Modeling and Simulation の薬物動態学応用と実践

Modeling and Simulation の薬物動態学応用と実践

著者 岡田 章

学位名 博士（薬学）

学位授与機関 神戸学院大学

学位授与年度 2017年度

学位授与番号 34509甲第82号

URL http://doi.org/10.32129/00000005

Creative Commons : 表示 ‑ 改変禁止 http://creativecommons.org/licenses/by‑nd/3.0/deed.ja

神 戸 学 院 大 学 大 学 院 薬 学 研 究 科 学 位 論 文

Modeling and simulation の 薬 物 動 態 学 的 応 用 と 実 践

2 0 1 8年 1月

岡 田 章

1 目 次

略 語 一 覧 - - - 5 序 論 - - - 8

本 論 第 一 章

M ＆ S を 用 い た 抗 が ん 剤 cisplatin 適 正 使 用 に 関 す る 研 究

第 一 節: 抗 が ん 剤 c i s p l a t i n 誘 発 性 急 性 腎 毒 性 の

p o p u l a t i o n p h a r ma c o k i n e t i c / t o x i co d y n a mi c mo d e l i n g a n d s i mu l a t i o n 1 -1 -1 . 緒 言 - - - 11 1 -1 -2 . 方 法 - - - 1 2

1 -1 -2 -1 . 動 物 お よ び 試 薬 1 -1 -2 -2 . P K 試 験

1 -1 -2 -3 . T D 試 験

1 -1 -2 -4 . C D D P の 抽 出 お よ び 測 定 1 -1 -2 -5 . C r の 測 定

1 -1 -2 -6 . P K mo d e l i n g 1 -1 -2 -7 . T D mo d e l

1 -1 -2 -8 . P P K/ T D mo de l i n g 1 -1 -2 -9 . M o d e l v a l i d a t i on

1 -1 -2 -1 0 . S i mu l a t i o n に よ る 至 適 投 与 設 計 の 探 索

1 -1 -3 . 結 果 - - - 2 0 1 -1 -3 -1 . P K a nd T D s t u d i e s

1 -1 -3 -2 . P P K mo d e l i ng 1 -1 -3 -3 . P P K/ T D mo de l i n g 1 -1 -3 -4 . D o s i n g S i mu l a t i o n

1 -1 -4 . 考 察 - - - 2 9

2

第 二 節:C i s p l a t i n 反 復 投 与 時 に お け る 薬 物 動 態 お よ び 腎 毒 性 発 現 予 測

1 -2 -1 . 緒 言 - - - 3 2 1 -2 -2 . 方 法 - - - 3 3

1 -2 -2 -1 . P K 試 験

1 -2 -2 -2 . 腎 臓 中 P t 移 行 量 の 測 定 1 -2 -2 -3 . T D 試 験

1 -2 -2 -4 . P K 解 析

1 -2 -2 -5 . C D D P -A K I お よ び C D D P -sC K I の 評 価 基 準 1 -2 -2 -6 . 統 計 解 析

1 -2 -3 . 結 果 - - - 3 6 1 -2 -3 -1 . P K s t u d y

1 -2 -3 -2 . T D s t ud y 1 -2 -3 -3 . P K-T D 相 関

1 -2 -4 . 考 察 - - - 4 1

第 三 節: 利 尿 薬 ma n n i t o l の 併 用 が

c i sp l a t i n の 薬 物 動 態 お よ び 腎 毒 性 軽 減 作 用 に 及 ぼ す 影 響

1 -3 -1 . 緒 言 - - - 4 3 1 -3 -2 . 方 法 - - - 4 4

1 -3 -2 -1 . P K 試 験 1 -3 -2 -2 . T D 試 験

1 -3 -2 -3 . P K-T D a n a l y s i s 1 -3 -2 -4 . 統 計 解 析

1 -3 -3 . 結 果 - - - 4 6 1 -3 -3 -1 . P K s t u d y

1 -3 -3 -2 . T D s t ud y

1 -3 -3 -3 . P K-T D a n a l ys i s

1 -3 -4 . 考 察 - - - 5 3

3 第 二 章

M ＆ S を 用 い た 脂 肪 乳 剤 適 正 使 用 に 関 す る 研 究

第 一 節: 脂 肪 乳 剤 投 与 時 に お け る 血 漿 中 中 性 脂 質 の

p o p u l a t i o n s e mi - p h y s i o lo g i c a l ki n e t i c mo d e l i n g a n d s i mu l a t i o n 2 -1 -1 . 緒 言 - - - 5 7 2 -1 -2 . 方 法 - - - 5 9

2 -1 -2 -1 . 動 物 お よ び 試 薬

2 -1 -2 -2 . LE 投 与 お よ び 試 料 採 取 2 -1 -2 -3 . T G 濃 度 測 定

2 -1 -2 -4 . S e mi - p h ys i o l og i c a l k i ne t i c mo d e l i n g

2 -1 -2 -5 . P P K a n a l ys i s a n d in t e r n a l mo d e l va l i d a t i on 2 -1 -2 -6 . S i mu l a t i o n a nd ex t e r n a l mo d e l va l i d a t i o n

2 -1 -3 . 結 果 - - - 6 4 2 -1 -3 -1 . M o de l 構 築 群 に お け る 血 漿 中 T G 濃 度 推 移

2 -1 -3 -2 . In t e r n a l mo d e l va l i d a t i o n 2 -1 -3 -3 . E x t e rn a l mo de l va l i d a t i o n

2 -1 -4 . 考 察 - - - 7 0

第 三 章

母 集 団 薬 物 動 態 解 析 を 用 い た 医 薬 品 適 正 使 用 に 関 す る 研 究

第 一 節: 腎 移 植 患 者 に お け る 免 疫 抑 制 剤 c y c l o sp o r i n e の 母 集 団 薬 物 動 態 解 析 3 -1 -1 . 緒 言 - - - 7 4 3 -1 -2 . 方 法 - - - 7 5

3 -1 -2 -1 . 対 象 患 者

3 -1 -2 -2 . 免 疫 療 法 レ ジ メ ン 3 -1 -2 -3 . P K S t ud y

3 -1 -2 -4 . P P K mo d e l i n g 3 -1 -2 -5 . C o va r i a t e a n a l ys i s

4 3 -1 -2 -6 . M o d e l v a l i d a t i on

3 -1 -3 . 結 果 - - - 8 0

3 -1 -3 -1 . 患 者 デ ー タ お よ び 血 中 C yA 濃 度 推 移

3 -1 -3 -2 . F i n a l P P K m od e l o f C yA 3 -1 -3 -3 . Va l i d a t i on o f t he P P K mo d e l

3 -1 -4 . 考 察 - - - 8 6

第 二 節: 同 種 造 血 幹 細 胞 移 植 患 者 に お け る va n co my c i n の 母 集 団 薬 物 動 態 解 析 3 -2 -1 . 緒 言 - - - 8 9 3 -2 -2 . 方 法 - - - 9 0

3 -2 -2 -1 . 対 象 患 者 3 -2 -2 -2 . P K s t u d y 3 -2 -2 -3 . P P K mo d e l i n g 3 -2 -2 -4 . C o va r i a t e a n a l ys i s 3 -2 -2 -5 . M o d e l v a l i d a t i on

3 -2 -2 -6 . A l l o - H S C T 患 者 に お け る V C M d o s i n g no mo g r a m

3 -2 -3 . 結 果 - - - 9 2

3 -2 -3 -1 . 患 者 デ ー タ お よ び 血 清 中 V C M 濃 度 推 移

3 -2 -3 -2 . F i n a l P P K m od e l o f V C M 3 -2 -3 -3 . Va l i d a t i on o f t he P P K mo d e l

3 -2 -3 -4 . A l l o -H S C T 患 者 に お け る V C M d o s i n g no mo g r a m

3 -2 -4 . 考 察 - - - 1 0 0

総 括 - - - 1 0 2 主 論 文 - - - 1 0 4 謝 辞 - - - 1 0 6 引 用 文 献 - - - 1 0 7

5 略 語 一 覧

% M A P E : p e r c e n t me a n a b s o l u t e p r e d i c t i o n e r r o r

% M P E : p e r c e n t me a n p r e d i c t i o n e r r o r - 2 L L : - 2 l o g l i k e l i h o o d d i f f e r e n c e 9 5^{t h}C I : 9 5 p e r c e n t i l e c o n f i d e n c e i n t e r v a l

Ae : c u m u l a t i v e a mo u n t o f C D D P u r i n a r y e x c r e t i o n r a t i o a l l o - H S C T : a l l o g e n e i c h e ma t o p o i e t i c s t e m c e l l t r a n s p l a n t a t i o n A p o : a p o l i p o p r o t e i n

A U C : a r e a u n d e r t h e p l a s ma c o n c e n t r a t i o n - t i m e c u r v e B S A : b o d y s u r f a c e a r e a

B U N : b l o o d u r e a n i t r o g e n B W : b o d y w e i g h t

C D D P - A K I : c i s p l a t i n - i n d u c e d a c u t e k i d n e y i n j u r y C D D P - s C K I : c i s p l a t i n - i n d u c e d s u b - c h r o n i c k i d n e y i n j u r y C0 : c o n c e n t r a t i o n a t t r o u g h

C D D P : c i s p l a t i n C L : c l e a r a n c e

C Lc r : c r e a t i n i n e c l e a r a n c e C L D 2 : d i s t r i b u t i o n c l e a r a n c e C Lm : m e t a b o l i c c l e a r a n c e C Lr : r e n a l c l e a r a n c e C M : c h yl o mi c r o n

Cm a x : m a x i m u m c o n c e n t r a t i o n

C r : c r e a t i n i n e

C rb a s e

: a r i t h me t i c me a n C r c o n c e n t r a t i o n i n 1 1 – 1 9 d a y a f t e r a d mi n i s t r a t i o n

C rm a x : m a x i m u m C r c o n c e n t r a t i o n

C R P : C - r e a c t i v e p r o t e i n

C W R E S : c o n d i t i o n a l we i g h t e d r e s i d u a l s

6 C y A : c yc l o s p o r i n e A

D D C : N , N - d i e t h yl d i t h i o c a r b a m a t e t r i h yd r a t e D M : d i a b e t e s me l l i t u s

E C5 0

: u n b o u n d C D D P c o n c e n t r a t i o n p r o d u c i n g 5 0 % o f t h e ma x i m u m e f f e c t

E S I : e l e c t r o s p r a y i o n i z a t i o n F : b i o a v a i l a b i l i t y

F N : f e b r i l e n e u t r o p e n i a

F O C E - E L S : f i r s t o r d e r c o n d i t i o n a l e s t i ma t e - e x t e n d e d l e a s t s q u a r e s G O F : g o o d n e s s - o f - f i t

H D L : h i g h d e n s i t y l i p o p r o t e i n H t : h e ma t o c r i t

I A A : 3 - me t h y l - 1 - b u t a n o l

I C5 0 : s i g n a l i n t e n s i t y p r o d u c i n g 5 0 % o f t h e i n h i b i t i o n e f f e c t I P R E D : i n d i v i d u a l p r e d i c t i o n s

K a : f i r s t - o r d e r a b s o r p t i o n r a t e c o n s t a n t

Kc a t : z e r o - o r d e r c a t a b o l i c r a t e

Kc o l : c o l l e c t i o n d e l a y c o n s t a n t

Ki n : z e r o - o r d e r p r o d u c t i o n r a t e c o n s t a n t o f c r e a t i n i n e Km : M i c h a e l i s - M e n t e n c o n s t a n t

Ks e c

: z e r o - o r d e r s e c r e t i o n r a t e f r o m s t o r a g e s i t e s i n t o t h e s ys t e m i c c i r c u l a t i o n

Ks t r : f i r s t - o r d e r s t o r a g e r a t e c o n s t a n t L B W : l e a n b o d y w e i g h t

L C - M S / M S : l i q u i d c h r o ma t o g r a p h y t a n d e m ma s s s p e c t r o me t r y L E : l i p i d e mu l s i o n

M & S : mo d e l i n g a n d s i m u l a t i o n

M I D 3 : mo d e l - i n f o r me d d r u g d i s c o v e r y a n d d e v e l o p me n t O B S : o b s e r v a t i o n s

P - g p : P - g l yc o p r o t e i n

7 P K : p h a r ma c o k i n e t i c s P M x : p h a r ma c o me t r i c s P O D : p o s t - o p e r a t i v e d a y

P P K : p o p u l a t i o n p h a r ma c o k i n e t i c s P R E D : p r e d i c t i o n s

P t : p l a t i n u m

S C r : s e r u m c r e a t i n i n e

t1 / 2 : e l i mi n a t i o n h a l f - l i f e

T1 -T1 0 : s i g n a l i n t e n s i t y i n t r a n s i t c o mp a r t me n t T - B I L : t o t a l b i l i r u b i n

T D : t o x i c o d yn a m i c s

T D M : t h e r a p e u t i c d r u g mo n i t o r i n g T G : t r i g l yc e r i d e

T - l a g : l a g t i me

V1, 2 : d i s t r i b u t i o n v o l u m e o f e a c h c o mp a r t me n t V C M : v a n c o m y c i n

Vc r : c r e a t i n i n e d i s t r i b u t i o n v o l u me V ds s : s t e a d y - s t a t e d i s t r i b u t i o n v o l u me

Vm a x : m a x i m u m v e l o c i t y o f A p o a c q u i s i t i o n s

X1, 2

: a mo u n t o f u n b o u n d C D D P o f t h e c e n t r a l a n d p e r i p h e r a l c o mp a r t me n t

Xp r o x : a mo u n t o f u n b o u n d C D D P i n t h e p r o x i m a l r e n a l t u b u l e

Xu r i n e : a mo u n t o f u n b o u n d C D D P i n u r i n e

γ : h i l l c o n s t a n t

ε : n o r ma l l y d i s t r i b u t e d r e s i d u a l e r r o r

η : n o r ma l l y d i s t r i b u t e d i n t e r - i n d i v i d u a l r a n d o m e f f e c t θ : p o p u l a t i o n me a n

τ : t r a n s i t t i me i n e a c h t r a n s i t c o mp a r t me n t

8 序 論

薬 物 治 療 は 医 療 の 中 で も 核 と な る 分 野 で あ り, そ の 適 正 化 は 薬 剤 師 に 求 め ら れ る 重 要 な 役 割 の 一 つ で あ る. 適 正 な 薬 物 治 療 に は 医 療 用 医 薬 品 添 付 文 書 等 の 客 観 的 で 科 学 的 根 拠 に 基 づ い た 治 療 方 針 の 決 定 が 必 要 で あ る が, な お 薬 物 治 療 に お け る c l i n i c a l q u e s t i o nや 矛 盾 点 は 常 に 生 じ 続 け る. そ の 一 部 は 文 献 調 査 な ど に よ り 解 決 す る が, 一 方 で 未 解 決 の ま ま 放 置 さ れ, 次 に 同 様 の 問 題 が 発 生 し て も 過 去 の 経 験 が 活 か せ な い ケ ー ス も 多 い. ゆ え に, 薬 剤 師 は 単 な る エ ビ デ ン ス の 使 用 者 と し て の み な ら ず, そ の 専 門 性 を 活 か し て 自 ら 得 た デ ー タ や 経 験 か ら 新 た な 情 報 を 発 信 す る エ ビ デ ン ス の 構 築 者 と し て 医 療 の 発 展 に 大 き く 寄 与 す る こ と が 求 め ら れ て い る. 特 に 薬 物 を 適 用 す る の は 疾 患 に よ り 様 々 な 生 理 的 変 動 が 生 じ て い る 患 者 で あ る た め, 薬 物 の 適 正 な 投 与 量 ・ 投 与 間 隔 等 は 患 者 個 々 に 最 適 な も の が 選 択 さ れ る こ と が 理 想 で あ る. 当 然, 目 の 前 の c l i n i c a l q u e s t i o n は 臨 床 現 場 の み で 解 決 を 図 れ な い ケ ー ス も あ り, 適 宜 動 物 を 用 い た 基 礎 実 験 も 必 要 と な る で あ ろ う. こ の 薬 物 治 療 の 適 正 化 に お い て, 薬 剤 師 と し て の 専 門 性 の 高 い 生 体 内 運 命 を 考 慮 し た 薬 物 動 態 学 的 方 策 は 有 用 で あ り, ま た 多 く の エ ビ デ ン ス の 供 給 が 期 待 さ れ る. C l i n i c a l qu e s t i o n の 解 決 方 法 と し て, こ れ ま で は 種 々 の 回 帰 分 析 に よ る 要 因 解 析 が 中 心 で あ っ た が, 近 年 で は そ の 解 析 法 も 多 様 化 が 進 み, 解 析 ア ル ゴ リ ズ ム も 複 雑 化 し た.

演 算 機 器 に よ る 処 理 速 度 は こ こ 1 0 年 で 約 10 0 0 倍 向 上 す る な ど 著 し い 高 速 化 を 遂 げ て お り, コ ン ピ ュ ー タ ー を 利 用 し た 複 雑 な 解 析 も よ り 簡 便 に な っ た. そ れ に 伴 い, 実 世 界 に お け る 理 論 や 現 象 等 の 情 報 を 仮 想 的 に 数 式 化 し た mo d e l を 構 築 し, さ ら に そ の mo d e l に 基 づ い た s i m u l a t i o n を 行 う こ と で 定 量 的 に 予 測 ・ 検 証 す る mo d e l i n g a n d s i mu l a t i o n ( M &S ) 手 法 が 多 く の 分 野 に お い て 発 達 し て き た. 近 年, 薬 学 領 域 に お い て も M & Sは 新 薬 開 発 時 に お け る 候 補 化 合 物 の 薬 物 動 態 ( p h a r ma c o k i n e t i c s ; P K) お よ び 薬 力 学 ( p ha r ma c o d yn a mi c s ; P D ) と の 関 係 性 を

P K/P D mo d e l と し て 数 学 的 に 表 現 す る こ と で, 候 補 化 合 物 の 有 効 性 ・ 安 全 性 評

価 の み な ら ず, 開 発 の g o /n o g o の 意 思 決 定 ツ ー ル と し て も 汎 用 さ れ て い る. こ れ は mo d e l を 用 い た 創 薬 ( mo d e l - i n f o r me d d ru g d i s co v e r y & d e v e l op me n t ; M ID 3 ) と 称 さ れ る 医 薬 品 開 発 の 核 と も な っ て お り, 本 邦 の レ ギ ュ ラ ト リ ー サ イ エ ン ス の 分 野 で も M & S の 結 果 が イ ン タ ビ ュ ー フ ォ ー ム に 記 載 さ れ る な ど 急 速 な 発 展

9

を 遂 げ, 実 際 に, 2 0 1 7 年 に は 独 立 行 政 法 人 医 薬 品 医 療 機 器 総 合 機 構 が 母 集 団 薬 物 動 態 ・ 薬 力 学 解 析 ガ イ ド ラ イ ン を 発 行 予 定 で あ る.

さ ら に M & S は 臨 床 で 生 じ た 種 々 の c l i n i ca l q u e s t i o n 解 決 に も 応 用 さ れ, 薬 物 治 療 の 最 適 化 に 大 き く 貢 献 し て い る. 特 に, 患 者 よ り 得 ら れ た 全 デ ー タ を 一 つ の 集 団 と し て 扱 い, 平 均 的 な 挙 動 (固 定 効 果) に 加 え て 個 体 間・個 体 内 変 動 (変 動 効 果) を 考 慮 し た 母 集 団 薬 物 動 態 解 析 ( po p u l a t i o n p h a r ma c o k i n e t i c s ; P P K) の 有 用 性 は 広 く 示 さ れ て い る. P P K の 大 き な 利 点 と し て, i ) 各 個 人 か ら の サ ン プ ル 量 の 少 な い デ ー タ の 解 析, i i ) 血 中 薬 物 濃 度 推 移 の 変 動 要 因 (共 変 量) 探 索, i i i ) 構 成 し た mo d e l を 用 い た 確 率 論 的 ・ 定 量 的 s i mu l a t i o n が 可 能 で あ る こ と 等 が 挙 げ ら れ る. ま た, P P K に よ っ て 得 ら れ た mo d e l・p a ra me t e r に 加 え て 共 変 量 等 の 事 前 情 報 を 用 い る こ と で, 1 点 採 血 に よ る デ ー タ か ら も B a ye s の 定 理 に 基 づ く 患 者 個 々 の 速 度 論 的 パ ラ メ ー タ の 推 定 (B a ye s i a n 推 定) が 可 能 で あ り, 血 中 薬 物 濃 度 推 移 や 薬 効/毒 性 発 現 の 予 測, お よ び 特 殊 集 団 へ の 外 挿 等 に 有 用 で あ る. こ れ は 臨 床 現 場 に お い て 血 中 薬 物 濃 度 測 定 に 基 づ く 治 療 薬 物 モ ニ タ リ ン グ ( t h e ra p eu t i c d r u g m on i t o r i n g ; T D M ) 手 法 の 核 で あ り 薬 物 治 療 の 個 別 化 に 大 き く 貢 献 し て い る.

こ れ ら 医 薬 品 の 血 中 濃 度 推 移 や 発 現 す る 薬 効 ・ 毒 性 を 数 理 的 ･ 確 率 論 的 に 表 す 手 法 は 計 量 薬 理 学 (p ha r ma c o me t r i c s ; P M x ) と 称 さ れ る 新 規 分 野 の 学 問 で あ り, 臨 床 ・ 企 業 ・ 大 学 い ず れ の 薬 剤 師 に お い て も 今 後 重 要 な 領 域 の 一 つ と な る こ と が 予 測 さ れ る. 特 に, 近 年 開 発 さ れ た 医 薬 品 の 多 く に は M & S・P Mx 手 法 が 用 い ら れ て い る も の の, 現 在 本 邦 で は 未 だ 基 礎 ・ 臨 床 共 に 発 展 途 上 で あ り 諸 外 国 に 大 き く 後 れ を 取 っ て い る の が 現 状 で あ る. ま た, M &S・P M x は c l i n i ca l q u e s t i on を よ り 迅 速 に 解 決 す る ツ ー ル と な る 一 方 で, 多 く の 既 存 薬 に 対 す る M & S・P Mx に 関 す る 情 報 は 不 十 分 で あ り, よ り 有 用 な エ ビ デ ン ス の 構 築 が 切 望 さ れ て い る. そ こ で 本 研 究 で は, テ ー ラ ー メ イ ド 医 療 へ の 貢 献 を 目 的 と し て M & S・P M x 手 法 を 用 い る こ と で, 基 礎 ・ 臨 床 両 面 か ら 薬 物 療 法 の 適 正 化 方 策 に 対 す る 基 礎 的 エ ビ デ ン ス の 確 立 と 実 臨 床 へ の 応 用 に つ い て の 検 討 を 行 っ た.

10 本 論 第 一 章:

「M＆S を 用 い た 抗 が ん 剤 c i s p l a t i n 適 正 使 用 に 関 す る 研 究 」

本 章 の 一 部 は, 以 下 の 学 術 誌 に 掲 載 さ れ た.

1 . F u k u s h i ma K , O k a d a A , S a s a k i K , K i s h i mo t o S , F u k u s h i ma S , H a mo r i M , N i s h i m u r a A , S h i b a t a N , S h i r a i T, Te r a u c h i R , K u b o T, S u g i o k a N . P o p u l a t i o n p h a r m a c o k i n e t i c - t o x i c o d yn a m i c mo d e l i n g a n d s i mu l a t i o n o f c i s p l a t i n - i n d u c e d a c u t e r e n a l i n j u r y i n r a t s . J P h a r m S c i. 2 0 1 6 ;1 0 5: 3 2 4 – 3 2 .

2 . O k a d a A , F u k u s h i m a K , F u j i t a M , N a k a n i s h i M , H a mo r i M , N i s h i m u r a A , S h i b a t a N , S u g i o k a N . A l t e r a t i o n s o f p h a r ma c o k i n e t i c s a n d a c u t e / s u b - c h r o n i c n e p h r o t o x i c i t y i n r e p e a t e d c i s p l a t i n a d mi n i s t r a t i o n . B i o l P h a r m B u l l. 2 0 1 7 ;4 0: 1 9 4 8 – 5 5 .

3 . F u k u s h i ma K , O k a d a A , O e H , H i r a s a k i M , H a mo r i M , N i s h i m u r a A , S h i b a t a N , S u g i o k a N . P h a r ma c o k i n e t i c - p h a r ma c o d yn a m i c a n a l ys i s o f c i s p l a t i n w i t h h yd r a t i o n a n d ma n n i t o l d i u r e s i s : t h e c o n t r i b u t i o n o f u r i n e c i s p l a t i n c o n c e n t r a t i o n t o n e p h r o t o x i c i t y. E u r J D r u g M e t a b P h a r m a c o k i n e t. 2 0 1 7 ; d o i : 1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 3 1 8 - 0 1 7 - 0 4 3 6 - 8 .

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第 一 節: 抗 が ん 剤 c i s p la t i n 誘 発 性 急 性 腎 毒 性 の

p o p u l a t i o n p h a r ma c o k i n e t i c / t o x i co d y n a mi c mo d e l i n g a n d s i mu l a t i o n

1 -1 - 1 . 緒 言

C i s p l a t i n [c i s-d i a m mi n ep l a t i n u m ( I I) d i c h l o r i de : C D D P ] は 幅 広 い 抗 腫 瘍 ス ペ ク ト ル を 有 す る 抗 が ん 剤 で あ り, が ん 化 学 療 法 の 中 心 的 な 役 割 を 担 っ て い る. 一 方 で, 副 作 用 発 現 率 は 85 . 6 %と 非 常 に 高 く,¹ 特 に 腎 毒 性 は C D D P 投 与 制 限 因 子 で あ る た め,² 臨 床 で は C D D P 誘 発 性 腎 毒 性 の 予 防・軽 減 を 目 的 と し た 大 量 の 輸 液 お よ び 利 尿 薬 を 併 用 す る 強 制 利 尿 の 施 行 が 一 般 的 で あ る.^{3 - 4} し か し, 現 時 点 で 腎 毒 性 の 完 全 な 予 防 は 達 成 さ れ て お ら ず, C D D P 化 学 療 法 の 大 き な 障 壁 と な っ て い る. よ っ て, C D D P 誘 発 性 腎 毒 性 を 最 小 限 に 抑 え, か つ 十 分 な 有 効 性 を 担 保 す る た め に, よ り 患 者 個 々 に 対 応 し た 投 与 設 計 が 必 要 で あ る.

C D D P 誘 発 性 腎 毒 性 を 予 測 ・ 回 避 す る た め に は, C D D P 誘 発 性 腎 毒 性 と P K と

の 関 係 性 に つ い て 明 ら か に す る 必 要 が あ る. N a g a i ら は 腎 毒 性 の 指 標 で あ る 血 中 尿 素 窒 素 ( b l o od u r e a n i t r o ge n : B U N ) や 血 中 ク レ ア チ ニ ン 濃 度 ( c r e a t i n i n e : C r ) の 最 大 値 と, 閾 値 (0 . 9 μ g P t / m L) 以 上 に お け る 血 漿 中 濃 度-時 間 曲 線 下 面 積

(A U C ) お よ び 血 漿 中 遊 離 形 C D D P の 最 高 濃 度 ( Cm a x) が 高 く 相 関 す る こ と を 報

告 し て お り,^{5 - 6} ま た, Ka w a i ら は 腎 機 能 と 腎 臓 中 P t 蓄 積 量 が 相 関 す る こ と を 報 告 し て い る.⁷ こ れ ら の 知 見 は, い ず れ も C D D P を 同 一 用 法 で 適 用 す る 場 合 に は 用 量 依 存 的 な 腎 毒 性 増 悪 を 示 す も の で あ る. 一 方 で, C D D Pの 用 量 を 固 定 し て 異 な る 用 法 に て 投 与 し た 際 の 腎 毒 性 発 現 程 度 の 差 異 に つ い て は 未 だ に 不 明 確 な 点 も 多 い.

そ こ で 本 研 究 で は, C D D P の 至 適 投 与 設 計 を 目 的 と し て, ラ ッ ト に お け る

C D D P 誘 発 性 腎 毒 性 の 母 集 団 薬 物 動 態 学 _– 毒 力 学 的 mo d e l ( po p u l a t i o n

p h a r ma c o k i n e t i c s / t o x i c o d yn a mi c s mo d e l : P P K / T D mo d e l ) を 構 築 し, そ の mo d e l を 用 い て, 異 な る 用 法 ・ 用 量 に お け る 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 お よ び C r 濃 度 推

移 を s i mu l a t i o n す る こ と で, C D D P 誘 発 性 腎 毒 性 を 最 小 限 に 抑 え る 投 与 設 計 に つ

い て 検 討 し た.

12 1 -1 - 2 . 方 法

1 -1 - 2 - 1 . 動 物 お よ び 試 薬

Wi s t a r 系 雄 性 ラ ッ ト (約 11 週 齢, 体 重 25 0 ± 2 0 g ) を 日 本 S LC 株 式 会 社

(H a ma ma t s u , J a p an ) よ り 購 入 し, 恒 温 恒 湿, 照 明 サ イ ク ル 1 2 時 間 の 条 件 下 で 固 形 飼 料 お よ び 水 を 自 由 摂 取 さ せ, 予 備 飼 育 後 に 健 康 状 態 の 良 好 な ラ ッ ト を 実 験 に 使 用 し た. な お, す べ て の 動 物 実 験 は 神 戸 学 院 大 学 動 物 実 験 倫 理 規 定 を 遵 守 し, 承 認 を 得 て 行 っ た. C D D P お よ び C r 原 末 は 東 京 化 成 工 業 株 式 会 社 ( To k yo , J ap a n ) よ り 購 入 し た. ま た s o d iu m N ,N -d i e t h yl d i t h i o c a rb a ma t e t r i h yd r a t e ( D D C ) は ナ カ ラ イ テ ス ク 株 式 会 社 ( K yo t o , J a pa n ) よ り, a mp i c i l l i n s od i u m (ビ ク シ リ ン

®注 射 用 0 . 2 5 g ) を M e i j i S e i k a P h a r m 株 式 会 社 ( To k yo , J a p an ) よ り, 3 - me t h yl -1 - b u t a n o l ( IA A ) は キ シ ダ 化 学 株 式 会 社 ( O s a ka , j a p an ) よ り 購 入 し, そ の 他 試 薬 も 全 て 市 販 特 級 品 を 用 い た.

1 -1 - 2 - 2 . P K 試 験

1 2 時 間 絶 食 さ せ た ラ ッ ト に 麻 酔 ( p e n t o ba r b i t a l , 5 0 mg / k g , 腹 腔 内 投 与) を 行 い, 左 大 腿 静 脈 よ り ポ リ エ チ レ ン チ ュ ー ブ ( 0 . 5 m m i . d . , 0 . 8 m m o . d . , 夏 目 製 作 所 株 式 会 社, To k yo , J a p an ) を 用 い て カ テ ー テ ル を 挿 入 し, 投 与 部 位 を 確 保 し た. ま た, 尿 サ ン プ ル 確 保 の た め, カ テ ー テ ル を 膀 胱 内 に 留 置 し た. 左 大 腿 静 脈 か ら 生 理 食 塩 水 で 溶 解 し た C D D P を 急 速 投 与 ( 7. 5 mg / k g , 1 mg / m L) も し く は イ ン フ ュ ー ジ ョ ン ポ ン プ (マ イ ク ロ シ リ ン ジ ポ ン プ KD S 2 2 0 , k d S c i en t i f i c In c . , MA , U S A ) を 用 い て 0 . 0 5 m L / m i n の 速 度 で 2 時 間 持 続 投 与( 1 . 0 , 2 . 5 , 5 . 0 お よ び 7 .5 mg / k g , 総 投 与 量= 6 m L / 2 h r ) し た. 血 液 試 料 ( 20 0 µ L) は 頸 静 脈 よ り, C D D P 急 速 投 与 後 0 . 0 8 3 , 0 . 25 , 0. 5 , 0 . 7 5 , 1 , 1 . 5 お よ び 2 時 間 経 過 時, お よ び C D D P 2 時 間 持 続 投 与 開 始 0 . 5 , 1 , 1. 5 , 2 , 2. 2 5 , 2 . 5 , 3 お よ び 4 時 間 経 過 時 に 採 取 し た. ま た, 投 与 さ れ た C D D P は 遊 離 形 の み が 薬 効 お よ び 毒 性 発 現 に 関 与 す る た め,^{8 , 9} 血 液 試 料 中 で 蛋 白 質 へ の 不 可 逆 結 合 に 伴 う 遊 離 形 濃 度 低 下 を 防 ぐ 必 要 が あ る. そ こ で, 採 血 後 速 や か に 遠 心 分 離 ( 28 4 0×g, 5 mi n ) し, 上 清 (5 0 μ L ) を 分 取 し 氷 冷 ac e t o n i t r i l e (A cC N ) を 1 0 0 μ L加 え 遠 心 分 離 ( 28 4 0 ×g, 5 mi n ) す る こ と で 除 蛋 白

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し た. な お, 採 血 か ら 除 蛋 白 ま で の 過 程 は 全 て 採 血 後 1 5 分 以 内 に 行 っ た. 尿 試 料 は C D D P 急 速 投 与 後 膀 胱 カ テ ー テ ル よ り 0 -0 . 2 5 , 0 . 2 5 -0 . 5 , 0 . 5 -0 . 7 5 , 0. 7 5 -1 , 1 - 1 . 5 お よ び 1 . 5 -2 時 間 の 区 間 で, 2 時 間 持 続 投 与 開 始 後 0 -0 . 5 , 0 .5 -1 , 1 -2 , 2 -2 . 25 , 2 . 2 5 -2 . 5 , 2 . 5 -3 お よ び 3 -4 時 間 の 区 間 で 採 取 し た. 各 試 料 は 分 析 ま で 遮 光 下, - 8 0 °C で 保 存 し た.

1 -1 - 2 - 3 . T D 試 験

P K 試 験 と 同 様 の 方 法 に て 左 大 腿 静 脈 よ り 生 理 食 塩 水 で 溶 解 し た C D D P を 急 速 投 与 ( 1 .0 , 2 . 5 , 5 . 0 お よ び 7 . 5 mg / k g , 1 m L / m L) , も し く は 2 時 間 持 続 投 与 ( 1 . 0 , 2 . 5 , 5 . 0 お よ び 7 . 5 mg / kg , 総 投 与 量= 6 m L / 2 h r ) し た. 投 与 終 了 後, 感 染 を 防 止 す る た め に 切 開 部 へ a mp i c i l l i n s o d i u m ( 4 mg / m L ) を 適 量 滴 下 し 縫 合 し た. ま た, 実 験 に 用 い た 器 具 は 0. 0 5 w / v% c h l o rh e x i d i ne g lu c o n a t e で, ラ ッ ト の 飼 育 環 境 は 7 0 w / v % e t h a n o l で, 術 野 は 7 w / v% p o vi d o ne i o d i n e で そ れ ぞ れ 消 毒 し た. 血 液 試 料 ( 2 0 0 µ L ) は C D D P 投 与 前, 投 与 後 1 , 2 , 3 , 4, 5 お よ び 7 日 経 過 時 に 経 皮 的 に 頸 静 脈 よ り 採 取 し た. ま た, 採 血 後 速 や か に 遠 心 分 離 ( 4 °C 1 5 4 6 0 ×g, 1 5 mi n ) し,

血 漿 100 μ L を 分 取 し た. 各 試 料 は 分 析 ま で 遮 光 下, -8 0 °C で 保 存 し た.

1 -1 - 2 - 4 . C D D P の 抽 出 お よ び 測 定

血 漿 お よ び 尿 試 料 中 の 遊 離 形 C D D P濃 度 は, M i n a k a t a ら の 報 告 に 準 じ 以 下 の 方 法 で 前 処 置 を 行 い l i q u id c h r o ma t o g r ap h y t a nd e m ma s s s p e c t r o me t r y ( LC -M S / MS ) に て 測 定 し た.^{1 0 - 1 1} 氷 冷 A cC N で 除 蛋 白 し た 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 試 料 お よ び イ オ ン 交 換 水 で 1 0 倍 希 釈 し た 尿 試 料 (各 100 μL) に, 酢 酸 緩 衝 液 ( 0 . 5 mo l / L, pH

3 , 1 0 0 µ L) を 加 え て 攪 拌 し, 試 料 の p H を 3 -4 に 調 整 し た. p H 調 整 済 試 料 に キ レ

ー ト 形 成 の た め D D C ( 1 mo l / L , 1 0 μ L ) を 加 え て 3 分 間 攪 拌 し, そ の 後, IA A (1 0 0 μL) を 加 え て 3 分 間 攪 拌 し 遠 心 分 離 ( 4 °C , 15 4 60 ×g, 1 5 mi n ) し た. 上 澄 み ( 7 0 μL) を 分 取 し, 等 量 の o x a l i c a c id (1 mo l / L ) を 加 え 3 分 間 攪 拌 し た 後, 遠 心 分 離 ( 4 °C , 15 4 6 0 ×g, 15 mi n ) し た. 得 ら れ た 上 清 は 分 取 し, 1 μ L を LC - MS / M S シ ス テ ム に 注 入 し た. LC -M S / MS シ ス テ ム と し て 1 26 0 In f i n i t y ( A g i l e n t Tec h n o l o g i e s C o ., MA , U S A ) お よ び 質 量 分 析 部 に A B S C IE X Q T R A P^® ( A B S C IE X C o . , MA , U S A )

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を 用 い た. カ ラ ム は 用 い ず, 移 動 相 と し て 特 級 メ タ ノ ー ル (流 速= 0 . 2 m L / mi n ) を 使 用 し た. 分 析 は e l e c t r o sp r a y i o n i z a t i o n ( E S I) 法 の p o s i t i ve i o n mo d e で mu l t i p l e r e a c t i o n mo n i t o r i ng ( M R M ) に て P t (D D C )3+; 64 2 m / z → P t (D D C )2+; 4 9 3 m / z の t r a n s i t i o n を 測 定 し た. そ の 他 詳 細 な 測 定 条 件 は Tab l e 1 -1 に 示 す. な お,

C D D P の 定 量 は 絶 対 検 量 線 法 に て 行 っ た.

1 -1 - 2 - 5 . C r の 測 定

血 漿 試 料 中 の C r 濃 度 は, D o d d e r^{1 2}ら の 報 告 を 基 に 当 研 究 室 で 改 良 し た 以 下 の 方 法 で 前 処 置 を 行 い LC -M S / MS に て 測 定 し た. 血 漿 試 料 ( 9 0 µ L) に H C l ( 1 µ mo l / L, 1 0 µ L) を 加 え た 後, 4 0 µ L を 分 取 し, 0 . 1 % f o r mi c a c i d : A cC N = 1 : 9 , v / v を 3 6 0 µ L 加 え 3 分 間 攪 拌 し 遠 心 分 離 ( 4 °C , 1 5 46 0 ×g, 1 5 mi n ) し 除 蛋 白 し た. 得 ら れ た 上 清 は 分 取 し, 1 μ L を LC -M S / MS シ ス テ ム に 注 入 し た. カ ラ ム は In e r t S u s t e i n^{T M} C 1 8 分 析 カ ラ ム 3 µ (2 . 1 m m i . d. × 1 0 0 mm, 3 µ m s i ze , G L S c i e n c e s In c . , C A , U S A ) を 用 い, 移 動 相 と し て 0 . 1 % f o r mi c a c i d : A c C N = 1 : 9 , v / v (流 速

= 0 . 2 m L / mi n ) を 使 用 し た. 分 析 は E S I 法 の p o s i t i v e i o n mo d e で MR M に て C r ; 11 4 . 1 m / z →44.1 m / z の t r a n s i t i o n を 測 定 し た. そ の 他 詳 細 な 測 定 条 件 は Ta b l e 1 - 1 に 示 す. な お, C r の 定 量 は 絶 対 検 量 線 法 に て 行 っ た.

Ta b l e 1 -1 . Ta n d e m M a s s S p ec t r o me t r y C o n d i t i on

C D D P C r

C u r t a i n g a s f lo w ( m L / mi n ) 3 0 3 0

C o l l i s i o n g a s f l o w ( m L / mi n ) 9 9

Io n s p ra y vo l t a g e (V ) 5 5 0 0 5 5 0 0

Te mp e r a t u r e ( °C ) 4 0 0 3 0 0

D e c lu s t e r i n g p o t en t i a l (V ) 7 6 1 0

E n t r a n c e p o t e n t i a l (V ) 1 0 1 0

C o l l i s i o n e n e rg y (V ) 3 9 4 3

C o l l i s i o n c e l l e x i t po t e n t i a l (V ) 1 8 1 2

15 1 -1 - 2 - 6 . P K mo d e l i n g

本 検 討 で 得 ら れ た 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 お よ び C D D P 尿 中 排 泄 量 は, 血 中 遊 離 形 C D D P の 生 体 内 運 命 を 考 慮 し た P K mo d e l ( S ch e me 1 -1 , 上 部) に て f i t t i n g

さ せ, 各 P K p a r a me t e r を 推 定 し た. 投 与 さ れ た C D D P は 遊 離 形 の み が 薬 効 お よ

び 毒 性 発 現 に 関 与 す る.^{8 , 9} ま た, C D D P は 血 中 の 蛋 白 質 に 対 し て 非 特 異 的, 不 可 逆 的 な 結 合 を す る.そ こ で, 本 検 討 で は 通 常 の 2 -c o mp a r t me n t mo d e l に 加 え て ce n t r a l co mp a r t me n t か ら の 消 失 過 程 に 腎 臓 か ら の 排 泄 ( r e n a l c l ea r a n ce : C Lr) お よ び 蛋 白 へ の 不 可 逆 結 合 に よ る 消 失 ( me t ab o l i c c l e a r an c e : C Lm) の 2 つ の 経 路

を mo d e l に 加 え た. さ ら に, 腎 臓 で 濾 過 さ れ た C D D P は 尿 細 管, 尿 管 を 経 由 し

て 尿 中 (膀 胱) へ 排 泄 さ れ る た め, 別 途 で 尿 細 管 区 画 を 設 け 尿 中 排 泄 ま で の 遅 延 も mo d e l に 加 え た. mo d e l 式 を 下 に 示 す.

X1 お よ び X2 は そ れ ぞ れ c e n t r a l お よ び p e r i ph e r a l c o mp a r t me n t に お け る 遊 離 形 C D D P 量 を, C1お よ び C2は そ れ ぞ れ c e n t r a l お よ び p e r i p h e r a l co mp a r t me n t に お け る 遊 離 形 C D D P 濃 度 を, V1 お よ び V2 は そ れ ぞ れ c e n t r a l お よ び p e r i p h e r a l

co mp a r t me n t に お け る 遊 離 形 C D D P の 分 布 容 積 を 示 す. C LD 2 は 遊 離 形 C D D P の

分 布 C L を 示 す. Xp r o xお よ び Xu r i n eは, そ れ ぞ れ 腎 臓 近 位 尿 細 管 お よ び 尿 中 の 遊 離 形 C D D P 量 を 示 す. Kc o lは 蓄 尿 に よ る t i m e -l a g を 解 消 す る 速 度 定 数 を 示 す. な お E q . 3 お よ び E q . 4 は P K mo d e l で の み 使 用 し た.

dX1

dt = −C1× (CLr+ CLm) − CLD₂× (C1− C2) ( 1 ) dX₂

dt = CLD₂× (C₁− C₂) ( 2 )

C1=X1

V₁ , C2=X2

V₂

dX_prox

dt = C₁× (CL_r+ CL_m) − K_col× X_prox ( 3 ) dX_urine

dt = Kcol× Xprox ( 4 )

16 1 -1 - 2 - 7 . T D mo d e l

本 検 討 で 得 ら れ た 血 漿 中 C r濃 度 は, 下 記 の 生 体 応 答 カ ス ケ ー ド を 考 慮 し た T D mo d e l (S c h e me 1 -1 , 下 部) に て f i t t i n g さ せ, p a r a me t e r を 推 定 し た. ま た, C h e n^{1 3} ら の 報 告 し た me t f o r m i n 誘 発 性 腎 毒 性 mo d e l お よ び R o u g i e r^{1 4}ら の 報 告 し た ア ミ ノ 配 糖 体 誘 発 性 腎 毒 性 mo d e l を 基 に シ グ ナ ル 伝 達-間 接 反 応 m o d e l を 構 築 し た. Mo d e l 式 を 下 に 示 す.

C1 は P K mo d e l の c e n t r a l c o mp a r t me n t に お け る 遊 離 形 C D D P 濃 度 を 示 す. E C5 0

お よ び γ は そ れ ぞ れ 最 大 効 果 の 5 0 %を 与 え る 遊 離 形 C D D P 濃 度 お よ び H i l l 係 数 を 示 す. T1-T1 0お よ び τ は 各 t r a n s i t c o mp a r t me n t ( n = 1 0 ) に お け る シ グ ナ ル 強 度 お よ び 各 t r a n s i t c o mp a r t me n t 間 に お け る 平 均 伝 達 時 間 を 示 す. IC5 0は 最 大 阻 害 効

果 の 5 0 %を 与 え る シ グ ナ ル 強 度 を 示 す. Ki n は 0 次 の C r 生 成 速 度 定 数 を 表 し,

C Lc r お よ び Vc r は そ れ ぞ れ C Lc rお よ び C r の 分 布 容 積 を 示 す.こ こ で, ラ ッ ト に お け る C Lc rお よ び Vc rは 既 報 の 値 ( C Lc r= 4 . 68 d L/ h r / k g^{1 5 , 1 6}, Vc r= 5 .5 5 d L / k g^{1 7}) で 固 定 し た. ま た, P K 試 験 お よ び T D 試 験 に は そ れ ぞ れ 別 個 体 を 用 い て 検 討 し て い る た め, P K p a r a me t e r は P K 試 験 に て 得 ら れ た 値 で 固 定 し 検 討 し た.

DT1

dt =1

τ× ( C1^γ

EC₅₀^γ + C1^γ− T2) ( 5 )

dT_(n+1) dt =1

τ× (T_n− T_n+1), n = 1~9 ( 6 ) dCr

dt = K_in−CL_cr

V_cr × (1 − T₁₀

IC₅₀+ T₁₀) × Cr ( 7 )

た だ し t = 0 の と き

T₁= T₂= T₃= T₄= T₅= T₆= T₇= T₈= T₉ = T₁₀ ( 8 )

Cr =K_in× V_cr

CL_cr ( 9 )

17 1 -1 - 2 - 8 . P P K /T D mo d e l i n g

P K お よ び T D に お け る P P K に は, 非 線 形 混 合 効 果 mo d e l , お よ び 解 析 ソ フ ト Wi n N o n l i n^® 6 .3 , N LM E^{T M} 1 . 2 (C e r t a ra LP, P r i n ce t o n , N J , U S A ) を 使 用 し, η-ε 間 相 互 作 用 を 考 慮 し た 条 件 付 き 1 次 近 似 を 用 い た 拡 張 最 小 二 乗 法 ( F i r s t o rd e r co n d i t i o n a l e s t i ma t e -e x t en d ed l e a s t s q u a re s : FO C E -E LS ) に て p a r a me t e r の 推 定 を 行 っ た. 実 測 部 位 で あ る C1 お よ び C r の 個 体 内 変 動 に お け る 誤 差 mo d e l は ， 相 対 誤 差 mo d e l を 用 い た.

O b si , j は, ラ ッ ト i に お け る j 番 目 の 実 測 値 で あ り, P re di , jは そ の 推 定 値 で あ る.

εp l a s m a は 平 均 値 0 で 分 散 σ²の 正 規 分 布 N (0, σp l a s m a / C r2) に 従 う 確 率 変 数 を 示 す.

ま た, Xu r i n eの 個 体 内 変 動 に お け る 誤 差 mo de l は ， 絶 対 誤 差 mo d e l を 用 い た.

O b si , j は, ラ ッ ト i に お け る j 番 目 の 実 測 値 で あ り, P re di , jは そ の 推 定 値 で あ る.

εu r i n e は 平 均 値 0 で 分 散 σ² の 正 規 分 布 N (0, σu r i n e2) に 従 う 確 率 変 数 を 示 す. ま

た, P K p a ra me t e r の 個 体 間 変 動 は, 指 数 誤 差 mo d e l を 用 い た.

Pi , j は, ラ ッ ト i に お け る j と い う P K p a r a me t e r で あ り, θp , j は そ の j と い う P K

p a r a me t e r の 母 集 団 平 均 値 示 す. ηjは, j と い う P K p a r a me t e r に お け る 平 均 値 0 で 分 散 ω² の 正 規 分 布 N (0, ω²) に 従 う 確 率 変 数 を 示 す.

1 -1 - 2 - 9 . Mo d e l v a l i d a t i o n

構 築 し た 全 て のmo d e l構 造 の 妥 当 性 は g oo d n e s s -o f -f i t ( G O F) p lo t お よ び bo o t s t r a p r e s a mp l i n g^{1 8} に よ り 検 証 し た. G O F p l o t で は, ( i ) P P K p a r a me t e rに よ る 推 定 値 ( p r e d i c t i on s : P R E D ) vs . 実 測 値 ( o b s e r va t i o n s : O B S ) , ( i i ) P P K p a r a me t e rに 基 づ きB a ye s推 定 よ り 得 ら れ た 個 々 の 推 定 値 ( i n d i v i d u a l p r ed i c t i on s : IP R E D ) vs .

Obs_i,j = Pred_i,j× (1 + ε_plasma/Cr) ( 1 0 )

Obs_i,j = Pred_i,j+ ε_urine (11 )

P_i,j= θ_p,j× exp (η_j) ( 1 2 )

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O B S , ( i i i ) 条 件 付 き 重 み 付 け 残 差 ( c o n d i t i on a l w e ig h t e d r e s i du a l s : C W R E S ) v s . P R E D ,お よ び ( i v) C WR E S vs . 投 与 後 経 過 時 間 ( t i me a f te r d o s i n g : TA D ) をp lot し, ( i ) お よ び ( i i ) は 直 線y= xに 対 す る 偏 り の な い 推 定 値 分 布 を, ( i i i ) お よ び ( i v ) は 直 線y= 0に 対 す る 偏 り の な い 残 差 を 検 証 し た. B o o t s t r ap r e sa mp l i n gで は, 解 析 に 用 い た 全 ラ ッ ト 個 体 か ら 繰 り 返 し を 許 し た 無 作 為 復 元 抽 出 を 行 い, P P K に 用 い た 全 個 体 数 と 同 数 の d a t a s e tを 10 00組 (P P K mo d e l ) ま た は 5 0 0組

(P P K/ T D mo d e l ) 得 た. そ れ ら を 構 築 し たm od e lで 解 析 し 推 定 値 の 中 央 値 と 上 記

のP P Kに よ っ て 得 ら れ た 推 定 値 と の 残 差 お よ び9 5 p e rc e n t i l e信 頼 区 間 ( 9 5

p e r c e n t i l e co n f i d en c e i n t e r v a l : 9 5^{t h}C I) に て 再 現 性 を 比 較 す る こ と で, 構 成mo d e l の 頑 健 性 お よ び 精 度 を 確 認 し た. P Kお よ びT D p a r a me t e rの 非 線 形 混 合 効 果mo d e l に お け る 母 平 均 (固 定 効 果: θ) へ の 個 体 間 変 動 (ラ ン ダ ム 効 果: η) の 寄 与 の 統 計 学 的 有 意 性 に つ い て は, そ れ ぞ れ 帰 無 仮 説 値 に 固 定 し たmo d e l ( r e d u c ed

model: ηを 削 除 し た 場 合) に よ っ て 得 ら れ る 目 的 関 数 値 の 変 動 値 ( -2 l o g

l i k e l i h o o d d i ff e r en c e : -2 L L) をχ²分 布 値 と 比 較 す る 尤 度 比 検 定 で 判 定 し た. つ ま り, -2 L Lはχ²分 布 に 近 似 さ れ る の で p a r a me t e r数 (自 由 度) が1変 化 し た 際 に, - 2 L Lが6 . 6 3 5以 上 変 化 し た 場 合 (p ≤ 0 .0 1 ) , 帰 無 仮 説 が 棄 却 さ れ る (つ ま り ラ ン ダ ム 効 果 は, 有 意 に 固 定 効 果 に 寄 与 す る) .

1 -1 - 2 - 1 0 . S i mu l a t i o n に よ る 至 適 投 与 設 計 の 探 索

腎 毒 性 を 最 小 限 に 抑 え る 至 適 投 与 設 計 の 探 索 を 目 的 と し て, 異 な る 用 法 ・ 用 量 に お け る 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 お よ び C r 推 移 を s i mu l a t i o n し た. C D D P の 投 与 量 を 1 . 0 , 2 .5 , 5 . 0 お よ び 7 . 5 mg / k g に 設 定 し, そ れ ぞ れ の 投 与 量 を 静 脈 内 に 急 速 投 与 ま た は 1 , 2 お よ び 3 時 間 持 続 投 与 し た と き の 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 お よ び C r の 経 時 的 推 移 を 推 定 し た. 具 体 的 に は, 前 項 ま で に 構 築 し た P P K mo d e l お よ び 推 定 さ れ た P P K p a r a me t e r の 分 布 に 従 っ て M o n t e C a r l o me t h o d に よ り 乱 数 を 発 生 さ せ, 1 0 0 0 0 通 り の 仮 想 検 体 を 作 製 し, そ れ ぞ れ の 血 漿 中 C D D P お よ び C r 濃 度 推 移 を s i mu l a t i o n し た.

19

S c h e me 1 -1 . P o p u l a t i o n p h a r ma c o k i n e t i c / t o x i co d yn a mi c (P P K/ T D ) mo d e l f o r C D D P - i n d u c ed n e p h ro t o x i c i t y i n r a t s . T h e T D m od e l w a s l i n k ed w i t h u n b o u nd C D D P co n ce n t r a t i o n i n ce n t r a l c o mp a r t me n t o f t he P K mo d e l (C1) . T h e s i g n a l t r a n s fe r s ac r o s s e ig h t t r a n s i t co mp a r t me n t s an d i nd i r e c t l y i n h i b i t s t h e e l i mi n a t i o n o f p l a s ma c r ea t i n i n e . E C5 0, IC5 0; p l a s ma C D D P c on c e n t r a t i o n p r o d u c i n g 50 % o f ma x i mu m e ff e c t a n d i n h i b i t i o n . γ ; h i l l c o n s ta n t . τ ; me a n t r a n s i t t i me i n e ac h t ra n s i t co mp a r t me n t . T1-T1 0; s i gn a l t r an s i t c o mp a r t me n t . Ki n; z e r o -o r d e r p ro d uc t i o n r a t e co n s t a n t o f c re a t i n i n e . C Lc r; c r e a t i n i n e c l e a r a nc e .

X

X

K

K

Cr CL

/V

inhibition of creatinine elimination

PK model TD model

signal transduction of cell injury X

V

C

X

V

C

CDDP dosing

CLD

C

EC

+ C

T

IC

+ T

CL

CL

T

T

T

T

T

T

τ

····

τ τ τ τ τ

τ

signal generation

20 1 -1 - 3 . 結 果

1 -1 - 3 - 1 . P K a n d T D s t u d i e s

血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 お よ び C D D P 尿 中 累 積 排 泄 量 の 平 均 推 移 を そ れ ぞ れ F i g u r e 1 -1 aお よ び 1 - 1 b に 示 す. 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 お よ び C D D P 尿 中 累 積 排 泄 量 は ほ ぼ 投 与 量 に 依 存 し た 推 移 を 示 し, 持 続 投 与 し た 場 合, い ず れ の 投 与 量 に お い て も 投 与 後 1 . 5 時 間 あ る い は 2 時 間 で Cm a x に 達 し た. ま た, 急 速 お よ び 2 時 間 持 続 投 与 終 了 後, 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 は 二 相 性 に 減 少 し た. 急 速 お よ び 2 時 間 持 続 投 与 後 の 血 漿 中 C r 推 移 の 結 果 を そ れ ぞ れ F i g u re 1 -2 a お よ び

1 -2 bに 示 す. 急 速 お よ び 2 時 間 持 続 投 与 後 の 一 過 性 C r上 昇 は そ れ ぞ れ 2 . 5 お よ

び 5 . 0 mg / k g 以 上 の 投 与 量 群 で 観 察 さ れ た. ま た, 一 過 性 の C r 上 昇 は C D D P 投

与 後 約 9 6 -1 2 0 時 間 ( 4 -5 日) で 観 察 さ れ, 血 漿 中 C r 濃 度 の 最 大 値 (C rm a x) は 用 量 依 存 的 に 上 昇 し た. し か し, 2 . 5 mg / k g 投 与 に よ る 血 漿 中 C r濃 度 上 昇 は 2 時 間 持 続 投 与 群 と 比 較 し て 急 速 投 与 群 で 大 き か っ た, 一 方, 5 . 0 お よ び 7 . 5 mg / k g 投 与 時 に お い て は 2 時 間 持 続 投 与 群 で 大 き く 上 昇 し た.

F ig u re 1 - 1 . T h e me a n p ro f i l e s o f t h e u n bo u nd C D D P co n c en t r a t i o n i n p l a s ma ( a ) a n d t h e c u mu l a t i ve u r i n a r y u n b o u n d C D D P e x c re t i on ( b ) a f t e r 3 0 -s e c b o l u s in j e c t i o n o f C D D P a t a do s a g e o f 7 . 5 mg / k g (◆) o r 2 -h r i n f u s io n o f 1 . 0 (○ ) , 2 .5 (△), 5.0 (□), and 7. 5 mg / k g (◇) . E ac h s ymb o l r e p r e s en t s t h e m ea n ± S D o f 3 -4 r a t s .

21

F ig u re 1 -2 . T h e p l a s m a c r ea t i n i n e c on c en t r a t i on p r o f i l e s a f t e r 3 0 -s b o l u s i n j e c t i o n o f C D D P ( a ) o r 2 -h r i n fu s i o n (b ) a t a d o s ag e o f 1 .0 ( ○ ) , 2 . 5 (△), 5.0 (□), and 7.5 mg / k g (◇) . E a ch s ymb o l re p r e se n t s t h e me a n ± S D o f 3 -7 r a t s .

1 -1 - 3 - 2 . P P K mo d e l i n g

得 ら れ た 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 を 1 -お よ び 2 -c o mp a r t me n t m o d e lに f i t t i n g さ せ た と こ ろ 2 -c o mp a r t me n t mo d e l が よ り 精 度 よ く 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 推 移 に 適 合 し た ( Δ -2 L L= - 17 3 . 4 ) . さ ら に mo d e l へ の Kc o l の 導 入 も ま た 有 意 に mo d e l の 適 合 性 を 改 善 し た こ と か ら( Δ -2 L L= -1 3 3 . 7 ) , 血 漿 中 遊 離 形 C D D P 濃 度 お よ び C D D P 尿 中 排 泄 量 は, S c h e me 1 -1 上 部 に 示 し た P K mo d e l が よ り 妥 当 性 の 高 い 構 造 で あ る こ と が 確 認 さ れ た. 個 々 の 血 漿 中 遊 離 形 お よ び 尿 中 C D D P 濃 度 に 対 す る f i t t i n g を Fi g u r e 1 - 3 に, P P K mo d e l よ り 得 ら れ た P P K p a r a me t e r の C V % , η - s h r in k a g e , b o o t s t r a p re s a mp l i n g の 結 果 を Tab l e 1 -2 に, G O F p l o t s の 結 果 を F i g u r e 1 -4 に そ れ ぞ れ 示 す. P P K p a r a me t e r の C V %お よ び η -shrinkage は そ れ ぞ れ 5 . 2 1 - 1 5 9 %お よ び 6 . 2 4 -5 0 .0 %で あ り, 全 て の P P K p a r a me t e r は b o o t s t r a p r e s a mp l i n g よ り 得 ら れ た 9 5^{t h}C I に 収 ま り me d i an と 近 似 し て い た. 次 に, O B S vs . P R E D お よ び O B S v s . IP R E D p l o t s は, 観 測 値 が y= x 上 に 密 集 し て お り, い ず れ の 濃 度 域 に お い て も 対 称 に 分 布 し た こ と か ら P P K mo d e lの 良 好 な 予 測 性 が 確 認 さ れ た. ま た, C WR E S vs . TA D お よ び C W R E S vs . P R E D p l o t s は, 傾 向 が な く C WR E S = 0 周 囲 に ラ ン ダ ム に 散 在 し た こ と か ら, P P K mo d e l の 構 造 お よ び 誤 差 mo d e l の 妥 当 性 が 示 さ れ た.

22

Ta b l e 1 -2 . P P K p a r a me t e r s o f un b o u n d C D D P an d b o o t s t r a p v a l i d a t i o n

P ar a me t e r (U n i t )

O r i g i n a l d a t a s e t B o o t s t r ap r e p l i ca t i o n

R e s i d u a l ( % ) E s t i ma t e

C V ( % )

S h r i n ka g e ( % )

Me d i a n

9 5^{t h}C I [ 2 . 5 t h – 9 7 .5 t h ]

P op u la t i o n me a n

V1 ( m L) 79 . 7 5 . 2 1 7 8 . 7 [ 7 2 . 1 – 8 4 . 6 ] 1 . 2 5

V2 ( m L) 11 6 2 3 . 9 11 6 [ 7 2 . 0 – 1 9 4 ] 0 . 4 1 9

C LD 2 ( m L / h r ) 47 . 7 6 . 2 1 4 8 . 8 [ 3 7 . 3 – 6 0 . 4 ] -2 . 3 1 C Lm ( m L / h r ) 1 5 7 9 . 2 1 1 5 6 [ 1 3 6 – 1 7 9 ] 0 . 6 3 7 C Lr ( m L / h r ) 75 . 8 6 . 5 3 7 6 . 1 [ 6 7 . 2 – 8 3 . 1 ] -0 . 3 9 6

Kc o l ( h r^{- 1}) 5. 2 0 2 1 . 1 5 . 1 7 [ 3 . 6 1 – 7 . 4 3 ] 0 . 5 7 7

In t e r n a l -i n d i v i d u a l v a r i a b i l i t y

V1 ( % ) 9. 6 8 15 9 50 . 0 7 . 4 1 [ 0 . 0 1 – 2 6 . 8 ] 2 3 . 5 C LD 2 ( % ) 45 . 3 4 2 . 7 8. 7 4 4 6 . 3 [ 3 0 . 2 – 5 9 . 9 ] -2 . 2 1 C Lm ( % ) 19 . 7 4 0 . 6 6. 5 3 1 9 . 2 [ 6 . 7 0 – 2 9 . 5 ] 2 . 5 4 C Lr ( % ) 24 . 2 3 8 . 4 6. 2 4 2 3 . 7 [ 7 . 5 1 – 3 7 . 6 ] 2 . 0 7

Kc o l ( % ) 59 . 7 6 4 . 6 25 . 6 5 5 . 7 [ 1 5 . 2 – 8 1 . 2 ] 6 . 7 0

R e s i d u a l v a r i a b i l i t y

σp l a s m a ( % ) 17 . 4 9 . 3 3 1 6 . 9 [ 1 4 . 8 – 1 8 . 9 ] 2 . 9 5

σu r i n e (μg) 16 . 9 8 . 6 9 1 6 . 9 [ 1 3 . 1 – 2 0 . 7 ] 0 . 1 2 5

V1 a n d V2: u n b o u nd C D D P d i s t r i b u t i o n vo l u me o f e a ch c o m p a r t me n t . C LD 2 : d i s t r i b u t i o n c l e a r an c e. C Lm a n d C Lr: me t a b o l i c a nd r e n a l c l ea r a n ce s , r e sp e c t i v e l y.

Kc o l: c o l l e c t i o n d e l a y co n s t a n t . C V, co e ff i c i e n t o f v a r i a t i o n ; 9 5^{t h}C I , 9 5 p e r c en t i l e co n f i d en c e in t e r v a l o f bo o t s t r a p r e p l i c a t i on s . σ , re s i d u a l v a r i a b i l i t y.

R e s i d u a l ( % )= ( e s t i ma t e v a l u e o f o r ig i n a l da t a – b o o t s t r ap me d i a n v a l u e s ) / e s t i ma t e va l u e o f o r i g i n a l d a t a × 10 0

23

F ig u re 1 - 3 . In d i v i d u a l f i t t e d c u r ve s t o t he ob s e r v a t i o n s o f u n b o u nd C D D P c o n c e n t r a t i on i n p l a s ma ( u p pe r ) a nd cu mu l a t i ve u r i na r y u n b o u n d C D D P ex c r e t i o n (b o t t o m) b y t h e P P K mo d e l . S y mb o l s an d th e s a me co l o r l i n e r e p re s e n t i n d i vi d u a l o b s e r va t i o n s a nd th e f i t t e d cu r v e , r e sp e c t i ve l y.

24

F ig u re 1 - 4 . G o o dn e s s - o f -f i t p l o t s o f p op u l a t i on p h a r ma c o k i n e t i c s mo d e l o f u n bo u nd C D D P c on c en t r a t i o n i n p l a s ma ( u pp e r ) an d cu mu l a t i v e u r i n a r y C D D P e x c r e t i on ( b o t t o m) . P o p u l a t i o n p r e d i c t i o n s (P R E D ) vs . c on d i t i o n a l w e i g h ed r e s i d ua l s ( C WR E S ), t i me a f t e r d o s i n g v s . C WR E S , P R E D vs . ob s e r va t i o n s , a nd i n d i vi d u a l p r ed i c t i o n s ( IP R E D ) vs . o b s e r va t i on s . S o l i d l i n e i n P R E D o r IP R E D vs . o b s e r v a t i o n p lo t i n d i c a t e s t h e i d en t i t y l i n e ( y= x ) .

Unbound CDDP concentration in plasma

Cumulative urinary CDDP excretion

25 1-1 -3-3 . PPK/TD mod eling

腎 毒 性 発 現 に 伴 う 血 漿 中 C r 濃 度 推 移 は 線 形 の シ グ ナ ル 伝 達 mo del で は 十 分 fit し な か っ た た め, 非 線 形 型 で あ る sigmoid Em a x modelを 有 す る シ グ ナ ル 伝 達 model を 採 用 し た. シ グ ナ ル 伝 達 model は CDDP 投 与 か ら 血 漿 中 Cr 濃 度 が 上 昇 す る ま で の 時 間 的 な ラ グ を 解 消 し, 10 個 の transit compartment を 連 結 さ せ た mo del が 最 も 適 合 し た. GO F plots の 結 果 を Figure 1 -5 に, P P K model よ り 得 ら れ た P P K

parameter の CV%, η-shrinkage, bootstrap resampling の 結 果 を Table 1 -3 に, 個 々 の

血 漿 中Cr推 移 に 対 す る fittingを Figure 1 -6に そ れ ぞ れ 示 す. P P K parameterの CV%

お よ び η-shrinkage は そ れ ぞ れ 5.27 -46.2%お よ び 22.1 -29.8 %で あ っ た. こ こ で,

PP K/TD model を 構 築 す る う え で Ki nお よ び IC5 0を 除 い た parameter に お け る 個 体

間 変 動 の 導 入 は い ず れ も model 適 合 性 を 優 位 に 改 善 さ せ な か っ た こ と か ら, mod el に 組 み 込 ま な か っ た. ま た, bootstrap resampling お よ び GO F plo ts の 結 果 は い ず れ も 良 好 で あ っ た こ と か ら, P P K/TD model の 構 造 お よ び 誤 差 mod el の 妥 当 性 が 示 さ れ た.

Figu re 1 -5. Goo dness -o f-fit plots of P P K/TD model. P opulation prediction s (P RED) vs . cond ition al weighed residuals (CWRES), time after do sing vs . CWRES, P RED vs . observations, an d individual predictions (IP RED) vs . observation s. S olid line in P RED or IP RED vs. observation plot indicates the identit y line (y=x).

26

Table 1-3 . P P K/TD parameters of CDDP -induced acu te renal inju ry and boo tstrap validation

P ara me te r (U ni t)

Ori gi nal da ta se t B oot str ap r ep li ca tio n

Re s id ual (%) Es ti ma te C V (% )

S hr i nka ge (%)

Med ia n

9 5^{t h}CI [2.5t h– 97.5 t h]

P opula tio n me a n

EC5 0 (μg/mL) 2.48 11.3 2.50 [ 2.14 – 3.53 ] 0.806

γ (―) 5.05 24.8 5.02 [ 3.28 – 1 7 0 ] -0 .594

τ (hr ) 11.1 1.0 11.1 [ 10.9 – 11.4 ] -0 .153

Ki n ( mg/d L/ hr ) 0.204 2.0 0.204 [ 0.197 – 0.211 ] 0.0562

C Lc r (d L/ hr / kg) 4.68 ( fi xed )^a

Vc r (d L/ kg) 5.55 ( fi xed )^b

IC5 0 (μg/mL) 0.00298 15.2 0.00294 [ 0.00214 – 0.00369 ] -1 .34

Inter na l -i ndi vid ua l var ia bil it y

Ki n (%) 40.4 38.0 29.8 38.7 [ 2.58 – 51.6 ] -4 .21

IC5 0 (%) 8.47 46.2 22.1 8.19 [ 3.06 – 11.3 ] -3 .31

Re s id ual var iab il i t y

σC r (%) 16.6 5.27 16.5 [ 14.8 – 17.9 ] -0 .602

EC5 0: unbound CDDP concentration producing 50% of the maximum effect. γ: hill constant. τ: transit time in each transit compartment. IC5 0: signal intensity prod ucing 50% of the in hib ition effect. Kin: zero -order productio n rate con stant o f creatinin e. C Lc r

and Vc r: creatin ine clearance and creatinine distribu tion vo lu me, respectively. CV, coefficien t o f variatio n; 95^{t h}C I, 95 percentile confid ence in terval o f boo tstrap replications. σ, residual variability.

Resid ual (%)= (estimate value of original data – bootstrap median valu es)/estimate value of o riginal data × 100

a C Lcr was fixed at previousl y repo rted value.^{1 5 - 1 6}

b Vcr was fixed at previously reported value.^{1 7}

27

Figure 1-6 . Ind ividu al fitted curves to observed creatin in e concen trations after 30 -s bolu s injection (u pper) or 2 -hr infusion of C DDP (botto m) by the PP K/TD model.

S ymbo ls and th e same color line represent the individual ob servations and the fitted curve, respective ly.

28 1-1 -3-4 . Dosing S imu lation

Figu re 1 -7 は 構 築 し た PP K/TD modelお よ び parameter か ら 4 つ の 異 な る 用 法・用

量 で CDDP を 投 与 し た 際 の 血 漿 中 遊 離 形 C DDP 濃 度 推 移 (上 部) お よ び 血 漿 中 Cr 濃 度 推 移 (下 部) を simulation し た 結 果 で あ る. 血 漿 中 遊 離 形 CD DP の Cm a xは 用 量 の 減 少 お よ び 持 続 投 与 時 間 の 延 長 に 伴 い 低 下 し た. し か し, 7.5 mg /kg 急 速 投 与

後 の Cm a x は, 3 時 間 持 続 投 与 後 の Cm a x と 比 較 し て 約 1 0 倍 高 い に も か か わ ら ず

Crm a x は 3 時 間 持 続 投 与 群 で よ り 高 値 を 示 し, Crm a xは 遊 離 形 CDDP の Cm a x と 完 全

に は 相 関 し な か っ た.

Figure 1 -7. Simu lated unbound CDDP concentrations in p lasma (upper) and creatinine

concen trations (bo ttom) at various dosages and dosing rates of CDDP . Each so lid line and shaded area represents the median and 90^{t h} percen tile confiden ce interval (9 0^{t h}C I) of 10,000 simulations, respectively. The horizontal line indicates 1.0 μg/mL of the unbound CDDP concentration.

29

1-1 -4. 考 察

本 研 究 で は, ラ ッ ト に お け る CDDP 誘 発 性 腎 毒 性 の P P K/TD model を 構 築 し, 異 な る 用 法 ・ 用 量 に お け る 血 漿 中 遊 離 形 C DDP 濃 度 推 移 お よ び Cr 濃 度 推 移 を

simu lation す る こ と で, 腎 毒 性 を 最 小 限 に 抑 え る 投 与 設 計 に つ い て 検 討 し た.

血 漿 中 遊 離 形 CDDP 濃 度 は CDDP 投 与 終 了 時 が 最 大 で あ り, そ の 後 速 や か に 血 漿 中 よ り 消 失 し た (Fi gure 1 -1a). CDDP (1.0, 2.5, 5.0 お よ び 7.5 mg /kg ) 2 時 間 持 続 投 与 後 に お け る 血 漿 中 遊 離 形CDDPのAUCを 線 形 台 形 公 式 よ り 算 出 し た 結 果, そ れ ぞ れ 1.0 4 ± 0.06 , 2.45 ± 0. 18, 5.40 ± 0.38, 7.97 ± 2.23 h r・µg/mL で あ り AUC は 用 量 に 比 例 し て 増 加 し, CDDPのP Kは 用 量 に 対 し て 線 形 性 を 示 す こ と が 確 認 さ れ た.

ま た, P P K mo del に は, 血 漿 中 遊 離 形 CDDP 濃 度 推 移 の 二 相 性, -2 LL 値 を 用 い た

model 適 合 性, お よ び 既 報 を 参 考 に 2 -compartmen t model を 採 用 し た.1 9 - 2 0 CDDP は

腎 排 泄 型 で あ り,^{2 1} さ ら に 血 漿 中 の 蛋 白 質 と 非 特 異 的 ・ 不 可 逆 的 に 結 合 し 薬 効 を 失 う た め,^{8 - 9} 蛋 白 質 と の 結 合 は 不 活 性 種 へ の 代 謝 と み な さ れ る. よ っ て, C Lr お よ び C Lmの 2経 路 で の 消 失 過 程 を model に 採 用 し, validationの 結 果 も 良 好 で あ っ た. 以 上 よ り, 構 築 し た P P K mod el の 構 造 は 血 漿 中 遊 離 形 CDDP 濃 度 推 移 を 高 精 度 に 捕 捉 し, か つ CDDP の 生 体 内 運 命 を 高 く 反 映 す る も の で あ る と 考 え ら れ る.

一 過 性 の Cr 濃 度 上 昇 は 投 与 後 約 96 -120 hr (4 -5 day) で 観 察 さ れ (Figu re 1 -2) 既 報 と も 一 致 し た.^{9 , 2 2} こ こ で, CDDP 投 与 終 了 後 速 や か に 消 失 す る 血 漿 中 遊 離 形 CDDPと, 一 過 性 の Cr濃 度 上 昇 と の 間 に は 大 幅 な 時 間 的 遅 延 が 認 め ら れ た. CDDP 誘 発 性 腎 毒 性 の 発 現 機 序 と し て, 腎 尿 細 管 上 皮 細 胞 に お け る ア ポ ト ー シ ス が 報 告 さ れ て い る.^{2 3 , 2 4} ア ポ ト ー シ ス の メ カ ニ ズ ム に は 活 性 酸 素 種 の 生 成 や ^{2 5} TN F-α の 産 生 亢 進 ^{2 6 , 2 7}等 の 関 与 が 知 ら れ て お り, 実 際 に 腎 臓 近 位 尿 細 管 細 胞 の ア ポ ト ー シ ス が CDDP 投 与 後 5 日 目 に ピ ー ク に 達 す る と 報 告 さ れ て い る.^{2 5} 以 上 よ り, 細 胞 傷 害 性 シ グ ナ ル の 伝 達 に は 時 間 を 要 す る た め, 本 研 究 で も 同 様 に 血 漿 中 遊 離 形 CDDP濃 度 に 対 し て Cr濃 度 推 移 の 時 間 的 遅 延 が 生 じ た と 考 え ら れ る. ま た, CDDP 投 与 後 の 一 過 性 Cr 上 昇 は 2.5 mg/kg 以 上 の 用 量 を 急 速 投 与, も し く は 5.0 mg/kg 以 上 の 用 量 を 2 時 間 持 続 投 与 し た 際 に 観 察 さ れ (Figu re 1 -2, 1 -6), Nagai ら ^{5 , 6}に よ る BUN 上 昇 の タ イ ミ ン グ と 一 致 し た. さ ら に, CDDP の 用 量 と 腎 毒 性 の 程 度 に は 非 線 形 性 が 観 察 さ れ た. 腎 毒 性 が 用 量 非 線 形 性 を 示 し た 理 由 は 未 解 明 で あ る も の

30

の, CDDP 誘 発 性 ア ポ ト ー シ ス を 調 節 す る DNA 修 復 因 子 (p 53) の feedback 系 が

関 与 し た 可 能 性 が 考 え ら れ る.^{2 3} よ っ て, CDDP 投 与 後 の TD 解 析 に は 非 線 形 お よ い 時 間 的 遅 延 を 考 慮 し た model を 適 応 す る 必 要 性 が 示 さ れ た.

以 上 よ り, P P K/TD model は 腎 毒 性 の 発 現 機 序 に 基 づ き 構 築 し, 細 胞 傷 害 性 シ グ ナ ル の 発 生, シ グ ナ ル 伝 達 ・ ア ポ ト ー シ ス の 誘 導, お よ ぼ Cr 排 泄 阻 害 の 3 つ の 過 程 で 構 成 し た (Scheme 1 -1 下 部). 細 胞 傷 害 性 シ グ ナ ル の 発 生 は C1 を 起 点 と し た シ グ モ イ ド Em a x model に よ り 表 現 す る こ と で, 腎 毒 性 発 現 に お け る 非 線 形 性 を 説 明 し た. ま た, 細 胞 傷 害 性 シ グ ナ ル の 増 幅 は, シ グ ナ ル 発 生 の 起 点 で あ る シ グ モ

イ ド Em a x mod el に Hill 係 数 (γ ) を 組 み 込 む こ と で 単 純 化 し た. ま た, CDDP 投 与

後 の 細 胞 傷 害 性 シ グ ナ ル 発 生 か ら 腎 毒 性 発 現 ま で の 時 間 的 遅 延 を 説 明 す る た め に シ グ ナ ル 伝 達 mo del を 用 い た. シ グ ナ ル 伝 達 model は, 抗 が ん 剤 の 効 果 予 測 を 目 的 と し た mod elin g に 広 く 用 い ら れ て お り,2 8 , 2 9 抗 が ん 剤 の 投 与 と そ れ に 伴 い 発 生 す る シ グ ナ ル 伝 達 を 介 し た 効 果 発 現 ま で の 時 間 的 遅 延 を 説 明 す る こ と が 可 能 で あ る. 加 え て 腎 臓 で の Cr 排 泄 阻 害 に よ り 生 じ る Cr 上 昇 を 説 明 す る た め に 間 接 反 応

model を 組 み 込 ん だ. ま た, こ れ ら 腎 毒 性 の 発 現 機 序 に 基 づ き 構 築 し た P P K/TD

model の validation 結 果 は 良 好 で あ り, model の 生 理 学 的 妥 当 性 が 示 さ れ た.

本 研 究 の 目 的 は 構 築 し た P P K/TD model を 用 い て 異 な る 用 法 ・ 用 量 に お け る 血 漿 中 遊 離 形 CDDP 濃 度 お よ び Cr 推 移 を simulation す る こ と で 腎 毒 性 を 最 小 に 抑 制 し 得 る 投 与 設 計 を 探 索 す る こ と で あ る. こ れ ま で に 同 一 用 法 で あ れ ば 用 量 依 存 的 な 腎 毒 性 増 悪 が 報 告 さ れ て い る が,5 , 6 , 9 , 2 2 , 3 0 異 な る 用 法 で 同 一 用 量 を 投 与 し た 際 の 腎 毒 性 発 現 と の 関 連 性 は 未 解 明 で あ る た め, 構 築 し た P P K/TD mod el に て 検 討 し た. そ の 結 果, 同 一 用 法 で 用 量 の み を 変 更 し た 場 合, 用 量 依 存 的 に 上 昇 す る

Cm a x と Crm a x と の 間 に 高 い 相 関 を 示 し た (Fi gure 1 -7 ). 一 方, 同 一 用 量 で 投 与 持 続

時 間 の み を 変 更 し た 場 合, Cm a x は 投 与 持 続 時 間 の 延 長 に 伴 い 低 下 す る の に も 関 わ

ら ず, Crm a x は Cm a x と 相 関 せ ず Cm a x が 低 く て も 投 与 持 続 時 間 が 長 い と 腎 毒 性 が 増

悪 す る こ と が 示 さ れ た (Figure 1 -7). よ っ て, 腎 毒 性 は Cm a x と 共 に 血 漿 中 遊 離 形 CDDP 濃 度 が 一 定 の 毒 性 発 現 濃 度 以 上 を 持 続 し た 時 間 に 応 じ て 発 現 す る こ と が 示 唆 さ れ た. こ の 毒 性 発 現 濃 度 は 約 1.0 µg/mL で あ っ た こ と か ら, 血 漿 中 遊 離 形 CDDP 濃 度 は 約 1.0 µ g/m L を 超 え な い 投 与 速 度 設 計 が 腎 毒 性 軽 減 に 有 用 で あ る 可 能 性 が 示 さ れ た. こ の 毒 性 発 現 濃 度 (約 1.0 µg/mL) は EC5 0お よ び γ 値 よ り 算 出