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猫の医療を変える「人工血液」 輸血用の「供血猫」が不要に

慢性的な輸血用血液の不足に悩まされてきた動物医療現場に革新的変化が起きつつある。人工血液の開発だ。猫用は実用化まであと一歩の段階までこぎ着けている。

2018年3月、猫医療界に画期的な朗報が飛び込んできた。「長年の夢」だった猫用人工血液(赤血球代替物)の開発に、中央大学と宇宙航空研究開発機構(JAXA)の共同研究チームが成功したのだ。

「未踏の領域に足を踏み入れている感じです」

中央大学理工学部応用化学科の小松晃之教授は、そう心境を打ち明ける。

人工血液の実用化は、ヒト、動物を問わず国内で前例がない。新薬認可基準など、実用化に向けた今後の課題を全て見通すのは困難なのが実情だ。これは今回の研究成果が「革新的な発明」である証左ともいえるのだが、小松教授はあえて「5年以内」の実用化を目指したい、と意気込む。深刻な輸血用血液の不足にあえぐ動物医療現場の現実を知るがゆえだ。

ペットの高齢化や肥満化が進み、猫の輸血頻度も増加傾向にある。しかし、動物医療の現場では十分な体制が整っておらず、命を落とす例も少なくない。

人工血液の実用化を目指す中央大の小松晃之教授=中央大の研究室
人工血液の実用化を目指す中央大の小松晃之教授=中央大の研究室

備蓄システムはない

人間の場合、献血システムがあり、日本赤十字社の血液センターから輸血に必要な血液を入手できるが、動物用血液の備蓄システムはそもそも存在しない。輸血が必要な場合、各動物病院がドナーを探し、血液を準備しなければならない。血液は長期間保存するのが難しいため、輸血用の血液を提供してくれる「供血猫」をあらかじめ飼育している動物病院もある。

この難題の解決に寄与すると期待されているのが、人工血液の開発だ。人工血液が病院内に常備され、いつでも供給できる体制が確立されれば、ドナーの確保も血液適合性試験も不要になり、輸血に伴う負担は大幅に緩和される。保存安定性にすぐれた製剤であれば、緊急時の対応も万全となる。

ヒトも猫も血液は多くの成分からなり、それぞれが重要な働きを担う。血液中で酸素を全身に運ぶ役割を果たしている赤血球は、けがや手術で出血したり、血液の病気などで貧血に陥ったりした際、最もニーズの高い輸血用の血液成分だ。その需要に応えようとしているのが、小松教授らの研究グループとJAXAが今回、開発に成功した「赤血球の代替物となる人工酸素運搬体」である。

小松教授はもともと人体向けの人工血液の開発・研究に取り組み、2013年にヒト用の「赤血球の代替物となる人工酸素運搬体」である「ヘモアクト」という製剤の合成に成功した。この成果に大きな関心を抱き、13年に共同研究を持ち掛けたのがJAXAだ。国際宇宙ステーションの日本実験棟「きぼう」の無重力状態では、タンパク質の高品質な結晶がつくりやすくなることを利用し、ヘモアクトを構成する成分の形状を明らかにすることで、研究に貢献できるのではないか、と考えたのだ。

ヒト用ヘモアクトを猫用として使用するためには、赤血球の中に含まれるタンパク質(ヘモグロビン)に結合しているヒト血清アルブミンを猫血清アルブミンに置き換える必要がある。しかし、猫血清アルブミンは猫の血液(血清)から採取しなければならないため、製造に十分な量を確保することはできない。この問題を解決するには、遺伝子工学によって猫血清アルブミンを新たにつくりだし、これを原料とすることが必要となる。

「きぼう」棟内でタンパク質結晶生成装置に実験サンプルを設置する大西卓哉宇宙飛行士(JAXA提供)
「きぼう」棟内でタンパク質結晶生成装置に実験サンプルを設置する大西卓哉宇宙飛行士(JAXA提供)

立体構造の特定に成功

そこで小松教授らの研究グループは、遺伝子組み換え技術を用いて猫血清アルブミンを人工的に産生。この猫血清アルブミンを、JAXAが「きぼう」で結晶化し、得られた結晶から立体構造を特定することに成功した。立体構造は、その分子の働きや特性を理解するうえで重要な情報を含んでいる。短期間での成果は、地上と宇宙の実験室の高度な連係プレーのなせる業だ。

構造が明らかになった猫血清アルブミンを用いてつくった猫用ヘモアクトは、猫の人工酸素運搬体(赤血球代替物)として機能し、粉末で長期間保存でき、血液型がないため拒絶反応も起きない。

一般社団法人ペットフード協会によると、17年に国内で飼われている猫は推計953万匹。市場に供給するには、大量生産が可能な製造技術を確立する必要があるが、今回開発した猫用ヘモアクトの原料は、ヘモグロビンと遺伝子組み換え猫血清アルブミンと市販の試薬のみ。合成が容易なことは実用化に向けての最大の利点だ。小松教授は言う。

「少子高齢化の影響で、人間の輸血用血液も10年後には約85万人分が不足すると言われています。慢性的に輸血用血液が不足している現在の動物医療現場の状況に、10年後の人間の医療現場の姿を重ねて見ることができます。ヒト用、動物用を問わず人工血液を一日も早く供給したいですね」

一方、JAXAの小川志保・きぼう利用センター長は「猫血清アルブミンの構造を、『きぼう』での宇宙実験を通じて明らかにすることができました。今回の研究成果が一匹でも多く猫の命を救うことにつながれば、こんなにうれしいことはありません」と話す。

小松教授の研究室で日々取り組まれている人工血液の研究開発
小松教授の研究室で日々取り組まれている人工血液の研究開発

しのぎ削るベンチャー

動物用人工血液(赤血球代替物)の開発は、バイオベンチャーもしのぎを削る。

小動物の遺伝子検査の受託業務や細胞療法の技術支援を行っている「ケーナインラボ」(東京都小金井市)は、早稲田大学が20年以上蓄積してきたヒト用人工赤血球の開発技術を応用した、動物用人工赤血球の開発事業に2年前に着手。奈良県立医科大学の酒井宏水教授との共同研究によって、5年以内の実用化を目指す。同社の山口智宏代表は言う。

「牛の赤血球から酸素の運搬機能を持つヘモグロビンを精製し、そのヘモグロビンを脂質膜で包み込むことで、赤血球と同等の酸素運搬機能を保持しながらヘモグロビンの副作用をなくす技術を既に確立しています」

主な特徴は、「血液型がない」「感染性がない」など。小松教授らのグループが開発した赤血球代替物との最大の違いは、「異種動物への投与が可能」な点だ。動物用製剤として開発に成功すれば、犬でも猫でも投与できる。

人工血液の実用化に向けた動きに、医療現場の期待も膨らむ。

成城こばやし動物病院(東京都世田谷区)の小林元郎院長はこう話す。

「近年、医療技術の高度化と、治療効果への期待の増大、救急診療施設等のインフラの充実によって、輸血のニーズは確実に高まっています。しかし、いざ輸血となっても、各診療施設の努力、飼い主間のネットワークによってドナーを募集し、急場をしのいでいるのが現状です」

造血器の疾患、慢性腎不全の末期等により長期に多量の血液が必要となる症例には適さない仕組みなのだという。

「ヒト医療同様の血液供給があれば、救える命も格段に増えます。人工血液は動物医療現場にとって朗報となることは間違いなく、実用化に大いに期待しています」(小林院長)

愛犬・愛猫の健康状態に寄り添う動物病院専用サービスが誕生

ペットの長寿化に伴い、慢性疾患を抱えるペットの数も増加傾向にあるという。そんな中、動物病院での診察をもとに、病状に応じたフードを正しく購入できるネスレ ピュリナ ペットケアの動物病院専用サービス「ピュリナ プロプラン ベッツサポート」が関西でスタートした。今年から導入している南大阪動物医療センターの吉内龍策先生に、長寿時代の健康づくりと栄養管理について聞いた。

健康で長生きするには、定期的な診察が欠かせない

「かかりつけ獣医師と適切な栄養管理をすることが大切です」と話す吉内先生
「かかりつけ獣医師と適切な栄養管理をすることが大切です」と話す吉内先生

南大阪動物医療センターでは、動物たちのQOL(生活の質)を重視した治療を提案する。病院長の吉内龍策先生は、ペットの生活環境や治療の選択はオーナーのライフスタイルによって異なるため、定期的な診察で体調をチェックし、丁寧にヒアリングするという。「長寿に伴う慢性疾患が増える中、健康づくりと疾病管理は両輪で捉える必要があります。かかりつけ獣医師をもって、二人三脚で取り組んでいただきたいですね。いつまでも長く一緒に暮らすには、やはり動物病院にかかることが大事です。病院に苦手意識を持つ子のオーナーからは来院のハードルが高いという話も聞きますが、小さい頃から人に慣れさせて社会化を促したり、キャリーの中でおやつを与えて移動のストレスを和らげたりと、状況に応じたアドバイスもしています。困ったことはお近くの動物病院で相談してください」

療法食は獣医師に相談し、体調をみながら栄養を管理

人と同様に、ペットの健康も食が基本
人と同様に、ペットの健康も食が基本

フードの充実もペットの長寿を後押しする重要な要因だ。吉内先生はこの20年ほどの間にペットの食が多様化し、研究・開発が進んだと明かす。「健康なペットが食べる総合栄養食は配合される栄養バランスが工夫されていますし、獣医師が疾病に合わせて食を指導管理する療法食も細分化されるようになってきました」。オーナーがフードを選ぶ上で大切なのは、エビデンス(科学的根拠)に裏打ちされた栄養学的に正しいものを与えることだという。

特に療法食は総合栄養食と比較して栄養に特性を持たせているだけに、手に取る時は注意が必要になる。「時々、定期的な診察を受けず、『いつもこれを勧められてきたから大丈夫だろう』と自己判断で購入し、与え続けてしまうオーナーがいます。体の状態に適していないフードは、思わぬ健康被害を生じさせることを覚えておいていただきたいですね」

吉内先生が例に挙げたのは、猫に多い尿路疾患。対応するフードは高カロリー設計のものが多く、獣医師の診断なしに何年も食べさせ続けた結果、尿の調子は一定の状態を維持できていても糖尿病を発症していたというケースだ。「獣医師の診察・アドバイスがあってこその療法食です。獣医師ときちんとコミュニケーションを取って一緒に栄養管理ができていれば、慢性疾患を持つペットとも長く暮らすことができるでしょう。定期的に診察を受けることでその子に合ったフード選びの方向性やポイントを都度確認できます。半年から年に1度は通っていただきたいですね」

オーナーと獣医師の連携でQOLの高い幸せな暮らし

公式HPを見せながら栄養の特性を説明。「エビデンスの表示がわかりやすくオーナーもイメージがわきやすい」と吉内先生
公式HPを見せながら栄養の特性を説明。「エビデンスの表示がわかりやすくオーナーもイメージがわきやすい」と吉内先生

南大阪動物医療センターが今年導入したネスレ ピュリナ ペットケアの動物病院専用サービス「ピュリナ プロプラン ベッツサポート」は、獣医師が製品購入期限を設定したフードをオーナーがオンラインで購入し、ネスレから自宅へ直送されるシステムだ(下図)。

オーナーとかかりつけ獣医師の双方にメリットがあると吉内先生は語る。「療法食の原点とも言える、栄養サポートが手厚くできるのが魅力ですね。これまで、オーナーの療法食に対する考え方は『これを与えておけばいい』というように、どうしても『モノ』が中心になりがちでした。しかしペットの体調に応じた栄養管理を知ることで『うちの子は腎臓病の中期に差し掛かるからリンとタンパクを抑えたフードが適している』と健康状態を軸に内容を選ぶ『意識』に変わります。また、スマートフォンで購入できて直送される手軽さもいいですね。大きな袋を持ち運ばなくて済むので、高齢のオーナーにもうれしいことだと思いますよ」

一方の獣医師は細やかな栄養指導のほか、どんなところに価値を感じるのだろうか。「病状に応じてスムーズにフードを切り替えられることですね。一定期間のみ有効だというのもポイントで、健康被害が生じるリスクを下げられるのもいいと思います。製品を持たなくてもよいので、在庫管理やスペースの問題から解放されるのもありがたいです」

疾病を管理する上で、これからますます重視されるというフード選び。吉内先生はこのシステムの対応製品「ピュリナ プロプラン ベテリナリーダイエット」について、エビデンスをしっかり示す点にこだわりを感じると語る。「きちんと栄養管理を指導したいという獣医師の思いに応えるフードですね。こういった仕組みを活用しながらオーナーと獣医師がきちんと関わり合うことで、ペットのQOLは高まります。幸せな暮らしを支える一助になるのではないでしょうか」

禁断の扉を開けてしまった2匹の猫 夜中の大運動会で走る!

みなさんが飼っている猫ちゃんたちもいろいろな「特技」をお持ちでしょう。

今回は、わが家の兄猫ジャッキーのちょっとした特技を紹介します。そしてその技を使い、弟猫きなことの「大冒険」の日々が始まったのです。

今年の4月、居間のソファに座っていると、玄関に通じる扉から、ガチャン、ガチャンとものすごい音が聞こえてきた。驚いて見に行くと、扉の下にジャッキーがチョコンと座っている。

ん? なんだろう? またしばらくすると、ガチャン、ガチャン。あわてて見に行くと、ジャッキーの背より高い位置にある扉のノブにジャンプして前足を引っかけ、一生懸命下げていた。まさかのことに妻とおなかを抱えて大爆笑。

しかし、「この長い物(ドアノブ)を下げれば扉が開く」ということを理解したことにびっくりした。これまでの人生でほとんど猫を絶やしたことがない妻も、「扉を開ける猫は初めて!」と感心しきり。日ごろから私たちの動作を観察していたのかな? ふだんおっとりして、何でもきなこにとられちゃうジャッキーだけど、こんなに頭が良かったとは……。僕たちは、ジャッキーの才能を見くびっていたようだ。

さて、ノブを下げることはできても、次の段階の「開ける」ところまではいけない。果たして開けることに成功するのか…。その日以降、ジャッキーの「挑戦」が始まった。

後ろで見守る弟猫がいじらしい

扉開け②ドアノブにとびつき…
扉開け②ドアノブにとびつき…

約1週間後。まず、ジャンプしなくても扉の枠に後ろ脚を掛ければ、簡単にノブまで届くということに気づいて、扉を少し開けることに成功した。だが次の瞬間、ドアノブを手前に引くことができず押し返してしまい、せっかく開けた扉が残念ながら閉まってしまった。ジャッキーの残念そうな後ろ姿が、いじらしい。ジャッキーの後ろでは、いつも弟猫のきなこが興味津々、成功を祈るかのように見守っている。

それから1週間ほどしたある日、扉を少し開けた状態で、ノブにぶら下がったまま、横の壁をキックし出した。そうすれば、キックした足を起点に、扉が開くことに気づいたようだ。何度かキックを繰り返し、ついに成功! 2匹うれしそうに、玄関に続く廊下をタッタッタッと快走した。

扉開け③右脚を壁に引っかけ…
扉開け③右脚を壁に引っかけ…

その日以来、ジャッキーにとって扉を開けるなんてお手の物。毎晩のように「夜中の大運動会」が始まった。扉を開けるとすぐに、家族の寝室や僕の書斎(というか、荷物置き場?)、洗面所やトイレがある。夜中になると、ドタバタ、バタバタッ、バキッ! 宅配の段ボールや僕の取材資料を踏み散らかして疾走する。おかげで僕たちは、ただでさえこの夏の酷暑で寝苦しいのに、追い打ちをかけるように睡眠不足の日々が続いた。

扉開け④開いた~~
扉開け④開いた~~

ガラス越しに会っていたころが懐かしい?!

ある朝のこと。僕が寝室を出ると、玄関の方から何か気配を感じる。何かが光っている。きなこだ! 玄関の靴の上に、うれしそうに座っている。はっと居間の扉を見ると、やはり少し開いている。あれ、ジャッキーは? 書斎の扉を開けると、取材資料が入った段ボールの上で、まったりしていた。これまではいろいろな事情で、居間や食堂、客間で2匹を生活させていた。彼らにとっては、新しい世界が楽しくてしょうがないのだろう。

ジャッキーときなこの大冒険は、夜中だけではない。妻のことが大好きなジャッキーは、妻がお風呂に入ると寂しがって、扉を開けて洗面所まで来る。ちょこんと浴室の前に座り、妻が出てくるのを待つ。トイレに行くときでさえ、来ることもある。いまは会いたい人に会うことができる。本人たちは、幸せなのだろう。

ただ、こちらも手をこまねいているわけにはいかない。対策をいろいろ考えた。まず、ドアノブにタオルを巻いて、引っかけづらくした。最初のうちは、苦戦していたが、そのうちタオルをドアノブから外し、難なくクリア。こちらも負けていられない。今度は、居間の扉の前にぴったり「防止柵」を立て、開けられないようにした。さすがのジャッキーも、これにはお手上げだった。でも、ちょっと油断して、防止柵を置き忘れたり、扉と隙間があったりすると、難なく扉を開けてしまう。

これまで仕事から帰ると、居間の扉のガラス越しに、ジャッキーときなこが、ニャア~とお出迎えしてくれた。このガラス越しの「仕切られ感」が切なく、胸がキュンとした。でもいまは、扉を開けて玄関まで来てしまう。本来なら直接会えてうれしいはずなのに、何か彼らに会える感動が薄まってしまった。人間ってつくづく勝手な生き物ですね。でもジャッキーときなこが幸せなら、それでいい。最近は、そう思うようにして、夜中の疾走も黙認している。