抗毒素生産のための Tityus serrulatus (ブラジルの黄色いサソリ)の飼育下維持と毒抽出

Summary

ここでは、ブラジルの医療システムの需要を満たすために、その後のサソリの抗毒素生産に毒を提供することを目的として、大規模な Tityus serrulatus Lutz and Mello(ブラジルの黄色いサソリ)の飼育に成功した維持および毒抽出プロトコルを紹介します。

Abstract

サソリの毒は、いくつかの熱帯および亜熱帯諸国で公衆衛生上の問題です。 Tityusのserrulatus Lutz and Mello, 1922 (ブラジルの黄色いサソリ) は、ブラジルで年間約 150,000 件の毒素感染例の原因であり、そのうち 10% は生命を脅かす毒の影響を逆転させるために抗毒素治療を必要としています。そのため、数千匹の T. serrulatus 個体が毒液抽出のために管理された飼育下で維持され、その後、サソリの抗毒素の全国供給の生産に使用されます。Instituto Butantan は、ブラジルの主要な抗毒素製造研究所であり、ブラジルの医療システムに約 70,000 バイアルのサソリ抗毒素を提供しています。したがって、畜産プロトコルと毒液抽出方法は、大規模で標準化された毒液生産を成功させるための重要なポイントです。この記事の目的は、 T. serrulatus の飼育プロトコルについて説明し、飼育ルーチンと毒液抽出手順を網羅し、適正製造基準に従い、動物福祉を確保することです。これらの慣行により、最大20,000頭の動物を飼育下で維持することができ、抗毒素製造の需要に応じて毎月3,000〜5,000匹のサソリを搾乳し、平均90%の確実な抽出を達成しています。

Introduction

サソリは、約2,621種^からなるクモ目、サソリ目に属する節足動物です^1,2。これらの動物は地理的範囲が広く、南極大陸¹を除くすべての大陸に生息しています。サソリによって引き起こされる毒は、世界中で毎年何千人もの人々の罹患率または死亡を引き起こし^ます3。2019年には、これらの動物によって引き起こされた事故は年間120万件以上、死亡者は3,500人以上と推定されています。ブラジルでは、症例数は指数関数的に増加しており、2017年以降、年間100,000件以上に達しています^4,5,6。過去数十年間にブラジルで観察された無秩序な都市化は、環境悪化と気候変動に関連して、適切な下水処理とゴミの定期的な収集と処分なしに、T. serrulatusなどの侵略的なサソリの増殖の条件を提供し、人間との接触を増やし、その結果、有害な事故を引き起こしました^4,7,8.ブラジルには約178種のサソリがいるが、医学的に重要な刺傷はTityus属によって引き起こされ、4種(T. serrulatus、T. bahiensis、T. stigmurus、T. obscurus)が医学的に懸念されており、Tityus serrulatusが最も重篤な症例と死亡の原因となっている^7,9。

Instituto Butantan は、ブラジルの主要な抗毒素製造研究所であり、ブラジルの医療システムに約 70,000 バイアルのサソリ抗毒素を提供しています。簡単に言うと、抗毒素製造に関与するステップには、ウマへの毒由来抗原の接種、血漿中のリッチ抗体の収集と精製が含まれ、その結果、5 mLのサソリ抗毒素バイアルが得られます。各バイアルは、抗毒素mLあたり少なくとも1mgのサソリ毒を中和することができる。節足動物の生物体質は、サソリの抗毒素の原料を供給する責任がある産業センターの不可欠な部分です。

ブタンタン研究所の節足動物生物は、もともと節足動物研究所と名付けられ、1967年に設立されました。しかし、1995年になってようやく、研究所は毒節足動物専用の施設に移転しました^10,11。当時、サソリは温度が制御されていない12 m²の部屋で飼育され、約13の囲いに分散され、それぞれが最大300匹の動物を収容していました¹⁰。年々毒液の需要が増加し、それに伴い動物の数を増やす必要が生じ、毒液抽出プロセスの改善に伴い、2016年に大きな変化が起こりました。研究所はブタンタン研究所の産業中心地に統合され、節足動物生物群と改名されました。さらに、2016年には、Bioteriumは新しい専用施設に移転しました。新しいサソリの部屋は24m2の面積をカバーし、図1に示すように、約48個のポリプロピレン製の囲いがあり、それぞれに最大300匹の動物が収容されています。その結果、合計10,000〜20,000個体が管理された飼育下で維持され、年間を通じて変動します。サソリは、厳格な飼育プロトコルの下で慎重に管理され、高い生産需要を満たし、動物の世話に関する優れた慣行と倫理基準を遵守しながら、その福祉を確保しています。毒液抽出のために、図2Aに示すように、2つのエアフローキャビネットを収容する特定の部屋が設計および建設されました。これらのキャビネットは、抽出手順中に技術者が毒粒子を吸い込むのを防ぐための安全対策として機能します。合成エプロンやFFP2マスクなどの個人用保護具(PPE)は、汚染を防ぎ、安全を確保するために、技術者に義務付けられています。

図1:節足動物生物群のサソリの部屋の全体像。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:作業エリア 。 (A)節足動物生物群の毒液抽出室の全景。(B)気流のキャビネットの作業面。すべての材料と機器は準備され、エアフローキャビネットの作業面の上部に配置されます。黒矢印は電気刺激装置を示し、赤矢印は鉗子を示す。 この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。

節足動物生物群に生息する T. serrulatus サソリの約90%は、これらの動物の監視・管理プログラムの一環として地方自治体の保健機関によって収集された、さまざまな場所に由来しています。サソリは都市部で捕獲され、共同プログラムの一環としてブタンタン研究所に送られます。 T. serrulatus scorpionsは単為生殖であり、異性の個体がいなくても、未受精卵からの子孫の発達の結果として誕生が起こることを意味する¹²。このタイプの繁殖により、一部の動物は私たちの施設で飼育下で生まれ、以下に説明するのと同様の飼育プロトコルに従って、成体期に達するまで維持されます。成虫の段階に達すると、毒の抽出ルーチンに追加されます。到着すると、サソリは最初のスクリーニングを受け、健康状態の良いサソリは、最大350個体を含む集団囲いに保管され、起源ごとに分けられます。各囲いについて、管理フォームに毎日記入し、給餌日と提供された獲物の種類(コオロギまたはゴキブリ)、給水、清掃手順、死んだ動物の数、および飼育室内に残っている生きている動物の数に関するデータを提供します。

事前にスケジュールされたアジェンダでは、動物に電気刺激を与え、その結果生じる数百人の毒液を凍結乾燥し、凍結乾燥毒液のバッチを作成します。このプロセスから得られた標準化された毒液は、製造プロセスの一部として馬の予防接種に使われるだけでなく、活性物質と最終製品の品質管理のための標準物質を提供します。

ブタンタン研究所の節足動物生物群で行われているように、これほど多くのサソリを飼育し、適正製造慣行と動物の倫理的使用に従って大量の毒液抽出を行うことができる施設は、世界でもほとんどありません。したがって、私たちの目的は、サソリの抗毒素の生産に必要な量の毒を首尾よく提供する 、T. serrulatus の飼育で使用されるサソリの維持プロトコルと毒抽出手順を説明することです。

Protocol

無脊椎動物を含むプロトコルは、動物の使用とケアに関するInstituto Butantanの委員会の承認を免除されています。しかし、ここで述べるサソリの飼育は倫理的な基準に従い、動物福祉は種のニーズに応じて尊重される。 1. 住まい サソリは、最大350匹の動物を含む囲い(高さ35 cm、幅35.5 cm、長さ72 cm)として、共同のポリプロピレン容器に保管してください…

Representative Results

各手順に対して30の標準作業手順書(SOP)が作成され、技術者間での手順の再現性と品質パラメータへの準拠が保証されています。摘出術後の平均死亡率は約12%であり、電気刺激のルーチンと、処置を適用することでストレス要因がうまく減少する飼育環境を考慮すると、低いと考えられる。 動物の健康を保つために、箱の一方の端に綿と水で覆われたトレイが置かれ、反?…

Discussion

記載された方法を適用することで、 T. serrulatus の個体を大量に飼育することができ、年間の毒の生産に必要なサソリの数を一貫して予測することができます。このようにして、抗毒素の製造プロセスに供給するのに十分な毒液のバッチを事前に提供することができます。同時に、メンテナンス、給餌、および毒液抽出のために事前に確立されたスケジュールの作成は、活動の重要な部?…

Materials

Carboard sheet	NA	NA
Egg tray	NA	NA	cardboard 36 places egg trays
Electro stimulator device	Instituto Butantan	ART-FV-01	Internally designed for the venom extraction
Kraft paper	NA	NA	regular kraft paper
Making tape	NA	NA	White masking tape (24 mm x 50 m)
Polyproplene container	NA	NA	70 L Polypropylene box (H – 35 cm, W – 35.5 cm, L – 72 cm)
Polyproplene tray	NA	NA	Polypropylene tray (H – 3.0 cm, W – 18.5 cm, L – 30 cm)
Self-adhesive plastic	NA	NA