(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液からサイトカインを誘導させる直径０．１〜１０ｍｍのビーズ状の有機系担体を収納してなるカラム部と、
内部を血液が流れ、血管から血液を前記カラム部に流入させるために前記カラム部に連結されており、かつ血管に接続される血液流入部と、
内部を血液が流れ、前記カラム部内に流入された血液を該カラム部外に流出させるためにカラム部に連結されており、かつ血液を血管に戻すために血管に接続される血液流出部と、
前記カラムに血液を導くために血液流入部に接続されているポンプと、
前記有機系担体と接触する際の血液の温度を３０〜５０℃の範囲とするために、血液流入部及びカラム部の少なくとも一方に設けられた加熱装置とを備えることを特徴とする、体外循環用免疫賦活装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば体外循環法により血液もしくは血液成分と担体とを接触させることにより免疫賦活するための装置に関し、特に、免疫賦活を効果的に行うことを可能とするための加熱装置を備える免疫賦活装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のごとく、生体の悪性腫瘍に対する免疫監視機構を担う抗腫瘍性細胞としては、キラー細胞、ＮＫ細胞、ＬＡＫ細胞及び、活性化マクロファージ等が重要な役割を果たしている。また、これらの細胞やリンパ球から分泌されるインターロイキン、インターフェロン、ＴＮＦ（Tumor Necrosis Factor ：腫瘍壊死因子）等も生体の抗腫瘍性に大きく関与している。したがって、悪性腫瘍に対する免疫学的治療方法としては、患者のこれらの細胞を活性化して抗腫瘍効果を効率的に誘導することや、これらのサイトカインを誘導することで抗腫瘍効果を発揮させることが考えられる。しかしながら、癌患者では一般的に癌の進行とともに免疫能が低下することが報告されており、癌患者の生体内においては免疫抑制因子等により、免疫能が抑制されている状態にあると考えられている。
【０００３】
このような免疫能の低下した癌患者の生体内においては、抗腫瘍効果の効率的な誘導は困難であると言える。したがって、癌患者の体内で免疫系を賦活し、抗腫瘍性を誘導するためには、免疫能の低下した患者の体内に、誘導された抗腫瘍性細胞を導入する方法、あるいは免疫賦活作用をもつサイトカインを体内に投与する方法が癌治療法として考えられる。
【０００４】
最近、体外に取り出した癌患者のリンパ球に遺伝子組み換えヒト・インターロイキン２を加えて培養し、活性化してＬＡＫ細胞を誘導した後に癌患者体内に戻して、抗腫瘍効果を発揮させる養子免疫療法や、腫瘍細胞を特異的に攻撃するＴＮＦ等を癌患者体内に投与する治療法が試みられている（Rosenberg,S.A.,Lotze,M.T.,Muul,L.M.et al.:A  Progress report on the treatment of 157  patients with advanced cancer using lymphokine-activated killer cells and interleukin 2 or high-dose interleukin 2 alone. N.Engl.J.Med.316:889-897,1987)。
【０００５】
また、細菌の菌体成分等を癌患者に投与して、内因性のＴＮＦを誘導する試みも行われている（大島治之、杣源一郎、水野伝一：腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）：内発性ＴＮＦ産生の人癌への応用とその展望． BIOTHERAPY, 1:145-151,1987 、加藤幹雄、岡田耕一、杣  源一郎、竹内正七、水野伝一：内因性および外因性ＴＮＦ（ＦＥＴ）療法  多施設共同研究による臨床成績．BIOTHERAPY, 5:473-477,1991) 。
【０００６】
さらに、ＴＮＦを産生誘導するリポポリサッカライド（ＬＰＳ）を固定化した材料に血液を循環して癌患者の治療を行おうとする基礎的な研究も進められている（阿部元：ＬＰＳ固定化ビーズによる抗腫瘍効果．日外会誌，92:627-635,1991)。同様に、ＬＰＳを半透膜や選択性透過膜を介して血液と接触させて、体外でＬＰＳ処理した血液を患者に戻して免疫系を賦活することも考えられている（特開昭61-113465)。
【０００７】
前記の養子免疫療法では、癌患者から大量のリンパ球を取り出し、無菌的に長期間、インターロイキン２の存在下で培養した後に、癌患者に注入するという操作を行うため、非常に手間がかかること並びに、培養に長時間を要することなどの、多くの問題があった。
【０００８】
また、最近、遺伝子組み換えにより、ＴＮＦの製造が可能となり、遺伝子組み換え型ヒトＴＮＦを用いた癌治療の臨床試験が進められている（池田重雄、石原和之：皮膚悪性腫瘍に対する遺伝子組み換え型ヒト腫瘍壊死因子Sertenef(PT-050)の臨床第２相試験．Skin Cancer,5:210-226,1991) 。しかし、ＴＮＦは、免疫賦活効果と、腫瘍細胞を直接殺す効果の双方を併せ持っているサイトカインであるが、組み換え型ＴＮＦの効果は、期待されたほど大きくはなかった。これは、組み換え型は患者自身からの内因性のものではないため、効果が少なく、副作用が大きいためと考えられる。
【０００９】
そこで、ＢＣＧなどの菌体成分やＯＫ−４３２などの薬剤を患者に投与して、内因性のＴＮＦを誘導して癌の治療を行おうとする試みが進められている。しかし、菌体成分等によるＴＮＦ等の誘導は、癌患者体内で菌体成分等が様々な反応をするため、副作用が起こる。
【００１０】
また、ＬＰＳ固定化材料を用いた血液循環法では、ＬＰＳが脱離し、体内に移行し、副作用を起こすという問題がある。また、一般に強い免疫賦活作用を持つ免疫刺激物質は毒性なども強いものが多く、それらを半透膜に包んだり、固定化したりした場合、血液中への漏出や、脱離を完全に抑えることは難しく、安全性の保証ができない。
【００１１】
上記のように、体外循環を利用した種々の癌治療法が従来より提案されているが、未だ十分なものではなく、より一層効果的に腫瘍の増殖を抑制し得る治療法及び装置等が要望されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、癌等の免疫疾患の治療に際し、体外循環等の方法によって患者の免疫賦活を行うための装置であって、該免疫賦活を効果的に行うことを可能とする免疫賦活装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる体外循環用免疫賦活装置は、血液からサイトカインを誘導させる直径０．１〜１０ｍｍのビーズ状の有機系担体を収納したカラム部と、該カラム部に連結されており、内部を血液が流れ、血管から血液を前記カラム部に流入させるために前記カラム部に連結されており、かつ血管に接続される血液流入部と、該カラム部に連結されており、内部を血液が流れ、カラム部内に流入された血液をカラム部外に流出させるためにカラム部に連結されており、かつ血液を血管に戻すために血管に接続される血液流出部と、前記カラムに血液を導くために血液流入部に接続されているポンプと、前記有機系担体と接触する際の血液の温度を３０〜５０℃の範囲とするために、前記血液流入部及びカラム部の少なくとも一方に設けられた加熱装置とを備えることを特徴とする。
【００１４】
血液中の単球や好中球などの白血球が異物と反応すると、種々の酵素、メディエーターを放出する。また、これらの細胞が材料と接触するときも同じような反応が起こる。これは、材料が異物とみなされて起こるものであるが、この反応は材料の性質によって大きく変わってくる。
【００１５】
また、人工透析膜等の研究、治療等において、透析膜と血液細胞の相互作用により種々の反応が起きることが報告されている（Dennis E.Chenoweth:Complement activation produced by biomaterials.Trans.Am.Soc.Artif.Intern.Organs. ＸＸＸＩＩ：226-232,1986) 。特に、補体の活性化については報告が多い。補体は生体にとっては重要な免疫因子である。この活性化が透析膜という材料に起因して起こるということは、材料により、他の免疫因子の制御が行えることの可能性を示す。
【００１６】
本願発明者らは、血液と接触される材料が異物とみなされて起こる反応が材料の性質により変化すること、並びに上記透析膜材料に起因して補体の活性化が起こること等に着目し、血液と材料との接触によるサイトカインの産生誘導について鋭意研究した結果、血液と材料担体とを接触させる温度を３０℃以上とした場合にＴＮＦ産生の増加が著しいことを見出し、上記本発明をなすに至った。
すなわち、本発明においては、血液を３０〜５０℃の範囲に加温させるために、上記加熱装置が設けられている。なお、血液の加温範囲の上限値を５０℃としたのは、５０℃を超えると溶血が著しくなるからである。
【００１７】
従来より一般的に用いられている体外循環装置では、温熱療法などを除き、血液の温度は特にコントロールされておらず、室温で行われている場合が多い。
従って、体外循環中に血液の温度は室温近くにまで低下していることが多い。
もっとも、従来より、体外循環方において血液を患者に戻す際に、血液を体温に近づけるために加熱することは行われていた。しかしながら、本発明のように、血液を免疫賦活させるための担体を収納したカラム部及び血液流入部において上記温度範囲に加熱することは試みられていなかった。
【００１８】
本発明の免疫賦活装置で用いられる上記有機系担体としては、人体に対して有害な物質、例えば有害な金属や可塑剤等の流出がないものであれば、その材質を問わず利用することができる。例えば、合成及び天然の有機高分子材料等を用いることができる。上記担体の形状及び大きさ等についても任意であり、フィルム、繊維及びビーズ状等の任意の形状のものを用いることができる。
【００１９】
もっとも、カラムへの充填のし易さを考慮すれば、球状のビーズ状担体が好ましい。このようなビーズ状担体は、射出成型法及び懸濁重合法等の一般的な製法により得ることができる。また、ビーズ状担体の粒径としては、特に限定はされないが、一般的に、血液との接触面積を高めるために、例えば、０．１〜１０ｍｍ径程度のものを使用することができ、好ましくは０．２〜５ｍｍ径のものが用いられる。
【００２０】
また、上記有機系担体を収納するカラム部としては、従来より体外循環法に用いられている適宜の形状の吸着担体収納用カラムが用いられ得る。
血液流入部及び流出部については、上記カラム部に連結されるものであり、かつ内部を血液が円滑に通過し得るものであれば、任意の材料からなるものを用いることができ、例えばシリコーンあるいは塩化ビニル等からなる合成樹脂チューブが用いられる。
【００２１】
また、本発明の体外循環装置において用いられる加熱装置としては、上記カラム部及び血液流入部の少なくとも一方を加熱するように設けられる限り、任意の構造のものを用いることができる。例えば、温水等の熱媒体を利用したウォーター・ジャケット内にカラム部を配置してもよく、あるいはヒーター等の熱源を用いてもよい。好ましくは、上記カラム部及び血液流入部の双方を上記加熱装置により加熱することにより、血液を上記３０℃〜５０℃の範囲に確実に保った状態で、上記担体と接触させることができる。もっとも、血液の流速が大きい場合には、血液流入部のみを加熱した場合でも上記のように３０℃〜５０℃の温度範囲で血液を上記担体と接触させることができる。
【００２２】
なお、上記加熱装置により加熱された血液の温度が体温より高い場合には、血液流出部において、あるいはそれ以降の体外循環部分において体温に近づけるように冷却することが好ましい。
【００２３】
【作用】
本発明の免疫賦活装置では、カラム部に流入された血液は、血液流入部及びカラム部の少なくとも一方に設けられた加熱装置により３０℃〜５０℃の範囲に加温され、その状態で有機系担体と接触される。従って、後述の実施例から明らかなように、血液中のＴＮＦ等を産生する細胞と担体との相互作用が促進されることにより、あるいは担体と何らかの因子が相互作用し、ＴＮＦ等の免疫増強因子を効果的に増加させることができる。
【００２４】
【実施例】
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例にかかる免疫賦活装置及び具体的な実験例につき説明する。
図１は、本発明の一実施例にかかる体外循環装置を説明するための概略構成図である。１はカラム部であり、該カラム部１内に免疫賦活を行うための有機系担体が収納されている。カラム部１の一端には、被処理血液（患者血液）を、該カラム部１内に流入させるための血液流入部が接続されている。また、カラム部１の他端には、カラム部１から血液を流出させるための血液流出部が接続されている。
【００２５】
上記カラム部１は、ガラスもしくは合成樹脂からなる円筒状の容器で構成されており、その内部に免疫賦活用有機系担体４が収納されている。有機系担体４としては、前述したような、例えばビーズ状のものが用いられる。
血液流入部は、血液ポンプ５を間に介して体外循環回路を構成するチューブによって患者の動脈側に接続されている。なお、６はシリンジを示し、ヘパリン等の薬物を体外循環装置内に供給するために設けられている。また、上記血液ポンプ５と血液流入部との間においては、動脈圧計８が接続されている。
【００２６】
他方、血液流出部と患者の静脈との間が体外循環回路を構成する血液チューブ等に接続されており、途中には定温器７が接続されている。定温器７は、血液が通過する部分としての例えば螺旋状のガラス管を有し、該ガラス管の周囲に体温近辺に溜められた温水が供給されるように構成されており、血液を患者に戻す際に体温と血液の温度を近づけるために設けられている。
【００２７】
また、定温器７と患者の静脈との間には、静脈圧計９及び薬物投与部材としてのシリンジ１０が接続されている。薬物投与部材としてのシリンジ１０は、例えば体外循環に際して注入されたヘパリンの作用を防止するための薬剤、例えばプロタミンを注入するために設けられている。
本実施例の体外循環装置の特徴は、上記カラム部１、血液流入部及び血液流出部が、加熱装置１２内に配置されていることにある。加熱装置１２は、カラム部１、血液流入部及び血液流出部を内部に収納してなり、かつこれらを３０℃〜５０℃の温度に加熱し得るように構成されている。加熱装置１２は、恒温槽あるいは３０℃〜５０℃程度の温水を供給し得るウォーター・ジャケット等により構成し得る。
【００２８】
本実施例の体外循環装置では、上記のように加熱装置１２内にカラム部１、血液流入部及び血液流出部が配置されており、それによって血液が３０〜５０℃に加熱された状態で有機系担体４と接触される。従って、前述したように有機系担体４の免疫賦活作用をより効率よく発揮させることができる。これを、以下の具体的な実験例に基づき説明する。
次に、より具体的な実験例につき説明する。
【００２９】
実験例１
アートプラス社製酢酸セルロースペレット（アセチルクエン酸トリエチル３０重量％含有）を射出成形し、粒径２．３ｍｍのビーズを作製した。このビーズ５０ｇをメタノール３００ｍｌにより、５０℃の温度で２４時間ソックスレー抽出し、可塑剤を抽出した。ステンレス製バットに上記ビーズを取り出し、１５時間風乾した後、さらに８０℃で５時間乾燥させ、有機系担体としての直径２ｍｍの吸着試験用ビーズを作製した。
【００３０】
次に、上記吸着試験用ビーズ４ｍｌを、カラム部としての５ｍｌ用ポリプロピレン製ディスポーザブルシリンジに充填し、軟質ポリ塩化ビニルチューブ（東京理化器社製、商品名；タイゴン）を両端に接続し、それぞれ、１５℃、２５℃、３７℃、４５℃、５０℃及び５５℃に加温されたウォーターバス中に浸漬して加温し、へパリン採血したヒト新鮮血７ｍｌをペリスタポンプを用いて６０分間循環させた。
【００３１】
また、ブランク試験として、上記吸着試験用ビーズを充填していないことを除いては上記試験法と同様にして血液を６０分循環させた。
上記循環後の血液について、４℃で遠心分離し、ＴＮＦ測定用血漿を得た。
得られた血漿中のＴＮＦを、Ｒ＆Ｄ  Ｓｙｓｔｅｍ社製ＴＮＦ−α測定キットＱｕａｎｔｉｋａｉｎｅ（６１４ Mckinley Place N.E. Minneapolis, MN 55413, USA ）を用いて測定した。上記各加温温度におけるブランク試験におけるＴＮＦ量を差し引いた血漿中ＴＮＦ濃度の増加量を、下記の表１に示す。
【００３２】
【表１】
0003644690.tif 000002
【００３３】
表１から明らかなように、加温温度が１５℃の場合には、ＴＮＦ濃度の増加が０．２ｐｇ／ｍｌと非常に僅かであったのに対し、２５℃では３．８ｐｇ／ｍｌ、３７℃では２７．９ｐｇ／ｍｌ、４５℃では５２ｐｇ／ｍｌ、５０℃では６１ｐｇ／ｍｌに増加していることがわかる。すなわち、加温温度を高めると、血漿中のＴＮＦ濃度が著しく上昇した。しかしながら、５５℃に加温した場合には、溶血が著しく、ＴＮＦを測定することができなかった。
また、各加温温度における赤血球の細胞数を東亜医用電子社製、自動血球分析装置（Ｓｙｓｍｅｘ  Ｋ−１０００）で測定したところ、表１に示すように、５０℃から徐々に細胞数が減少する傾向が認められ、５５℃では著しく減少した。すなわち、５０℃を超えると溶血が急速に進行することがわかる。
【００３４】
実験例２
ナイロン６６ペレット〔宇部興産社製〕を射出成型して直径２．５ｍｍの球状ビーズを作製し、アセトン洗浄後、2 時間風乾し、６０℃にて１５時間乾燥して吸着試験用ビーズを得た以外は、実験例１と同様にして評価した。その結果、それぞれの温度でのブランク試験のＴＮＦ量を差引いた後の血漿中のＴＮＦ濃度の増加は１５℃では０．６ｐｇ／ｍｌと僅かなのに対し、２５℃では３．１ｐｇ／ｍｌ、３７℃では１８．５ｐｇ／ｍｌに、また、４５℃では４５．４ｐｇ／ｍｌに増加し、温度の上昇と共に著しく血漿中のＴＮＦ濃度が上昇した。
【００３５】
実験例３
ポリスチレンペレット〔旭化成工業社製〕を射出成型して直径２．５ｍｍの球状ビーズを作製し、メタノール洗浄後、2 時間風乾し、６０℃にて１５時間乾燥して吸着試験用ビーズを得た以外は、実験例１と同様にして評価した。その結果、それぞれの温度でのブランク試験のＴＮＦ量を差引いた後の血漿中のＴＮＦ濃度の増加は１５℃では１．０ｐｇ／ｍｌと僅かなのに対し、２５℃では２．９ｐｇ／ｍｌ、３７℃では６３．２ｐｇ／ｍｌに、また、４５℃では９１．５ｐｇ／ｍｌに増加し、温度の上昇と共に著しく血漿中のＴＮＦ濃度が上昇した。
【００３６】
実験例４
フッ化エチレンプロピレン共重合ペレット〔ダイキン工業社製〕を射出成型して直径２．５ｍｍの球状ビーズを作製し、アセトン洗浄後、2 時間風乾し、６０℃にて１５時間乾燥して吸着試験用ビーズを得た以外は、実験例１と同様にして評価した。その結果、それぞれの温度でのブランク試験のＴＮＦ量を差引いた後の血漿中のＴＮＦ濃度の増加は１５℃では０．１ｐｇ／ｍｌと僅かなのに対し、２５℃では２．５ｐｇ／ｍｌ、３７℃では８５．４ｐｇ／ｍｌに、また、４５℃では１１２ｐｇ／ｍｌに増加し、温度の上昇と共に著しく血漿中のＴＮＦ濃度が上昇した。
【００３７】
実験例５
ポリビニルアルコール（日本合成化学工業社製、商品名；ＮＨ−２０）を熱水に溶解させて得た１０重量％のポリビニルアルコール溶液２０ｍｌに、塩化第二鉄の２０重量％水溶液５ｍｌを加え、９０℃で１時間攪拌混合した後、シリンジを用いて１規定の水酸化ナトリウム水溶液に上記混合液の液滴を滴下し、３０分放置してポリビニルアルコールビーズを作製した。得られたビーズを精製水にて洗浄し、洗浄水のＰＨが７付近になるまで洗浄を繰り返した。得られたビーズを篩にて粒径２〜２．５ｍｍの範囲に調節した。上記のようにして得た吸着試験用ビーズを用い、実験例１と同様にして評価した。その結果、それぞれの温度でのブランク試験のＴＮＦ量を差引いた後の血漿中のＴＮＦ濃度の増加は、１５℃では０．８ｐｇ／ｍｌと僅かなのに対し、２５℃では３．６ｐｇ／ｍｌ、３７℃では８５．７ｐｇ／ｍｌに、また、４５℃では２２３ｐｇ／ｍｌに増加し、温度の上昇と共に著しく血漿中のＴＮＦ濃度が上昇した。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の免疫賦活装置では、カラム部及び血液流入部の少なくとも一方が３０℃〜５０℃に加熱装置により加熱され、従って３０℃〜５０℃に加熱された状態で血液が免疫賦活用の担体に接触する。よって、ＴＮＦ等の免疫増強因子が著しく増加するため、本発明の免疫賦活装置を用いることにより、癌等の免疫疾患の治療を効果的に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実験例の免疫賦活装置の概略構成図。
【符号の説明】
１…カラム部
２…血液流入部のカラム接続部
３…血液流出部のカラム接続部
１２…加熱装置
【図１】
0003644690.tif 000003