イベルメクチン代謝物の薬物動態とAnopheles stephensi蚊に対する活性

Pharmacokinetics of ivermectin metabolites and their activity against Anopheles stephensi mosquitoes.

抄録

背景:

イベルメクチン（22,23-ジヒドロアベルメクチンB：HB）は、寄生虫感染症やシラミ、疥癬ダニを含む外部寄生虫の治療に使用される殺虫剤である。さらに、マラリアを媒介するアノフェレス蚊は、最近イベルメクチンを投与されたヒトを捕食した後、生存率が強く低下する。現在、イベルメクチンの大量投与は、蚊によるマラリア原虫の感染を減少させる新たなマラリア媒介蚊駆除手段として検討されている。また、イベルメクチンが血液から検出されなくなった後も蚊の生存率が低下する「ポスト・イベルメクチン効果」も報告されている。本研究では、イベルメクチンの代謝物がイベルメクチンの殺蚊作用に寄与しているかどうか、またポストイベルメクチン効果の原因となっているかどうかを評価するために、ヒト臨床試験から得られた既存の資料を分析し、イベルメクチン代謝物の薬物動態を理解するとともに、Anopheles stephensi蚊を用いた摂食実験を行った。

BACKGROUND: Ivermectin (22,23-dihydroavermectin B: HB) is an endectocide used to treat worm infections and ectoparasites including lice and scabies mites. Furthermore, survival of malaria transmitting Anopheles mosquitoes is strongly decreased after feeding on humans recently treated with ivermectin. Currently, mass drug administration of ivermectin is under investigation as a potential novel malaria vector control tool to reduce Plasmodium transmission by mosquitoes. A "post-ivermectin effect" has also been reported, in which the survival of mosquitoes remains reduced even after ivermectin is no longer detectable in blood meals. In the present study, existing material from human clinical trials was analysed to understand the pharmacokinetics of ivermectin metabolites and feeding experiments were performed in Anopheles stephensi mosquitoes to assess whether ivermectin metabolites contribute to the mosquitocidal action of ivermectin and whether they may be responsible for the post-ivermectin effect.

方法:

イベルメクチンをリコンビナントヒトチトクロームP 3A4/5（CYP 3A4/5）存在下でインキュベートし、イベルメクチン代謝物を生成させた。合計9つの代謝物がセミ分取高圧液体クロマトグラフィーによって精製された。代謝物の薬物動態は、12mgのイベルメクチンを単回経口投与した12人の健康なボランティアで3日間にわたって評価された。ブランク全血に、薬物動態試験サンプルで観察された最大血中濃度（C）に一致するレベルの単離代謝物をスパイクした。これらのサンプルをAn. stephensi mosquitoesに与え、その生存率と生命力を3日間にわたって毎日記録した。

METHODS: Ivermectin was incubated in the presence of recombinant human cytochrome P 3A4/5 (CYP 3A4/5) to produce ivermectin metabolites. In total, nine metabolites were purified by semi-preparative high-pressure liquid chromatography. The pharmacokinetics of the metabolites were assessed over three days in twelve healthy volunteers who received a single oral dose of 12 mg ivermectin. Blank whole blood was spiked with the isolated metabolites at levels matching the maximal blood concentration (C) observed in pharmacokinetics study samples. These samples were fed to An. stephensi mosquitoes, and their survival and vitality was recorded daily over 3 days.

結果:

ヒトCYP3A4はCYP3A5よりもイベルメクチンを迅速に代謝した。イベルメクチンの代謝物M1～M8は主にCYP3A4によって生成されたが、代謝物M9（ヒドロキシ-HB）は主にCYP3A5によって生成された。デスメチル-HB（M1）およびヒドロキシ-HB（M2）は、いずれも摂食後3日以内にすべての蚊を死滅させたが、デスメチル、ヒドロキシ-HB（M4）の投与により、観察期間3日間の生存率は35％に減少した。スピロケタール部分で脱グリコシル化またはヒドロキシル化を受けたイベルメクチン代謝物は、CレベルではAn. stephensiに対して活性を示さなかった。興味深いことに，M1（54.2±4.7h）とM4（57.5±13.2h）の半減期は，親化合物であるイベルメクチン（38.9±20.8h）よりもかなり長かった。

RESULTS: Human CYP3A4 metabolised ivermectin more rapidly than CYP3A5. Ivermectin metabolites M1-M8 were predominantly formed by CYP3A4, whereas metabolite M9 (hydroxy-HB) was mainly produced by CYP3A5. Both desmethyl-HB (M1) and hydroxy-HB (M2) killed all mosquitoes within three days post-feeding, while administration of desmethyl, hydroxy-HB (M4) reduced survival to 35% over an observation period of 3 days. Ivermectin metabolites that underwent deglycosylation or hydroxylation at spiroketal moiety were not active against An. stephensi at C levels. Interestingly, half-lives of M1 (54.2 ± 4.7 h) and M4 (57.5 ± 13.2 h) were considerably longer than that of the parent compound ivermectin (38.9 ± 20.8 h).

結論:

結論として，イベルメクチンの代謝物であるM1およびM2はAn. stephensiに対するイベルメクチンの活性に寄与し，「ポスト・イベルメクチン効果」の原因であると考えられた。

CONCLUSION: In conclusion, the ivermectin metabolites M1 and M2 contribute to the activity of ivermectin against An. stephensi mosquitoes and could be responsible for the "post-ivermectin effect".