加の技術と得られる利益は、上記 開示により当業者には明らかであろう。
選ばれた工場設備で本発明を実施する場合には、原料及び中間品及び最終製品は 、Iyの免疫学的活性が実質的(′i:維持されていることを確かめるために上 記の試験方法で分析されるべきである。工程のどれかの段階で、Iyの免疫活性 がかなシ減少したり消滅する場合には、その原因を確認したり訂正したりするべ きである。一般には、工gの免疫学的活性の減少あるいは消滅は、過度の温度、 与えられた温度に過剰な時間さらされること、過度の微生物活動あるいは過剰の 微生物奪素活性に起因する分子損傷に原因がある。
本発明により行なわれた受動免疫移入機構は主として乳牛に関して述べられてい る。しかし、初乳のような乳腺分泌物の摂取応答で病気に対する受動免疫を獲得 する畜生や他の牛以外の家畜にも本発明方法の実施が有用である。理解され知ら れた免疫の遭遇した問題及び酪農家に大きな経済的影響があるという理由で乳牛 に主として焦点があてられたのである。
最近公表された研究報告は、抗ロタウィルス抗体のような牛抗体は、人ロタウィ ルスに対する充分な活性を持ち、感染症から保護する可能性を示唆している。も し更に研究が進み、牛抗体が一定の人の病気と戦うことが確立されれば、人にお けるこれらの病気から保護することができるようになるだろう。
上記のホエー由来製品の使用を含む実ン成績ヲ詳細に説明する。
上記の本発明の方法は上記の方法段階に一般的に従りて実施される。澄明化ホエ ー’tlo、000ダルトン限外ろ過膜を含む第1次限外ろ過バンクにおいて処 理して、5%Iy濃度を含む35チタンバク質濃度を有する第一次製品を得た。
次に、この第1成製品を単独ioo、oooダルトン限外ろ過膜を含む第2次限 外ろ過バンクに導いた。ろ過工程中、限外ろ過装置と供給原料と全周囲温度に維 持した。透析ろ過による反復濾過を行った。このプロセスによって最終的に、約 80%蛋白質保留物中に7%Iy濃度を有する乾燥粉末状2次生成物が得られた 。
先行技術の研究は、出生直後の修生が消費する初乳のIy含量と初乳量が少なく とも15■/wtlおよび好ましくは20■/ゴ以上の牛血清Iy濃度を生ずる ために充分でなければならないことを示している。この濾過した生成物の’i  % I、濃度とミルク中に溶解した場合のその最犬工9濃度は牛新生仔に受動免 疫を伝えるために必要であると先行技術が教えている最小秒濃度にはるかに足り なかった。それにも拘らず、濾過した生成物を乳牛の修生群でテストして、この ホエー誘導生成物が牛新生仔の免疫系を制御または調節する可能性を有するかど うかを調べた。この濾過生成物に関する1次テストの結果は下記の第1表に要約 する: 牛新生仔30頭を集め、各6頭からの5群に分割した。第3群の1頭の仔牛はそ のへその緒をそのへそにあま、9に密接して切断したために死亡した。この仔牛 の死因はこの実験に関係なかったので、第3群の試験結果に、この死を含めなか った。
これらの仔牛が母子から初乳を吸う前に、これらの仔牛を入手するために、特別 な装置を作成した。第1群の仔牛には出生後約4時間以内にミルク21を与え、 この最初の給餌から約12時間後に第2回目のミルク21を与えた。この第1群 の仔牛には、全ミルク中に通常見い出される低レベルのIy以外のI、S+は与 えなかった。
第2群の仔牛は対照群として用い、出生後最初の2回の給餌中に天然の初乳によ ってII!を摂取させた。この2回の給餌時間はこの初期テストに用いた全ての 動物に対して同じであった。
第3.4および5群の仔牛は上記のような100,000ダルトン限外r過膜を 用いて生成した濾過生成物によってホエー誘導Igを摂取した。第3群の仔牛は 乳の21給餌を2回摂取した。
第3群の各仔牛が濾過生成物を全体で600g摂取するように、各2ノ給餌のミ ルク中には生成物3001!を溶解した。7%Iy濃度の生成物の各300g用 量は1回投与につき全体で21gの工gをもたらすので、第3群の各仔牛はミル クに溶解したr過生成物600.9 k摂取することによって、ホエー誘導Iy を全体で42f9摂取した。
第4群の仔牛は濾過生成物100Iが溶解されたミルク21給餌2回を摂取した 。各投与量は全体で79のIgt−含むので仔牛はホエー誘導Igを全体で11 摂取したことになる。
第5群の仔牛は出生後約4時間内に、ミルク2/中に濾過生成物100Ji’t −溶解した1回投与量を摂取した。従って、この群はホエー誘導Iyを7g摂取 し九にすぎないことになる。
各仔牛から最初の給餌前、出生から24時間後、5日目、1゜8目および200 日目血液サンプルを採取した。各血液サンプルを総Iy含量および仔牛中に共通 して生成する6病原体に対する病原体特異性抗体活性に関して分析した。ヤギ抗 ウシ免疫グロブリンに対する放射免疫拡散法(R,1,D、)によって、総工9 含量を測定した。病原体特異性活性は酵素結合免疫分析(E・工・A、)法を用 いて測定した。1回はヤギ抗ウシ免疫グロブリンを用い、他の1回はモノクロー ナルバイブリド9−マからのマウス抗ウシ免疫グロブリンを用いて、2回の測定 を行った。
被検病原体に対する抗原は市販のワクチンからのものであった。
この実験のための仔牛は異なる8酪農場から誕生時に購入した。l酪農場から1 1頭の仔牛、次の酪農場から8頭の仔牛を購入し、他は残シの6酪農場から購入 した。この実験に用いた30頭の仔牛に対してはできる限シ同じような取扱いと 処置を行った。
第1群の6頭の仔牛の中4頭は出生後数日以内に死亡した。
第1群のミルクのみを与えた仔牛と初乳または生成物を与えた他の群の仔牛との 間の相違は顕著であった。第1群の仔牛は腸上皮から全身循環への病原菌の伝達 を制御することが明らかにできなかった。第2群〜第5群の仔牛は病原菌のこの 好ましくない伝達を充分に制限するように思われた。
血清データは、第1群の2頭の仔牛が最初の給餌前に低IJ9濃度(0,3と2 .3 wq/ld )に達することを示している。このIyは明らかに胎盤伝達 によってまたは検知されない初乳吸入によって得られたものであシ、これらの2 頭を出生後24時間中に病原菌の伝染から保護するために充分であったが、上皮 細胞が体内に摂取された栄養物を全身循環内に伝達する可能性がなお存在した。
次の血清サンプルでは、これらの2頭の耐性修生は総血清Iy量の増加と病原体 特異性活性とによって示されるように、彼ら自身の抗体を産生ずる証拠を示した 。第1群の4頭の死亡した仔牛は抗体活性が増加する証拠を示すことができなか った。
第2群または対照群の仔牛にはポリクローナルとモノクローナルの両方の病原体 特異性抗体を高レベルで含む初乳の最初の給餌によって、高Iy濃度を最大量に 与えた。各仔牛は異なる雌牛から、大ていの場合にその仔牛が生れた酪農場以外 の酪農場の雌牛から初乳を摂取した。予想されたように、第2群全ての仔牛に給 餌後24時間に生じた血清Iy濃度は非常に高かった(17〜35v/m)。
第3群の仔牛は全体で600 gの生成物を摂取し、この量はホエー誘導工g4 2gを含有した。これらの仔牛は血清Iyレベル3〜4q/ゴと顕著な病原体特 異性抗体活性とを出生後24時間までに示すために充分なI、f:吸収した。第 3群の仔牛は死亡せず、限定された罹患率のみを示した。
第4群の仔牛はホエー誘導Ig14Ji’t−含むr過生成物200.9を摂取 した。これらの仔牛は1〜1.54/ゴの血清Iy濃度に達した。第4群の仔牛 は第3群の仔牛に比べて、出生後24時間目に低い病原体特異性活性を示し、出 生後200日目低活性の抗体および工y産生を示し、高レベルの死亡率と罹患率 とを示した。第4群の2頭は過度の下痢と脱水症のために出生後5日間で死亡し た。
第5群の仔牛はI、71/′t−含む生成物100.9 f!:摂取した。これ らの仔牛は高レベルの罹患率と死亡率とを示した。これらの仔牛が摂取したIJ F量は敗血症または摂取された病原菌の明らかな吸収を阻止するために充分であ ったが、これらの仔牛は下痢、続いて呼吸器疾患に最初非常にかかシやすかった 。第5群の仔牛の大部分は慢性的に罹病しておシ、2頭は食事性疾患(allm entary disease )のために早期に死亡した。第5群の1頭は1 ,2■/1ttlの血清Iy濃度に達し、出生後24時間から出生後20日間を 通して顕著な病原体特異性抗体活性を示した。
この最初の実験は、仔牛の満足できる状態と疾患に対する耐性とが少なくともl l1v/1!Leの血清Iy濃度と出生後24時間における病原体特異性抗体の 発生とに達するために充分な量のホエー誘導Iyの吸収に依存することを実証し た。これらの最低要件を満たさなかった仔牛は全て、疾患に罹シ、一般に慢性的 に罹病していた。
この最初の実験に参加した仔牛30頭の全てを実験の全期間60日間を通して1 日1回を基礎として細心に観察した。各仔牛に対して主観的/客観的複合罹患率 スコアを維持した。第1表第7欄に示したように、第3群の生成物供給仔牛の罹 患率スコア50は第2群の初乳供給分生の罹患率スコア50を実質的に超えてい た。ミルク供給修生と第5群の生成物供給仔牛の罹患率スコアは第2群の初乳供 給分生の罹患率スコアより実質的に低かった。
この60日間実験の終了時に、分生の死亡率、罹患率および成長速度を細心に評 価L7た。第1表の罹患率記録は各修生群の相対的な長期総合生存能力を示唆す る。この表に示すように、ホエー誘導1g 42gを摂取した第3群の分生は第 2群の初乳供給分生を凌駕する生存能力を示した。先行技術は分生の免疫系が充 分な能力を得るためには出生直後に少なくとも1 s mf/ゴ、好ましくは2 0■/ydの修生自涜Iyレベルに達するように充分な量のIgt摂取しなけれ ばならないと一様に教えているので、この結果は意外であり、全く予想されなか ったことである。実際に、第2群の初乳供給分生は先行技術が教えている通りに 、17〜351llP/mA’のIy血清レベルに達し、非常に満足すべき免疫 系能力に達していた。第3群の生成物供給仔牛は僅か3〜4η/ゴの血清Iyレ イル、すなわち先行技術が教えている最低受容可能レベルより明らかに低いレベ ルに達したにすぎないが、これらの生成物供給仔牛の免疫系は初乳供給分生の免 疫系の能力を有意に凌駕する能力を示した。
さらに、本発明の方法によって製造されたホエー誘導Iyは自然の初乳によって 得られることがわかっている3種類の免疫系目標の各々を満足に達成した。第1 に、自然の初乳は上記の制限吸収期間中に病原菌が分生の全身循環に侵入するの を阻止するように機能しなければならない。この制限吸収期間中に、牛新生仔は 腸壁内側の上皮細胞から全身循環中へIyとその他の摂取栄養物を移動させ得る 。上述したように、第1群のミルク供給修生のみが敗血症の症状を示し、敗血症 のために死亡し、この最初の免疫系能力目標に全ぐ達しなかったことを示唆した 。
第1表に要約1−だ実験結果が示すように、ホエー誘導工g生成物は低Iy濃度 においても制限吸収期間の小腸からの病原菌移動を制御する点で高Iy濃度の自 然初乳と同程度に効果的でありた。従って、この実験によって、ホエー誘導生成 物がこの最初の免疫系能力目標に達したことが立証された。
第2免疫系能力目標は新生仔の能動免疫が有効になるまで新生仔に有効な受動免 疫を与えるために、制限吸収期間に充分なレベルのI、1腸吸収に提供すること に関係する。第3〜5群の分生に供給したホエー誘導Iyの総量は第2群の初乳 供給分生が消費する200〜720.?Iy量のごく一部であった。それにも拘 わらず、僅か42.!7Ige摂取した第3群仔牛は3〜4W!?/ゴの血清I y濃度に達し、この実験で検討した6病原体の全てに対して8〜10倍の病原体 特異性抗体活性の増加を生じた。
更に、第3群の分生は死亡率0を示し、第2群の初乳供給分生の罹患率スコア5 0に比べて罹患率スコア80ヲ示した。第4群仔牛はホエー誘導Iy14Fのみ を摂取したにすぎないが、それでもなお2頭のみの死と生存修生の限定された罹 患率を示したにすぎない・・・・・・これは生存する第2群初乳供給修生に匹敵 するかまたはこれを凌駕する免疫系能力のレベルである。
第3免疫系能力目標は分生の能動免疫系の始動に関する。牛新生仔はその能動免 疫系が活性化されて抗体活性の充分な維持レイルを産生しうるようになるまでそ のIy誘導受動免疫に依存する。有効な受動免疫は新生仔が能動免疫反応を生じ うるように助け、長期間ならびに短期間健康に影響を与える。ホエー誘導生成物 を摂取する新生仔が最適の能動免疫系機能に達しなかった場合には、生成物は天 然の初乳の代替物として機能することができなかった。実施例1の実験に関連し て行った測定は、胎盤Iy移動または初乳Iy移動の何れも摂取しなかりた第1 群の4頭は誕生から死亡まで病原体特異性活性の増加を示さなかったが、初乳供 給分生と生成物供給仔牛の両方は能動免疫系を始動させることを明白に実証させ た。
実施例1の実験は、ホエー誘導Iy42g’e摂取した第3群仔牛が高Iy濃度 の天然初乳の最大用量2回を摂取した第2群仔牛が達した総免疫系能力を凌駕す る総免疫系能力に達したことを実証する。初乳供給分生に測定された6病原体に 対する抗体の濃度は、生成物供給仔牛の対応濃度を実質的に凌駕1−だ。
従ワて、第3群の生成物供給仔牛の免疫系能力が優れていることは、ホエー誘導 生成物が個々の雌牛から採取した初乳中に存在するよりはるかに多い病原体に対 する抗体を含むことを示唆する傾向がある。ホエー誘導工yが文字通り数百頭の 雌牛を代表する、プールされたミルクから得られたものであるという事実は、ホ エー誘導生成物中に天然初乳によるよりも実質的に広範囲スペクトルの抗体が存 在することを容易に説明することができる。ホエー誘導生成物から広範囲スペク トルの免疫を確保するこの可能性はこの生成物の天然初乳を凌駕する実質的利点 を示し、分生の免疫系の活性レベル調整方法と分生免疫系によって効果的に中和 される病原体ス啄りトルの制御方法の両方を提供する。従って、実施例1の実験 はホエー誘導生成物が、(1) 新生任期に病原菌が全身循環に侵入するのを阻 止することによって、 (2)天然初乳に匹敵するまたは天然初乳を凌駕する有効な受動免疫を伝達する ことによって、および(3)広範なスペクトルの能動免疫を早期に始動させるま たは強化する要素を与えることによって、 天然初乳の完全に受容できる代替物として機能しうろことを確証する。
実施例 2゜ 下記の第■表にそれぞれ示すような、仔牛10頭から成る5群を用いて、ホエー 誘導濾過生成物の第2回テストを実施した。
120.000ダルトンスパイラルr過膜と100,000ダルトン中空繊維限 外r過膜′@:2次限外r過バンクに独立的に用いて、9チ工2濃度を有する2 次生成物の別々のノZツチを製造した。実施例1に用いた方法と本質的に同じ方 法を用いて、これらの2種類の濾過生成物バッチを製造した。実施例1の第2群 仔牛に関して説明した方法と同じ方法で、第1群の初乳供給分生を対照群として 用いた。実施例2の実験における全ての分生の給餌は出生後4時間以内に行い、 12時間後に再び行った。このテストは分生を異常に広範囲スペクトルの病原体 に暴露させて、非常に厳しい気候条件下で実施した。
第2群の仔牛にはミルクに溶解した生成物150J9t−2回投与して、ホエー 誘導XI!zrlを全体で伝達した。第■表の最後の欄に示すように、第2群の 仔牛の免疫系能力は第1群の対照群に比べてはるかに悪かった。
出生後4時間以内に、第3群の仔牛にミルクに溶解した生成物300I!’を投 与して、全体でホエー誘導I、z71!を伝達した。
第2回給餌は初乳誘導Iy200〜720.9 f:含む天然初乳21投与とし て行りた。第3群の仔牛の免疫系はこの実験の早期段階中に良好に応答したが、 最終的には対照群に比べて悪い長期間健康を有する仔牛をもたらした。
第4群の仔牛にはミルクに溶解した生成物30011用量t−2回投与して、全 体でホエー誘導Iy 54gを伝達した。第4群仔牛の免疫系は非常に良好な能 力を示し、対照群に比べて幾らか劣った長期間健康を有する仔牛をもたらした。
第5群の仔牛にはミルクに溶解した生成物300り用量を2回投与して、全体で ホエー誘導I、54gを伝達した。第5群の仔牛の免疫系は非常に良好な能力を 示し、対照群と同程度に良好な長期間健康を有する仔牛をもたらした。
この第2回実験の結果は第4回実験の結果に近似する。第■表データは極度に厳 しい条件下で非常に満足すべき免疫系能力が生ずることを示している。ホエー誘 導I、51を摂取した第5群仔牛が良好な免疫系能力を得たことは、第1回実験 でホエー誘導Ig42Jirを摂取した第3群仔牛の免疫系能力が良好であった ことに一致する。
第2群仔牛の免疫系能力が低いことは、最初の2回給餌の各々におけるホエー誘 導Iy13.51!のみの投与ではこの工9用量を天然初乳の代替物として受容 できるものにする能力レイルに達しないことを示唆している。生成物27g摂取 後に初乳を摂取した第3群仔牛の免疫系はこのテストの厳しい条件下で対照群よ シも劣りた能力を示したが、このような能力はよシ正常な条件下では27.9用 量で充分であることを示唆している。
実施例 3゜ 本発明のホエー誘導生成物に対して、実施例1の実験および実施例2の実験の実 施に用いた施設とは別の施設において、第3回目のテストを実施した。この第3 回テストには単独集団からの全体で60頭の仔牛が参加し、この仔牛をそれぞれ 20頭から成る3群に分割した。このテストは非常に有利なテスト条件下で実施 した。
この第3回実験の実施には2種類のIy濃度を用いた。
Zoo、000ダルトン中空繊維限外濾過膜を有する2次限外f過パンクを用い て、35チ蛋白質1次生成物を処理して9 ts I。
濃度を有する2次生成物を得た。同じ2次限外r過バンク内で1次生成物をよシ 長時間処理すると、12チIJ9濃度を有する2次生成物が得られた。1回量で ホエー誘導I、t−全体で271伝達するために、仔牛には9 % I、濃度生 成物300gかまたは12チIy濃度生成物227gを乳11に溶解して与えた 。この実験の結果は下記の第m表に要約する。
第 ■ 表 第1群の仔牛は出生後4日目までに天然初乳1!!X5回摂取した。この群は対 照群として用いた。第2群の仔牛はミルク1jに溶解したホエー誘導Igzrl を摂取した。第■表の最後の欄は第2群の仔牛の免疫系が対照群と同程度に良好 な長期間健康に違しうるように機能したことを示す。
第3群の仔牛は出生後最初の給餌時に乳11に溶解したホエー誘導l9271摂 取した。この群の仔牛は次に出生後4日目までに天然初乳11を更に4回摂取し た。第3群仔牛の免疫系は対照群と同程度に良好な長期間健康に達しうるように 機能した。
この第3回実験は、ホエー誘導I、9生成物27I!を出生直後に投与した場合 には、天然初乳によって達成されうる免疫系能力に匹敵しうる免疫系能力が良好 な条件下で達成されることを示した。実施例2の実験で第2群の修生によって得 られた結果とこの結果とを比べると、ホエー誘導Ig27.1i’が良好な条件 下で天然初乳が果す3目標の各々を達成する治療的に有効なIy用量であること がわかる。この結果は実施例2の実験で第3群の修生によって厳しい条件下で得 られた結果と一致し、第2回給餌の天然初乳投与量が充分なレベルの免疫系能力 に達するために重要でないことを示す。実施例1の実験の第4群修生がホエー誘 導I、i4#のみを摂取したにすぎないが、このレイルのIyが天然初乳の使用 によって達成される免疫系能力に匹敵する免疫系能力を達成するという事実は、 本発明の方法によって製造したホエー誘導I、=を少なくとも約14.?のレベ ルで投与すべきであることを示す傾向がある。従って、約14.9の最低レベル のホエー誘導工y、好まじくは少なくとも約27.9のホエー誘導工gは良好な 条件下で天然初乳を用いて達成される免疫系能力に匹敵する免疫系能力を達成し うる治療有効量であるように思われる。高品質の天然初乳を用いて得られる免疫 系能力に等しいか又はそれ以上に良好な免疫系能力を厳しい条件下で達成するた めには、約40〜501の治療有効量の工gヲ出生後最初の12時間中に新生仔 が摂取する必要がある。
第1表、第■表および第m表に示した実験結果は修生が摂取したI g if: ダラムで表しているが、ホエー誘導工g:動物体重の重量比は特定の動物に対す る生成物の治療有効量を決定する際に評価すべき適当なパラメータである。上記 の種々な実験に用いた動物の実質的に全てが90〜1000ポンド90体重であ ったので、動物の体重は有意な変数ではなく、これらの結果を表に要約する場合 に無視した。
体重100.1′?ンドの修生にホエー誘導Iyの最低治療有効量25gまたは 最適治療有効量40〜50gを投与すべきであることを示すものとして実験結果 を評価するならば、これらの結果は動物体重に対して最低0.055.好ましく は0.09〜0.lO1比のホエー誘導工yヲ牛新生仔に対して投与すべきであ ると示すことになる。この比を体重125ポン)”(56,7509)の新生仔 に適用すると、この修生に出生後4時間以内に与える1回量として、少なくとも 約31gのホエー誘導工gヲ投与すべきであることになる。生成物のこの他の種 々な用量しくル、用量配分および天然初乳との用量組合せは上記の表に要約した 詳細な実験結果から当業者に容易に理解されよう。修生以外の動物に対して天然 初乳による免疫系能力に匹敵する免疫系能力を生ずるような治療有効量は、実施 例1.2および3に関連して上述した種類のテストを行うことによって決定され る。
本発明のホエー誘導生成物が不充分なIyレベルの天然初乳中のIy有効しはル を高めるため又は修生もしくは他の牛の免疫系が最終的に達する広範囲スペクト ル能動免疫の発生源として役立つための天然初乳の補充物として容易に機能しう ろことは明らかである。ホエー誘導生成物金修生、成熟雌牛またはヒトを含めた 他の動物に対する食餌補充物として連続的基準で用いて、生成物中の免疫学的に 活性な免疫グロブリンおよび他の免疫学的に活性なホエー成分に動物消化系に存 在する病原体に作用させることができる。生成物が食餌補充物として、特に動物 体重100ポンドにつき1日に約29以下のオーダーで機能する場合には、比較 的低レイルの生成物を用いることができる。
この仮説をテストするために、38頭による60日間テストを実施した。19頭 の肥育用仔牛(体重的300F)を対照群として用い、通常の高蛋白質飼料を与 えた。残シの19頭の肥育用仔牛は通常の高蛋白質飼料プラスIy濃度7チの濾 過生成物約5〜1027日の補充物を摂取した。
このテストの最初の30日間中に、生成物供給仔牛の1日の体重増加は対照群の 1日の体重増加より0.4ポンド多かった、即ち1日の平均体重増加より16% 高かった。このテストの次の30日間には、生成物供給仔牛の1日の体重増加は 対照群の1日の体重増加よりも1日につき0.3ポンド多かった。一般に、生成 物供給仔牛は対照群の修生よpも健康であるように思われ、対照群よりも高い成 長速度、低い罹患率を示した。このテストはホエー誘導生成物の成長過程の動物 または成熟動物に対する食餌補充物としての有用性を実証するように思われた。
実施例3に関連して上述した。Zoo、000ダルトン中空線維限外r過膜を含 む2次限外r過パンクを用いて、多量のホエー誘導濾過生成物を製造した。最大 Iy濃度を得ようと試みて、再循環法と限外濾過法を用いた。この実験によって 12%Iy濃丸の濾過生成物が最終的に生じた。
第2図に関連して、上述した限外濾過系をやや修正した限外r通糸を詳細に説明 する。ホエー、脂肪およびpゼインフィードストックを標準的なチーズ加工装置 で澄明化して、脂肪/カゼイン副生成物および本発明の実施に用いる澄明化ホエ ー原料物質を得た。澄明化ホエーを次に低温殺菌(pasteurizatio n )装置に通して、2次7ラツシ具低温殺菌を行って、チーズ製造プロセスに 作用剤として乳酸杆菌属細菌(1actobaci’:tlu8 baCt−e ria )とレンネツトとを用いた結果としてホエー中に残留する好ましくない 細菌を破壊する。この2次短期間フラッシュ低温殺菌を行って、この過程が澄明 化ホエー中のIy分子の免疫活性に不利な影響を及ぼさないことを発見した。
低温殺菌したホエーを次に、1,000〜10,000ダルトンの透過レイルを 有する1個以上の限外f過膜を含む限外r過装置に導く。上記の100,000 ダルトン限外濾過膜を用いた経験によると、限外濾過膜上にゲルが選速に形成さ れて、膜の透過性を100.000ダルトンよりはるかに低いレベルまで実質的 に減する。1,000〜10,000ダルトンの透過性を有する限外r過膜はホ エーから好ましくない水、ラクトースおよび無機物質を充分に除去する。限外r 過保留物中のラクトースと無機物質の残留レベルは、ホエー保留物を乾燥して牛 の新生仔に投与した場合に好ましくない副作用をもたらさない。
限外濾過透過物は廃棄物処理装置に導く。限外r過保留物は8チオーダーのI、 S2濃度を有する蛋白質物質的80%を含む。この保留物を噴霧乾燥器に導き、 約8%Iy濃度を有する乾燥濾過生成物を得て、これをテストして実質的な免疫 活性を有することを実証した。このホエー誘導濾過生成物を次に包装して貯蔵し 、使用時にはミルクもしくは水のような液体に溶解して、上述のような制限吸収 期間に新生仔に供給する。このホエー誘導エgは地理的に分布した別々の酪農場 の数百頭の雌牛から得たミルクのホエー副生成物から誘導したものであるので、 広範囲スイクトルの抗体を有する。
最初に述べた限外濾過プロセスと第2図に関連して述べた限外濾過プロセスとは 、製造し販売して利益を挙げることのできる、初乳に代シ得るr過生成物を製造 することができる。しかし、ホエー誘導Igt−含む生成物の収益性全強化する ために、実施例1第3群仔牛に投与した6009の用量レベルよシ実質的に低い レベルまで、用量サイズを減することが望ましい。限外濾過プロセスから得られ た乾燥r過生成物の約80%は食品として経済的価値の高い蛋白質であるので、 乾燥濾過生成物中の若干の非1g蛋白質成分を生成物から除去して生成物のIg 濃度を高めるならば、この方法の経済的魅力が実質的に高くなる。
これを実施する場合には、このような非Iy蛋白質を既存の販売ルートを通して 食品として販売することによって、本発明を実施した場合に牛新生仔に投与する 生成物の正味の製造コストを減することができる。
次に、第2図、第3図および第4図に関連して説明すると、限外r通糸の流出物 (output ) t−限外濾過/イオン交換系に結合させて、小分子量蛋白 質の濃度を有意に減じないでIy濃度を実質的に強化した混合生成物を製造する ことができる。混合生成物のIy濃度をこのように強化することによって、充分 なレベルのホエー誘導秒ヲ生成物の顕著に減少した用量サイズに含めることがで き、かなシの割合の非免疫活性蛋白質物質の使用を回避することによって実質的 なコスト節減が生ずる。
この異なる方法を実施して初乳代替物を製造する場合に、第2図の限外沢過プロ セスを用いて約s%I、濃度のr過生成物を製造することができる。第4図に示 すように、この流れAのs’sry生成物を流れBの50%Iy濃度のイオン交 換生成物と混合して、実質的に高い工y濃度のホエー誘導Ig生成物を得ること ができる。
次に第3図に関連して、50チIy濃度生成物を製造するための流れB複合限外 濾過/イオン交換プロセスを詳細に説明する。
第3図のプロセスは第2図の限外濾過系に用いた供給原料と同じホエー、脂肪、 カゼイン供給原料を用いる。第3図で説明するイオン交換Iy分離は第2図の限 外濾過系が存在する同じ場所で行われるか、またはよシ典型的には異なるチーズ 加ニブラントで実施される。
供給原料を澄明化して脂肪とカゼインを除去し、澄明化したホエープロセス原料 物質を、第2図限外濾過系の場合と同様に2次フラッシュ低温殺菌段階に通す。
澄明化ホエーの限外f過t1000〜10,000ダルトン限外f過膜を含む限 外濾過装置によって行い、37チ蛋白質保留物を濾過プロセスに透析濾過を併用 して、限外濾過透過物から塩を除去して、その導電率が2〜3mMhoのオーダ ーのほぼ零レベルに減するようにする。このような導電率しはル以上では、イオ ン交換装置が無効になる。電気透析のような代替方法を用いて、保留物を脱塩す る。
次に37%蛋白質保留物を当業者に周知の種類のイオン交換装置に導く。このよ うなイオン交換装置は陽イオンまたは陰イオン抽出形式で機能するように形成す ることができる。現在は、主として経済的理由から陽イオン形式が好ましい。
ホエー蛋白質限外r過保留物に対してイオン交換装置を用いて、大部分の非Iy 蛋白質とは異なる電荷を有するIyy白質を分離する。ホエーの通常のpHであ る6、2よシ幾らか低いp)1において陽イオン交換系として用いた場合に、イ オン交換装置の床はIyy白質と他の蛋白質とをIy蛋蛋白質約50対対他蛋白 質50%の比で回収する。このイオン交換装置の床を溶出すると、約50チIy 濃度と50%非1g蛋白質濃度とを有するイオン交換生成物が得られる。
イオン交換装置をホエーの通常の6.2pHにおいて陰イオン形式で用いた場合 には、非工2蛋白質はイオン交換床に結合するが、反対電荷のIyy白質は結合 せずに通過する。この陰イオンプロセスも約501 I、濃度生成物を生成する 。
陽イオンと陰イオンの両交換装置の特定の形態を下記の実施例4と5で説明する 。
実施例 4゜ 10mM酢酸塩(pH4,5〜6.0.例えば5.0)と平衡化したS−セファ ロース〔ファルマシア(Pharma cia ) :lのよウナ陽イオン交換 剤を用いて、陽イオン交換によってI、を精製する。
導電率2mMho (2m5)のホエー蛋白質の脱塩溶液をpH5,0に調節し 、約2〜5ootrq/グルdの割合でS−セファロースグルに暴露させた。例 えば50■/1rtlのホエー蛋白質溶液4dをグル2ゴと混合したまたはゲル 2dのカラムに通した。ホエー蛋白質溶液中のIyの約50%以上がこのゲルに 結合する。非結合蛋白質はiomM酢酸塩(pHs、o)または水(ゲル2tn lに対して5m7?)によって洗い流される。このゲルを高い塩濃度(10mM 酢酸塩中100mM NaC1)または高pH(s、o)に暴露させることによ って、例えば100mM二塩基性二塩酸塩または100mM炭酸アンモニウムに 暴露させることによって、りが放出され回収される。グル2mlに対して5dの 溶離用緩衝剤で充分である。
実施例 5゜ 陰イオン交換を用いて、非1g蛋白質を結合させることによってIyを精製する 。Q−セファロースまたはアミコンAMゲル(Am1con −A M gel )のような陰イオン交換ゲルをpH7,5の10mM!Jン酸塩と平衡化する。
ホエー蛋白質の低い塩溶液(2mS)t−pH7sに調節し、陰イオン交換ゲル (蛋白質100q/ゲルゴ)と混合する。非結合蛋白質を回収する、これは高い Ig濃度を有する(蛋白質の80チ以上がIyである)。
次に第4図に関して説明すると、第2図プロセス流れAによって得られた8%I y生成物を第3図流れBイオン交換Iy分離プロセスによって得られた50%I y濃度イオン交換生成物と混合する。流れAの8%Iy濃度生成物を適当な比で 流れBの50%Iy濃度生成物と混合すると、8チ〜5osI、濃度の範囲でI y濃度を調節可能な生成物が得られる。
現在の経済的考察は非1g蛋白質成分のコストを最小にするために、301以下 の生成物量を用いることが望ましいことを示唆している。
上記の表に要約1−フと実験結果は、免疫活性のホエー誘導1g約405”を含 む生成物1回量によって高レベルの免疫系能力が得られること金示している。流 れAの8チIy濃度生成物238g(8%X238.S’=19F I、!9) を流れB カラノ50 % I y濃度生成物42.?(50チX 42J9  ”’ 219 Ifりと混合すると、ホエー誘導I、40#を含む280g用量 が得られる4、280gの総用量サイズ中のJ409は14%Iy濃度全示す。
流れAの限M4’過生成物を濾過して僅か8チIy濃度にするので、280 & 用量全体の中のこの238g成分から非1g蛋白質は本質的:(全く除去されな かった。流れAの限外濾過保留物のみを処理1−て80量濃度の最大蛋白質濃度 にするので、保留物の約20%がラクトースと無機物質を含むことになる。この 比較的低レベルのラクトースと無機物質が牛新生仔に不利な影響を及ぼさず、好 ましく々い白痢(5cour )を惹起しないことを実験が示している。
第3図によって示すように、イオン交拷装置の2次流出物から得られた残留生成 物は約35チ蛋白質金含有する。この蛋白質濃度は食品市場に用いるた・めに標 準的な、営利的に受容できる蛋白質濃度であるので、この特定のチ濃度の蛋白質 を選択した。この35チ蛋白質濃度の生成物を蒸発器と噴霧乾燥器に通し、既存 の蛋白質食品市場で販売するために最後に包装する。
この非免疫活性蛋白質生成物の販売は実質的なプロセスコストを回収することに なり、流れAの低Iy濃度生成物と流れBの高II濃度生成物とfir:混合す ることによって得°られた高Iy濃度混合生成物の正味コストを減することにな る。
混合ホエー誘導生成物を包装して市場に出す。この包装された生成物を牛新生仔 に投与するには、包装の中味を適当な11!または21量のミルク中にあけ入れ 、溶解して、上述のように新生仔に供給した。
上記の表に要約した実験結果に基づくと、この混合生成物は典型的なxoo4ン ド牛新生仔に良好な条件下で用いるために少なくとも約25.9のIyを含むべ きである。典型的な仔の新生仔体重である100ポンドと異なる体重を有する動 物の新生仔に対しては、■2重量/動物体重の0.055%比を監視すべきであ る。高品質の天然初乳による免疫系に匹敵するかまたはこれを凌駕する免疫系能 力を達成するためには、新生仔が出生後最初の12時間に約40〜50IのIg を摂取すべきである(0.09チ〜0.10チ)。
直線的限外f過生成物の場合と同様に、混合Iy生成物は初乳代替物としてよシ もむしろ初乳補充物としても用いることができ乙。更に、混合生成物は免疫活性 な食品補充物として用いることができる。流れA生成物/流れB生成物の特定の 比について上述1−だが、流れA生成物と流れB生成物全種々な他の割合で混合 して種々なIgv<ルの混合生成物を得ることができることは、上述の詳細な説 明に基づhて明らかであろう。この混合Iy生成物の特定の用途ならびに種々な 経済的要素およびコスト要素によって、流れBと混合する流れAの特定量が指定 される。
通常量の天然初乳を与えた仔牛の免疫系能力を本発明のホエー誘導生成物の比較 的少量を与えた仔牛の免疫系能力と比較するだめに、初乳および生成物供給物質 ならびに修生血清の免疫学的特性についての包括的研究′ff:実施した。これ らのテストの重要な目的は、上記第1表〜第m表に記載(−た試験結果をもたら した、ホエー誘導生成物中の特定の免疫活性成分を同定し、定量することであっ た。
第■表では、実施例102次生成物中に存存するある一定の病原体特異性抗体の EIisa分析データを実施例1の初乳およびミルク供給物質によるデータと比 較する。棺h’表では、通常のミルクは初乳に比べて比較的微小レベルの病原体 特異性抗体を有するにすぎないが、この2次生成物は匹敵する初乳レベルを2〜 20倍の係数で凌駕する病原体特異性抗体しはルを有した。従って、第■表デー タはホエー誘導生成物中の免疫活性成分の効力が天然初乳に比べて実質的に強化 されていることを実来 Brucelxa a’bortu8第V表は第1群ミ ルク供給修生、第2群初乳供給修生および第3群生成物供給修生の出生後5日目 と10日目における実施例1の平均E1i、sa仔牛血清抗修生を示す。
第V表は第1群のミルク供給修生の免疫系が出生後5日目と10日目に本質的に 不活性であることを実証する。出生後5日目の第2群の初乳供給修生の血清抗体 価は顕著な抗体レベルを示したが、これは出生後10日目までに主として初乳か らの免疫活性成分が欠乏するためにその大きさを実質的に減する。第3群の生成 物供給仔牛の血清抗体価は出生後5日目には第2群の初乳供給修生の抗体価以下 であるが、出生後10日目までに第3群の生成物供給仔牛の血清抗体価は第2群 の初乳供給仔牛の抗体価を実質的に凌駕した。従って、第v表は本発明のホエー 誘導生成物の牛新生仔免疫系を活性化する優れた能力を実証している。第V表で 立証された良好な免疫系能力の原因となる特定の免疫活性成分は現在のところ、 完全には同定されていない。
上記の実施1.2および3の実験に関連して用いられた2次生成物中に含まれる Iyレベルは平均的品質の天然初乳中のIyレベルよ#)実質的に低いが、2次 生成物の比較的低い用量レベルによって得られる、仔牛の免疫系能力は天然初乳 によって得られる免疫系能力以上に大きい。この異常な現象を説明するために、 生成物中の他の考えられる免疫強化成分を研究した。粗ホエーは分子量90,0 00ダルトンの免疫活性なラクトフェリンを含むことがわかっている。ラクトフ ェリンは周知の直接的な抗菌効果を有する他に、Iy分子と結合してIg/ラク トフェリン複合体を形成する能力を有する。■g/ラクトフェリン複合体を粗ホ エーから単離して、約40,000の分子量を有することを明らかにした。この 複合蛋白質分子に特異的なモノクローナル抗体を発生させ、標準的なEIAテス トに用いてミルク、初乳および濾過生成物中のIg/ラクトフエIJン複合体の 濃度を測定した。この分析結果は第■表に示す。
第 ■ 表 実施例1−供給物質Ig/ラクトフェリン複合体抗体価第■表はIg/ラクトフ ェリン複合体がミルク中では無視できるレイルの活性を有するにすぎず、初乳中 ではごく低いレベルの活性を有するにすぎないが、ホエー誘導生成物中では実質 的な活性を有することを実証している。生成物中の高分子量Iy/ラクトフェリ ン複合体の存在と活性が生成物の意外に強力な免疫活性に寄与していることは明 らかである。
Ig/ラクトフェリン複合体を形成する機構を確認するために、この複合体の抗 体価を粗ミルク供給物質とチーズ製造プロセス中に得られたミルク誘導ホエーと の両方に関して分析した。
この分析結果は第4表に示す。評価した供給物質は分娩後1日目、2日目、5日 目または100日目採取した母乳またはこれらの同じ母乳サンプルからのホエー の何れかであった。I、/ラクトフェリン複合体に対して特異性を有するモノク ローナル抗体をEIAテストに用いて、この複合体の濃度を測定した。
この研究結果は第4表に示す。
第 ■ 表 ミルク対ホエーーI、/ラクトフェリン複合体抗体価1”=11日目初乳 分娩後100日目でに、母乳サンプルは最低レベルのI、/ラクトフェリン複合 体のみを有したが、ミルク誘導ホエーサンプルはこの複合体の持続的レベルと実 質的レベルの両方を示した。
従って、第4表データはI、/ラクトフェリン蛋白質複合体が本発明のf過生成 物の免疫活性に明白に寄与することを示唆する。
特に研究はしなかったが、ホエーの次の免疫活性成分もr過生成物に含まれるク ラクション中に存在する(リゾチーム、ラクトイルオキシダーゼ、キサンチンオ キシダーゼ、リンホカインおよびミトゲン)、これらは全て限外f過保留物中に これらを保留させるような分子量を有する。免疫活性なラクトペルオキシダーゼ ホエー蛋白質は保留物中に低いが有意な量で検出されている。
実施例3の仔牛の血清Iyレベルを出生後70目まで追跡した。第1群初乳供給 分生、第2群生成物供給分生および第3群生成物+初乳供給修生の工Iレベルを 第4表に示す。
第2群と第3群の生成物供給仔牛のIsレベルは出生後35日までに第1群の初 乳供給分生の1gレベルよシも明らかに低く低下したが、出生後70日までに、 生成物供給仔牛のIiレベルは第1群の初乳供給分生のIyレベル以上になった 。従って、第4表のテスト結果は免疫活性Ig271を含む濾過生成物量が牛新 生仔への充分な免疫伝達を行うことを確証する。
分生血清中の病原体特異性抗体活性についての更に詳細な研究は第1表データを 補充する実質的な情報をさらに提供した。
実施例3の修生血清抗体活性の詳し7い分析を第■表に示す。
第■表によると、出生後筒1目目に初乳供給修生の抗体価1′l。
生成物供給修生または生成物十初乳供給修生の何れの抗体価をも凌駕した。第V 表に示した実施例1の血清抗体価の場合と同様に、初乳供給修生の抗体価は経時 的に減少したが、生成物供給の抗体価は仔牛が実際に抗体を製造するため経時的 に増加する。出生後70日までに、第3群修生の免疫能力は第1群および第2群 の仔牛の本質的に匹敵する免疫系能力を・凌駕し7た。第■表の分析結果は、本 発明の生成物が初乳によって得られる能動免疫系能力に等しい能動免疫系能力r 最終的((生ずることによって、高品質の天然初乳の代替物として上首尾に機能 すること?示している。濾過生成物が先行技術が教え【いる受容可能な最低レー ニルよりもはるかに低いIy濃度レイルで上首尾に作用するという事実を考慮す ると、この結果は意外であり、全く予想されなかったことである。この結果は濾 過生成物が天然初乳中に存在しないかまたは実質的に低濃度で存在するような、 免疫活性成分を含むことを示唆している。
第X−A表は異なる日に別々のロフトとして製造された濾過生成物のサンプルA 、 B、 Cの組成の分析を示す。
第X−B表はその組成を第X−A表で分析したサンプルA。
第X−B表によると、濾過生成物は有意なレベルの免疫活性Ig/ラクトフェリ ン複合複合体金石。
次に第6図に関連して、ホエーの2段階分画化の詳細な例を説明する。この2段 階分画化法の原理は、1個以上のio、oo。
ダルトン膜を用いる1次限外−過バンクによるホエーの1次分画化および次に行 う、1個以上のioo、oooダルトylKを用いる2次限外f過バンクによる 1次限外r過バンク保留物の2次分画化に関連して上述した。
第X表に示すように、ホエーは (1)ラクトースや無機物質のような比較的低分子量の物質を含む、θ〜800 0ダルトンの底部分画一(2) α−2クトアルプミン、β−ラクトグロブリン 、血清アA・シミyおよびリゾチームのような、低分子量蛋白質金倉むs、o  o o〜70,000ダルトンの中間分画;および(3)免疫グロブリン、ラク トフェリン、ラクトペルオキシダーゼならびに蛋白質複合体のような高分子量蛋 白質を含むを含む。第X表に示す用語法と一致した形式で、第6図は1次本発明 の方法の1つの目的は、本発明の方法によって、製造した濾過生成物中のホエー の種々な免疫活性成分の濃度を実質的に強化することである。工9は2クト7エ リ/、リゾチーム、ラクトペルオキシダーゼの場合と同様に、有用な免疫学的機 能を有することが広く認められている。「他の免疫活性なホエー成分」なる用語 を用いる場合には、この用語はラクトフェリン、リゾチーム、ラクトイルオキシ ダーゼならびにまだ同定されていない他の免疫活性ホエー成分を含めた、非IJ F免疫活性ホエー成分を含むものとする。
1次および2次限外濾過バンク保留物の免疫活性を監視して、このような保留物 の相対的免疫活性をIgの免疫活性を測定し数量化することによって、一般的に 数量化する。Igは最も熱に敏感な公知の免疫活性ホエー成分であるので、Iy の免疫活性の分解は限外濾過保留物の総免疫活性の全体的な分解を意味する。新 しい免疫活性測定法が利用可能になったので、このような方法を容易に用いて、 周知のおよび現在まだ知られていないまたは同定されていない免疫活性ホエー成 分の存在、分布、効力および分子量を測定することができる。
下記の第刈表を参照して、1次および2次分画化バンクにおけるホエー2段階分 画化を詳細に説明する。第6図は1次分画化バンクが底部分画透過物と上部分画 /中間分画複合保留物とを生じ、2次分画化バンクが上部分画保留物と中間分画 透過物とを生ずる形式を説明する概念的ダイアグラムを示す。実際には、分画化 系はこのような理想的で純粋なフラクションを生成することができない。その代 シ、1次分画化バンク保留物すなわち1次生成物は実質的に高濃度のホエー上部 分画と中間分画とを含み、低いが有意な濃度のホエー下部分画をも含む。同様に 、2次分画化バンク保留物すなわち2次生成物は実質的に高濃度のホエー上部分 画を含み、さらに低いが有意な濃度のホエー下部分画と中間分画をも含む。この ような事実にも拘らず、第6図は本発明の方法を概念的なレベルで正確に説明す る。第刈表に含めたパイロットプラントデータは本発明の方法が0,63■/ゴ のIy濃度を有する液体ホエー供給原料をどのように分画化するかを示している 。
上述したような営利的チーズ製造操作の澄明化、分離段階後に、液体ホエー供給 原料が得られた。澄明化、分離操作を細心に制御して、上述のようなIy分子の 免疫活性が有意に低下しないようにする。このような操作はこの目的を満たすた めに、約41’Cを超えない温度で実施するのが好ましい。
第■表のパイロットプラントランでは、6段階の限外濾過系が1次分画化バンク として機能した。標準の10,000ダルトンポリスルホン限外濾過膜を用いて 、高分子量のホエー中間および上部分画から低分子量の下部分画を分離する。限 外濾過の最初の4段階は透析濾過なしに実施し、最後の2濾過段階は透析濾過と ともに実施する。
第刈表に示すように、液体ホエー供給原料を測定可能なIy濃度を有さない透過 物と18.5■/dのIg濃度を有する一次生成物保留物とに分画化する。1次 分画化バンクはI、/総置体の比を供給原料の1.0チから1次生成物の9.1 チまでに高め、同時に蛋白質重量%濃度をホエー供給原料の12.5%から1次 生成物中の83%に高めるように作用した。高分子量のホエー蛋白質は透過物す なわち主として水、ラクトース、無機物質および非蛋白質窒素(NPN)から成 る下部分画中に全く透過させ々かった。Ig/固体含量比t−1,0%から9. 1%に高めることによって、1次分画化バンクはIy濃度t−910%増強させ た。
1次生成物は2次バンク供給原料として役立ち、1次生成物の蛋白質重量%濃度 が83チであることによって実証されるように、主としてホエー中間分画と下部 分画とから成るものであったO 2次分画化バンクは2種類の限外f過膜ジーールを用い、各限外濾過モジュール はら旋巻きの100,000ダルトンポリスルホン膜を含むものであった。この ような膜は型番号HFM−181で呼ばれ、コツホコーポレーション(Koch  Corporation )のアブコール支部(Abcor Di、visi on ) (マサチュセッツ州、ウイルミントン)から入手される。各限外濾過 モジーールは透析濾過とともに作用した。
2次分画化バンクの限外濾過モジュールは流入圧力5Qpsi、流出圧力20p siで作用した。pHは約73のレベルに調節した。
2次バンク供給原料の最大温度は32℃に制限し、二次分画バンク滞留時間を最 少にした。
第■表は2次バンク供給原料がIg濃度18.5 m9/)d 、蛋白質重量濃 度83%を含むことを示している。2次分画化バンクはこの供給原料6工y濃度 36.4■/11LI!の2次生成物保留物とIy濃度0.05η/rttlの 中位7ラクシヨン透過物とに分割した。
100.000ダルトン限外f過膜を用いると、2次限外濾過バンクはIgの大 部分、Ig/ラクトフェリン複合体およびその他の分子量100,000ダルト ン以上の免疫活性ホエー成分を保留し、低分子量ホエー蛋白質を透過物中に透過 させることになる。2次分画化バンクが低分子量中間分画蛋白質の実質的な割合 を透過物に導き、高分子量上部分画蛋白質の実質的な部分を保留物中に導き得る ことは透過物蛋白質濃度69.6重量%と係留物蛋白質濃度884重量%とを示 す第■表の記載によって説明される。中間分画蛋白質と上部分画蛋白質とのこの 分離によって、す/総置体濃度の比は供給原料中の9.1%から2次生成物中の 15.8%へ9174%増加し、透過物へは比較的低い192チのみが導かれる にすぎない。1次分画化バンクと2次分画化/2ンクによりて、Iy/総固体濃 度はホエー供給原料中の1チから2次生成物中の15.8%へ1580%増加す る。
市販可能であるためには、商業的食品等級WPCは最低蛋白質濃度35%を有さ なければならない。第刈表に示すように、2次分画化バンクは35チ以上の蛋白 質濃度を有する透過物を生ずるので、2次バンクによる本質的に非免疫活性の蛋 白質富化透過物は商業的等級のWPC製品として直接販売することができる。本 発明の方法のこのWPC副生成物から得られる収入は免疫活性二次生成物の正味 コストi有意に減することになる。
上述の種類の噴霧乾燥操作によって、2次生成物から水分を除去した。適当な噴 霧乾燥装置は高圧ノズルとサイクロンコレクターとを備えた噴霧乾燥塔から成る 。このような装置によって、流入空気温度は約199℃レベルに調節され、流出 物温度は71〜82℃になる。2次生成物を水分含量4=6%、好ましくは5f )になるように乾燥する。噴霧乾燥操作は細心に監視し、2次生成物中のIyお よびその他の免疫活性ホエ、−成分の熱不活化を避けるように制御しなければな らない。
先行技術のホエー蛋白質濃縮物(wpc)加工法によると、1段階限外f過保留 物全直接、60〜72℃の温度に維持された蒸発器に導き、5〜10分間の滞留 時間でwpc’4噴霧乾燥操作の前に予熱する。このような蒸発器による予熱操 作はWPCと残留する免疫活性Igt必要以上の熱条件にさらして、残留免疫活 性を完全に破壊することになる。1本発明の実施に関連して、噴霧乾燥器内の二 次生成物滞留時間を最小にし、2次生成物中のIyおよびその他の免疫活性ホエ ー成分の生成学的活性の破壊を阻止するように温度を制御すべきである・ 噴霧乾燥器からの乾燥2次生成物は水分吸収を阻止するために密閉容器に入れて 貯蔵する。
高力価二次生成物はその乾燥形において次の成分を全固体を基準にした壬で有す ることが好ましい:(1) 蛋白質濃度 少なくとも約70チ、好ましくは約80〜85%:(2)ラクトース+無機物質 濃度 約30チ未満: (3)脂肪含量 約6チ未満: (4)水分含量 約6%未満:および (5)活性Iy含量 少なくとも約7チ。
乾燥2次生成物中のIyの免疫活性を分析して、免疫活性抗体の濃度と分布を知 らなければならない。このようなIy分析を実施する試験方法は上述した。
1次生成物中の蛋白質/総置体濃度は30チ程度の低濃度から85俤程度の高濃 度まで変動しうる。1次分画化バンクの滞留時間が短く且つ一次限外濾過バンク 内の中間限外濾過処理段時間が長くかつ1次分画化−2ンク内の中間限外濾過処 理段階数が多くなると、蛋白質/総置体化は必然的に85%に接近することにな る。本発明の方法を実施する場合に、最終的な蛋白質/総置体化が60〜85チ になることが好ましく、2次生成物中のIyおよびその他の免疫活性ホエー成分 の濃度全最大にするためにはこの比が少なくとも約70チレイルであることが更 に好ましい。
蛋白質/総置体濃度比が僅か30チ〜35チであるような1次生成物を製造する ように、1次分画化バンクを設計して操作した場合には、比較的高レベルのラク トースど無機物質も1次生成物中に存在することになる。このような高レベルの ラフ) −スと無機物質の存在は白痢、重度な脱水および恐らく死亡をも惹起す る可能性があるため、このような1次生成物全生新生仔への受動免疫伝達製品と し2ての使用に不適切なものにする。
少なくとも約0.7 ++y/ゴ、例えば約0.7〜1.2 W/ydF) I 、濃度のホエー供給原料を用いると、1次分画バンクはIg/総固体濃度比が7 〜lOチである1次生成物を製造することができ、この濃度比は多くの免疫強化 操作または免疫伝達操作に有用なレベルである。
乾燥2次生成物中のIyおよびその他の免疫活性ホエー成分の濃度は、液体ホエ ー供給原料中に存在するIyとその他の免疫活性な成分の濃度の関数として直接 に変化する。従って、1gとその他の免疫活性成分の濃度を最大にするようにホ エーを選択することが、加工コストヲ減らし、2次生成物中のこれらの成分の濃 度を最大にするために重要である。チーズ加工操作は現在、酸っばいホエーまた は甘いホエーのどちらかを製造するように設計されている。現在のチーズ加工法 は免疫活性成分濃度が典型的に殆んど零であるような酸っばいホエーを製造する 。
従って、本発明の実施にはカゼインのしyネット沈澱によって得られる甘いホエ ーを用いることが現在では好ましい。甘いホエー/カゼインの分離は6.5〜4 .6のpHにおいて実施するのが好ましい。この範囲内の高いpHを用いると、 生成ホエー中に高濃度の免疫活性Iyが生ずる。
種々な種類のチーズ加工操作から得られる甘いホエーはIy濃度を変化させる。
次のチーズ加工操作からの甘いホエーがこの優先順位で好ましい: 1)スイス:2)モツツァレッラ/フロヴオローネ:3)?エーダー:4)=/ −ダニおよび5)カッテージチーズ。
ホエー中のIy濃度はミルク中の工9濃度に直接比例して変化する。ミルク中の Iy濃度は夏期にはその最低レベルに達し、冬期にはその最大レベルに達するこ とがわかっている。従って、低力価の夏期ホエーは高力価の冬期ホエーの場合よ シもよシ長時間の限外濾過処理を受けなければならない。高力価冬期ホエーはあ る場合には1次分画化バンクによる処理後の使用が受容される。
ホエー中のIy濃度もチーズ製造プロセスの通常の変化の結果として日毎に変化 する。処理時間、処理温度および処理中の細菌活性レベルは全て変化し、相互作 用して粗ホエー供給原料中のIJF濃度を変化させると考えられる。チーズ加工 パラメータを標準化することによって、これらの日毎の変化を最小にすることか できるが、除去することは典型的にできない。
乾燥2次生成物中の工g濃度も、例えば温度、滞留時間、ポンプ誘導乱流および 細菌活性のような分画処理パラメータの変化に応じて変化する。上記で詳細に説 明したように、工Iおよびその他の免疫活性なホエー成分の高温操作への暴露を 最小にし、且つこのような高温処理操作中の滞留時間を最小にすることが重要で ある。細菌活性は可能な限シ抑制して最小にすべきである。過度の細菌活性は処 理中にpHt有意に低下させ、その結果Iyその他の免疫活性ホエー成分を脱活 性化する。プロセス滞留時間を最小にすることによって、好ましくない細菌活性 を減することができる。従って、チーズ加工操作に関連して行われる最初のフラ ッシュ低温殺菌後約4時間以内に、2次生成物乾燥操作を完成させることが非常 に好ましい。
ホエーの空気への暴露を避け、分画化バンク内での遠心ポンプの使用を避けるま たは最小にすることによって、Iyその他の免疫活性ホエー成分の濃度を最大に することができる。遠心ポンプはポンプ処理される物質を換気し且つ極度の機械 的乱流にさらすことになる。遠心ポンプではなく、実用的な程度に有効な排除ポ ンプを用いるべきである。
上記で分析した動物テストデータは、濾過生成物中の免疫活性なIyの濃度が総 置体物質の約7%の最低濃度、好ましくは少なくとも約9%、最も好ましくは約 12チ以上の濃度を有さなければならないことを示唆する。第6図に関連して上 述した2段階分画化プロセスの特定の実施態様はI、/固体濃度、15.8チを 有する濾過生成物を生じた。本発明の方法を更に改良すると、少なくとも約20 チまたは少なくとも35チ以上のIfi/固体濃度が得られる。
単独のZoo、000ダルトン膜を1次分画化バンクに用いてホエー上部分画を ホエー中間分画と底部分画から直接分離することができることを上記で示唆した が、比較的長いホエー蛋白質が100,000ダルトン限外f過膜の流入側に層 状のメツシュネットワークまたは「流動膜(dynamic membrane  )Jを形成することが判明した。濾過操作開始後10分以内に、この流動膜は 限外膜の有効孔度t−100,000ダルトンから10.000ダルトンに減す る。従って、1次分画化バンクはホエー底部分画を中間分画と上部分画から分離 することができるが、ホエー中間分画を上部分画から分離することは、使用する 膜の孔度に関係なくできない。流動膜は1次分画化バンクが1次生成物中の工g 、その他の免疫活性ホエー成分濃度を高める可能性を限定する。
第6図に示した1次分画化バンクの操作とそれによるホエー底部分画の結合ホエ ー中間分画/上部分画からの分離は、現在解明されていない機構によってホエー を変化させる。次に、この変化した1次生成物を2次r過バンクとその100, 000ダルトン限外r過膜とに導くと、有意な流動膜問題が生ずることなく、ま たZoo、000ダルトン膜の有効孔度が有意に減することもない。2次分画化 バンクの100,000ダルトン膜はその設計孔度で機能することができ、良好 に作用してホエー中間分画をホエー上部分画から分離することができる。
上記の機能を有効に発揮するために、1次分画化バンクの限外沢過膜サイズは好 ましくない低分子量のラクトース、無機物質および関連するホエー成分が1次分 画化バンクの限外r過膜を通過して、1次分画化バンク透過物中に導かれること を保証するように選択する。少なくとも約10,000から約120,000ダ ルトン程度のオーダーの孔度を有する限外f過膜を用いて、この目的を達するこ とができる。100,000〜120,000ダルトン1次分画化バンク膜上の 流動膜形成はこの比較的孔度の大きい膜をr過開始後数分間以内に10,000 ダルト/膜に等しいような膜にする。
2次生成物′t−3次分画化バンクによりて更に処理して、2次生成物のIy濃 度をさらに高めることができる。3次分画化バンクは典型的に限外濾過系または 逆浸透の形式をとって、2次生成物から水分を除き、それによって3次分画化バ ンク保留物中のIy濃度をさらに高めることができる。
第6図に説明するように、1次分画化バンクを用い、次に2次分画化バンクを用 いると、1次分画化バンクのみの使用によって得られる結果を凌駕する実質的に 強化された結果が得られる。第6図に説明した2段階分画化プロセスによると、 ホエー中のIy濃度が夏期には他の季節に比べて有意に減少するとしても、年間 を通して免疫活性な2次生成物を製造することができる。例えば、受動免疫の伝 達のような、免疫活性な濾過生成物のある一定の用途に関しては、最低量の免疫 活性Iyが新生仔によって摂取されなければならない。第6図の2段階処理操作 によって得られる2次生成物が比較的高濃度のIgを含む結果として、この2次 生成物の少用量をミルクに溶かして新生仔に与え、最低必要量のIyを伝達し、 かつ1回量当シのコストを有意に減することができる。
本発明の免疫活性濾過生成物を種々な多くの用途に用いることができる。この濾 過生成物の1つの特定の用途は牛新生仔への受動免疫伝達に関連して広範に述べ られている。豚、山羊、羊およびその他の家畜は同じような免疫伝達機構を有し ているので、濾過生成物を用いて受動免疫をこのような動物の全てに伝達するこ とができる。ウシ抗体がヒト抗原に拮抗するのに有効であると実証されているこ とを考えると、濾過生成物をヒトの疾患を治療するまたは特定疾患に対するヒト の罹り易さを減するだめの疾患抑制用途に用いることができる。濾過生成物の一 定量を幼児の処方に加えて幼児の疾患に対する抵抗力を高めることは、濾過生成 物のヒトへの好ましい用途を表している。
濾過生成物はまた未成熟または成熟家畜への飼料補充物としてまたは成人に達し ていない若しくは成人に達したヒトへの食餌補充物として用いることもできる。
濾過生成物を結腸または腸の細菌コロニー化の抑制または歯垢(oralpla que)形成を制御するための口腔細菌コロニー化の抑御または減少に用いるこ ともできる。本発明の濾過生成物の他の多く用途は獣医学、医学および免疫学分 野の通常の知識を有する人には容易に明らかであろう。
疾患抑制用途に関しては、濾過生成物の治療有効量を液状または乾燥形で投与す ることができる。乾燥形の濾過生成物は当業者に周知の広範囲な容器またはキャ リヤーに包装または封入することができる。生成物を腸溶性コーチングで被膜し て、腸に達するまでその分散を遅延させることができる。包装または封入操作中 に生成物を過度の温度にさらすべきではない。
今まで、チーズ加工操作のホエー副生成物は重大な廃棄物処理問題をもたらす、 厄介で好ましくない副生成物であると殆んど一様に考えられていた。限外濾過系 は限られた程度で用いられて、免疫的に不活性なホエー蛋白質濃縮物を食品添加 用に回収していた。
上記の独創的な1段階または2段階ホエー分画化法を用いる結果として、本発明 の方法は、粗ホエー供給原料から調節可能なレベルの免疫活性成分を有するt過 生成物を製造することができる。r過生成物中の免疫活性成分の濃度は受動免疫 を牛新生仔に伝達することができ、そのため天然初乳の完全に受容される代替物 として作用12うることが実証されている。意外にも、r過生成物中の比較的低 濃度のIyが他の免疫活性ホエー成分と組合されると、実質的高いIy濃度を有 する天然初乳と同程度またはそれ以上に有効であることが判明した。
流動膜の非常に不利な効果を殆んど除去することによって、本発明の2段階分画 化バンク処理方法は主としてホエー上部分画から成シ、有意な濃度の工s1その 他の免疫活性ホエー成分を有するr過生成物ならびに商業的に受容されるWPC 食品どして直接用いることのできるホエー中間分画副生成物を製造することがで きる。
本発明の限られた数の好ましい実施態様の詳細な説明に基づくと、開示した免疫 活性なホエー分画とその回収プロセスが多様に変更されて、上記で設定して説明 した形態以外の多くの実施態様をとりうることは当業者に明らかであろう。従っ て、本発明の実際の精神と範囲内に含まれうる本発明のこのような変更の全ては 特許請求の範囲が覆うものである。
l5o1 1k 11− L只 Aす・7な→ン 手続補正書 1.事件の表示 PCT/US87100036 2、発明の名称 免疫学的に活性なホエー分画及び回収方法3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名 称 ラニアー・インダストリーズ・インコーホレーテッド 4、代理人 住 所 東京都千代田区大手町二丁目2番1号新大手町ビル 206区 5、補正の対象 タイプ印書により浄書した明細書及び請求の範囲の翻訳文補正書の翻訳文提出書 (特許法第184条の8) 昭和63年7月13日画 特許庁長官 吉 1)文 毅 殿 1、特許出願の表示 PCT / US 87 / 000362発明の名称 免疫学的に活性なホエー分画及び回収方法3、特許出願人 住 所 アメリカ合衆国ミネソタ州55415. ミネアポリス。
フォース・アベニ瓢−・サウス 701.スィート 1350名 称 ラニアー ・インダストリーズ・インコーホレーテッド4、代理人 住 所 東京都千代田区大手町二丁目2番1号5、補正書の提出年月日 昭和63年1月18日 39、 (1)乳糖及び無機質を含む底部分画;(2)低分子量蛋白質を含む中 間分画;及び(3)免疫グロブリン及びその他の高分子量蛋白質を含む頂部分画 を有するホエー液から免疫学的に活性な製品を製造する方法において、 (a)種々の病原体特異性抗体を有する免疫学的に活性な免疫グロブリンを測定 可能であるが低レベル濃度で含み、通常のミルクに由来するホエーを選択する工 程;(b)前記底部分画に対して透過性の限外濾過膜を有する限外濾過手段を通 して前記ホエーを限外)濾過して、前記底部分画の実質的に低下した濃度、少な くとも約70%の前記中間及び頂部分画の合わせた重量濃度及び免疫学的に活性 な免疫グロブリンの実質的に増加した濃度を有する保留物を得る工程;(c)前 記保留物中の免疫グロブリンの免疫学的活性を実質的に保護する条件下で前記保 留物を乾燥させて、免疫学的に活性な免疫グロブリンの少なくとも約7重量%濃 度を有する濾過生成物を製造する工程;及び (d)荊記消過生成物を定期的に分析して活性な病原体特異抗体の存在を確認す る工程 から成る方法。
40、前記分析工程が、特定の病原体特異抗体の活性レベルを測定して、前記ン 濾過生成物の数量化された抗体活性レベルを決定する前記濾過生成物の分析工程 を含む請求の範囲第39項記載の方法。
41、数量化された抗体活性レベルを品質管理標準と比較して、前記濾過生成物 中の抗体の免疫学的活性が前記ホエー中の抗体の免疫学的活性に比べて実質的に 保存されていることを確認する工程を含む請求の範囲第40項記載の方法。
42、前記か過生成物中の抗体の活性レベルを抗原結合テストによって測定する 請求の範囲第40項記載の方法。
43、抗原結合テストが酵素免疫測定法である請求の範囲第42項記載の方法。
44゜数量化された活性レベルが品質管理標準と等しくないまたは超えていない 場合には、前記分析した濾過生成物を拒絶する工程をさらに含む請求の範囲第4 3.項記載の方法。
45、前記濾過生成物中の免疫グロブリンの重量濃度を分析するために、放射免 疫拡散テストを用いる請求の範囲第40項記載の方法。
4G。前記限外?濾過工程を底部分画の過半量を通し、頂部分画の過半量を留め る平均孔度ier+oooダルトン未満の限外−過膜を有する限外3濾過手段に よって実施する請求の範囲第40項記載の方法。
47、前記保留物中の底部分画の濃度が総固形分の約30%未満に低下するまで 、前記限外?濾過工程を続ける請求の範囲第46項記載の方法。
48、限外濾過膜の平均孔度が約1000ダルトンより大きい請求の範囲第47 項記載の方法。
49゜前記限外清適手段がさらに、 (a)第]、次保留物と1.て中間分画と頂部分画の過半量を留め、底部分画の 過半量を通す限外2濾過膜を有する第1限外滑過バンク;及び (b)第1次保留物をさらに処理し、頂部分画の過半量を留め、底部及び中間分 画の過半量を通す限外?濾過膜を有する第2限外?濾過バンク を含む請求の範囲第48項記載の方法。
50、前記)濾過製品が、 (1)総固形分の約10〜約30%の底部分画濃度;及び(2)総固形分の約7 0〜約85%の中間分画と頂部分画を合わせた濃度を含む請求の範囲第49項記 載の方法。
51、前記第1限外?濾過バンクの限外濾過膜が約10000ダルトン〜約12 0000ダルトンの透過性を有し、前記第2限外濾過バンクの限外ン濾過膜が約 80000ダルトン〜約120000ダルトンの透過性を有する請求の範囲第5 0項記載の方法。
52、制限吸収期間の動物への受動免疫の移動を容易にし、動物における活性免 疫の開始を促進するように、動物によって消費される前記ン濾過生成物中の免疫 グロブリンの重量が前記動物の体重の約0.055%以上である、制限吸収期間 中に前記?濾過生成物の1回n以上を動物に供給する工程をさらに含む請求の範 囲第39項記載の方法。
53、前記)濾過生成物の所定口の摂取に応じて、動物の血清免疫グロブリン濃 度が少な(とも約1 mg/ mlのレベルまで上昇する請求の範囲第52項記 載の方法。
54゜前記濾過生成物の所定量の摂取に応じて、動物の血清免疫グロブリン濃度 が約15mg/m1未満のレベルに上昇する請求の範囲第53項記載の方法。
55゜供給工程を動物の誕生後24時間以内に開始する請求の範囲第53項記載 の方法。
56、動物が子ウシを含む請求の範囲第55項記載の方法。
57、動物の体重各100ポンド(45,313kg)につき、前記濾過生成物 約600g以下に含めて免疫学的に活性な免疫グロブリン少なくとも約25gを 子ウシに供給する請求の範囲第56項記載の方法。
58゜前記動物が1日に消費する前記−過生成物中の免疫グロブリン重量が前記 動物の体重の約1.9X10’%以1になるように、前記分析した濾過生成物と 前記動物が消費する飼料とを一緒にする工程をさらに含む請求の範囲第39項記 載の方法。
59、前記動物が1田こ消費する前記分析した濾過生成物中の免疫グロブリン量 が前記動物の体重の約3X10’%以上になる請求の範囲第58項記載の方法。
60、前記分析工程が、特定の病原体特異抗体の活性レベルを測定して前記)濾 過生成物の数量化された抗体活性レベルを決定する、前記2濾過生成物の分析工 程を含む請求の範囲第58項記載の方法。
61、数量化された抗体活性レベルを品質管理標準と比較して、前記濾過生成物 中の抗体の免疫学的活性が前記ホエー中の抗体の免疫学的活性に比べて実質的に 保持されていることを確認する工程を含む請求の範囲第60項記載の方法。
62、前記濾過生成物中の抗体の活性レベルを抗原結合テストによって測定する 請求の範囲第61項記載の方法。
63、抗原結合テストが酵素免疫測定法である請求の範囲第62項記載の方法。
64、前記濾過生成物中の免疫グロブリンの重量濃度を測定するために、放射免 疫拡散テストを用いる請求の範囲第62項記載の方法。
65、 (a) 160000ダルトン未満の平均孔度を有し、底部分画に対し て透過性の限外)濾過膜を持つ第2限外?濾過手段を含む第2プロセス流を通し て、請求の範囲第39項の工程(a)の前記ホエーを限外濾過して、前記中間及 び頂部分画の合わせた重量濃度、少なくとも約70%を有し、前記底部分画の実 質的に低下した濃度を有する第2次保留物を得るために、ホエー中の免疫グロブ リンの免疫学的活性を実質的に保護する条件下で限外ン濾過を実施する工程; (b)前記保留物の導電率が実質的に零を超えなくなるまで、前記第2次保留物 の脱塩を実施する工程;(C)前記脱塩された第2次保留物をイオン交換装置に 通して、約20%より大きい免疫学的に活性な免疫グロブリン濃度を有するイオ ン交換生成物を製造する工程; (d)前記イオン交換生成物を定期的に分析して特定病原体特異抗体の存在と活 性を確認する工程:及び(e)請求の範囲第39項、工程(d)の前記か過生成 物を前記イオン交換生成物とブレンドして、前記濾過生成物中の濃度より大きく 、前記イオン交換生成物中の濃度より低い、免疫学的に活性な免疫グロブリン濃 度を有するブレンド生成物を得る工程をさらに含む請求の範囲第39項記載の方 法。
66、所定量の前記ブレンド生成物中の免疫グロブリンの重量が動物の体重の約 0.055%以上であり、動物の血清免疫グロブリン濃度が所定量の前記ブレン ド生成物の摂取に応じて少なくとも約lIIg/mlのレベルに上昇するように 、制限吸収期間の動物に所定量の前記ブレンド生成物を供給する工程をさらに含 む請求の範囲第65項記載の方法。
67、動物の血清免疫グロブリン濃度が前記ブレンド生成物の所定量の摂取に応 じて、約IFoag/m1未満のレベルに上昇する請求の範囲第66項記載の方 法。
68、前記限外濾過保留物の導電率が約3 mMho以下になるまで、前記透析 濾過工程を続ける請求の範囲″f、65項記載の方法。
69、請求の範囲第39項記載の方法によって製造される製品。
70、 請求の範囲第40項記載の方法によって製造される製品。
71、請求の範囲第44項記載の方法によって製造される製品。
72、請求の範囲第49項記載の方法によって製造される製品。
78、請求の範囲第58項記載の方法によって製造される製品。
74、請求の範囲第65項記載の方法によって製造される製品。
75、制限吸収期間の家畜新生仔に受動免疫を移し、前記動物の活性免疫の開始 を促進する方法において、(a)乳糖、無機質及び蛋白質を含み、測定可能であ るが低レベル濃度の免疫学的に活性な免疫グロブリンを含む、通常のミルクに由 来するホエーを用意する工程;(b)前記ホエーを分画化して、少なくとも約7 0%の蛋白質重量濃度を有し、乳糖と無機質の実質的に低下した濃度を有する第 1次製品を製造する、ホエー中の免疫グロブリンの免疫学的活性を実質的に保譚 する熱的条件下で実施される分画化工程:(e)前記第1次製品中の免疫グロブ リンの免疫学的活性を実質的に保護する熱的条件下で前記第1次製品を乾燥させ て、免疫学的に活性な免疫グロブリンの少なくとも約7重量%濃度を有する分画 化生成物を製造する工程; (d)前記分画化生成物の所定量中の免疫グロブリンの重量が動物の体重の約0 .055%以上であり、所定量の前記分画化生成物の摂取に応じて動物の血清免 疫グロブリン濃度が少なくとも約lll1g/mlのレベルに上昇するように、 制限吸収期間の動物に所定量の前記分画化生成物を供給する工程、をさらに含む 方法。
76、前記分画化生成物を定期的に分析して、特定の病原体特異抗体の存在と活 性を確認する請求の範囲第75項記載の方法。
77、前記分析工程が、特定の病原体特異抗体の活性レベルを測定して、前記分 画化生成物の数没化された抗体活性レベルを決定する前記分画化生成物の分析工 程を含む請求の範囲第76項記載の方法。
78、乳糖及び無機質を含めた低分子金物質に対して透過性である平均孔度16 0000ダルトン未満の限外)濾過膜を有する限外濾過手段によって前記ホエー を特徴とする請求の範囲第75項記載の方法。
79、前記第1次製品中の乳糖と無機質の濃度が総固形分の約30%未満に低下 するまで、前記限外清適を続ける請求の範囲第78項記載の方法。
80、前記限外濾過膜の平均孔度が約1000ダルトンより大きい請求の範囲第 79項記載の方法。
81、前記限外ン濾過手段がさらに、 (a)前記ホエー中の蛋白質の過半量を第1次保留物として留め、第1次製品か ら乳糖と無機質の過半量を除去する第1限外濾過膜を有する第1限外?濾過バン ク;及び(b)第1次保留物を第2次保留物にさらに処理し、免疫グロブリンの 過半量を留め、第2次保留物から乳糖と無機質の過半量を除去する第2限外ン濾 過膜を有する第2限外ン濾過バンクを含む請求項第78項記載の方法。
国際調査報告 l−1−=−−1,aMI&n、mM−11a大:1勺鵠710o036

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.1)乳糖及び無機質を含む底部分画;2)低分子量蛋白質を含む中間分画; 及び3)免疫学的に活性な免疫グロブリンを持つ高分子量蛋白質を含む頂部分画 ; を有するホエー液に由来し、 1)前記底部分画が実質的に低下した濃度であり;かつ、2)製品中の総固形分 の少なくとも約7%の濃度のホエー液の実質的に全ての免疫学的に活性な免疫グ ロブリンを含む合わ中間分画が少なくとも約70%あるいはそれ以上の濃度であ る、乾燥した免疫学的に活性な製品。
  2. 2.前記底部分画が乳糖及び無機質を製品中の総固形分の約10〜30%含み、 かつ中間及び頂部分画が他の免疫学的に活性なホエー成分を測定可能であり治療 上有効なレベルで含む請求の範囲第1項記載の製品。
  3. 3.前記頂部分画が免疫学的に活性な免疫グロブリンを総固形分の約7多以上約 20%未満の濃度で含む請求の範囲第2項記載の製品。
  4. 4.蛋白質を総固形分の約70%以上約85%未満の濃度で含む請求の範囲第2 項記載の製品。
  5. 5.前記頂部分画が免疫学的に活性な免疫グロブリンを総固形分の約9多以上約 20多未満の濃度で含む請求の範囲第4項記載の製品。
  6. 6.前記底部分画が製品中の総固形分の約25%未マ満の濃度であり、前記の合 わせた中間及び頂部分画が蛋白質を前記製品中の総固形分の約70%より大きい 濃度であり、かつ頂部分画が免疫学的に活性な免疫グロブリンを総固形分の少な くとも約9%の濃度で含む請求の範囲第2項記載の製品。
  7. 7.前記頂部分画が免疫学的に活性な免疫グロブリンを総固形分の少なくとも約 12%の濃度で含む請求の範囲第6項記載の製品。
  8. 8.請求の範囲第1項記載の免疫学的に活性な製品を動物に投与することよりな る動物の病気挺抗性を強化する方法。
  9. 9.前記動物が人である請求の範囲第8項記載の方法。
  10. 10.乳糖及び無機塩類のレベルが実質的に低下している高分子量分画であり、 ホエーの活性免疫グロブリン及び他の免疫学的に活性なホエー成分を実質的に全 て含む製品であって、前記製品が総固形分の少なくとも約7%の活性免疫グロブ リン濃度である、免疫グロブリンの大部分が活性であるホエーの限外濾過により 得られる乾燥した免疫学的に活性な製品。
  11. 11.活性免疫グロブリンを総固形分の少なくとも約9%の濃度で含む請求の範 囲第10項記載の製品。
  12. 12.1)乳糖及び無機質を含む底部分画;2)低分子量蛋白質を含む中間分画 ;及び3)免疫学的に活性な免疫グロブリンを持つ高分子量蛋白質を含む頂部分 画; を有するホエー法から免疫学的に活性な製品を製造する方法であって、 a.免疫学的に活性な免疫グロブリンを有するホエーを選択する工程; b.ホエー中の免疫学的に活性な前記免疫グロブリンを保持する条件下で前記ホ エーを限外濾過し、底部分画の実質的に低下した濃度を有する第1次製品を製造 する工程;c.第1次製品中の免疫学的に活性な前記免疫グロブリンを保持する 条件下で第1次製品を限外濾過し、中間分画の実質的に減少した濃度を有する第 2次製品を製造する工程;d.第2次製品中の免疫学的に活性な免疫グロブリン を保持する条件下で第2次製品から水を除去する工程;よりなる前記免疫学的に 活性な製品を製造する方法。
  13. 13.前記ホエー処理工程が第1次製品の合わせた中間及び頂部分画中の蛋白質 濃度が前記製品の総固形分の約30%を越えるまで続けられる請求の範囲第12 項記載の方法。
  14. 14.前記ホエー処理工程が第1次製品中の合わせた中間及び頂部分画の蛋白質 濃度が前記製品の総固形分の約70%を越えるまで続けられる請求の範囲第13 項記載の方法。
  15. 15.前記ホエー処理工程が第1次製品中の底部分画中の乳糖及び無機質濃度が 前記製品の総固形分の約305未満に低下し、かつ頂部分画中の免疫学的に活性 な免疫グロブリンの濃度が前記製品の総固形分の少なくとも約7%に増加するま で続けられる請求の範囲第14項記載の方法。
  16. 16.前記第1次製品処理工程が第2次製品中の底部分画中の濃度が前記製品の 総固形分の約18%未満になるまで続けられる請求の範囲第15項記載の方法。
  17. 17.第2次製品中の免疫学的活性のレベルを測定し、その存在を定期的に確か める工程を更に含む請求の範囲第12項記載の方法。
  18. 18.前記ホエー処理工程が中間及び頂部分画の過半量を留どめ、底部分画の過 半量を通過させる限外濾過膜を含む第1の限外濾過装置によって行われる請求の 範囲第12項記載の方法。
  19. 19.前記第1次製品処理工程が頂部分画の過半量を留どめ、中間及び底部分画 の過半量を通過させる限外濾過膜を含む第2の限外濾過装置によって行われる請 求の範囲第18項記載の方法。
  20. 20.前記第1及び第2の処理工程が第2次製品中の免疫学的に活性なIgが前 記製品の総固形分の少なくとも約7%になるまで続けられる請求の範囲第19項 記載の方法。
  21. 21.第1の限外濾過装置が、約10000〜約120000ダルトンの透過性 を有する限外濾過膜を含む請求の範囲第19項記載の方法。
  22. 22.第2の限外濾過装置が、約80000〜約160000ダルトンの透過性 を有する限外濾過膜を含む請求の範囲第21項記載の方法。
  23. 23.請求の範囲第12項記載の方法によって製造された免疫学的に活性な製品 。
  24. 24.動物の病気への抵抗力を強化するために前記製品の治療上有効量を動物に 投与する工程を更に含む請求の範囲第15項記載の方法。
  25. 25.前記動物が人である請求の範囲第24項記載の方法。
  26. 26.1)乳糖及び無機質を含む底部分画;2)低分子量蛋白質を含む中間分画 ;及び3)免疫学的に活性な免疫グロブリンを持つ高分子量蛋白質を含む頂部分 画; を有するホエー液から免疫学的に活性な製品を製造する方法であって、 a.免疫学的に活性な免疫グロブリンを有するホエーを選択する工程; b.前記免疫グロブリンの免疫活性を保持する条件下で前記ホエーを限外濾過し 、底部分画の実質的に低下した濃度;かつ前記頂部分画中の免疫学的に活性な免 疫グロブリンが前記製品の総固形分の少なくとも約7%である前記中間及び頂部 分画の実費的に増加した濃度を有する製品を製造する工程;c.前記第1次製品 中の免疫学的に活性な免疫グロブリンを保持する条件下で前記製品から水を除去 する工程;よりなる前記免疫学的に活性な製品を製造する方法。
  27. 27.前記ホエー処理工程が前記製品中の免疫学的に活性な免疫グロブリンの濃 度が前記製品中の総固形分の少なくとも約7%に増加し、前記底部分画の濃度が 前記製品中の総固形分の約30%未満に低下し、前記合わせた中間及び頂部分画 の濃度が総固形分の少なくとも約70%に増加するまで続けられる請求の範囲第 26項記載の方法。
  28. 28.前記ホエー処理工程が前記底部分画の過半量を通過させ、前記頂部分画の 過半量を留どめる限外濾過膜を有する限外濾過装置によって行われる請求の範囲 第27項記載の方法。
  29. 29.前記限外濾過装置が、 a.前記中間及び頂部分画の過半量を留どめ、前記底部分画の過半量を通過させ る限外濾過膜を有する第1次限外濾過バンク;及び b.前記頂部分画の過半量を留どめ、前記底部及び中間分画の過半量を通過させ る限外濾過膜を有する第2次限外濾過バンク; を更に含む請求の範囲第28項記載の方法。
  30. 30.前記ホエーの限外濾過処理が前記製品の免疫学的に活性な免疫グロブリン の濃度が前記製品の総固形分の少なくとも約9%になるまで続けられる請求の範 囲第29項記載の方法。
  31. 31.前記製品が、 1)底部分画が前記製品中の総固形分の約10〜30%の濃度、2)合わせた中 間及び頂部分画が前記製品中の総固形分の約70〜855の濃度を含む、請求の 範囲第29項記載り方法。
  32. 32.a.1)乳糖及び無機質を含む底部分画;2)低分子量蛋白質を含む中間 分画;及び3)免疫学的に活性な免疫グロブリンを持つ高分子量蛋白質を含む頂 部分画; を有するホエー原料を用意する工程; b.前記ホエー中の前記免疫グロブリンの免疫活性を保持する条件下でホエー液 を分画化し、前記底部分画の実質的に減少した濃度を有する第1次製品を製造す る工程;c.前記第1次製品中の前記免疫グロノリンの免疫活性を保持する条件 下て前記第1次製品を分画化し、前記中間分画の実質的に減少した濃度を有する 第2次製品を製造する工程;d.前記第2次製品中の前記免疫グロブリンの免疫 活性を保持する条件下で前記第2次製品から水を除去し、乾燥した第2次製品を 製造する工程; e.動物に摂取される濾過した第2次製品中の免疫グロブリン重量が、動物の体 重の0.055%と等しいかそれ以上であるように、制限吸収期間内に前記乾燥 した第2次製品を1回または2回以上の投与で動物に与える工程: からなる動物に能動免疫を開始させるために制限吸収期間における新生児期の動 物への受動免疫の付与方法。
  33. 33.前記ホエー分画化処理が前記中間および頂部分画の過半量を留どめるため に約10000〜約120000ダルトンの透過性を有する限外濾過膜を有する 第1次限外濾過装置によつて行われ、且つ前記第1次製品分画化処理が、前記底 部及び中間分画の過半量を通過させ、前記頂部分画の過半量を留どめるために約 80000〜約120000ダルトンの透過性を有する限外濾過膜を含む第2次 限外濾過装置によって行われる、請求の範囲第32項記載の方法。
  34. 34.前記ホエー分画化処理が、第1次製品の合わせた中間及び頂部分画中の蛋 白質濃度が前記製品の総固形分の約30%を越えるまで続けられる請求の範囲第 33項記載の方法。
  35. 35.前記ホエー分画化処理が、第1次製品の合わせた中間及び頂部分画中の蛋 白質濃度が前記製品の総固形分の約70%を越えるまで続けられる請求の範囲第 33項記載の方法。
  36. 36.前記ホエー分画化処理が、第1次製品の前記底部分画中の乳糖及び無機質 濃度が前記製品の総固形分の約30%未満に低下するまで続けられる請求の範囲 第35項記載の方法。
  37. 37.前記ホエー分画化処理が、前記頂部分画中り免疫学的に活性な免疫グロブ リンの濃度が前記製品の総固形分の少なくとも約7%に増加するまで続けられる 請求の範囲第36項記載の方法。
  38. 38.前記第2次製品中の免疫活性のレベルを測定し、定期的にその存在を確か める工程を更に含む請求の範囲第32項記載の方法。
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