JP3806970B2 - スーパー抗原除去用あるいは解毒用の材料 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、黄色ブドウ球菌外毒素や連鎖球菌外毒素等のスーパー抗原を解毒あるいは除去する材料に関するものである。特にヒト血液中等の高濃度の蛋白質溶液中に存在するスーパー抗原と結合することによってスーパー抗原の毒素活性を失わせる（解毒）薬剤として、スーパー抗原を除去する浄化カラムあるいは創傷被覆材料として、あるいはスーパー抗原を検出あるいは定量する測定材料として好適に用いられる。
【０００２】
【従来技術】
スーパー抗原とは、従来の抗原と異なり、抗原提示細胞内におけるプロセッシング過程を経ることなく、抗原提示細胞上の主要組織適合性抗原クラスII蛋白質（以下、「ＭＨＣクラスII」と言うことがある）に直接結合し、さらにはこのＭＨＣクラスIIおよびＴ細胞と複合体を形成することにより、特定のＶβ領域を有するＴ細胞を活性化させる一群の蛋白質である。従来の抗原ではＴ細胞との結合には多くの制約があるため、これに反応するＴ細胞の数は通常１万個に１個以下であるが、スーパー抗原ではＴ細胞のＶβ領域のみに結合するため、ある種のスーパー抗原は５個のうち１個のＴ細胞を活性化する。この結果、スーパー抗原は免疫系を異常に活性化させ、敗血症時の発熱、発疹、血圧低下や食中毒時の嘔吐あるいは自己免疫疾患等を引き起こすと考えられている（D.L.MurrayらAmerican Society of Microbiology News. 61(5) p229 (1995)）。スーパー抗原としては黄色ブドウ球菌外毒素や連鎖球菌外毒素、エルシニア菌外毒素、あるいはある種のウイルス蛋白質やヒートショック蛋白質が確認されているが、今後も特定化されていく可能性がある。
【０００３】
これまで、これらスーパー抗原と親和性のある物質としては、スーパー抗原に対する抗体（P.M.Rostenら Journal of Clinical Microbiology 25(2) p327 (1987) ）、主要組織適合性抗原クラスII蛋白質およびその一部（ J.K.Russell et al. Biochemical and Biophysical Research Communications 168 p696 (1990) ）、イオン交換樹脂（H.Igarashiら Infection and Immunity 44(1) p175 (1984) ）等が知られており、血液中や培養液上清中のスーパー抗原を吸着する結合物質として用いられてきた。しかし、これら結合物質の多くは蛋白質あるいはペプチドであり、高価である、滅菌により失活しやすい等の欠点を有していた。また、イオン交換樹脂とスーパー抗原の親和性は溶液のｐＨの影響を受けやすく、中性領域においては特異性が低くなる。このため、血液や食品等ｐＨを中性に保つ必要性がある高蛋白質濃度の溶液中でスーパー抗原と十分な親和性を有する材料としては不適当であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれら従来技術の欠点を解消しようとするものであり、中性領域の高蛋白質濃度の溶液中においてもスーパー抗原との選択的親和性に優れ、滅菌が可能で、かつ安価である材料を提供することを目的とする。すなわち、本発明材料はスーパー抗原と高い親和性を有するため、血液、尿などの体液や食料品、飲料物中、医薬品中に存在するスーパー抗原と結合することができる。この結合により、例えば、スーパー抗原の３次元構造などの性質を変化させること、あるいはＭＨＣクラスIIあるいは／およびＴ細胞との結合部位を遮蔽すること等によって、スーパー抗原に毒素としての活性を失わせる（解毒）ことができる。すなわち、本発明材料を医薬品として用いれば、食中毒、敗血症や自己免疫疾患の治療や発症の予防が可能になる。また、この材料が水不溶性であるならば、これを用いて、血液、尿などの体液や食料品、飲料物中、医薬品中からスーパー抗原を除去することが可能となり、食中毒、敗血症や自己免疫疾患の治療や発症の予防が可能になる。特に、スーパー抗原除去用の体液浄化カラムおよびスーパー抗原吸着性の創傷被覆材料として好適である。また、スーパー抗原を検出あるいは定量する測定材料として用いれば、食中毒、敗血症や自己免疫疾患の診断が可能となる。本発明はこのような疾患の診断や治療、および発症の予防を可能とする材料を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討した結果、尿素結合あるいはチオ尿素結合を含む材料が黄色ブドウ球菌外毒素等のスーパー抗原と親和性を有することを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明の第一の要件は尿素結合あるいはチオ尿素結合、およびキトサン、セルロースおよびそれらの誘導体から選ばれる糖質の水酸基を含むことを特徴とする、スーパー抗原を除去あるいは解毒するための材料である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明材料は芳香族環と水素結合形成可能な基を含むことが好ましい。
【０００７】
また、本発明の第二の要件は下式の水素結合の形成が可能な基および芳香族置換基を有する尿素あるいはチオ尿素化合物である。
【０００８】
【化３】

ここで、ＸはＯあるいはＳであり、ｋは０以上の整数である。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は水素結合形成可能な基あるいは芳香族置換基であり、同一でも異なっていても構わない。ｋが２以上の場合にはＲ３は繰り返しに伴い、交互に水素結合形成可能な基、芳香族置換基となることが好ましい。水素結合の形成が可能な官能基としては、水酸基あるいはアミノ基、特に２級あるいは３級のアミノ基が好ましい。
【０００９】
さらに、本発明の第三の要件は上述した材料を用いた体液浄化カラムあるいは創傷被覆材料である。
【００１０】
本発明において、尿素結合あるいはチオ尿素結合の置換基としては特に限定はなく、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などの脂肪族化合物やシクロヘキサン、シクロペンタンのような脂環族化合物が用いられるが、より好ましくはフェニル基、ナフチル基、アントラシル基等の芳香族化合物が用いられる。また、アミノヘキシル基、モノメチルアミノヘキシル基、ジメチルアミノヘキシル基、アミノオクチル基、アミノドデシル基、トリル基、クロロフェニル基、ニトロフェニル基、ジフェニルメチル基、アミノジフェニルメチル基等の誘導体も好適に用いられる。さらに、アミノ基、水酸基、カルボキシル基、メルカプト基等のような水素結合を形成可能な官能基を持つものも置換基として好ましく用いられる。例えば、水酸基を有する化合物として、ヒドロキシプロパン、1,3 ジアミノ-2- ヒドロキシプロパン、ヒドロキシブタノン基、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシピリジン等の化合物や、グルコース、グルコサミン、ガラクトサミン、マルトース、セルビオース、スクロース、アガロース、セルロース、キチン、キトサン等の単糖、オリゴ糖、多糖等の糖質あるいはそれらの誘導体が置換基として好ましく用いられる。また、アミノ基を有する化合物としては例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、ポリエチレンイミン、Ｎ−メチル−２, ２’ジアミノジエチルアミン等が好ましく用いられる。最も好ましくは、本発明材料は水酸基やアミノ基を有する化合物（糖質あるいはその誘導体を含む）のような水素結合形成可能な基と芳香族化合物の両方を尿素結合あるいはチオ尿素結合の置換基として有することができる。
【００１１】
また、本発明材料としては、モノマ、オリゴマ、ポリマのいずれでも良いため、上記置換基あるいはその一部が重合されているものも本発明材料に含まれる。すなわち、上記置換基あるいはその一部として、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリテトラフルオロエチレンなどの合成高分子や、セルロース、コラーゲン、キチン、キトサンおよびそれらの誘導体を含む天然高分子などの繰り返し単位が好適に用いられる。つまり、単独重合、共重合あるいはブレンドされたこれら合成高分子や天然高分子などに、尿素結合あるいはチオ尿素結合を導入することが好適に行われる。さらに、金属、セラミック、ガラスなどの無機材料を適当な高分子で被覆したものも好適に用いられる。
【００１２】
さらに、尿素結合、チオ尿素結合を分子構造内に複数個有するような、ポリ尿素あるいはポリチオ尿素も本発明材料として好ましい。この場合にも、尿素結合、チオ尿素結合の置換基として上記置換基のいずれをも用いることができるが、最も好ましくは、水酸基やアミノ基を有する化合物（糖質あるいはその誘導体を含む）のような水素結合形成可能な基と芳香族化合物の両方を尿素結合あるいはチオ尿素結合の置換基として有することができる。
【００１３】
本発明材料は一般に公知の方法で合成することができる。例えば脂肪族化合物や芳香族化合物に尿素結合あるいはチオ尿素結合を導入する場合には、イソシアネート誘導体あるいはイソチオシアネート誘導体とアミノ化合物とを反応させる方法を用いることができる。イソシアネートあるいはイソチオシアネートとしては例えば、エチルイソシアネート、ステアリルイソシアネート、n-ブチルイソシアネート、ｉｓｏ−ブチルイソシアネート、n-プロピルイソシアネート、メチルイソチオシアネート、エチルイソチオシアネート、n-ブチルイソチオシアネート、ベンジルイソチオシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、シクロヘキシルイソチオシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート等の脂肪族イソシアネートあるいはイソチオシアネートのいずれをも用いることができるが、より好ましくはフェニルイソシアネート、クロロフェニルイソシアネート、フルオロフェニルイソシアネート、ブロモフェニルイソシアネート、ニトロフェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、メトキシフェニルイソシアネート、1-ナフチルイソシアネート、4,4'ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3',5,5' テトラエチル4,4'ジイソシアナトジフェニルメタン、フェニルイソチオシアネート、クロロフェニルイソチオシアネート、フルオロフェニルイソチオシアネート、ニトロフェニルイソチオシアネート、トリルイソチオシアネート、メトキシフェニルイソチオシアネート、1-ナフチルイソチオシアネート、等の芳香族イソシアネートあるいはイソチオシアネートが用いられる。また、本発明に用いるアミノ化合物のアミノ基としては１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基のいずれでも良く、アミノ化合物としては例えば、ｓｅｃ−オクチルアミン、６−アミノ−ｎ−カプロン酸、３−アミノ−１−プロペン、アミノイソ酪酸、アミノピリジン、アミノベンゼンスルホン酸、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、Ｎ−メチル−ジアミノジエチルアミン、ポリエチレンイミンなどのいずれをも用いることができるが、アミノ基の反応性を考えると、反応に用いるアミノ基として少なくとも一つ１級アミノ基を有することが好ましい。さらに、水酸基を有するアミノ化合物も好ましく用いることができる。すなわち、2-エタノールアミン、3-プロパノールアミン、6-ヘキサノールアミン、1,3 ジアミノ-2- ヒドロキシプロパン、グルカミン等の脂肪族アミン及びN-メチル1,3-ジアミノプロパノール等の誘導体、あるいは、4-アミノフェノール、ジアミノフェノール、アミノヒドロキシピリミジン、ジアミノヒドロキシピリミジン、ジアミノヒドロキシピラゾール等の芳香族アミン、あるいはセリン、チロシン等のアミノ酸類が用いられる。また、エピクロロヒドリンおよびアミノ化合物、あるいは1,3 ジブロモ-2- ヒドロキシプロパンを反応させることによって水酸基のみを有する化合物あるいはアミノ基のみを有する化合物から水酸基を有するアミノ化合物を合成することも好ましく行われる。このときのアミノ化合物とイソシアネート誘導体あるいはイソチオシアネート誘導体の混合比は任意に選択できるが、イソシアネートあるいはイソチオシアネート基と水酸基の反応を抑制するために、アミノ基量をイソシアネート基量と等量あるいはアミノ基を過剰になるようにすることが好ましい。また、糖質に尿素結合あるいはチオ尿素結合を導入する場合も上記と同様な方法を用いることができる。すなわち、キトサンやグルコサミンのようなアミノ基を有する糖質の場合には、上述したようなイソシアネート誘導体あるいはイソチオシアネート誘導体を反応させることができる。セルロースのようなアミノ基を有さない糖質の場合には、糖質の水酸基をエピクロルヒドリン、トレシルクロライドなどを用いて活性化させた後に、アンモニアやジアミノエタンなどと反応させてアミノ基を導入し、このアミノ基を利用して、糖質に尿素結合あるいはチオ尿素結合を導入することができる。
【００１４】
さらに、本発明材料がオリゴマあるいはポリマの場合には、例えば、イソシアネート基、カルボキシル基あるいはスクシンイミド基等のカルボン酸の活性エステル基を有するオリゴマあるいはポリマに、尿素誘導体あるいはチオ尿素誘導体のアミノ基を反応させる方法が好ましく用いられる。反応に利用されるアミノ基としては、尿素結合、チオ尿素結合の末端のアミノ基の反応性は低いため、それ以外の部位に存在するアミノ基が好ましい。また、アミノ基を有するオリゴマ、ポリマ、あるいはアンモニア、ジアミノエタン、1,3 ジアミノプロパン、1,3 ジアミノ-2- ヒドロキシプロパン、などによりアミノ基を導入したオリゴマ、ポリマに上述したようなイソシアネート誘導体あるいはイソチオシアネート誘導体を反応させることも好ましい方法である。アミノ基、イソシアネート基、カルボキシル基、あるいはスクシンイミド基等のカルボン酸の活性エステル基などの官能基は、必要に応じてオリゴマ、ポリマに導入することができる。
【００１５】
さらに本発明材料がポリ尿素あるいはポリチオ尿素の場合には、例えばポリイソシアネート誘導体あるいはポリイソチオシアネート誘導体とポリアミノ化合物とを反応させる方法を用いることができる。通常、試薬の量はポリイソシアネートあるいはポリイソチオシアネート１モルに対して、０．１〜５モルのポリアミンが好ましく用いられる。ポリイソシアネートあるいはポリイソチオシアネートとしてはヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4,4'ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3',5,5' テトラエチル4,4'ジイソシアナトジフェニルメタン、キシレンジイソシアネート、メチレンビス（４−フェニルイソチオシアネート）等が好適に用いられる。また、ポリアミノ化合物としてはジアミノエタン、ジアミノプロパン、1,3 ジアミノ-2- ヒドロキシプロパン、Ｎ−メチル1,3 −ジアミノ-2- プロパノール、ジアミノフェノール、Ｎ，Ｎ’−ジアミノピペラジン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ジプロピレントリアミン、Ｎ−メチルジアミノエチルアミンなどを好ましく用いることができる。
【００１６】
上記すべての反応は標準的には、反応温度は０〜１５０℃、反応時間は０．１〜２４時間で行われる。また、反応溶媒は必ずしも必要ではないが、一般的には溶媒の存在下に行われる。使用しうる溶媒としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ- ブタノール、ヘキサン、アセトン、Ｎ，Ｎジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類等が挙げられる。反応終了後の反応液は、必要に応じ、ろ過、濃縮などの通常の後処理の後、カラムクロマトグラフィー、再結晶などの操作により、精製されることができる。また、水不溶性の材料の場合、ガラスフィルター等を用いて洗浄することも好ましい方法である。
【００１７】
本発明材料の中で水不溶性のものは、スーパー抗原除去カラム、創傷被覆材、スーパー抗原検出あるいは定量用の測定材料などとして好ましく用いられる。その形状としては特に限定はないが、カラムとして用いる場合には、ビーズ、繊維、中空繊維、糸束、ヤーン、ネット、編み地、織物等が好ましく、創傷被覆材料の場合は、織物あるいはフィルム等の形状が好ましく、また、測定材料の場合には、ビーズ、プレート、チューブ等の形状が好ましい。
【００１８】
また、尿素結合を有する材料としては多孔質キトサンビーズであるキトパールＢＣＷ−３００１、キトパールＢＣＷ−３５０１（富士紡績株式会社製）が市販されている。しかし、これらのキトサンビーズは酵素固定化用担体として用いられており、スーパー抗原と選択的な親和性を有することはこれまで全く知られていなかった。また、医療用材料として用いられているポリエーテルウレタンウレアは構造内に尿素結合を有するが、スーパー抗原との親和性はない。
【００１９】
以下に実施例を用いて詳細に説明を加えるが、発明の内容が実施例に限定されるものではない。
【００２０】
【実施例】
実施例１
キトサンビーズへの尿素結合の導入および該ビーズによるスーパー抗原吸着除去試験
構造式（１）
【化４】

を有する、粒径０．１ｍｍのキトサンビーズ（富士紡（株）製、”キトパール”ＡＬ−０１）１２ｍｌ（沈降時体積、乾燥重量は１．０ｇ）を２０ｍｌのＮ, Ｎ−ジメチルホルムアミド中で撹拌し、ガラスフィルターによって、ビーズと溶液の分離を行った。この操作を１回５分間、２０回繰り返し、含有水分をＮ, Ｎ−ジメチルホルムアミドと完全に置換させた。
【００２１】
このビーズを１ｇのｐ−クロロフェニルイソシアネートを溶解させた１００ｍｌのＮ，Ｎジメチルホルムアミドに徐々に添加し、撹拌しながら室温で１時間反応させた。その後、ガラスフィルターを用いて、ビーズと溶液とを分離し、このビーズを２０ｍｌのＮ，Ｎジメチルホルムアミド中で５分間撹拌することによって洗浄を行った。この洗浄操作を２０回繰り返し、未反応のｐ−クロロフェニルイソシアネートを完全に除去した。次いで、蒸留水による洗浄操作を同様に行い、Ｎ, Ｎ−ジメチルホルムアミドを蒸留水と置換することによって、構造式（２）
【化５】

を有するキトサンビーズを得た。修飾キトサンビーズの赤外吸収スペクトルを図１に示す。
【００２２】
この修飾キトサンビーズ（２）およびコントロールとしての未修飾キトサンビーズ（１）を用いて、４種のスーパー抗原、黄色ブドウ球菌外毒素Ａ（ＳＥＡ）、外毒素Ｂ（ＳＥＢ）、外毒素Ｃ（ＳＥＣ）、及びトキシックショックシンドロームトキシン−１（ＴＳＳＴ−１）の吸着除去をウサギ血漿中で行った。スーパー抗原の初期濃度は１ｎｇ／ｍｌとし、血漿量１０ｍｌに対して、１２１℃、２０分間の高圧滅菌後の上記のキトサンビーズ１ｍｌを添加し、３７℃において６０分間振盪した。６０分間反応後のウサギ血漿中の４種のスーパー抗原濃度を酵素免疫学的に測定した結果を表１に示す。この結果が示すように、尿素結合の導入により、キトサンビーズにスーパー抗原吸着能が付与された。
【００２３】
表１ 修飾キトサンビーズによるウサギ血漿中の４種のスーパー抗原の
吸着除去試験
【表１】

実施例２
修飾キトサンビーズによるスーパー抗原吸着除去試験−循環法
実施例１の未修飾キトサンビーズ（１）および修飾キトサンビーズ（２）を用いて、スーパー抗原の循環方法による吸着試験を行った。上記のキトサンビーズ１ｍｌをカラムに充填し、これにスーパー抗原（ＴＳＳＴ−１）を１ｎｇ／ｍｌ添加したウサギ血漿１０ｍｌを、３７℃において６０分間循環させた。５分、１５分、３０分、４５分、６０分後のウサギ血漿中のＴＳＳＴ−１濃度を酵素免疫学的に測定した結果を図２に示す。このように尿素結合の導入により、体外循環のような流動条件下におけるスーパー抗原吸着能がキトサンビーズに付与された。
【００２４】
実施例３
尿素結合あるいはチオ尿素結合を導入したキトサンビーズ７種類によるスーパー抗原吸着除去試験
フェニルイソシアネート、ｐ−トリルイソシアネート、１−ナフチルイソシアネート、フェニルイソチオシアネートおよびｐ−クロロフェニルイソチオシアネートを、実施例１と同様の方法でキトサンビーズと反応させた。また、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネートおよびヘキサメチレンジイソシアネートを実施例１と同様の方法でキトサンビーズと反応後、室温で１２時間、蒸留水と反応させることによって、末端のイソシアネート基を加水分解した。その後、ビーズを蒸留水で十分に洗浄した。以上の方法で（３）〜（９）の構造式を有する修飾キトサンビーズを得た。構造式（８）及び（９）はそれぞれ”キトパールＢＣＷ−３５０１”および”キトパールＢＣＷ−３００１”に相当する。
【００２５】
【化６】

この７種の修飾キトサンビーズおよびコントロールとしての未修飾キトサンビーズを用いて、実施例１と同様に、ウサギ血漿中からのスーパー抗原（ＴＳＳＴ−１）の吸着除去を行った。ＴＳＳＴ−１の初期濃度は１ｎｇ／ｍｌとし、血漿量１０ｍｌに対して上記のキトサンビーズ１ｍｌを添加し、３７℃において６０分間振盪し、反応後のウサギ血漿中のＴＳＳＴ−１濃度を酵素免疫学的に測定した。６０分後のＴＳＳＴ−１濃度を表２に示す。
【００２６】
表２ ７種の修飾キトサンビーズによるウサギ血漿中からの
ＴＳＳＴ−１の吸着除去試験
【表２】

構造式（１）は未修飾キトサンビーズである。この結果が示すように、尿素結合あるいはチオ尿素結合の導入により、キトサンビーズにスーパー抗原吸着能が付与された。
【００２７】
実施例４
セルロースビーズへの尿素結合の導入と該ビーズによるスーパー抗原吸着除去試験
構造式（１０）
【化７】

を有する、粒径約０. ２ｍｍのアミノ化セルロースビーズ（チッソ（株）製、”アミノ−セルロファイン”）１２ｍｌ（沈降時体積）を２０ｍｌのＮ，Ｎジメチルホルムアミド中で撹拌し、ガラスフィルターによって、ビーズと溶液の分離を行った。この操作を１回５分間、２０回繰り返し、含有水分をＮ，Ｎジメチルホルムアミドと完全に置換させた。
【００２８】
このビーズを０. １ｇの４，４’ジフェニルメタンジイソシアネートを溶解させた１００ｍｌのＮ，Ｎジメチルホルムアミドに徐々に添加し、撹拌しながら室温で１時間反応させた。その後、ガラスフィルターを用いて、ビーズと溶液とを分離し、このビーズを２０ｍｌのＮ，Ｎジメチルホルムアミド中で５分間撹拌することによって洗浄を行った。この洗浄操作を２０回繰り返し、未反応の４，４’ジフェニルメタンジイソシアネートを完全に除去した。次いで、蒸留水による洗浄操作を同様に行い、Ｎ，Ｎジメチルホルムアミドを水と置換後、室温で１２時間、蒸留水と反応させることにより、末端のイソシアネート基を加水分解してアミノ基にした。その後、ビーズを十分に蒸留水で洗浄することにより、構造式（１１）を有するセルロースビーズを得た。
【００２９】
【化８】

この修飾セルロースビーズ（１１）およびコントロールとしての未修飾セルロースビーズ（１０）を用いて、実施例１と同様に、ウサギ血漿中からのスーパー抗原（ＴＳＳＴ−１）の吸着除去を行った。ＴＳＳＴ−１の初期濃度は１ｎｇ／ｍｌとし、血漿量１０ｍｌに対して上記のセルロースビーズ１ｍｌを添加し、３７℃において６０分間振盪し、反応後のウサギ血漿中のＴＳＳＴ−１濃度を酵素免疫学的に測定した。６０分後のＴＳＳＴ−１濃度を表３に示す。
【００３０】
表３ 修飾セルロースビーズによるウサギ血漿中からの
ＴＳＳＴ−１の吸着除去試験
【表３】

この結果が示すように、尿素結合の導入により、セルロースビーズにスーパー抗原吸着能が付与された。
【００３１】
実施例５（比較例１）
アミド結合、ウレタン結合を有するビーズと尿素結合を有するビーズのＴＳＳＴ−１の吸着除去能の比較試験
実施例１と同様の方法で、キトサンビーズ（”キトパール”ＡＬ−０１、構造式（１））とｐ−クロロ安息香酸クロライドとを反応させ、アミド結合を有するキトサンビーズ（構造式（１２））を作製した。
【００３２】
【化９】

これは実施例１で作製した構造式（２）のキトサンビーズの尿素結合がアミド結合になったものである。
【００３３】
また、実施例１と同様の方法で、実施例４で用いたセルロースビーズ（”アミノ−セルロファイン”）とｐ−クロロフェニルイソシアネートを反応させ、尿素結合を有する構造式（１３）のセルロースビーズを作製した。
【００３４】
【化１０】

一方、セルロースビーズにｐ−クロロフェニルイソシアネートをトリエチルアミン存在下で１２時間反応させ、ウレタン結合を導入したセルロースビーズも作製した（構造式（１４））。
【００３５】
【化１１】

これは構造式（１３）のセルロースビーズの尿素結合がウレタン結合になったものである。
【００３６】
これらのビーズを用いて、実施例１と同様に、ウサギ血漿中からのスーパー抗原（ＴＳＳＴ−１）の吸着除去を行った。ＴＳＳＴ−１の初期濃度は１ｎｇ／ｍｌとし、血漿量１０ｍｌに対して上記のビーズ１ｍｌを添加し、３７℃において６０分間振盪し、反応後のウサギ血漿中のＴＳＳＴ−１濃度を酵素免疫学的に測定した。６０分後のＴＳＳＴ−１濃度を表４に示す。
【００３７】
表４ アミド結合、ウレタン結合を有するビーズと尿素結合を有するビーズのＴＳＳＴ−１の吸着除去能の比較試験（ウサギ血漿中）
【表４】

この結果が示すように、アミド結合やウレタン結合ではスーパー抗原結合能は付与されず、尿素結合の場合に限り、スーパー抗原吸着能が付与された。
【００３８】
実施例６ スーパー抗原特異性の確認
実施例１で作製した修飾キトサンビーズ（構造式（２））を用いて、スーパー抗原としてＴＳＳＴ−１に対する吸着性を、そして非スーパー抗原としては牛血清アルブミン（ＢＳＡ）および免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）に対する吸着性を検討した。各蛋白質ともウサギ血漿中に濃度１ｎｇ／ｍｌになるように溶解し、試料溶液とした。これらの血漿１０ｍｌに対して上記のビーズ１ｍｌを添加し、３７℃において６０分間振盪し、反応後の血漿中の蛋白質濃度を酵素免疫学的に測定した。６０分後の蛋白質濃度を表５に示す。この結果が示すように、尿素結合の導入により、スーパー抗原吸着能が付与されたが、他の蛋白質に対する吸着性はなく、スーパー抗原に対して高い特異性を有していることが示された。
【００３９】
表５ 修飾キトサンビーズによるウサギ血漿中からの各種蛋白質の吸着除去特性
【表５】

実施例７ ポリ尿素誘導体の作製。
【００４０】
０．３２ｇの１，３ジアミノ−２−ヒドロキシプロパン（以下ＤＡＨＰと略す。）をジメチルスルホキシド（以下ＤＭＳＯと略す。）４０ｍｌに溶解した。この溶液に４，４’ジフェニルメタンジイソシアネート（以下ＭＤＩと略す。）０．６３ｇを溶解したＤＭＳＯ溶液１０ｍｌを攪拌しつつ滴下した。１０ｍｌ全量を滴下後、２５℃で１時間反応を行った。その後、反応液中に蒸留水５０ｍｌを攪拌しつつ加えた。ここで生成した白色沈殿を遠心分離により回収し、回収した沈殿をメタノール５０ｍｌで５回洗浄した。その後、沈殿を減圧乾燥し０．８８ｇのポリ尿素誘導体（以下ＤＡＨＰポリ尿素と略す）を得た。図３に該ポリ尿素誘導体の赤外線吸収スペクトルを示した。図３に示すように、水酸基および尿素結合の存在が確認された。また、同様の方法でＤＡＨＰの代わりに、１，３ジアミノプロパン（以下ＤＡＰと略す）を用いてポリ尿素誘導体を作製した（以下ＤＡＰポリ尿素と略す）。
【００４１】
実施例８
実施例７で作製したポリ尿素誘導体によるスーパー抗原の吸着試験を実施例１と同様の方法で行った。コントロールとしては実施例７と同様の方法でＤＡＨＰの代わりに１，３−プロパンジオールを用いてポリウレタン誘導体を作製し、これを用いた。ただし、反応にはトリエチルアミンを加え、反応時間は１２時間とした。
【００４２】
ＳＥＡ，ＳＥＢ，ＳＥＣ，ＴＳＳＴ−１の初期濃度は１ｎｇ／ｍｌとし、血漿量１０ｍｌに対して、ＤＡＨＰポリ尿素、ＤＡＰポリ尿素、ポリウレタンを１ｍｌ添加し、３７℃で６０分間振盪した。ＤＡＨＰポリ尿素、ＤＡＰポリ尿素、ポリウレタンはすべて１２１℃、２０分間の高圧蒸気滅菌後に用いた。６０分間反応後のウサギ血漿中の４種のスーパー抗原濃度を酵素免疫学的に測定した結果を表６に示す。この結果が示すように、ポリウレタンはスーパー抗原を吸着しないが、ポリ尿素はスーパー抗原を吸着することが明らかになった。また、水酸基を導入することにより、ポリ尿素のスーパー抗原吸着能が向上した。
【００４３】
表６．ポリ尿素誘導体によるウサギ血漿中の４種のスーパー抗原の吸着除去試験
【表６】

実施例９
水酸基を有する尿素誘導体を側鎖に有するポリスチレン繊維の作製
５０重量比の海成分（４６重量比のポリスチレンと４重量比のポリプロピレンの混合物）と５０重量比の島成分（ポリプロピレン）とからなるアメリカ特許4,661,260 記載の海島型複合繊維（厚さ：２．６デニール、島の数：１６）を５０ｇのＮ−メチロール−α−クロロアセトアミド、４００ｇのニトロベンゼン、４００ｇの９８％スルホン酸、０．８５ｇのパラホルムアルデヒドの混合溶液と２０℃で１時間反応させた。そして、繊維をニトロベンゼンで洗浄し、水中に入れて反応を停止させた。その後、繊維を温水で再び洗浄することによって、クロロアセトアミドメチル化架橋ポリスチレン繊維（以下ＡＭＰＳｔ繊維と略す）を得た。
【００４４】
ＤＡＨＰ１０ｇをＤＭＳＯ５００ｍｌに溶解した。この溶液に、２０ｇのＡＭＰＳｔ繊維（クロロ含量２０ｍｍｏｌ相当）を攪拌しつつ加えた。反応は２５℃で６時間行った。その後ＡＭＰＳｔをガラスフィルター上でＤＭＳＯ５００ｍｌ、続いて、Ｎ, Ｎジメチルホルムアミド（以下ＤＭＦと略す。）５０ｍｌを用いて洗浄した。洗浄後、下記のイソシアネートあるいはイソチオシアネートを溶解したＤＭＦ５０ｍｌの溶液中にＡＭＰＳｔを各々１ｇずつ加えた。
【００４５】
表７
ポリスチレン繊維との反応に用いたイソシアネートあるいはイソチオシアネート
【表７】

反応は２５℃で１時間行った。その後、ガラスフィルター上で２００ｍｌのＤＭＦ及び５００ｍｌの蒸留水により洗浄した。それぞれのイソシアネートあるいはイソチオシアネートの反応から得られた化合物を(a) 〜(r) とした。
【００４６】
また、パラニトロフェニルイソシアネートを反応させてパラニトロフェニル基を導入したＡＭＰＳｔ繊維の一部を１００ｍｌのハイドロサルファイトナトリウム水溶液（０．１ｇ／ｍｌ）中に加え、６０℃で４時間反応することにより還元し、パラアミノフェニル基に変換した（化合物（ｓ）とする。）。
【００４７】
実施例１０
尿素誘導体を側鎖に有するポリスチレン繊維によるスーパー抗原の吸着除去。
実施例９で作製した修飾ポリスチレン繊維によるスーパー抗原の吸着除去試験を実施例１と同様の方法で行った。ＳＥＡ，ＳＥＢ，ＳＥＣ，ＴＳＳＴ−１の初期濃度は１ｎｇ／ｍｌとし、血漿量１０ｍｌに対して、修飾ＡＭＰＳｔを１ｇ添加し、３７℃で６０分間振盪した。修飾ＡＭＰＳｔ繊維はいずれも、１２１℃、２０分間の高圧蒸気滅菌後に用いた。６０分間反応後のウサギ血漿中の４種のスーパー抗原濃度を酵素免疫学的に測定した結果を表８に示す。
【００４８】
コントロールとしては、イソシアネートの代わりに同様の条件で安息香酸クロライドを反応させ、尿素結合ではなくアミド結合を導入したＡＭＰＳｔ繊維（ｔ）及びＤＡＨＰの代わりにＤＡＰを反応後フェニルイソシアネートを反応させたＡＭＰＳｔ繊維（ｕ）を用いた。
【００４９】
この結果が示すように、（ｔ）の尿素結合が存在しないポリスチレン繊維にはスーパー抗原吸着能がないことから尿素結合を導入することによりスーパー抗原吸着能が発現することが明らかとなった。また、脂肪族イソシアネートよりも芳香族イソシアネートで修飾した方が高いスーパー抗原結合能を有することが示された。また、水酸基を導入することによりスーパー抗原吸着能が増強されることが明らかになった。
【００５０】
表８．尿素誘導体を側鎖に有するポリスチレン繊維によるスーパー抗原の吸着除去試験。
【００５１】
【表８】

実施例１１
アミノ基を有する尿素誘導体を側鎖に有するポリスチレン繊維の作製。 トリエチレンテトラミン０．８ｇをＤＭＳＯ５００ｍｌに溶解した。この溶液に、１．０ｇのＡＭＰＳｔ（クロロ含量２ｍｍｏｌ相当）を攪拌しつつ加えた。反応は２５℃で１２時間行った。その後ＡＭＰＳｔをガラスフィルター上でＤＭＳＯ５００ｍｌ、続いて、ＤＭＦ５０ｍｌを用いて洗浄した。洗浄後、ｐ−クロロイソシアネート０．３０ｇを溶解したＤＭＦ５０ｍｌの溶液中にＡＭＰＳｔを加えた。反応は２５℃で１時間行った。その後、ガラスフィルター上で２００ｍｌのＤＭＦ及び５００ｍｌの蒸留水により洗浄した。得られたＡＭＰＳｔ繊維を（ｖ）とした。
【００５２】
実施例１２
アミノ基を有する尿素誘導体を側鎖に有するポリスチレン繊維によるスーパー抗原の吸着除去
実施例１１で作製したアミノ基を有する尿素誘導体を側鎖に有するＡＭＰＳｔ繊維によるスーパー抗原の吸着除去試験を実施例１と同様の方法で行った。コントロールとしては、実施例１０で用いたＡＭＰＳｔ繊維（ｔ）を用いた。ＳＥＡ，ＳＥＢ，ＳＥＣ，ＴＳＳＴ−１の初期濃度は１ｎｇ／ｍｌとし、血漿量１０ｍｌに対して、各ＡＭＰＳｔを１ｇ添加し、３７℃で６０分間振盪した。いずれのＡＭＰＳｔ繊維も、１２１℃、２０分間の高圧蒸気滅菌後に用いた。６０分間反応後のウサギ血漿中の４種のスーパー抗原濃度を酵素免疫学的に測定した結果を表９に示す。この結果が示すようにアミノ基を有する尿素誘導体はスーパー抗原を吸着することが明らかとなった。
【００５３】
表９．アミノ基を有する尿素誘導体を側鎖に有するポリスチレン繊維によるスーパー抗原の吸着除去試験。
【００５４】
【表９】

【００５５】
【発明の効果】
本発明により、中性領域の高蛋白質濃度溶液中においてもスーパー抗原との選択的結合性に優れ、滅菌が可能で、かつ安価である、尿素結合あるいはチオ尿素結合を含む材料が提供された。本発明の材料を用いて、血液、尿などの体液や食料品、飲料物中、医薬品中に存在するスーパー抗原に毒素としての活性を失わせる（解毒）ことができるので、食中毒、敗血症や自己免疫疾患の治療や発症の予防が可能になる。また、この材料の中で水不溶性であるものを用いて、血液、尿などの体液や食料品、飲料物中、医薬品中からスーパー抗原を効率的に除去できるので、これにより、スーパー抗原除去カラムや創傷被覆材料を構成することで、食中毒、敗血症や自己免疫疾患の治療や発症の予防が可能になる。また、スーパー抗原を検出あるいは定量する測定材料として用いることができるので、食中毒、敗血症や自己免疫疾患の診断が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ｐ−クロロフェニルイソシアネートで修飾したキトサンビーズの赤外吸収スペクトルを示す。
【図２】循環法によるスーパー抗原吸着除去試験の結果を示す。
【図３】ポリ尿素誘導体の赤外吸収スペクトルを示す。

Claims (32)

1. 尿素結合あるいはチオ尿素結合、およびキトサン、セルロースおよびそれらの誘導体から選ばれる糖質の水酸基を含むことを特徴とするスーパー抗原除去用あるいは解毒用の材料。
2. 芳香族環を有することを特徴とする請求項１記載の材料。
3. 尿素結合あるいはチオ尿素結合を含む材料であり、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレートおよびそれらの誘導体から選ばれる基材を含むことを特徴とする請求項２記載の材料。
4. 該基材が繊維であることを特徴とする請求項３記載の材料。
5. 該繊維が海島型の繊維であることを特徴とする請求項４記載の材料。
6. 水不溶性であることを特徴とする請求項５記載の材料。
7. 請求項６記載の材料を用いたことを特徴とする体液浄化カラム。
8. 請求項６記載の材料を用いたことを特徴とする創傷被覆材料。
9. 水素結合形成可能な基および芳香族置換基を有する式（Ｉ）で表される化合物。
   

   

   ＸはＯあるいはＳであり、ｋは０以上の整数であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は水素結合形成可能な基あるいは芳香族置換基である。
10. 水素結合形成可能な基を含む単位と芳香族置換基を含む単位とが交互に繰り返されることを特徴とする請求項９記載の化合物。
11. 該水素結合形成可能な基がアミノ基であることを特徴とする請求項９記載の化合物。
12. 該アミノ基が２級あるいは３級であることを特徴とする請求項１１記載の化合物。
13. 該水素結合形成可能な基が水酸基であることを特徴とする請求項９記載の化合物。
14. 該水酸基が糖質あるいはその誘導体の水酸基であることを特徴とする請求項１３記載の化合物。
15. 該芳香族置換基がフェニル基、ナフチル基あるいはそれらの水素が、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５、ＮＯ_２、ＯＣＨ_３、ＣＨ_２ＰｈＮＨ_２で置換された誘導体から選ばれることを特徴とする請求項９記載の化合物。
16. Ｒ１、Ｒ２およびＲ３から選ばれる１つが、式（ＩＩ）で表される構造を含むことを特徴とする請求項９記載の化合物。
    −（ＣＨ_２）_ｎＣＨＯＨ（ＣＨ_２）_ｍ− 式（ＩＩ）
    （ｎあるいはｍは０〜１０の整数から選ばれる。）
17. Ｒ１、Ｒ２およびＲ３から選ばれる１つが、式（ＩＩＩ）で表される構造を含むことを特徴とする請求項９記載の化合物。
    

    

    Ｒ４は水素あるいは炭素数１〜１０のアルキル基であり、ｎあるいはｍは０〜１０の整数である。
18. ｋが１〜２００の整数から選ばれることを特徴とする請求項９記載の化合物。
19. 尿素結合あるいはチオ尿素結合を含む、除去あるいは解毒用の材料を充填したカラムにスーパー抗原を含む液体を通過させることによってスーパー抗原を液体から除去する方法。
20. 該液体が血液、血漿および血清から選ばれることを特徴とする請求項１９記載のスーパー抗原を除去する方法。
21. 該材料が芳香族環を有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
22. 該材料が水素結合形成可能な基を有することを特徴とする請求項１９記載の方法。
23. 該水素結合形成可能な基がアミノ基であることを特徴とする請求項２２の方法。
24. 該アミノ基が２級あるいは３級であることを特徴とする請求項２３記載の方法。
25. 該水素結合形成可能な基が水酸基であることを特徴とする求項２２記載の方法。
26. 該水酸基が糖質の水酸基であることを特徴とする請求項２５記載の方法。
27. 該糖質がキトサン、セルロースおよびそれらの誘導体から選ばれることを特徴とする請求項２６記載の方法。
28. 基材を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
29. 該基材がポリスチレン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレートおよびそれらの誘導体から選ばれることを特徴とする請求項２８記載の方法。
30. 該基材が繊維であることを特徴とする請求項２９記載の方法。
31. 該繊維が海島型の繊維であることを特徴とする請求項３０記載の方法。
32. 該材料が、水不溶性であることを特徴とする請求項１９記載の方法。

Images