第19期 二川 浩树 教授  (研究生院医学牙科药学综合学科)

成功开发出降低流感流行风险的化合物!

采访了研究生院医学牙科药学综合学科  口腔健康科学专业  口腔健康学科教研室 二川浩树(Nikawa Hiroki)教授

(2009.11.13 社会合作与信息政策办公室  宣传小组)

简介

二川教授的专业是口腔生物工学。1990年广岛大学研究生院牙科学科博士课程结业后,研究使用生物相容性材料修复口腔,颚以及脸部的损伤引起的功能缺损。教授听到病人们说,“牙齿治疗后没多久又得了蛀牙”,有的病人说,治疗后没能仔细地刷牙,口腔内状况就会恶化,因此,从2002年开始,研究固定化抗菌剂(消毒成分),对牙齿进行抗菌加工,防止细菌生长。

开发洗涤剂,成立风险企业

原来是为了研究假牙和种植牙的抗菌,但是不仅有技术性困难,还有牙齿被食物磨损的问题,事先抗菌的效果并不如想象那样,有可能不持久。因此,教授想开发食物和口腔洗涤剂等,能更简单,持久有效抗菌的方法。
牙科用抗菌洗涤剂开发的技术好像也能应用到洗衣粉等的开发,于是于2007年,与综合化学公司开始了联合研究。

并且教授开发了每次洗衣服,就能抗菌加工衣物的新的洗衣粉。
为了使技术商品化,2009年4月22日,成立了广岛大学的风险企业(该链接为日语页面)株式会社Campus Medico(该链接为日语页面)(相关报导刊登于4月23日的中国新闻)。

这个洗涤剂会将抗菌剂长期留在衣料表面,保持效果。在JIS规定的试验法的实验(浸泡3分钟后绞干,再漂洗5分钟)中,在使用普通洗涤剂的毛巾上沾上1万个细菌(黄色葡萄球菌),18小时后将增殖1千至1万倍,而新洗涤剂没检测出细菌,并且洗涤50次后抗菌剂还有效。

布片浸于消毒剂后再绞干,再用流水漂洗。用特殊试剂检查布片上还留有多少效果…
(左:固定化消毒剂  右:市面上销售的消毒剂)

安全,使用也简单

固定化抗菌剂是工业用的,为了使它溶化,要使用有机溶剂。这次教授开发的新化合物(Etak)是具有4级铵盐(杀菌成分)的乙氧基类的全新化合物。

原来是为了口腔中使用而开发的物质,因此不仅生物上安全(在生产时也不需要特殊的设备),抗菌性也很高,原液可以溶于水和乙醇或及其混合溶液(可以用安全的溶液稀释)。能以0.06%左右的低浓度在布料,木片,玻璃以及金属等上几分钟就固定,并且可以在常温(不需要高温及特殊的操作环境)下使用。

教授说,通常的消毒剂一旦干燥,杀菌能力就会下降。但是在桌子表面喷上这个固定化消毒剂,只要薄薄地抹上一层,消毒剂(杀菌成分)就会与桌子表面反应(化学结合),固定,因此干燥后也能保持抗菌性。飞扬的细菌一旦接触抗菌处理后的桌子就会死亡,因此空中的浮游细菌也会减少,有望降低空气感染(注1)和接触感染(注2)引起的感染扩大的风险。

已确认对黄色葡萄球菌,MRSA,表皮葡萄球菌,蜡样芽孢杆菌,蛀牙菌及大肠杆菌0157等有效,但很遗憾,好像对诺如病毒(注3)无效。

(注1)空气感染就是因咳嗽和打喷嚏飞散的唾沫,水分蒸发后流感菌核在空中飞扬,在场的人以及后来过来的人吸入后引起的感染,也称作飞沫核感染。在冬季,室内空气干燥,温度低,病毒的感染性维持时间长,所以流感的流行期大多在冬季。
(注2)接触感染就是流感病人产生的飞沫粘在各种物件上,其他人接触这些物件后引起的感染。一般认为流感病毒是从鼻,眼及口腔等的粘膜入侵体内的。
(注3)关于诺如病毒,请参考介绍本校研究生院★生物圈科学学科★生物功能开发学专业食品资源科学教研室岛本整(Shimamoto Tadashi)教授的研究成果的“发现涩柿子的抗诺如病毒的作用”。

>食品卫生学研究室(岛本研究室)的网页请阅览这里(该链接为日语页面)

确认了对流感病毒的效果!

对甲型流感流行采取的对策是鼓励个人戴口罩,漱口和洗手,要求公共交通机构和学校用消毒液消毒手指。但是今年,在通常病毒活性较弱的夏天,活性也没有减弱的趋势,并于11月反常地达到了流行的高峰。

国立感染症信息中心提供的截至2009年11月10日21点的过去10年的流感比较数据,第44周(10月26日至11月1日)的一周内有159,651例,每个定点的发生例(1个医疗机构一周内的接诊病人数)为33.28,达到了流行警报程度。

教授说,今年秋天,甲型流感再次大流行,另外,鸟类是将病毒向全世界散播的媒体,因此如果还爆发禽流感的话,那将是灾难性的。如果本抗菌剂能对禽流感病毒等有效的话,那就有可能对甲型流感也有效。通过对学校,医院,以及宾馆等公共设施使用的床上用品,地板以及桌子等,或者公共交通工具的座位等进行抗菌加工,有可能防止感染扩大,因此于2009年5月,委托本校医学牙科药学综合学科病毒学研究室(该链接为日语页面)的坂口刚正(Sakaguchi Takemasa)教授联合研究本抗菌剂对流感病毒的抗菌效果。
 

流感疫情好像没有好转的迹象,如此发展下去,那可不得了……

鉴于确认了抗菌效果能保持一定的时间,于2009年9月17日,宣布成功开发了能将医疗现场作为消毒剂使用的消毒成分固定在学校的课桌椅和公共交通工具的座位等表面(抗菌加工)的新化合物。

广岛大学东京办事处举行的新闻发布会的情景请阅览这里

在常温下,并且可以在几分钟内固定化,其抗菌效果,在实验室,实验开始后过了半年多还保持着,可以认为,只要涂上抗菌剂的桌子等的表面不磨损,可以保持半年以上。坂口教授说,“抗菌剂对流感病毒非常有效,将消毒剂固定化的创意非常独特的”。

是不是对所有病毒都有效?

二川教授遗憾地说,并不是对所有病毒都有效,仅对包膜病毒有效。

包膜是单纯疱疹病毒和流感病毒等一部分病毒颗粒常见的膜状结构,是覆盖形成病毒基本结构的病毒基因组和衣壳蛋白质(包住病毒基因组的蛋白质的壳)的病毒颗粒最外层的结构物。

包膜大部分由脂质组成,很容易遭受乙醇和有机溶液等的破坏。因此,一般来说对有包膜的病毒使用消毒用酒精进行灭活要比对没有包膜的病毒容易。

原理上可以认为除了流感病毒(人类,鸟类和猪)以外,对副流感病毒,肝炎病毒,麻疹病毒,疱疹病毒,腮腺炎病毒,狂犬病病毒也有效。

另外,坂口教授还确认了本抗菌剂对最近获得的甲型流感病毒也有效,现在还在继续实验。

※经过后来的研究,得知对非包膜的诺如病毒以及腺病毒也有效。(2012.11.30追记)

看上去颜色较深的颗粒状的东西就是感染甲型流感病毒死亡的细胞

用0.06%的固定化消毒剂保护的细胞

复习流感

流感病毒有甲、乙、丙三型。在人类身上流行甲型和乙型。现在成为话题的新型(猪)流感也是甲型。据说流感病毒表面的糖蛋白突起粘上鸟类,猪及人类的细胞(受体)而感染。

据说甲型中血凝素从H1至H16有16种,神经氨酸苷酶从N1至N9有9种,这些的组合决定流感的种类,报纸上等报导的“H1N1”就是表示流感病毒的种类。理论上可以有144种的流感病毒中,在人类中流行的仅有数种,几乎都是未体验(没有免疫力)的病毒。

当初因为报导说源于猪流感H1N1,所以被称为“猪流感”。WHO于2009年4月更名为“甲型流感(H1N1)2009”。由于今年在人类中流行,所以一般也称为“新型”流感。没有免疫力的人类感染的话,有可能引起致死的重症肺炎,引起了人们的恐慌。

为了尽早实现实用化

这个固定化消毒剂也容易固定于玻璃和金属,比如用这个消毒剂制作抗菌防止洗涤剂,在洗涤污垢的同时,还能将抗菌剂固定于衣物。与一般的洗涤剂不同,固定化的抗菌剂能抑制杂菌和霉菌的繁殖,还能抗菌防臭洗衣桶,能用作洗碗机的洗涤剂(洗碗机也一起洗涤和抗菌固定)。

树脂,聚氯乙烯,人造毛等上难以固定,但是可以固定在衣物和床上用品上,因此也可以用于布做的沙发和椅子靠背,也可用于口罩和空调的过滤网等无纺布。

虽然在树脂上等难于固定,但可以固定于相当多种类的材料上     
 

与二川教授共同研究开发“抗流感病毒功能纤维”的量产化技术的仓敷纺织株式会社纤维事业部(总公司:大阪府),于10月19日公布开始纤维材料(卫生纤维产品,衣料品,客厅产品,医疗材料)的量产化,以及与相关公司合作开发无纺布和过滤网的计划,争取于2009年11月下旬开始销售。除此以外,楼宇维修领域和化学药品公司等也在独自准备尽早实现实用化。

教授说,他期待本项技术在教育设施及公共交通机构中使用,还广泛应用于宾馆与医院的清扫、床上用品以及洗衣方面,或者普通家庭的衣物等,为降低细菌和病毒扩大的风险作贡献。如果能做到这点,我就心满意足了。说完就和学生们一起消失在了实验室。

 

后记

二川老师选择硅烷化合物作为起到固定抗菌剂目的的固定剂(胶水的作用)。对笔者的“您试验了多少材料”的提问,二川老师笑着说,“其实第一次试验就找到了,我们也大吃一惊,真的很幸运。可能是瞎猫碰上死耗子吧?”。但是,我觉得在猜测这个物质大概行吧的背后,一定有迄今的研究积累的经验,并不是简单的瞎猫碰上死耗子。
据说因集体感染流感而不得不全班停课或全年级停课的学校,以及迎接秋季观光季节的观光协会都向老师提出要求,希望尽早试用,但无法全部满足他们的要求。对此老师觉得很过意不起。向本校附属东云小学的捐赠仪式(该链接为日语页面),老师因出差而无法出席。但老师事后看到儿童们的照片和听到仪式情况的介绍时的高兴的表情,我至今难忘。老师,我也急切地盼望商品化。(O)

幽默的老师用自己的手指(小手指)试验对皮肤的固定化。虽然洗过澡,但第二天还留有效果


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