JPS63309189A - 高度に精製したα−1−プロテイナーゼ阻害剤を製造する方法 - Google Patents

高度に精製したα−1−プロテイナーゼ阻害剤を製造する方法

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JPS63309189A
JPS63309189A JP63101492A JP10149288A JPS63309189A JP S63309189 A JPS63309189 A JP S63309189A JP 63101492 A JP63101492 A JP 63101492A JP 10149288 A JP10149288 A JP 10149288A JP S63309189 A JPS63309189 A JP S63309189A
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proteinase inhibitor
plasma
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alpha
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マイケル・エイ・シーラー
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Original Assignee
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/81Protease inhibitors
    • C07K14/8107Endopeptidase (E.C. 3.4.21-99) inhibitors
    • C07K14/811Serine protease (E.C. 3.4.21) inhibitors
    • C07K14/8121Serpins
    • C07K14/8125Alpha-1-antitrypsin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
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  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

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、血漿、血漿画分及び血漿濃縮物から高N度α
−1−プロテイナーゼ阻害剤(PI)濃縮物を製造する
方法を目的とする。本発明の他の目的は後記する詳しい
説明が明らかとなるであろう。後記の詳しい説明におい
ては部及び百分率は特記しない限り重量による。
α−■−プロテイナーゼ阻害剤は54,000の分子量
を持った糖タンパク質である。このタンパク質は、幾つ
かのオリゴ糖単位が共有結合で結合している単一ポリペ
プチド鎖から成る。ヒトP■は内在性(endogen
ous)セリンプロテアーゼによる組織破壊を制御する
役割を持っている。血漿中のトリズシン阻害能力の90
%の割合を占めるPIの遺伝的欠損は肺気腫の早すぎる
発現と関連していることが示された。肺気腫と関連した
エラスチンの分解は、多分エラスチン分解酵素(ala
stolytic enzymes)と天然に存在して
いる組織及び血漿プロテイナーゼ阻害剤の局所的不均衡
から生じる。PIはヒト膵臓エラスターゼ及び白血球エ
ラスターゼを迅速に阻害する〔バイオケミカル・アンド
・バイオフィジカル・リサーチ・コミユニケージ3ン・
、第72巻、第1号、33−39頁、1976、同書、
第88巻、第2号、346−350頁、l 979 (
Biochem、 Biophys、 Res。
Comm、、 Vol、 72+ No、L page
s 33−39 ; 1bid、。
Vol、 88. No、 2. pages 346
−350.1979)。
血漿からPIを単離するのに使用される多数の方法が米
国特許第4.439.358号、第4,379.087
号及び第4.656,254号に記載されており、これ
らは引照により本明細書に加入する。
パネル等、バイオケミストリー、第13巻、5439−
5445頁、(1974)  [Pannrll et
al  、、  Biochemistry、  Vo
l、  13.  pages  5439−5445
 (1974)] は、]セファロースーブルーデキス
トランSepharose−Blue Dextran
)吸着を使用し、次いでプールしそして固体硫酸アンモ
ニウムにより分画することより成る血漿からアルブミン
を除去する方法を教示している。
グレーザー(Glaser at al)、EP821
03473は、ジチオトレイトール(dithioth
reitol)の如き還元剤を使用してスルフィド結合
を切断しそして50%(N H1) !S O4で塩析
することにより沈澱させて所望しないタンパク質を除去
することを教示している。
本発明は、アルブミンのジスルフィド結合全切断するの
に十分な温和な還元剤を加えそしてPIと温和な還元剤
を含有する溶液を加熱して、不安定化タンパク質が再結
合するのを防止することによって、ptを含有する溶液
からアルブミンを除去することにより高度に精製したP
I濃縮物を製造する方法である。
好ましい態様においては、ファンの方法(coanme
thods)、米国特許第4,379.087号及び第
4.439,358号及び米国特許出願第793゜80
7号、及び米国特許第4,656.254号、α−1−
プロテイナーゼ阻害剤の改良された製法、に記載の改良
に従って血漿又は血漿画分から分離される。PIはジス
ルフィド結合を持っていないので、分離したPIの溶液
に前記還元剤を加えてPIを還元することなくタンパク
質のジスルフィド結合を切断することができる。使用で
きる還元剤は、ジチオトレイトール、ジチオエリトリト
ール、2−メルカプトエタノール、メルカプト酢酸、水
素化ホウ素ナトリウム及びシスティンである。
約2mM乃至8mMの濃度で還元剤を存在させる。
還元剤の濃度は、PIを含有する溶液の種類及び還元剤
の選択に依存して変わる。還元剤の量は、PI又は他の
回収されるべきタンパク質を変性又は損傷することなく
ジスルフィド結合を還元するのに十分なものでなければ
ならない。PI及び還元剤を含有する溶液のpHを調節
して反応の速度を最適化しそして反応を停止させること
もできる。
還元されたタンパク質の熱変性は、約35℃又はそれよ
り高い温度に上昇させることにより達成することができ
る。
熱変性は熱処理ウィルス不活性化工程と組み合わせて行
うこともできる。米国特許第4.470゜968号には
、熱安定化又は低温殺菌安定化量のポリオール及びクエ
ン酸イオンのソースと混合することによって約60℃−
100℃の温度で低温殺菌又は加熱する間の熱に対して
凝固因子■、■、■及びXを安定化させる方法が開示さ
れている。
これらの凝固因子の低温殺菌された組成物は、通常水性
媒体に懸濁又は可溶化した低温殺菌されていないタンパ
ク質組成物、ポリオール及びクエン酸イオンのソースの
混合物を加熱することによって得られた。低温殺菌又は
熱処理に続いて、慣用の方法によりタンパク質組成物か
ら所望により完全に又は部分的にポリオール及びクエン
酸イオンを除去しそして低温殺菌されたタンパク質組成
物をその最終の治療学的使用のために慣用の方法に従っ
て処理する。限定ではなく説明として、米国特許第4,
470.968号の方法(川魚により本明細書に加入す
る)又は熱不活性化のためのこの特許に記載の先行技術
の方法を使用することができる。
本発明の1つの利点は、所望されないタンパク質を除去
するのに硫酸アンモニウムの添加を必要としない本質的
に純粋なPI調製物が得られることである。
本発明の他の利点は、熱不活性化工程により所望されな
いタンパク質を除去する工程の導入である。熱不活性化
の前にいつでも水性溶液に温和な還元剤を加えることが
できそして、低温殺菌されたタンパク質組成物を最終の
治療学的使用のために慣用の技術に従って処理すると所
望されないタンパク質を除去することができる。
還元剤及び変性されたタンパク質は、塩析工程を追加す
ることなく限外ろ過及びアニオン交換法により除去する
ことができる。
血漿からPIを得るための最近の方法は出発物質として
、コーン画分(cohn Fraction)IV及び
■−1を使用し、そして他のタンパク質が最初に除去さ
れているこれらの両分の再生物(reworks)、コ
ーン流出液(cohn Effluent)I[+ I
[[及びコーン流出液■及び冷凍上澄溶液(cryos
upernaLant 5olution)を包含する
。血漿をコーン(cohn)のエタノール分画方法又は
その改変方法[例えば、コーン等、ジャーナル・オン・
アメリカン・ケミカル・ソサイエティー・、68,45
9、(1946)(cohn at al、、 J、 
Am、 Chem、 Soc、、 68,459゜(1
946) ;オンクレイ(Onc 1ey)等、同書、
71,541 (1949);米国特許第2.390.
074号;“血漿タンパク質”、第2編、第3巻、54
8−550頁、アカデミツク・プレス、ニューヨーク州
、ニューヨーク市(“The Plasma Prot
eins″。
5econd edition、 Vol、 m 、 
pages 548−550. Academic P
ress、 New York、 N、 Y、)]に従
って分画してPIを含有するコーン画分を得る。ジスル
フィド結合を含有するタンパク質を除去するためのこの
方法は、遺伝子工学的に作り出されたPIににおいて、
組織培養培地又は他の溶離液の如きPIを含有する溶液
がアルブミンの如きジスルフィドタンパク質も含有する
状況で適用することができる。
PIは、ファン等、ボックス・サンギニス・48:33
3−342.1985 (coan et al、。
Vox Sang、 48 : 333−342.19
85) ;米国特許第4゜379.087号及び第4.
439.358号に記載の方法及び?−ラー(5hea
rer)等により米国特許第4.656,254号に記
載された改良法に従って製造された。
ジチオトレイトールを5mMの濃度のファンの精製され
たカラム溶離物(coan’s  purified 
 column eluate)に加え、pHを8.0
−8.2に調節した。溶液を20分間混合せしめそして
pHを6.5に調節することによって反応を停止させた
温和な還元剤を含有するこのPI溶液を、ファン及びミ
トラ、ボックス・サンギニス・46:142 148 
(1984) (coan and Mitra、 V
oxSang、 46: 142−148 (1984
))により指示された如くスクロース及びクエン酸塩の
存在下に60℃で10時間熱処理して、溶液がウィルス
を含まないようにした。熱処理溶液をpH6,5の0.
025Mリン酸ナトリウムと平衡化されたDEAEセフ
ァロースカラムに加えることにより変性タンパク質を除
去した。pH6,5のO,IMへのリン酸塩勾配を使用
してPIを取り出した。このPIは特異的活性(m g
  P I / A 2m、)、CA E及びHPLC
によりほぼ100%純度であることが見出だされた。対
照的に、ファン/シーラーの先行技術の方法では約60
%のP!線純度得られた。
σ−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血漿タンパク
質の混合物から所望されないタンパク質を除去する上記
の方法は、 (a)α−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血漿タ
ンパク質の混合物に温和な還元剤を加え、該還元剤はa
 −1−プロテイナーゼ阻害剤を還元することなくジス
ルフィド結合を還元するのに十分な濃度とし、 (b)工程(a)の組成物を水性媒体中でスクロース又
は還元糖から選ばれるポリオール及びクエン酸イオンの
ソースと共に混合し、該ポリオール及びクエン酸イオン
を低温殺菌の間タンパク質□を安定化させるのに十分な
量存在させ、(c)前記組成物を低温殺菌するのに十分
な時間及び温度で前記混合物を加熱すること、を含む工
程により行うことができる。
一般に、工程(b)の混合物中のポリオール及びクエン
酸イオンの量は重量対容量基準でポリオール約20%な
いし飽和量及び約0.1−1.0モルのクエン酸イオン
/溶液IQである。
熱変性は、PI及びジスルフィド結合を還元するのに十
分な温和な還元剤を含有する溶液の温度を35℃以上の
レベルに上昇させることによってウィルス不活性化工程
とは無関係に行うことができる。還元剤は限外ろ過によ
り回収することができる。PIは適当なアニオン交換媒
体を使用するカラムクロマトグラフィーにより前記熱処
理された溶液から回収することができる。
本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。
1、(a)α−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血
漿タンパク質の混合物に温和な還元剤を加え、該還元剤
はα−1−プロテイナーゼ阻害剤を還元することなくジ
スルフィド結合を還元するのに十分な濃度とし、 (b)工程(a)の溶液の温度を35℃以上に上昇させ
、そして (c)前記溶液からα−1−プロテイナーゼ阻害剤を回
収すること、 を特徴とする血漿タンパク質の混合物から高度に精製し
たa −1−プロテイナーゼ阻害剤を製造する方法。
2、温和な還元剤がジチオトレイトール、ジチオエリト
リトール、水素化ホウ素ナトリウム、β−メルカプトエ
タノール及びシスティンから成る群より選ばれる上記l
に記載の方法。
3、前記還元剤の濃度が約2mM乃至約8mMの範囲に
ある上記2に記載の方法。
4、前記還元剤が5mMのジチオトレイトールである上
記3に記載の方法。
5、前記溶液を約7.9乃至約8.5の範囲のpHで約
5分乃至約95分間混合す上記2に記載の方法。
6、前記温度範囲が35℃以上である上記5に記載の方
法。
7、前記溶液を約25℃の温度で約8.0乃至約8.2
の範囲のpHで約20分間混合する上記4に記載の方法
8、pHを7.6以下に調節することによって前記反応
を停止させる上記2に記載の方法。
9、p)(を約6.5に調節する上記8に記載の方法。
10、工程(c)から得られたσ−1−ズロテイナーゼ
阻害剤の前記水性溶液を、感染性微生物を不活性化させ
そして感染性微生物の感染性を減少させるように処理し
てα−1−プロテイナーゼ阻害剤をこのような感染性微
生物に非感染性とし、それによりα−1−プロテイナー
ゼ阻害剤を治療及び予防の目的に有用ならしめる更なる
工程を含む上記lに記載の方法。
1m、(a)σ−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する
血漿タンパク質の混合物に温和な還元剤を加え、該還元
剤はσ−1−プロテイナーゼ阻害剤を還元することなく
ジスルフィド結合を還元するのに十分な濃度とし、 (b)工程(a)の組成物を水性媒体中でスクロース又
は還元糖から選ばれるポリオール及びクエン酸イオンの
ソースと共に混合し、該ポリオール及びクエン酸イオン
を低温殺菌の間タンパク質を安定化させるのに十分な量
存在させ、(c)前記組成物を低温殺菌するのに十分な
時間及び温度で前記混合物を加熱すること、を特徴とす
る血漿タンパク質の混合物から高度に精製したσ−1−
プロテイナーゼ阻害剤を製造する方法。
12、工程(b)の混合物中のポリオール及びクエン酸
イオンの量が、それぞれ、Mfjk対容量基準でポリオ
ール約20%乃至飽和量及び溶液lQ当たりクエン酸イ
オン約0.1−1.0モルである上記11に記載の方法
13、前記混合物を工程(c)で約60℃−100℃の
温度に加熱する上記11に記載の方法。
14、前記混合物を約1−10時間加熱する上記11に
記載の方法。
15、工程(c)の混合物からポリオール及びクエン酸
イオンを除去する工程を更に含む上記11に記載の方法
16、工程(c)の前記混合物を定容ろ過(diaf 
i ILrat 1on)に付すことにより工程(c)
の混合物からポリオール及びクエン酸イオンを除去する
上記15に記載の方法。
17、工程(c)の前記混合物を透析又はイオン交換ク
ロマトグラフィーに付すことにより工程(c)の混合物
からポリオール及びクエン酸イオンを除去する上記15
に記載の方法。
18、クエン酸イオンの濃度が約0.3M乃至約0.5
Mである上記IIに記載の方法。
19、スクロースの濃度が37%(w/v)であり、ク
エン酸イオンの濃度が0.38Mである上記11に記載
の方法。
20、a−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血漿タ
ンパク質の水性溶液が、コーン画分IV −1、コーン
画分■、コーン画分■及びIV−1の再生物(rewo
rks)、コーン流出液n+m;コーン流出液I及び冷
凍上澄溶液から成る血漿画分の群より選ばれる上記lに
記載の方法。
21、σ−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血漿タ
ンパク質の水性溶液が、コーン画分■−1、コーン流出
液IV、コーン流出液■十m及びコーン流出液■から成
る血漿画分の群より選ばれる上記lに記載の方法。
22、a−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血漿タ
ンパク質の水性溶液がコーン画分■−1である上記1に
記載の方法。
23、(a)α−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する
血漿及び血漿画分の群の1つの水性溶液を、該水性溶液
の容量を基準として、ポリエチレングリコール及びポリ
プロピレングリコールから選ばれる重縮合したポリアル
キレングリコール約8%乃至約23%(w/v)と、約
2℃乃至約50℃の温度で約0.2−24時間接触させ
て、α−1−プロテイナーゼ阻害剤を沈澱させることな
く前記溶液から所望しないタンパク質を選択的に沈澱さ
せて所望しないタンパク質を含まないσ−1−プロテイ
ナーゼ阻害剤を含有する混合物を得る工程と、 (b)工程(a)から前記混合物を回収する工程と、 (c)工程(a)で回収された混合物からα−1−プロ
テイナーゼ阻害剤をカラムクロマトグラフィーにより分
離してα−■−プロテイナーゼ阻害剤を含有する溶離物
を得る工程を含んで成る、σ−1−プロテイナーゼ阻害
剤を含有する血漿タンパク質の水性溶液からσ−1−プ
ロテイナーゼ阻害剤を分離する方法において、 (i)a−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血漿タ
ンパク質の混合物に温和な還元剤を加え、該還元剤はα
−1−プロテイナーゼ阻害剤を還元することなくジスル
フィド結合を還元するのに十分な濃度とし、 (ii)工程(a)の溶液の温度を35℃以上に上昇さ
せ、そして (iii)前記溶液からα−1−プロテイナーゼ阻害剤
を回収する工程を含むことを特徴とする方法。
24、(i)使用する血漿又は血漿画分の重量当たり2
0乃至100容量の緩衝液に溶解した血漿及び血漿画分
の1つの水性溶液を工程(a)で使用するために提供し
、 (i)工程(a)で使用する前に、前記緩衝液及び工程
(i)からの血漿及び血漿画分の得られる水性溶液の1
つを、生じる溶液のpHが9.0乃至11.0となるよ
うに調節する工程を更に含む上記1に記載の方法。
25、血漿及び血漿画分の1つの重量当たり20乃至5
0容量の緩衝液を工程(i)で使用する上記24に記載
の方法。
26、血漿及び血漿画分の1つの重量当たり20乃至3
0容量の緩衝液を工程(i)で使用する上記24に記載
の方法。
27、血漿及び血漿画分の1つの重量当たり24容量の
緩衝液を工程(i)で使用する上記24に記載の方法。
28、緩衝液及び得られる水性溶液の1つのpHを、生
じる溶液のpHが9.0乃至10.5となるように調節
する上記25に記載の方法。
29、緩衝液及び得られる水性溶液の1つのpHを、生
じる溶液のpHが9.0乃至1O05となるように調節
する上記26に記載の方法。
30、緩衝液及び得られる水性溶液の1つのpHを、生
じる溶液のpHが9.0乃至10.5となるように調節
する上記27に記載の方法。
31、前記lに記載の方法により製造したプロテアーゼ
阻害有効量のα−1−プロテイナーゼ阻害剤及び製薬学
的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成物。
32、前記11に記載の方法により製造したプロテアー
ゼ阻害有効量のσ−1−プロテイナーゼ阻害剤及び製薬
学的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成物。
33.前記14に記載の方法により製造したプロテアー
ゼ阻害有効量のα−1−プロテイナーゼ阻害剤及び製薬
学的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成物。
34、前記23に記載の方法により製造したプロテアー
ゼ阻害有効量のび−1−プロテイナーゼ阻害剤及び製薬
学的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成物。  
  ′ 35、前記24に記載の方法により製造したプロテアー
ゼ阻害有効量のα−1−プロテイナーゼ阻害剤及び製薬
学的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成物。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)α−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血
    漿タンパク質の混合物に温和な還元剤を加え、該還元剤
    はα−1−プロテイナーゼ阻害剤を還元することなくジ
    スルフィド結合を還元するのに十分な濃度とし、 (b)工程(a)の溶液の温度を35℃以上に上昇させ
    、そして (c)前記溶液からα−1−プロテイナーゼ阻害剤を回
    収すること、 を特徴とする血漿タンパク質の混合物から高度に精製し
    たα−1−プロテイナーゼ阻害剤を製造する方法。 2、(a)α−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血
    漿タンパク質の混合物に温和な還元剤を加え、該還元剤
    はα−1−プロテイナーゼ阻害剤を還元することなくジ
    スルフィド結合を還元するのに十分な濃度とし、 (b)工程(a)の組成物を水性媒体中でスクロース又
    は還元糖から選ばれるポリオール及びクエン酸イオンの
    ソースと共に混合し、該ポリオール及びクエン酸イオン
    を低温殺菌の間タンパク質を安定化させるのに十分な量
    存在させ、 (c)前記組成物を低温殺菌するのに十分な時間及び温
    度で前記混合物を加熱すること、 を特徴とする血漿タンパク質の混合物から高度に精製し
    たα−1−プロテイナーゼ阻害剤を製造する方法。 3、(a)α−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血
    漿及び血漿画分の群の1つの水性溶液を、該水性溶液の
    容量を基準としてポリエチレングリコール及びポリプロ
    ピレングリコールから選ばれる重縮合したポリアルキレ
    ングリコール約8%乃至約23%(w/v)と、約2℃
    乃至約50℃の温度で約0.2−24時間接触させて、
    α−1−プロテイナーゼ阻害剤を沈澱させることなく前
    記溶液から所望しないタンパク質を選択的に沈澱させて
    所望しないタンパク質を含まないα−1−プロテイナー
    ゼ阻害剤を含有する混合物を得る工程と、 (b)工程(a)から前記混合物を回収する工程と、 (c)工程(b)で回収された混合物からα−1−プロ
    テイナーゼ阻害剤をカラムクロマトグラフィーにより分
    離してα−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する溶離物
    を得る工程を含んで成る、α−1−プロテイナーゼ阻害
    剤を含有する血漿タンパク質の水性溶液からα−1−プ
    ロテイナーゼ阻害剤を分離する方法において、 (i)α−1−プロテイナーゼ阻害剤を含有する血漿タ
    ンパク質の混合物に温和な還元剤を加え、該還元剤はα
    −1−プロテイナーゼ阻害剤を還元することなくジスル
    フィド結合を還元するのに十分な濃度とし、 (ii)工程(a)の溶液の温度を35℃以上に上昇さ
    せ、そして (iii)前記溶液からα−1−プロテイナーゼ阻害剤
    を回収する工程を含むことを特徴とする方法。 4、(i)使用する血漿又は血漿画分の重量当たり20
    乃至100容量の緩衝液に溶解した血漿及び血漿画分の
    1つの水性溶液を工程(a)で使用するために提供し、 (ii)工程(a)で使用する前に、前記緩衝液及び工
    程(i)からの血漿及び血漿画分の得られる水性溶液の
    1つを、生じる溶液のpHが9.0乃至11.0となる
    ように調節する工程を更に含む特許請求の範囲第1項記
    載の方法。 5、特許請求の範囲第1項記載の方法により製造したプ
    ロテアーゼ阻害有効量のα−1−プロテイナーゼ阻害剤
    及び製薬学的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成
    物。 6、特許請求の範囲第2項記載の方法により製造したプ
    ロテアーゼ阻害有効量のα−1−プロテイナーゼ阻害剤
    及び製薬学的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成
    物。 7、特許請求の範囲第3項記載の方法により製造したプ
    ロテアーゼ阻害有効量のα−1−プロテイナーゼ阻害剤
    及び製薬学的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成
    物。 8、特許請求の範囲第4項記載の方法により製造したプ
    ロテアーゼ阻害有効量のα−1−プロテイナーゼ阻害剤
    及び製薬学的に許容しうる担体を含有して成る薬剤組成
    物。
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