(57)【要約】【課題】膜分離の原理を用いてウイルス及びサイトカインの両方を同時に除去可能なシステムを提供する。【解決手段】血液導入口、第１導管、血漿分離器、第２導管、血液導出口がこの順に接続された血液流路、ウイルス除去器、及び血漿分離器の濾液出口に一端が接続され、他端がウイルス除去器の血漿入口に接続された第３導管から成る第1の血漿流路、サイトカイン除去器、及びウイルス除去器の濾液出口に一端を接続され、他端がサイトカイン除去器の血漿入口に接続された第４導管から成る第２の血漿流路、サイトカイン除去器の血漿出口に一端が接続され、他端が第２導管に接続された第５導管、サイトカイン除去器の濾液室に通じる位置に接続された濾液排出用の第６導管、第１導管、第２導管、第３導管、第４導管、第５導管の何れか一つまたは複数の導管に接続された補液注入用の第７導管を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液導入口、第１導管、血球と血漿を分離する膜型の血漿分離器、第２導管、及び血液導出口がこの順に接続された血液流路と、
日本脳炎ウイルスのLRVが１以上である膜型のウイルス除去器、及び前記血漿分離器の濾液出口に一端が接続され、他端が前記ウイルス除去器の血漿入口に接続された第３導管を有する第1の血漿流路と、
デキストランを用いて作成した分画曲線における分子量3万の篩係数が０．７以上の膜型のサイトカイン除去器、及び前記ウイルス除去器の濾液出口に一端を接続され、他端が前記サイトカイン除去器の血漿入口に接続された第４導管を備える第２の血漿流路と、
前記サイトカイン除去器の血漿出口に一端が接続され、他端が前記第２導管に接続された第５導管と、
前記サイトカイン除去器の濾液室に通じる位置に接続された濾液排出用の第６導管と、
前記第１導管、前記第２導管、前記第３導管、前記第４導管、及び前記第５導管の何れか一つ又は複数の導管に接続された補液注入用の第７導管と、
を備えることを特徴とする血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステム。
【請求項２】
更に前記サイトカイン除去器の濾液室に通じる位置に接続された透析液導入用の第８導管を備える、請求項１に記載の血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステム。
【請求項３】
更に前記ウイルス除去器の血漿入口とは反対側の端に血漿出口を有する、請求項１又は２に記載の血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウイルスに感染した動物の血流中にウイルスが侵入し、全身へ移動する状態をウイルス血症と呼ぶ。この状態になるとウイルスは、そのウイルスと親和性のある臓器の宿主細胞で益々増殖することになる。感染した動物の体内では、ウイルスに対抗するため免疫担当細胞が働き、種々のサイトカインを出したり、そのウイルスに対する抗体を産生する準備を始めたりする。しかしながらウイルスの増殖速度が速く、抗体の効果がまだ出ないうちにウイルスが増えた場合、本来局所で働くべきサイトカインが血液中に過剰に増えて臓器に障害を与え、多臓器不全を起こすことがある。サイトカインは、本来は免疫作用として生体を守るべき役割を持った物質であるが、免疫系が活発に働き、サイトカインが過剰に増えた場合は、逆に動物の血管壁や様々な臓器に障害を与え、気道閉塞、脳症、多臓器不全という重篤な症状を起こしてしまう。
【０００３】
血液からウイルスを除去する方法には、ウイルスを吸着する性質を持った吸着材に血液を接触させて、ウイルスを吸着除去する方法（例えば、特許文献１参照。）、C型肝炎患者の血液から血漿分離膜を用いて血漿を採取した後、C型肝炎ウイルスを透過しない孔径の膜で更に濾過し、濾過後の血漿を血球に富む血液と混合して患者に返血する、いわゆる二重濾過血漿交換を用いる方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、血液からではないが、血漿分画製剤や抗体医薬からウイルスを除去する方法として濾過膜により、ウイルスを濾別する方法も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
更にウイルスを不活化する方法としては、薬剤を用いたり、pHを極端な酸性にしたりする方法もあるが、薬剤残留、血液変性などの問題を解決しなくてはならない。
【０００６】
血液からサイトカインを除去する方法には、サイトカインを吸着する材料に血液を接触させてサイトカインを吸着除去する方法（例えば、特許文献４参照。）、血漿分離器により患者の血漿を分離して捨て、新鮮凍結血漿、アルブミン等の補充液を患者に輸注する、いわゆる単純血漿交換による方法、細菌感染によって引き起こされる敗血症患者の高サイトカイン血漿に対し、サイトカインの除去を目的に持続的血液透析濾過（CHDF）を行なう方法（例えば、非特許文献１参照。）がある。
【特許文献１】特開２００３−１９０２７６号公報
【特許文献２】特開２００５−２３０１６５号公報
【特許文献３】特開平０４−３７１２２１号公報
【特許文献４】国際公開２００３／０５５５４５号パンフレット
【非特許文献１】日本アフェレシス学会雑誌２３巻１号：７−１４頁、２００４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
患者の血液から、ウイルスとサイトカインの両方を同時に除去しようという新たな課題を設定して技術を組み合わせる場合、種々の方法が考えられるが、除去対象物質のサイズによって分離できる膜分離の原理を用いてシステムを構築すると、図２のような構成が一例として考えられる。患者から導出された血液は先ずサイトカイン除去器１０１に送られ、ここでサイトカインを含む低分子蛋白質、及びそれより小さな分子量の物質を含む液体が除去される。血液は次に血漿分離器１０２に送られ、ここで血球に富む血液と血漿とに分離され、濾液として得られる血漿はウイルス除去器１０３に送られる。ウイルス除去器に送られた血漿は、ここで濾過され、ウイルスが除去される。濾液として得られるウイルスを除去された血漿は、血球に富む血液に合流され、患者に返血される。
【０００８】
しかし、図２のシステムは、ウイルスとサイトカインの両方を同時に除去できるが、以下のような問題点がある。
第一に、サイトカイン除去器１０１で全血の濾過を、低い血液流量で行なうため、サイトカイン濾過の濾過流量が小さい点がある。血球にダメージを与えないようにするために濾過圧力を高くできないことや、膜への血球の付着等が原因であるが、また下流の血漿分離器１０２での血漿濾過流量をあまり減らすことができないので、血球を過度に濃縮できないという制約もある。いずれにしても、患者血液中のサイトカインおよびウイルスをできるだけ速く下げるという治療目的からすると、濾過流量が小さいのは問題である。ウイルスに感染して発病した患者からの血液導出流量は、透析患者からの血液導出流量（２００ｍＬ／分程度）に比べて圧倒的に低く、静脈の場合４０〜６０ｍＬ／分、動脈を使っても８０〜１００ｍＬ／分程度であり、上述の問題が顕在化し易い。
【０００９】
第二に、血漿分離器１０２に送られる血液の血球成分が既に濃縮されているという点がある。サイトカイン除去器１０１で除去された液量の分だけ、血球も高分子タンパク質も濃縮されているので、血漿分離器１０２で濾過される血漿の流量が少なくなる。また、高分子蛋白質が濃縮されているので、ウイルス除去器１０３のろ過にも影響を与え、濾過効率が悪くなるという欠点がある。
【００１０】
第三に、サイトカイン除去器１０１と血漿分離器１０２が直列に接続されているため、サイトカイン除去器１０１の最適な濾過圧と血漿分離器１０２の最適な濾過圧が異なるため、その調節が難しい点がある。
【００１１】
上記した問題点に鑑み、本発明の課題は、膜分離の原理を用いてウイルスとサイトカインの両方を同時に除去でき、かつ同じ膜面積の血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器を用いても濾過流量が高く、夫々の濾過圧のコントロールが容易な、血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討した結果、患者からの血液を先ず血漿分離器に導入して濾液として血漿を得、この血漿をウイルス除去器で濾過してウイルスを除去し、ウイルスが除かれた血漿をサイトカイン除去器に導入して、濾液側にサイトカインを含む液体を濾過して、ウイルスとサイトカインが除去された血漿を血漿分離器から導出される血球が濃縮された血液と合流させて患者に返血するシステムにすることにより、血漿分離器に送られる血液の血球成分や高分子蛋白質が濃縮されることがないので血漿分離器の血漿流量が少なくなることもなく、ウイルス除去器に送られる血漿の高分子蛋白が濃縮されることがないのでウイルス除去器の濾過効率が悪くなることもなく、サイトカイン除去器に送られるのが全血ではなく血漿であるため血球の付着の影響がなく、また濾過圧を高めることができるのでサイトカイン除去器の濾過流量を高くでき、また血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器、夫々単独に濾過圧をコントロールし易い構成となり、図２に示したシステムで生じた問題点を解決でき、上記課題を達成できることを見出して本発明を得るに至った。
【００１３】
即ち本発明は、以下を含む。
（１）血液導入口、第１導管、血球と血漿を分離する膜型の血漿分離器、第２導管、及び血液導出口がこの順に接続された血液流路と、
日本脳炎ウイルスのLRVが１以上である膜型のウイルス除去器、及び血漿分離器の濾液出口に一端が接続され、他端がウイルス除去器の血漿入口に接続された第３導管から成る第1の血漿流路と、
デキストランを用いて作成した分画曲線における分子量3万の篩係数が０．７以上の膜型のサイトカイン除去器、及びウイルス除去器の濾液出口に一端を接続され、他端がサイトカイン除去器の血漿入口に接続された第４導管から成る第２の血漿流路と、
サイトカイン除去器の血漿出口に一端が接続され、他端が第２導管に接続された第５導管と、
サイトカイン除去器の濾液室に通じる位置に接続された濾液排出用の第６導管と、
第１導管、第２導管、第３導管、第４導管、及び第５導管の何れか一つまたは複数の導管に接続された補液注入用の第７導管と、
を備えることを特徴とした血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステム。
【００１４】
（２）更にサイトカイン除去器の濾液室に通じる位置に接続された透析液導入用の第８導管を備える、（１）記載の血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステム。
【００１５】
（３）更にウイルス除去器の血漿入口とは反対側の端に血漿出口を有する、（１）または（２）記載の血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステム。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムを用いることにより、膜分離の原理を用いてウイルスとサイトカインの両方を同時に除去でき、かつ同じ膜面積の血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器を用いても濾過流量が高く、夫々の濾過圧のコントロールが容易となる。本発明に係る血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムを利用することにより、ウイルス感染に起因するウイルス血漿、それに付随するサイトカインストーム（高サイトカイン血症）により発病した患者の血液からウイルスとサイトカインの両方を同時に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態で対象とするウイルスは、哺乳動物に感染し、ウイルス血漿及び高サイトカイン血症を引き起こし得るウイルスであり、狂犬病ウイルス、スペイン風邪ウイルス、インフルエンザウイルス等の比較的粒子径の大きいウイルスが例示できるが、この限りではない。ウイルスは変異を起こし易いので、既知のウイルスに限らず、例えば強毒性鳥インフルエンザウイルスの変異型のような変異したウイルスも本発明の実施の形態が対象とするウイルスに含まれる。また、黄色ブドウ球菌のような細菌感染でも高サイトカイン血症になり得るが、本発明の実施の形態では、細菌は除去対象としない。
【００１８】
本発明の実施の形態でいうサイトカインとは、免疫応答、炎症反応、造血系などの生態防御に重要な役割を果たしており、更には内分泌系や神経系などにも作用する生理活性物質であり、生体の高次構造を維持するための重要な因子である。例えば、インターロイキン類（ＩＬ−１〜７、ＩＬ−９〜１３）、ケモカイン（ＩＬ−８、ＧＲＯ−α〜γ、ＭＣＰ−１〜４等）、造血因子（エリスロポエチン等）、コロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ、Ｇ−ＣＳＦ等）、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）、インターフェロン（ＩＦＮ）等が例示できる。これらの中、本発明の実施の形態で除去対象とするサイトカインは、分子量が３万以下のサイトカインである。
【００１９】
本発明の実施の形態でいう血液導入口とは、患者の静脈または動脈に穿刺されるカテーテルに接続される部分のことをいい、オス型のコネクタ、ルアーコネクタ等が例示できる。
【００２０】
本発明の実施の形態でいう導管とは、液体を送液できるチューブのことをいい、ローラーポンプ、ペリスタポンプ、しごきポンプ等に装着できるポンプへの装着部分を有することができる。塩化ビニルチューブ、シリコンチューブ等が使用できる。
【００２１】
本発明の実施の形態でいう血漿分離器とは、全血を濾過することにより、全血を血球に富む成分と血漿とに分離できる血漿分離膜を容器に充填し、血漿分離膜を隔壁として、容器を二室に隔てたものである。血漿分離膜としては、孔径が０．１〜０．８μｍ程度、より好ましくは０．１〜０．４μｍ程度、最も好ましくは０．２〜０．３μm程度の親水化ポリエチレン多孔質膜、セルロースアセテート多孔質膜、ポリスルホン多孔質膜、及びポリエーテルスルホン多孔質膜等が用いられる。血漿分離膜の孔径が小さすぎるとウイルスの透過性が悪くなり、大きすぎると溶血を起こしやすくなる傾向にある。血漿分離膜は血液の濃縮斑が起り難い点、容器の大きさに比べて膜面積を大きくできる点等から、平膜よりも中空糸膜が好ましい。筒状容器の長手方向に沿って中空糸膜束を充填し、中空糸膜束の両端部に於いて中空糸膜の外側と筒状容器内側との間を接着し、中空糸膜の内側の空間を血液室、中空糸膜の外側と筒状容器の内壁との間にできる空間を濾液室とし、中空糸膜束の一端側に血液入口を設け、他端側に血液出口を設け、濾液室に通じる位置に濾液出口を設けておくのが好ましい。血漿分離器は、数社から市販されているので、これらを利用することもできる。
【００２２】
本発明の実施の形態でいう、血液導出口とは、患者の静脈に穿刺された返血用のカテーテルまたは注射針に接続される部分のことをいい、オス型のコネクタ、ルアーコネクタ等が例示できる。
【００２３】
本発明の実施の形態でいうウイルス除去器とは、血漿分離器で濾過された血漿を濾過することにより、血漿中のウイルスを除去し、濾過され、ウイルスを除去された血漿を濾液として得られるウイルス除去膜を容器に充填し、ウイルス除去膜を隔壁として、容器を二室に隔てたものである。ウイルス除去膜としては、平均孔径が４５〜６０ｎｍ程度のエチレンビニルアルコール、セルロースアセテート、親水化剤を含むポリスルホン、親水化剤を含むポリエーテルスルホン、親水化したポリフッ化ビニリデン等の多孔質膜が用いられる。ウイルス除去膜は、容器の大きさに比べて膜面積を大きくできることから、平膜よりも中空糸膜が好ましい。筒状容器の長手方向に沿って中空糸膜束を充填し、中空糸膜束の両端部に於いて中空糸膜の外側と筒状容器内側との間を接着し、中空糸膜の内側の空間を血漿入口室、中空糸膜の外側と筒状容器の内壁との間にできる空間を濾液室とし、中空糸膜束の一端側に血漿入口を設け、濾液室に通じる位置に濾液出口を設けておくのが好ましい。本発明の実施の形態でいうウイルス除去器としては、血漿成分分画フィルターとして市販されているフィルターを用いることもできる。またウイルス除去器の血漿入口とは反対側の端に血漿出口を設け、空気抜きや、血漿のフラッシュ口として用いると操作性が良くなる。ウイルス除去器の日本脳炎ウイルス（大きさ４５〜６０ｎｍ）のＬＲＶ（log reduction value）は、１以上あることが必要である。ＬＲＶの値は大きいほどウイルスの除去性能が高いことを意味し、好ましいのであるが、あまりウイルス除去膜の孔径を小さくしてしまうとタンパク質の透過性が悪くなるので、好ましくない。好ましいＬＲＶの範囲は、１〜４の範囲、より好ましくは１〜３の範囲、更に好ましくは１〜２の範囲である。
【００２４】
ここでウイルス除去膜の平均孔径およびＬＲＶの測定方法について述べておく。
平均孔径は、以下の方法で算出する。１０本の中空糸膜を束ね、１本毎の有効長さが１６ｃｍになるようにモジュールを作成する。このモジュールの一端を閉じ、反対の他端から２００ｍｍＨｇの圧力をかけ、温度３７℃の水を通す。このとき、この中空糸膜モジュールを通して出てくる水の量を透水量として測定する。そうして、式（１）より平均孔径２ｒを算出する。
【数１】
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【００２５】
２r ；平均孔径 （ｎｍ）
Ｋw ；定数（２．０）
Ｖ ；透水量 （ｍＬ／ｍｉｎ）
ｄ ；中空糸膜の膜厚 （μｍ）
μ ；水の粘度 （ｃｐ）
ｐ ；圧力差 （ｍｍＨｇ）
Ａ ；膜面積 （ｃｍ2 ）
Ｐr ；空孔率 （ ％ ）
空孔率Ｐr は、以下の方法で算出する。中空糸膜の内径、膜厚、長さ、絶乾重量より、見掛け密度ρa を求め、式（２）より空孔率を求める。
ρa ＝Ｗd ／Ｖw 
＝４Ｗd ／π・ｌ（Ｄo 2 −Ｄi 2 ）
Ｐr ＝（１−ρa ／ρp ）×１００         ・・・・（２）
Ｐr ；空孔率 （ ％ ）
Ｗd ；中空糸膜の絶乾重量 （ ｇ ）
Ｖw ；中空糸膜の体積 （ｃｍ3 ）
ｌ ；中空糸膜の長さ （ｃｍ ）
Ｄo ；中空糸膜の外径 （ｃｍ ）
Ｄi ；中空糸膜の内径 （ｃｍ ）
ρp ；膜材料の密度 （ｇ／ｃｍ3 ）
【００２６】
ＬＲＶは、以下のように測定する。日本脳炎ウィルスは、Ｐｅｒｋｉｎ株から調整し、ろ過前とろ過後のその力価は、ＢＨＫ−２１細胞を用いてＴＣＩＤ50で測定した。元液の力価は、１０10.5ＴＣＩＤ50（ｍＬ-1）であった。ここで、ＴＣＩＤ50（５０％感染終末点）法とは、ウィルスの感染量の測定法である。まず、測定するウィルス液を１０倍段階希釈し、各希釈液を一定数以上の細胞に接種し、一定期間培養し、ウィルスによる細胞変性効果（ＣＰＥ）が認められる細胞を陽性とし、認められないものを陰性とする。各希釈液における陽性細胞の出現率を、対数プロットし、５０％陽性を示す希釈率をＴＣＩＤ50とする。この計算には、Ｒｅｅｄ−Ｍｕｅｎｃｈの方法を用いた。ＬＲＶは、以下の式（３）で計算する。日本脳炎ウィルスをウィルス除去性能の指標として用いた理由は、ウイルスとして平均的な大きさを有しており、大量の血漿を全濾過する場合に、ウイルスが小さくなるほどウイルス除去膜も孔径を小さくしなければならないので目詰まりを起こし易くなるが、目詰まりが避けられる程度の大きさのウイルスであるからである。
ＬＲＶ＝１ｏｇ10（Ｎo ／Ｎf ）        ・・・・（３）
Ｎo ；ろ過前の元液中のウィルスの力価
Ｎf ；ろ過後の濾液中のウィルスの力価
【００２７】
本発明の実施の形態でいうサイトカイン除去器とは、分子量３万以下の物質は透過し易く、アルブミン以上の分子量の物質は透過し難いサイトカイン除去膜を容器に充填し、サイトカイン除去膜を隔壁として、容器を二室に隔てたものである。サイトカイン除去膜としては、各種分子量のデキストランを用いて作成した分画曲線における分子量３万の篩係数が０．７以上である、エチレンビニルアルコール系、親水性高分子を含むポリスルホン系またはポリエーテルスルホン系、セルロースアセテート系、ポリアクリロニトリル系等の多孔質膜が用いられる。これらの多孔質膜には、人工腎臓に用いられる膜の中でも特に高透水の膜を用いるか、例えば高透水の人工腎臓用中空糸状多孔質膜を例にとると、その紡糸の際の内液（芯液）の組成比を微調整することにより得られる、更に高透水の多孔質膜を用いることができる。サイトカイン除去膜は、容器の大きさに比べて膜面積を大きくできる点から、平膜よりも中空糸膜が好ましい。筒状容器の長手方向に沿って中空糸膜束を充填し、中空糸膜束の両端部に於いて中空糸膜の外側と筒状容器内側との間を接着し、中空糸膜の内側の空間を血漿室、中空糸膜の外側と筒状容器の内壁との間にできる空間を濾液室とし、中空糸膜束の一端側に血漿入口を設け、他端側に血漿出口を設け、濾液室に通じる位置に濾液出口を設けておくのが好ましい。各種分子量のデキストランを用いて作成した分画曲線における分子量3万の篩係数は大きい方がサイトカインの除去の目的には適しているが、サイトカイン除去膜の孔径をあまりに大きくしてしまうと、有用蛋白質であるアルブミンの篩係数も上がってしまい、アルブミンが喪失してしまうので好ましくない。喪失したアルブミンを補液により補ってやることもできるが、できればアルブミンの喪失は少なくおさえたい。各種分子量のデキストランを用いて作成した分画曲線における分子量３万の篩係数は好ましくは０．７〜１．０の範囲、より好ましくは０．８〜０．９８、更に好ましくは、０．８５〜０．９５の範囲である。
【００２８】
各種分子量のデキストランを用いて作成した分画曲線における分子量3万の篩係数は、以下のようにして求めることができる。
先ずサイトカイン除去膜の有効膜面積（実際に濾過に用いられる面積）が０．０１ｍ2のミニモジュールを作成する。これに各種分子量のデキストランを夫々の分子量のデキストランの濃度が５０ｍｇ／ｄＬになるように純水に溶解した３７℃の溶液を母液として血漿入口側から血漿出口側に向かって３ｍＬ／分の流量で流し、濾液を１．０ｍＬ／分の流量にし、濾液は母液に戻す。２０分後から濾液を５分間採取し、濾液と母液を夫々液体クロマトグラフィーを用いて分析し、夫々の分子量毎に篩係数を求め、篩係数を用いた分画曲線を描く。そしてこの分画曲線から分子量３万の篩係数を求める。夫々の分子量のデキストラン篩係数の計算は、以下の式（４）による。
篩係数＝濾液の濃度／母液の濃度        ・・・・（４）
【００２９】
サイトカイン除去器に用いられるサイトカイン除去膜のアルブミン篩係数は、０．２以下が好ましく、０．１以下がより好ましく、０．０１〜０．０５が更に好ましく、０．００５〜０．０１が望ましい。
【００３０】
アルブミン篩係数は以下のようにして求めることができる。
先ず前記したように有効膜面積が０．０１ｍ2のミニモジュールを作成する。生理食塩水を加えて総タンパク濃度を６．５ｇ／ｄＬに調整した人血清を母液として、３７℃に加温し、血漿入口側から血漿出口側に向かってこれを線速０．４ｃｍ／秒でミニモジュールに通液し、膜間圧力差２５ｍｍＨｇの圧力をかけて濾液を採取し、濾液は母液に戻す。６０分後から濾液を５分間採取し、アルブミンの濃度をＥＩＡ（enzyme immunoassay法）法、ＢＣＧ（ブロムクレゾールグリーン発色法）法によって求め、次式（５）から篩係数を算出する。
篩係数 ＝（濾液の濃度／母液の濃度）        ・・・・（５）
【００３１】
本発明の実施の形態に於いて、第７導管は、補液用の導管であり、サイトカイン除去器での濾液量に応じて電解液等の補液をするための導管である。サイトカイン除去器に於いて失われたアルブミンを補充することもできる。アルブミンのような分子量の大きい蛋白質を補充する場合は、第７導管は、返血回路である、第２導管、または第５導管に接続されることが好ましい。
【００３２】
第８導管は、サイトカイン除去器に於いて、濾過のみでなく、透析も同時に行なう場合に使用される透析液導入回路である。透析により低分子物質を除去したいときに使用することができる。
【００３３】
以下、本発明の実施の形態に係る血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムの使用方法について述べる。
図１は、本発明の実施の形態に係る血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムの模式図である。患者からの血液は、血液導入口１から第１導管２上に取り付けられた血液ポンプ（図示せず）により血漿分離器３に送られ、ここで血球に富む血液成分と血漿に分離される。血漿分離器３で分離された血漿は、第３導管７上に取り付けられた血漿ポンプ（図示せず）により、第３導管７を通してウイルス除去器６に送られる。血漿はウイルス除去器６のウイルス除去膜で全濾過されてウイルスを除去される。ウイルスを除去された血漿は、ウイルス除去器６の血漿出口から第４導管９を通してサイトカイン除去器８の血漿入口からサイトカイン除去器８に送られる。血漿は、サイトカイン除去器８の濾液室に通じる位置に接続された第６導管１１上に取り付けられたサイトカイン除去ポンプ（図示せず）により吸引され、サイトカインを含む低分子物質とともに第６導管１１を通して濾液として廃棄される。残余の血漿は、サイトカイン除去器８の血漿出口、第５導管１０を通して第２導管４に送られ、血球に富む血液成分と混合され、第２導管４、血液導出口５を通して患者に返血される。このとき第７導管１２上に取り付けられた補液ポンプ（図示せず）により第７導管１２を通して、サイトカイン除去器８で除去された濾液量に見合う補液が行なわれ、これも患者に返血される。図１では、第５導管１０に補液され、第２導管４、血液導出口５を通して返血されるように記載されている。第７導管１２で補液される導管は、サイトカイン除去器８での濾液の流量により、全濾過に近い条件の場合には、第１導管、第３導管、第４導管を選択することができ、濾液流量が、血漿入口からの血漿流量に比べて少ない場合は第２導管、第５導管を用いることができる。濾液流量がこれらの中間の場合、両者の導管に同時に補液することもできる。
【００３４】
本発明の実施の形態で使用される血液ポンプ、血漿ポンプ、及びサイトカイン除去ポンプは、夫々の導管が外付けで装着できるタイプ、例えばローラーポンプ、フィンガーポンプ等が使用でき、ローラーポンプが好ましい。
【００３５】
本発明の実施の形態に係る血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムを使用して血液の体外循環治療を行なう際には、血液の凝固を防止するため、血液の抗凝固剤を使用する。実際には、第1導管２に抗凝固剤を注入する分岐回路を設け、定量ポンプにより抗凝固剤を注入する。用いられる抗凝固剤としては、ヘパリン、低分子ヘパリン、メシル酸ナファモスタット、メシル酸ガベキセート、クエン酸、等が使用できる。
また、第８導管１３をサイトカイン除去器の濾液室に通じる位置に接続し、透析液を供給することにより、血漿の濾過透析を行なうこともできる。
【００３６】
更にウイルス除去器６の血漿入口とは反対側の端に血漿出口１４を設けておくと、システム全体をプライミングするときの空気抜きや、ウイルス除去膜が目詰まりを起こしてきた時に高分子タンパク質の濃縮層を洗い流して取り除いてやる、いわゆるフラッシュ作業をするのに便利である。
【００３７】
以下、実施例により本発明の実施の形態をより詳細に説明する。以下の実施例、比較例は、臨床の10分の1スケールを想定して実施した。
【実施例１】
【００３８】
（血漿分離器）
血漿分離膜として内径３３０μm、膜厚５０μm、平均孔径０．３μmのエチレンビニルアルコールで親水化したポリエチレン中空糸を用いた。筒状容器の長手方向に沿って中空糸膜束を充填し、中空糸膜束の両端部に於いて中空糸膜の外側と筒状容器内側との間をウレタンで接着し、中空糸膜の内側の空間を血液室、中空糸膜の外側と筒状容器の内壁との間にできる空間を濾液室とし、中空糸膜束の一端側に血液入口を設け、他端側に血液出口を設け、濾液室に通じる位置に濾液出口を設けた。有効膜面積は、０．０５ｍ2とした。
【００３９】
（ウイルス除去器）
ウイルス除去膜として、内径３３０μｍ、膜厚３５μｍ、平均孔径５０ｎｍのセルロース中空糸膜を用いた。筒状容器の長手方向に沿って中空糸膜束を充填し、中空糸膜束の両端部に於いて中空糸膜の外側と筒状容器内側との間を接着し、中空糸膜の内側の空間を血漿室、中空糸膜の外側と筒状容器の内壁との間にできる空間を濾液室とし、中空糸膜束の一端側に血漿入口を設け、濾液室に通じる位置に濾液出口を設けた。膜面積は、０．２ｍ2とした。ここで用いた中空糸膜の日本脳炎ウイルスのLRVは、前記した方法で測定したところ、２．１（除去率として９９．２％）であった。
【００４０】
（サイトカイン除去器）
サイトカイン除去膜として、内径２００μｍ、膜厚４５μｍのポリスルホンとポリビニルピロリドンのブレンド中空糸膜を用いた。筒状容器の長手方向に沿って中空糸膜束を充填し、中空糸膜束の両端部に於いて中空糸膜の外側と筒状容器内側との間を接着し、中空糸膜の内側の空間を血漿室、中空糸膜の外側と筒状容器の内壁との間にできる空間を濾液室とし、中空糸膜束の一端側に血漿入口を設け、他端側に血漿出口を設け、濾液室に通じる位置に濾液出口を設けた。膜面積は、０．１５ｍ2とした。前記した方法により測定した、デキストランを用いて作成した分画曲線における分子量３万の篩係数は０．９、アルブミン篩係数は０．０５であった。
【００４１】
（血液濾過）
血液の抗凝固剤としてヘパリンを１０単位／ｍＬの割合で加えた牛全血５００ｍＬを３７℃に保温し、これを母液として血液の灌流を行なった。血液のヘマトクリットは３７％、総蛋白質は６．５ｇ／ｄＬであった。システムとしては、図1に示したものを用い、各導管にはシリコンチューブを用い、各ポンプには、チューブをローラーでしごくペリスタポンプを使用した。血液流量は６ｍＬ／分、血漿分離器における濾過流量を３ｍＬ／分、ウイルス除去器における濾過流量も３ｍＬ／分、サイトカイン除去フィルターの濾過流量を２ｍＬ／分とした。また補液としては、生理食塩水を第５導管に２ｍＬ／分の流量で注入した。そして、５００ｍＬの血液が一巡するまで血液灌流を行なった。
【００４２】
その結果、血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器の目詰まりによる濾過圧異常は見られず、ウイルス除去器の血漿濾過量は２５０ｍＬ、サイトカイン除去器における濾液は１６７ｍＬ得られた。本発明の実施の形態で濾過圧異常とは、膜間圧力差（TMP）が２００ｍｍHg以上になることをいう。
【００４３】
即ち、日本脳炎ウイルスのLRVが２．１のウイルス除去膜を用いたウイルス除去器で全血漿量３１５ｍＬ（５００ｍＬ×（１−０．３７））の７９％を濾過でき、分子量３万のデキストラン篩係数が０．９、アルブミン篩係数が０．０５のサイトカイン除去膜を用いたサイトカイン除去器で全血漿量の５３％を除去できた。所要時間は、８３分であった。
【００４４】
（比較例１）
血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器は、実施例１と同様のものを用いた。血液は、実施例１と同一の個体から得られた血液を用い実施例１と同様に５００ｍＬの全血を３７℃に保温して母液とした。システムとしては図2に示したものと同じものを用い、チューブ、ポンプ等は実施例１と同様にした。血液流量は６ｍＬ／分、血漿分離器の濾液流量とウイルス除去フィルターの濾液流量は、１．８ｍＬ／分、サイトカイン除去フィルターの濾液流量は１．２ｍＬ／分とした。補液は血漿分離器の血液出口部分に生理食塩水を１．２ｍＬ／分の流量で注入した。このような流量設定としたのは、全血から濾過する血漿の流量を、実施例１と同様に、血液流量の2分の1にするためである。
【００４５】
その結果、血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器の目詰まりによる濾過圧異常は見られなかったが、ウイルス除去フィルターの血漿濾過量は１５０ｍＬ、サイトカイン除去フィルターにおける濾液は１００ｍＬと夫々実施例１に比べて６割の量にしかならなかった。
【００４６】
即ち、日本脳炎ウイルスのLRVが２．１のウイルス除去膜を用いたウイルス除去器で全血漿量３１５ｍＬの４８％しか濾過できず、分子量３万のデキストラン篩係数が０．９、アルブミン篩係数が０．０５のサイトカイン除去膜を用いたサイトカイン除去器で全血漿量の３２％しか除去できなかった。所要時間は、実施例１と同じく８３分であった。
【実施例２】
【００４７】
ウイルス除去膜として、内径２３０μｍ、膜厚４５μｍ、平均孔径６０ｎｍのポリビニルピロリドンを含むポリスルホン中空糸膜を用いたこと以外は実施例１と同様の条件で血液濾過をおこなった。ここで用いたウイルス除去膜の日本脳炎ウイルスのLRVは、前記した方法で測定したところ、１．１（除去率として９２．１％）であった。
【００４８】
その結果、血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器の目詰まりによる濾過圧異常は見られず、ウイルス除去器の血漿濾過量は２５０ｍＬ、サイトカイン除去器における濾液は１６７ｍＬ得られた。
【００４９】
即ち、日本脳炎ウイルスのLRVが１．１のウイルス除去膜を用いたウイルス除去器で全血漿量３１５ｍＬの７９％を濾過でき、分子量３万のデキストラン篩係数が０．９、アルブミン篩係数が０．０５のサイトカイン除去膜を用いたサイトカイン除去器で全血漿量の５３％を除去できた。所要時間は、８３分であった。
【実施例３】
【００５０】
ウイルス除去膜として、内径１７５μｍ、膜厚４０μｍ、平均孔径４５ｎｍのエチレンビニルアルコール中空糸膜を用いたこと以外は実施例１と同様の条件で血液濾過をおこなった。ここで用いたウイルス除去膜の日本脳炎ウイルスのLRVは、前記した方法で測定したところ、２．７（除去率として９９．８％）であった。
【００５１】
その結果、血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器の目詰まりによる濾過圧異常は見られず、ウイルス除去器の血漿濾過量は２５０ｍＬ、サイトカイン除去器における濾液は１６７ｍＬ得られた。
【００５２】
即ち、日本脳炎ウイルスのLRVが２．７のウイルス除去膜を用いたウイルス除去器で全血漿量３１５ｍＬの７９％を濾過でき、分子量３万のデキストラン篩係数が０．９、アルブミン篩係数が０．０５のサイトカイン除去膜を用いたサイトカイン除去器で全血漿量の５３％を除去できた。所要時間は、８３分であった。
【実施例４】
【００５３】
サイトカイン除去膜として内径２００μｍ、膜厚３５μｍのポリアクリロニトリル中空糸膜を用いたこと以外は実施例１と同様の条件で血液濾過を行なった。サイトカイン除去膜の、前記した方法により測定したデキストランを用いて作成した分画曲線における分子量３万の篩係数は０．７、アルブミン篩係数は０．１であった。
【００５４】
その結果、血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器の目詰まりによる濾過圧異常は見られず、ウイルス除去器の血漿濾過量は２５０ｍＬ、サイトカイン除去器における濾液は１６７ｍＬ得られた。
【００５５】
即ち、日本脳炎ウイルスのLRVが２．７のウイルス除去膜を用いたウイルス除去器で全血漿量３１５ｍＬの７９％を濾過でき、分子量３万のデキストラン篩係数が０．７、アルブミン篩係数が０．１のサイトカイン除去膜を用いたサイトカイン除去器で全血漿量の５３％を除去できた。所要時間は、８３分であった。
【実施例５】
【００５６】
第4導管９に生理食塩水を３ｍＬ／分の流量で注入し、サイトカイン除去フィルターの濾過流量を５ｍＬ／分とした以外は実施例１と同様の条件で血液濾過を行なった。
【００５７】
その結果、血漿分離器、ウイルス除去器、サイトカイン除去器の目詰まりによる濾過圧異常は見られず、ウイルス除去器の血漿濾過量は２５０ｍＬ、サイトカイン除去器における濾液は４１５ｍＬ（２分の１に希釈されているので濾過された血漿量としては２０７．５ｍＬ）得られた。
【００５８】
即ち、日本脳炎ウイルスのLRVが２．１のウイルス除去膜を用いたウイルス除去器で全血漿量３１５ｍＬの７９％を濾過でき、分子量３万のデキストラン篩係数が０．９、アルブミン篩係数が０．０５のサイトカイン除去膜を用いたサイトカイン除去器で全血漿量の６６％を除去できた。所要時間は、８３分であった。
【００５９】
（参考例）
実施例１及び実施例４に用いたサイトカイン除去器のサイトカイン除去性能を測定した。牛血清３１５ｍＬにインターロイキンー６（ＩＬ−６、分子量２２〜２８ｋＤ）を添加したものを母液とし、サイトカイン除去器に３ｍＬ／分の流量で流し、サイトカイン除去器を通過した血清は母液に戻した。濾液流量を２ｍＬ／分とし、濾液流量と同じ流量で生理食塩水を母液に添加した。８３分間上記条件で血清の灌流と濾過を行ない、灌流前の母液中のＩＬ−６濃度と灌流後の母液中のＩＬ−６濃度を酵素免疫分析法（ＥＬＩＳＡ法）により測定した。その結果、実施例１のサイトカイン除去器では、ＩＬ−６濃度が４７％に下がっており、実施例４のサイトカイン除去器では、５９％に下がっていた。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係る血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムを利用することにより、ウイルス感染に起因するウイルス血漿、それに付随するサイトカインストーム（高サイトカイン血症）により発病した患者の血液からウイルスとサイトカインの両方を同時に除去でき、ウイルス及びサイトカインの除去性能も良く、操作性も良いので、医療現場に於いて上記患者の治療に有用に用いられることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る血液からウイルス及びサイトカインを除去するシステムを示す模式図である。
【図２】患者の血液から、ウイルス及びサイトカインの両方を同時に除去しようという新たな課題を設定して膜分離技術を組み合わせたシステムを示す模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      血液入口
２      第1導管
３      血漿分離器
４      第2導管
５      血液導出口
６      ウイルス除去器
７      第3導管
８      サイトカイン除去器
９      第4導管
１０    第5導管
１１    第6導管
１２    第7導管
１３    第8導管
１４    血漿出口
１０１  サイトカイン除去器
１０２  血漿分離器
１０３  ウイルス除去器
【図１】
2010136803.tif 000004
【図２】
2010136803.tif 000005