【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の体液を腎臓の外部で尿細管細胞に接触させることによる、全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）の治療方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
敗血症が腎不全と合併した場合の死亡率は、最新の腎機能代替療法を適用したとしても極めて高いままである。 全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）は、感染や膵炎、心肺バイパス等の様々な臨床傷害から続発する極めて危険な症状であり、米国では毎年２５万人を超える命が奪われている［参考文献１、２、３、４、５、６］。
【０００３】
ＳＩＲＳがもたらす極度に高い死亡率の原因は、一つにはＳＩＲＳに罹患している患者集団の一部に高度に致死的な多臓器不全症候群（ＭＳＯＦ）が進行することによるものである。 当初の傷害部位とは関係していないことが明らかな臓器における続発症は、敗血症でみられる血漿サイトカインレベル変化と関連づけられている［参考文献７、８、９、１０、１１、１２］。
【０００４】
ＭＳＯＦと急性腎不全（ＡＲＦ）を併発している患者の死亡率は特に高い。 敗血症とＡＲＦを併発している患者の超過死亡率は、容量過負荷、尿毒症、アシドーシス、及び電解質異常を治療する従来の腎機能代替療法によっては改善されない［参考文献１３、４］。
【０００５】
従って、ＳＩＲＳ患者を治療する新しい方法の開発が引き続き必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ＳＩＲＳ患者を治療する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、部分的には、ＳＩＲＳ患者の体液を腎臓の外部で尿細管細胞と接触させることができることを見い出したことに基づいている。 この接触の結果、該細管細胞は体液中にメディエーターを導入する。 細管細胞との接触後、体液の少なくとも一部を患者に再循環させると、メディエーターは患者の体内で応答を誘起しＳＩＲＳの症状を改善する。 接触の結果、細管細胞はメディエーターを体液中に導入し、及び／又は体液からメディエーターを再吸収する。
【０００８】
従って本発明は、ＳＩＲＳ患者の治療方法を提供するものであって、
患者の体液の少なくとも一部を腎臓の外部で尿細管細胞と接触させることを含むものである。
【０００９】
また本発明は、ＳＩＲＳ患者を治療する方法を提供するものであって、
患者から体液の一部を取りだし、
取りだした体液を尿細管細胞と接触させ、そして尿細管細胞と接触させた体液の少なくとも一部を患者に戻すことを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、部分的には、ＳＩＲＳ患者の体液を接触させ、次いで、処置された体液の少なくとも一部を患者に戻すとＳＩＲＳが改善されるという本発明者らの発見に基づく。 何ら特定の理論に縛られるものではないが、尿細管細胞は、全身のサイトカインパターンに影響を及ぼすことによって免疫調節効果を提供していると考えられる。 同時に、患者の血行動態もまた改善される。
【００１１】
前述のように、本発明に従って治療される患者はＳＩＲＳ患者である。 一実施様態においては、患者は敗血症に冒されている。 この態様においては、患者はヘルスケア提供者により、当業者によく知られた診断方法に基づいて敗血症と診断されたものであるかもしれない。 他の態様においては、患者はＭＳＯＦ患者である。 これらの症状を診断する判断基準は、例えば、Ｒｏｇｅｒ Ｃ． Ｂｏｎｅ著の「敗血症と多臓器不全」（Alan M. Feinら編、メリーランド州ボルチモア、Williams & Wilkins, 1997, pp. 3-10）に記述されており、この記載を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
【００１２】
患者は、ヒトでもヒト以外の動物（例えば哺乳類）でもよい。 ヒト以外の動物の例としては、イヌやネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ヤギ、ブタが挙げられる。
【００１３】
本発明の重要な特徴は、患者の体液を尿細管細胞と接触させるということである。 患者の体液を、腎臓の外部で尿細管細胞と接触させるという点が重要である。 本発明においては体液の自然の流れに介入し、体液が尿細管細胞と相互作用できるようにする。 接触後、体液は患者体内の自然の流れの中に戻される。 よって本発明は腎臓内での自然な生理的過程とは区別される。
【００１４】
体液を尿細管細胞と接触させ、次いで処置された体液を患者に戻すための方法と装置は当業者によく知られている。 例えば、文献１８、１９、２０、３６、及び米国特許第６，１５０，１６４号を参照することができ、これらのすべてを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。 本発明の特に好ましい実施態様では、患者の体液を尿細管補助装置（ＲＡＤ）中で尿細管細胞と接触させる。 ここで、使われている用語「尿細管補助装置」とは、（１）尿細管細胞、及び（２）体液の取入口と排出口を含む装置をいい、体液は尿細管細胞とその装置中で接触する。 このような装置の詳細は直ぐ上に言及した刊行物中に記載されている。 適切なＲＡＤの一例を図１に回路中の要素（１０）として示す。
【００１５】
直ぐ上に言及した刊行物に記載されている方法に加え、尿細管細胞は、中実性又は多孔性のマイクロキャリアビーズ上で生育させることもできる。 適切なマイクロキャリアビーズの例としては、微小多孔性ゼラチンやコラーゲン被覆デキストランが挙げられる。 この態様では、細胞をビーズ上で生育させることができる。 次いで、細胞をビーズから分離し、ＲＡＤに播種することができる。 他の態様では、ビーズ上の細胞は、中空ファイバーの内面に沿う単層にではなく、マイクロキャリアビーズの敗血症治療カートリッジの毛細管外スペース中で使うことができることができる。 このようにして、患者の体液を、患者の体液に曝すための配合物中の細胞を含むカートリッジ内を灌流させることができ、ＳＩＲＳの症状を変えることのできるメディエータと反応することができる。
【００１６】
前記尿細管細胞はヒト又はヒト以外の動物から採取できる。 ヒト以外の動物としては哺乳類が好ましい。 非ヒト細胞の適切な例としてはブタやラット、イヌ、マウス、ウサギの尿細管細胞が挙げられる。 本発明においては、形質変換された尿細管細胞もまた使用できる。 これらの細胞については、例えば、米国特許第６，１５０，１６４号に記述されている。
【００１７】
体液は、血液、血漿、血漿の限外濾過液等であることができる。 特に好ましいのは、静脈血である。 動脈血もまた用いられる。
【００１８】
本発明の一実施態様においては、患者の体液を尿細管細胞に体外、すなわち患者の体の外部で接触させる。 他の実施態様においては、体液は患者の体内で尿細管細胞と接触する。
【００１９】
一実施様態においては、尿細管補助装置は体外（ex vivo）に置かれる。 あるいは、尿細管補助装置は患者に埋め込む。
【００２０】
患者は腎臓疾患、例えば急性腎不全や慢性腎不全に罹患していてもよい。 このような患者は、末期の腎臓疾患に冒されていてもよい。 また、このような患者は血液透析あるいは腹膜透析を受けている者であってもよい。
【００２１】
本発明の具体的実施態様の一例を図１に示す。 本実施態様においては、敗血症患者（２０）の静脈血（１）を取りだす。 取りだした血液（１）をポンプ（３）からヘモフィルター（４）に送る。 ヘモフィルター（４）への移送中、静脈血（１）に置換液（２）を添加する。 ヘモフィルター（４）から、限外濾過液（５）を限外濾過液槽（６）に送り、ヘモフィルターを通過した血液（１７）を、熱交換器（１５）を経由した後、ＲＡＤカートリッジ（１０）に送る。 限外濾過液を、ポンプ（７）と熱交換器（８）を通って、ＲＡＤカートリッジ（１０）に送る。 カートリッジ（１０）に流入する流れの圧力を圧力モニター（９）でモニターする。 カートリッジ（１０）は、毛細管外スペース（１１）、ファイバー壁（１２）、近位細管細胞（１３）、及び管腔空間（１４）を含む。 次いで、ＲＡＤで処置された血液（１８）を、ポンプ（１９）を通し患者（２０）に戻す。 処理された限外濾過液（１６）を、ＲＡＤカートリッジ（１０）から回収する。
【実施例】
【００２２】
本発明を一般的に説明してきたが、ここに挙げる幾つかの具体的な実施例を参照することにより、より理解が進むであろう。 ここに掲げる実施例は、説明のためにのみ用いられるものであり、特段の記載のない限りは、何ら本発明を限定するものではない。
【００２３】
実施例１
バイオ人工腎臓はエンドトキシンをもった患者におけるサイトカイン応答と血行動態を変える方法体重約２０〜２５kgの雑種イヌを７日間低蛋白食で飼育した。 イヌの両方の腎臓を摘出し、外側頚静脈を通じて右心房に透析カテーテル（バード・アクセス・システムズ社、米国ユタ州、ソルトレークシティ）を挿入した。 手術前には、抗菌剤による感染予防としてバンコマイシン（イーライ・リリー社、米国インディアナ州、インディアナポリス）を静脈内投与した。 術後４８時間は、水と食餌を自由摂取させた。 低蛋白食餌前、手術前、及び手術後一日目と二日目に、電解質と全血球数を調べるための血液サンプルを採取した。 動物を、チオペンタールナトリウム（アボットラボラトリーズ社、米国イリノイ州、ノースシカゴ）で鎮静させ、挿管し、イソフルロレン（バクスター・ヘルスケア社、米国イリノイ州、ディアフィールド）による全身麻酔を気管チューブを通して行なった。 食道体温計を挿入し、体温をモニターした。 動脈カテーテル（アロー・インターナショナル社、米国ペンシルバニア州、リーディング）、静脈カテーテル（ディアグ社、米国ミネソタ州、ミネトンカ）、及びＳｗａｎ−Ｇａｎｚ熱希釈心臓出力カテーテル（アルゴン・メディカル社、米国テキサス州、アテネ）を挿入し変換した。 持続的静脈静脈血液濾過（CVVH）開始前とその後１時間毎に、動脈、中心静脈、肺動脈波形、及び肺毛管ウェッジ圧（PCWP）を測定した（Ｖｉｒｉｄｉａ２４Ｃ型、ヒューレット・パッカードＧｍｂＨ社、ドイツ国ボブリング）。 心出力は熱希釈（ＣＯＭ−１型、アメリカン・ホスピタル・サプライ社、米国カリフォルニア州、アーヴィン）によって、ＣＶＶＨ前とその後１時間毎に測定した。 心拍出量及びＰＣＷＰ測定の際には、ＣＶＶＷを中断し、透析ラインをクランプした。 血圧、脈拍、及び体温を１５分毎に記録した。 電解質、全血球数、及びサイトカイン測定のため、血液アリコートを、０、１、４、５、７及び９時間後に採取した。
【００２４】
動物にすべてのアクセスラインを固定し、ベースラインパラメータ及び各種実験室調査を得た後、Ｆ−４０中空ファイバー透析器（フレセニウス社、米国カリフォルニア州、ウォルナットクリーク）を用いて、従来法による持続的静脈静脈血液濾過を１時間行なった（Ｇａｍｂｒｏ ＡＫ−１０、ガンブロ・ランディア社、スウェーデン国、サンズバル）。 体外での血流量は、１２０ｍＬ／分に調節した。 限外濾過液の生成をモニターし、平衡電解質置換溶液を、体積置換比１：１で注入した。
【００２５】
１時間経過後、ブタ近位細管細胞を含むＲＡＤ（セルＲＡＤ）あるいはブタ近位細管細胞を含まない以外は同様に処置した中空ファイバー透析器（シャムＲＡＤ）を図１のように導入した。 ＲＡＤの詳細な構成は他の文献に記述されている。 [参考文献１８、１９、２０、これらの文献のすべてを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する]。 ヘモフィルターからは、ＲＡＤ中の管腔空間へ１４ｍＬ／分の限外濾過液が送られ、この限外濾過液は、セルＲＡＤの場合は培養ブタ近位細管細胞に、シャムＲＡＤの場合はラミニン処理されたポリスルホン血液透析膜に直接接触する。 図１に示すように、ヘモフィルターを通過した１２０ｍＬ／分の血流の内、８０ｍＬ／分のポストヘモフィルター血液がＲＡＤ中の管腔外空間へと送られる。 ＲＡＤ内における血管壁内圧力勾配及び水圧勾配は、ポストヘモフィルター毛管外血液隔室中に入る限外濾過液が７ｍＬ／分の再吸収率を維持するように調整した。 このような再吸収は、セルＲＡＤ中のトランス、パラ両方の細胞経路によって起こることが既に報告されている［参考文献１８］。
【００２６】
最初の１時間の血液濾過、そしてその後のＲＡＤによる３時間の治療の後、リポ多糖体２．０ｍｇ／ｋｇ（Ｌ−２８８０、シグマ社、米国ミズーリ州、セントルイス）を１時間にわたって静脈注入した。 このプロトコルを採用したのは、ヒトの患者のエンドトキシンショックに見られるような心臓血管障害との類似性のためである。 他の研究で報告されているように、動物の平均動脈圧の低下は通常の生理食塩水の注入によって処置され、最初の動物試験例ではドーパミン塩酸塩（エルキンス・シン社、米国ニュージャージー州、チェリーヒル）の注入によって処理した。 最初の幾つかの動物の解析によると、ドーパミンを大量に注入したとしてもボリューム蘇生とは関係なく血圧は回復しないことが示唆された為、その後の動物ではドーパミン注入は行なわなかった。 セルＲＡＤ群の２匹の動物とシャムＲＡＤ群の４匹の動物にドーパミンを注入した。 リポ多糖体の注入を終えた４時間後に、動物を安楽死させた。
【００２７】
アッセイ動脈血ガスをＡＢＬシリーズ５００（ラジオメーター・メディカルＡ／Ｓ社、デンマーク国、コペンハーゲン）で測定した。 血清電解質は自動化学分析器（Ｓｙｎｃｈｒｏｎ ＣＸ−７、ベックマン・インストルメンツ社、米国カリフォルニア州、ブレア）で測定した。 全血球数は自動カウンター（Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｇｅｎ−Ｓ、コールター社、米国フロリダ州、ハイアレア）で行ない、分画は手で行なった。
【００２８】
血清サンプル中のＩＬ−１０及びＴＮＦ−αレベルは、ＥＬＩＳＡによって三連で評価した。 ロバート・ストライター博士（ミシガン大学、米国ミシガン州、アンアーバー）より提供された抗ヒトＩＬ−１０及び抗ヒトＴＮＦ−α抗体は、培地中でＬＰＳ刺激したブタ及びイヌの単核白血球によって生成されたサイトカインと、強い交叉種親和性を示した。 血清レベルをヒト組換えＩＬ−１０及びＴＮＦ−α標準値（Ｒ＆Ｄシステムズ社、米国ミネソタ州、ミネアポリス）と比較することによって、動物及びＲＡＤの双方で生成されている全身性ＩＬ−１０及びＴＮＦ−αの定性的評価が得られた。
【００２９】
限外濾過アンモニアレベルは、市販のキット（シグマ・ダイアゴノスティックス社、米国ミズーリ州、セントルイス）でアッセイした。
【００３０】
統計最初の動物数匹において、それら実験動物はヒト患者の場合と同様、当初（ｔ＝０）の収縮期血圧が１１１〜１７４ｍｍＨｇ、拡張期血圧が６６〜１１８ｍｍＨｇという範囲であった。
【００３１】
結果の評価のために、臨床に関連したパラメータとしてＭＡＰの低下率を用いた。 このパラメータには連続変数を用いることができるが、生の血圧データのみを用いる場合に比べ、被験対象間の変化に関しては低感度である。 血行動態データを、収縮期及び拡張期血圧としてｍｍＨｇで測定し、公式ＭＡＰ＝ＳＢＰ＝３＋２／ｘＤＢＰ／３を用いてＭＡＰに換算した。 血圧をエンドトキシン注入前の値に対する割合で表わすために、このデータをｔ＝４時間という時間点（１時間のエンドトキシン注入の直前）で標準化した。 血行動態データを、注入後のすべての計測時に亘り反復測定差異分析（ＡＮＯＶＡ）により解析した。 セルＲＡＤ及びシャムＲＡＤの動物間で、サイトカインピークレベルの比較を一方向ＡＮＯＶＡによって行なった。 グループ間のアンモニア排出量を、ウェルチの検定を用い比較した。 カテゴリー変数は、フィッシャーの正確確立計算法（Fisher's exact test）テストを用いて比較した。 統計解析はＳｔａｔａソフトウェアパッケージ（ユニックス用Ｓｔａｔａ６、ステータ社、テキサス州、カレッジステーション）を用いて行なった。
【００３２】
結果
実験動物の特性を表１及び表２に示す。 すべての動物は、同程度に尿毒症を発症していた。
【００３３】
血行動態
リポ多糖体の投与後、すべての動物がＭＡＰ値の急激な減少を示し、その後ベースライン値へと緩やかに回復した。 エンドトキシン注入前の動物の平均動脈圧は４６ｍｍＨｇ〜１２５ｍｍＨｇであった。 この不均質性は、ＰＣＷＰ値が６〜１３ｍｍＨｇの範囲に亘ることから考えられる体積状態の差、ヘモフィルターに対する各個体の反応の差、又は単に実験に使われた雑種イヌの性質の不均質さを反映していると考えられる。 図２にセルＲＡＤ（ｎ＝５）及びシャムＲＡＤ（ｎ＝５）動物の、ＬＰＳ前の時点で標準化した平均動脈圧を示す。
【００３４】
個々の計測時点での値は、有意性へ向かう傾向を示しているだけであったが、平均動脈圧の反復測定差異分析（ＡＮＯＶＡ）の結果、セルＲＡＤ及びシャムＲＡＤを用いて治療した動物間において、ＭＡＰ値の差が統計的に有意であることが示された。
【００３５】
サイトカイン
血清ＴＮＦ−αレベルはＬＰＳ投与後上昇し、４時間後にほぼベースラインまで戻った（図３）。 ＴＮＦ−αレベルは平均では、セルＲＡＤで治療した動物の場合、シャムで治療した動物に比べ低いが、この差は統計的に有意ではなかった。
【００３６】
血清ＩＬ−１０レベルもまたリポ多糖体の注入後急激に上昇し、セルＲＡＤで治療した動物のＩＬ−１０レベルのピークは、シャムで治療した動物のピークに比べ、有意に高かった（図４）。 なお、セルＲＡＤで治療した動物のＩＬ−１０レベルは、比較集合である腎臓未摘出であるが同じプロトコルで実験を行なった雑種イヌのＩＬ−１０レベル（データの掲載なし）とは大きく異ならなかった。
【００３７】
近位細管細胞の生存性
上述の敗血症ショックのエンドトキシンモデルにおいて、ＲＡＤによるアンモニア生成を、体外回路中においてではあるが、細胞の生存性と代謝機能のマーカーとして測定した。 残念ながら、ドーパミン治療を行なった動物においては我々のアッセイに、いくらかの介入が必要であった。 本研究で用いた、ドーパミン投与を受けなかった動物（５匹）、及び同様な治療を施されたがプロトコル違反（１匹）や、不完全なデータ収集（１匹）、先行する疾病の証拠（２匹）のためにこの解析から除外された動物から収集したデータは、エンドトキシンストレス条件下のＲＡＤにおいて代謝活性を示した。 アンモニウム（NH +4）の産生は平均すると、シャムで治療した動物では０．５６±５．１μｍｏｌ／時、それに対してセルＲＡＤ中で治療した動物では１４．４±１０．４μｍｏｌ／時であった（Ｐ ＜ ０：００５、ウェルチのｔ検定）。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
実施例２
敗血症に罹患したヒト患者の尿細管細胞による治療悪心、嘔吐、下痢、寒気及び高熱の症状を伴う病歴一日の２９歳の男性が、緊急医療室に運び込まれた。 入院の日の朝、その男性は、右太腿の、赤み、腫れ及び痛みに気付いた。 その後４時間の間に、赤み、腫れ、痛みはふくらはぎにまで及んだ。 運び込まれた時、患者の体温は１０３．５°Ｆ、血圧は１０１／４２であった。 ビバーシラー（Ｂｉｂａｓｉｌａｒ）率が見出された。 男性の右太腿及びふくらはぎは紅斑を有し、腫れあがり、そして触ると痛かった。 入院時、男性の白血球数は２０，２００であって著しく左方偏位しており、血小板数は１７４，０００であった。 男性の血清電解質は正常であったが、血清クレアチニンは２．９ｍｇ／ｄＬでありＢＵＮは３８ｍｇ／ｄＬであった。 男性の３Ｌ経鼻カニューレによる動脈血ガスは、ｐＨ７．４６、ＣＯ
2分圧３２ｍｍＨｇ、Ｏ 2分圧６５ｍｍＨｇであった。 胸部Ｘ線で浸潤は見られなかった。 血液培養を作り、セフトリアキソン２ｇｍ及びクリンダマイシン９００ｍｇを静脈経由で投与した。 患者の右足のＣＴスキャンでは、ガス、液貯留、壊死組織は見出されなかった。
【００４２】
最初の２４時間における若干の回復の後、男性の容態は、呼吸が短くなり、減尿、低血圧を起こし、急激に悪化した。 反復血漿化学値は肝機能検査値の上昇を示し、ＡＬＴが１５５ＩＵ／ｍＬ、ＡＳＴが１８９ＩＵ／ｍＬ、全ビリルビンが４．１ｍｇ／ｄＬ、血清クレアチニンが７．６ｍｇ／ｄＬ、ＢＵＮが６９ｍｇ／ｄＬ、カルシウムが６．８ｍｇ／ｄＬ、クレアチニンホスホキナーゼが４６０ＩＵ／ｍＬであった。 ６Ｌ経鼻カニューレによる動脈血ガスは、ｐＨ７．２３、ＣＯ
2分圧４０ｍｍＨｇ、Ｏ 2分圧６８ｍｍＨｇであった。 胸部Ｘ線で多葉性浸潤が発見された。 連鎖球菌トキシックショック症候群の臨床診断がなされ、抗生物質を静脈投与（セフトリアキソン２ ｇｍ ｇ８ｈとクリンダマイシン９００ｍｇ ｇ８ｈを連続投与、更にバンコマイシン１．５ｇｍを１回投与）した。 入院約２４時間後、男性を集中治療室に移し、適当な酸素供給（ＦｉＯ 2 ６０パーセントでの酸素分圧６８ｍｍＨｇ）を維持するために挿管した。 男性の血液培養は、Ａ群β溶血性連鎖球菌に対して陽性を示した。 男性の左ふくらはぎの緊急外科診断によると、壊死性筋膜炎や筋線維壊死は見られなかった。 これは組織学的評価によって確認した。 前記検査によって得られた組織試料もまた、Ａ群β溶血性連鎖球菌に対して陽性を示した。
【００４３】
手術後（入院から３６時間後）男性の状態は引き続き悪化し、低血圧状態の悪化（６８／４２）のため、昇圧剤ドーパミン、フェニレフリン、及びレバルテレノールによる昇圧を必要とした。 男性の急性腎不全の治療の為に、持続的静脈静脈血液濾過を開始した。 その後の７２時間にわたって、男性の肝機能検査は、以下の項目について高値、ＡＬＴ９０４、ＡＳＴ１４０４、全ビリルビン５．６ｍｇ／ｄＬ、クレアチニンホスホキナーゼ４５，５３０、及び以下の項目について低値、血清カルシウム５．９ｍｇ／ｄＬ、血清アルブミン１．８ｍｇ／ｄＬ、ヘマトクリット２９．５パーセント、血小板数２８，０００を記録した。 この危篤状態の間、男性の心拍出量は、９〜１２Ｌ／分にまで著しく上昇し、また男性の全身的血管耐性は、３００〜５００の間で変動した。
【００４４】
男性の症状の悪化により、患者をミシガン大学によるフェーズＩ／IIの臨床トライアルに加えバイオ人工腎臓の安全性と機能性をテストすることを検討した。 前臨床大規模動物実験は、この装置によって敗血症ショックによる心血管疾患を改善できることを示唆した。 この研究は公募研究であり、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）及びその地域の施設内治験審査委員会（ＩＲＢ）によって審査、認定されたものである。 患者はこのプロトコルに関するすべての参加・除外基準を満たしており、患者の家族は患者の研究への参加に同意し、詳細なインフォームドコンセント文書に署名した。
【００４５】
バイオ人工腎臓は、合成血液濾過カートリッジ（ＦｒｅｓｅｎｉｕｓＦ４０、フレセニウスＡＧ社、ドイツ国バドハンブルグ）に接続した持続的静脈静脈血液濾過（ＣＶＶＨ）回路、及び尿細管補助装置（ＲＡＤ）から構成される。 ＲＡＤは市販の血液濾過カートリッジ（Ｆ４０）であり、その中でヒト尿細管細胞は、中空ファイバーの内表面に沿ってコンフルエントになる迄生育される。 ヒト細胞は、ＮＤＲＩ（National Disease Research Interchange、米国バージニア州、アーリントン）から入手したヒト腎臓から分離し増殖したものである。 ＮＤＲＩは細胞と臓器を提供する非営利団体であり、提供する細胞と臓器は、本来は移植の為に採取したものであるが、ドナーとレシピエントの不適合性のために移植不能である。 インフォームドコンセントの文書の書面は、それぞれの腎臓提供者から提出され、組織取得サイトにおいてファイルに保存される。
【００４６】
ＣＶＶＨを３６時間行なった後、体外回路の血液濾過カートリッジをバイオ人工腎臓で置換する。 患者の様々な生理的パラメータを、バイオハイブリッド装置の使用前、使用中、及び使用後モニターする。 主用なパラメータを図５〜７に掲載する。
【００４７】
図５に示すように、ＲＡＤ治療中において、患者のＡｐａｃｈｅ３スコア（予想されるＩＣＵ及び院内死亡率）は劇的に減少した。 ＡＭスコアは、ＲＡＤ治療１６時間後に評価した。 ＲＡＤ治療時におけるこれらの予想死亡率は前日及び翌日の（ＡＭ及びＰＭ）値と比べると実質的に低い。 ＲＡＤ治療は、安全のために予め設定した血小板数３５，０００未満という終了条件によって、２１．５時間で打ち切った。
【００４８】
改良Ａｐａｃｈｅ３予想死亡率に寄与する主要な生理的パラメータを、図６及び７に要約する。 図６に収縮期及び拡張期の各血圧と昇圧剤投与との関係を、主要な呼吸パラメータと共に詳細に示す。 患者の血圧は、ＲＡＤ治療中にはより安定しており、その治療中に昇圧剤投与の必要性は顕著に減少した。 ＲＡＤを回路に設置した際のドーパミン投与の増加は、ＲＡＤへの生体外曝露の初期フェーズ中に、血圧を維持するために必要なものであり、前臨床研究及び他の合成生体外カートリッジを最初に患者に曝したときに観察される現象である。 ＲＡＤ治療を打ち切った後４〜１０時間内に、患者への昇圧剤投与の必要性は増加し、呼吸パラメータ値は悪化した。
【００４９】
腎機能への効果も大きかった。 図７に示すように、ＲＡＤ療法は、乏尿性急性腎不全状態から非乏尿性状態への転換に時間相関を有する。 この改善された尿流量は、腎クリアランス機能が向上したことの反映である。 クレアチニン・クリアランスは、治療前の４．９±０．９ｍＬ／分から、１０．９±０．６ｍＬ／分（治療中）、及び６．２±０．９ｍＬ／分（治療後）へと変化した。
【００５０】
加えて、２１．５時間に亘る治療期間は、本治療インターバル中のＣＰＫ上昇を反映する横紋筋融解の実質的な進行にもかかわらず、血漿クレアチニン濃度が７．０から６．０ｍｇ／ｄＬへと減少するのと一致した。 実際のところ本治療期間中、血漿及び尿のミオグロビンレベルは両方とも、１００，０００ユニット／ｍＬより高かった。
【００５１】
治療期間中ＲＡＤは、優れた生存性及び機能性を維持できることをも示した。 治療期間中にＲＡＤから排出される処置された限外濾過液中の尿細管細胞の細胞数は、装置中の全腎上皮細胞数（約１．０×１０
9個）の０．１％より累積的に少なかった。 トキシックショック症候群と顕著なミオグロブリン血症を伴い危険な状態にある尿毒症の患者であるにもかかわらずこの生存性が得られたものである。 細管細胞機能の機能性は、細管液/限外濾過液中のグルタチオン（ＧＳＨ）比が０．８０であったことにより示された。 ＧＳＨ再生（reclamation）は、活性分解及び細管細胞によるアミノ酸の輸送に依存する。 治療中には、血漿１．２５-ジヒドロキシ-ビタミンＤ 3レベルもまた１５から２２ｐｇ／ｍＬへと改善された。 このことは、細胞の内分泌学的活性を示している。
【００５２】
上記患者にとって幸運なことに、この患者のＡｐａｃｈｅ３スコアは院内死亡率９２パーセントという高い値を示したにもかかわらず、肝機能検査値は最終的には正常値に回復し、呼吸器パラメータの改善により抜管し、腎機能が回復したために血液濾過及び血液透析を打ち切った。 患者は１０日後にＩＣＵから、１５日後に救急病院から退院した。
【００５３】
加えて、この患者の血漿サイトカインレベルをＲＡＤ治療前、治療中、及び治療後に測定した。 表４及び図８に示すように、ＲＡＤはトキシックショック中にいくつかの炎症促進性(pro-inflammatory)サイトカインにおける値の減少、及び抗炎症性サイトカイン値の増加を伴った。
【００５４】
【表４】
【００５５】
＊表４の脚注＊ 時間は、０＝治療前；４、８、１２、１６、２０の各時間はＲＡＤ治療時間；２１．５時間は治療中断の直前；２５．５時間は治療の４時間後。
＊ ブランクは、試料サイズの制限により測定が行なわれなかったもの。
＊ 正常値は診断キットからのもの。
＊ 略語：ＴＮＦ（腫瘍壊死因子）−●；ＳＴＮＦＲ（溶解性ＴＮＦレセプター）−Ｉ，ＩＩ；ＩＬ（インターロイキン−１β；ＩＬ−ｌｒａ（レセプター拮抗剤）；ＩＬ−ｌｓＲ（溶解性レセプター）−ＩＩ；ＩＦＮ（インターフェロン）−●；ＭＣＰ（単球ケモアトラクタント蛋白）−１；ＭＩＰ（マクロファージ遊走阻止因子）−１●１Ｇ（顆粒球）−ＣＳＦ（コロニー刺激因子）；ＧＭ（マクロファージ）ＣＳＦ；ＣＲＰ（Ｃ反応性蛋白）。
【００５６】
実施例３
マイクロキャリア上のブタ近位細管培養マイクロキャリアビーズを用いた懸濁培養中でのブタ近位細管細胞の増殖の実行可能性を、従来の二次元ポリスチレン培養皿上で行なう細胞増殖手順と比較し評価するための研究を行った。 マイクロキャリア培養は、磁気攪拌器（Tｅｃｈｎｅ社、ＭＣＳ−１０４Ｌ型、ニュージャージー州、プリンストン）を用いて懸濁状態に保った。 様々な業者製のガラス、ポリスチレン、ゼラチン、デキストランマイクロキャリアを用いて、培養体積１００ｍＬ及び２５０ｍＬの予備実験を数回行なった後、二つのタイプのマイクロキャリアを重点的に取り扱った。 それらは、微小孔性ゼラチン（Ｃｕｌｔｉｓｐｈｅｒｅ Ｇ、ハイクローン社、ユタ州、ローガン）、及びコラーゲン被覆デキストラン（Ｃｙｔｏｄｅｘ ３、ファーマシア・バイオテック社、スウェーデン国ウプサラ）である。 これらの２タイプのマイクロキャリアは細胞数に関して評価すると、生育速度が最も速くまた生産量が最も多かった。 ＲＡＤへの播種に必要な細胞数を得るためには、１リットルスピナーフラスコを使用した。
【００５７】
両タイプのマイクロキャリアは乾燥状態で届けられるため、再水和し、リン酸塩緩衝生理食塩水ですすぎ洗いした。 細胞を播種する前に、高圧蒸気殺菌法によってマイクロキャリアを殺菌し、ＰＢＳを媒体で置換し、ビーズ媒体混合物を３７℃、５％ＣＯ
2のインキュベータ中で平衡化した。 以下の手順で細胞をマイクロキャリア上に播種した。 二番目のパスにおける最初のブタ近位細管細胞は、二次元培養皿からトリプシン化し、生育培地中で遠心分離し再懸濁した。 その後、この懸濁液をスピナーフラスコに加えた。 ブタ近位細管細胞のためには、攪拌皿設定を断続攪拌（１分オン１時間オフを計４サイクル）に調整して行なった。 未付着の細胞を取り除くために、４サイクルの終了後培地を交換し、スピナーコンソール設定を連続攪拌に設定し、マイクロキャリアー細胞の集合体を懸濁状態に保つのにちょうど十分な速度（約２０ｒｐｍ）に調整した。 これらの高密度培養物の栄養素と酸素の必要量を保つために、培地は毎日交換した。 ２〜３日毎にフラスコから代表試料を採取し、乳酸塩の分析及び直接細胞計数による細胞の生育測定を行った。 ２週間の培養後、細胞を含むマイクロキャリアは細胞カートリッジに装着可能であり、或いは細胞は、播種用にマイクロキャリアから取り出すことができた。
【００５８】
細胞を分離させるにあたり、マイクロキャリア−ビーズの集合体を、トリプシン化を阻害するカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去するためにＰＢＳですすぎ洗いした。 その後ＰＢＳを取り除き、トリプシンで置換した。 細胞をデキストランマイクロキャリアから分離するために、スラリーを３７℃で２０分間培養した。 大豆トリプシンインヒビタ−をフラスコに加え、必要に応じ、分画フルイを行いビーズを細胞から分離した。 ゼラチンマイクロキャリアはトリプシンに完全に溶けていた為、篩いにかける必要はなかった。 その後細胞を計数し、遠心分離し、生育培地中に再懸濁させた。 播種用の細胞濃度を、表面積、ＲＡＤの実際の管腔容積、及び二次元培養中の細胞の表面積あたりの細胞数によって計算した。 例えば、フレセニウスＦ−４０から作成したＲＡＤの表面積は７０００ｃｍ
2であり、実際の管腔容積は３５ｍＬであるので、細胞濃度は７０００ｃｍ 2 ／３５ｍＬ×１０ 7個／５７ｃｍ 2 ＝３．５×１０ 7個／ｍＬとなる。 全細胞数は、細胞濃度と実際の管腔充填体積を掛け合わせて計算し、更に再び４回の播種を乗じた。 今回用いた播種濃度は、表面積から計算される１回の播種用に計算されたものであることに注目するのが重要である。 １／４回の播種率も使用可能である。
【００５９】
上の教示に照らし本発明の数多くの改良や変形が可能であることは明白である。 よって添付の請求の範囲の範囲内で、本発明は本明細書に記載した以外の仕方によっても実施しうることが理解される。
【００６０】
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【図面の簡単な説明】
【００６７】
本発明と付随する多くの利点のより完全な理解は、詳細な説明と共に以下の図面を参照することによって理解が進むので、容易に得られるであろう。
【図１】ＲＡＤの灌流チャートである。
【図２】ＬＰＳ投与したイヌにおける平均動脈血圧である。
【図３】ＬＰＳ投与したイヌにおけるＴＮＦ−αレベルである。
【図４】ＬＰＳ投与したイヌにおけるＩＬ−１０レベルである。
【図５】医療ＩＣＵにおける患者の毎日のａｐａｃｈｅ３スコアからの、予想される死亡率である。 ＡＭのレートは８ＡＭのＡｐａｃｈｅ３スコアで、その日のその時間における患者のパラメータを用いたものである。 ＰＭのレートは患者が前日の深夜（００００時）から次の深夜（２３５９時）の２４時間ＩＣＵに滞在した間の各パラメータにおける最悪のスコアを集計することによって決定される。
【図６】時間と共に吸入酸素分圧（ＦｉＯ２）に関連させた、患者の血圧、昇圧剤用量及び動脈血ガスである。 昇圧剤用量は、期間の開始時（深夜、時間０）における用量との相対量として示されている。 開始時の用量は次の通りであった：ドーパミン(５ug/kg/min）、フェニレフリン（1.5 ug/kg/min）、及びレバルテレノール（0.2 ug/kg/min）。
【図７】この患者における、尿アウトプットの時間経過コース（左のスケール）及び血漿クレアチニン濃度（右のスケール）である。 血漿 ＣＰＫレベル（IU/ml）も下方のパネルに沿って示す。
【図８】実施例２に記載の処置において観察されたサイトカインレベルである。 （Ａ）：ＭＣＰ−１レベル（pg/ml）；（Ｂ）：Ｇ−ＣＳＦレベル（pg/ml）；（Ｃ）ＩＬ−１β（pg/ml）；（Ｄ）ＩＬ−１ｒａ（pg/ml）。
【符号の説明】
【００６８】
１：静脈血３：ポンプ４：ヘモフィルター５：限外濾過液８，１５：熱交換器９：圧力モニター１０：ＲＡＤカートリッジ１１：毛細管外スペース１２：ファイバー壁１３：近位細管細胞１４：管腔空間
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