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課題

大腸菌O-157の感染を予防または抑制する感染防止剤の提供。

解決手段

大腸菌O-157感染防止剤は、ガングリオシド、特にガングリオシドGM3 及び/又はガングリオシドGD3 を有効成分とする。

概要

背景

1996年に腸管出血性大腸菌O-157 により、 9,000名以上が罹患し、11名が命を落としたことは記憶に新しい。この時の死亡原因としては、O-157 の産生するベロ毒素溶血性尿毒症候群(HUS) を引き起こしたことに起因するといわれている。また、O-157 は出血性大腸炎とよばれる特異的な大腸炎をも引き起こすことが知られている。特に、乳幼児高齢者に多発し、しかもO-157 は感染力が強く、しばしば集団感染を起こすが、決定的な治療法防疫対策のないことから、今後も多発する可能性があるといわれている。

一方、O-157 がいかにして出血性大腸炎や HUSを発症させるかについては完全に明らかにされているわけではないが、O-157 が病原性を発揮するには、腸管粘膜定着してベロ毒素を産生し、これが細胞表層中性糖脂質(グロボトリオースセラミド:Gb3:Gal α1-4Galβ1-4Glcβ-Cer) に結合して細胞内に取り込まれて毒性を発揮すると考えられている。出血性大腸炎や HUSの発生する大腸粘膜腎組織等には Gb3が発現しており、一旦ベロ毒素が結合して細胞内に取り込まれてしまうと、その毒作用を止めることは不可能であるといわれている。また、重症化してしまうと神経症状をも伴い生命の危険が危惧されることから、腎摘出手術施行する場合もある。従って、感染早期にいかにして重症化を防止するか、あるいはいかにして感染を防ぐかが重要となる。そのためベロ毒素が細胞に取り込まれてしまう前に、毒素特異的な吸着剤を利用して毒素を体外に排出してしまうという治療も研究されてきている。珪藻土にGb3 を結合させたベロ毒素の吸着剤を経口摂取させ、腸管内の毒素を吸着便中排泄させるという原理に基づく吸着剤が開発されている(J. Infect. Dis, vol.171, p.1042, 1995) 。この吸着剤は、ベロ毒素への選択性が高く、安全性も高いことが証明されており、臨床試験も行われている。また、感染早期の抗生物質の利用なども重症化を防ぐてだてとなる。さらには、乳酸菌を有効成分として含有する腸管出血性大腸菌感染防止剤又は治療剤(特開平 10-265394号公報)も開示されている。

一方、病原性大腸菌ヘリコバクターピロリインフルエンザウイルス等の細菌やウイルスの感染は、細胞表層のガングリオシド等のシアル酸含有成分に結合することから始まる。このときに、ガングリオシドを経口的に摂取すると細菌やウイルスが腸管上皮細胞に付着するのを拮抗的阻害するため、感染や下痢を抑制する。このようなメカニズムを利用して、例えば、ガングリオシドをレセプターとするコレラ毒素大腸菌毒素などの毒素中和剤(特公平 3-31181号公報) や病原性大腸菌やロタウイルスの感染を抑制したガングリオシド添加粉乳(特公平6- 85684号公報)やカンピロバクターによる下痢を抑制したガングリオシドGM3配合栄養組成物(特開平5-276894号公報)が開示されている。

しかしながら、上述したように腸管出血性大腸菌O-157の産生するベロ毒素は、中性糖脂質Gb3 と結合するが、糖鎖にシアル酸を持つ酸性糖脂質、すなわちガングリオシドには結合しないと考えられていた。従って、これまでガングリオシドは大腸菌O-157 感染に対しては、何ら効果を示さないと予想されていた。

概要

大腸菌O-157の感染を予防または抑制する感染防止剤の提供。

大腸菌O-157感染防止剤は、ガングリオシド、特にガングリオシドGM3 及び/又はガングリオシドGD3 を有効成分とする。

目的

本発明者は、上述の点に鑑み、大腸菌O-157 感染による重症化、死亡を防止する物質食品中に広く求めた結果、従来ベロ毒素に付着しないと考えられていたガングリオシドに大腸菌O-157 の感染時の生存率延命率を向上させる働きのあることを初めて見出した。従って、本発明は大腸菌O-157 感染時にベロ毒素によって引き起こされ、最悪死に至るような重症患者投与することで、生存率、延命率を向上させる感染防止剤を提供することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

ガングリオシドを有効成分とする大腸菌O-157感染防止剤。

請求項2

ガングリオシドが、ガングリオシドGM3及び/又はガングリオシドGD3である請求項1記載の大腸菌O-157感染防止剤。

技術分野

0001

本発明は、ガングリオシドを有効成分とする大腸菌O-157感染防止剤に関する。特に、ガングリオシドGM3及び/又はガングリオシドGD3を有効成分とする大腸菌O-157 感染防止剤に関する。本発明の大腸菌O-157 感染防止剤によると、大腸菌O-157 感染時に菌の産生するベロ毒素によって引き起こされる感染症を予防あるいは抑制することができる。

背景技術

0002

1996年に腸管出血性大腸菌O-157 により、 9,000名以上が罹患し、11名が命を落としたことは記憶に新しい。この時の死亡原因としては、O-157 の産生するベロ毒素が溶血性尿毒症候群(HUS) を引き起こしたことに起因するといわれている。また、O-157 は出血性大腸炎とよばれる特異的な大腸炎をも引き起こすことが知られている。特に、乳幼児高齢者に多発し、しかもO-157 は感染力が強く、しばしば集団感染を起こすが、決定的な治療法防疫対策のないことから、今後も多発する可能性があるといわれている。

0003

一方、O-157 がいかにして出血性大腸炎や HUSを発症させるかについては完全に明らかにされているわけではないが、O-157 が病原性を発揮するには、腸管粘膜定着してベロ毒素を産生し、これが細胞表層中性糖脂質(グロボトリオースセラミド:Gb3:Gal α1-4Galβ1-4Glcβ-Cer) に結合して細胞内に取り込まれて毒性を発揮すると考えられている。出血性大腸炎や HUSの発生する大腸粘膜腎組織等には Gb3が発現しており、一旦ベロ毒素が結合して細胞内に取り込まれてしまうと、その毒作用を止めることは不可能であるといわれている。また、重症化してしまうと神経症状をも伴い生命の危険が危惧されることから、腎摘出手術施行する場合もある。従って、感染早期にいかにして重症化を防止するか、あるいはいかにして感染を防ぐかが重要となる。そのためベロ毒素が細胞に取り込まれてしまう前に、毒素特異的な吸着剤を利用して毒素を体外に排出してしまうという治療も研究されてきている。珪藻土にGb3 を結合させたベロ毒素の吸着剤を経口摂取させ、腸管内の毒素を吸着便中排泄させるという原理に基づく吸着剤が開発されている(J. Infect. Dis, vol.171, p.1042, 1995) 。この吸着剤は、ベロ毒素への選択性が高く、安全性も高いことが証明されており、臨床試験も行われている。また、感染早期の抗生物質の利用なども重症化を防ぐてだてとなる。さらには、乳酸菌を有効成分として含有する腸管出血性大腸菌感染防止剤又は治療剤(特開平 10-265394号公報)も開示されている。

0004

一方、病原性大腸菌ヘリコバクターピロリインフルエンザウイルス等の細菌やウイルスの感染は、細胞表層のガングリオシド等のシアル酸含有成分に結合することから始まる。このときに、ガングリオシドを経口的に摂取すると細菌やウイルスが腸管上皮細胞に付着するのを拮抗的阻害するため、感染や下痢を抑制する。このようなメカニズムを利用して、例えば、ガングリオシドをレセプターとするコレラ毒素、大腸菌毒素などの毒素中和剤(特公平 3-31181号公報) や病原性大腸菌やロタウイルスの感染を抑制したガングリオシド添加粉乳(特公平6- 85684号公報)やカンピロバクターによる下痢を抑制したガングリオシドGM3配合栄養組成物(特開平5-276894号公報)が開示されている。

0005

しかしながら、上述したように腸管出血性大腸菌O-157の産生するベロ毒素は、中性糖脂質Gb3 と結合するが、糖鎖にシアル酸を持つ酸性糖脂質、すなわちガングリオシドには結合しないと考えられていた。従って、これまでガングリオシドは大腸菌O-157 感染に対しては、何ら効果を示さないと予想されていた。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明者は、上述の点に鑑み、大腸菌O-157 感染による重症化、死亡を防止する物質食品中に広く求めた結果、従来ベロ毒素に付着しないと考えられていたガングリオシドに大腸菌O-157 の感染時の生存率延命率を向上させる働きのあることを初めて見出した。従って、本発明は大腸菌O-157 感染時にベロ毒素によって引き起こされ、最悪死に至るような重症患者投与することで、生存率、延命率を向上させる感染防止剤を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、ガングリオシドを有効成分として含有する大腸菌O-157感染防止剤に関する。本発明で使用するガングリオシドは、GM3 やGD3が好ましい。ガングリオシドが生存率や延命率を向上させるメカニズムは解明されているわけではないが、従来考えられきた感染防御のメカニズムとは全く異なると推測される。すなわち、ガングリオシドが腸管内で拮抗的に作用して、ベロ毒素が腸管に付着するのを抑制するのとは異なるメカニズム、例えば、ベロ毒素産生能を弱めているか、あるいは腸管内でベロ毒素を中和するような物質の産生能を高めている可能性などが考えられる。

0008

大腸菌O-157 に感染してから症状が現れるまでには3〜5日を要し、この後に出血性大腸炎、 HUS、脳症へと重症化し、死に至るが、この時にガングリオシドを摂取すると大腸菌O-157 に感染してもその進行を遅らせることができ、その間に他の治療を行うことで重症化や死亡を抑制できる。

0009

本発明に記載のガングリオシドの由来は特に限定されない。ガングリオシドが哺乳類の脳に多く見出されていることから、の脳を原料にできる。また、食品素材として利用されるものとしては、牛乳を原料としたものが安全性の点でも最も望ましい。牛乳にはGD3が多く含まれているということも望ましい理由となる。牛乳からガングリオシドを調製したり、あるいは濃縮して含量を高める場合には、特に方法は限定されない。例えば、バターミルクから透析硫安分画ゲル濾過、あるいは等電点沈殿する等の方法により脂肪球皮膜成分として調製できる。また、特開昭 63-269992号公報に開示されたように、タンパク質分解酵素によって分解液を調製し、ゲル濾過や限外濾過を行うことでガングリオシド高含有素材が調製できる。あるいは、ポアサイズ 0.1μm 以下の精密濾過膜を利用したり、分画分子量100,000Da以上の限外濾過膜で処理する方法によっても調製できる(特開平5-269353号公報)。さらには GD3を加水分解することでGM3を調製すること(特開平5-279379号公報)や GD3にシアリダーゼを作用させて GM3を調製することも可能である。なお、 GD3と GM3は特に分ける必要性はなく、両者の混合物としても利用できる。

0010

このようにして得られたガングリオシドを摂取する際には、医薬組成物としてあるいは栄養組成物として利用できる。また、その摂取形態は特に限定されないが、錠剤液剤散剤顆粒剤のような形態で、あるいは、タンパク質、脂質、糖質ビタミンミネラル等を配合した栄養組成物に添加して摂取しても良い。摂取量はガングリオシドとして成人日当たり0.1mg〜10mgが好適である。0.1mg 未満では有効ではなく、10mgを越えても効果は増大しない。

0011

配合するタンパク質としては、カゼイン乳清タンパク質濃縮物(WPC)、乳清タンパク質分離物(WPI)、α−カゼイン、β−カゼイン、α−ラクトアルブミン及びβ−ラクトグロブリン等の乳タンパク質分画物、大豆タンパク質等の植物タンパク質、さらには、これらをプロテアーゼによって酵素分解したペプチドアミノ酸タウリンシスチンアルギニングルタミン分岐アミノ酸等)等の形態で配合することも可能である。これらは、固形物当たり5〜35重量%で配合することが望ましい。

0012

脂質としては、乳脂肪ラード牛脂魚油等の動物性油脂大豆油菜種油コーン油ヤシ油パーム油パーム核油サフラワー油エゴマ油アマニ油月見草油、MCT(中鎖脂肪酸トリグリセリド) 及び綿実油等の植物性油脂等が利用できる。さらには、分別油、水添油エステル交換油等も利用できる。脂質の配合量は、固形物当たり5〜35重量%配合が望ましい。

0013

糖質としては、乳糖麦芽糖ブドウ糖ショ糖デキストリンガラクトシルラクトースフラクトオリゴ糖ラクチュロース等のオリゴ糖人工甘味料可溶性多糖類及び澱粉等を固形物当たり30〜80重量%で配合することが望ましい。

0014

また、ビタミン類としては、ビタミンAビタミンB類ビタミンCビタミンDビタミンEビタミンK類、葉酸パントテン酸等を、ミネラル類としては、カルシウムマグネシウム、鉄、銅、亜鉛セレン等を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、例えば「日本国際酪農連盟発行乳幼児食品を含む特殊用途食品のCODEX規格及び関連衛生作業規則、CAC/VOL.IX- 第1版及びSupplement 1,2,3,4 (1993) 」、「食品と科学社発行、1993年版指定品目食品添加物便覧改訂第31版) (1993)」や「食品と科学社発行、届け出制食品添加物・食品素材天然物便覧(第12版)(1992)」記載のビタミン類及びミネラルも利用可能である。ビタミン類、ミネラルの配合比率は、固形物当たりそれぞれ10mg〜5g重量%程度配合されることが望ましい。

0015

以下に試験例、実施例を示すことによって本発明をより詳細に説明する。

0016

0017

0018

ガングリオシドの大腸菌O-157感染防止試験II
ガングリオシドの摂取量を1日当たり0.01mg〜10mgとして、試験例Iと同じく大腸菌投与後8日目のマウスの生存率を測定した。結果を表3に示した。この結果から、ガングリオシドを1日当たり 0.1mg以上摂取させることで、生存率が上昇することが明らかとなった。

0019

0020

試験例1, 2から、経口摂取させたガングリオシドは、腸管内で拮抗的に作用して、大腸菌O-157 が腸管に付着するのを抑制することなく、O-157 の感染を防止し、マウスの生存率を著しく増加させることが分かった。また、ベロ毒素に対するガングリオシド付着効果を調べたところ、ベロ毒素にも付着しなかった。しかし、糞便中のベロ毒素は、ガングリオシド摂取群で明らかに少なくなっていたことや腸管内での出血傾向も少なかったことから、ガングリオシドは大腸菌O-157のベロ毒素産生能を低下させているか、腸管内でベロ毒素を中和するような物質の産生能を高めている可能性等が考えられた。

0021

ガングリオシドの抽出I
バターミルク粉100gを水に溶解した後、枯草菌プロテアーゼでタンパク質を分解した。酵素失活後、ゲル濾過カラムに通し、ガングリオシド画分(ボイド画分)を回収した。凍結乾燥後、ガングリオシド抽出物5gを得た。

0022

ガングリオシドの抽出II
ホエータンパク質濃縮物(WPC) 100gをプロテアーゼ(パパインパンクレアチン)で酵素分解し、酵素失活後、限外濾過膜を利用してガングリオシドを濃縮してガングリオシド濃縮物6gを得た。

0023

ガングリオシド配合栄養組成物の調製
参考例1で得られたガングリオシド抽出物3g、酸カゼイン0.4kg 、ホエータンパク質濃縮物(WPC) 0.6kg 、乳糖2.6kg を溶解し、さらに、それぞれ 50gのミネラル混合物硫酸銅硫酸鉄硫酸亜鉛炭酸カルシウム塩化マグネシウム等)と水溶性ビタミン混合物(ビタミンB類、ビタミンC、葉酸等)を添加混合した。これに脂溶性ビタミン(ビタミンA、ビタミンD、ビタミンE、ビタミンK)を含有する混合油脂(パーム油、サフラワー油、魚油、大豆油)1.3kg を添加して均質、殺菌、濃縮後に噴霧乾燥してガングリオシド配合栄養組成物5kgを得た。

0024

ガングリオシド配合医薬組成物の調製
参考例2で得られたガングリオシド濃縮物を用いて、表4の配合により錠剤を調製した。

0025

ID=000005HE=040 WI=077 LX=0215 LY=0750
上記の各成分を混合し、500mg の錠剤を常法に従って 200個製造した。

発明の効果

0026

本発明により、ガングリオシドを有効成分とする大腸菌O-157感染防止剤が提供される。本発明の感染防止剤は、大腸菌O-157 感染の予防及び重症化の防止に有効である。

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