1108 マ ウ ス抗 エ ン ド トキ シ ン モ ノ ク ロ ー ナ ル 抗 体(E5)の エ ン ド トキ シ ン とTNF-α に よ る血 圧 降 下 作 用 に対 す る効 果 1)岩手 医科 大 学 医 学部 細 菌 学教 室 2)同 高次 救 急 セ ンタ ー ,3)滝 沢 中央 病 院 稲 田 捷 也1) 遠 藤 重 厚2) 山 下 尚 彦1) 鈴 木 美 幸1) 吉 田 寿 子3) 吉 田 昌 男1) Key words: (平成5年7月21日 受 付) (平成5年9月13日 受 理) endotoxin shock, monoclonal 要 E.coli J 5株 由来LPSに TNF-a, antibody, anti-endotoxin hypotension 旨 対 す る マ ウ ス モ ノ ク ロ ー ナ ル 抗 体(E5)を マ ウ ス 血 圧 降 下 作 用 に対 す る 効 果 を 検 討 した .E.coli 0111: 用 い て,LPsとTNF-α に よる B4S型LPS2μgとTNF-α8,000単 位を 混 合 して マ ウ ス へ 静 注 す る と相 乗 的 に 血 圧 が 下 降 した(こ れ ら単 独 で は 血 圧 は下 降 し な か っ た) .こ れ に 対 し てE520μgを10分 前 に 投 与 す る と これ らの 混 合 物 に よ る血 圧 下 降 を 有 意 に抑 制 した .ま た,E5を10 分 後 に 投 与 し た 場 合,20μgで た.特 に100μgのE5は 抑 制 した.こ の 結 果,E5は 序 ら にE5を30分 が よ りい っ そ う注 目 さ れ て い る .我 グラム陰性菌細胞壁 彩 な 生 体 活 性 を も っ て い る.特 にグ ラ ム 陰 性 菌 敗 血 症 性 シ ョ ッ ク 即 ち エ ン ド トキ シ ン シ ョ ッ ク の 発 現 に か か わ っ て お り,そ の 最 も重 要 な 生 体 活 性 で あ る1). よ っ て マ ク ロ フ ァ ー ジ か ら産 生 さ れ る メ デ ィエ ー ン タ ー ロ イ キ ン1(IL1)や (TNF-α)な 腫瘍壊 死因子 どの サ イ トカ イ ン な どに よ っ て お こ る と考 え ら れ て き た2).し か し 最 近 は,エ シ ン とTNF-α 有意に キ シ ン とTNF-α IL2が 々 もエ ン ド ト の 相乗 的 致 死 に対 して さ らに そ れ を 増 強 す る 事 を 見 い だ し て い る5). い ず れ に し ろ エ ン ド トキ シ ン が シ ョ ッ ク 発 現 の 鍵 を 握 っ て い る 事 に は 変 わ りな く,エ ン ド トキ シ ン シ ョ ッ ク の 予 防 治 療 に は エ ン ド トキ シ ン に 対 す エ ン ド ト キ シ ン シ ョ ッ ク は エ ン ド トキ シ ン に タ ー,イ は有 意 に抑制 し 後 に 投 与 した 場 合 ,100μgのE5は 体 内 で 効 果 的 に 作 用 して い る こ とが 示 さ れ た . 文 エ ン ド トキ シ ン(LPS)は の 成 分 で,多 は有 意 な 抑 制 効 果 は み ら れ な か っ た が,50μgと100μgで ほ ぼ 完 全 に抑 制 した.さ ン ド トキ と の 併 用 に よ っ て エ ン ド トキ シ ン る 策 を 考 え な け れ ば な ら な い6).従 来 か ら抗 エ ン ド トキ シ ン 抗 体 が つ く ら れ エ ン ド トキ シ ン 活 性 の 中 和 に 関 す る 研 究 が 報 告 さ れ て い る7).さ ら に,グ ラ ム 陰 性 菌 敗 血 症 な い し,シ る 試 み が な さ れ て い る8).最 のRc変 異 株 で あ るJ5株 ョ ックの 治 療 に 用 い 近,Ecolio111:B4 の全菌体 を マウスに免疫 の 作 用 が 相 乗 的 に 増 強 す る 事 も報 告 さ れ3)4),エ ン して 得 た 脾 臓 細 胞 とマ ウ ス ミエ ロ ー マ細 胞 との 細 ド トキ シ ン シ ョ ッ ク に お け る サ イ トカ イ ン の 役 割 胞 融 合 に よ っ て 得 ら れ た マ ウ スIgM型 別 刷 請 求先: (〒620)盛 ロ ー ナ ル 抗 体(E5)が 岡 市 内丸19番1号 臨 床 応 用 され る よ うに な り9),日 本 で も 第II相 試 験 が 行 わ れ て い る. 岩 手 医科 大 学 医学 部 細 菌学 教 室 稲田 モ ノ ク 捷也 そ こ でLPSとTNF-α に よ るマ ウス血 圧 下 降 感染 症 学 雑 誌 第67巻 第11号 抗LPS抗 に対 す るE5の 効 果 につ い て 検 討 し た の で 報 告 す る. 材 料 と方 法 LPS: Ecoli 型,ク 01111:B4S型 由来, Westpha1 ロ マ ト精 製 品(Sigma社)を 食 塩 水(以 約2分 1109 体 の 抗 エ ン ド トキ シ ソ作 用 用 い た.生 理 下 生 食 水)に 懸 濁 させ,超 音 波 処 理 を Fig. 1 Dose response effect of endotoxin on blood pressure. Saline solution (A), 2(B), 10(C) or 100(D) pg of LPS (0.1m1) was injected into mice (5 animals/group) and measured blood pressure for 3 hr. The symbol # and asterisks indicate p< 0.05 compared with (A) saline solution and (D) 100pg of LPS, in each time, respectively (multiple comparison test; Dunnett t-test). 間 施 した の ち 用 いた. TNF-α:リ コ ン ビ ナ ン トマ ウ スTNF-α はGenzyme社 標品 よ り購 入 し,生 食 水 に て 希 釈 し て 用 いた. マ ウス:ddY(日 体 重30∼40gを 本SLC,静 用 いた.各 岡),雄,6∼8週, 群5頭 投 与 方 法:LPSとTNF-α と した. は生 食 水 で適 当 な 濃 度 に 希 釈 調 整 し,使 用 直 前 に混 合 し投 与 容 量 を 0.1mlと して 静 脈 内投 与 した.対 照 群 に は 生 食 水' を 投 与 した. 収 縮 期 血 圧 の 測 定:38℃ に 維 持 した プ レー ト上 で マ ウ ス を緩 や か に固 定 し,マ ウス尾 部 に カ ブを 装 着 し,光 電 式 マ ウ ス非 観 血 的 血 圧 測 定 装 置PS200A(理 研 開 発 製)を 用 い て 収 縮 期 血 圧 を投 与 前 (0分)お よ び,投 与1,2,3時 各 時 間 毎 に5∼10回 間 後 に測 定 した. 測 定 した も の の 平 均 値 を1つ の値 と し た. 統 計 学 的 処 理:群 間 の 差 の有 意 性 を 二 元 配 置 分 散 分 析 で求 め た.ま た 各 時 間 に お け る群 間 の 差 の 有 意 性 をDunnettの Fig. 2 Effect of mouse recombinant TNF-a on blood pressure. TNF-a (8,000 units; E or 40,000 units; F) was injected into 5 mice and measured blood pressure for 3 hr. # indicate p<0.05 compared with (A) saline solution, in each time (multiple comparison test; Dunnett t-test). 多 重 比 較 法 で 求 め た.p< 0.05で 有 意 差 あ り と した. 成 i) LPSとTNF-α 績 に よ る血 圧 低 下 Fig.1に 示 す よ うにLpsを10μg/マ は100μg/マ ウス 投 与(図 す る と,3時 ウス あ る い 中LPS10,LPS100)と 間 ま で の 観 察 で 生 食 水 投 与(Saline) 群 に 対 し て 有 意 に血 圧 が 低 下 した.ま たLPSに は 用 量 依 存 性 が認 め られ た(10μg投 与 群 と100μg 投 与 群 に は2元 た).し 配 置 分散 分 析 法 で有 意 差 が あ っ か し2μg/マ ウ ス群(LPS2)で はSaline群 との比 較 で 有 意 な 差 は見 い だ され な か った.一 方, 投 与 した と こ ろ(Mix),血 TNF-α 群 との2元 配 置 分 散 分 析 法 で,ま 投 与 後2お よ び3時 間 の水 準 に つ いて 他 群 と有 意 に つ い て は,4万 単 位 投 与(TNF-α40) で 血 圧 は 低 下 した が,8,000単 位 投 与(TNF-α8) で は有 意 の 低 下 は 認 め られ な か っ た(Fig.2). 次 に,LPS2μgとTNF-α8,000単 平 成5年11月20日 位 を混合 し 圧 が 有 意 に低 下 した(他 たDunett法 で の差 を 認 め た)(Fig.3). ii) LpsとTNF-α の 混 合 投 与 に 対 す るE5の 稲 田 捷也 他 1110 Fig. 3 Effect of the blood pressure. units; E) or the mixture the blood injected and 3 indicates hr.# saline nett solution mixture LPS of and B), TNF-a) TNF-a these pressure p <0.05 (multiple (LPS (2ƒÊg; (Mix; was compared comparison on (8,000 G) measured was for with (A) test; Dun- t-test). Fig. 4 Effect of E5 on hypotension induced by the mixture (LPS and TNF-a)(1). E5 was injected 10 minutes before the injection of the mixture (LPS 2,ug and TNF-a 8,000 units)(I; E5(20)Mix). The symbol # and asterisks indicate p< 0.05 compared with (A) saline solution and (H) (Saline-Mix; saline solution, instead of E5, was injected 10 minutes before the injection of the mixture), in each time, respectively (multiple comparison test; Dunnett t-test). Fig. 5 Effect of E5 on hypotension induced by the mixture (LPS and TNF-a)(2). Twenty pg (K; Mix-10-E (20)), 50pg (L; Mix-E5 (50) or 100pg (M; Mix-10-E5(100)) of E5 was injected 10 minutes after the injection of the mixture (LPS 2 pg and TNF-8 , 000 units). The symbol # and asterisks indicate p< 0.05 compared with (A) saline solution and (J) (Mix-10-Saline; saline solution, instead of E5, was injected 10 minutes after the injection of the mixture), respectively (multiple comparison test; Dunnett t-test). し た. E5前 投 与(10分 20μg/マ ウ ス(図 前)の 効 果(Fig.4):予 めE5を 中E5(20)-Mix)ま たは対照 と し て 生 食 水 を 投 与 し(Saline-Mix),10分 2μgとTNF-α8,000単 位 の 混 合 物 を 静 注 し,E5 の 抑 制 効 果 を 検 討 し た.そ TNF-α 後 にLPS の 結 果,E5はLPSと の 混 合 投 与 を 部 分 的 な が ら も有 意 に 抑 制 す る こ と が わ か っ た.即 ちSaline群 間 で は2元 法 で 投 与2,3時 Saline群 を 含 め て3群 配 置 分 散 分 析 で 有 意 で あ り,Dunnett 間 の 各 水 準 でE5(20)-Mix群 に 対 し て も,Saline-Mix群 は に対 して も有 意 の 差 を 認 め た. E5後 投 与(10分 後)の 効 果(Fig.5):そ こ で20 μg/マ ウ ス あ る い は そ れ よ り高 濃 度 のE5を,LPS 2μgとTNF-α8,000単 位 の混合 物 を投与 してか ら10分 後 に 投 与 し て そ の 効 果 を 検 討 し た.混 与 群 は 混 合 物 投 与10分 (Mix-10-Saline)と 抑制 効果 そ こでLPS2μgとTNF-α8,000単 合投 後 に 生 食 水 を 投 与 した 群 し,比 較 し た.そ の 結 果,混 合 投 与 群 の 血 圧 下 降 に 対 し てE520μg(Mix-10- 位 の混 合 投 与 に対 す るE5の 抑 制 効 果 に つ い て 検 討 す る事 に E5(20))に は 有 意 な抑 制 効 果 は み られ な か った が,50μg(Mix-10-E5(50))と100μg(Mix-10感染 症 学 雑 誌 第67巻 第11号 抗LPS抗 1111 体 の抗 エ ン ドトキ シ ン作 用 Fig. 6 Effect of E5 on hypotension induced by the mixture (LPS and TNF-a)(3). Fifty pg (0; Mix-30-E5 (50)) or 100,ug (P; Mix-30-E5(100)) of E5 was injected 30 minutes after the injection of the mixture (LPS 2,ug and TNF-a 8,000 units). The symbol # and asterinks indicate p < 0.05 compared with (A) saline solution and (N) (Mix-30-Saline; saline solution, instead of E5, was injected 30 minutes after the injection of the mixture), respectively (multiple comparison test; Dunnett t-test). AやRaLPSに り,ヒ 対 す る 結 合 定 数Kdは ト型 抗LPSモ Kdが100nMに る11).こ あ ノ ク ロ ー ナ ル 抗 体HA-1Aの 対 して優 れ てい る との報 告 もあ の よ うにE5はLPSの ピ ドA部 数nMで 活性 中心で あ る リ 分 に 結 合 す る 事 が 示 唆 さ れ る. し か し,E5やHA-1Aが,in vitmで のLPSに よ る ヒ ト単 球 か ら のIL-1,IL-6,TNFの ウ ス 脾 臓 細 胞 の 増 殖,LALの 産 生,マ 活 性 化 に つ い て はそ の 抑 制 効 果 は 弱 い こ とが 報 告 さ れ て い る12).我 々 も マ ウ ス 腹 腔 侵 出 マ ク ロ フ ァ ー ジ のLPSに よる 一 酸 化 窒 素(NO)産 生 に 対 し てE5は 顕 著 な 抑 制 効 果 を 示 さ な か っ た(未 発 表 デ ー タ).し か しE5は ザ イ モ サ ソ や ホ ル ボ ー ル エ ス テ ル に よ る好 中 球 の 化 学 発 光 に 対 す るLPSの 増 強(priming)効 果 を 部 分 的 な が ら も抑 制 し た と の 報 告 も あ る13). エ ン ド トキ シ ン のin vivo試 験 に お け るE5の 抑 制 作 用 に つ い て 報 告 は 少 な い.Romuloら14)は, SPFラ ッ トに 緑 膿 菌 を 感 染 さ せ て 白 血 球 減 少 と し,発 熱 し た 時 点 でE5を 静 注 す る と,ラ ッ トは 対 照 の モ ノク ロ ー ナル 抗 体 投 与 群 に比 較 して 有 意 に E5(100)) μgのE5は のE5で 有 意 な 抑 制 が み ら れ た.特 後)の 効 果(Fig.6):次 2μgとTNF-α8,000単 ら30分 後 に50あ 合 物 投 与 後30分 ウ ス のE5を 投 与 後 に 生 食 水 を投 与 した 混 合 投 与 群(Mix-30-Saline)と 比 較 し た.そ 50μgのE5(Mix-30-E5(50))で し た も の の2元 にLPs 位 の混 合物 を投与 してか る い は100μg/マ の 結 果, は抑 制 傾 向 を 示 的 配 置 分 散 分 析 で は有 意 差 は み ら れ な か っ た(p=0.1278).し の血圧 E5がin vitroでS型 のLPSや 結 合 す る 事 はELISAやRIAで い る10)11).ま た,E5を リ ピ ド 確 認 され て プ レ ー トに 固 定 し,こ 各 種S型 やR型LPSあ る い は リ ピ ドAを させ,次 に カ ブ トガ ニ 血 球 ラ イ セ ー ト(LAL)を 反 応 さ せ る 方 法(chromogenic capture assay)で 調 べ る と,E5は LAL れに 捕 捉 antibody こ れ ら のLPS 標 品 と結 合 す る と報 告 さ れ て い る11).ま た,リ ピ ド 平 成5年11月20日 与 に よっ 量 も対 照 群 に ら に,ciprofloxacin と 併 用 す る と よ り効 果 的 で あ っ た. 我 々 もLPSとTNF-α お よ びIL2に よ る相乗 的 な マ ウ ス の 致 死 性 作 用 に 対 し てE5は こ と を 報 告 し た15).こ 400μg/マ 抑制 す る の 報 告 で は30分 前 にE5を ウ ス 投 与 す る と,EcoliOlll:B4LPS 50μgとTNF-α1万 単 位,IL25万 部 分 的 に 抑 制 し た.前 単 位 の併 用 た,E5200μgで 述 のinvitroの る い はHA-1A)で 制 し て い な い.従 っ てE5は も 報 告12)で は る い はHA-1A)は100P9のLPSに 100μgのE5(あ 察 やR型 比 較 し て 有 意 に 低 下 し た.さ E5(あ 下 降 と比 較 し て 有 意 に 抑 制 し た. Aに ら に,E5投 投 与 に よ る 致 死 を 抑 制 し た.ま か し,100μgの E5(Mix-30-E5(100))はMix-30-Saline群 考 生 残 し た と報 告 し て い る.さ て 血 中 の エ ソ ド トキ シ ソ やTNF-α ほ ぼ 完 全 に 抑 制 し た. E5後 投 与(30分 し て,混 に100 対 して も ほ とん ど抑 生体 内で効果 的に作用 し て い る 可 能 性 が あ る. こ こ で はLPSとTNF-α 下 に 対 す るE5の に よるマ ウス血圧 低 抑 制 効 果 を 検 討 し た.な 単 独 投 与 法 を 用 い ずTNF-α お,LPS と併 用 した の は 以 下 の 理 由 に よ る. 1) LPSとTNF-α は 相 乗 効 果 を 示 す こ とが す で に 報 告 さ れ て い る が,LPS単 独 の 作 用 機 構 と, 稲田 捷也 他 1112 LPSとTNF-α の相 乗 効 果 の機 構 が異 な る との kg当 た り約3mgで あ り,日 本 でE5の 第II相 臨 床 報 告 が あ る16).最 近 我 々 は ヒ トに お い て 血 中 の エ ン ド トキ シ ン濃 度 が 極 め て 高 濃 度 で もシ ョ ック を 試 験 が 行 わ れ て い る ヒ トで の 投 与 量2mg/kgに 発 現 しな い一 方 で,あ ン ド トキ シ ン量 は 測 定 は して は い な い が 計 算 上 は らか じめTNF-α やIL-2が 当 す る.マ ウ スへ のLPS2μ9静 異 常 高値 を 持 続 し,そ の後 正 常 値 をわ ず か に越 え μgな い し数 百ng/mlと る エ ン ド トキ シ ン血 症 と血 圧 低 下 が ほ ぼ 同 時 に み 経 験 で は,ヒ られ る場 合 の あ る こ と を 明 らか に し,ヒ トの エ ン ド トキ シ ン シ ョ ックで も エ ン ド トキ シ ン感 受 性 の はlng/mlを 相 注 の 際 の血 中 エ 推 定 され る.一 方,我 々 の トの 敗 血 症 で の エ ン ド トキ シ ン濃 度 越 え る こ とは な い17).従 って,こ れ ら の こ と か らE5の 第II相 臨 床 試 験 の 投 与 量2mg/ 関 与 が あ る こ とを 示 唆 し た17).即 ち この よ うな エ kgは 少 な く と も一 過 性 の エ ン ド トキ シ ン血 症 に ン ド トキ シ ン シ ョ ックで は サ イ トカ イ ンが エ ン ド は十 分 な 量 とい え よ う. トキ シ ン に対 す る生 体 の感 受 性 の 増 強 に重 要 で あ またE5の 投 与 時 期 をLPS投 与 前,投 与10分 後, る こ とを 推 定 させ る.ま た,動 物 実 験 の 結 果 か ら, 30分 後 と変 化 させ た 場 合,血 圧 低 下 に対 す るE5の あ らか じめ 生 体 が感 染 刺 激 な どで エ ン ド トキ シ ン 抑 制 効 果 は,E5の 投 与 が 遅 れ るほ ど弱 ま り高 用 量 に 対 す る感 受 性 を獲 得 す る と,微 量 の エ ソ ド トキ を 必 要 と した.こ の 結 果 か らE5の 投 与 のtiming シ ン で も シ ョ ック を 生 ず る と す る 報 告 も あ は そ の効 果 を 期 待 す る上 で 重 要 な ポ イ ン トで あ る る2)18).また 我 々は,IL-2は こ とが示 唆 され た. な い がLPSとTNF-α そ れ 自身 に致 死 活 性 は に よるマ ウスの致 死作 用 を 高 め る こ とを 明 らか に し,サ イ トカ イ ンの 重 要 性 を 確 認 して い る5). りもサ イ トカ イ ン を併 用 す る こ とが よ り ヒ トの エ ン ド トキ シ ン シ ョ ッ クに 近 い もの で あ る と考 え ら れ る. 独 投 与 よ り もLPS量 が 少 量 で 済 み, 結 果 的 に こ れ を 抑 制 す る た め の 抗LPS剤 で 済 む と期 待 され る.マ も少 量 ウ ス は エ ン ド トキ シ ンに 対 す る感 受 性 が 鈍 く,必 然 的 に 大 量 のLPSを い な け れ ば な らず,そ の結 果,そ 用 の反 応 を 抑 制 す る た め に は,そ れ に対 応 して 大 量 の薬 剤 を 用 い る 必 要 が あ り,エ ン ド トキ シ ン に感 受 性 が 高 い と言 わ れ て い る ヒ トに 用 い る量 を は る か に越 えて しま う可 能 性 が あ り,そ の 結 果 を ヒ トに外 挿 す る こ と が 困難 に な る. こ の研 究 で は比 較 的 少 量 のLPSで 55μg/kg)のLPSと8,000単 あ る2μg(約 位 のTNF-α に よる 相 乗 的 な 血 圧 降 下 作 用 に着 目 し,E5の 抑 制 効 果 に つ い て検 討 した.そ の 結 果,LPSの10倍 20μ9のE5の 量 であ る 前 投 与 で これ ら混 合 物 に よ る血 圧 降 下 作 用 を抑 制 した.ま 倍 のE5(100μg)で に よ る血 圧 下 降 に対 して 抑 制 効 果 を 示 し,E5は 生 体 内 で よ り 効 果 的 に作 用 し て い る こ とが 示 唆 され た. この よ うに エ ン ド トキ シ ソ の単 独 投 与 モ デ ル よ 2) LPS単 以 上 の よ うにE5はLPSとTNF-α た10分 後 の 投 与 で もそ の50 有 意 に抑 制 す る こ とが で きた. さて マ ウス に投 与 した100μgのE5量 は,マ ウ ス 文 献 1) Rietschel, E.T., Brade, L., Ho1st, O., Kulshin, V. 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TNF-a blood inhibited (100ƒÊg/mouse) a concomitant inhibition of Iwate Medical attempted Systolic tail-cuff to about Center, SUZUKI1), Morioka under We TNF-a. mouse abrogated definitely of E5 the change pressure is now levels. recombinant significantly mixture by and the Hospital, (E5) and using 2ƒÊg/mouse) decreased injected later, antibody endotoxin plasma induced 6-8-weeks-olds), significantly min monoclonal and sphygmomanometer O111:B4, mice findings Central Miyuki and of E5 (50, previously and IL-2. an wa of 3 hrs. TNF-a. 100 ƒÊg/mouse), coli mixture was hypotension injected E5 prevents Theseresults a into which The that (E. injected The (20 ƒÊg/mouse), found with endotoxin were by effect measured units) for in Japan inhibitory suggest 10 the that in vivo. 感 染症 学 雑誌 第67巻 第11号
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