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送達・体内動態Research × Nonclinical / トピック 9 of 15

PK/PD・曝露評価

血中濃度・半減期薬の血中濃度が半分に下がるまでの時間。抗体フラグメントでは短く、延長の工夫が要る。・作用持続を、モダリティ抗体・低分子・核酸・細胞治療など、医薬品の種類・創薬手法の区分。ごとにどの分析物・どの手法で見るか

曝露量と作用持続の把握は用量設定・投与間隔・安全域の根拠になります。ただしPKで測る「対象」も適した手法もモダリティで根本的に異なるため、同じ枠組みで一律に扱うと曝露を見誤ります。

7モダリティを比較68装置・試薬の代表例

共通の考え方共通の起点は「曝露（何が・どこに・どれだけ・いつまで）を測り、PDと結びつける」ことです。測るべき分析物と定量法（リガンド結合／LC-MS／qPCR・ddPCR）をそのモダリティの体内挙動に合わせて選び、バリデーションはICH M10に沿わせるのが基準的な考え方です。

モダリティ別の進め方（7比較）

モダリティアプローチ（手法）読み出し・指標留意点
抗体（mAb）リガンド担体ビーズ表面に結合させた官能基やタンパク質で、目的物や不純物と相互作用して分離を担う部分。結合アッセイ（ELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →等）で血清中濃度を測定し、母集団PK／TMDD抗体が標的に結合し、その複合体ごと細胞に取り込まれて消失する現象。用量で薬物動態が変わる主因。モデルで解析します。FcRnリサイクリングFcRnが酸性で抗体を捕まえ中性で放すことで、細胞に取り込まれた抗体を分解から救い血中へ戻す再利用の仕組み。による長い半減期薬の血中濃度が半分に下がるまでの時間。抗体フラグメントでは短く、延長の工夫が要る。と、標的介在クリアランス薬が血中から取り除かれる速さ。ADCでは薬物が多く付いた高DAR種ほど速まりやすい。（TMDD）に由来する非線形PKを評価します血清中濃度、半減期薬の血中濃度が半分に下がるまでの時間。抗体フラグメントでは短く、延長の工夫が要る。（週単位）、CL/Vd、AUC遠心中の試料の沈み方を光で測り、分子の大きさや会合状態を調べる分析装置です。純度や凝集の評価に使います。詳しく →・Cmax投与後に達する最も高い血中濃度。薬がどれくらいの速さで届くかの指標。、非線形性（用量比例性からの逸脱承認された手順や規格から外れた事象。GMPでは発見したら記録し、製品品質への影響を評価してロットの可否を判断します。詳しく →）抗薬物抗体（ADA）投与した薬に対して患者の体内でできる抗体。効果や安全性に影響しうるため監視される。はクリアランス薬が血中から取り除かれる速さ。ADCでは薬物が多く付いた高DAR種ほど速まりやすい。亢進・曝露低下として現れるため、PKと免疫原性薬そのものが患者の免疫応答を誘発しやすい性質。凝集体や不純物、投与経路、患者背景などが要因になる。を併せて解釈します。標的発現量細胞が目的のタンパク質を作る量。低いと必要量の確保に手間がかかり、製造コストが上がる。が消失に効くため用量域で挙動が変わります
ADC複数分析物を並行測定します。総抗体（コンジュゲート＋非コンジュゲート）と抗体薬物複合体標的を選ぶ抗体に、細胞傷害性の薬物（ペイロード）をリンカーでつないだ分子。（コンジュゲート抗体）はリガンド担体ビーズ表面に結合させた官能基やタンパク質で、目的物や不純物と相互作用して分離を担う部分。結合アッセイ、遊離ペイロード抗体薬物複合体(ADC)で抗体に結合させる強力な細胞毒(薬物)です。抗体によって標的の細胞まで運ばれ、そこで細胞を殺す作用を担います。詳しく →はLC-MS/MS液体クロマトグラフィーと質量分析を組み合わせ、断片を一つずつ読んで配列や修飾部位を特定する手法。で測定し、血中でのデコンジュゲーション（DAR抗体薬物複合体(ADC)で、抗体1分子に結合した薬物の平均数です。効果と安全性を左右するため測定する指標です。詳しく →推移）も追います総抗体・コンジュゲート抗体・遊離ペイロード抗体薬物複合体(ADC)で抗体に結合させる強力な細胞毒(薬物)です。抗体によって標的の細胞まで運ばれ、そこで細胞を殺す作用を担います。詳しく →の各濃度、DAR抗体薬物複合体(ADC)で、抗体1分子に結合した薬物の平均数です。効果と安全性を左右するため測定する指標です。詳しく →の経時変化、ペイロード曝露抗体成分と小分子ペイロード抗体薬物複合体(ADC)で抗体に結合させる強力な細胞毒(薬物)です。抗体によって標的の細胞まで運ばれ、そこで細胞を殺す作用を担います。詳しく →で消失挙動が異なるため、単一分析物では曝露と毒性を結びつけにくくなります
mRNA-LNP一過性の分布・発現目的タンパク質をコードする遺伝子を宿主細胞内で転写・翻訳させ、機能的なタンパク質として産生させる工程。を評価します。LNPmRNAなどを包んで細胞へ届ける脂質の微粒子。全身投与では肝細胞に取り込まれやすい。構成脂質・mRNAはLC-MS液体クロマトグラフで成分を分離したうえで質量分析計にかけ、分子量を測って物質の同定や定量を行う手法です。詳しく →／qPCR核酸を増幅しながら蛍光の増え方を追い、標的DNA・RNAの量を測る装置です。増幅の立ち上がりの早さから濃度を求めます。詳しく →等で、発現産物（コード蛋白）はリガンド担体ビーズ表面に結合させた官能基やタンパク質で、目的物や不純物と相互作用して分離を担う部分。結合アッセイで測定し、分布は肝を中心とする組織移行薬が血液から組織へ移り分布すること。脂溶性やイオン化、組織結合の強さで移りやすさが決まる。を確認しますmRNA・脂質の血中／組織中濃度と消失、発現目的タンパク質をコードする遺伝子を宿主細胞内で転写・翻訳させ、機能的なタンパク質として産生させる工程。蛋白の産生量とその持続（一過性）「薬」がその場で作られる産物であるため、投与分子の血中濃度だけでなく発現目的タンパク質をコードする遺伝子を宿主細胞内で転写・翻訳させ、機能的なタンパク質として産生させる工程。の時間経過を見る必要があります。分布は肝優位になりがちです
AAV（遺伝子治療）従来の血中PKになじまないため、単回投与後にベクターゲノム（vg）組織中に存在するベクターの遺伝子の量。qPCR等でコピー数として定量し分布を評価する。のバイオディストリビューション投与した薬が体内のどこにどれだけ届き、どれだけ留まるかを測る評価のこと。と導入遺伝子ベクターで細胞に運んで働かせる目的の遺伝子。発現目的タンパク質をコードする遺伝子を宿主細胞内で転写・翻訳させ、機能的なタンパク質として産生させる工程。・排出（シェディング投与した遺伝子治療ベクターやウイルスが、尿・便・唾液などを通じて体外へ排出される現象。）をqPCR核酸を増幅しながら蛍光の増え方を追い、標的DNA・RNAの量を測る装置です。増幅の立ち上がりの早さから濃度を求めます。詳しく →／ddPCR反応液を無数の微小区画に分けて増幅し、陽性区画の数から核酸の量を絶対値で数える装置です。ごく微量の検出や定量に強みがあります。詳しく →で追跡し、組織内vgコピー数を主指標とします組織中ベクターゲノムコピー数（vg/µg DNA等）、導入遺伝子ベクターで細胞に運んで働かせる目的の遺伝子。産物の発現量細胞が目的のタンパク質を作る量。低いと必要量の確保に手間がかかり、製造コストが上がる。・持続、体液中シェディング投与した遺伝子治療ベクターやウイルスが、尿・便・唾液などを通じて体外へ排出される現象。血中半減期薬の血中濃度が半分に下がるまでの時間。抗体フラグメントでは短く、延長の工夫が要る。という枠組みでは作用持続を説明できません。組織内での持続を主眼に、質量（mg）ではなくvgを基準とした投与量設計が中心になります。既存中和抗体ウイルスベクターのカプシドなどに結合し、細胞に届く前に働きを失わせる抗体。再投与の壁になる。や単回投与という制約も踏まえます。ICH S12遺伝子治療製品の非臨床の組織分布評価の考え方を示すICHガイドライン。では長期の生体内分布投与した薬が体内のどこにどれだけ届き、どれだけ留まるかを測る評価のこと。評価が求められます
siRNA・ASO（核酸）血漿中はハイブリダイゼーション相補的な塩基配列を持つ核酸鎖同士が水素結合して二重鎖を形成する反応。ELISA抗原と抗体の結合を酵素反応による発色などで検出し、目的の物質の有無や量を測る手法です。不純物や力価の測定に広く使われます。詳しく →やLC-MS液体クロマトグラフで成分を分離したうえで質量分析計にかけ、分子量を測って物質の同定や定量を行う手法です。詳しく →で測定します。血中からは速やかに消失する一方、標的組織（特に肝）に蓄積するため組織中濃度も評価し、GalNAc核酸医薬を肝臓の細胞へ届けるために結合させる糖のリガンドです。肝細胞表面の受容体に結びつき、薬物の取り込みを高めます。詳しく →結合体は肝実質細胞への取り込みを前提に解釈します血漿からの急速消失（短い血中半減期薬の血中濃度が半分に下がるまでの時間。抗体フラグメントでは短く、延長の工夫が要る。）、肝など組織中の蓄積濃度、薬理作用の長い持続（血中濃度と乖離）血中消失の速さと作用持続の長さが乖離するため、血漿PKだけでは持続を説明できません。組織曝露と標的ノックダウン核酸医薬などで標的遺伝子の発現を下げること。細胞での薬効指標になる。（PD）を併せて見ます
細胞治療（CAR-T・iPS）古典的PKではなく細胞動態（セルカイネティクス）として、投与細胞の拡大（expansion）→収縮（contraction）→持続（persistence投与したベクターや細胞が体内にどれだけ長く残り続けるか。分布・sheddingと一体で評価する。）をqPCR核酸を増幅しながら蛍光の増え方を追い、標的DNA・RNAの量を測る装置です。増幅の立ち上がりの早さから濃度を求めます。詳しく →／ddPCR反応液を無数の微小区画に分けて増幅し、陽性区画の数から核酸の量を絶対値で数える装置です。ごく微量の検出や定量に強みがあります。詳しく →（導入遺伝子ベクターで細胞に運んで働かせる目的の遺伝子。コピー数）やフローサイトメトリー細胞を一つずつ測定し、表面マーカーや性質を調べる手法です。細胞の種類・純度・活性の確認に使います。詳しく →で追跡します血中トランスジーンコピー数のCmax投与後に達する最も高い血中濃度。薬がどれくらいの速さで届くかの指標。・AUC遠心中の試料の沈み方を光で測り、分子の大きさや会合状態を調べる分析装置です。純度や凝集の評価に使います。詳しく →・持続期間、生着・体内分布濃度・半減期薬の血中濃度が半分に下がるまでの時間。抗体フラグメントでは短く、延長の工夫が要る。の枠組みは当てはまりません。生きた細胞が体内で増減するため、曝露は細胞数の時間推移として捉えます
低分子げっ歯類・非げっ歯類で経口／静注のPK（Cmax投与後に達する最も高い血中濃度。薬がどれくらいの速さで届くかの指標。・AUC遠心中の試料の沈み方を光で測り、分子の大きさや会合状態を調べる分析装置です。純度や凝集の評価に使います。詳しく →・t1/2・CL・Vd・F）を取得します。並行して肝ミクロソーム肝細胞をすりつぶして得た小胞体由来の画分。CYPなどの代謝酵素が濃縮され、代謝安定性の評価に使う。・肝細胞での代謝安定性肝ミクロソームや肝細胞などを用いた試験管内試験で、薬物が代謝酵素によってどれだけ速く分解されるかを評価する指標。、血漿タンパク結合薬がアルブミンなど血中のタンパク質に結合すること。結合が強いと薬は血中に留まり分布容積は小さくなる。、CYP肝臓に多く存在する代表的な薬物代謝酵素群。多くの低分子医薬の代謝を担う。阻害・誘導、トランスポーター細胞膜にあり薬を細胞外へ汲み出したり内へ引き込んだりして、体内濃度を左右するタンパク質。相互作用をin vitro生きた動物の体外で、試験管やシャーレなどを用いて細胞・組織・分子レベルで行う実験を指す用語。で押さえますバイオアベイラビリティ投与した薬のうち、未変化のまま全身循環に到達する割合。静脈内投与を100%として比較する。（F）、クリアランス薬が血中から取り除かれる速さ。ADCでは薬物が多く付いた高DAR種ほど速まりやすい。、半減期薬の血中濃度が半分に下がるまでの時間。抗体フラグメントでは短く、延長の工夫が要る。、非結合分率血液や反応液中で、タンパクに結合せず自由に存在する薬物の割合。代謝や作用に関わるのはこの分。（fu）、CYP肝臓に多く存在する代表的な薬物代謝酵素群。多くの低分子医薬の代謝を担う。阻害IC50対象の働きを半分に抑えるのに必要な薬物濃度で、値が小さいほど強く阻害する。hERG阻害の強さを表す。、代謝安定性肝ミクロソームや肝細胞などを用いた試験管内試験で、薬物が代謝酵素によってどれだけ速く分解されるかを評価する指標。（CLint）低分子でもっとも作り込まれた領域です。経口吸収と代謝安定性肝ミクロソームや肝細胞などを用いた試験管内試験で、薬物が代謝酵素によってどれだけ速く分解されるかを評価する指標。が律速になりやすく、PBPKによるヒトPK予測の精度が開発判断を左右します

このトピックで使う装置・試薬68件

装置・試薬の多くはモダリティを問わず共通に使われます。ここでは各モダリティの文脈での使い方として示しており、名称のリンク先（製品ガイド）は横断で参照できます。

抗体9件
装置・機器5
  • 自動化リガンド結合アッセイ（マイクロ流体イムノアッセイ）Gyros Protein Technologies Gyrolab xP / Gyrolab xPlore
  • 電気化学発光（ECL）イムノアッセイリーダーMeso Scale Discovery MESO QuickPlex SQ 120 / MESO SECTOR S 600
  • マイクロプレートリーダー（吸光/蛍光、ELISA用）Molecular Devices SpectraMax iD5 / SpectraMax Paradigm, BioTek Synergy Neo2
  • 自動プレートウォッシャー・分注機BioTek 405 TS Washer, Tecan Freedom EVO, Hamilton Microlab STAR
  • PK/PDデータ解析・母集団PK/TMDDモデリング用ソフトCertara Phoenix WinNonlin / NLME, ICON NONMEM, Monolix (Lixoft / Simulations Plus)
試薬・キット4
  • 捕捉・検出用試薬（抗ヒトIgG Fc、抗イディオタイプ抗体）Southern Biotech 抗ヒトIgG Fc, Jackson ImmunoResearch 抗ヒトIgG (H+L)
  • ビオチン・スルホTAG標識キット（Gyrolab/MSD検出用）MSD GOLD SULFO-TAG NHS-Ester, Thermo EZ-Link Sulfo-NHS-LC-Biotin
  • ストレプトアビジンコートプレート/ビーズMSD Gold Streptavidin plate, Gyros Streptavidin CV, Thermo Pierce Streptavidin Coated Plates
  • アッセイ緩衝液・ブロッキング剤・希釈液MSD Diluent 100/Blocker A, Gyros Rexxip 緩衝液シリーズ
ADC10件
装置・機器5
  • トリプル四重極LC-MS/MS（遊離ペイロード定量）SCIEX Triple Quad 6500+ / 7500, Waters Xevo TQ-XS, Thermo TSQ Altis
  • 高分解能質量分析計（コンジュゲート/DAR、生体内変換）Thermo Q Exactive / Orbitrap Exploris 480, SCIEX ZenoTOF 7600, Waters BioAccord System, Waters Xevo G2-XS QTof
  • UHPLC（ペイロード分離・免疫捕捉後溶出）Waters ACQUITY UPLC I-Class, Agilent 1290 Infinity II, Thermo Vanquish
  • リガンド結合アッセイ用プラットフォーム（総抗体・コンジュゲート抗体）Gyros Gyrolab xP, Meso Scale Discovery MESO QuickPlex SQ 120
  • 免疫捕捉（アフィニティ精製）用磁気ビーズ分離装置Thermo KingFisher Flex, Hamilton Microlab STAR + Dynamag
試薬・キット5
  • 免疫捕捉試薬（抗ヒトFc、抗イディオタイプ、標的抗原）Thermo Dynabeads Protein A/G, Cytiva Streptavidin Sepharose
  • タンパク分解酵素（オンビーズ消化・ペイロード遊離）Promega Sequencing Grade Trypsin, Roche Trypsin, Promega Papain
  • 遊離ペイロード標準品・安定同位体内標（MMAE/DM1等）MedChemExpress MMAE / DM1, Toronto Research Chemicals 標識ペイロード
  • SPE・タンパク沈殿用消耗品Waters Oasis HLB / PRiME HLB, Phenomenex Strata SPE
  • MSD/Gyros検出用標識・緩衝キットMSD GOLD SULFO-TAG NHS-Ester, Gyros Rexxip 緩衝液
mRNA-LNP11件
装置・機器5
試薬・キット6
  • RNA抽出・精製キットQiagen RNeasy / miRNeasy, Thermo TRIzol / MagMAX mirVana
  • 逆転写・qPCRマスターミックスThermo TaqMan Fast Advanced Master Mix / High-Capacity cDNA RT Kit, Qiagen QuantiFast Probe PCR Kit
  • mRNA配列特異的プローブ・プライマー（カスタム）Thermo Custom TaqMan Assays, IDT PrimeTime qPCR Probes
  • 分岐DNA（bDNA）アッセイキットThermo QuantiGene Singleplex / QuantiGene Plex
  • 構成脂質標準品・安定同位体内標Avanti Polar Lipids ALC-0315 / SM-102 / DSPC, Cayman Chemical イオン化脂質標準品
  • 発現蛋白測定用ELISA/ECLキット・抗体対R&D Systems DuoSet ELISA, MSD U-PLEX / R-PLEX アッセイ
AAV10件
装置・機器5
試薬・キット5
  • ゲノムDNA/RNA抽出キット（組織・体液）Qiagen QIAamp DNA Mini / DNeasy Blood & Tissue, Thermo MagMAX
  • ddPCR用スーパー・プローブミックスBio-Rad ddPCR Supermix for Probes (no dUTP), Bio-Rad One-Step RT-ddPCR Advanced Kit for Probes
  • qPCRマスターミックスThermo TaqMan Fast Advanced Master Mix, Qiagen QuantiFast Probe PCR Kit
  • ベクターゲノム特異的プライマー・プローブ（導入遺伝子/ITR/ポリA）Thermo Custom TaqMan Assays, IDT PrimeTime qPCR Assays
  • ハウスキーピング/宿主ゲノム標準（正規化用）Thermo RNase P / GAPDH TaqMan Assays
核酸10件
装置・機器5
試薬・キット5
  • ハイブリダイゼーション捕捉プローブ（DNA/PNA/LNA）IDT カスタムDNA/LNAプローブ, PNA Bio カスタムPNAプローブ
  • オリゴ抽出・タンパク沈殿/液-液抽出用試薬Clarity OTX (Phenomenex) オリゴSPE, Waters Oasis HLB / WAX
  • イオンペア試薬（HFIP/TEA/HAA等の移動相添加剤）Sigma-Aldrich HFIP / トリエチルアミン, Honeywell Fluka LC-MSグレード HFIP
  • オリゴ標準品・安定同位体/配列相同内標IDT カスタム合成オリゴ標準・内標, Bio-Synthesis カスタムオリゴ
  • ハイブリダイゼーションELISA検出試薬（ジゴキシゲニン/ビオチン標識、酵素標識抗体）Roche Anti-DIG-POD, Thermo Streptavidin-HRP
細胞治療9件
装置・機器4
試薬・キット5
  • 末梢血/組織ゲノムDNA抽出キットQiagen QIAamp DNA Mini Blood Kit / DNeasy Blood & Tissue
  • ddPCR/qPCR用マスターミックスBio-Rad ddPCR Supermix for Probes (no dUTP), Thermo TaqMan Fast Advanced Master Mix
  • CARトランスジーン特異的プライマー・プローブ（WPRE/scFv/リンカー）Thermo Custom TaqMan Assays, IDT PrimeTime qPCR Assays
  • CAR検出用フロー試薬（抗イディオタイプ抗体、標的抗原Fc融合、Protein L）Miltenyi Biotec CD19 CAR FMC63 Idiotype Antibody (REAfinity), ACROBiosystems Biotinylated CD19 / CAR-検出用融合蛋白
  • 細胞表面マーカー用蛍光標識抗体・生存/カウント試薬BD/BioLegend 抗CD3/CD4/CD8 蛍光抗体, BD Trucount / Precision Count Beads
低分子9件
装置・機器4
試薬・キット5
  • 肝ミクロソーム・凍結肝細胞（代謝安定性・クリアランス予測）Corning Gentest 肝ミクロソーム、Sekisui XenoTech 肝ミクロソーム・凍結肝細胞、BioIVT 肝細胞
  • 血漿タンパク結合の測定器材Thermo Scientific RED Device（Rapid Equilibrium Dialysis）
  • CYP阻害・誘導評価用試薬Corning Gentest 組換えCYP（Supersomes）、CYP基質・標準阻害剤
  • NADPH再生系・補因子Corning Gentest NADPH Regenerating System
  • 定量用の安定同位体標識内標準Toronto Research Chemicals、Alsachim
使う装置・手法ELISA（リガンド結合）LC-MSPK/免疫原性バイオアナリシス
深掘りPK/PD（FcRn・TMDD）
規制・注意生体試料中の定量法バリデーションはICH M10に沿わせます。ペプチド・蛋白医薬の非臨床PK評価はICH S6(R1)、抗がん剤はICH S9、遺伝子治療のバイオディストリビューションはICH S12、および各極（FDA・EMA等）の遺伝子治療ガイダンスの枠組みが該当します。免疫原性（ADA）はPK解釈と不可分に扱ってください。

一次資料ICH M10（生体試料中分析法バリデーション）、ICH S6(R1)（バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床安全性）、ICH S9（抗悪性腫瘍薬）、ICH S12（遺伝子治療製品の非臨床生体内分布）。TMDDの標準的枠組みはMager & Jusko（2001, J Pharmacokinet Pharmacodyn）を参照。

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