血漿:新型コロナウイルス(COVID-19)との戦いにおいて有望な武器

24 Aug 2020

血漿

2019年末、これまで知られていなかったコロナウイルス株が、中国人患者に肺炎のような病気を引き起こしていることが報告されました。数か月のうちに、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)と名付けられたこの致命的なヒトに感染するウイルスは世界的大流行になり、現在では世界中で数十万人が亡くなっています。

この記事が発表された2020年8月24日までに、WHOの世界的な集計では重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)感染の確定症例数は2,300万人を超え、新型コロナウイルス(COVID-19)が引き起こす呼吸器疾患では800,906人の死亡が報告されています。

多くのコロナウイルスの研究では、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)がどのように広がり複製されるかを発見することに焦点を当てています。また、感染者の中には致命的な新型コロナウイルス(COVID-19)を発症する人もいれば、症状が出ない人もおり、感染者の大部分が比較的軽度の呼吸器疾患で済んでいる理由を理解しようとしています。産業界、学界、非営利組織、政府は、予防ワクチンとともに、医薬品やその他の治療法の開発に取り組んでいます。2020年8月24日までに、米国政府の臨床試験登録簿には、世界中で進行中の新型コロナウイルス(COVID-19)の治療法やワクチンのヒト臨床試験が3,086件記載されています。

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)や有害なウイルス・細菌に対する薬物治療の候補には、新規または既存の化学化合物、抗体またはその他タンパク質などの生体分子が含まれており、これらは体が病原体と戦うのを助け、病原体による損傷を最小限に抑えるように設計されています。一方、ワクチンは感染を防ぐために人々に投与されるものです。ワクチンは一般的に、病原体が体に感染しようとした場合に、その病原体を認識できる抗体を体内で生成するように働きかけ、免疫システムを迅速に動員して病気になる前に感染症と闘います。

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)に対する抗体は、新型コロナウイルス(COVID-19)感染の過程で免疫系によって自然に生成されます。重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)感染から回復した人から寄付された抗体含有血漿は、新型コロナウイルス(COVID-19)の重症患者に対する潜在的な治療法として、現在世界中で試験が行われています。血漿は、赤血球、白血球、血小板、その他の栄養成分、タンパク質、ミネラル、塩分などの成分を体中に運ぶ血液の液体成分です。この回復期の血漿療法(CPT)の試験は、提供された血漿中の抗重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)の抗体が、甚大な影響を受けた新型コロナウイルス(COVID-19)患者の回復を速め、死を防ぐのに役立つものか現在調査を継続中です。

血漿のプロセス

ワクチン接種と回復期の血漿療法はどちらも、体の免疫系が産生する抗体が病原体と戦う役割を担っていますが、2つのアプローチは大きく異なります。重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2(SARS-CoV-2)に対するワクチンは、先制的な抗体産生を誘発し、まだウイルスに感染していない人の体内の免疫ライブラリーに入るように設計されているのに対し、CPTは受動免疫と呼ばれます。CPTの治療法は基本的には、重症の新型コロナウイルス(COVID-19)患者や免疫系の機能が低下している患者に、新型コロナウイルス(COVID-19)感染症と戦う短期的な解決策として、「ドナー」抗体を提供するものです。科学者は、新型コロナウイルス(COVID-19)を治療するために第三の抗体ベースの手段を開発しています。これには有害なウイルスが細胞に感染するのを直接阻止できる中和抗体として知られているものに関する開発です。中和抗体が特定されれば実験室で生産することができ、献血の必要がなくなります。  

全血の輸血により、外傷により失血した人や重篤な血液疾患を患っている人など、数え切れないほどの人々の命が毎年救われています。しかし、血液には免疫系細胞、凝固因子、アルブミンなど多くの特定の成分が含まれています。これらはすべて現代の技術を用いて血漿から抽出することができ、他の手段では命に関わるさまざまな疾患を治療することができます。凝固因子は血友病を含む深刻な出血性疾患の治療に使用され、アルブミンは火傷、敗血症、肝疾患、腎疾患の人々の治療に使用できるタンパク質です。提供された血液から分離されたヒト抗体または免疫グロブリンは、免疫システムが低下している人々のサポートや、新型コロナウイルス(COVID-19)などの感染症の人々の治療に使用できます。

分画と呼ばれる血液中のさまざまな成分を分離するプロセスは非常に複雑であり、一連の正確に制御された物理的・化学的段階を経て行われます。GEAは、血漿分画製剤のあらゆる段階に対応したプロセスシステムにおいて世界有数のサプライヤーの1社として認められています。GEAの専門家は、血漿分画製剤技術とプロセスエンジニアリングにおける何十年ものノウハウを活用して、血漿製品の大手製造業者のほとんどに対応しています。


当社のテクノロジー、プロセス知識、エンジニアリングの専門知識を利用することで、小規模生産から、世界規模での疾病対策に役立つ血液製剤を生産可能となる最大規模の商業プラントまで、あらゆる規模の分画プロセスを構成できます。

血液分画の基本的なプロセスは、遠心分離を使用して全血から赤血球、白血球、血小板を抽出することから始まります。細胞成分の抽出後に残った血漿は、安全上の理由から2か月間急速冷凍され、その後ゆっくりと解凍されて個人の献血の血漿が保存されます。

血漿からのさまざまな画分やタンパク質の分離は、一般に低温分画と呼ばれるプロセスを採用しています。大規模な分画は一般的に、第二次世界大戦中に(エドウィン・J・コーン)と呼ばれる科学者によって開発されたコーンプロセスに基づいています。このプロセスでは、血漿をエタノール濃度を上げながら混合し、pHと温度を–3°C〜–7°Cに下げます。これにより特異的な抗体などの血漿生成物が沈殿します。

統合された血漿分画製剤プラントの設計は複雑かつ困難であり、pH、エタノール含有量、温度などの主要なパラメーターを正確に制御できるかどうかにかかっています。「正確かつ効率的な方法で、分離、吸着、精製、沈殿、ウイルス不活化、クロマトグラフィーなどのさまざまなプロセス手順を調整する必要があります」とGEAの BioPharma技術管理責任者であるTatjana Krampitzは説明します。「したがって、人に向けた血漿製品を高い精度で濃縮するには、機械的要件だけでなく操作上の要件も考慮する必要があります。精製に続くすべての中間プロセスでは、命を救うさまざまな血漿タンパク質製品を抽出できます。」 

GEAの専門家は、個々の機械、モジュール、および自動化された分画プラント全体を、血漿分画のあらゆる規模の血液に合わせて調整可能です。当社のノウハウは、混合・遠心分離から、プロセス容器、クロマトグラフィーシステム、自動化および滅菌システムの設計に至るまで、各段階をカバーしています。たとえば、GEAの噴霧・凍結乾燥技術は、革新的な技術を持つ企業が温度安定性の高い血漿製品を開発するのに役立っています。この製品は使用期限が長く冷蔵を必要としないので、手の届きにくい場所や遠隔地への輸送が容易になります。

当社は、CoVIg-19プラズマアライアンスの一員であるCSLベーリング社のような画期的な企業と協力できることを誇りに思っています。CoVIg-19プラズマアライアンスは、新型コロナウイルス(COVID-19)による深刻な合併症のある個人を治療するための血漿由来療法の可能性があるCoVIg-19の開発に取り組む業界の主要な共同体です。過去15年間以上にわたり、当社はCSLベーリング社と提携して世界中の複数の拠点で、血漿由来のヘモグロビンを生産するためのプラントを設計および構築してきました。

GEAの技術は、科学者や産業界が既存および新たな疾患に対する新世代型のワクチンや抗体を用いた治療法を製造・開発するプロセスを支援する上で、不可欠な役割を果たします。当社は血漿製品を生産する技術を提供するだけにとどまりません。専門的な知識により、工業規模でのワクチン製造から実験室での抗体製造まで、徹底したシステムを設計・提供可能です。 

このような不確実な時代に、当社はコロナウイルスやその他将来的な流行病と戦うための世界的な取り組みをサポートすることに尽力しています。「より良い世界のためのエンジニアリング」を開発するという誓いのもと、GEAは数十年にわたる専門知識を駆使して、新しい治療法を可能な限り最短の期間で市場に投入するためのソリューションを開発しています。

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患者

新型コロナウイルス(COVID-19)治療用のCPT

回復期の血漿療法は新しい概念ではありません。CPTは、1918年に起きたスペインのインフルエンザ大流行時に患者を治療するために使用されました。さらに最近では、2003年に同定されたSARSコロナウイルスや2012年に最初に報告された中東呼吸器症候群(MERS)など、2つの異なるコロナウイルス株の発生時にCPTがテストされました。
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