(57)【要約】  特定の大動物の呼吸系薬理試験を、馴化が容易で、ストレスの影響が軽減でき、且つ無麻酔、無拘束状態で実施できる呼吸系薬理試験システム、チャンバー装置、並びに同一個体大動物に対して安全性薬理試験を実施できる方法を提供する。本発明のチャンバー装置は、動物用檻10と、透明なチャンバー20とを備え、該チャンバー20は、第1の区画21と、第2の区画22とを備え、両区画は仕切り板23により仕切られる。区画21は、扉、換気用接続口26を備え、区画(21，22)は、外気を導入する開口29aを有する連通管29を備えている。本発明の装置は、檻10を区画21に収容した状態で、該区画内の空気の流れを一定に保持し、檻10内にも空気を流通させるように、換気用接続口26をチャンバー20の側面に、空気を導入する連通管29をチャンバー20の上面に設けている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
サル、イヌ又はブタから選択される動物を収容し、無麻酔、無拘束状態で、呼吸系の薬理試験を実施するためのチャンバー装置であって、
前記動物が生活しうる空間を確保した、少なくとも正面及び上面が、内部観察及び空気流通を可能とする金属製格子からなり、該正面に、前記動物の出入を可能にする格子扉を設けた動物用檻と、透明なチャンバーとを備え、
前記チャンバーは、内部を、前記檻を収容するための第１の区画及び、大気圧変化による呼吸系試験結果への影響を補正するための第２の区画に仕切る仕切り板と、第１の区画に前記檻の出入を可能にする扉と、第１の区画内の空気を換気する換気手段を接続するための換気用接続口と、第１の区画内へ外気を導入でき、且つ第１及び第２の区画を連通させうる、少なくとも３箇所の開口を有する連通管とを備え、
前記換気用接続口及び前記連通管とを、動物を収容していない前記檻を第１の区画に収容した状態で、第１の区画内の空気流を一定に保持しうると共に、収容した檻内にも空気を流通させ得るように、換気用接続口をチャンバーの側面の所定箇所に、連通管をチャンバーの上面の所定箇所にそれぞれ設けたチャンバー装置。
【請求項２】
前記檻が、移動を容易とするキャスターを備え、前記チャンバーが、第１の区画底部に、前記檻を収容した際に、前記キャスターを固定し、且つ檻の遊動を緩衝しうる緩衝部材を備えている請求項１のチャンバー装置。
【請求項３】
チャンバーが、動物の飲水を提供するための給水管の挿入口を第１の区画に備える請求項１のチャンバー装置。
【請求項４】
前記動物用檻が、正面及び上面以外の面を視界及び空気の流通を遮断する金属面で覆った檻であり、前記換気用接続口を、チャンバー側面であって、該側面高さの１／２より高い位置で、且つチャンバー正面側に設け、前記連通管を、チャンバー上面であって、第１の区画と第２の区画とを接続するように前記仕切り板を挟む位置に設けた請求項１のチャンバー装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載のチャンバー装置において、呼吸系試験のための測定器具を所望箇所に固設し、前記換気用接続口に換気手段を接続し、前記第１及び第２の区画の内圧を計測し、第１の区画における大気圧変化による呼吸系試験結果への影響を、第２の区画の内圧変化により補正して前記測定器具に伝達する呼吸波形信号検出用トランスジューサーをチャンバー外側に設置した呼吸系薬理試験システム。
【請求項６】
請求項５記載のシステムを準備する工程(A)と、
チャンバーの第１の区画に収容した動物用檻において、サル、イヌ又はブタから選択される動物を馴化する工程(B)と、
馴化した動物に、安全性薬理試験のための被験物質を投与する工程(C)と、
チャンバーの扉を閉め、無麻酔、無拘束状態で、被験物質を投与した檻の中の動物に対する呼吸系試験を実施する工程(D)と、
前記呼吸系試験を実施する動物と同一個体の動物を用いて、前記被験物質に対する安全性薬理試験における中枢神経系試験及び心血管系試験を少なくとも実施する工程(E)とを含む安全性薬理試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全性薬理試験等における呼吸系薬理試験を、サル、イヌ又はブタの大動物を用いて、無麻酔、無拘束状態で実施することができる呼吸系薬理試験システム、該システムに用いるチャンバー装置及び安全性薬理試験における呼吸系、中枢神経系及び心血管系試験の全てを、同一種及び同一個体のサル、イヌ又はブタから選択される大動物において実施することが可能な安全性薬理試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品開発における被験物質の生体機能測定は、麻酔下、拘束下の動物を用いて行われてきた。しかし、このような環境下における試験では、ストレスや麻酔の影響が大きく、被験物質の影響を精密に評価することが困難であった。
近年、医薬品開発のために行われる安全性薬理試験は、被験物質による影響を精度良く評価するために、試験動物を、無麻酔、無拘束の状態において、なるべくストレスを与えない環境で実施されることが多くなっている。該安全性薬理試験は、ヒトの安全性に関連のあるものと思われる被験物質の望ましくない薬力学的特性を特定すること、毒性試験、臨床試験で認められた被験物質の有害な薬力学的若しくは病態生理学的作用を評価すること、更には、これまで認められた若しくは危惧される薬力学的有害作用の機序を検討することを目的としており、現状、呼吸系、中枢神経系及び心血管系試験が必須に行われている。
呼吸系試験では、被験物質の呼吸系に及ぼす作用を適切に評価するため、被験物質投与後の呼吸数、呼吸機能の尺度等が評価され、中枢神経系試験では、被験物質の呼吸系に及ぼす作用を評価するため、被験物質投与後の運動量、行動変化、協調性、感覚、運動反射反応及び体温等が観察され、心血管系試験では、被験物質の心血管系に及ぼす作用を評価するために、被験物質投与後の血圧、心拍数、心電図等について評価がなされている。【０００３】
ところで、上記呼吸系、中枢神経系及び心血管系試験を実施するに際して、試験動物のストレス等を緩和するために、環境への馴化がなされることが多い。
しかし、サル、イヌ又はブタのように知的レベルの高い動物では、試験内容によっては馴化が困難な場合も少なくない。特に、呼吸系試験においては、従来、例えば、特許文献１に示されるような、外気と略接触しない閉塞された透明なチャンバー内に動物を収容して行う必要があるため、上記のような動物では実際には馴化できず、馴化可能なマウス、ラット、モルモット等の小動物で行わざるを得ないのが現状である。
従って、安全性薬理試験においては、なるべくヒトへの影響評価に近い結果を得るために、よりヒトに近いサル、イヌ、ブタ等であって、同一種でしかも同一個体において被験物質を評価することが理想であるにもかかわらず、少なくとも呼吸系試験においては、上述のとおり小動物を用いる必要があるため、大動物における同一個体での実施が行われていないのが実状である。【０００４】
前記小動物を用いた試験評価では、ヒトとの生体機能の相違から、ヒトと異なる代謝物が産生されることも多く、このような場合にはヒトの代謝物試験を改めて実施する必要が生じ、医薬品開発の遅延の要因となっている。そして、呼吸系試験、中枢神経系試験及び心血管系試験における評価機器自体は多数開発がなされているが、呼吸系試験をサル、イヌ、ブタ等の大動物の同一個体で、しかも無麻酔、無拘束においての実施が可能である、馴化可能なチャンバー装置については従来全く提案がなされていないのが実状である。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／２５４４８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、サル、イヌ又はブタから選択される動物の呼吸系薬理試験を、該動物の馴化が容易で、ストレスの影響を軽減でき、且つ無麻酔、無拘束状態で実施することが可能な呼吸系薬理試験システム及び該システムに用いるチャンバー装置を提供することにある。
本発明の別の課題は、サル、イヌ又はブタから選択される動物のうちの同一個体において、呼吸系、中枢神経系及び心血管系試験を無麻酔、無拘束状態で実施することができる安全性薬理試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、サル、イヌ又はブタから選択される動物を収容し、無麻酔、無拘束状態で、呼吸系の薬理試験を実施するためのチャンバー装置であって、前記動物が生活しうる空間を確保した、少なくとも正面及び上面が、内部観察及び空気流通を可能とする金属製格子からなり、該正面に、前記動物の出入を可能にする格子扉を設けた動物用檻と、透明なチャンバーとを備え、前記チャンバーは、内部を、前記檻を収容するための第１の区画及び、大気圧変化による呼吸系試験結果への影響を補正するための第２の区画に仕切る仕切り板と、第１の区画に前記檻の出入を可能にする扉と、第１の区画内の空気を換気する換気手段を接続するための換気用接続口と、第１の区画内へ外気を導入でき、且つ第１及び第２の区画を連通させうる、少なくとも３箇所の開口を有する連通管とを備え、前記換気用接続口及び前記連通管とを、動物を収容していない前記檻を第１の区画に収容した状態で、第１の区画内の空気流を一定に保持しうると共に、収容した檻内にも空気を流通させ得るように、換気用接続口をチャンバーの側面の所定箇所に、連通管をチャンバーの上面の所定箇所にそれぞれ設けたチャンバー装置が提供される。【０００７】
前記動物用檻は、通常、薬理試験に供するサル、イヌ、ブタ等を飼育する金属製の檻を利用することができる。該檻は、少なくとも正面及び上面が、内部観察及び空気流通を可能とする金属製格子からなり、該正面に、前記動物の出入を可能にする格子扉を設けた、動物が生活しうる空間を有する檻であれば特に限定されない。チャンバー内の第１の区画に収容した際に、動物が周囲を観察する視界を狭め、ストレス発生要因を軽減し、且つ第１の区画内の空気の流れ制御を容易にするという点から、正面及び上面以外の面を視界及び空気の流通を遮断する金属面で覆った檻であることが好ましい。この際、呼吸系試験を行っている間は、動物の行動を観察する必要があるので、檻の正面及び上面の視界は十分確保する必要がある。【０００８】
前記動物用檻は、移動を容易とするために、その下面の例えば４隅にキャスターを設置することができる。また、薬理試験のための被験物質を動物に投与する際に、一時的に動物を拘束しうる公知の拘束手段等を檻に設置することもできる。【０００９】
前記チャンバーは、内部を観察しうるようにするために、全体を透明にすることが好ましく、例えば、公知の透明な樹脂等を用いて作製することができる。チャンバーの第１の区画は、前記動物用檻を十分に収容しうる大きさとする必要がある。【００１０】
第１の区画に設ける換気用接続口及び第１の区画内に外気の導入を可能にする連通管は、動物を収容していない前記檻を第１の区画に収容した状態で、第１の区画内の空気流を一定に保持しうると共に、収容した檻内にも空気を流通させ得るように、換気用接続口をチャンバーの側面の所定箇所に、連通管をチャンバーの上面の所定箇所に適宜設けることができる。例えば、動物用檻として、正面及び上面が空気流通可能な金属製格子により形成し、それ以外の面が視界及び空気の流通を遮断した金属面で覆った檻を使用した場合には、換気用接続口を、チャンバー側面であって、該側面高さの１／２より高い位置で、且つチャンバー正面側に設け、前記連通管を、チャンバー上面であって、第１の区画と第２の区画とを接続するように仕切り板を挟む位置に設けることができ、チャンバーの両側面からの距離が略同距離となる、仕切り板の略中央に、該仕切り板を挟む位置に設けることが好ましい。
前記連通管は、第１及び第２の区画が同様な大気圧となるように、第１の区画との接続口と、第２の区画との接続口と、外気との接続口との少なくとも３箇所の開口を有する連通管である。【００１１】
チャンバー内を第１の区画と第２の区画とに仕切る仕切り板は、第１の区画と第２の区画との空気の流れを遮断しうる板であれば特に限定されないが、通常、透明樹脂製板等を用いることができる。
第２の区画は、大気圧の変化により呼吸系試験結果に影響が生じる場合に、該影響を補正するために必要な空間であって、第１及び第２の区画内の空気と外気とを接触させ得る、少なくとも３箇所の開口を有する連通管以外には、第１の区画の空気や外気と接触しないように仕切られている。【００１２】
動物用檻が前記キャスターを有する場合には、第１の区画内に収容した檻中における動物の行動により、檻が遊動し、位置ズレが生じ易くなる。このような位置ズレは、呼吸系試験の第１の区画内における空気の流れを変動させ、正確なデータ収集に影響を及ぼす恐れがあり、また、該遊動が、動物へのストレス要因になる恐れがある。そこで、このような位置ズレを防止するために、キャスターを固定しうる凹部を有し、緩衝材が檻の外側底面の一部に接して檻全体を固定することが可能な緩衝部材を第１の区画の底部に設けることが好ましい。【００１３】
また本発明によれば、上記チャンバー装置において、呼吸系試験のための測定器具を所望箇所に固設し、前記換気用接続口に換気手段を接続し、前記第１及び第２の区画の内圧を計測し、第１の区画における大気圧変化による呼吸系試験結果への影響を、第２の区画の内圧変化により補正して前記測定器具に伝達する呼吸波形信号検出用トランスジューサーをチャンバー外側に設置した呼吸系薬理試験システムが提供される。【００１４】
呼吸系試験のための測定器具は、チャンバー外側に設置する呼吸波形信号検出用トランスジューサーによって得られた呼吸波形信号をコンピュータに取り込み、解析することにより、例えば、吸気時間、呼気時間、最大吸気流速、最大呼気流速、一回換気量、定率呼気時間、分時換気量、分時呼吸数、吸気末一時休止時間、呼気末一時休止時間、拡張型定率呼気時間比等を測定することができる公知の呼吸機能測定装置におけるアニマルチャンバー以外のものを用いることができる。【００１５】
更に本発明によれば、上記呼吸系薬理試験システムを準備する工程(A)と、チャンバーの第１の区画に収容した動物用檻において、サル、イヌ又はブタから選択される動物を馴化する工程(B)と、馴化した動物に、安全性薬理試験のための被験物質を投与する工程(C)と、チャンバーの扉を閉め、無麻酔、無拘束状態で、被験物質を投与した檻の中の動物に対する呼吸系試験を実施する工程(D)と、前記呼吸系試験を実施する動物と同一個体の動物を用いて、前記被験物質に対する安全性薬理試験における中枢神経系試験及び心血管系試験を少なくとも実施する工程(E)とを含むことを特徴とする安全性薬理試験方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の呼吸系薬理試験システム及び該システム等に用いる本発明のチャンバー装置は、内部を、２つに区画した透明なチャンバーを用い、該２つに区画した一方に、サル、イヌ又はブタから選択される動物を飼育することが可能な所定の動物用檻を収容する構成、他方に、大気圧変化による呼吸系試験結果への影響を補正するための空間を確保する構成、更に、動物用檻を収容する区画内の空気の流れを一定に保持しうると共に、収容した檻内にも空気を流通させ得るように、チャンバーの側面及び上面のいずれかの所定箇所に、換気用接続口及び空気導入のための連通管を設ける構成を採用するので、サル、イヌ又はブタであっても馴化が容易であり、チャンバー内に動物用檻を収容しても、該区画内の空気の流れを、動物を収容しない状態において一定に保持することができる。従って、従来は、不可能であった、サル、イヌ又はブタにおいても、無麻酔、無拘束の状態で呼吸系薬理試験を実施することが可能になる。
本発明の安全性薬理試験方法は、本発明の呼吸系薬理試験システムを用いるので、従来不可能であった安全性薬理試験における呼吸系試験を、サル、イヌ又はブタから選択される動物により行うことができる。従って、安全性薬理試験における呼吸系、中枢神経系及び心血管系試験の全てを上記動物で実施できるので、同一個体において信頼しうる結果を得ることができ、医薬品開発に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のチャンバー装置に用いる動物用檻の概略斜視図である。
【図２】本発明のチャンバー装置に用いる透明なチャンバーの蓋を外した状態を示す概略斜視図である。
【図３】図２に示すチャンバー内に、図１に示す動物用檻を収容し、チャンバーの扉を閉めた状態を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、サル、イヌ又はブタから選択される動物を収容する動物用檻１０の概略斜視図である。
檻１０は、動物が生活しうる空間を確保した、正面及び上面が、内部観察及び空気流通を可能とする金属製格子(１１ａ，１１ｂ)からなり、他の面は、金属壁で覆われている。該正面には、動物の出入を可能にする格子扉１２を設けており、該格子扉１２は上下に移動可能とする取っ手１２ａを備える。
また、正面には、手前に引くことにより動物を一時的に拘束しうる拘束用取っ手１２ｂが設けてあり、該拘束を実施する機構は図示しないが、公知の動物生活用檻に備えられている拘束機構等を採用することができる。
檻１０の底面には、檻１０の移動を容易とするためのキャスター１３が、４隅に備えられている。【００１９】
図２は、図１に示す檻１０を収容するためのアクリル樹脂製の透明なチャンバー２０を説明するための概略斜視図であって、正面の扉を外した状態を示す。
チャンバー２０は、前記檻１０を収容するための第１の区画２１と、大気圧変化による呼吸系試験結果への影響を補正するための第２の区画２２とを備え、該第１の区画２１と第２の区画２２とは、透明な仕切り板２３により仕切られている。
第１の区画２１の正面側には、前記檻１０の出入を可能にする扉(図示せず)を取付け及び取外しを可能にするための扉固定用フック２４が図示するように固定されている。
第１の区画２１の側面の正面側であって、底面から約３／４程度の高さの位置に、該区画２１内の空気を換気するための換気手段(図示せず)を接続するための換気用接続口２６が設けられている。【００２０】
第１の区画２１の内部の底面には、檻１０を固定するための檻固定用緩衝部材２７が設けられている。該緩衝部材２７は、檻１０のキャスター１３を嵌挿するための溝２７ａと、檻１０の外側底面に接して、檻１０の遊動を緩衝し得るクッション２７ｂを備えている。
また、第１の区画２１には、動物に飲水を供給するための給水管(図示せず)を挿入するための挿入口２８が設けられている。【００２１】
第１の区画２１側上面及び第２の区画２２側の上面の図示するような後方の略中央箇所には、仕切り板２３を挟むように、各区画内の空気及び外気を接触させるための樹脂製連通管２９が設置されている。該連通管２９は、第１の区画２１内に挿入された箇所に１つの開口を、第２の区画２２内に挿入された箇所に１つの開口を、及び外気と接触する箇所に開口２９ａをそれぞれ設けた、３箇所の開口を有する連通管である。図１に示す動物用檻１０を第１の区画２１内に収容し、第１の区画の扉を閉め、換気用接続口２６に換気手段を接続して、該換気手段により第１の区画内の空気を吸引することによって、前記連通管２９の開口２９ａから第１の区画内に外気が導入されることになる。
また、第１の区画２１の側面及び第２の区画２２の側面には、仕切り板２３を挟むように、第１及び第２の区画の内圧を計測し、第１の区画における大気圧変化による呼吸系試験結果への影響を、第２の区画の内圧変化により補正して呼吸系薬理試験測定器具(図示せず)に伝達する呼吸波形信号検出用トランスジューサー(図示せず)を接続するための端子(３０ａ，３０ｂ)が設けられている。【００２２】
本発明のチャンバー装置は、図３に示すように、図１に示す動物用檻１０を、図２に示すチャンバー２０の第１の区画２１内に固定し、透明な樹脂製の扉を図示するように扉固定用フック２４により取付けることにより組立てることができる。図３において、各番号は、図１及び図２に示す番号と同一の内容を示すので説明を省略する。【００２３】
本発明のチャンバー装置を用いて呼吸系薬理試験を行うには、チャンバー２０の換気用接続口２６に換気手段を接続し、挿入口２８に給水管を接続し、端子(３０ａ，３０ｂ)に、第１及び第２の区画の内圧を計測し、第１の区画２１における大気圧変化による呼吸系試験結果への影響を、第２の区画２２の内圧変化により補正して呼吸系薬理試験測定器具に接続した呼吸波形信号検出用トランスジューサーを接続する。
次いで、動物用檻１０を第１の区画２１の上記所定箇所に固定し、測定用動物を該檻１０内で馴化させた後、チャンバー２０の扉をフック２４で固定して図３に示す状態で測定を開始することができる。ここで、図３は、上記換気手段、給水管及び呼吸系薬理試験測定器具を省略した状態を示す。
測定は、ビデオカメラ等で動物を監視しながら行うことができる。呼吸系薬理試験に用いる装置は、公知の装置を用いることができる。【００２４】
本発明の安全性薬理試験方法を実施するには、上記呼吸系薬理試験に加えて、動物用檻１０内において、公知の中枢神経系試験用装置及び心血管系試験用装置を用いて、同一固体動物を対象に行なうことができる。
この際、中枢神経系試験用装置及び心血管系試験用装置における測定器具の設置は、例えば、動物用檻１０の上面金属製格子１１ｂの一部に、動物が取り外しできないようにしっかり固定することにより行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
2007015289.tif 000005
2007015289.tif 000006
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