(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希釈されたかまたは未希釈の血清または血液もしくは血液化合物を含有する溶液中の望ましくない体液種を減少させるか、殺すかまたは除去することを目的とした光線力学療法を増強するための装置であって、前記装置が、
複合的な体液のための少なくとも１つの流路と、
少なくとも１つの電磁放射線源であって、前記少なくとも１つの電磁放射線源が、外部から投与された少なくとも１つの光増感剤を活性化するかまたはそれにより吸収される波長の少なくとも１つの電磁放射線を放射する、電磁放射線源と、
電磁放射線の照射パターンを調節することにより、電磁放射線を複数回照射することにより、および／または光増感剤吸収体を使用することにより行われる、処理済みの体液中に存在する余分なまたは活性化されなかった光増感剤を除去または不活性化するための手段と、
を含む、装置。
【請求項２】
前記光増感剤が、光増感剤組成物および光増感剤前駆体からなる群より選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光増感剤がサフラニンＯである、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電磁放射線源が、５００ｎｍ乃至５８０ｎｍの範囲から事前に選択された波長の少なくとも１つの電磁放射線を放射する、請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記電磁放射線波長を断続的なパターンで照射する手段をさらに含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの電磁放射線源が、レーザ放射線源、発光ダイオード源、ランプ放射線源およびこれらの組み合わせからなる群より選択される干渉性または非干渉性の放射線源を含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記複合的な体液が、全血、血清、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記望ましくない体液種が、細菌およびウイルス、悪化したかまたは悪性の細胞、癌細胞、内毒素、病原微生物断片、死細胞および／または病原微生物を含む、請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記細菌がグラム（＋）細菌およびグラム（−）細菌を包含する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記流路の少なくとも一部分が、円筒状流路、らせん状流路およびこれらの組み合わせからなる群より選択される形状を有する、請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記流路の少なくとも１つ以上の部分をさらに含み、前記流路の材料が一部または全部の電磁放射線を透過させる、請求項１乃至１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記電磁放射線源から放射線を送るための少なくとも１つの導波管をさらに含み、前記導波管が、光ファイバ、光ファイバアレイ、円筒状の拡散チップを有する光ファイバおよびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１乃至１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
１セットの流路のための冷却システムをさらに含む、請求項１乃至１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記装置と、連続血漿ろ過吸着療法、連続静脈−静脈血液透析システム、大容量血液ろ過およびこれらの組み合わせからなる群より選択される技術を支援する体外血液ろ過装置との組み合わせをさらに含む、請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
内毒素および病原微生物断片を中和および不活性化するために使用されることが既知であり、抗体、ペプチド、スカベンジャー受容体システインリッチスーパーファミリーのメンバー、フィルタおよびこれらの組み合わせからなる群より選択される装置をさらに含む、請求項１乃至１４のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願情報
本願では、２０１０年１月１９日に出願された、Ｖｏｌｋｅｒ  Ａｌｂｒｅｃｈｔ、Ｇｅｒｈａｒｄ  Ｗｉｅｌａｎｄ、Ｂｕｒｋｈａｒｄ  ＧｉｔｔｅｒおよびＷｏｌｆｇａｎｇ  Ｎｅｕｂｅｒｇｅｒの「Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ａｎｔｉ−Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  ＰＤＴ」と題する米国特許仮出願第６１／２９６，０８４号の利益および優先権を主張し、この出願は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、ヒトおよび動物の感染症の原因となる病原微生物のような望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）を除去する、殺すまたは阻害することを目的とした新規な治療法の分野に関する。より具体的には、本発明は、全血、血清ならびにその他のヒトおよび動物の体液のような複合環境中の細菌などの望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）を除去または破壊することができる、増強された光線力学療法に関する。
【背景技術】
【０００３】
光線力学療法（ＰＤＴ）は、光増感剤またはＰＤＴ剤と呼ばれる外部の化学物質の光による活性化を利用した癌およびその他の疾患の有望な治療法として現れた。光増感剤を全身または局所に投与する。投与から一定期間後に、光増感剤は、健常細胞での濃度に比べて、治療するべき組織に優先的に保持された状態となる。次いで、治療部位に特定波長の光を照射する。ＰＤＴ剤は光を吸収して励起状態になり、局所の酸素と反応して活性酸素種を発生させ、この活性酸素種が高濃度の光増感剤を保持している細胞を破壊することができるが、このとき周囲の健常細胞へのダメージは最小限に抑えられる。さらに、ＰＤＴには二重選択性という利点があり、これは目的とする細胞または組織に対して光増感剤を標的化することができることに加え、目的病変部位を空間的に直接狙って照射を行うこともできるということである。
【０００４】
ＰＤＴは、癌に対するその選択性および有効性という点で効果的な治療法であることが示されていることに加え、すべてではないが多くの病原菌により引き起こされる感染症の治療に有効であることも示されている。さらに近年、抗生物質の頻繁な投与に対して耐性をもちつつある細菌株に関する報告が数多く見られることから、ＰＤＴは従来の抗菌法に代わる魅力的な方法であると思われる。
【０００５】
ＰＤＴが有望な治療法としての可能性を秘めているにもかかわらず、様々な体液におけるその抗菌効果に関して解決すべき問題点がまだいくつかある。抗菌ＰＤＴは水溶液環境中では十分に作用することが示されているが、血液中ではその有効性が低下する。さらに、複合培地（例えば、全血、血漿、血清）中の細菌細胞は、光増感剤の活性を低下させるアルブミンのような血液成分のブロッキング作用により、通常の光増感剤に対する感受性が低いということがわかっている。血清中に存在するアルブミンが、通常の光増感剤に付着することにより細菌と競合し、アルブミンの血清中濃度の方が高いと、不釣合いな量の光増感剤を捕捉して、通常のＰＤＴ治療を無効にすると推測される。半分の血清中濃度で十分な殺菌率が得られる光増感剤もあるが、血清で完全に満たされた環境中で細菌を効果的に殺す取り組みでは通常、満足のゆく結果が得られない。したがって、血清成分と通常の光増感剤化合物との間の競合作用に対処することができる方法は、ＰＤＴ治療の増強に有利であろう。
【０００６】
さらに、既知の光増感剤およびそのコンジュゲートはいずれも、活性が光増感剤の化学構造にいくらか左右されるのが現状であり、すべての細菌に対して有効であるというわけではない。さらにグラム（−）細菌細胞は、二重層の外膜により保護され多くの抗菌療法に対して耐性であるため、一般に不活性化するのが最も困難である。
【０００７】
血清のような複合培地中のグラム（＋）およびグラム（−）細菌を含めた細菌を効果的に破壊する試みとして、４５０〜６００ｎｍで吸収する赤色色素のサフラニンＯおよび電磁放射線を用いた方法および組成物が国際公開第２００５／０２１０９４号および米国特許出願公開第２００５／００４９２２８号で開示されている。ここでは、複合体培地中で、グラム（＋）細菌では非常に良好な殺菌作用が、また一部のグラム（−）細菌で十分な殺菌作用が得られるということが述べられているが、先行技術で得られるものより効果的な破壊および殺菌作用を複合培地中で得ることが望まれる。
【０００８】
また、ＰＤＴ療法で広域スペクトルの抗菌活性を得ることを目的として、国際公開第２００６／０９３８９１Ａ２号には、機能化フラーレン分子に基づいた、抗菌療法および光増感剤化合物を得るための方法が開示されている。この方法には、投与したフラーレン種に光を当てて細胞傷害種を生成させ、微生物細胞を殺すことが含まれる。この発明は、グラム（−）およびグラム（＋）細菌の両方の殺作用を扱っているが、ＰＢＳおよび血清においてのみ有効であることがわかっており、血清、ヒト血漿またはヒト血液で満たされた環境中でのフラーレン光増感剤化合物の有効性については言及されていない。これらの複合的な体液には、光増感剤と結合しやすいタンパク質が含まれているため、細菌と結合するために利用される有効濃度が減少する。
【０００９】
したがって、実際の患者治療環境に一般的に存在する飽和血清、全血およびその他の複合的な体液中で、耐性の強いグラム（−）細菌細胞を含めた感染症の原因となる多種多様な微生物を殺す、破壊するまたは不活性化することを目的とした、先行技術の抗菌ＰＤＴ治療の有効性を増強する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）、例えば悪化したもしくは悪性の細胞および／または感染症の原因となる病原微生物などを効果的に減少させる、除去する、破壊するおよび／または不活性化するための方法を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）、例えば悪化したもしくは悪性の細胞および／または感染症の原因となる病原微生物などの一部または全部を減少させる、除去する、破壊するおよび／または不活性化するための方法を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに別の目的は、グラム（−）およびグラム（＋）細菌の両方を不活性化する、減少させるおよび／または破壊するための増強された抗菌ＰＤＴ法を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、全血、血清およびその他の体液のような複合環境中の悪化したおよび／または悪性の細胞を除去する、不活性化する、減少させるおよび／または破壊するための増強された抗菌ＰＤＴ法を提供することである。
【００１４】
本発明のさらに別の目的は、全血、血清およびその他の体液のような複合環境中の細菌を除去する、不活性化する、減少させるおよび／または破壊するための増強された抗菌ＰＤＴ法を提供することである。
【００１５】
本発明のさらに別の目的は、治療するべき体液に添加された光増感剤を逐次的に活性化して、望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）の一部または全部を減少させる、除去する、破壊するおよび／または不活性化するために、連続的または断続的な光照射により電磁放射線を放射することができる、改良されたＰＤＴ装置を提供することである。
【００１６】
本発明のさらに別の目的は、宿主の炎症性応答、例えば全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）、敗血症、重度敗血症および敗血症性ショックなどを引き起こし得る病原微生物断片の生物学的活性を中和および／または不活性化するための、ならびにこのような病原微生物断片を減少させるおよび／または除去するための方法ならびに装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
簡潔に述べれば、本発明は、血液、血清およびその他の体液のような複合環境中の病原微生物および悪化したまたは悪性の細胞のような望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）を除去する、減少させる、破壊するおよび／または阻害するための増強された方法および改良された装置を提供する。好適な実施形態では、本発明は、複合的な体液中のグラム（−）およびグラム（＋）細菌の両方を効果的に不活性化する、減少させるおよび／または破壊する抗菌ＰＤＴ治療法および装置を提供する。好適な装置の実施形態は、別々にまたは順番に並べられた誘導流路と少なくとも１つの電磁放射線源とを含む。好ましくは、レーザ装置またはＬＥＤパネルを用いて電磁放射線を照射して、光増感剤を活性化する。電磁放射線を治療パラメータに基づくパルス幅で断続的に照射することが好ましい。サフラニン０に基づく好適な光増感剤組成物とともに使用する場合、好適なレーザ照射波長は５００〜５８０ｎｍの範囲にある。さらに本発明では、有害な宿主炎症性応答の原因となる病原微生物断片の生物学的活性を中和すること、ならびにこのような病原微生物断片を減少させるおよび／または除去することにより、有害な宿主炎症性応答を低減する。
【００１８】
本発明の上記およびその他の目的、特徴ならびに利点は、添付図面と併せて以下の説明を読むことにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態を表す図であり、複合的な体液中のグラム（−）およびグラム（＋）細菌のような細菌に対する殺菌作用を増強するための抗菌ＰＤＴ装置を示している。
【図２】本発明の別の実施形態を表す図であり、複合的な体液中のグラム（−）およびグラム（＋）細菌のような微生物に対して抗菌ＰＤＴを行うための装置を示している。
【図３Ａ】好適な一実施形態を表す図であり、複合的な体液中の望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）の一部または全部を除去することを目的とするＰＤＴ療法を行うためのレーザ装置を示している。
【図３Ｂ】別の好適な実施形態を表す図であり、複合的な体液中の望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）の一部または全部を除去することを目的とするＰＤＴ療法を行うためのＬＥＤパネル装置を示している。
【図４Ａ】好適な一実施形態を表す図であり、連続血漿ろ過吸着療法と組み合わせた、増強された抗菌ＰＤＴ治療のための装置を示しいている。
【図４Ｂ】光増感剤送達システムを有し、連続血漿ろ過吸着療法と組み合わせた、増強された抗菌ＰＤＴ治療のための装置の別の好適な一実施形態を表す図である。
【図５】好適な一実施形態を表す図であり、静脈−静脈血液透析システムと組み合わせた、増強された抗菌ＰＤＴ治療のための装置を示している。
【図６Ａ】大容量血液ろ過と抗菌ＰＤＴ装置とを組み合わせた好適な実施形態を表す図である。
【図６Ｂ】大容量血液ろ過と、抗菌ＰＤＴ装置と、光増感剤送達システムとを組み合わせた別の好適な実施形態を表す図である。
【図７】断続的なレーザ放射線を適用した場合の細菌における耐性グラム（−）二重層および照射効果を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、有害な細菌、病原微生物および悪化したまたは悪性の細胞に対して効果的に照射を行うことにより、抗菌ＰＤＴ療法を改良し、ＰＤＴによる望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）の除去、還元および／または不活性化を増強するための装置および方法を提供する。本発明により提供される装置および方法は、血清、全血およびその他の複合的な体液中の微生物を効果的に殺す、減少させるおよび／または破壊することができるため、先行技術の抗菌ＰＤＴ療法を増強する。「複合的な体液」は、全血、血清、血液製剤、唾液、血清、リンパ液、羊水、房水、尿、脳脊髄液およびその他の既知の体液を非限定的に包含する。「血液製剤」は、ヒト新鮮凍結血漿、血小板濃縮液、赤血球（ＲＢＣ）、血液凝固因子（Ｖ、ＶＩＩ、ＩＸ、ＸおよびＸＩＩＩ）などを含む。
【００２１】
さらに、殺す、減少させるおよび／または破壊することができる微生物としては、ウイルスならびに耐性グラム（−）およびグラム（＋）細菌が挙げられる。さらに、本発明は増強された抗菌ＰＤＴ治療として有効であるため、患者の死亡率および罹患率の主因である敗血症を治療するのに有利な治療法を提供する。敗血症は病原微生物断片により引き起こされる血液感染の拡張を特徴とするため、現在達成されていないより効果的な治療法が本発明により提供される。
【００２２】
希釈したもしくは未希釈の血清、または血液もしくは血液化合物を含有する溶液のような複合的な体液中の望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）を効果的に殺す、減少させるおよび／または破壊するために、好適な実施形態は、複合的な体液のための少なくとも１つの流路と、少なくとも１つの電磁放射線源とを含む、増強された光線力学療法のための装置からなる。好ましくは、複合的な体液が流れる流路の一部は円筒状またはらせん状であり、上記流路の１つ以上の区画が、電磁放射線の一部または全部を透過させる材料でできている。好ましくは、電磁放射線源は、レーザ放射線源、発光ダイオード源、ランプ放射線源およびこれらの組合せからなる群より選択される、干渉性または非干渉性の放射線源であり得る。光線力学療法に使用されるためには、電磁放射線源は、外部から投与された少なくとも１つの光増感剤、光増感剤組成物または光増感剤前駆体を活性化するかまたはこれらに吸収される波長を有する、少なくとも１つの電磁放射線を放射する。電磁放射線は、事前に選択されたパターンでレーザまたはＬＥＤ源により断続的に放射されることが好ましい。照射時には、望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）が破壊され、照射間の中断時には、望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）とその付近での新たな平衡状態の確立および光増感剤の補充が可能となる。好適な実施形態では、少なくとも１つの電磁放射線源が、約５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲から事前に選択された波長の電磁放射線を放射する。光増感剤が、サフラニンＯとして知られる暗褐色を示す色素を含むことが好ましい場合、好適なレーザ照射波長は５００〜５８０ｎｍの範囲、好ましくは約５３０ｎｍ付近である。しかし、その他の光増感剤および光増感剤組成物の使用ではこれに限定されるわけではなく、好適な放射波長は選択される光増感剤の吸収スペクトルによって異なる。別の実施形態では、光ファイバ、光ファイバアレイ、円筒状の拡散チップを有する光ファイバおよびこれらの組合せからなる群より選択される導波管を用いて電磁放射線エネルギーを照射し得る。本発明はさらに、治療体液中に存在する余分なまたは活性化されていない光増感剤を、電磁放射線の照射パターンを調節することにより、電磁放射線を複数回照射することにより、光増感剤吸収体を使用することにより、または当該技術分野で公知の他の任意の手段により、除去または不活性化するための手段を提供する。内毒素、病原微生物断片、死細胞および病原微生物を、好ましくは、連続血漿ろ過吸着療法、連続静脈−静脈血液透析システム、大容量血液ろ過およびこれらの組合せからなる群より選択される体外血液精製技術と本発明の装置とを組み合わせることにより、効果的に除去、中和または不活性化するためのさらなる手段も本発明に含まれる。別の実施形態では、フィルタを用いて中和、不活性化および／または除去を行う。さらに、抗体、ペプチド、スカベンジャー受容体システインリッチスーパーファミリーのメンバーなどの投与を含めた、内毒素および病原微生物断片を中和および／または不活性化するために使用される当該技術分野で公知の他の方法および装置を使用し得る。内毒素および病原微生物断片を中和および／または不活性化した後、フィルタを用いてこれらを除去し得る。
【００２３】
好適な一実施形態は、複合的な体液中のグラム（−）およびグラム（＋）細菌のような望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）を効果的に殺す、減少させるおよび／または破壊するための図１に示される装置１００を含み、この装置は電磁放射線、好ましくはレーザ放射線を放射することが可能ならせん状流路１０２と円筒状ディフューザ１０４とを含む。円筒状ディフューザ１０４の軸は、らせん状流路１０２の内部軸を通過する。光増感剤または光増感剤前駆体の投与からの滞留時間後に、細菌に汚染されたヒト血漿のような汚染された培地１０６がらせん状流路１０２の中を流れ、その間に円筒状ディフューザ１０４が、選択された光増感剤の活性化波長に合わせた電磁放射線を放射する。レーザ放射線源、発光ダイオード源およびランプ放射線源（白熱ランプ、キセノンアークランプおよび金属ハロゲン化物ランプを含む）のような干渉性および非干渉性の放射線源を含めた、任意の電磁放射線源により光増感剤または光増感剤前駆体を活性化し得る。ランプ、および拡散チップを有するまたは有さない光ファイバのような導波管から、電磁放射線を照射し得る。この実施形態では、レーザ放射線が好ましく、必要に応じてディフューザまたはその他の装置、好ましくは円筒状の拡散チップを有する光ファイバを含む光ファイバ装置または光ファイバアレイを用いてレーザ放射線を照射し得る。抗菌ＰＤＴ治療を増強するためには、らせん状流路１０２の中を汚染された培地１０６が流れる間、レーザ放射線を断続的に放射することが好ましい。
【００２４】
別の好適な実施形態では、図２に示される装置２００は、外部の円筒状流路２０２と、レーザ放射線を放射することが可能な円筒状ディフューザ２０４を含む内部流路２０８とを含む。最初に、感染した対象に光増感剤を投与し、滞留時間の後、汚染された培地２０６が内部流路２０８の周りを流れ、この間に円筒状ディフューザ２０４が、選択された光増感剤の活性化波長に合わせたレーザ放射線を放射する。好ましくは、汚染された培地２０６が円筒状流路２０２の中を流れる間、レーザ放射線を断続的に放射する。外部の円筒状流路２０２、および円筒状ディフューザ２０４を含む内部流路２０８は、ガラス製であることが好ましいが、これに限定されるわけではない。外部の円筒状流路２０２は、直径が５〜５０ｍｍの間、好ましくは１０〜１５ｍｍの間であり、長さが３０〜３００ｍｍの範囲、好ましくは９０〜１１０ｍｍの間である。円筒状ディフューザ２０４を含む内部流路２０８は、内径が０．５〜５ｍｍの間、好ましくは１．５〜２ｍｍの間である。しかし、外部の円筒状流路２０２および内部流路２０８の正確な寸法は、外部の円筒状流路２０２の中を通過するときの汚染された培地２０６の所望の流動パラメータおよび抗菌ＰＤＴ療法を行うときの所望の効果によって決まる。同様に、この実施形態により、効果的な抗菌作用、つまり複合的な体液中のグラム（−）およびグラム（＋）細菌のような望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）を殺す、減少させるおよび／または破壊することが可能となる。
【００２５】
別の好適な実施形態は、図３Ａおよび３Ｂに図示される照射ユニット／装置３００である。図３Ａは多数の外部の円筒状流路３０２からなる実施形態を示すものであり、円筒状流路３０２は上の実施形態に例示したものと同様のものであり、汚染された培地３０６が全流路の中を順に流れることができるように互いに連結されている。円筒状流路３０２は、それぞれが外側の円筒状ディフューザ３０４と内部流路３０８とを有する。一連の外部の円筒状流路３０２は、冷却システムを備えた容器３１６の中に収納されている。光増感剤を含有する汚染された培地３０６が一連の外部の円筒状流路３０２の中を通過するとき、レーザ装置３１０が作動して、事前に選択されたパターンでレーザ放射線３１２を断続的に放射する。レーザ装置３１０と外部の円筒状流路３０２との間には、レーザ放射線３１２を各円筒状流路３０２に向けるビームスプリッタ３１４がある。図３Ｂは別の好適な実施形態を示すものであり、この実施形態では、ＬＥＤパネル３１８が放射線を放射して、一連の円筒状流路３０２の中を流れる汚染された培地３０６に添加された光増感剤を活性化する。ＬＥＤパネル３１８および一連の円筒状流路３０２は、冷却システムを備えた容器３１６の中に収納されている。
【００２６】
感染により引き起こされる全身性炎症反応症候群である敗血症を効果的に治療するために、抗菌ＰＤＴ治療増強のための上記装置を体外血液精製技術と組み合わせる。敗血症症候群は炎症促進性メディエータと抗炎症性メディエータの不均衡を反映するものであり、発病を引き起こすのはこれらの物質の異常なピークレベルであるということが提唱されている。重篤な状態では、敗血症は多臓器機能不全、低灌流、低血圧症へと進行し、最終的には死に至る。病原体としては、細菌、特に溶解時に内毒素を分泌するグラム陰性細菌が挙げられる。これはグラム陰性細胞壁に含まれるリポ多糖（ＬＰＳ）に起因するものであり、リポ多糖が血流中に放出されると敗血症性ショックが誘発され、細胞、メディエータおよびサイトカインに関連した事象の複雑な炎症カスケードを誘発し得る。したがって、病原体破壊後に放出されるＬＰＳおよび存在する病原性断片を中和または除去することが重要である。体外血液精製技術と抗菌ＰＤＴ療法との優れた組み合わせにより、広域スペクトルの病原性分子の殺滅および除去と組み合わさった炎症性メディエータの効果的な除去による敗血症に対する強力な治療がもたらされる。図４〜６は、敗血症治療のための本発明の好適な実施形態を示している。図４Ａは、上に記載した照射ユニット／装置３００と組み合わせた連続血漿ろ過吸着療法の構成要素を示す。光増感剤を含有する汚染された培地４０６が血漿フィルタ４２０の中を流れる。血漿フィルタ４２０が全血４２４から血漿４２２を分離する。全血４２４は流れ続けて、静脈帰還流４２６になる。光増感剤を含有する汚染された血漿４２２は照射ユニット／装置３００を通過し、そこでは選択された光増感剤の活性化波長に合わせたレーザまたはＬＥＤ放射線が事前に選択されたパターンで断続的に放射されて、すべてまたは一部の感染細菌が殺される、減少する、破壊されるおよび／または除去される。次いで、治療済みの汚染された血漿が吸着体／フィルタ４２８を通過し、そこで異なる分子量の物質が捕捉される。吸着体／フィルタ４２８は、その設計によっては、死んだ細菌細胞、病原微生物断片、内毒素、余分なもしくは活性化されなかった光増感剤分子、または他の任意の望ましくない粒子を除去する。治療済みの血漿４３０は全血４２４に加わり、静脈帰還流４２６の構成要素となる。図４Ｂは別の好適な実施形態を示すものであり、ここでは、汚染された培地４０６が血漿フィルタ４２０を流れる。血漿フィルタ４２０が全血４２４から血漿４２２を分離する。全血４２４は流れ続けて、静脈帰還流４２６になる。汚染された血漿４２２は光増感剤送達システム４３２まで進み、そこで光増感剤または光増感剤前駆体が汚染された血漿４２２に加えられる。光増感剤を含有する汚染された血漿４２２は照射ユニット／装置３００の中を流れ、そこでは選択された光増感剤の活性化波長に合わせたレーザまたはＬＥＤ放射線が事前に選択されたパターンで断続的に放射されて、すべてまたは一部の感染細菌が殺される、減少する、破壊されるおよび／または除去される。次いで、治療済みの汚染された血漿が吸着体／フィルタ４２８の中を流れ、そこで異なる分子量の物質、例えば死んだ細菌細胞、病原微生物断片、内毒素、余分なまたは活性化されなかった光増感剤分子などが捕捉される。治療済みの血漿４３０は全血４２４と一緒になり、静脈帰還流４２６の構成要素となる。
【００２７】
図５に示される好適な実施形態では、抗菌ＰＤＴ装置を連続静脈−静脈血液透析システムと組み合わせる。光増感剤を含有する汚染された培地５０６が、照射ユニット／装置３００とフィルタ５３４とを含むシステムの中を流れる。装置３００では、選択された光増感剤の活性化波長に合わせたレーザまたはＬＥＤ放射線および事前に選択されたパターンでの断続的な放射により、すべてまたは一部の感染細菌が殺される、減少する、破壊されるおよび／または除去される。フィルタ５３４では、分子が半透膜を通過して拡散することにより異なる分子量の物質が除去され、また透析物５３６が、汚染された培地５０６と反対方向に流れる。フィルタ５３４は、余分なまたは活性化されなかった光増感剤分子を除去するための光増感剤吸着体と、内毒素、病原微生物断片、死細胞、病原微生物などを中和および／または除去するための区画とを有する。治療済みの培地は静脈帰還流５２６の構成要素となる。
【００２８】
図６Ａおよび６Ｂは、大容量血液ろ過と抗菌ＰＤＴ装置とを組み合わせる好適な実施形態を示している。図６Ａに図示されている実施形態は、光増感剤を含有する汚染された培地６０６が照射ユニット／装置３００の中を流れ、そこでは選択された光増感剤の活性化波長に合わせたレーザまたはＬＥＤ放射線および事前に選択されたパターンでの断続的な放射により、すべてまたは一部の感染細菌が殺される、減少する、破壊されるおよび／または除去されることを示している。抗菌ＰＤＴ治療の後、治療済みの培地はフィルタ６３４の中を流れ、そこで水ならびに高分子量および低分子量の物質、例えば内毒素、病原微生物断片、死細胞、病原微生物、余分なまたは活性化されなかった光増感剤分子などのような廃棄物６３８が、正の静水圧により排出される。液量および電解質を補うために等張補液６４０が加えられる。抗菌ＰＤＴ治療済みの培地および等張補液６４０は静脈帰還流６２６の構成要素となる。図６Ｂは、大容量血液ろ過と抗菌ＰＤＴ装置と組み合わせた別の実施形態を示すものであり、この実施形態では、汚染された培地６０６が光増感剤送達システム６３２まで進み、そこでは汚染された培地６０６に光増感剤または光増感剤前駆体が加えられる。光増感剤を含有する培地６０６は照射ユニット／装置３００の中を流れ、そこですべてまたは一部の感染細菌が、レーザまたはＬＥＤ放射線により殺される、減少する、破壊されるおよび／または除去される。放射線は選択された光増感剤の活性化波長に合わせられており、事前に選択されたパターンで断続的に放射される。抗菌ＰＤＴ治療の後、治療済み培地はフィルタ６３４の中を流れ、そこでは廃棄物６３８、例えば内毒素、病原微生物断片、死細胞、病原微生物、余分なまたは活性化されなかった光増感剤分子などが、正の静水圧により排出される。液量および電解質を補うために等張補液６４０が加えられる。抗菌ＰＤＴ治療済みの培地および等張補液６４０は静脈帰還流６２６の構成要素となる。
【００２９】
好適な実施形態では、複合的な体液中の病原微生物および悪化したまたは悪性の細胞のような望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）を殺す、減少させるおよび／または破壊することを目的としてＰＤＴ作用を増強する方法は、以下の段階を含む：
１）光増感剤または光増感剤の組成物もしくは前駆体と、治療する複合的な体液または前述複合的な体液の抽出物とを混合する段階；
２）滞留時間後に、選択された光増感剤の活性化波長に合わせた電磁放射線を、光増感剤と混合した汚染された複合的な体液に放射する段階；
３）内毒素、病原微生物断片、死細胞、病原微生物、余分なまたは活性化されなかった光増感剤分子などを除去、中和または不活性化する段階；および
４）治療済みの複合的な体液を、必要に応じて対応する身体部位に戻す段階。
【００３０】
光増感剤、光増感剤組成物または光増感剤前駆体を、治療する複合的な体液と、生存生物体内で、例えば光増感剤の静脈内投与により混合してもよく、また前述生存生物体の外で、例えば無菌コンテナバッグバッグ中で混合してもよい。好ましくは、光増感剤と混合した複合的な体液を治療する、および／または上記の装置実施形態に図示されている特定の流路の中で混合する。
【００３１】
治療済みの複合的な体液を患者の対応する身体に戻す前に、すべてまたは一部の光増感剤を除去または不活性化しておくべきである。治療済み血液中に存在する余分なまたは活性化されなかった光増感剤の除去または不活性化を、電磁放射線の照射パターンを調節することにより、電磁放射線を何度も照射することにより、光増感剤吸収体を使用することにより、または他の任意の手段により行い得る。
【００３２】
段階３で述べられているように、内毒素（例えば、ＬＰＳ）、病原微生物断片および死細胞を中和、不活性化および／または除去するために数多くの方法を用い得る。好ましくは、中和、不活性化および／または除去をフィルタを利用して行う。さらに、抗体、ペプチド、スカベンジャー受容体システインリッチスーパーファミリーのメンバーなどの投与を含めた、内毒素および病原微生物断片を中和および／または不活性化するために使用される当該技術分野で公知の他の方法を用いてもよい。内毒素および病原微生物断片を中和および／または不活性化した後に、フィルタを用いてこれらを除去してもよい。いずれの場合も、内毒素および病原断片が生存生物の血流に達した場合に進行し得る炎症過程を低減するために、こうした内毒素および病原断片を中和または不活性化する併用療法を用いることが目的である。
【００３３】
別の好適な実施形態では、複合的な体液中の病原微生物および悪化したまたは悪性の細胞のような望ましくない体液種（ｂｏｄｙ  ｆｌｕｉｄ  ｓｐｅｃｉｅｓ）を殺す、減少させるおよび／または破壊することを目的としてＰＤＴ作用を増強する方法は、以下の段階を含む：
１）生存生物体から汚染された体液を採取し、上記の装置実施形態で図示されている特定の管内を進ませる段階；
２）光増感剤または光増感剤の組成物もしくは前駆体を、体液のような汚染された培地または前述体液の抽出物に投与する段階；
３）汚染された培地が管内を流れる間に、選択された光増感剤の活性化波長に合わせたレーザまたはＬＥＤ放射線を事前に選択されたパターンで断続的に放射する段階；
４）治療済み培地を対応する身体部位に戻す段階。
【００３４】
別の好適な実施形態では、上記方法は、それらがグラム（−）およびグラム（＋）細菌のような微生物を殺す、減少させるおよび／または破壊する能力により、抗菌ＰＤＴ作用を増強する。
【００３５】
照射時には細菌が破壊され、照射間の中断時には、細菌表面とその付近での新たな平衡状態の確立および光増感剤の補充が可能となる。
【００３６】
好適な実施形態では、複合的な体液中のグラム（−）およびグラム（＋）細菌のような微生物に対する抗菌ＰＤＴ作用を増強する方法は、断続的な放射線照射を含む。パルス幅は、ＰＤＴ治療に影響する様々なパラメータ、例えば汚染度、細菌に汚染された液体の流れ、光増感剤の投与量、ならびに出力、エネルギーおよび時間を含めたその他の電磁放射線パラメータなどによって決まる。適当な波長のレーザ放射線７０４により、グラム（−）細菌二重層膜７４４とその付近の光増感剤分子７４２を一重項状態まで励起する。この励起した一重項状態からエネルギーが低下して三重項状態になり、次いでこれが酸素を必要とする２つの既知の光過程により反応する。これによりラジカルイオンが生成され、次いでこれが酸素と反応して細胞傷害種を生成し得るか、または励起状態の一重項酸素７４６が生成されて、これがグラム（−）細菌二重層膜７４４を通って拡散し、生物学的分子を酸化して細胞傷害を生じる。アルブミンのような血清タンパク質分子７４８により捕捉された一部の光増感剤分子７４２は、アルブミン部位の酸素分子が相対的に不足しているため、大部分が退色したままである。したがって、続く照射の前のオフ時間の間に、グラム（−）細菌二重層膜７４４とその付近で、血清タンパク質分子７４８により捕捉された光増感剤分子７４２が放出されて新たな平衡状態が確立され、光増感剤が補充される。多数のサイクルの照射を行って、複合的な体液中の細菌でも効果的に殺す、破壊するおよび／または不活性化することができる。
【００３７】
本発明を以下の実施例によりさらに説明するが、それにより本発明が限定されわけではない。
【実施例】
【００３８】
実施例１：
別々の試験において、創傷の細菌叢の一般的な構成要素である黄色ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ａｕｒｅｕｓ）（グラム（＋）菌）を含有する仔ウシ血清（１００％の血清）溶液に、サフラニンＯを含む組成物を加えて、サフラニンＯの最終濃度を９９％仔ウシ血清中２０μＭとした。図３Ｂに対応する流動システムにおいて、５３２ｎｍで作動しているＣｅｒａｌａｓ  Ｇ２（Ｂｉｏｌｉｔｅｃ  ＡＧ、Ｇｅｒｍａｎｙ）レーザから３０ｍＷ／ｃｍ２のフルエンス率で、光ファイバを介して放射線を照射した。この流動システム内で１０ｍｌ／分の流速で３回通過させて連続的に照射した後、観察された殺菌のパーセンテージは約９９．９％であった。
【００３９】
本発明の好適な実施形態について添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明はこれらの詳細な実施形態に限定されないこと、また添付の特許請求の範囲で定められる本発明の範囲または精神を逸脱することなく、それらの実施形態に各種の変更および修正が当業者により施され得ることを理解するべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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