JPH0597696A - 高純度で治療用に適した標準化ヒト フオン・ビルブラント因子濃厚液の工業規模製造の方法 - Google Patents
高純度で治療用に適した標準化ヒト フオン・ビルブラント因子濃厚液の工業規模製造の方法Info
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Abstract
ォン・ビルブラント因子を精製する方法に関する。本方
法は、クロマトグラフィー分離3段階の組み合わせを含
む。 【効果】 得られる濃厚液は特異的活性が非常に高く、
高分子量多量体の含有パーセントが高い。濃厚液は、特
に治療に使用される。
Description
性が非常に高く、高分子量多量体の含有量が高い、特に
治療用の、標準化ヒト フォン・ビルブラント(von
willebrand)因子濃厚液の工業規模の製造
法に関する。
F)は、知られている中で最も大きな血漿中を循環する
分子である。これは一連のジスルフィド結合多量体とし
て存在し、その基本的サブユニットの分子量は約260
キロダルトン(KDa)である。血漿中のvWFの最小
の形態は、約440−500KDaの二量体であり、最
大の形態は最高2千万ダルトンの分子量を持つ二量体の
多量体である。結合しているサブユニット集合体は細胞
特異的であることができ、vWFは巨核球及び内皮細胞
で合成され、重合する。
に大きな役割を果たす:血流中の因子VIIIを輸送
し、安定化し、粘着蛋白質として内皮下血管上で血小板
を広げ、接触させ、凝集させ、損傷血管の速やかな治癒
に寄与する。
異常は、フォン・ビルブラント病を引き起こし、これは
最初特に皮膚及び粘膜の出血として現れる。この病気の
臨床的形態は非常に様々で、外科手術の時に主な問題と
なる。一次止血(出血時間)及び凝集(活性化セファリ
ン時間及びF VIII活性)不全を修正するためにフ
ォン・ビルブラント病の治療が重要である。
えば血漿の低温沈澱留分又は十分量のvWFを含む第V
III因子の濃厚液)を用いた置換治療により治療す
る。しかしこれらの生成物は、フォン・ビルブランド病
の治療用に標準化されていない。さらに精製度の低い血
漿の留分、特に低温沈澱は有効なウィルス不活性化段階
を経ていないことが多いために、ウィルス汚染の危険が
ある。さらに、患者が必要としておらず、多数回の注射
の後に免疫反応を起こし得る蛋白質の過剰の混入を生ず
る。
ス不活性化処理を行うことができるが、その精製法はv
WF不全の患者ではなく、血友病Aの患者用に最適化し
てある。実際最近開発され、有効性の増した方法、例え
ば第1VIII因子の製造に使用される免疫アフィニテ
ィー又はイオン交換精製は、フォン・ビルブラント病の
治療に十分な量のvWFを含まない濃厚液を製造する。
適な利点を保持したままvWFを精製する新規工業的方
法を開発したことは、フォン・ビルブラント病の有効な
治療法というこの要求を満たすものである。特にこの方
法により1段階で第VIII因子の濃厚液を製造し(E
P出願0 359 593に記載の方法に従い)、低温
沈澱の同一バッチから別のvWF留分を回収することが
でき、ヒト血漿の最適利用が可能になる。このようにし
て得られたvWF留分は、さらに2段階のクロマトグラ
フィーにより精製し、非常に高純度のvWF濃厚液を得
る。
難である。小規模法、すなわち分析研究用の5−200
0mlの規模の方法はすでに記載されている(Thor
ell等、Thromb.Res.1984,35:4
31−450)が、この方法を工業規模のvWF生産に
適応させるのは不可能である。さらにFVIIIの他に
vWFを製造することにより、低温沈澱を可能な限り最
高に利用するという概念は考慮されていない。
化化合物への溶解度差により(Berntorp等,V
ox Sang.1989,56:212)、硫酸化化
合物への溶解度差により(Winkelman等,Vo
x Sang.1989,57:97)、ならびに分子
の大きさによる排除(Perret等,Haemast
asis 1984,14:289)及びイオン交換
(Austen等,Thromb Haemosta
s.1982,48:295)などの種々のクロマトグ
リフィー分離法により精製されてきた。しかしこれらの
方法は、低収率のvWFしか与えず、又はゲル容量が低
く、あるいはFVIII及びvWFを同時に単離するこ
とができず、工業的用途にはあまり便利でない。
ng.1989,56:212)の得たvWFは純度が
低く、45U Ag/mg蛋白質(p.213)である
が、出願人は205U Ag/mg蛋白質を得た。同様
に、Winkelman等(Vox Sang.198
9,57:97)の得た純度は10U Ag/ml蛋白
質(p.101)である。
1984,14:289)は、カルシウムならびにヘ
ビ毒からの酵素を用いて脱繊維素段階(フィブリン分子
としてフィブリノーゲンを除去する)を行っている。こ
れは、明らかに製造法を治療目的に適さないものとして
いる。さらに彼らが用いたゲル濾過系は、流量がわずか
10cm/時間かそれ以下であり、特にフィブリノーゲ
ン及びフィブロネクチンが存在する場合閉塞の危険が高
いので工業的大規模化にはほとんど適さない。このクロ
マトグラフィー系における蛋白質の分解能が低いため精
製因子も通常低いことが知られている。
stas.1982,48:46)も、おそらく粗悪な
クロマトグラフィー条件(pH5.5)のために、低純
度の濃厚液(8U Ag/mg蛋白質)を比較的低収率
で得ている。
es.1988,50:295)は、クロマトグラフマ
トリックスとして硫酸化デキストラン−セファロースを
使用している:この材料はvWFに関する保持容量が低
い。その結果特異的活性の低いvWF調剤を与える:2
−4U/mg蛋白質(p.301)。
セチンコファクター(RCo)/抗原比が0.08−
0.8(Lawrie等,Br.J.Haemato
l.1989,73:100)であることに示される通
り、変性又は不活性化vWFを大きな割合で含む。この
ため、これらはフォン・ビルブラント病の治療にはあま
り有効でない。逆に出願人の方法は、RCo/抗原比が
1以上のvWFの回収を可能にし、これは正常なプール
血漿からの本来のvWFの比率と同等である。
生成物として治療用のvWF濃厚液を製造し、標準化バ
ッチを可能にする工業的方法において、高分子量多量体
の含有量が多く、大量の血漿(4000リットルかそれ
以上)から製造し、低温沈澱の最適利用を可能にするこ
とを特徴とする方法に関する。
高分子量多量体の濃縮を可能にする3連続クロマトグラ
フィー段階の組み合わせを含むvWF濃厚液の製造法に
関する。出発材料は水酸化アルミニウムへの吸着を含む
従来の精製を行ったヒト血漿の低温沈澱留分である。そ
の後この材料は精製前に、例えば溶剤−洗剤処理などを
用いたウィルス不活性化を行う。
VIII製造法の副生成物留分からの3連続クロマトグ
ラフィー段階の組み合わせを含み、最初の2段階はイオ
ン交換クロマトグラフィー、第3段階はアフィニティー
クロマトグラフィーである。
は、ジエチルアミノエチル(DEAE)基を固定した同
一のビニルポリマー樹脂、特にDEAE−Fracto
gelRTSK650(Merck)のカラム上で行
い、0.01Mのクエン酸三ナトリウム、0.11Mの
塩化ナトリウム、0.001Mの塩化カルシウム、0.
12Mのグリシン及び0.016Mのリシンを含む溶液
でpH7に緩衝してある。DEAE−Fractoge
l TSKR650は、合成親水性ゲル媒体である。保
持体は、オリゴエチレングリコール、グリシジンメタク
リレート及びペンタエリスリトール−ジメタクリレート
のコポリマーであり、それにジエチルアミノエチル基、
すなわち−O−CH2−CH2N+(C2H5)2HClが結
合し、弱アルカリ性イオン交換剤となっている。DEA
E−FractogelRTSK650は、2種類の粒
径範囲で入手できる(水で湿らせた場合):S型(0.
025−0.050mm)及びM型(0.045−0.
090mm)。両種類共、本発明を行うのに有用であ
る。
化処理を行った低温沈澱血漿留分を、1回目のクロマト
グラフィーカラムにかけると、大部分のvWFが保持さ
れる。その後緩衝液の塩化ナトリウム濃度を0.14−
0.15Mに増すことによりvWFを溶離する。
分を、1回目と同一条件下で2回目のクロマトグラフィ
ーカラムにかける。吸着部位に関して競争する多くの蛋
白質(特にFVIII及びフィブロネクチン)がすでに
第1クロマトグラフィー段階でこの留分から除去されて
いるので、第2のカラム上へのvWF吸着の容量ははる
かに多く、有利である。濾液を除去した後、カラムを平
衡緩衝液で濯ぎ、緩衝液の塩化ナトリウム濃度を0.1
5−0.17Mに上げることにより吸着vWFを溶離す
る。vWFに関するDEAE FractogelR樹
脂の容量及び効率が高いために、非常に高い力価(>1
50U RCo/ml)でvWFをカラムから溶離する
ことができる。従って生成物の濃縮に必要な限外濾過の
機械的応力を避けることができる。
衡緩衝液中でゼラチン−誘導ゲル上のアフィニティーク
ロマトグラフィーにかけ、塩組成を修正するための透析
又は限外濾過を避ける:このカラムはvWFをまだ汚染
している残留フィブロネクチンの分子を保持するのが重
要である。ゼラチン−誘導ゲルの選定は重要でない。し
かし:Gelatin−Sepharose,Gela
tin−UltrogelR,Gelatin−Sph
erodexR及びGelatin−Fractoge
lRはすべて本目的に適している。Gelatin−S
opharoseは、本方法で使用する条件下で5−1
0mgフィブロネクチン/mlゲルを固定するので、最
も良い選択である。
結合せず濾液中に溶離する;ゼラチンアフィニティー段
階によりvWF留分の大きな希釈は起こらないので、生
成物は例えば限外濾過などによる濃縮段階を必要とせず
に直接調剤することができる。最終生成物に蛋白質分解
酵素がないので、無菌濾過及び凍結乾燥段階の間非常に
安定で、安定剤を必要としない。
ント因子濃厚液は、最初の血漿の>10,000倍とい
う特に高い精製因子を有し、その特異的活性は345U
CBA/mg蛋白質(コラーゲン結合活性測定の単
位)、及び>100U RCo/mg蛋白質(リストセ
チンコファクター活性の単位)である。vWFの精製へ
の各クロマトグラフィー段階の寄与を図1に示す。
を、電気泳動分析により検出した高分子量多量体(高生
物活性を有するvWFの分子形態)の割合を関数として
監視したのは非常に重要である。
≧4で漸増的に濃縮されることが明らかになり(図
2)、それは低温沈澱によりその半分が除去されたとし
てもvWFの79%に相当する。予想に反して非常に大
きな多量体を選択的に保持し、小さい、異常構造(部分
的蛋白質分解を受けた)の低活性の形態を濾液と共に除
去する傾向があるのはDEAE−Fractogel
TSK650上のクロマトグラフィーである。
異的活性が高く、高分子量多量体の含有量の多い標準化
vWF濃厚液は、予備的臨床研究によって確認された通
り、種々の形態のフォン・ビルブラント病の治療に用い
るのに特に適している。
の時の出血時間を有効に短縮することが示された。
生理学的性質、特に懽水装置内で血小板を固定する能力
及びインビボ内在因子VIIIを結合する能力が本来の
分子と同一であることが確認された。
が高いため、種々の実験室における用途(微量構造分
析、官能性研究、診断など)、ならびに特異的抗体の製
造にも適していると思われる。
転換された細胞による第VIII因子の製造の間、及び
そのようにして製造された第VIIIの精製の間の安定
剤として使用することもできる。
形態を説明するもので、その範囲を制限するものではな
い。
リン酸塩、デキストロース)抗凝集溶液の存在下で集め
た新しい血漿から低温沈澱を得、入手後最高6時間で凍
結する。血漿は−60℃に深冷凍結し、その後−35℃
で保存する。血漿バッチには1800−2000リット
ルを含み、それをそれぞれ方法に適用するために400
0リットルのバッチにプールする。解凍する場合は、血
漿を温度制御室に12時間置き、確実にゆっくり一定の
加温をして−7℃とし、その後一定の撹拌をしながら温
度調節器で制御した0−2℃の容器で解凍する。低温沈
澱(約9g/l血漿に相当する)を冷遠心により回収す
る。
水酸化アルミニウムに吸着していくらかの汚染物、すな
わちプロトロンビン複合体(おそらく第VII因子)及
び第XII因子を除去する。その後上澄み液を15℃に
冷却する(おそらくフィブリノーゲン及びフィブロネク
チンの一部が除去される)。
子/vWF混合物の80−86%が回収できる;第VI
II因子の特異的活性は0.7IU/mg、及びvWF
の特異的活性は0.6U RCo/mg(リストセチン
コファクター活性)ならびに1.2U CBA/mg
(コラーゲン結合活性)を示す。
剤処理を行う。この処理は、脂質エンベロープウィルス
(Horowitz等,Transfusion,19
85,25:516)の破壊に有効なことが知られてお
り、0.3%のトリ−n−ブチルホスフェート(TnB
P)及び1%のTween80の存在下、25℃にて8
時間の培養を含む。
I因子及びvWFの活性の95%が回収される。電気泳
動を用いて、vWFがまだ多量体の形態であることを確
認することができる。
において出願人により開示された第VIII因子精製法
から誘導する。
FractogelRTSK650(S型又はM型)
(Merck)のカラム上で行う。平衡緩衝液は、クエ
ン酸三ナトリウム(0.01M)、塩化カルシウム
(0.001M)、グリシン(0.12M)、L−リシ
ン(0.016M)及び塩化ナトリウム(0.11M)
を含む。vWF、第VIII因子及びフィブロネクチン
がカラムに保持される;汚染蛋白質(主にフィブリノー
ゲン及びいくらかのIgG)は、カラムにゆるく固定さ
れるか又は固定されず、ウィルス滅菌剤は同緩衝液で連
続的に数回洗浄することにより除去される。
用する。このような作業条件下で、使用カラムのvWF
保持容量は、注入量の約75%(抗原、Agとして測
定)であり、残りは濾液中に失われる。この結合容量
は、45UのvWF Ag/mlゲルに相当する。
ることにより、カラムからvWFを脱着する。回収した
vWFの留分は、最初のvWFの30−35%を含み、
その40%は第VIII因子と共吸着して残り、緩衝液
のNaCl濃度を2回目に0.25Mに上げることによ
り共溶離し、共精製する。
む留分を、vWF留分のイオン強度を0.11Mの塩化
ナトリウムと等量に合わせるために少量の平衡緩衝液で
希釈した後、同一の第2カラム上に再注入する。
汚染物及び第VIII因子が第1クロマトグラフィー段
階でほとんど除去されたので、第2カラムの結合容量は
ずっと大きく:320UのvWF Ag/mgゲルであ
る。
ることによりvWFを脱着する。
の8−10倍の濃縮比が得られ、限外濾過による追加の
濃縮段階を必要としない。例えば標準法を用いて、溶離
物が以下のvWF量又は活性を含むことがわかる: −抗原(Ag) 88±9IU
/ml −リストセチンコファクター(RCo) 97±19I
U/ml −コラーゲン結合活性(CBA) 149±13I
U/ml −高分子量多量体(≧4多量体) 79% CBA単位(コラーゲン活性)は、Brown及びBo
sakにより記載されているELISAにより定量する
(Thromb.Res.1986,43:303)。
国際単位を用いて値を表すために参照として、第2英国
標準規格に対して検量線を作成した標準血漿を用いた。
の活性が十分に保存されていることを示す。これは、高
分子量多量体の含有パーセントが高い(79%)ことと
一致し、血漿からの本来の含有率(70%)に匹敵す
る。
フィブロネクチン及びインター−α−トリプシンインヒ
ビター、セリンプロテアーゼインヒビターによる少量の
汚染が明らかになる。
の溶離緩衝液を用いて平衡化したゼラチン−セファロー
ス CL4B(Pharmacia)のカラム上の第3
精製段階を行い、フィブロネクチンを除去する。
ルのフィブロネクチン保持容量は>5mg/mlであ
り、この汚染物をvWF留分中に検出できない量(<4
mg/l)に減少させることができる。
中に存在し、直接調剤して凍結乾燥することができる。
物は検出されない。vWF含有量は205U Ag/m
l蛋白質であり、その特異的活性は345U CBA/
mg蛋白質、及び186−220U RCO/mg蛋白
質である。
000倍である。
ンドの走査)は、この精製法により得られたvWFが6
5−80%の高分子量多量体を含む、すなわち最初の血
漿中の70%という含有量に匹敵することを示す。
24時間調べた:蛋白質分解の兆候又は特異的活性の変
化は検出できなかった。
(NAPTT)などの従来の試験を用いて、トロンボゲ
ン活性のないことを確認した。トロンビン、PKA及び
カリクレインは検出されなかった。
る必要はない。
を回収するために特別に意図された精製法の設計の可能
性は、フォン・ビルブラント病の治療のために標準化し
た純度の高い、非常に有効な治療用濃厚液の製造を初め
て可能にする。
りである。
る、血漿の低温沈澱留分からの、高分子量多量体の豊富
なヒト フォン・ビルブラント因子の標準化高純度濃厚
液の製造法において、最初の2段階がDEAE基の結合
した大孔ビニルポリマー樹脂上のイオン交換クロマトグ
ラフィーであり、第3段階がゼラチン−セファロース上
のアフィニティークロマトグラフィーであることを特徴
とする方法。
料が水酸化アルミニウム上で精製した血漿の低温沈澱留
分であることを特徴とする方法。
び第2イオン交換樹脂が、0.01Mのクエン酸三ナト
リウム、0.11Mの塩化ナトリウム、0.001Mの
クエン酸カルシウム、0.12Mのグリシン及び0.0
16MのL−リシンを含む緩衝液で平衡化したDEAE
−FractogelRTSK650であることを特徴
とする方法。
精製低温沈澱留分を第1イオン交換クロマトグラフィー
カラムにかけ、緩衝液の塩化ナトリウム濃度を0.14
−0.15Mに上げることにより第1のフォン・ビルブ
ランド因子含有留分を溶離することを特徴とする方法。
ロマトグラフィーからのフォン・ビルブラント因子含有
溶離液を第2イオン交換クロマトグラフィーカラムにか
け、緩衝液の塩化ナトリウム濃度を0.15−0.17
Mに上げることによりフォン・ビルブラント因子を溶離
することを特徴とする方法。
ロマトグラフィーからの溶離物を、前クロマトグラフィ
ー段階からの溶離緩衝液で平衡化したゼラチン−セファ
ロースクロマトグラフィーにかけ、残留フィブロネクチ
ンをカラム上に選択的に吸着させることを特徴とする方
法。
ン−セファロースカラムの濾液中に存在するフォン・ビ
ルブラント因子を集め、調剤し、凍結乾燥することを特
徴とする方法。
いて、第1項に従って得られた、純度が非常に高く、特
異的活性が非常に高く(RCo及びCBA単位で測
定)、高分子量多量体の含有量が高いことを特徴とする
濃厚液。
因子濃厚液において、存在する抗体の量に対する活性比
(CBA単位で測定)が少なくとも1.5であることを
特徴とする濃厚液。
ブラント因子濃厚液において、高分子量多量体の含有パ
ーセントが少なくとも65−80%であることを特徴と
する濃厚液。
1列:低温沈澱;2列:SD−処理低温沈澱;3列:非
結合DEAE−Fractogel留分;4列:第1v
WF溶離物;5列:第2vWF溶離物;6列:非結合ゼ
ラチン留分;7列:標準。Fbn=フィブロネクチン;
IgG=免疫クロブリン;Alb=アルブミン。
正常な血漿;2列:低温沈澱;3列:SD−処理低温沈
澱;4列:非結合DEAE−Fractogel留分;
5列:第1vWF溶離物;6列:第2vWF溶離物;7
列:非結合ゼラチン留分。
Claims (2)
- 【請求項1】 連続3クロマトグラフィー段階による、
血漿の低温沈澱留分からの、高分子量多量体の豊富なヒ
ト フォン・ビルブラント因子の標準化高純度濃厚液の
製造法において、最初の2段階がDEAE基の結合した
大孔ビニルポリマー樹脂上のイオン交換クロマトグラフ
ィーであり、第3段階がゼラチン−セファロース上のア
フィニティークロマトグラフィーであることを特徴とす
る方法。 - 【請求項2】 フォン・ビルブラント因子濃厚液におい
て、請求項1に従って得られた、純度が非常に高く、特
異的活性が非常に高く(RCo及びCBA単位で測
定)、高分子量多量体の含有量が高いことを特徴とする
濃厚液。
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