JP7474516B2 - Chemical pool drugs, injection preparations, oral preparations, infusion preparations and dialysis equipment - Google Patents
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Landscapes
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Description
特許法第30条第2項適用 本発明に関する情報が、令和1年5月31日に掲載されたアドレス(https://kleinstein-biomedical-engineering-perspective-corp.jimdosite.com/)のウェブサイトにて、公開された。Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Information regarding the present invention was published on the website at the address (https://kleinstein-biomedical-engineering-perspective-corp.jimdosite.com/) posted on May 31, 2019.
本発明は、化学プール薬剤、注射製剤、内服製剤、輸液製剤および透析装置に関する。 The present invention relates to chemical pool drugs, injection preparations, oral preparations, infusion preparations, and dialysis devices.
慢性透析患者の腎代替治療として実施される血液透析およびこの類法(以下、血液浄化治療あるいは血液浄化法と総称する)では、体外循環を行いながら、血液中に蓄積した各種の物質を血液浄化器の半透膜を透過させて除去している。主たる除去の原理としては、3つある。第1に、半透膜の両側に血液と透析液を還流させて両者の間で物質の濃度勾配による膜貫通性の物質移動を生じさせる血液透析が挙げられる。第2に、血液に圧力を付与して膜貫通性の濾過を生じさせ、この濾液を全廃棄するとともに等量の補液を供給する血液濾過が挙げられる。第3に、前2者を併用する血液透析濾過が挙げられる。このような血液浄化法が、慢性維持血液透析の治療として実用化されている。また、従たる除去の原理として、血液浄化器の半透膜への血液溶存分子の吸着が挙げられる。一部の血液浄化治療では、従たる除去の原理も活用されている。血液浄化治療を1回あたり4~6時間、週3回継続することにより、最低必要限度の尿毒素の除去、電解質および酸塩基平衡の是正が達成され、慢性透析患者は40年を超える生存も可能となっている。 In hemodialysis and similar methods (hereinafter referred to as blood purification treatment or blood purification methods) performed as renal replacement therapy for chronic dialysis patients, various substances accumulated in the blood are removed by passing them through the semipermeable membrane of the blood purifier while performing extracorporeal circulation. There are three main principles of removal. First, there is hemodialysis, in which blood and dialysis fluid are returned to both sides of the semipermeable membrane, causing transmembrane mass transfer between the two due to the concentration gradient of the substance. Second, there is hemofiltration, in which pressure is applied to the blood to cause transmembrane filtration, and the filtrate is completely discarded while an equal amount of replacement fluid is supplied. Third, there is hemodiafiltration, which combines the first two. Such blood purification methods are being put into practical use as treatment for chronic maintenance hemodialysis. In addition, there is an example of a secondary removal principle, which is the adsorption of blood-dissolved molecules to the semipermeable membrane of the blood purifier. In some blood purification treatments, the secondary removal principle is also utilized. By continuing blood purification treatment for 4 to 6 hours per session, three times a week, the minimum necessary amount of uremic toxins can be removed and electrolytes and acid-base balance can be corrected, allowing chronic dialysis patients to survive for more than 40 years.
慢性腎不全の治療として、血液浄化法は糸球体濾過による排泄機能の補完を担うが、尿細管再吸収排泄、および腎間質における内分泌機能を補完できない。このため、骨髄赤芽球系刺激ホルモン(エリスロポエチンおよびその誘導体)、降圧剤、電解質のリンの腸管からの吸収を抑制する吸着剤、および副甲状腺機能抑制を目的としたカルシウム受容体作動薬などの薬剤投与を、血液浄化法に併用するのが通例である。 As a treatment for chronic renal failure, blood purification methods complement the excretory function of glomerular filtration, but cannot complement tubular reabsorption and excretion, or the endocrine function in the renal interstitium. For this reason, blood purification methods are usually administered in combination with medications such as myeloid erythroblast-stimulating hormone (erythropoietin and its derivatives), antihypertensive drugs, adsorbents that suppress the absorption of the electrolyte phosphorus from the intestinal tract, and calcium receptor agonists to suppress parathyroid function.
さらに血液浄化法は、生命活動の代謝で発生する活性酸素種やフリーラジカルの消去機能を十分に補完できていない。呼吸の過程で酸素分子の1%程度が水分子に還元されず活性酸素に変化するとされる。このため、化学反応性の高い有害なフリーラジカルが、常に代謝過程で発生し続ける。その結果、慢性透析患者の体内ではフリーラジカルの連鎖反応により、種々の生体高分子の劣化が加速している(酸化ストレス亢進状態)。血液浄化治療によっても一部の還元反応、例えばジスルフィド結合-S-S-のような分子内酸化構造は-SHに還元されうることが示されている。しかし、その還元作用は限定的で、フリーラジカルの消去や、酸化分子(体内で進行する酸化反応に供される酸化型の生体分子)の還元などの補完能力は乏しい。さらに、慢性透析患者に施される血液浄化治療は、1回あたり4~6時間、週3回のスケジュールを繰り返す。このため、週168時間のうち、156~150時間もの治療を行わない時間が存在する。また、週末の治療セッションと翌週初めの治療セッションの間隔は66~68時間に、それ以外のセッション間隔は42~44時間程度となる。こうした治療を行わない時間、フリーラジカルの分子攻撃によるラジカル連鎖反応が進行する。これにより、細胞障害を起こし、生体の機能や構築を担う高分子を劣化させ、最終的に動脈硬化や筋萎縮などの病態が増悪する。 Furthermore, blood purification methods do not fully complement the function of eliminating reactive oxygen species and free radicals generated by the metabolism of vital activities. It is said that about 1% of oxygen molecules are converted into reactive oxygen during the breathing process without being reduced to water molecules. For this reason, highly reactive and harmful free radicals are constantly generated in the metabolic process. As a result, the chain reaction of free radicals accelerates the deterioration of various biopolymers in the bodies of chronic dialysis patients (a state of increased oxidative stress). It has been shown that blood purification treatment can also cause some reduction reactions, for example, intramolecular oxidized structures such as disulfide bonds -S-S- can be reduced to -SH. However, this reduction action is limited, and it has little complementary ability to eliminate free radicals or reduce oxidized molecules (oxidized biomolecules that are subjected to oxidation reactions in the body). Furthermore, blood purification treatments administered to chronic dialysis patients are scheduled to be repeated three times a week for 4 to 6 hours per session. As a result, there are 156 to 150 hours out of the 168 hours per week when treatment is not performed. Additionally, the interval between weekend treatment sessions and the beginning of the following week is 66-68 hours, and the interval between other sessions is about 42-44 hours. During these times when treatment is not being administered, a radical chain reaction occurs due to molecular attacks by free radicals. This causes cell damage, deteriorating the polymers that are responsible for the structure and function of the body, and ultimately worsening pathologies such as arteriosclerosis and muscle atrophy.
わが国の慢性透析患者は増加の一途をたどり、2018年時点で33万人を超え、40年を超える長期生存者もまれではない(非特許文献1参照)。慢性透析患者の長期生存にともない、慢性腎不全状態における活性酸素種やフリーラジカルの消去能低下に起因する生体高分子の劣化、遺伝子の劣化、細胞機能の劣化が進展する。その結果、可視的な病態として筋萎縮および運動機能障害、動脈硬化、癌化、老化促進などの合併症を発生させている。慢性透析患者数の増加と高齢化により、これらの問題は今後いっそう数、質ともに深刻化することが懸念される。従来の血液浄化治療では、性能上および時間不足という欠陥から、代謝過程で発生する活性酸素種やフリーラジカルの消去能低下という腎不全病態の改善が不十分で、動脈硬化や筋萎縮などの長期合併症を予防できていない。 The number of chronic dialysis patients in Japan continues to increase, exceeding 330,000 as of 2018, and it is not uncommon for long-term survivors to last more than 40 years (see Non-Patent Document 1). As chronic dialysis patients survive for a long time, the deterioration of biopolymers, genes, and cell functions progresses due to the decreased ability to scavenge reactive oxygen species and free radicals in chronic renal failure. As a result, visible pathological conditions include muscle atrophy, motor dysfunction, arteriosclerosis, cancer, and accelerated aging. With the increase in the number of chronic dialysis patients and the aging of the population, it is feared that these problems will become even more serious in both number and quality in the future. Conventional blood purification treatments, due to defects in performance and time, are insufficient in improving the pathological condition of renal failure, which is the decreased ability to scavenge reactive oxygen species and free radicals generated during the metabolic process, and are unable to prevent long-term complications such as arteriosclerosis and muscle atrophy.
従来の血液浄化治療を改善するために、活性酸素種(特にフリーラジカル)の消去能や、酸化反応に供される酸化型の生体分子に対する還元能を補完することができる化学プール薬剤を提供することを目的とする。すなわち、化学反応性の高い有害なフリーラジカルの連鎖反応の進展を阻止する機能を従来の血液浄化治療に付加することが可能な化学プール薬剤を提供することを目的とする。 The purpose of this study is to provide a chemical pool drug that can complement the ability to eliminate reactive oxygen species (especially free radicals) and reduce oxidized biomolecules that undergo oxidation reactions in order to improve conventional blood purification treatments. In other words, the purpose of this study is to provide a chemical pool drug that can add the function of preventing the progression of chain reactions of highly chemically reactive and harmful free radicals to conventional blood purification treatments.
また、このような補完のために用いられる化学プール薬剤(アクセプター薬剤やドナー薬剤)を含む注射製剤、内服製剤および輸液製剤を提供することを目的とする。 The present invention also aims to provide injectable, oral and infusion preparations that contain chemical pool drugs (acceptor drugs and donor drugs) used for such complementation.
さらに、前記輸液製剤を供給するように構成された透析装置を提供することを目的とする。 Furthermore, the object is to provide a dialysis device configured to supply the infusion preparation.
このような目的は、下記(1)~(13)の本発明により達成される。 These objectives are achieved by the present invention as described below in (1) to (13).
(1) 血液浄化器による血液浄化治療が施される患者の体内で発生するフリーラジカルを捕捉しうるアクセプター分子、または、
前記血液浄化器による前記血液浄化治療が施される前記患者の前記体内での酸化反応に供される酸化型の生体分子に、水素原子および/または電子単体として電子を供与することにより、前記酸化反応を阻止しうるドナー分子の少なくとも1つを含む化学プール薬剤であって、
前記化学プール薬剤は、前記フリーラジカルを捕捉した後または前記電子を供与した後に、前記血液浄化器により前記患者の体外へ除去されるように構成されており、
前記化学プール薬剤は、前記血液浄化治療における治療間欠期の長さ(hr)および前記血液浄化治療が施される前記患者の体重(kg)を用いて、0.001mEq/(hr・kg)以上の化学当量で投与されることを特徴とする化学プール薬剤。
(1) An acceptor molecule capable of capturing free radicals generated in the body of a patient receiving blood purification treatment using a blood purifier, or
A chemical pool drug comprising at least one donor molecule capable of inhibiting an oxidation reaction by donating an electron as a hydrogen atom and/or a single electron to an oxidized biomolecule subjected to an oxidation reaction in the body of the patient to whom the blood purification treatment by the blood purifier is administered,
The chemical pool agent is configured to be removed from the patient's body by the blood purifier after capturing the free radicals or donating the electrons;
The chemical pool drug is administered at a chemical equivalent of 0.001 mEq/(hr kg) or more, based on the length (hr) of the treatment intermission period in the blood purification treatment and the body weight (kg) of the patient to whom the blood purification treatment is to be administered.
(2) 前記血液浄化治療1回あたりの前記化学当量の総量は、0.001~20mEq/(hr・kg)である上記(1)に記載の化学プール薬剤。 (2) The chemical pool drug according to (1) above, in which the total amount of chemical equivalents per blood purification treatment is 0.001 to 20 mEq/(hr·kg).
(3) 前記化学当量の前記総量よりも多く投与される上記(2)に記載の化学プール薬剤。 (3) A chemical pool agent as described in (2) above that is administered in an amount greater than the total amount of the chemical equivalent.
(4) 前記フリーラジカルを捕捉した後の前記アクセプター分子および前記電子を供与した後の前記ドナー分子が安定に存在する安定期間は、少なくとも3時間である上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の化学プール薬剤。 (4) A chemical pool agent according to any one of (1) to (3) above, in which the acceptor molecule after capturing the free radical and the donor molecule after donating the electron remain stable for at least 3 hours.
(5) 1000D以下の小分子化合物または分子量20kD以上の大分子化合物の少なくとも1つを含む上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の化学プール薬剤。 (5) A chemical pool agent according to any one of (1) to (4) above, which contains at least one small molecule compound having a molecular weight of 1000 D or less or a large molecule compound having a molecular weight of 20 kD or more.
(6) 前記小分子化合物は、還元型アスコルビン酸または還元型グルタチオンの少なくとも1つを含む上記(5)に記載の化学プール薬剤。 (6) The chemical pool agent according to (5) above, wherein the small molecule compound contains at least one of reduced ascorbic acid and reduced glutathione.
(7) 前記小分子化合物は、D型アミノ酸2または3残基からなるペプチドを含む上記(5)に記載の化学プール薬剤。 (7) The small molecule compound is a chemical pool agent according to (5) above, which comprises a peptide consisting of 2 or 3 D-amino acid residues.
(8) 前記大分子化合物は、レコンビナントα1-mを含む上記(5)に記載の化学プール薬剤。 (8) The large molecule compound is a chemical pool agent according to (5) above, which includes recombinant α1-m.
(9) 前記レコンビナントα1-mは、本来型のレコンビナントα1-mまたは変異型のレコンビナントα1-mの少なくとも1つを含む上記(8)に記載の化学プール薬剤。 (9) The recombinant α1-m is a chemical pool agent described in (8) above, which contains at least one of native recombinant α1-m or mutant recombinant α1-m.
(10) 上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の化学プール薬剤を含むことを特徴とする注射製剤。 (10) An injectable preparation comprising a chemical pool drug described in any one of (1) to (9) above.
(11) 上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の化学プール薬剤を含むことを特徴とする内服製剤。 (11) An oral preparation comprising a chemical pool drug according to any one of (1) to (9) above.
(12) 上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の化学プール薬剤を含むことを特徴とする輸液製剤。 (12) An infusion preparation comprising a chemical pool drug according to any one of (1) to (9) above.
(13) 血液浄化器と、前記血液浄化器に連結され、血液を循環させるための体外循環血液回路と、前記体外循環血液回路へ連結された供給手段と、前記血液浄化器に透析液を供給する透析液回路と、を含む透析装置であって、
前記供給手段は、上記(12)に記載の輸液製剤を前記体外循環血液回路へ供給するように構成されていることを特徴とする透析装置。
(13) A dialysis apparatus including a blood purifier, an extracorporeal blood circuit connected to the blood purifier for circulating blood, a supplying means connected to the extracorporeal blood circuit, and a dialysis fluid circuit for supplying dialysis fluid to the blood purifier,
The dialysis apparatus, wherein the supply means is configured to supply the infusion preparation according to (12) above to the extracorporeal blood circuit.
本発明によれば、従来の血液浄化治療に対して、活性酸素種(特にフリーラジカル)の消去能や、酸化反応に供される酸化型の生体分子に対する還元能を補完することができる化学プール薬剤を提供することができる。また、このような補完のために用いられる化学プール薬剤(アクセプター薬剤やドナー薬剤)を含む注射製剤、内服製剤および輸液製剤を提供することができる。さらに、前記輸液製剤(例えば、前記薬剤を含むリンス液)を供給するように構成された透析装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a chemical pool drug that can complement the ability of conventional blood purification treatments to eliminate reactive oxygen species (particularly free radicals) and to reduce oxidized biomolecules that are subjected to oxidation reactions. It is also possible to provide an injection preparation, an oral preparation, and an infusion preparation that contain a chemical pool drug (acceptor drug or donor drug) used for such complementation. Furthermore, it is possible to provide a dialysis device configured to supply the infusion preparation (for example, a rinse solution containing the drug).
以下、本発明の透析装置、アクセプター薬剤、ドナー薬剤、リンス液、およびリンス液としての使用方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。これらの説明に先立って、本発明に至った経緯を簡単に説明する。 The dialysis device, acceptor drug, donor drug, rinse solution, and method of use as a rinse solution of the present invention will be described in detail below based on the preferred embodiments shown in the attached drawings. Before proceeding with these explanations, we will briefly explain how the present invention was developed.
(発明の経緯)
前述したように、慢性透析患者(慢性腎不全患者等)は、酸化ストレス亢進状態となっている。慢性腎不全患者の酸化ストレスへの防御能の低下にはミトコンドリア機能の障害が関与していると推察される。ミトコンドリアは生命の代謝活動に必須の細胞内小器官である。ミトコンドリアは、クエン酸回路や電子伝達系などの代謝回路により、電子伝達体であるNADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド)やNADPH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸)や高エネルギー結合保有化合物であるATP(アデノシン三リン酸)の産生を担っている。NADHは、ミトコンドリアにおけるATPの産生に利用されるが、さらにNADHやNADPHはミトコンドリアを含む生体内全般における活性酸素種の消去にも必須である。しかし、慢性腎不全状態でミトコンドリアの機能が低下すると、還元反応に関与するNADHやNADPHの産生絶対量が不足することにより、活性酸素種の消去が不十分となり、フリーラジカルの有害な連鎖反応が作動してしまう。また、酸化物質を還元する作用が減弱し、酸化物や過酸化物が蓄積する。
(History of the invention)
As mentioned above, chronic dialysis patients (patients with chronic renal failure, etc.) are in a state of increased oxidative stress. It is speculated that impaired mitochondrial function is involved in the decreased defense against oxidative stress in patients with chronic renal failure. Mitochondria are intracellular organelles essential for the metabolic activity of life. Mitochondria are responsible for the production of electron carriers NADH (nicotinamide adenine dinucleotide) and NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) and high-energy bond compound ATP (adenosine triphosphate) through metabolic circuits such as the citric acid cycle and the electron transport chain. NADH is used to produce ATP in mitochondria, but NADH and NADPH are also essential for the elimination of reactive oxygen species in the body in general, including mitochondria. However, when mitochondrial function declines in a state of chronic renal failure, the absolute production of NADH and NADPH, which are involved in the reduction reaction, is insufficient, resulting in insufficient elimination of reactive oxygen species, and a harmful chain reaction of free radicals is activated. In addition, the ability to reduce oxidizing substances is weakened, and oxides and peroxides accumulate.
フリーラジカルの連鎖反応は、ラジカル電子が次々に分子間を移動する特殊な酸化還元反応である。この連鎖反応は、攻撃のターゲットとなる分子の特性によって、環状構造の開裂、切断、分子内転位反応、糖化、カルボニル化、カルバミル化、ニトロ化、メチル化、酸化、過酸化、架橋、その他の化学修飾などを惹起する。また、この連鎖反応では、一連の反応速度が速く、また反応の場の多くが細胞内である。このため、血液浄化治療によって除去できる連鎖反応の中間代謝物質は少ない。したがって、血液浄化治療の時間や回数の増加、血液中の活性酸素種の除去を目的とした薬剤(脂溶性の各種ビタミン)の投与や、持続的な治療であっても、刻一刻発生する活性酸素種を正常に処理できるほどの補完能力はない。 The chain reaction of free radicals is a special oxidation-reduction reaction in which radical electrons move between molecules one after another. Depending on the characteristics of the target molecule, this chain reaction can cause cleavage of ring structures, scission, intramolecular rearrangement, glycation, carbonylation, carbamylation, nitration, methylation, oxidation, peroxidation, crosslinking, and other chemical modifications. In addition, the reaction speed of this chain reaction is fast, and most of the reaction sites are inside the cell. For this reason, there are few intermediate metabolic substances in the chain reaction that can be removed by blood purification treatment. Therefore, even if the time or frequency of blood purification treatment is increased, or drugs (various fat-soluble vitamins) are administered to remove reactive oxygen species from the blood, or continuous treatment is performed, the complementary ability to normally process the reactive oxygen species that are generated every moment is not sufficient.
このように、慢性透析患者を治療する血液浄化法において、単に延命だけでなく、長期合併症を予防する観点から、現状の血液浄化法では改善が不十分な活性酸素種の消去機能や、酸化反応に供される酸化型の生体分子に還元能を補完することが求められている。このような補完を主な目的とした発明の1つが、通常の薬剤投与とは異なる化学プール薬剤投与を、現状の血液浄化法に併用することが可能な透析装置である。以下では、本発明の透析装置の説明に先立って、本発明のアクセプター薬剤およびドナー薬剤(以下、「化学プール薬剤」ということもある)について説明する。なお、化学プール薬剤とは、化学プールとして用いられる薬剤を意味するが、化学プールの定義などの詳細な説明は後述する。また、本発明の化学プール薬剤の投与を併用する血液浄化法(以下の説明および図中では、「化学プール透析」という)とは、酸化ストレスに防御的に作用し、かつ所定の要件を満たす薬剤の投与を、現存する血液浄化法に組み合わせたものである。 In this way, in blood purification methods for treating chronic dialysis patients, it is necessary to supplement the function of eliminating reactive oxygen species, which is insufficient in current blood purification methods, and the reducing ability of oxidized biomolecules that are subjected to oxidation reactions, not only from the viewpoint of simply prolonging life but also from the viewpoint of preventing long-term complications. One of the inventions whose main purpose is to provide such supplementation is a dialysis device that can be used in combination with current blood purification methods to administer chemical pool drugs, which are different from normal drug administration. In the following, before explaining the dialysis device of the present invention, the acceptor drug and donor drug of the present invention (hereinafter sometimes referred to as "chemical pool drugs") will be explained. Note that chemical pool drugs refer to drugs used as a chemical pool, but a detailed explanation of the definition of the chemical pool will be given later. In addition, the blood purification method of the present invention that combines administration of chemical pool drugs (hereinafter referred to as "chemical pool dialysis" in the following explanation and figures) combines administration of drugs that act defensively against oxidative stress and meet certain requirements with existing blood purification methods.
(化学プール薬剤)
プールとは医工学的な用語で、物質が体内において分布しうるスペースを意味する概念である。通常、プールのサイズは容積で表記され、この容積とプールに溶存する物質の濃度を乗じたものが物質量になる。
(Chemical Pool Agents)
A pool is a biomedical engineering term that refers to the space in the body where a substance can be distributed. The size of a pool is usually expressed as a volume, and the amount of the substance dissolved in the pool is calculated by multiplying this volume by the concentration of the substance.
化学プールとは、薬剤が体内に溶存して分布することにより、体内に構築されるスペースのことである。実際の化学プールは、主に血漿と間質液からなる細胞外液、細胞質、そしてミトコンドリアという3つの分画にまたがっているが、それぞれの分画の容積が異なる。例えば、60kgのヒトでは、細胞外液の容積が12L、細胞質の容積が18L、ミトコンドリアの容積が6L程度となる。また、投与された薬剤は、各分画へ偏って分布する。このため、各分画の薬剤の濃度も異なる。そこで統一的に理解するため、体内に存在する化学プールのサイズを容積ではなく、化学当量で表記することにする。すなわち、本発明において化学プールとは、投与された薬剤が溶存して分布する体内の複数の区画(すなわち12L程度の細胞外液、18L程度の細胞質、6L程度のミトコンドリア)を一括して、その全体量を化学当量(単位mEq)で表したものである。化学プールとして用いられる薬剤を化学プール薬剤という。 The chemical pool is a space that is constructed in the body by dissolving and distributing a drug in the body. The actual chemical pool spans three compartments: extracellular fluid (mainly consisting of plasma and interstitial fluid), cytoplasm, and mitochondria, but the volumes of each compartment are different. For example, in a 60 kg human, the volume of the extracellular fluid is 12 L, the volume of the cytoplasm is 18 L, and the volume of the mitochondria is about 6 L. In addition, the administered drug is distributed unevenly to each compartment. Therefore, the concentration of the drug in each compartment is also different. Therefore, in order to understand it in a unified manner, the size of the chemical pool present in the body is expressed in chemical equivalents rather than volumes. In other words, in the present invention, the chemical pool is the total amount of the multiple compartments in the body in which the administered drug is dissolved and distributed (i.e., extracellular fluid of about 12 L, cytoplasm of about 18 L, and mitochondria of about 6 L) collectively expressed in chemical equivalents (unit: mEq). A drug used as a chemical pool is called a chemical pool drug.
したがって、構築される化学プールのサイズは、投与される化学プール薬剤の化学当量である。例えば、50 mEqの化学プール薬剤を体内に投与し、これが生体内で分解されなければ50 mEqのサイズの化学プールが体内に構築されていると考える。血液浄化治療により化学プール薬剤は除去され、化学プールのサイズは小さくなる。 Therefore, the size of the chemical pool that is built is the chemical equivalent of the chemical pool drug that is administered. For example, if 50 mEq of a chemical pool drug is administered into the body and is not broken down in the body, a chemical pool of 50 mEq in size is thought to be built in the body. Blood purification treatment removes the chemical pool drug, reducing the size of the chemical pool.
化学プール薬剤の投与の例を簡単に説明する。「図1」のごとく、血液浄化治療終了後ごとに、化学プール薬剤を投与することを繰り返す。投与された化学プール薬剤は体内で化学プールを構成する。この例では、化学プールのサイズ、すなわち投与する化学プール薬剤の化学当量は、血液浄化治療の間欠期に発生し、生体のもつ防御作用では処理しきれない活性酸素種の化学当量を想定する。なお、「図1」の模式図では治療間欠期の長さを血液浄化治療時間の長さに対して実際よりも短く示している。 An example of administration of chemical pool drugs is briefly explained below. As shown in "Figure 1," chemical pool drugs are repeatedly administered after each blood purification treatment. The administered chemical pool drugs form a chemical pool in the body. In this example, the size of the chemical pool, i.e., the chemical equivalent of the administered chemical pool drug, is assumed to be the chemical equivalent of reactive oxygen species that are generated during the intermittent periods of blood purification treatment and cannot be completely processed by the body's defenses. Note that in the schematic diagram of "Figure 1," the length of the intermittent periods is shown shorter than the actual length of blood purification treatment.
本発明の化学プール薬剤は、「表1」に示すような化学反応性を有するフリーラジカルの補足物質、もしくは還元物質である。すなわち、化学プール薬剤は、ラジカル分子からフリーラジカル(不対電子)を捕捉することができるアクセプター分子(アクセプター薬剤)か、体内で進行する酸化反応に供される酸化型の生体分子(表1のYで示されるラジカルではない還元作用の本体)に、電子を供与することができるドナー分子(ドナー薬剤)である。ドナー分子の場合、電子を供与する様式として、水素原子として1電子を供与する反応、2分子で2つの水素原子として2電子を供与する反応、1分子で電子単体として1電子を供与する反応、1分子で水素原子として1電子と電子単体としてもう1電子を供与する反応がある。それぞれの化学反応の前の状態のアクセプター分子ないしドナー分子を活性型分子(未変化体)、化学反応後のアクセプター分子ないしドナー分子を不活型分子(変化体)として、反応前後の化学プール薬剤を区別する。化学プールでは、様々な割合の活性型分子と不活型分子が存在し、経時的に不活型分子の割合が増大する(「図2」)。なお、血液浄化治療において、化学プール薬剤は、活性型分子と不活型分子とに選別されるわけではなく、同等に除去される。 The chemical pool drug of the present invention is a free radical scavenger or reducing agent having the chemical reactivity shown in "Table 1". That is, the chemical pool drug is either an acceptor molecule (acceptor drug) that can capture a free radical (unpaired electron) from a radical molecule, or a donor molecule (donor drug) that can donate electrons to an oxidized biomolecule (the main body of the reduction action that is not a radical, shown by Y in Table 1) that is subjected to an oxidation reaction proceeding in the body. In the case of a donor molecule, the mode of donating electrons includes a reaction in which one electron is donated as a hydrogen atom, a reaction in which two molecules donate two electrons as two hydrogen atoms, a reaction in which one molecule donates one electron as a single electron, and a reaction in which one molecule donates one electron as a hydrogen atom and another electron as a single electron. The acceptor molecule or donor molecule before each chemical reaction is called an active molecule (unchanged body), and the acceptor molecule or donor molecule after the chemical reaction is called an inactive molecule (changed body), and the chemical pool drug before and after the reaction is distinguished. In the chemical pool, there are various ratios of active and inactive molecules, and the ratio of inactive molecules increases over time (Figure 2). In blood purification treatment, chemical pool drugs are not separated into active and inactive molecules, but are removed equally.
化学プール薬剤の分子は、投与後、生体内での化学反応により作用発揮後はラジカル分子、もしくは酸化型分子となる。これらのラジカル分子や酸化型分子は、確実に次回の血液浄化で除去しなければ治療の収支として、フリーラジカルの除去、もしくは還元作用を発揮したことにならない。したがって、化学プール薬剤は、以下の3要件を満たしていることが必要となる。第1に、「表1」の化学平衡定数が1より大きいこと(化学反応性)が要件となる。第2に、化学プール薬剤が、一定の時間(好ましくは72時間以上)体内で分解されず、安定に存在すること(安定性)が要件となる。化学プール薬剤が、体内で分解されると、ラジカル連鎖反応の再開や、他の分子の酸化反応の進行により、化学プール薬剤の投与が無意味となるからである。第3に、化学プール薬剤の反応産物であるラジカル分子、もしくは酸化型分子が、血液浄化で除去されること(除去性)が要件となる。 After administration, the molecules of chemical pool drugs become radical molecules or oxidized molecules after exerting their effect through chemical reactions in the body. If these radical molecules and oxidized molecules are not reliably removed by the next blood purification, the balance of the treatment will not have been achieved by removing free radicals or exerting a reducing effect. Therefore, chemical pool drugs must meet the following three requirements. First, the chemical equilibrium constant in "Table 1" must be greater than 1 (chemical reactivity). Second, the chemical pool drug must be stable without being decomposed in the body for a certain period of time (preferably 72 hours or more) (stability). If the chemical pool drug is decomposed in the body, the radical chain reaction will resume and the oxidation reaction of other molecules will progress, making the administration of the chemical pool drug meaningless. Third, the radical molecules or oxidized molecules, which are the reaction products of the chemical pool drug, must be removed by blood purification (removability).
このように、本発明の化学プール薬剤投与が通常の薬剤投与と異なるのは、本発明のアクセプター薬剤ないしドナー薬剤が、投与後に、活性型分子および不活型分子として存在する点である。すなわち、次回透析にて有害性を内在していると考えられる不活型分子を除去することにより初めて、目的である酸化ストレスを是正するとともに体内のホメオスタシスを好ましい還元性に誘導する作用が発揮される点である。透析による除去がなければ本発明のアクセプター薬剤ないしドナー薬剤は還元作用を発揮することができない。反応後のアクセプター薬剤の分子やドナー薬剤の分子を血液浄化で除去することにより初めて、フリーラジカルが体外に排泄され、還元状態が体内に残ることになるからである。したがって、本発明の化学プール薬剤は、化学反応性、反応後の安定性、および除去性が必須要件(必須3要件)である。以下、これら3要件の詳細な説明に加え、さらに好ましい要件(非結合性、液相性、到達性および非代謝性)について説明する。 Thus, the difference between the administration of chemical pool drugs of the present invention and normal drug administration is that the acceptor drug or donor drug of the present invention exists as an active molecule and an inactive molecule after administration. In other words, the inactive molecules, which are considered to have inherent harmfulness, are removed in the next dialysis, and only then can the intended effect of correcting oxidative stress and inducing homeostasis in the body to a favorable reducing state be exerted. Without removal by dialysis, the acceptor drug or donor drug of the present invention cannot exert its reducing effect. This is because free radicals are excreted from the body and a reduced state remains in the body only when the molecules of the acceptor drug or donor drug after the reaction are removed by blood purification. Therefore, the essential requirements (three essential requirements) of the chemical pool drugs of the present invention are chemical reactivity, stability after the reaction, and removability. In addition to a detailed explanation of these three requirements, further preferable requirements (non-binding, liquid-phase, accessibility, and non-metabolism) are explained below.
(化学反応性)
本発明の化学プール薬剤として、好適なアクセプター薬剤ないしドナー薬剤となるためには、「表1」に示す化学反応が右側に偏っている、すなわち反応の平衡定数が1より大きいことが必須である。好ましくは、平衡定数が1000以上であればフリーラジカルの連鎖反応を阻止する競合作用が強く理想的である。
(Chemical Reactivity)
In order for a chemical pool agent of the present invention to be a suitable acceptor agent or donor agent, it is essential that the chemical reaction shown in "Table 1" is biased to the right side, that is, the equilibrium constant of the reaction is greater than 1. Preferably, an equilibrium constant of 1000 or more is ideal because it has a strong competitive effect in inhibiting the chain reaction of free radicals.
(安定性)
さらに、本発明の化学プール薬剤は、反応後のフリーラジカルを捕捉したアクセプター薬剤の分子(ラジカル型分子)や酸化型に変化したドナー薬剤の分子(酸化型分子)が、体内で安定に存在することが必要となる。反応後のアクセプター薬剤の分子やドナー薬剤の分子が安定に存在する安定期間は、少なくとも3時間から9時間(例えば、急性血液浄化治療の場合における無毒化反応が平衡状態に達するまでの期間)であり、好ましくは48から72時間(例えば、慢性血液浄化治療の場合における次回の血液浄化までの治療間欠期)である。なお、「表1」に示す化学反応の平衡定数が1000以上である場合、反応後のフリーラジカルを捕捉したアクセプター薬剤の分子や酸化型に変化したドナー薬剤の分子が安定に存在し続けることに寄与する。
(Stability)
Furthermore, the chemical pool drug of the present invention requires that the acceptor drug molecules (radical type molecules) that have captured the free radicals after the reaction and the donor drug molecules (oxidized type molecules) that have been converted to an oxidized form remain stable in the body. The stable period during which the acceptor drug molecules and the donor drug molecules remain stable after the reaction is at least 3 to 9 hours (for example, the period until the detoxification reaction reaches an equilibrium state in the case of acute blood purification treatment), and preferably 48 to 72 hours (for example, the interim period until the next blood purification in the case of chronic blood purification treatment). In addition, when the equilibrium constant of the chemical reaction shown in "Table 1" is 1000 or more, it contributes to the continued stable existence of the acceptor drug molecules that have captured the free radicals after the reaction and the donor drug molecules that have been converted to an oxidized form.
(除去性)
化学プール薬剤は、血液浄化治療により除去できることが前提となるので、血液浄化器による透析性あるいは濾過性が保証されている必要がある。化学プール透析を構成する血液浄化法として、血液透析法を選択する場合、かかる化学プール薬剤の分子量は、1000D以下であることが好ましく、さらに500D以下であることがより好ましい。反応後に2量体となるもの(例えば、反応後に2量体を形成するドナー薬剤「表1」)の単量体の分子量は500D以下であることが好ましい。血液浄化による除去効率が分子量の増大とともに低下するからである。なお、化学プール透析を構成する血液浄化法として、血液透析法の代わりに、大分子の除去に優れる血液透析濾過法、血液濾過法または血漿交換法を選択する場合、分子量20~40kD領域の大分子の除去も可能であるため、上記除去性の要件は、緩和される。
(Removability)
Since the chemical pool drugs are assumed to be removed by blood purification treatment, it is necessary that the dialysability or filterability by the blood purifier is guaranteed. When hemodialysis is selected as the blood purification method constituting the chemical pool dialysis, the molecular weight of the chemical pool drug is preferably 1000 D or less, more preferably 500 D or less. The molecular weight of the monomer of the drug that becomes a dimer after reaction (for example, the donor drug "Table 1" that forms a dimer after reaction) is preferably 500 D or less. This is because the removal efficiency by blood purification decreases with increasing molecular weight. In addition, when hemodiafiltration, hemofiltration, or plasma exchange, which are excellent in removing large molecules, are selected instead of hemodialysis as the blood purification method constituting the chemical pool dialysis, the requirement of the above removal ability is relaxed because it is possible to remove large molecules with a molecular weight in the range of 20 to 40 kD.
また、反応後の化学プール薬剤を効率的に除去し、新たな化学プール薬剤の投与により、新たな化学プールを構築するためには、後述するように、化学プール薬剤が透析膜を容易に透過するように、血液浄化器の除去性能(人工腎臓の除去性能)を示すクリアランス値が、200 mL/min以上に設定されることが好ましい。 In addition, in order to efficiently remove the chemical pool drug after the reaction and to create a new chemical pool by administering a new chemical pool drug, it is preferable to set the clearance value, which indicates the removal performance of the blood purifier (removal performance of the artificial kidney), to 200 mL/min or more so that the chemical pool drug can easily pass through the dialysis membrane, as described below.
(非結合性)
また、本発明の化学プール薬剤は、分子量が大きなタンパク質分子や細胞膜や細胞外マトリクスに結合しないことが好ましい。これらに結合した化学プール薬剤の分子を、血液浄化にて除去することが困難になるからである。
(Non-bonding)
In addition, it is preferable that the chemical pool drug of the present invention does not bind to protein molecules with large molecular weight, cell membranes, or extracellular matrices, because the molecules of the chemical pool drug bound to these become difficult to remove by blood purification.
具体的には、化学プール薬剤の分子は、生体内に存在する分子量10kD以上の循環型の中分子や組織構築性の高分子に結合しないことが好ましい。前者では血液浄化による除去効率が分子量の増大とともに低下し、後者では事実上除去は不可能となる。 Specifically, it is preferable that the molecules of chemical pool drugs do not bind to circulating medium molecules with a molecular weight of 10 kD or more that exist in the body or tissue-constructing macromolecules. The efficiency of removal of the former by blood purification decreases as the molecular weight increases, and removal of the latter is virtually impossible.
(液相性)
前述したように、本発明の化学プール薬剤は血液浄化で高効率に除去されなければならない。したがって、化学プール薬剤の分子としては、その性質上、細胞膜や細胞内小器官の膜に溶存して、それらの膜に組み込まれてしまうような脂溶性(疎水性)もしくは両親媒性を示す分子ではない分子が好ましい。細胞膜等に組み込まれて固相化した化学プール薬剤の分子は、血液浄化によって除去されなくなるからである。例えば、ビタミンEは強力なラジカルスカベンジャーであることが知られているが、脂溶性である。このため、ビタミンEは、主に細胞膜に組み込まれてしまい、血液浄化では除去され難くなる。このような脂溶性の分子からなる薬剤は、本発明の化学プール薬剤としては使用できない。
(Liquid-compatible)
As mentioned above, the chemical pool drug of the present invention must be removed with high efficiency by blood purification. Therefore, the molecules of the chemical pool drug are preferably molecules that are not lipophilic (hydrophobic) or amphiphilic, and are dissolved in the cell membrane or the membrane of the intracellular organelle, and are incorporated into these membranes. This is because the molecules of the chemical pool drug that are incorporated into the cell membrane and solidified therein cannot be removed by blood purification. For example, vitamin E is known to be a strong radical scavenger, but is lipophilic. For this reason, vitamin E is mainly incorporated into the cell membrane, and is difficult to remove by blood purification. Drugs consisting of such lipophilic molecules cannot be used as the chemical pool drug of the present invention.
(到達性)
生体内で活性酸素種は細胞質、血漿も含めすべての分画で発生しうるが、大半はミトコンドリアで発生する。このため、ミトコンドリアは、最もフリーラジカルによる傷害を受けやすい。また、ミトコンドリアは、最も重要な還元物質であるNADHを産生する。ミトコンドリアで処理されなかったフリーラジカルの連鎖反応の産物は細胞質に漏出し、さらに細胞質でも処理されなかった連鎖反応の産物は細胞外に遊出する。このため、本発明の化学プール薬剤の最も重要なターゲットはミトコンドリアである。したがって、本発明の化学プール薬剤は、ミトコンドリア外膜を透過してミトコンドリアの内部(内膜を透過したマトリックスを含む)に到達することが好ましい。なお、各化学プール薬剤について、投与される含有量(化学当量)のうちの10%以上がミトコンドリアの内部に到達する薬剤が、到達性の要件を満たすものとする。
(Reachability)
In the body, reactive oxygen species can be generated in all fractions, including the cytoplasm and plasma, but most are generated in the mitochondria. For this reason, mitochondria are most susceptible to damage by free radicals. Mitochondria also produce NADH, the most important reducing substance. The products of the chain reaction of free radicals that are not processed in the mitochondria leak into the cytoplasm, and the products of the chain reaction that are not processed in the cytoplasm also escape outside the cell. For this reason, the most important target of the chemical pool drug of the present invention is mitochondria. Therefore, it is preferable that the chemical pool drug of the present invention penetrates the outer mitochondrial membrane and reaches the inside of the mitochondria (including the matrix that penetrates the inner membrane). For each chemical pool drug, a drug that reaches the inside of the mitochondria by 10% or more of the administered content (chemical equivalent) is considered to satisfy the requirement of reachability.
すなわち、本発明の化学プール薬剤は、活性酸素種の発生部位であるミトコンドリアへの到達度あるいは分配が高い特性を有することが望ましい。この到達度は、医学的にはミトコンドリア外膜および内膜の透過係数が関与する。この透過係数が高い化学プール薬剤ほど、投与する化学当量を少量として効果を発現させることができる。なお、必須3要件を少なくとも満たすことに加え、ミトコンドリア到達性の要件を満たすアクセプターないしドナー薬剤を、「ミトコンドリア到達系化学プール薬剤」という。また、必須3要件を少なくとも満たすが、ミトコンドリア到達性の要件を満たさないアクセプターないしドナー薬剤を、「ミトコンドリア非到達系化学プール薬剤」という。なお、ミトコンドリア非到達系化学プール薬剤は、細胞質までは到達するもの(第一のミトコンドリア非到達系化学プール薬剤)と、細胞質までは到達しないもの(第二のミトコンドリア非到達系化学プール薬剤)とを含むが、両者とも、本発明の化学プール薬剤として、使用可能である。 That is, it is desirable that the chemical pool drug of the present invention has a high degree of reach or distribution to mitochondria, which are the generating site of reactive oxygen species. Medically, this reach is related to the permeability coefficient of the outer and inner mitochondrial membranes. The higher the permeability coefficient of a chemical pool drug, the smaller the chemical equivalent amount that can be administered to produce an effect. An acceptor or donor drug that satisfies at least the three essential requirements and also satisfies the requirement of mitochondrial reachability is called a "mitochondrial reachable chemical pool drug." An acceptor or donor drug that satisfies at least the three essential requirements but does not satisfy the requirement of mitochondrial reachability is called a "non-mitochondrial reachable chemical pool drug." The non-mitochondrial reachable chemical pool drug includes one that reaches the cytoplasm (first non-mitochondrial reachable chemical pool drug) and one that does not reach the cytoplasm (second non-mitochondrial reachable chemical pool drug), but both can be used as the chemical pool drug of the present invention.
(非代謝性)
本発明の化学プール薬剤を慢性透析患者へ投与する場合、化学プールを構築する化学プール薬剤は、48~72時間の治療間欠期の間効力を発揮することが求められる。このため、化学プール薬剤は、目的とする化学反応に無関係な分解を受けずに存在できることが好ましい。目的とする化学反応と無関係な分解を無効代謝と呼び、無効代謝が存在すると化学プール薬剤の投与量を増量する必要がある。例えば、ある患者にある薬剤50 mEqの化学プール薬剤を投与したい場合、もしこの化学プール薬剤の無効代謝率が72時間で60%である場合、当初の50 mEqが20 mEqに減じている。このような化学プール薬剤を投与する場合、期待する作用強度を確保するには当初の投与量を50/(1ー0.6)=125 mEqにまで増量しておかなければならない。本発明の化学プール薬剤の無効代謝率は低いほど投与量が少なくてよいことになる。「図5」は無効代謝率の大きさを内因性クリアランスを指標として表現し、化学プールのサイズへの影響を比較した説明図である。具体的に説明すると、図5中の符号6は、内因性クリアランス値1mL/minの場合の化学プールのサイズ(mEq)の変化を示し、符号7は、内因性クリアランス値2mL/minの場合の化学プールのサイズ(mEq)の変化を示し、符号10は内因性クリアランス値12mL/minの場合の化学プールのサイズ(mEq)の変化を示している。一方、図5中の符号11は、内因性クリアランス値1mL/minの場合のミトコンドリアに存在する化学プール薬剤の量(mEq)の変化を示し、符号12は、内因性クリアランス値2mL/minの場合のミトコンドリアに存在する化学プール薬剤の量(mEq)の変化を示し、符号15は、内因性クリアランス値12mL/minの場合のミトコンドリアに存在する化学プール薬剤の量(mEq)の変化を示している。図5から明らかなように、化学プール薬剤に対する生体の内因性クリアランスが小さいほど、より多くの化学プール薬剤が体内(ミトコンドリア)に存在し続けるため、化学プール薬剤に対する生体の内因性クリアランスは小さいことが好ましい。
(non-metabolizable)
When the chemical pool drug of the present invention is administered to a chronic dialysis patient, the chemical pool drug constituting the chemical pool is required to exert its effect during the 48-72 hour treatment intermittent period. For this reason, it is preferable that the chemical pool drug can exist without being decomposed irrelevant to the intended chemical reaction. Decomposition irrelevant to the intended chemical reaction is called ineffective metabolism, and if ineffective metabolism is present, the dosage of the chemical pool drug must be increased. For example, when a certain patient is to be administered 50 mEq of a certain drug, if the ineffective metabolic rate of this chemical pool drug is 60% in 72 hours, the initial 50 mEq is reduced to 20 mEq. When administering such a chemical pool drug, the initial dosage must be increased to 50/(1-0.6) = 125 mEq in order to ensure the expected strength of action. The lower the ineffective metabolic rate of the chemical pool drug of the present invention, the smaller the dosage can be. "Figure 5" is an explanatory diagram showing the magnitude of the ineffective metabolic rate expressed as an index of intrinsic clearance and comparing the effect on the size of the chemical pool. Specifically, in Fig. 5, the reference numeral 6 indicates the change in the size (mEq) of the chemical pool when the intrinsic clearance value is 1 mL/min, the reference numeral 7 indicates the change in the size (mEq) of the chemical pool when the intrinsic clearance value is 2 mL/min, and the reference numeral 10 indicates the change in the size (mEq) of the chemical pool when the intrinsic clearance value is 12 mL/min. Meanwhile, the reference numeral 11 in Fig. 5 indicates the change in the amount (mEq) of the chemical pool drug present in the mitochondria when the intrinsic clearance value is 1 mL/min, the reference numeral 12 indicates the change in the amount (mEq) of the chemical pool drug present in the mitochondria when the intrinsic clearance value is 2 mL/min, and the reference numeral 15 indicates the change in the amount (mEq) of the chemical pool drug present in the mitochondria when the intrinsic clearance value is 12 mL/min. As is clear from Fig. 5, the smaller the intrinsic clearance of the living body for the chemical pool drug, the more chemical pool drug continues to exist in the body (mitochondria), so it is preferable that the intrinsic clearance of the living body for the chemical pool drug is small.
本発明の化学プール薬剤としては、アクセプター薬剤およびドナー薬剤の候補として、D型アミノ酸2~3残基からなるペプチドが挙げられる。より具体的には、D型アミノ酸2残基からなるジペプチド(例、D-リジル・チロシン、D-チロシル・リジン、D-チロシル・システイン、D-トリプトファニル・チロシン、D-グリシル・チロシンなど)、ないしD型アミノ酸3残基からなるトリペプチド(例、D-リジル・チロシル・システイン、D-チロシル・トリプトファニル・リジンなど)がアクセプター薬剤およびドナー薬剤の候補として挙げられる。これらの中でも、化学プール薬剤としては、以下の表2に示すD型アミノ酸2~3残基からなるジペプチドないしトリペプチドが好ましい。 Candidates for the chemical pool drugs of the present invention, which may be acceptor drugs and donor drugs, include peptides consisting of 2-3 residues of D-amino acids. More specifically, dipeptides consisting of 2 residues of D-amino acids (e.g., D-lysyl tyrosine, D-tyrosyl lysine, D-tyrosyl cysteine, D-tryptophanyl tyrosine, D-glycyl tyrosine, etc.) and tripeptides consisting of 3 residues of D-amino acids (e.g., D-lysyl tyrosyl cysteine, D-tyrosyl tryptophanyl lysine, etc.) are exemplified as candidates for the acceptor drug and donor drug. Among these, dipeptides or tripeptides consisting of 2-3 residues of D-amino acids as shown in Table 2 below are preferred as chemical pool drugs.
また、本発明のアクセプター薬剤の一例として、図9に示す2-(α-D-glucopyranosyl) (methyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-olが挙げられる。図9に示されるこのmethyl TMGは、化学プール薬剤として投与後、体内で、αグリコシダーゼの加水分解を受けないよう、ブドウ糖とクロマン環のエーテル結合の隣のメチル基に、メチル基を修飾して、立体障害により酵素の活性中心が近づけないようにデザインされている。この修飾されたメチル基がないTMGは、簡単に加水分解されてしまい、体内で安定に存続できない。さらに、図10に示す2-(α-D-glucopyranosyl) (isopropyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-olも、本発明のアクセプター薬剤の一例として挙げられる。図9のmethyl TMGおよび図10のisopropyl TMGのようなアルキル基修飾TMG(中心部をアルキル基で修飾したTMG)は、本発明のアクセプター薬剤として好適である。 As an example of the acceptor drug of the present invention, 2-(α-D-glucopyranosyl) (methyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol shown in FIG. 9 can be given. This methyl TMG shown in FIG. 9 is designed to prevent hydrolysis by α-glycosidase in the body after administration as a chemical pool drug by modifying the methyl group next to the ether bond between glucose and the chroman ring with a methyl group, so that the active center of the enzyme is not close due to steric hindrance. TMG without this modified methyl group is easily hydrolyzed and cannot stably survive in the body. Furthermore, 2-(α-D-glucopyranosyl) (isopropyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol shown in FIG. 10 can also be given as an example of the acceptor drug of the present invention. Alkyl group-modified TMG (TMG with the center modified with an alkyl group) such as methyl TMG in FIG. 9 and isopropyl TMG in FIG. 10 are suitable as acceptor drugs of the present invention.
ただし、本発明の化学プール薬剤は、上記記載に限られず、例えば、水溶性ビタミンE改変分子(アクセプター薬剤)や、グルタチオン(ドナー薬剤)も使用可能である。なお、還元型アスコルビン酸は、化学反応性の観点から、本発明の化学プール薬剤の候補となり得るが、無効代謝が少なくなく、そのラジカル型はラジカルを次に放出する点を考慮する必要がある。すなわち、還元型アスコルビン酸単独では、化学プール薬剤の安定性の要件を満たさない。そこで、還元型アスコルビン酸の安定性における欠点を補うように、ドナー薬剤(例えばグルタチオン)を併用することが考えられる。これにより、還元型アスコルビン酸は、本発明の化学プールとなる薬剤として、使用可能となりうる。すなわち、必須3要件を満たさない化学薬剤種を含む複数の化学薬剤種が、全体として必須3要件を満たす場合、そのような複数の化学薬剤種全体を、本発明の化学プール薬剤とみなすことができる。また、還元型アスコルビン酸は、ミトコンドリアに到達しない点にも考慮する必要がある。また、グルタチオンは、無効代謝が少なくない点を考慮する必要があるが、ミトコンドリアへ到達する。したがって、ミトコンドリア到達性を補う観点からも、還元型アスコルビン酸とグルタチオンの併用は好ましい。このように、還元型アスコルビン酸は、ミトコンドリアに到達しないこと、および安定性が十分でないため単独では化学プール薬剤として好適ではないが、一方でラジカル奪取能力が極めて高いため、化学プール薬剤の補助剤として有用であるということができる。例えば、還元型アスコルビン酸は固相である膜脂質に潜り込んだラジカルを奪取し、これを化学プール薬剤(例えばグルタチオン)に受け渡すことができる。なお、一般的には電子を受け取ることは分子が還元されることを意味するが、還元型アスコルビン酸はラジカルを1つ受け取るに際し、陽子1個と電子1個から構成される水素原子(H)を2個失うため、差し引き酸化型となる。 However, the chemical pool agent of the present invention is not limited to the above description, and for example, water-soluble vitamin E modified molecules (acceptor agent) and glutathione (donor agent) can also be used. In addition, reduced ascorbic acid can be a candidate for the chemical pool agent of the present invention from the viewpoint of chemical reactivity, but it is necessary to consider that it has a considerable amount of ineffective metabolism and that its radical form releases radicals next. In other words, reduced ascorbic acid alone does not meet the stability requirements of a chemical pool agent. Therefore, it is possible to use a donor agent (e.g., glutathione) in combination with reduced ascorbic acid to compensate for the shortcomings in the stability of reduced ascorbic acid. This makes it possible for reduced ascorbic acid to be used as an agent that becomes the chemical pool of the present invention. In other words, when multiple chemical agent species, including chemical agent species that do not satisfy the three essential requirements, as a whole satisfy the three essential requirements, such multiple chemical agent species as a whole can be considered as the chemical pool agent of the present invention. It is also necessary to consider that reduced ascorbic acid does not reach mitochondria. It is also necessary to consider that glutathione has a considerable amount of ineffective metabolism, but it reaches mitochondria. Therefore, from the viewpoint of supplementing mitochondrial accessibility, the combined use of reduced ascorbic acid and glutathione is preferable. Thus, reduced ascorbic acid is not suitable as a chemical pool drug by itself because it does not reach mitochondria and is not stable enough, but on the other hand, it can be said to be useful as an adjuvant for chemical pool drugs because of its extremely high radical scavenging ability. For example, reduced ascorbic acid can scavenge radicals that have entered solid-phase membrane lipids and transfer them to chemical pool drugs (e.g., glutathione). Generally, receiving electrons means that a molecule is reduced, but when reduced ascorbic acid receives one radical, it loses two hydrogen atoms (H), which consist of one proton and one electron, and becomes an oxidized form.
ここで、細胞外液、細胞質、そしてミトコンドリアという3つの分画ごとの化学プールの存在量(mEq)について説明した後、本発明の化学プール薬剤の適用別の具体的な化学当量について述べる。「図3」は、化学プールの3つの分画である細胞外液、細胞質、ミトコンドリア内外の化学プール薬剤の移動の収支を示すコンパートメントモデルの図である。化学プール薬剤は化学反応により活性型分子が変化し不活型分子となる。体内に投与された化学プール薬剤について、活性型分子から不活型分子への変化速度を細胞外液ではQe mEq/min、細胞質ではQc mEq/min、ミトコンドリアではQm mEq/minとおく。各分画において、活性型分子はこれら変化速度で減少し、不活型分子はこれらの変化速度で増加する。血液浄化治療の間欠期は中2日(43時間程度)と中3日(67時間程度)の場合があるので、それぞれの期初めの化学プール薬剤の投与量はA1, A2(A1<A2)mEqとする。細胞外液と細胞質を隔てる細胞膜の両端の濃度差で規定される透過速度はKc mL/minとおく。細胞質とミトコンドリアを隔てるミトコンドリア外膜の両端の濃度差で規定される透過速度はKm mL/minとおく。人工腎臓の除去性能を表すクリアランスをKd mL/minとおく。化学プール薬剤が活性型分子から不活型分子へ変化して血液浄化により除去されることとは無関係な、化学プール薬剤の分子の生体での代謝を無効代謝と呼ぶ。この無効代謝を表す指標を内因性クリアランスKi mL/minとおき、細胞質から無効代謝されるとする。化学プール透析が施される患者(慢性透析患者)の体重の40%を細胞内液とみなし、このうち75%を細胞質容積Vc、25%をミトコンドリア容積Vmとみなす。慢性透析患者の細胞外液は、基準状態では体重の20%とするが、乏尿あるいは無尿のため、間欠期には増加し、増加分は血液浄化治療の除水にて是正される。間欠期に一定の速度で体液が増加するとみなすと細胞外液量は時間の関数v(t)とおける。活性型分子と不活型分子について3つの区画の濃度を時間の関数とおく。細胞外液、細胞質、ミトコンドリアの時間に対する濃度推移は、血液浄化治療間欠期においては、例えば週初め血液浄化治療後から始まる間欠期では、「数1」の連立微分方程式の数値解で計算される。また、血液浄化治療中については、例えば、週半ば血液浄化治療中では、細胞外液、細胞質、ミトコンドリアの時間に対する濃度推移は、「数2」の連立微分方程式の数値解で計算される。前の区間の最終値を次期区間の初期値に代入して得られた2週間の濃度プロフィールが得られる。 Here, we will explain the amount (mEq) of the chemical pool in each of the three fractions, the extracellular fluid, the cytoplasm, and the mitochondria, and then discuss the specific chemical equivalents for each application of the chemical pool drug of the present invention. "Figure 3" is a diagram of a compartment model showing the balance of movement of the chemical pool drug in and outside the three fractions of the chemical pool, the extracellular fluid, the cytoplasm, and the mitochondria. The chemical pool drug changes its active molecule to an inactive molecule through chemical reactions. For the chemical pool drug administered to the body, the conversion rate from active to inactive molecules is set as Qe mEq/min in the extracellular fluid, Qc mEq/min in the cytoplasm, and Qm mEq/min in the mitochondria. In each fraction, the active molecule decreases at these conversion rates, and the inactive molecule increases at these conversion rates. The intermittent period of blood purification treatment can be two days (about 43 hours) or three days (about 67 hours), so the dose of the chemical pool drug at the beginning of each period is set as A1, A2 (A1<A2) mEq. The permeation rate determined by the concentration difference at both ends of the cell membrane that separates the extracellular fluid from the cytoplasm is Kc mL/min. The permeation rate determined by the concentration difference at both ends of the mitochondrial outer membrane that separates the cytoplasm from the mitochondria is Km mL/min. The clearance that represents the removal performance of the artificial kidney is Kd mL/min. The metabolism of the molecules of the chemical pool drug in the living body, which is unrelated to the conversion of the chemical pool drug from an active molecule to an inactive molecule and removal by blood purification, is called ineffective metabolism. The index representing this ineffective metabolism is set to intrinsic clearance Ki mL/min, and it is assumed that the drug is ineffectively metabolized from the cytoplasm. 40% of the body weight of a patient undergoing chemical pool dialysis (chronic dialysis patient) is considered to be intracellular fluid, of which 75% is considered to be the cytoplasmic volume Vc and 25% is considered to be the mitochondrial volume Vm. The extracellular fluid of a chronic dialysis patient is 20% of the body weight under normal conditions, but due to oliguria or anuria, it increases during intermittent periods, and the increase is corrected by water removal during blood purification treatment. If we consider that the body fluid increases at a constant rate during the intermittent period, the extracellular fluid volume can be expressed as a function of time v(t). The concentrations of the three compartments for active and inactive molecules are expressed as functions of time. The concentration trends over time of the extracellular fluid, cytoplasm, and mitochondria during the intermittent period of blood purification treatment, for example, the intermittent period starting after blood purification treatment at the beginning of the week, are calculated using the numerical solution of the simultaneous differential equations in "Equation 1." During blood purification treatment, for example, during blood purification treatment in the middle of the week, the concentration trends over time of the extracellular fluid, cytoplasm, and mitochondria are calculated using the numerical solution of the simultaneous differential equations in "Equation 2." A two-week concentration profile is obtained by substituting the final value of the previous interval for the initial value of the next interval.
こうして得られた濃度プロフィールにそれぞれの分画の容量を乗した結果が「図4」で示されている。図4では、化学プールの分画ごとに、化学プール薬剤の存在量(mEq)の推移が示されている。ここでは、化学プール薬剤の活性型分子と反応後の不活型分子を合わせた存在量が示されている。深部プールであるミトコンドリアへの化学プール薬剤の到達、および逆方向の物質移動であるミトコンドリアの浄化が最も遅い。化学プール薬剤の除去効率が低いと濃度推移曲線が上方にシフトする。 Figure 4 shows the results of multiplying the concentration profile thus obtained by the volume of each fraction. In Figure 4, the transition of the abundance (mEq) of the chemical pool drug is shown for each chemical pool fraction. The combined abundance of the active molecules of the chemical pool drug and the inactive molecules after the reaction is shown here. The arrival of the chemical pool drug at the deep pool, the mitochondria, and the reverse mass transfer, the mitochondrial purification, are the slowest. If the removal efficiency of the chemical pool drug is low, the concentration transition curve shifts upward.
数式において、α[t]はαが変数tの関数であることを示す表記である。D[β[t] v[t], t] は、β[t] v[t]をtで微分する意である。他も同様。なお、α[t]は、活性型分子の細胞外液における濃度(mEq/mL)を表す。γ[t]は、活性型分子の細胞質における濃度(mEq/mL)を表す。ε[t]は、活性型分子のミトコンドリアにおける濃度(mEq/mL)を表す。e[t]は、活性型分子の細胞外液における存在量(mEq)を表す。β[t]は、不活型分子の細胞外液における濃度(mEq/mL)を表す。δ[t]は、不活型分子の細胞質における濃度(mEq/mL)を表す。ζ[t]は、不活型分子のミトコンドリアにおける濃度(mEq/mL)を表す。f[t]は、不活型分子の細胞外液における存在量(mEq/mL)を表す。 In the formula, α[t] is a notation that indicates that α is a function of the variable t. D[β[t] v[t], t] means to differentiate β[t] v[t] with respect to t. The same goes for the others. Note that α[t] represents the concentration (mEq/mL) of the active molecule in the extracellular fluid. γ[t] represents the concentration (mEq/mL) of the active molecule in the cytoplasm. ε[t] represents the concentration (mEq/mL) of the active molecule in the mitochondria. e[t] represents the amount (mEq) of the active molecule in the extracellular fluid. β[t] represents the concentration (mEq/mL) of the inactive molecule in the extracellular fluid. δ[t] represents the concentration (mEq/mL) of the inactive molecule in the cytoplasm. ζ[t] represents the concentration (mEq/mL) of the inactive molecule in the mitochondria. f[t] represents the amount of inactive molecule present in the extracellular fluid (mEq/mL).
計算結果の値をそれぞれ、α[2580]=α2580, γ[2580]=γ2580, ε[2580]=ε2580, e[2580]=e 2580, β[2580]=β2580, δ[2580]=δ2580, ζ[2580]=ζ2580, f[2580]=f 2580とすると、これらの値(実際は数値)を次の時間区間の初期値に代入する(「数2」)。 Let the calculated values be α[2580]=α2580, γ[2580]=γ2580, ε[2580]=ε2580, e[2580]=e 2580, β[2580]=β2580, δ[2580]=δ2580, ζ[2580]=ζ2580, and f[2580]=f 2580.These values (which are actually numbers) are substituted for the initial values of the next time interval ("Math 2").
本発明の化学プール薬剤は、慢性透析患者への投与(慢性血液浄化治療への併用)が主に想定されるが、急性腎不全患者、薬物や毒物中毒患者、重症感染症患者、熱傷患者、虚血後再灌流障害患者、重症妊娠中毒症、慢性皮膚潰瘍患者、脳出血脳室穿破患者、重症溶血性疾患患者などへの投与(急性血液浄化治療への併用)も想定されている。化学プール薬剤を慢性透析患者に投与する場合について説明する。まず、週3回のスケジュールで実施される通常の血液浄化法の治療セッション終了期に、化学プール薬剤の所要量を慢性透析患者に投与する。そして、次回血液浄化治療までの治療間欠期に化学プールを構築している化学プール薬剤の分子が、化学反応によりフリーラジカルを捕捉するか、還元性を発揮する。次に、反応後の化学プール薬剤のラジカル型分子や酸化型分子が次の化学反応を起こすことなく安定に存在する。最後に、ラジカル型や酸化型となって安定に存在する化学プール薬剤の分子を次回の血液浄化治療によって除去する。これにより、体内から有害なフリーラジカルや酸化体(酸化型分子)を体外に排泄することができる。そして血液浄化治療後に再度化学プール薬剤を投与するというサイクルを繰り返すことになる。 The chemical pool drug of the present invention is mainly intended to be administered to chronic dialysis patients (in combination with chronic blood purification treatment), but is also intended to be administered to patients with acute renal failure, patients with drug or poison poisoning, patients with severe infections, patients with burns, patients with post-ischemic reperfusion injury, patients with severe pregnancy toxemia, patients with chronic skin ulcers, patients with cerebral hemorrhage and ventricular rupture, patients with severe hemolytic diseases, etc. (in combination with acute blood purification treatment). The case of administering a chemical pool drug to a chronic dialysis patient will be described. First, at the end of a treatment session of a normal blood purification method performed on a schedule of three times a week, the required amount of the chemical pool drug is administered to the chronic dialysis patient. Then, during the treatment interval until the next blood purification treatment, the molecules of the chemical pool drug that form the chemical pool capture free radicals through a chemical reaction or exhibit reducing properties. Next, the radical molecules and oxidized molecules of the chemical pool drug after the reaction exist stably without causing the next chemical reaction. Finally, the molecules of the chemical pool drug that exist stably as radicals or oxidized forms are removed by the next blood purification treatment. This allows harmful free radicals and oxidized forms (oxidized molecules) to be excreted from the body. The cycle then repeats, with the chemical pool drug administered again after blood purification treatment.
本発明により、慢性腎不全患者を治療する場合、投与する化学プールのサイズ、すなわち化学プール薬剤の化学当量の総量は、慢性腎不全患者の体重(kg)および治療間欠期の長さ(hr)を用いて、0.001~0.05 mEq/(hr・kg)であることが好ましく、0.01~0.05 mEq/(hr・kg)であることがより好ましい。これは、前述の数式による結果を考慮して、体内で産生される活性酸素種の化学当量のうち、内因性の消去作用を免れて有害な連鎖反応の起点となり得る活性酸素種の化学当量を中和することを想定した値である。このように、化学プール薬剤は大量に投与することになる。このため、化学プール薬剤が体内に大量に投与された場合でも、人体に対する毒性がないことが、化学プール薬剤として用いるための当然の要件である。血中濃度の推移からみるとほぼ化学プール薬剤の除去が完遂されているように誤解する。しかし、「図4」からわかるように、実際には血液浄化終盤でも細胞質およびミトコンドリアにはある程度の量の化学プール薬剤が残存して定常状態に達すると考えられる。このため、化学プール薬剤は、慢性の曝露による細胞毒性がないことが好ましい。 When treating a patient with chronic renal failure according to the present invention, the size of the chemical pool to be administered, i.e., the total amount of chemical equivalents of the chemical pool drug, is preferably 0.001 to 0.05 mEq/(hr·kg), and more preferably 0.01 to 0.05 mEq/(hr·kg), using the body weight (kg) of the patient with chronic renal failure and the length of the treatment interval (hr). This is a value that assumes that, taking into account the results of the above formula, the chemical equivalents of the reactive oxygen species produced in the body that can escape endogenous elimination and become the starting point of harmful chain reactions are neutralized. Thus, the chemical pool drug is administered in large quantities. For this reason, it is a natural requirement for the chemical pool drug to be non-toxic to the human body even when administered in large quantities into the body. It is misunderstood that the removal of the chemical pool drug has been almost completed based on the transition of the blood concentration. However, as can be seen from "Figure 4", it is actually believed that a certain amount of the chemical pool drug remains in the cytoplasm and mitochondria even at the end of blood purification, and a steady state is reached. For this reason, it is preferable that chemical pool agents are not cytotoxic upon chronic exposure.
化学プール薬剤の別の適用として、急性腎不全患者、薬物や毒物中毒患者、重症感染症患者、熱傷患者、虚血後再灌流障害患者、重症妊娠中毒症、慢性皮膚潰瘍患者、脳出血脳室穿破患者、重症溶血性疾患患者に対する化学プール薬剤の投与を説明する。まず化学プール薬剤を患者に投与し、数時間から数日の均衡化時間を置く。その後に捕捉したフリーラジカルや酸化型分子を体外に除去する血液浄化治療を単回、ないし数回実施する。本発明の化学プール薬剤は、このような治療法に用いることもできる。「図6」にこの治療法の1クールを示す。化学プールのサイズを、白抜きで描画した領域(化学プール薬剤の残存する活性型分子の化学当量)と、塗りつぶしで描画した領域(化学反応後の不活型分子の化学当量)とに分けて示している。ここでの治療目的は、慢性腎不全の場合の合併症予防とは異なり、救命であるため、化学プール薬剤の投与量は慢性腎不全の場合よりも大量となる。必要に応じ上記クールを数回繰り返す。 As another application of the chemical pool drug, the administration of the chemical pool drug to patients with acute renal failure, patients with drug or poison poisoning, patients with severe infections, patients with burns, patients with post-ischemic reperfusion injury, patients with severe pregnancy toxemia, patients with chronic skin ulcers, patients with cerebral hemorrhage and ventricular rupture, and patients with severe hemolytic disease will be described. First, the chemical pool drug is administered to the patient, and an equilibration period of several hours to several days is allowed. After that, blood purification treatment is performed once or several times to remove the captured free radicals and oxidized molecules from the body. The chemical pool drug of the present invention can also be used in such treatments. One course of this treatment is shown in "Figure 6". The size of the chemical pool is divided into the white area (chemical equivalent of the active molecules remaining in the chemical pool drug) and the filled area (chemical equivalent of the inactive molecules after the chemical reaction). The purpose of treatment here is to save a life, unlike the prevention of complications in chronic renal failure, so the amount of the chemical pool drug administered is larger than in the case of chronic renal failure. The above course is repeated several times as necessary.
本発明の化学プール薬剤を、急性腎不全患者、薬物や毒物中毒患者、重症感染症患者、熱傷患者、虚血後再灌流障害患者、重症妊娠中毒症、慢性皮膚潰瘍患者、脳出血脳室穿破患者、重症溶血性疾患患者に投与する場合、投与する化学プールのサイズ、すなわち化学プール薬剤の化学当量の総量は、患者の体重(kg)および治療間欠期の長さ(hr)を用いて、0.1~20 mEq/(hr・kg)であることが好ましい。これは慢性腎不全患者の治療の場合の投与量よりも多い。この理由は、疾病や有害事象の生体への侵襲が活性酸素種の産生量を増大させていることを考慮したからである。 When the chemical pool drug of the present invention is administered to patients with acute renal failure, patients with drug or poison poisoning, patients with severe infections, patients with burns, patients with post-ischemic reperfusion injury, patients with severe pregnancy toxemia, patients with chronic skin ulcers, patients with cerebral hemorrhage and ventricular rupture, and patients with severe hemolytic diseases, the size of the administered chemical pool, i.e., the total amount of chemical equivalents of the chemical pool drug, is preferably 0.1 to 20 mEq/(hr·kg) using the patient's body weight (kg) and the length of the treatment interval (hr). This is greater than the amount administered when treating patients with chronic renal failure. The reason for this is that it is considered that the invasion of the body by diseases and adverse events increases the production of reactive oxygen species.
本発明の化学プール薬剤としては、化学プール薬剤として投与する薬剤化学種を複数併用することが好ましい。例えば、化学プール薬剤として、フリーラジカルを捕捉するアクセプター薬剤とH供与体であるドナー薬剤を併用することが好ましい。また、化学プール薬剤として投与する薬剤化学種は、グルタチオンのようなミトコンドリア到達系化学プール薬剤を少なくとも1種含むことがより好ましい。これにより、フリーラジカルの連鎖反応を多段階の部位で阻止することができる。すなわち、細胞外液、細胞質およびミトコンドリアにおける酸化ストレスを効果的に低減することができる。その結果、生体内の有害な連鎖反応の遮断率を向上させることができる。なお、化学プール薬剤が、ミトコンドリア到達系化学プール薬剤を少なくとも含む複数の薬剤化学種で構成されている場合、ミトコンドリア到達系化学プール薬剤の含有量(化学当量)が、その他の薬剤化学種の合計の含有量に対して多いことが好ましい。換言すれば、化学プール薬剤は、主として、ミトコンドリア到達系化学プール薬剤を含むことが好ましい。 As the chemical pool drug of the present invention, it is preferable to use a combination of multiple drug species administered as the chemical pool drug. For example, it is preferable to use a combination of an acceptor drug that captures free radicals and a donor drug that is an H donor as the chemical pool drug. It is more preferable that the drug species administered as the chemical pool drug contains at least one mitochondrial-reaching chemical pool drug such as glutathione. This makes it possible to block the chain reaction of free radicals at multiple stages. That is, it is possible to effectively reduce oxidative stress in the extracellular fluid, cytoplasm, and mitochondria. As a result, it is possible to improve the blocking rate of harmful chain reactions in the living body. In addition, when the chemical pool drug is composed of multiple drug species including at least a mitochondrial-reaching chemical pool drug, it is preferable that the content (chemical equivalent) of the mitochondrial-reaching chemical pool drug is higher than the total content of the other drug species. In other words, it is preferable that the chemical pool drug mainly contains a mitochondrial-reaching chemical pool drug.
(化学プール薬剤の投与方法)
化学プール薬剤の投与方法としては、通常、投与量が数十~数百mEqにもなることから、投与を確実にするために経静脈投与するのが通例である。例えば、100 mEqの化学プール薬剤を200 mLの水に溶解した輸液製剤では、生理食塩水に対する輸液製剤の浸透圧比は、100x(1000/200)/308=1.6となる。このような輸液製剤の経静脈投与は容易である。もし、10 mLの水に溶解した注射製剤を作ると、生理食塩水に対するこの注射製剤の浸透圧比は16となり、かなり高い。慢性透析患者は、体外循環の血流を維持するための内シャントや留置カテーテルを有している。このため、慢性透析患者は、通常の末梢の皮静脈の場合(浸透圧比は3が限界)よりも高い浸透圧の輸液製剤の注入に耐えるといえる。しかし、一般的に、one shot静注よりも容量の大きい輸液製剤として薬剤を緩徐に投与した方が副作用の発生は少ないといえる。
(Method of administering chemical pool agents)
Chemical pool drugs are usually administered intravenously to ensure proper administration, since the dose is usually several tens to several hundreds of mEq. For example, in an infusion preparation in which 100 mEq of a chemical pool drug is dissolved in 200 mL of water, the osmolality ratio of the infusion preparation to physiological saline is 100x(1000/200)/308=1.6. Infusion preparations of this type are easy to administer intravenously. If an infusion preparation is prepared by dissolving the drug in 10 mL of water, the osmolality ratio of the infusion preparation to physiological saline is 16, which is quite high. Chronic dialysis patients have internal shunts and indwelling catheters to maintain the blood flow of the extracorporeal circulation. For this reason, it can be said that chronic dialysis patients can tolerate the infusion of infusion preparations with higher osmolality than that of normal peripheral skin veins (osmolality ratio is limited to 3). However, it can be said that side effects are generally less likely to occur when drugs are administered slowly as infusion preparations with a larger volume than when administered as a one-shot intravenous injection.
本発明の化学プール薬剤の投与方法として、内服製剤による投与も考えられる。この場合、患者への内服の負担を考慮して、血液浄化治療間欠期に1日1ないし数回の分割投与を行う(「図8」)。内服においては、実際に体内に入って化学プールを構築する化学プール薬剤の化学当量は、腸管での分解、腸管での吸収率などの影響を受けて目減りする。この点を考慮して、内服用の化学プール薬剤の化学当量を調整する必要がある。 As a method of administration of the chemical pool drug of the present invention, administration by oral administration is also considered. In this case, taking into consideration the burden of oral administration on the patient, the drug is administered once or several times a day in divided doses during intermittent blood purification treatment (Figure 8). When taken orally, the chemical equivalent of the chemical pool drug that actually enters the body and builds the chemical pool decreases due to the effects of decomposition in the intestinal tract, the absorption rate in the intestinal tract, etc. Taking this into consideration, it is necessary to adjust the chemical equivalent of the chemical pool drug taken orally.
本発明の化学プール薬剤の投与方法としては、前述した、血液浄化終了時の経静脈投与が適している。一気に投与することにより、表層の細胞外液と深層の細胞質、さらに深層のミトコンドリアとの間で濃度勾配が大きくなる。その結果、拡散により、化学プール薬剤が深層に到達する駆動力も大きくなる。また、化学プール薬剤が深層に到達するには時間がかかる。このため、治療間欠期の最初に化学プール薬剤を投与して、間欠期全体を反応時間として利用することも治療効果の発現に有利となる。 As described above, intravenous administration at the end of blood purification is suitable as a method for administering the chemical pool drug of the present invention. By administering it all at once, the concentration gradient becomes large between the extracellular fluid at the surface and the cytoplasm at the deep layer, and also between the mitochondria at the deep layer. As a result, the driving force for the chemical pool drug to reach the deep layer due to diffusion also becomes large. In addition, it takes time for the chemical pool drug to reach the deep layer. For this reason, administering the chemical pool drug at the beginning of the treatment intermission and using the entire intermission as the reaction time is also advantageous for the manifestation of the therapeutic effect.
特に、本発明の化学プール薬剤を慢性透析患者への投与する場合、間欠期に発生する活性酸素種の中和に必要な化学当量の化学プール薬剤を血液浄化終了時に一括して静脈内投与するのが第一選択となる。化学プール薬剤を分配したい深部のミトコンドリアへの到達量は濃度勾配が大きいほど、また移行に使える時間が長いほど大きくなるからである。 In particular, when administering the chemical pool drug of the present invention to a chronic dialysis patient, the first choice is to administer a chemical equivalent of the chemical pool drug required to neutralize reactive oxygen species generated during intermittent periods intravenously all at once at the end of blood purification. This is because the amount of the chemical pool drug that reaches the deep mitochondria to which it is desired to be distributed increases with the concentration gradient and the time available for transfer.
(リンス液)
リンス液は、血液浄化終了時に体外循環血液回路に残された血液を体内循環(血管内)に押し戻して返血するために用いられる。本発明のリンス液は、前述した化学プール薬剤と、水や生理食塩水などの溶媒とを含むように構成されている。前述のように化学プール薬剤の剤型として、輸液製剤を選択する場合、この輸液製剤をリンス液として兼用することができる。これにより、患者への化学プール薬剤の容量負荷を減らすことができる。化学プール薬剤をリンス液として兼用する場合は、リンス液(化学プール薬剤の輸液製剤)の容量は、200mL~1000mLであることが好ましく、200~400mLであることがより好ましい。リンス液は、数分以上かけて全量投与されることが好ましい。また、生理食塩水に対するリンス液の浸透圧比は、0.5~8であることが好ましく、0.5~5であることがより好ましい。
(Rinse solution)
The rinse liquid is used to push back the blood remaining in the extracorporeal blood circuit to the internal circulation (inside the blood vessels) after the end of blood purification. The rinse liquid of the present invention is configured to contain the above-mentioned chemical pool drug and a solvent such as water or physiological saline. When an infusion preparation is selected as the dosage form of the chemical pool drug as described above, the infusion preparation can also be used as the rinse liquid. This can reduce the volume load of the chemical pool drug on the patient. When the chemical pool drug is also used as the rinse liquid, the volume of the rinse liquid (infusion preparation of the chemical pool drug) is preferably 200 mL to 1000 mL, more preferably 200 to 400 mL. The rinse liquid is preferably administered in its entirety over several minutes or more. The osmotic pressure ratio of the rinse liquid to physiological saline is preferably 0.5 to 8, more preferably 0.5 to 5.
さらに、リンス液は、L型アミノ酸などの補助剤を含んでいてもよい。補助剤としてL型アミノ酸を用いる場合、L型アミノ酸の含有量は、総量で1g~20gであることが好ましく、総量で3g~15gであることがより好ましい。血液浄化治療中は筋肉からのアミノ酸の遊出が必発である。このため、血液浄化治療直後に投与された生理型のアミノ酸は再度筋肉に取り込まれて、筋萎縮の進行を抑制する効果を発揮する。したがって、リンス液がL型アミノ酸を含む場合、本発明の化学プール薬剤によるミトコンドリア保護機能を介する筋萎縮予防との相乗効果が期待できる。本発明では、化学プール薬剤の分子(小分子)の高効率な除去を求める結果、体液のアミノ酸損失も応分に増大し、筋肉からのアミノ酸の遊出量の増大が不可避である。この弊害を緩和するためにも、L型アミノ酸の併用投与は有効である。 Furthermore, the rinse solution may contain an auxiliary agent such as an L-type amino acid. When an L-type amino acid is used as an auxiliary agent, the content of the L-type amino acid is preferably 1 g to 20 g in total, and more preferably 3 g to 15 g in total. During blood purification treatment, leakage of amino acids from muscles is inevitable. Therefore, physiological amino acids administered immediately after blood purification treatment are re-absorbed into muscles and exert the effect of suppressing the progression of muscle atrophy. Therefore, when the rinse solution contains an L-type amino acid, a synergistic effect with the prevention of muscle atrophy through the mitochondrial protection function of the chemical pool drug of the present invention can be expected. In the present invention, as a result of seeking highly efficient removal of the molecules (small molecules) of the chemical pool drug, the loss of amino acids in the body fluids also increases accordingly, and an increase in the amount of amino acids leaking out of the muscles is inevitable. In order to alleviate this adverse effect, the co-administration of an L-type amino acid is also effective.
また、リンス液が、補助剤としてL型アミノ酸を含む場合、生理食塩水に対するリンス液の浸透圧比は、2~8であることが好ましい。なお、かかる浸透圧比の範囲においては、特に、数分以上かけた緩徐な投与(回収操作)が必要となる。以下、化学プール薬剤をリンス液として体内に供給可能な本発明の透析装置について、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。 When the rinse solution contains an L-amino acid as an auxiliary agent, the osmotic pressure ratio of the rinse solution to physiological saline is preferably 2 to 8. In this range of osmotic pressure ratios, slow administration (recovery operation) over several minutes or more is particularly necessary. Below, the dialysis device of the present invention, which can supply chemical pool agents to the body as a rinse solution, will be described in detail based on the preferred embodiment shown in the attached drawings.
(透析装置)
図11は、化学プール薬剤を含むリンス液を備える透析装置の構成例を示す概略図である。本発明の透析装置100は、すでに臨床現場で使用されている血液透析、血液濾過、血液透析濾過および血漿交換を可能とするが、以下の説明では、血液透析を例に説明する。すなわち、透析装置100は、基本的な構成は全自動透析装置と同じであり、一般的な自動透析装置を用いた血液浄化治療を行うことができる。
(Dialysis machine)
Fig. 11 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a dialysis device equipped with a rinse solution containing a chemical pool drug. The dialysis device 100 of the present invention enables hemodialysis, hemofiltration, hemodiafiltration, and plasma exchange, which are already used in clinical settings, but the following description will be given taking hemodialysis as an example. That is, the dialysis device 100 has the same basic configuration as a fully automatic dialysis device, and can perform blood purification treatment using a general automatic dialysis device.
本発明の透析装置100は、基本的構成として、血液浄化器(ダイアライザー)Dと、血液浄化器Dへ連結された透析液回路200および体外循環血液回路(血液回路)300と、患者血管の動脈側で分岐するように、血液回路300と接続された補液供給回路400とを備えている。 The dialysis device 100 of the present invention basically comprises a blood purifier (dialyzer) D, a dialysate circuit 200 and an extracorporeal blood circuit (blood circuit) 300 connected to the blood purifier D, and a replacement fluid supply circuit 400 connected to the blood circuit 300 so as to branch off on the arterial side of the patient's blood vessels.
血液浄化器Dは、ストロー状の複数の細管D1を備える。各細管D1は、半透膜(透析膜)で形成され、半透膜は、複数の孔を有している。各細管D1内に血液が流れる一方、各細管D1の外側を透析液が流れるように、血液浄化器Dは構成されている。これにより、半透膜を介して血液と透析液とが接触する。このような接触により、血液中の有害な物質などが、透析液へ移行する。 The blood purifier D has multiple straw-shaped capillaries D1. Each capillary D1 is formed of a semipermeable membrane (dialysis membrane), which has multiple holes. The blood purifier D is configured so that blood flows inside each capillary D1 while dialysis fluid flows outside each capillary D1. This allows the blood and dialysis fluid to come into contact with each other via the semipermeable membrane. This contact causes harmful substances in the blood to transfer to the dialysis fluid.
血液浄化器Dでは、化学プール薬剤の反応産物であるラジカル型分子や酸化型分子を高効率で体外に除去する必要がある。このため、血液浄化器Dは、分子量1000D以下の小分子に対する除去性能として、150mL/min以上、好ましくは200mL/minのクリアランス値を具備することが好ましい(「図7」参照)。図7の符号16は、血液浄化器Dの除去性能であるクリアランス値100mL/minの場合の化学プールサイズ(mEq)の変化を示し、符号17は、血液浄化器Dのクリアランス値150mL/minの場合の化学プールサイズ(mEq)の変化を示し、符号20は、血液浄化器Dのクリアランス値300mL/minの場合の化学プールサイズ(mEq)の変化を示している。図7から明らかなように、血液浄化器Dのクリアランス値が100mL/min~300mL/minの範囲において、血液浄化器Dのクリアランス値が高いほど、より多くの化学プール薬剤が除去されている。このため、血液浄化器Dは、分子量1000D以下の小分子に対する除去性能であるクリアランス値が、100mL/min以上300mL/min以下であることが好ましく、150mL/min以上300mL/min以下であることがより好ましく、200mL/min以上300mL/min以下であることがより好ましい。なお、化学プールでは、表層の細胞外液の浄化が先行し、遅れて深部の細胞質、さらに深部のミトコンドリアが浄化される。深部プールの浄化は時間律速である。臨床現場で一般的な血液浄化治療時間は4~5時間であるが、治療時間が長いほど化学プールの浄化度は高まる。 In the blood purifier D, it is necessary to remove radical molecules and oxidized molecules, which are reaction products of chemical pool drugs, from the body with high efficiency. For this reason, it is preferable that the blood purifier D has a clearance value of 150 mL/min or more, preferably 200 mL/min, as the removal performance for small molecules with a molecular weight of 1000 D or less (see "Figure 7"). In Figure 7, reference numeral 16 indicates the change in chemical pool size (mEq) when the clearance value of the blood purifier D is 100 mL/min, which is the removal performance of the blood purifier D, reference numeral 17 indicates the change in chemical pool size (mEq) when the clearance value of the blood purifier D is 150 mL/min, and reference numeral 20 indicates the change in chemical pool size (mEq) when the clearance value of the blood purifier D is 300 mL/min. As is clear from Figure 7, in the range of the clearance value of the blood purifier D from 100 mL/min to 300 mL/min, the higher the clearance value of the blood purifier D, the more chemical pool drugs are removed. For this reason, the clearance value of blood purifier D, which is the removal performance for small molecules with a molecular weight of 1000D or less, is preferably 100mL/min to 300mL/min, more preferably 150mL/min to 300mL/min, and even more preferably 200mL/min to 300mL/min. In the chemical pool, purification of the extracellular fluid at the surface takes place first, followed by purification of the cytoplasm deep inside and mitochondria even deeper inside. Purification of the deep pool is time-limited. The typical blood purification treatment time in clinical settings is 4 to 5 hours, but the longer the treatment time, the higher the degree of purification of the chemical pool.
透析液回路200は、複数のポンプを備え、透析液を循環させ、血液浄化器Dへ供給する。複数のポンプは、透析液送液ポンプP1と、透析液排液ポンプP2と、第3の透析液ポンプP3とで構成されている。透析液送液ポンプP1および透析液排液ポンプP2は、透析液を常に等しい送液速度で循環させる機能を有する。すなわち、透析液送液ポンプP1および透析液排液ポンプP2は、等流量系を形成する機能を有する。一方、第3の透析液ポンプP3は、等流量系の内部と交絡するように構成されている。具体的には、第3の透析液ポンプP3は、順逆両回転するように構成され、順方向の排液ないし逆方向の注液を行うことができる。 The dialysis fluid circuit 200 includes multiple pumps that circulate the dialysis fluid and supply it to the blood purifier D. The multiple pumps are composed of a dialysis fluid delivery pump P1, a dialysis fluid drainage pump P2, and a third dialysis fluid pump P3. The dialysis fluid delivery pump P1 and the dialysis fluid drainage pump P2 have the function of always circulating the dialysis fluid at an equal delivery speed. In other words, the dialysis fluid delivery pump P1 and the dialysis fluid drainage pump P2 have the function of forming an equal flow rate system. On the other hand, the third dialysis fluid pump P3 is configured to intertwine with the interior of the equal flow rate system. Specifically, the third dialysis fluid pump P3 is configured to rotate in both forward and reverse directions, and can drain the dialysis fluid in the forward direction or inject the dialysis fluid in the reverse direction.
血液回路300は、血液浄化器Dを介して、動脈側血液回路310と、静脈側血液回路320とで構成されている。動脈側血液回路310には、電磁開閉クランプC2および順逆両回転する血液ポンプP4が設けられている。血液ポンプP4を順回転させることにより、動脈から取り出された血液が、血液浄化器Dへ供給され、透析液と接触した後、静脈側血液回路320を通って静脈へ戻される。このように血液が流れている際、電磁開閉クランプC2は、開状態となっている。一方、このような血液の流れを止める際は、電磁開閉クランプC2は閉状態となっている。後述する補液を供給する際には、電磁開閉クランプC2は閉状態となっている。動脈側血液回路310において、電磁開閉クランプC2と血液ポンプP4との間に、補液供給回路400が接続されている。 The blood circuit 300 is composed of an arterial blood circuit 310 and a venous blood circuit 320 via a blood purifier D. The arterial blood circuit 310 is provided with an electromagnetic opening/closing clamp C2 and a blood pump P4 that rotates in both directions. By rotating the blood pump P4 in the forward direction, blood taken from the artery is supplied to the blood purifier D, comes into contact with the dialysis fluid, and then returns to the vein through the venous blood circuit 320. When blood is flowing in this manner, the electromagnetic opening/closing clamp C2 is in an open state. On the other hand, when stopping such blood flow, the electromagnetic opening/closing clamp C2 is in a closed state. When supplying replacement fluid, which will be described later, the electromagnetic opening/closing clamp C2 is in a closed state. In the arterial blood circuit 310, a replacement fluid supply circuit 400 is connected between the electromagnetic opening/closing clamp C2 and the blood pump P4.
補液供給回路400は、補液を備える。補液は、純水または生理食塩水などの電解質液を含み、本実施形態では、化学プール薬剤をさらに含む。また、補液供給回路400には、補液の供給を停止することができる電磁開閉クランプC1が設けられている。電磁開閉クランプC1を開状態とするとともに、電磁開閉クランプC2を閉状態として、血液ポンプP4を順回転させることにより、補液が血液回路300へ供給される。 The replacement fluid supply circuit 400 is provided with replacement fluid. The replacement fluid includes an electrolyte solution such as pure water or saline, and in this embodiment, further includes a chemical pool agent. The replacement fluid supply circuit 400 is also provided with an electromagnetic opening/closing clamp C1 that can stop the supply of replacement fluid. The replacement fluid is supplied to the blood circuit 300 by opening the electromagnetic opening/closing clamp C1 and closing the electromagnetic opening/closing clamp C2 and rotating the blood pump P4 forward.
本発明の透析装置100は、電磁開閉制御できる電磁開閉クランプC1と電磁開閉クランプC2、順逆両回転できる血液ポンプP4、順逆両回転できる第3の透析液ポンプP3を有する。これにより、血液浄化器Dの半透膜を介して血液回路300から同量の除水ないし血液回路300への同量の補液が達成される。本発明の透析装置100は、透析液回路200および血液回路300のそれぞれに、少なくとも1つの順逆両回転できるポンプを備えていることが特徴的と言える。また、透析装置100は、上述した基本的構成以外にも、種々の要素(例えば、制御部やセンサー)を備えることができる。制御部は、電磁開閉クランプC1および電磁開閉クランプC2の開閉、第3の透析液ポンプP3および血液ポンプP4の回転方向と速度を随時、任意の値にプログラム制御できる。 The dialysis device 100 of the present invention has an electromagnetic opening/closing clamp C1 and an electromagnetic opening/closing clamp C2 that can be electromagnetically opened and closed, a blood pump P4 that can rotate in both directions, and a third dialysis fluid pump P3 that can rotate in both directions. This allows the same amount of water to be removed from the blood circuit 300 or the same amount of fluid to be replaced in the blood circuit 300 through the semipermeable membrane of the blood purifier D. The dialysis device 100 of the present invention is characterized in that each of the dialysis fluid circuit 200 and the blood circuit 300 has at least one pump that can rotate in both directions. In addition to the basic configuration described above, the dialysis device 100 can also have various elements (e.g., a control unit and a sensor). The control unit can programmatically control the opening and closing of the electromagnetic opening/closing clamp C1 and the electromagnetic opening/closing clamp C2, and the rotation direction and speed of the third dialysis fluid pump P3 and the blood pump P4 to any value at any time.
(化学プール薬剤を含む溶液をリンス液として使用する方法)
以下では、図11を参照して、本発明の化学プール薬剤を含む補液を、透析装置100における体外循環血液回路300の血液回収用のリンス液Rとして使用する方法を説明する。2つの具体例を以下に示す。
(Method of using a solution containing chemical pool cleaners as a rinse solution)
11, a method of using the replacement fluid containing the chemical pool drug of the present invention as a rinsing fluid R for blood recovery in the extracorporeal blood circuit 300 of the dialysis device 100 will be described below. Two specific examples are shown below.
(具体例1)
予め補液として、本発明の化学プール薬剤を含む水溶液からなるリンス液R200~300mLを血液回路300の分岐である補液供給回路400に接続しておく。血液透析中、電磁開閉クランプC1は閉状態、電磁開閉クランプC2は開状態、血液ポンプP4は順回転(sからvに向かう方向)、第3の透析液ポンプP3は順方向(除水)で動作している。以上を回収前工程とする。血液浄化治療の終了(通常、指定した治療時間の満了と指定した除水量の満了の達成時点)をもって以下の一連の工程を動作させる。1)透析液送液ポンプP1、透析液排液ポンプP2を停止させる。2)電磁開閉クランプC1を開状態とし、電磁開閉クランプC2を閉状態とし、血液ポンプP4を10~100mL/分の速度で順回転させ、リンス液R全量をtから血液回路300に注入する。この注入量は、血液ポンプP4の流速に作動時間を乗した値である。その後、血液ポンプP4の順方向回転は停止させる。この時点でtからvの血液は体内に返血され、リンス液R(すなわち化学プール薬剤を含む水溶液)で同部が置換されている。3)電磁開閉クランプC1を閉状態とし、電磁開閉クランプC2を開状態とし、第3の透析液ポンプP3を10~100mL/分の速度で逆方向(補液方向)、血液ポンプP4を第3の透析液ポンプP3より小さい任意の速度で逆方向に作動させる。これにより、透析液が半透膜を逆濾過して血液回路300に注入される。さらに透析液がsとvの2つの方向に任意の割合で分配される。その結果、血液回路300のsからtの部分に残っていた血液が、sから返血されるとともに、tからvに残っていたリンス液R(化学プール薬剤を含む水溶液)が透析液に置換されて体内に注入される。以上より、化学プール薬剤の投与と返血工程が同時に完了する。
(Specific Example 1)
As a replacement fluid, 200 to 300 mL of rinse fluid R, which is an aqueous solution containing the chemical pool agent of the present invention, is connected to the replacement fluid supply circuit 400, which is a branch of the blood circuit 300. During hemodialysis, the electromagnetic opening/closing clamp C1 is closed, the electromagnetic opening/closing clamp C2 is open, the blood pump P4 rotates forward (from s to v), and the third dialysis fluid pump P3 operates in the forward direction (water removal). The above is a pre-recovery process. Upon completion of blood purification treatment (usually the time when the specified treatment time has expired and the specified amount of water removed has been reached), the following series of steps are operated. 1) The dialysis fluid delivery pump P1 and the dialysis fluid drainage pump P2 are stopped. 2) The electromagnetic opening/closing clamp C1 is opened, the electromagnetic opening/closing clamp C2 is closed, and the blood pump P4 is rotated forward at a speed of 10 to 100 mL/min, and the entire amount of rinse fluid R is injected into the blood circuit 300 from t. This injection amount is the value obtained by multiplying the flow rate of the blood pump P4 by the operation time. After that, the forward rotation of the blood pump P4 is stopped. At this point, the blood from t to v is returned to the body, and the same part is replaced with the rinse solution R (i.e., an aqueous solution containing a chemical pool drug). 3) The electromagnetic opening/closing clamp C1 is closed, the electromagnetic opening/closing clamp C2 is opened, and the third dialysis fluid pump P3 is operated in the reverse direction (fluid replacement direction) at a speed of 10 to 100 mL/min, and the blood pump P4 is operated in the reverse direction at an arbitrary speed lower than that of the third dialysis fluid pump P3. As a result, the dialysis fluid is backfiltered through the semipermeable membrane and injected into the blood circuit 300. Furthermore, the dialysis fluid is distributed in an arbitrary ratio in two directions, s and v. As a result, the blood remaining in the part from s to t of the blood circuit 300 is returned from s, and the rinse solution R (aqueous solution containing a chemical pool drug) remaining in the part from t to v is replaced with the dialysis fluid and injected into the body. As a result, the administration of the chemical pool drug and the blood return process are completed at the same time.
(具体例2)
別のプログラム制御による化学プール薬剤を含む水溶液を用いた返血工程を示す。回収前工程は具体例1と同じである。1)透析液送液ポンプP1、透析液排液ポンプP2は停止させる。2)電磁開閉クランプC1を閉状態とし、電磁開閉クランプC2を開状態としたまま、第3の透析液ポンプP3を10~100mL/分の速度で逆方向(補液方向)、血液ポンプP4も同じ速度で逆方向に作動させる。これにより、sからuまでの血液回路300の容量と同等の透析液が、半透膜を逆濾過して血液回路300側に注入される。その結果、血液回路300のsからuまで部分の血液が先にsから返血される。3)第3の透析液ポンプP3を停止し、電磁開閉クランプC1を開状態とし、電磁開閉クランプC2を閉状態とし、血液ポンプP4を10~100mL/分の速度で順方向に作動させる。これにより、リンス液R(化学プール薬剤を含む水溶液)が全量注入される。その結果、uからvまでの血液回路300に残存する血液がvから返血される。この注入量は、血液ポンプP4の流速に作動時間を乗した値である。4)電磁開閉クランプC1を閉状態とし、血液ポンプP4を停止し、第3の透析液ポンプP3を10~100mL/分の速度で逆方向(補液方向)作動させる。これにより、血液回路300のuからvの部分に残る化学プール薬剤を含む水溶液が、同部の血液回路300の容量と同等(もしくは0.5~1.5倍の容量)の透析液で置換されて体内に注入される。逆濾過による置換量は、P3の流速に作動時間を乗した値である。
(Specific Example 2)
A blood return process using an aqueous solution containing chemical pool agents by another program control is shown. The pre-recovery process is the same as that of the specific example 1. 1) The dialysis fluid pump P1 and the dialysis fluid drain pump P2 are stopped. 2) With the electromagnetic open/close clamp C1 in the closed state and the electromagnetic open/close clamp C2 in the open state, the third dialysis fluid pump P3 is operated in the reverse direction (fluid replacement direction) at a speed of 10 to 100 mL/min, and the blood pump P4 is operated in the reverse direction at the same speed. As a result, the dialysis fluid equivalent to the volume of the blood circuit 300 from s to u is backfiltered through the semipermeable membrane and injected into the blood circuit 300 side. As a result, the blood in the portion from s to u of the blood circuit 300 is returned from s first. 3) The third dialysis fluid pump P3 is stopped, the electromagnetic open/close clamp C1 is opened, the electromagnetic open/close clamp C2 is closed, and the blood pump P4 is operated in the forward direction at a speed of 10 to 100 mL/min. As a result, the entire amount of the rinse fluid R (aqueous solution containing chemical pool agents) is injected. As a result, blood remaining in the blood circuit 300 from u to v is returned from v. This infusion amount is the value obtained by multiplying the flow rate of the blood pump P4 by the operation time. 4) The electromagnetic opening and closing clamp C1 is closed, the blood pump P4 is stopped, and the third dialysis fluid pump P3 is operated in the reverse direction (fluid replacement direction) at a speed of 10 to 100 mL/min. As a result, the aqueous solution containing the chemical pool drug remaining in the part from u to v of the blood circuit 300 is replaced with dialysis fluid of the same volume (or 0.5 to 1.5 times the volume) of the blood circuit 300 in the same part, and is infused into the body. The replacement amount by backfiltration is the value obtained by multiplying the flow rate of P3 by the operation time.
具体例2は、具体例1の場合に比し、血液回路300のsからtの部分の血液が早期に返血されるので、回収工程中の同部の血液凝固の危険性が少ない。ただし、血液回路300のtからuの部分の回路に化学プール薬剤水溶液が少量だが残存してしまうおそれがある。 In Example 2, blood is returned from the portion s to t of the blood circuit 300 earlier than in Example 1, so there is less risk of blood clotting in that portion during the recovery process. However, there is a risk that a small amount of chemical pool drug solution may remain in the portion t to u of the blood circuit 300.
これまでに説明したように、本発明の透析装置は、化学プール透析(本発明の化学プール薬剤の投与を併用する血液浄化法)を可能とする。化学プール透析により投与される化学プール薬剤は、浅層の細胞外液から細胞膜を透過して深層の細胞質へ、さらに最深層のミトコンドリアに到達することが好ましい。本発明の透析装置を用いて、化学プール透析を行うことにより、これら3つの区画に化学プールを構成することができる。この化学プールに溶存する化学プール薬剤の分子が、活性酸素種の発生源であるミトコンドリアにおいてフリーラジカルを捕捉し、また活性酸素種に対して還元性を発揮することにより、酸素傷害を低減する。このため、本発明は、慢性腎不全患者で障害されているミトコンドリアの機能回復に寄与する。ミトコンドリアの機能回復は、電子伝達体であるNADHおよび高エネルギー結合保有化合物であるATPの産生量を回復させる。このため、ミトコンドリアの機能回復は、活性酸素種に対する内在性の防御作用を改善するとともに、細胞へのエネルギー供給も改善する。こうして慢性透析患者で低下している骨格筋の運動能力や筋萎縮が予防でき、慢性腎不全病態と老化プロセスが一体となって進行するサルコペニア、ロコモティブシンドロームあるいはフレイルと呼称される筋肉の萎縮、筋力低下、運動機能障害からなる症状を予防することができる。慢性腎不全患者の死亡原因として重要な心不全も虚血以上に心筋の障害が関与しており、本発明により心不全の改善が期待できる。また、最上流のミトコンドリアにおけるフリーラジカルの連鎖反応の進展阻止は、下流である細胞質における酸化ストレスを低減する。 As explained above, the dialysis device of the present invention enables chemical pool dialysis (a blood purification method in which the administration of the chemical pool drug of the present invention is used in combination). The chemical pool drug administered by chemical pool dialysis preferably penetrates the cell membrane from the shallow extracellular fluid to the deep cytoplasm and then to the mitochondria in the deepest layer. By performing chemical pool dialysis using the dialysis device of the present invention, a chemical pool can be formed in these three compartments. The molecules of the chemical pool drug dissolved in this chemical pool capture free radicals in mitochondria, which are the source of reactive oxygen species, and also exert reducing properties against reactive oxygen species, thereby reducing oxygen damage. Therefore, the present invention contributes to the recovery of mitochondrial function damaged in patients with chronic renal failure. The recovery of mitochondrial function restores the production of NADH, an electron carrier, and ATP, a compound with high energy bonds. Therefore, the recovery of mitochondrial function improves the endogenous defense against reactive oxygen species and also improves the energy supply to cells. In this way, it is possible to prevent the reduced motor ability and muscle atrophy of skeletal muscles in chronic dialysis patients, and to prevent symptoms of muscle atrophy, muscle weakness, and motor dysfunction, called sarcopenia, locomotive syndrome, or frailty, which progress as a result of chronic renal failure pathology and the aging process working together. Heart failure, an important cause of death in chronic renal failure patients, is also related to myocardial damage more than ischemia, and the present invention is expected to improve heart failure. In addition, preventing the progression of the chain reaction of free radicals in the mitochondria, which is at the very top of the body, reduces oxidative stress in the cytoplasm, which is downstream.
細胞質に分布する化学プール薬剤の分子は、ミトコンドリアから細胞質に漏出したフリーラジカルの連鎖反応産物のフリーラジカルを捕捉、またその分子を還元する。その結果、細胞内小器官、細胞骨格、細胞膜の劣化を予防することができる。 Molecules of the chemical pool drug distributed in the cytoplasm capture free radicals that are the products of chain reactions of free radicals that have leaked from mitochondria into the cytoplasm and reduce these molecules. As a result, deterioration of intracellular organelles, cytoskeleton, and cell membranes can be prevented.
細胞質は、初期のフリーラジカルの連鎖反応のラジカル連鎖、ラジカル増幅、過酸化物生成に加えて、多彩な反応産物が生成される場である。例えば、活性酸素種は、タンパク質分子を攻撃し、最終的にAOPP(advanced oxidation protein products)と呼ばれる過酸化型の分子劣化やカルボニル化型の分子劣化を起こす。また、連鎖反応初期のヒドロキシラジカル(・OH)やその後に発生するパーオキシナイトライト(ONOO・)は、糖化反応の後期産物AGE(advanced glycation end products)であるカルボキシメチルリジン(CML)の生成を促進する。CMLは生体高分子を架橋により劣化させる。また、脂質がフリーラジカルの攻撃を受けて産生されたアルコキシルラジカル(LO・)やアルキルペルオキシラジカル(LOO・)からは反応性の高い活性化カルボニル化合物として、ハイドロキシノネナール(4-HNE)が産生される。4-HNEは、多彩な細胞への活性を示し、DNAやミトコンドリアに作用すると細胞死を招きうる。さらに、還元糖などへの活性酸素攻撃で生成される3-デオキシグルコソン(3DG)も高反応性の中間体で、細胞への作用のほか、タンパク分子どうしを架橋して劣化させる。また、活性酸素種は、DNAのメチル化を復帰させる脱メチル化反応を減弱する作用があり、遺伝子の後世的修飾機構に干渉して癌化や老化プロセスに関与している。以上から、本発明によれば、生体高分子の架橋を予防して構築分子の劣化を予防し、細胞環境を生理的に復帰させる効果がある。この結果、長期予後としては、癌発生率の低下や慢性腎不全患者で促進している老化速度の低下が期待される。 The cytoplasm is a site where a variety of reaction products are produced in addition to the radical chain, radical amplification, and peroxide generation of the initial free radical chain reaction. For example, reactive oxygen species attack protein molecules, ultimately causing molecular degradation of the peroxidation type and carbonylation type, called AOPP (advanced oxidation protein products). In addition, the hydroxyl radical (·OH) at the beginning of the chain reaction and the peroxynitrite (ONOO·) generated afterwards promote the production of carboxymethyllysine (CML), which is an advanced glycation end product (AGE). CML deteriorates biopolymers by cross-linking. In addition, alkoxyl radicals (LO·) and alkylperoxy radicals (LOO·) produced by the attack of lipids by free radicals produce hydroxynonenal (4-HNE) as a highly reactive activated carbonyl compound. 4-HNE exhibits activity against a variety of cells, and can cause cell death when it acts on DNA or mitochondria. Furthermore, 3-deoxyglucosone (3DG), which is generated by the attack of reactive oxygen species on reducing sugars, is also a highly reactive intermediate that, in addition to acting on cells, crosslinks protein molecules together, causing degradation. Reactive oxygen species also have the effect of attenuating the demethylation reaction that reverses DNA methylation, and are involved in the carcinogenesis and aging process by interfering with the post-transplant modification mechanism of genes. From the above, the present invention has the effect of preventing crosslinking of biopolymers, preventing the deterioration of structural molecules, and restoring the cellular environment to a physiological state. As a result, in terms of long-term prognosis, a decrease in the incidence of cancer and a slowdown in the rate of aging that is accelerated in patients with chronic renal failure are expected.
また、急性腎不全患者、薬物や毒物中毒患者、重症感染症患者、熱傷患者、虚血後再灌流障害患者、重症妊娠中毒症、慢性皮膚潰瘍患者、脳出血脳室穿破患者、重症溶血性疾患患者における緊急治療として、本発明の化学プール薬剤の投与を併用する血液浄化法を単回ないし数回実施することにより、致死率を上昇させるフリーラジカルの連鎖反応や酸化反応を停止させ救命率の改善に寄与すると期待される。 In addition, as emergency treatment for patients with acute renal failure, drug or poison poisoning, severe infections, burns, post-ischemic reperfusion injury, severe pregnancy toxemia, chronic skin ulcers, cerebral hemorrhage and ventricular rupture, and severe hemolytic disease, the blood purification method using the chemical pool drug of the present invention in combination with administration is performed once or several times, and is expected to stop the chain reaction and oxidation reaction of free radicals that increase the fatality rate, thereby contributing to improving the survival rate.
以上、本発明の透析装置、化学プール薬剤(アクセプター薬剤およびドナー薬剤)、化学プール薬剤を含むリンス液、および化学プール薬剤を含む溶液をリンス液として使用する方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、透析装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、本発明は、任意の2以上の特徴を組み合わせたものであってもよい。 The dialysis device of the present invention, the chemical pool chemicals (acceptor chemicals and donor chemicals), the rinse solution containing the chemical pool chemicals, and the method of using a solution containing the chemical pool chemicals as a rinse solution have been described above based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited thereto. For example, each part constituting the dialysis device can be replaced with any other part having a configuration that can perform the same function. The present invention may also be a combination of any two or more features.
例えば、本発明の透析装置が備える血液浄化器は、血液透析器、血液透析濾過器、血液濾過器、および血漿分離器を含む概念である。具体的に、透析装置が、血液透析に供される場合、血液浄化器は、前述した実施形態に基づいて説明したように、血液透析器、またはダイアライザーとして構成される。また、透析装置が、血液透析濾過に供される場合、血液浄化器は、血液透析濾過器、またはヘモダイアフィルター(濾過型血液浄化器)として構成される。また、透析装置が、血液濾過に供される場合、血液浄化器は、血液濾過器、またはヘモフィルター(濾過型血液浄化器)として構成される。また、透析装置が、血漿交換に供される場合、血液浄化器は、血漿分離器、またはプラズマセパレーターとして構成される。 For example, the blood purifier provided in the dialysis device of the present invention is a concept including a hemodialyzer, a hemodialysis filter, a hemofilter, and a plasma separator. Specifically, when the dialysis device is used for hemodialysis, the blood purifier is configured as a hemodialyzer or a dialyzer, as explained based on the above-mentioned embodiment. When the dialysis device is used for hemodialysis filtration, the blood purifier is configured as a hemodialysis filter or a hemodiafilter (a filtration type blood purifier). When the dialysis device is used for hemofiltration, the blood purifier is configured as a hemofilter or a hemofilter (a filtration type blood purifier). When the dialysis device is used for plasma exchange, the blood purifier is configured as a plasma separator or a plasma separator.
したがって、本発明の化学プール薬剤の投与を併用する「血液浄化法」は、血液透析法、血液透析濾過法、血液濾過法および血漿交換法を含む概念である。また、本発明の透析装置は、これらの血液浄化法を実施することができるものである。また、便宜上、本発明に係る「化学プール透析」という用語を、化学プール血液透析濾過、化学プール血液濾過および化学プール血漿交換を含む広義の総称として用いる。 Therefore, the "blood purification method" of the present invention, which uses the administration of a chemical pool drug, is a concept that includes hemodialysis, hemodiafiltration, hemofiltration, and plasma exchange. The dialysis device of the present invention is capable of carrying out these blood purification methods. For convenience, the term "chemical pool dialysis" according to the present invention is used as a broad generic term that includes chemical pool hemodiafiltration, chemical pool hemofiltration, and chemical pool plasma exchange.
血液透析濾過法ないし血液濾過法は、分画分子サイズが大きい大孔径膜を用いているので、大分子化合物の除去に優れる。具体的には、血液透析濾過法ないし血液濾過法を用いることにより、血中の大分子化合物(例えばα1-ミクログロブリン(α1-m))の治療前後の濃度低減率を40~60%程度にまで高めることができる。 Hemodiafiltration or hemofiltration uses a large-pore membrane with a large molecular fraction size, making it excellent at removing large molecular compounds. Specifically, by using hemodiafiltration or hemofiltration, the reduction rate of the concentration of large molecular compounds in the blood (e.g. α1-microglobulin (α1-m)) before and after treatment can be increased to about 40-60%.
さらに、血液浄化法として血漿交換法を用いると格段に大分子化合物(例えばα1-m分子)の除去効率を高めることができる。例えば、血中においてα1-m分子はその約半数が免疫グロブリンA二量体と1:1結合して分子量350kDにもなる巨大分子を形成している。このため、血液透析濾過法ないし血液濾過法では、α1-m分子の治療前後の血中濃度の低減率は40~60%程度を達成するのが限界であるが、血漿交換法によれば、80%程度の低減率を達成することも可能である。ただし、血漿交換法は、格段に治療コストが高い。 Furthermore, the use of plasma exchange as a blood purification method can significantly increase the efficiency of removing large molecular compounds (such as α1-m molecules). For example, about half of the α1-m molecules in the blood are bound 1:1 to immunoglobulin A dimers to form large molecules with a molecular weight of 350 kD. For this reason, hemodiafiltration or hemofiltration can only achieve a reduction rate of about 40-60% in the blood concentration of α1-m molecules before and after treatment, but plasma exchange can achieve a reduction rate of about 80%. However, plasma exchange has a significantly higher treatment cost.
慢性腎不全患者の血液浄化治療のうち最も広く普及している方法は血液透析法であるが、近年血液透析濾過法の割合が増えてきている。後者は前者よりも、分子量20~40kD領域の大分子化合物の除去に優れる。 Hemodialysis is the most widely used method of blood purification treatment for patients with chronic renal failure, but in recent years the proportion of hemodiafiltration has been increasing. The latter is better than the former at removing large molecular weight compounds in the 20 to 40 kD range.
したがって、化学プール透析を構成する血液浄化法として、血液透析法の代わりに、大分子化合物の除去に優れる血液透析濾過法、血液濾過法または血漿交換法を選択することにより、本発明の化学プール薬剤としては、前述の実施形態に記載した小分子化合物以外に、大分子化合物(例えばα1-m分子)を使用することができる。以下、α1-m分子(単にα1-mともいう)について詳細に説明する。 Therefore, by selecting hemodiafiltration, hemofiltration, or plasma exchange, which are excellent at removing large molecular compounds, instead of hemodialysis, as the blood purification method constituting chemical pool dialysis, it is possible to use large molecular compounds (e.g., α1-m molecules) as the chemical pool drug of the present invention in addition to the small molecular compounds described in the above embodiments. The α1-m molecule (also simply referred to as α1-m) will be described in detail below.
(α1-mの化学反応性)
α1-mは、活性酸素種やフリーラジカルの強力な消去能をもつタンパク質である。具体的には、α1-mは、分子量33kDの糖蛋白であるが、生理的な機能として、遊離ヘム結合能、ラジカルとの化学反応による捕捉能、還元作用を有する。
(Chemical reactivity of α1-m)
α1-m is a protein with a strong ability to scavenge reactive oxygen species and free radicals. Specifically, α1-m is a glycoprotein with a molecular weight of 33 kDa, and has physiological functions such as free heme binding ability, scavenging ability through chemical reactions with radicals, and reduction activity.
このようなα1-mの化学反応性を、α1-mのアミノ酸配列に基づいて詳述する。α1-mのアミノ酸配列において、ラジカル消去や還元作用の発揮に重要なアミノ酸残基は、C34、Y22、K92、K118、H123、K130、Y132である。ここで、Cはシステイン、Yはチロシン、Kはリジン、Hはヒスチジンのアミノ酸残基の1文字略号である。1文字略号の隣の数字は、残基番号である。 The chemical reactivity of α1-m is described in detail based on the amino acid sequence of α1-m. In the amino acid sequence of α1-m, the amino acid residues important for radical scavenging and reduction are C34, Y22, K92, K118, H123, K130, and Y132. Here, C is the one-letter abbreviation for the amino acid residues of cysteine, Y is tyrosine, K is lysine, and H is histidine. The number next to the one-letter abbreviation is the residue number.
本発明の化学プール薬剤として使用可能なα1-mの製剤(後述するレコンビナントα1-m製剤)のアミノ酸配列の要件は、本来型のアミノ酸配列を基本構造(主鎖)として、少なくともC34、Y22、K92、K118、H123、K130、Y132うち少なくとも3残基を保存していることである。この要件を満たすα1-mの全てが化学プール薬剤の化学反応性の要件を満たす。 The amino acid sequence requirement for an α1-m preparation (recombinant α1-m preparation described below) that can be used as a chemical pool drug of the present invention is that it preserves at least three of the following residues: C34, Y22, K92, K118, H123, K130, and Y132, with the original amino acid sequence as the basic structure (main chain). All α1-m that meet this requirement meet the chemical reactivity requirements for a chemical pool drug.
なお、α1-mは、遊離ヘム結合能も有するが、遊離ヘムは、フリーラジカルを発生させ酸化傷害機転を駆動する有害物質である。1分子のα1-mは2分子のヘムを捕捉し、最大9個のラジカル分子を捕捉する。 In addition, α1-m also has the ability to bind free heme, which is a harmful substance that generates free radicals and drives the mechanism of oxidative damage. One molecule of α1-m captures two molecules of heme, capturing a maximum of nine radical molecules.
(α1-mの安定性)
α1-mは、遊離ヘムのような有害物質を、化学結合で捕捉する。このため、α1-mは、遊離ヘムをいったん捕捉すると、安定した捕捉体として存在する。安定した捕捉体とは、フリーラジカルや酸化分子の再遊離の可能性がないことを意味する。すなわち、α1-mは、フリーラジカル捕捉体として安定に体内に存在できるため、化学プール薬剤の安定性の要件を満たす。
(Stability of α1-m)
α1-m captures harmful substances such as free heme through chemical bonds. Therefore, once α1-m captures free heme, it exists as a stable trap. A stable trap means that there is no possibility of re-release of free radicals or oxidized molecules. In other words, α1-m can exist stably in the body as a free radical trap, so it meets the stability requirements of a chemical pool drug.
(α1-mの除去性)
さらに、血液浄化法として、血液透析濾過法、血液濾過法または血漿交換法を選択することにより、大分子化合物の除去も可能となるため、α1-mは、本発明の化学プール薬剤の除去性の要件も満たすことができる。
(α1-m removal ability)
Furthermore, by selecting hemodiafiltration, hemofiltration or plasma exchange as the blood purification method, it is possible to remove large molecular compounds, so α1-m can also meet the requirements for removal of chemical pool drugs of the present invention.
(α1-mの他の要件)
大分子のα1-mは、非結合性、液相性および非代謝性の要件を満たすが、体内において主に細胞外液に分布し、10%未満のみが細胞内に分布している。α1-mを、試験管内でミトコンドリアに振りかければ作用するが、体内に投与(例えば注射)しても大半の分子はミトコンドリアには到達しない。すなわち、α1-mは、到達性の要件を満たさない。
(Other requirements for α1-m)
The large molecule α1-m meets the requirements of being non-binding, liquid-phase, and non-metabolizable, but is distributed mainly in the extracellular fluid in the body, with less than 10% distributed intracellularly. Although α1-m acts when sprinkled on mitochondria in a test tube, most of the molecules do not reach mitochondria when administered to the body (e.g., by injection). In other words, α1-m does not meet the requirements of accessibility.
以上より、α1-mは、化学プール薬剤の必須3要件を完全に満足する強力な薬理作用を有する物質である。ただし、ミトコンドリアから発生するラジカルの補足(あるいは還元)と除去については、やはり化学当量の大きさ、深部(深層および最深層)への到達能力(ドラッグデリバリー)の観点から、小分子化合物が圧倒的に優れている。 In conclusion, α1-m is a substance with strong pharmacological effects that completely meets the three essential requirements for a chemical pool drug. However, when it comes to capturing (or reducing) and removing radicals generated from mitochondria, small molecule compounds are overwhelmingly superior in terms of the size of the chemical equivalent and the ability to reach deep areas (deep and deepest layers) (drug delivery).
ラジカルの捕捉に関し、分子量330の小分子および分子量33000のα1-mの化学当量を1gあたりで比較してみる。分子量330の小分子が1gあるとして1個のラジカルを補足すると、当量は3 mEqになる。一方、分子量33000のα1-mが1gあるとして、これは9個のラジカルを捕捉できるので、当量は0.27 mEqになる。両者には、ほぼ10倍の開きがあるので同じ投与量なら圧倒的に小分子化合物のキャパシティが大きいので有利である。なお、α1-mでは体内での安定性がほぼ100%なのに対し、小分子化合物では代謝を0にすることはできないと考えられ、真の作用の差は10倍よりは小さくなる。 Regarding radical capture, let's compare the chemical equivalent per gram of a small molecule with a molecular weight of 330 and α1-m with a molecular weight of 33,000. If you have 1 gram of a small molecule with a molecular weight of 330 and it captures one radical, the equivalent is 3 mEq. On the other hand, if you have 1 gram of α1-m with a molecular weight of 33,000, it can capture nine radicals, so the equivalent is 0.27 mEq. There is a difference of almost 10 times between the two, so the small molecule compound has an overwhelmingly larger capacity at the same dose, which is advantageous. Note that while α1-m is almost 100% stable in the body, it is thought that it is not possible to reduce metabolism to zero with small molecule compounds, so the true difference in effect is less than 10 times.
(α1-mの精製)
ヒト健常人の尿から精製したα1-m製剤はすでにラジカル捕捉体となって劣化している分子が多く含まれているため、ラジカル捕捉能や還元能に乏しく、化学プール薬剤の作用を有さないので不適である。
(Purification of α1-m)
α1-m preparations purified from the urine of healthy humans contain many molecules that have already become radical scavengers and have been degraded, and therefore have poor radical scavenging and reducing abilities and do not have the effects of chemical pool drugs, making them unsuitable.
そのため、本発明の化学プール薬剤としては、ヒトα1-ミクログロブリン遺伝子を他の生物種のDNAに導入して発現させた遺伝子組み換えタンパク質の精製品(以下、「レコンビナントα1-m製剤」という)を用いることが好ましい。レコンビナントα1-m製剤は、例えば、チャイニーズハムスター卵巣細胞などにおいて、ヒトα1-m遺伝子を組み換えて製造することができる。なお、遺伝子組み換え、および製造に使用する細胞の種類および動物種はこれらに限定されない。 Therefore, it is preferable to use, as the chemical pool drug of the present invention, a purified product of a recombinant protein in which the human α1-microglobulin gene is introduced into the DNA of another organism and expressed (hereinafter referred to as a "recombinant α1-m preparation"). Recombinant α1-m preparations can be produced, for example, by recombining the human α1-m gene in Chinese hamster ovary cells. Note that the types of cells and animal species used for gene recombination and production are not limited to these.
(本来型および変異型のレコンビナントα1-m製剤)
本発明の化学プール薬剤としては、本来型の配列のレコンビナントα1-m製剤に加え、重要残基に関する要件を満たす範囲でアミノ酸置換をともなう塩基置換を行った変異型の配列のレコンビナントα1-m製剤が好適である。特に、水溶性を高めるために遺伝子変異操作を行ったレコンビナントα1-m製剤、糖鎖を結合させたレコンビナントα1-m製剤、および、末端の3・4残基を有さないレコンビナントα1-m製剤が、好ましい。
(Native and mutant recombinant α1-m preparations)
As the chemical pool drug of the present invention, recombinant α1-m preparations of mutant sequences in which base substitutions accompanied by amino acid substitutions have been performed within the range that satisfies the requirements for important residues, as well as recombinant α1-m preparations of native sequences, are suitable. In particular, recombinant α1-m preparations that have been genetically mutated to increase water solubility, recombinant α1-m preparations that have been bound to sugar chains, and recombinant α1-m preparations that do not have the terminal 3-4 residues are preferred.
具体的に、α1-mの分子表面に存在する疎水性残基を親水性に置換することにより、水溶性を高めることができ、製剤の調整が容易になるので有用である。さらに、アミノ酸側鎖に糖鎖を結合させることも同様に水溶性を高めることに寄与する。これらの理由から、水溶性を高めるために遺伝子変異操作を行ったレコンビナントα1-m製剤、および糖鎖を結合させたレコンビナントα1-m製剤は、本発明の化学プール薬剤として好ましい。 Specifically, by replacing the hydrophobic residues present on the molecular surface of α1-m with hydrophilic residues, water solubility can be increased, which is useful since it makes it easier to prepare the formulation. Furthermore, binding of glycans to amino acid side chains also contributes to increasing water solubility. For these reasons, recombinant α1-m formulations that have been genetically mutated to increase water solubility and recombinant α1-m formulations to which glycans have been bound are preferred as chemical pool agents of the present invention.
また、α1-mのアミノ酸配列におけるC末端の3残基IPRあるいは4残基LIPRを有さないレコンビナントα1-m製剤は、免疫グロブリンAとの結合性が低下するので除去性が高められる。このため、末端の3ないし4残基を有さないレコンビナントα1-m製剤は、本発明の化学プール薬剤として好ましい。 In addition, recombinant α1-m preparations that do not have the C-terminal three residues IPR or four residues LIPR in the amino acid sequence of α1-m have reduced binding to immunoglobulin A, and therefore have enhanced removal properties. For this reason, recombinant α1-m preparations that do not have the terminal three or four residues are preferred as chemical pool agents of the present invention.
なお、レコンビナントα1-m製剤は、生物製剤の特性上、製造コストが非常に高い。そのため、医療財政上の観点から、慢性透析患者における化学プール透析においてレコンビナントα1-m製剤を投与することが妥当と考えられる適用例としては、著しく生活の質を低下させる病態を合併し、これが前述した実施形態で説明した化学プール透析の治療法では改善し得ない難治性のもの、すなわちrestless leg症候群、炎症性関節痛、関節炎による可動域制限などが挙げられる。 The recombinant α1-m preparation is a biological preparation, and as such, its manufacturing costs are very high. From the perspective of medical finances, examples of applications in which administration of recombinant α1-m preparations during chemical pool dialysis in chronic dialysis patients may be appropriate include those with intractable conditions that significantly reduce the quality of life and cannot be improved by the chemical pool dialysis treatment method described in the above embodiment, such as restless leg syndrome, inflammatory joint pain, and limited range of motion due to arthritis.
(レコンビナントα1-m製剤の投与例)
慢性透析患者の化学プール透析においてレコンビナントα1-m製剤を使用する場合、前述の透析装置100における補液供給回路400を介してレコンビナントα1-m製剤を含む補液を供給することもできるが、好ましくは、血液浄化治療後に、レコンビナントα1-m製剤を、単回、ないし数回投与する。例えば、透析装置100において、補液供給回路400を介さず、注射製剤としてのレコンビナントα1-m製剤を、経静脈的に、1回あたり0.1g~2gを血液浄化治療後に投与する。この場合、透析装置100は、レコンビナントα1-m製剤を投与可能な薬剤投与手段を備えていてもよい。また、透析装置100は、第1の化学プール薬剤供給手段(補液供給回路を介して化学プール薬剤を供給する手段)と、第2の化学プール薬剤供給手段(補液供給回路を介さず化学プール薬剤を供給する手段)とを備えていてもよい。さらに、透析装置100は、第1および第2の化学プール薬剤供給手段を独立して制御可能な制御部を備えることが好ましい。投与による改善効果は、数週間から数ヶ月持続する。炎症性の症状が再発すれば再度レコンビナントα1-m製剤を用いた化学プール透析を繰り返す。ただし、投与量はこれに限定されない。
(Example of administration of recombinant α1-m preparation)
When a recombinant α1-m formulation is used in chemical pool dialysis of a chronic dialysis patient, a replacement fluid containing the recombinant α1-m formulation can be supplied via the replacement fluid supply circuit 400 in the dialysis device 100 described above, but preferably, the recombinant α1-m formulation is administered once or several times after blood purification treatment. For example, in the dialysis device 100, the recombinant α1-m formulation as an injection formulation is administered intravenously at 0.1 g to 2 g per administration after blood purification treatment without using the replacement fluid supply circuit 400. In this case, the dialysis device 100 may be equipped with a drug administration means capable of administering the recombinant α1-m formulation. The dialysis device 100 may also be equipped with a first chemical pool drug supply means (a means for supplying a chemical pool drug via a replacement fluid supply circuit) and a second chemical pool drug supply means (a means for supplying a chemical pool drug without using a replacement fluid supply circuit). Furthermore, the dialysis device 100 is preferably equipped with a control unit capable of independently controlling the first and second chemical pool drug supply means. The improvement effect of administration lasts for several weeks to several months. If inflammatory symptoms recur, chemical pool dialysis using recombinant α1-m preparations is repeated. However, the dosage is not limited to this amount.
急性血液浄化治療の対象となる急性腎不全患者、薬物や毒物中毒患者、重症感染症患者、熱傷患者、虚血後再灌流障害患者、重症妊娠中毒症、慢性皮膚潰瘍患者、脳出血脳室穿破患者、重症溶血性疾患患者においては、ラジカル消去能力や還元能力が、生体内のα1-m分子の消費(劣化)により低下ないし枯渇している。このため、レコンビナントα1-m製剤を投与することにより、活性酸素傷害が関与しているこれらの病態の重症度を低減することができる。これらの患者では、腎機能も低下しているため、フリーラジカルを捕捉して捕捉体(劣化体)と変化したα1-m分子(無機能劣化タンパク分子)は尿中に排泄されにくいため血液浄化法により除去する必要がある。 In patients who are candidates for acute blood purification treatment, such as those with acute renal failure, drug or poison poisoning, severe infections, burns, post-ischemic reperfusion injury, severe pregnancy toxemia, chronic skin ulcers, cerebral hemorrhage and ventricular rupture, and severe hemolytic disease, the radical scavenging and reducing abilities are reduced or depleted due to the consumption (degradation) of α1-m molecules in the body. Therefore, the administration of recombinant α1-m preparations can reduce the severity of these pathologies involving active oxygen injury. In these patients, renal function is also reduced, so α1-m molecules (nonfunctional degraded protein molecules) that have captured free radicals and changed into scavenger (degraded) are difficult to excrete in the urine and must be removed by blood purification methods.
これらの病態発生後、可及的速やかに0.1g~5gのレコンビナントα1-m製剤を経静脈的に大量投与する。投与から数時間ないし数日後、血液透析濾過、血液濾過または血漿交換などの血液浄化治療を行って、無機能劣化タンパク分子と変化したα1-m分子を除去する。これを1クールとし、単回、ないし数回実施する。1回あたりの投与量は好ましくは0.1g~5gであるが、これに限定されない。 As soon as possible after the onset of these pathological conditions, 0.1g to 5g of recombinant α1-m preparation is administered intravenously in large amounts. Several hours to several days after administration, blood purification treatments such as hemodialysis filtration, hemofiltration, or plasma exchange are performed to remove non-functional degraded protein molecules and α1-m molecules that have been transformed into them. This constitutes one course, and is carried out once or several times. The dosage per administration is preferably 0.1g to 5g, but is not limited to this.
(応用例1)
ここから、本発明の化学プール薬剤を用いた応用例(例えば、血管内溶血に起因する問題の解決)について、説明する。慢性透析治療では毎回の対外循環治療で回路内(すなわち血管内)溶血が微量ながら発生し、フリーラジカルを産生している。化学プール透析では、毎回の対外循環治療終了後ごとに所定の総量の化学プール薬剤が投与されるが、前回の対外循環治療終了後に投与された化学プール薬剤の未反応型が、今回の対外循環治療開始時に残っていれば、対外循環治療に起因する血管内溶血が発生したとしても、残っている未反応型の化学プール薬剤(残存化学プール薬剤)が、血管内溶血に起因するフリーラジカルの有害作用を抑制し得る。
(Application Example 1)
From here, an application example (for example, solving a problem caused by intravascular hemolysis) using the chemical pool drug of the present invention will be described. In chronic dialysis treatment, a small amount of hemolysis occurs in the circuit (i.e., in the blood vessels) in each extracorporeal circulation treatment, generating free radicals. In chemical pool dialysis, a predetermined total amount of chemical pool drug is administered after each extracorporeal circulation treatment. If the unreacted form of the chemical pool drug administered after the previous extracorporeal circulation treatment remains at the start of the current extracorporeal circulation treatment, even if intravascular hemolysis occurs due to the extracorporeal circulation treatment, the remaining unreacted form of the chemical pool drug (residual chemical pool drug) can suppress the harmful effect of the free radical caused by intravascular hemolysis.
このような作用を発揮できるように、化学プール薬剤の毎回の投与量を、所定の総量(例えば、慢性腎不全患者を治療する場合、0.001~0.05 mEq/(hr・kg))よりも多くすることが好ましい。これにより、化学プールの浅層(細胞外液)、深層(細胞質)および最深層(ミトコンドリア)における有害なフリーラジカルの連鎖反応の進展をより確実に阻止することができると考えられる。このような観点から、化学プール薬剤の毎回の投与量を、所定の総量に対して、1.1倍~2倍程度増量することがより好ましい。 To achieve this effect, it is preferable to increase the amount of the chemical pool drug administered each time over the specified total amount (for example, 0.001 to 0.05 mEq/(hr·kg) when treating a patient with chronic renal failure). This is believed to more reliably prevent the progression of chain reactions of harmful free radicals in the shallow layer (extracellular fluid), deep layer (cytoplasm), and deepest layer (mitochondria) of the chemical pool. From this perspective, it is more preferable to increase the amount of the chemical pool drug administered each time by about 1.1 to 2 times the specified total amount.
なお、レコンビナントα1-m製剤は、化学プールの浅層(細胞外液)あるいは末端(ラジカル反応カスケードからみて)のラジカルやヘムの中和を目的としたものとして有用である。このため、治療コストを考慮しなければ、上記血管内溶血に起因する問題を解決する観点から、慢性透析患者において、小分子化合物の化学プール薬剤とレコンビナントα1-m製剤の併用は有効であると考えられる。 Recombinant α1-m preparations are useful for neutralizing radicals and heme in the shallow layer (extracellular fluid) or terminal layer (from the perspective of the radical reaction cascade) of the chemical pool. Therefore, if treatment costs are not taken into consideration, the combined use of small molecule chemical pool drugs and recombinant α1-m preparations is considered to be effective in chronic dialysis patients from the perspective of solving the problems caused by intravascular hemolysis mentioned above.
(応用例2)
小分子化合物の化学プール薬剤とレコンビナントα1-m製剤との併用投与が特に効果的と考えられる病態として、血管内溶血性が起こっている病態(溶血性尿毒症症候群など)や、外因性(外来性)の原因によってラジカル産生が有害事象を引き起こしている病態(毒物中毒など)が挙げられる。いずれも急性血液浄化治療がカバーする病態である。このような病態では、炎症、微小循環障害、組織破壊が共通して存在する。
(Application Example 2)
The combination of small molecule chemical pool drugs and recombinant α1-m is thought to be particularly effective in conditions where intravascular hemolysis is present (e.g., hemolytic uremic syndrome) and conditions where radical production from exogenous causes leads to adverse events (e.g., toxic poisoning). Both of these conditions are covered by acute blood purification therapy. Inflammation, microcirculatory disorders, and tissue destruction are common in these conditions.
前述の通り、α1-mの優れた点はラジカル捕捉後の安定性に加え、ヘムを2分子捕捉する能力である。ヘムは、溶血で赤血球から漏れたヘモグロビンが分解してグロビンから離れたものである。ヘムそれ自体は、ラジカルではないが、ラジカル産生を促進する作用があり大変有害な分子である。胎児由来のヘモグロビンF及び遊離したヘムが母体の全身の血管内皮細胞を障害するのが、重症妊娠中毒症の子癇と呼ばれる疾患である。したがって、α1-mは、血液や間質液のラジカルやラジカルを産生させるヘムの中和に有効である。 As mentioned above, the superiority of α1-m is its stability after radical scavenging, as well as its ability to capture two heme molecules. Heme is formed when hemoglobin leaks from red blood cells during hemolysis and separates from the globin through decomposition. Heme itself is not a radical, but it is a very harmful molecule that promotes radical production. Fetal hemoglobin F and free heme damage vascular endothelial cells throughout the mother's body, resulting in a disease called eclampsia, a severe form of preeclampsia. Therefore, α1-m is effective in neutralizing radicals in blood and interstitial fluid, and heme that produces radicals.
一方、小分子化合物の化学プール薬剤は、それ自身と同程度かより大きいヘムの捕捉能を具備し得ないが、ヘムにより発生してしまったラジカルの中和に対して、作用することができる。これらの理由から、上記急性血液浄化治療がカバーする病態に対して、小分子化合物の化学プール薬剤とレコンビナントα1-m製剤との併用投与が特に効果的と考えられる。 On the other hand, small molecule chemical pool drugs cannot capture heme to the same extent or greater than themselves, but they can act to neutralize radicals generated by heme. For these reasons, it is believed that the combined administration of small molecule chemical pool drugs and recombinant α1-m preparations is particularly effective for the pathologies covered by the above-mentioned acute blood purification treatments.
(応用例3)
急性血液浄化は、通常数回しか行われないので高価な治療が認められるが、慢性透析患者におけるレコンビナントα1-m製剤の投与による化学プール透析は、医療費高騰の観点から、一部の難治性病態を合併する患者に限定され得る。そこで、その他の患者においては、内因性のα1-m産生に起因する自然発生的な擬似化学プール透析を実践することが望まれる。すなわち、生体内のα1-mを除去して肝臓での新規産生を促す擬似化学プール透析に委ねることが考えられる。以下、生理的なα1-mの産生および代謝について説明した後、擬似化学プール透析について説明する。
(Application Example 3)
Acute blood purification is usually performed only a few times, so expensive treatment is allowed, but chemical pool dialysis using recombinant α1-m preparations in chronic dialysis patients may be limited to some patients with intractable pathologies due to rising medical costs. Therefore, for other patients, it is desirable to practice spontaneous pseudo-chemical pool dialysis caused by endogenous α1-m production. In other words, it is possible to rely on pseudo-chemical pool dialysis, which removes α1-m from the body and promotes new production in the liver. Below, we will explain physiological production and metabolism of α1-m, and then explain pseudo-chemical pool dialysis.
生体内のα1-mは肝臓で産生される。腎代謝排泄速度が大きいため、血中半減期はわずか数時間であるが、肝臓での産生速度も大きく、常に血中濃度10~20mg/Lでバランスが保たれている。腎機能が正常の場合、フリーラジカルなどを捕捉したα1-mの捕捉体は速やかに腎臓の糸球体で濾過され、そのままの形かあるいは腎臓の尿細管で再吸収された後に分解された断片の形で尿中に排泄される。こうして体内で産生されたフリーラジカルの一部は体外に排泄されている。 α1-m in the body is produced in the liver. Because of its high renal metabolic excretion rate, its blood half-life is only a few hours, but its production rate in the liver is also high, so that its blood concentration is always kept in balance at 10-20 mg/L. When renal function is normal, α1-m traps that have captured free radicals and other substances are quickly filtered by the glomeruli of the kidney and excreted in the urine either as is or in the form of decomposed fragments after being reabsorbed by the renal tubules. In this way, some of the free radicals produced in the body are excreted from the body.
一方、腎不全患者ではかかる代謝排泄機能が欠損しているため、フリーラジカル捕捉体となったα1-mは体内にとどまっている。具体的に、慢性透析患者においては、腎代謝排泄が欠落するため、血中濃度は上昇する。血中濃度が上昇すると肝臓での産生がフィードバック制御で抑制されて低下する。このため、血中濃度は無制限に上昇することはなく、最終的に120~150mg/Lの濃度でバランスが保たれる。慢性透析患者においてはα1-m分子のturnover(新規入れ替え)がほとんどない。このため、120~150mg/Lの高濃度であってもα1-mのラジカル捕捉能や還元能はすでに枯渇している。すなわち、慢性透析患者の体内のα1-mは、無機能劣化タンパク分子となっている。通常の血液透析では分子量33kDのα1-mはほとんど除去されないのでこのレベルは維持され、大きな変動は生じない。 On the other hand, in patients with renal failure, this metabolic excretion function is lacking, so α1-m that has become a free radical trap remains in the body. Specifically, in patients undergoing chronic dialysis, the blood concentration rises due to the lack of renal metabolic excretion. When the blood concentration rises, production in the liver is suppressed by feedback control and falls. For this reason, the blood concentration does not rise indefinitely, and the balance is ultimately maintained at a concentration of 120 to 150 mg/L. In patients undergoing chronic dialysis, there is almost no turnover (new replacement) of α1-m molecules. Therefore, even at a high concentration of 120 to 150 mg/L, the radical trapping and reducing abilities of α1-m are already exhausted. In other words, the α1-m in the body of a chronic dialysis patient has become a non-functional degraded protein molecule. In normal hemodialysis, almost no α1-m with a molecular weight of 33 kD is removed, so this level is maintained and no significant fluctuations occur.
このような慢性透析患者において、血液透析の代わりに、より大分子の除去に優れる血液透析濾過法ないし血液濾過法を実践すると1回4~5時間の治療で200~300mg程度のα1-mを除去することができる。血中濃度も40~60%程度低下させることができる。しかし、次回治療までの2、3日の間に血中濃度は上昇を続け、結局もとの血中濃度120~150mg/Lに復帰する。これは、同期間において、先の血液浄化法で除去した200mgのα1-m分子が新規に肝臓で合成されて減少を相殺したことを意味する。新規のα1-mはラジカル捕捉能や還元能を具備しているため、その化学当量だけ、作用を発揮するものと考えられる。肝臓により産生された内因性のα1-mも外部から投与したレコンビナントα1-m製剤も化学当量が同じであれば作用も同程度である。血液浄化治療において、無機能劣化タンパク分子となっているα1-mを積極的に除去することにより、肝臓からの内因性のα1-m産生が誘発され、実質的に自然発生的な擬似化学プール透析となっている。 In such chronic dialysis patients, if hemodiafiltration or hemofiltration, which are better at removing larger molecules, are used instead of hemodialysis, approximately 200-300 mg of α1-m can be removed in a single 4-5 hour treatment. The blood concentration can also be reduced by approximately 40-60%. However, the blood concentration continues to rise over the 2-3 days until the next treatment, eventually returning to the original blood concentration of 120-150 mg/L. This means that during the same period, the 200 mg of α1-m molecules removed by the previous blood purification method were newly synthesized in the liver to offset the decrease. Since the new α1-m has radical scavenging and reducing abilities, it is thought to exert an effect only in proportion to its chemical equivalent. If the chemical equivalent is the same, the endogenous α1-m produced by the liver and the recombinant α1-m preparation administered from outside have the same effect. In blood purification therapy, by actively removing α1-m, which has become a non-functional, degraded protein molecule, endogenous production of α1-m is induced from the liver, essentially creating a spontaneous pseudo-chemical pool dialysis.
このように、血液透析濾過法ないし血液濾過法を実践することで、活性酸素種やフリーラジカルの強力な消去能をもつタンパク質であるα1-mを分子回転させることができる。これにより、酸化ストレス防御作用の改善、および腎不全における細胞増殖抑制状態の改善に効果がある。 In this way, by practicing hemodiafiltration or hemofiltration, it is possible to rotate the molecule of α1-m, a protein that has a strong ability to scavenge reactive oxygen species and free radicals. This is effective in improving oxidative stress defense and improving the state of cell proliferation inhibition in renal failure.
(応用例4)
急性血液浄化領域におけるパラコート中毒の治療に化学プール透析を応用することができる。まず、パラコート中毒について説明する。パラコートの化学名は1,1’-ジメチル-4,4’-ビピリジニウムジクロリドである。パラコートは、農薬として今日もなお使用されており、誤って飲用すると腸管から体内に吸収され細胞内に入り、ミトコンドリア外膜に到達する。ミトコンドリア外膜に到達したパラコートは、1電子還元を受けてパラコートラジカルとなり、強烈な全身性のラジカル連鎖反応を誘発する。その結果、大量の活性酸素傷害に加え、NADPHの枯渇により細胞は死に至る。臨床症状としては、摂取直後の嘔吐から始まり、時間経過とともに下痢や腹痛、口の中のただれや潰瘍形成などが生じる。重症例では腎機能障害や肝機能障害、ショックが進行し、間質性肺炎や肺線維症も併発し死に至る。パラコートの致死量は数十mmolである。
(Application Example 4)
Chemical pool dialysis can be applied to the treatment of paraquat poisoning in the acute blood purification field. First, paraquat poisoning will be explained. The chemical name of paraquat is 1,1'-dimethyl-4,4'-bipyridinium dichloride. Paraquat is still used today as a pesticide, and if accidentally ingested, it is absorbed into the body from the intestinal tract, enters the cells, and reaches the outer mitochondrial membrane. Once it reaches the outer mitochondrial membrane, paraquat undergoes one-electron reduction to become a paraquat radical, which induces an intense systemic radical chain reaction. As a result, in addition to a large amount of active oxygen damage, the cells die due to the depletion of NADPH. Clinical symptoms begin with vomiting immediately after ingestion, and over time, diarrhea, abdominal pain, sores in the mouth, and ulcer formation occur. In severe cases, kidney dysfunction, liver dysfunction, and shock progress, and interstitial pneumonia and pulmonary fibrosis also occur, leading to death. The lethal dose of paraquat is several tens of mmol.
このようなパラコート中毒に対して、活性酸素発生による組織障害が病態の中核であるため、抗酸化剤であるα-トコフェロール(ビタミンE)の大量投与が従来から試みられているが、臓器障害を発症する重症例の救命はほぼ不可能である。これは、ビタミンEではラジカル連鎖反応の遮断が不十分であること、ビタミンEは脂溶性で膜に溶け込んで膜脂質を劣化させること、そして化学反応後のビタミンEラジカルが体外に排泄されないことが関係していると考えられる。 Because tissue damage caused by the generation of active oxygen is at the core of the pathology of paraquat poisoning, attempts have been made to administer large amounts of the antioxidant α-tocopherol (vitamin E), but in severe cases where organ damage has developed, it is virtually impossible to save the patient's life. This is thought to be related to the fact that vitamin E does not sufficiently block the radical chain reaction, that vitamin E is fat-soluble and dissolves in membranes, degrading membrane lipids, and that vitamin E radicals after chemical reactions are not excreted from the body.
上記関係の考察から、パラコート中毒の治療に対して、化学プール透析が応用され得る。具体的に、パラコート中毒に対する化学プール透析のプロトコールの実際としては、曝露後可及的速やかに化学プール薬剤として、還元型アスコルビン酸(ビタミンC)と還元型グルタチオンの両者をそれぞれ10~100 mmol静脈投与する。ただし、化学プール薬剤はこれら2剤に限られるものではない。胃腸管洗浄に先行し、あるいは並行して化学プール薬剤の静脈投与を急ぐ。その後1日以内(好ましくは4時間以内)に血液浄化治療を4~6時間行って化学プール薬剤を除去する。血液浄化終了時に2回目の化学プール薬剤の投与を行う。そして1日以内に2回目の血液浄化療法を行う。以後、化学プール薬剤の投与と血液浄化を数クール繰り返す。血液浄化治療として間欠型治療の代わりに持続血液浄化治療を行う場合は、残存化学プール薬剤の濃度低下を補充するため、持続血液浄化治療継続中は4~24時間おきに化学プール薬剤の追加投与を行う。 Considering the above relationship, chemical pool dialysis can be applied to the treatment of paraquat poisoning. Specifically, the protocol for chemical pool dialysis for paraquat poisoning involves intravenous administration of 10 to 100 mmol of reduced ascorbic acid (vitamin C) and reduced glutathione as chemical pool drugs as soon as possible after exposure. However, chemical pool drugs are not limited to these two drugs. The chemical pool drugs are administered intravenously prior to or in parallel with gastrointestinal irrigation. Then, within one day (preferably within four hours), blood purification treatment is performed for 4 to 6 hours to remove the chemical pool drugs. A second administration of chemical pool drugs is performed at the end of blood purification. Then, a second blood purification therapy is performed within one day. Thereafter, the administration of chemical pool drugs and blood purification are repeated for several courses. When continuous blood purification treatment is performed instead of intermittent treatment as blood purification treatment, additional administration of chemical pool drugs is performed every 4 to 24 hours during the continuous blood purification treatment to replenish the reduced concentration of the remaining chemical pool drugs.
パラコート中毒に対する化学プール透析において、化学プール薬剤として、0.5~10gの量のレコンビナントα1-m製剤を単独投与してもラジカル連鎖反応の遮断効果が発揮できる。ただし、化学プール薬剤を除去する血液浄化法としては、相対的に大分子の除去効率が血液透析よりも血液透析濾過法ないし血液濾過法を採用し、血液浄化器としては大孔膜を選定する。さらに、血漿製剤を補充しながら血漿交換を追加するとα1-m分子をより効率的に除去することができる。化学プール薬剤として、レコンビナントα1-m製剤の単独使用でもある程度の効果は期待できるが、好ましくは小分子化合物の化学プール薬剤を併用する。併用する小分子化合物の化学プール薬剤としては、還元型アスコルビン酸(ビタミンC)と還元型グルタチオンが挙げられるが、これら2剤に限られるものではない。化学プール薬剤の投与と血液浄化を数クール繰り返す治療スケジュールは上記プロトコールと同様である。 In chemical pool dialysis for paraquat poisoning, the radical chain reaction can be blocked by administering 0.5 to 10 g of recombinant α1-m alone as a chemical pool drug. However, as a blood purification method to remove chemical pool drugs, hemodialysis filtration or hemofiltration is used, which is relatively more efficient at removing large molecules than hemodialysis, and a large-pore membrane is selected as a blood purifier. Furthermore, adding plasma exchange while replenishing plasma drugs can remove α1-m molecules more efficiently. Although a certain degree of effect can be expected even when recombinant α1-m is used alone as a chemical pool drug, it is preferable to use it in combination with a chemical pool drug of a small molecular compound. Examples of chemical pool drugs of small molecular compounds to be used in combination include reduced ascorbic acid (vitamin C) and reduced glutathione, but are not limited to these two drugs. The treatment schedule, which involves administering chemical pool drugs and repeating several courses of blood purification, is the same as the above protocol.
(応用例5:抗癌剤の副作用の治療)
急性血液浄化領域における化学プール透析の別の応用例として、抗癌剤投与後の重篤な細胞傷害性の副作用の治療が挙げられる。アドリアマイシンに代表されるアントラキノン(アントラサイクリン)系の抗癌性抗生物質は、分子内にキノン構造を有するため、細胞内に取り込まれた後、ミクロソームにおいて1電子還元されてセミキノンラジカルを生じ、ラジカル連鎖反応を誘発する。重篤な顕在性の副作用としては心毒性が有名である。心不全を発症すると病態は不可逆性に悪化して致命的となることが多い。心毒性の徴候が出現したら可及的速やかに化学プール薬剤の投与を開始する。当該治療のプロトコールは、パラコート中毒の治療のプロトコールと同様である。
(Application Example 5: Treatment of side effects of anticancer drugs)
Another application of chemical pool dialysis in the field of acute blood purification is the treatment of severe cytotoxic side effects after the administration of anticancer drugs. Anticancer antibiotics of the anthraquinone (anthracycline) family, such as adriamycin, have a quinone structure in their molecules, and after being taken up into cells, they undergo one-electron reduction in microsomes to produce semiquinone radicals, which induce radical chain reactions. Cardiotoxicity is well known as a severe overt side effect. When heart failure develops, the condition deteriorates irreversibly and often becomes fatal. When symptoms of cardiotoxicity appear, administration of chemical pool drugs is started as soon as possible. The protocol for this treatment is similar to that for the treatment of paraquat poisoning.
以下、実施例を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例によって限定されない。 The following examples are specifically described, but the present invention is not limited to the following examples as long as they do not exceed the gist of the invention.
(実施例1)
週3回のスケジュールで実施される通常の血液浄化治療(血流は200~300mL/minで4~5時間の血液透析)が施される体重60kgの慢性透析患者に対して、化学プール透析を行った。具体的に、本発明の化学プール薬剤として、フリーラジカルを捕捉するアクセプター薬剤である2-(α-D-glucopyranosyl) (methyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol(図9)を10mEqの化学当量で含む200mLの水溶液(リンス液)を用意した。このリンス液を高機能膜(150mL/minのクリアランス値を具備する透析膜)を備える透析装置に設置した。血液浄化治療終了時にこのリンス液を、透析装置の体外循環血液回路の血液回収用に使用するとともに、その全量を上記患者に投与した。投与された化学プール薬剤は、治療間欠期(43~44時間)を経て、次回の血液浄化治療によって体外へ除去された。このサイクルを、血液浄化治療終了ごとに繰り返した。
Example 1
Chemical pool dialysis was performed on a chronic dialysis patient weighing 60 kg who was receiving a normal blood purification treatment (blood flow of 200-300 mL/min, 4-5 hours of hemodialysis) performed on a schedule of three times a week. Specifically, 200 mL of aqueous solution (rinse solution) containing 2-(α-D-glucopyranosyl) (methyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol (FIG. 9), an acceptor drug that captures free radicals, at a chemical equivalent of 10 mEq was prepared as the chemical pool drug of the present invention. This rinse solution was placed in a dialysis device equipped with a high-performance membrane (dialysis membrane with a clearance value of 150 mL/min). At the end of the blood purification treatment, this rinse solution was used for blood recovery in the extracorporeal blood circuit of the dialysis device, and the entire amount was administered to the patient. The administered chemical pool drug was removed from the body by the next blood purification treatment after a treatment intermission period (43-44 hours). This cycle was repeated at the end of each blood purification treatment.
(実施例2)
実施例1と同様の通常の血液浄化治療が施される体重60kgの慢性透析患者に対して、化学プール透析を行った。具体的に、本発明の化学プール薬剤として、フリーラジカルを捕捉するアクセプター薬剤である2-(α-D-glucopyranosyl) (isopropyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol(図10)を200mEqの化学当量で含む300mLの水溶液(リンス液)を用意した。このリンス液を高機能膜(200mL/minのクリアランス値を具備する透析膜)を備える透析装置に設置した。血液浄化治療終了時にこのリンス液を、透析装置の体外循環血液回路の血液回収用に使用するとともに、全量を上記患者に投与した。投与された化学プール薬剤は、治療間欠期(43~44時間)を経て、次回の血液浄化治療によって体外へ除去された。このサイクルを、血液浄化治療終了ごとに繰り返した。
Example 2
Chemical pool dialysis was performed on a chronic dialysis patient weighing 60 kg who was receiving a normal blood purification treatment similar to that in Example 1. Specifically, 300 mL of an aqueous solution (rinse solution) containing 200 mEq of 2-(α-D-glucopyranosyl) (isopropyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol (FIG. 10), an acceptor drug that captures free radicals, was prepared as the chemical pool drug of the present invention. This rinse solution was placed in a dialysis device equipped with a high-performance membrane (dialysis membrane with a clearance value of 200 mL/min). At the end of blood purification treatment, this rinse solution was used for blood recovery in the extracorporeal blood circuit of the dialysis device, and the entire amount was administered to the patient. The administered chemical pool drug was removed from the body by the next blood purification treatment after a treatment intermission period (43 to 44 hours). This cycle was repeated every time blood purification treatment was completed.
(実施例3)
実施例1と同様の通常の血液浄化治療が施される体重60kgの慢性透析患者に対して、化学プール透析を行った。具体的に、本発明の化学プール薬剤として、フリーラジカルを捕捉するアクセプター薬剤である、非生理的な光学異性体構造をもつD-リジル・チロシン(D型アミノ酸2残基からなるジペプチド)を100mEqの化学当量で含む500mLの水溶液(リンス液)を用意した。このリンス液を高機能膜(150mL/minのクリアランス値を具備する透析膜)を備える透析装置に設置した。血液浄化治療終了時にこのリンス液を、透析装置の体外循環血液回路の血液回収用に使用するとともに、全量を上記患者に投与した。投与された化学プール薬剤は、治療間欠期(43~44時間)を経て、次回の血液浄化治療によって体外へ除去された。このサイクルを、血液浄化治療終了ごとに繰り返した。なお、ラジカルを捕捉したD型ペプチドラジカルや酸化修飾を受けたD型ペプチドは体内で分解されにくく治療間欠期間に安定に存在するため、次の透析治療で除去することができる。
Example 3
Chemical pool dialysis was performed on a chronic dialysis patient weighing 60 kg who was receiving a normal blood purification treatment similar to that in Example 1. Specifically, 500 mL of an aqueous solution (rinse solution) containing 100 mEq of D-lysyl-tyrosine (a dipeptide consisting of two D-amino acid residues) having a non-physiological optical isomer structure, which is an acceptor drug that captures free radicals, was prepared as the chemical pool drug of the present invention. This rinse solution was placed in a dialysis device equipped with a high-performance membrane (dialysis membrane with a clearance value of 150 mL/min). At the end of blood purification treatment, this rinse solution was used for blood recovery in the extracorporeal blood circuit of the dialysis device, and the entire amount was administered to the patient. The administered chemical pool drug was removed from the body by the next blood purification treatment after a treatment intermission period (43 to 44 hours). This cycle was repeated every time blood purification treatment was completed. Note that D-peptide radicals that have captured radicals and D-peptides that have been oxidized are not easily decomposed in the body and remain stable during the treatment intermission period, so they can be removed by the next dialysis treatment.
(実施例4)
実施例1と同様の通常の血液浄化治療が施される体重60kgの慢性透析患者に対して、化学プール透析を行った。具体的に、本発明の化学プール薬剤として、フリーラジカルを捕捉するアクセプター薬剤である、非生理的な光学異性体構造をもつD-リジル・チロシル・システイン(D型アミノ酸3残基からなるトリペプチド)を100mEqの化学当量で含む500mLの水溶液を用意した。この水溶液に、タンパク質構成性のL-アミノ酸を合計15g添加して、L-アミノ酸と、D-リジル・チロシル・システインとを含むリンス液を用意した。このリンス液を高機能膜(150mL/minのクリアランス値を具備する透析膜)を備える透析装置に設置した。血液浄化治療終了時にこのリンス液を、透析装置の体外循環血液回路の血液回収用に使用するとともに、全量を上記患者に投与した。なお、生理食塩水に対するリンス液の浸透圧比が3~4になるため、数分以上かけた緩徐な投与(回収操作)を行った。投与された化学プール薬剤は、治療間欠期(43~44時間)を経て、次回の血液浄化治療によって体外へ除去された。このサイクルを、血液浄化治療終了ごとに繰り返した。
Example 4
Chemical pool dialysis was performed on a chronic dialysis patient weighing 60 kg who was receiving the same normal blood purification treatment as in Example 1. Specifically, 500 mL of an aqueous solution containing D-lysyl-tyrosyl-cysteine (a tripeptide consisting of three D-amino acid residues) having a non-physiological optical isomer structure, which is an acceptor drug that captures free radicals, at a chemical equivalent of 100 mEq was prepared as the chemical pool drug of the present invention. A total of 15 g of protein-constituting L-amino acids was added to this aqueous solution to prepare a rinse solution containing L-amino acids and D-lysyl-tyrosyl-cysteine. This rinse solution was placed in a dialysis device equipped with a high-performance membrane (dialysis membrane with a clearance value of 150 mL/min). At the end of blood purification treatment, this rinse solution was used for blood recovery in the extracorporeal blood circuit of the dialysis device, and the entire amount was administered to the patient. Since the osmotic pressure ratio of the rinse solution to physiological saline was 3 to 4, slow administration (recovery operation) was performed over several minutes or more. The administered chemical pool drug was removed from the body by the next blood purification treatment after a treatment intermission period (43-44 hours). This cycle was repeated every time blood purification treatment was completed.
(実施例5)
実施例1と同様の通常の血液浄化治療が施される体重60kgの慢性透析患者に対して、化学プール透析を行った。具体的に、本発明の化学プール薬剤として、還元型アスコルビン酸と、グルタチオンまたはグルタチオンアルキルエステル(H供与体であるドナー薬剤)とを合計80mEqの化学当量で含む300mLの水溶液(リンス液)を用意した。還元型アスコルビン酸とグルタチオンまたはグルタチオンアルキルエステルの含有比率は、化学当量比で1:3とした。このリンス液を高機能膜(150mL/minのクリアランス値を具備する透析膜)を備える透析装置に設置した。血液浄化治療終了時にこのリンス液を、透析装置の体外循環血液回路の血液回収用に使用するとともに、全量を上記患者に投与した。投与された化学プール薬剤は、治療間欠期(43~44時間)を経て、次回の血液浄化治療によって体外へ除去された。このサイクルを、血液浄化治療終了ごとに繰り返した。
なお、グルタチオンアルキルエステルの作用はグルタチオンと同様にグルタチオンペルオキシダーゼの基質となって還元性を発揮することであるが、移動に関しては膜透過性がグルタチオンよりも優れており、ミトコンドリアにより到達しやすいことが利点である。
Example 5
Chemical pool dialysis was performed on a chronic dialysis patient weighing 60 kg who was receiving a normal blood purification treatment similar to that in Example 1. Specifically, 300 mL of an aqueous solution (rinse solution) containing reduced ascorbic acid and glutathione or glutathione alkyl ester (a donor drug that is an H donor) in a total chemical equivalent of 80 mEq was prepared as the chemical pool drug of the present invention. The content ratio of reduced ascorbic acid to glutathione or glutathione alkyl ester was 1:3 in terms of chemical equivalent ratio. This rinse solution was placed in a dialysis device equipped with a high-performance membrane (dialysis membrane with a clearance value of 150 mL/min). At the end of blood purification treatment, this rinse solution was used for blood recovery in the extracorporeal blood circuit of the dialysis device, and the entire amount was administered to the patient. The administered chemical pool drug was removed from the body by the next blood purification treatment after a treatment intermission period (43 to 44 hours). This cycle was repeated every time blood purification treatment was completed.
In addition, the function of glutathione alkyl esters is to serve as substrates for glutathione peroxidase and exert their reducing properties, similar to glutathione; however, in terms of transport, they have the advantage of having superior membrane permeability to glutathione, making them easier to reach mitochondria.
(実施例6)
急性血液浄化治療が必要となる体重60kgの熱傷患者に対して、化学プール透析を行った。具体的に、本発明の化学プール薬剤として、フリーラジカルを捕捉するアクセプター薬剤である、2-(α-D-glucopyranosyl) (methyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-olおよびグルタチオンまたはグルタチオンアルキルエステル(H供与体)を合計120mEqの化学当量で含む500mLの水溶液を用意した。2-(α-D-glucopyranosyl) (methyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-olとグルタチオンまたはグルタチオンアルキルエステルの含有比率は、化学当量比で2:1とした。かかる水溶液を透析装置によって、経静脈的に上記患者に有害事象発生後に可及的速やかに投与した。そして、ラジカル補足や還元反応などの無毒化反応が平衡状態に達した後に(通常数時間から数日程度経過時点)、高効率の血液浄化治療を実施して反応産物を除去した。なお、かかる除去のために、急性血液浄化治療は通常の持続緩徐型の慢性血液浄化治療よりも小分子物質の除去効率が優れている必要がある。このため、上記透析装置の血液浄化器は、クリアランス値が200 ml/minの透析膜を用いて、4時間以上の血液浄化治療を行った。なお、クリアランス値が100 ml/minの場合6時間以上、クリアランス値が150 ml/minの場合5時間以上の血液浄化治療を行うことが好ましい。化学プール薬剤の投与とその後の血液浄化治療を1クールとして、3日に1回、3クールを繰り返した。なお、持続治療を行う場合は、体内に投与された化学プール薬剤が、その投与直後の化学当量に対して10~50%程度除去された時点で、追加の化学プール薬剤の投与を血液浄化治療の最中に行う。
Example 6
Chemical pool dialysis was performed on a burn patient weighing 60 kg who required acute blood purification treatment. Specifically, as the chemical pool drug of the present invention, 500 mL of aqueous solution containing 2-(α-D-glucopyranosyl) (methyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol, an acceptor drug that captures free radicals, and glutathione or glutathione alkyl ester (H donor) in a total chemical equivalent of 120 mEq was prepared. The content ratio of 2-(α-D-glucopyranosyl) (methyl)methyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-6-ol to glutathione or glutathione alkyl ester was 2:1 in chemical equivalent ratio. This aqueous solution was administered intravenously to the patient using a dialysis device as soon as possible after the occurrence of an adverse event. Then, after the detoxification reactions such as radical scavenging and reduction reactions reached equilibrium (usually after several hours to several days), highly efficient blood purification treatment was performed to remove the reaction products. For this purpose, acute blood purification treatment must have a better efficiency of removing small molecular substances than normal chronic blood purification treatment of the slow and continuous type. For this reason, the blood purifier of the dialysis device uses a dialysis membrane with a clearance value of 200 ml/min, and blood purification treatment is performed for 4 hours or more. When the clearance value is 100 ml/min, blood purification treatment is preferably performed for 6 hours or more, and when the clearance value is 150 ml/min, blood purification treatment is preferably performed for 5 hours or more. Administration of a chemical pool drug and the subsequent blood purification treatment constitute one course, and three courses are repeated once every three days. When continuous treatment is performed, additional chemical pool drug is administered during blood purification treatment when about 10 to 50% of the chemical equivalent of the chemical pool drug administered into the body is removed immediately after administration.
実施例1ないし実施例5で行った化学プール透析により、常に代謝過程で発生し続ける化学反応性の高い有害なフリーラジカルの連鎖反応の進展を効率的に阻止できた。このような化学プール透析によれば、慢性腎不全状態における活性酸素種の消去能低下とミトコンドリア障害の悪循環に起因する生体高分子の劣化、遺伝子の劣化、細胞機能の劣化が進展し、可視的な病態として筋萎縮および運動機能障害、動脈硬化、癌化、老化促進などの合併症病態の進展の速度が低減されることが期待され、患者の生存や生活の質の向上に寄与するとともに、国家的には合併症対処に費やされる医療費を節減するという予防医学的なメリットが期待される。なお、実施例5で用いた化学プール薬剤を構成する還元型アスコルビン酸は、ミトコンドリアには到達しないが、ミトコンドリア外に漏出したフリーラジカルを捕捉した後にグルタチオンまたはグルタチオンアルキルエステルにより還元される。さらにグルタチオンまたはグルタチオンアルキルエステルは、ミトコンドリアへ到達する。このため、フリーラジカルの連鎖反応を多段階の部位で阻止することができたと推察される。 The chemical pool dialysis performed in Examples 1 to 5 was able to efficiently prevent the progression of the chain reaction of highly chemically reactive and harmful free radicals that are constantly generated in the metabolic process. Such chemical pool dialysis is expected to reduce the rate of progression of comorbid pathologies such as muscle atrophy, motor dysfunction, arteriosclerosis, cancer, and accelerated aging, which are caused by the vicious cycle of reduced ability to eliminate reactive oxygen species in chronic renal failure and mitochondrial disorder, and contribute to improving the survival and quality of life of patients, as well as the preventive medical benefit of reducing medical expenses spent on treating complications on a national level. The reduced ascorbic acid that constitutes the chemical pool drug used in Example 5 does not reach mitochondria, but is reduced by glutathione or glutathione alkyl esters after capturing free radicals that have leaked out of mitochondria. Furthermore, glutathione or glutathione alkyl esters reach mitochondria. It is therefore presumed that the chain reaction of free radicals can be prevented at multiple stages.
また、実施例6のような化学プール透析を、急性血液浄化治療や救急治療の分野に応用することにより、急性腎不全患者、薬物過剰摂取や毒物中毒患者、重症感染症患者、熱傷患者、虚血後再灌流障害患者、重症妊娠中毒症、慢性皮膚潰瘍患者、脳出血脳室穿破患者、重症溶血性疾患患者の救命率を向上させることができると期待される。 In addition, by applying chemical pool dialysis as in Example 6 to the fields of acute blood purification treatment and emergency treatment, it is expected that the survival rate of patients with acute renal failure, drug overdose or poisoning, severe infections, burns, post-ischemic reperfusion injury, severe preeclampsia, chronic skin ulcers, cerebral hemorrhage and ventricular rupture, and severe hemolytic disease can be improved.
1 血液浄化治療
2 化学プール薬剤の投与
3 化学プールのうち細胞外液に分布する薬剤の存在量(mEq)のプロフィール
4 化学プールのうち細胞質に分布する薬剤の存在量(mEq)のプロフィール
5 化学プールのうちミトコンドリアに分布する薬剤の存在量(mEq)のプロフィール
6 内因性クリアランス値1mL/minの場合の化学プールのサイズ(mEq)の変化
7 内因性クリアランス値2mL/minの場合の化学プールのサイズ(mEq)の変化
8 内因性クリアランス値4mL/minの場合の化学プールのサイズ(mEq)の変化
9 内因性クリアランス値8mL/minの場合の化学プールのサイズ(mEq)の変化
10 内因性クリアランス値12mL/minの場合の化学プールのサイズ(mEq)の変化
11 内因性クリアランス値1mL/minの場合のミトコンドリアに存在する薬剤の量(mEq)の変化
12 内因性クリアランス値2mL/minの場合のミトコンドリアに存在する薬剤の量(mEq)の変化
13 内因性クリアランス値4mL/minの場合のミトコンドリアに存在する薬剤の量(mEq)の変化
14 内因性クリアランス値8mL/minの場合のミトコンドリアに存在する薬剤の量(mEq)の変化
15 内因性クリアランス値12mL/minの場合のミトコンドリアに存在する薬剤の量(mEq)の変化
16 血液浄化のクリアランス値100mL/minの場合の化学プールサイズ(mEq)の変化
17 血液浄化のクリアランス値150mL/minの場合の化学プールサイズ(mEq)の変化
18 血液浄化のクリアランス値200mL/minの場合の化学プールサイズ(mEq)の変化
19 血液浄化のクリアランス値250mL/minの場合の化学プールサイズ(mEq)の変化
20 血液浄化のクリアランス値300mL/minの場合の化学プールサイズ(mEq)の変化
C1:電磁開閉クランプ
C2:電磁開閉クランプ
D:血液浄化器
D1:細管
P1:透析液送液ポンプ(等流量系)
P2:透析液排液ポンプ(等流量系)
P3:順逆両回転する第3の透析液ポンプ
P4:順逆両回転する血液ポンプ
R:化学プール薬剤を含むリンス液
s:脱血側の患者血管と血液回路の接続点
t:補液供給回路と血液回路の合流点
u:血液回路動脈側と血液浄化器Dの接続点
v:返血側の患者血管と血液回路の接続点
100:透析装置
200:透析液回路
300:体外循環血液回路(血液回路)
310:動脈側血液回路
320:静脈側血液回路
400:補液供給回路
1. Blood purification treatment 2. Administration of chemical pool drugs 3. Profile of the amount (mEq) of drugs distributed in the extracellular fluid in the chemical pool 4. Profile of the amount (mEq) of drugs distributed in the cytoplasm in the chemical pool 5. Profile of the amount (mEq) of drugs distributed in the mitochondria in the chemical pool 6. Change in size (mEq) of the chemical pool when the intrinsic clearance value is 1 mL/min 7. Change in size (mEq) of the chemical pool when the intrinsic clearance value is 2 mL/min 8. Change in size (mEq) of the chemical pool when the intrinsic clearance value is 4 mL/min 9. Change in size (mEq) of the chemical pool when the intrinsic clearance value is 8 mL/min 10. Change in size (mEq) of the chemical pool when the intrinsic clearance value is 12 mL/min 11. Change in the amount (mEq) of drugs present in the mitochondria when the intrinsic clearance value is 1 mL/min 12 Change in the amount of drug present in mitochondria (mEq) when the intrinsic clearance value is 2 mL/min 13 Change in the amount of drug present in mitochondria (mEq) when the intrinsic clearance value is 4 mL/min 14 Change in the amount of drug present in mitochondria (mEq) when the intrinsic clearance value is 8 mL/min 15 Change in the amount of drug present in mitochondria (mEq) when the intrinsic clearance value is 12 mL/min 16 Change in chemical pool size (mEq) when the blood purification clearance value is 100 mL/min 17 Change in chemical pool size (mEq) when the blood purification clearance value is 150 mL/min 18 Change in chemical pool size (mEq) when the blood purification clearance value is 200 mL/min 19 Change in chemical pool size (mEq) when the blood purification clearance value is 250 mL/min 20 Change in chemical pool size (mEq) when the blood purification clearance value is 300 mL/min
C1: Electromagnetic opening and closing clamp
C2: Electromagnetic opening and closing clamp
D: Blood purifier
D1: Thin tube
P1: Dialysis fluid pump (constant flow rate system)
P2: Dialysis fluid drainage pump (constant flow rate system)
P3: A third dialysis fluid pump that rotates in both directions
P4: A blood pump that rotates in both directions
R: Rinse solution containing chemical pool agents
s: Connection point between the patient's blood vessel on the blood drainage side and the blood circuit
t: Confluence of fluid supply circuit and blood circuit
u: Connection point between the arterial side of the blood circuit and the blood purifier D
v: Connection point between the patient's blood vessel on the blood return side and the blood circuit 100: Dialysis device 200: Dialysis fluid circuit 300: Extracorporeal blood circuit (blood circuit)
310: Arterial blood circuit 320: Venous blood circuit 400: Replacement fluid supply circuit
Claims (10)
前記血液浄化器による前記血液浄化治療が施される前記患者の前記体内での酸化反応に供される酸化型の生体分子に、水素原子および/または電子単体として電子を供与することにより、前記酸化反応を阻止しうるドナー分子の少なくとも1つを含む化学プール薬剤であって、
前記アクセプター分子または前記ドナー分子の前記少なくとも1つは、1000D以下の小分子化合物または分子量20kD以上の大分子化合物の少なくとも1つであり、
前記小分子化合物は、還元型アスコルビン酸または還元型グルタチオンの少なくとも1つを含み、
前記大分子化合物は、レコンビナントα1-ミクログロブリンを含み、
前記化学プール薬剤は、前記血液浄化器による前記血液浄化治療が施される前記患者に対して、前記血液浄化治療における治療間欠期の長さ(hr)および前記血液浄化治療が施される前記患者の体重(kg)を用いて、0.001mEq/(hr・kg)以上の化学当量で投与された後、前記血液浄化器により前記患者の体外へ除去されることを特徴とする化学プール薬剤。 An acceptor molecule capable of capturing free radicals generated in the body of a patient receiving blood purification treatment using a blood purifier, or
A chemical pool drug comprising at least one donor molecule capable of inhibiting an oxidation reaction by donating an electron as a hydrogen atom and/or a single electron to an oxidized biomolecule subjected to an oxidation reaction in the body of the patient to whom the blood purification treatment by the blood purifier is administered,
The at least one of the acceptor molecule or the donor molecule is at least one of a small molecule compound having a molecular weight of 1000 D or less or a large molecule compound having a molecular weight of 20 kD or more;
The small molecule compound comprises at least one of reduced ascorbic acid or reduced glutathione;
The large molecule compound comprises recombinant α1-microglobulin,
The chemical pool drug is administered to the patient receiving the blood purification treatment by the blood purifier at a chemical equivalent of 0.001 mEq/(hr kg) or more, based on the length (hr) of the intertreatment period in the blood purification treatment and the body weight (kg) of the patient receiving the blood purification treatment, and is then removed from the patient's body by the blood purifier.
The chemical pool agent of claim 1 , wherein the small molecule compound comprises a peptide consisting of 2 or 3 D-amino acid residues.
前記化学プール薬剤は、血液浄化器による血液浄化治療が施される患者に対して、前記血液浄化治療における治療間欠期の長さ(hr)および前記血液浄化治療が施される前記患者の体重(kg)を用いて、0.001mEq/(hr・kg)以上の化学当量で投与された後、前記血液浄化器により前記患者の体外へ除去されることを特徴とする注射製剤。 An injection preparation comprising the chemical pool agent according to any one of claims 1 to 6 ,
The chemical pool drug is administered to a patient undergoing blood purification treatment using a blood purifier at a chemical equivalent of 0.001 mEq/(hr kg) or more, based on the length of the intertreatment period (hr) in the blood purification treatment and the body weight (kg) of the patient undergoing the blood purification treatment, and is then removed from the patient's body by the blood purifier.
前記化学プール薬剤は、血液浄化器による血液浄化治療が施される患者に対して、前記血液浄化治療における治療間欠期の長さ(hr)および前記血液浄化治療が施される前記患者の体重(kg)を用いて、0.001mEq/(hr・kg)以上の化学当量で投与された後、前記血液浄化器により前記患者の体外へ除去されることを特徴とする内服製剤。 An oral preparation comprising the chemical pool agent according to any one of claims 1 to 6 ,
The chemical pool drug is administered to a patient undergoing blood purification treatment using a blood purifier at a chemical equivalent of 0.001 mEq/(hr kg) or more, based on the length of the intertreatment period (hr) in the blood purification treatment and the body weight (kg) of the patient undergoing the blood purification treatment, and is then removed from the patient's body by the blood purifier.
前記化学プール薬剤は、血液浄化器による血液浄化治療が施される患者に対して、前記血液浄化治療における治療間欠期の長さ(hr)および前記血液浄化治療が施される前記患者の体重(kg)を用いて、0.001mEq/(hr・kg)以上の化学当量で投与された後、前記血液浄化器により前記患者の体外へ除去されることを特徴とする輸液製剤。 An infusion preparation comprising the chemical pool drug according to any one of claims 1 to 6 ,
An infusion preparation characterized in that the chemical pool drug is administered to a patient undergoing blood purification treatment using a blood purifier at a chemical equivalent of 0.001 mEq/(hr kg) or more, based on the length (hr) of the intertreatment period in the blood purification treatment and the body weight (kg) of the patient undergoing the blood purification treatment, and is then removed from the patient's body by the blood purifier.
前記供給手段は、前記輸液製剤を前記体外循環血液回路へ供給するように構成されていることを特徴とする透析装置。 A dialysis apparatus comprising: a blood purifier; an extracorporeal blood circuit connected to the blood purifier for circulating blood; a supply means connected to the extracorporeal blood circuit and including the infusion preparation according to claim 9 ; and a dialysate circuit for supplying a dialysate to the blood purifier,
The dialysis apparatus according to claim 1, wherein the supply means is configured to supply the infusion preparation to the extracorporeal blood circuit.
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