ミトコンドリア病に合併する高乳酸血症に対するピルビン酸ナトリウム治療法の開発研究－試薬からの希少疾病治療薬開発の試み－

文献情報

• 文献番号: 201415014A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: ミトコンドリア病に合併する高乳酸血症に対するピルビン酸ナトリウム治療法の開発研究－試薬からの希少疾病治療薬開発の試み－
• 課題番号: H24-難治等(難)-一般-005
• 研究年度: 平成26(2014)年度
• 研究代表者(所属機関): 古賀 靖敏(久留米大学 医学部)

研究分担者(所属機関)

• 田中　雅嗣(地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター　臨床検査科)
• 中田　和人(筑波大学　生物環境系)
• 村山　圭(千葉県こども病院　代謝科)
• 齋藤　伸治(名古屋市立大学院　医学研究科　新生児・小児医学分野)
• 大竹　明(埼玉医科大学　小児科)
• 藤井　克則(千葉大学大学院　医学研究院　小児病態学)
• 但馬　剛(広島大学大学院　医歯薬保健学研究院　小児科学)
• 佐伯　武頼(熊本大学　生命資源研究・支援センター　山村プロジェクト研究室)
• 山口　清次(島根大学　医学部小児科)
• 石井　亜紀子(筑波大学　医学医療系神経内科)
• 酒井　規夫(大阪大学大学院　医学系研究科小児科学)
• 藤井　達哉(滋賀県立小児保健医療センター)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 【補助金】 難治性疾患等克服研究（難治性疾患克服研究）
• 研究開始年度: 平成24(2012)年度
• 研究終了予定年度: 平成26(2014)年度
• 研究費: 200,475,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

高乳酸血症の病態を踏まえた治療薬は今だ世界に存在しない。本研究は、先天性高乳酸血症の病態を踏まえた新規治療薬の開発を日本から世界に発信する事が目的である。また、申請者はミトコンドリア病の新規バイオマーカー（GDF15）を発見し平成26年1月15日に特許申請した（特願2014-005391、 PCT/JP2015/50833）。この検査法を、診断ガイドラインのトップに据えるべく、体外診断薬の開発を同時に行い、PAの治療薬と合わせてグローバル展開を計画している。今年度は、健康成人男性にピルビン酸ナトリウムを投与し、1）単回投与時の安全性及び薬物動態、2）食事が薬物動態に及ぼす影響、3）反復投与時の忍容性、安全性及び薬物動態をそれぞれ評価した。

研究方法

平成26年3月より、Phase1試験（PLA001）を開始した。本治験は、日本人健康成人男性を対象としたランダム化二重盲検並行群間比較試験（単回　　及び反復パート)とオープンラベルのクロスオーバー比較試験（食事の影響の評価パート）であり、目標被験者数を単回投与パート32名（1ステップあたり被験薬群6名、対照薬群2名）食事の影響の評価パート6名（空腹時投与先行群3名、食後投与先行群3名）反復投与パート21名(ステップ1　15名、ステップ2　6名)として実施した。薬物動態評価のために、治験薬投与後以下の方法でピルビン酸及び乳酸濃度を測定した。
(1) 単回投与、食事の影響の評価パート、(2) 反復投与パート

結果と考察

Phase1試験（PLA001）の結果
(1) 薬物動態評価
単回投与では、用量0.08g/kg、0.17g/kg、0.33g/kg、0.66g/kg の公比2の4群で漸増、空腹時投与を実施した結果、AUC0-t とCmax は用量依存的に増加することを確認した。
食事の影響の評価では、0.17g/kg用量を空腹時及び食後に単回投与した結果、空腹時投与に比べ食後投与でAUC0-t 及びCmax は増大、tmax は短縮することが確認された。
反復投与では、0.5g/kg/day 及び1.0g/kg/day の分3、1日3回食後7日間投与した結果、両投与量群で、トラフ値の増加及び血漿中のピルビン酸の蓄積は認められなかった。
(2) 臨床薬理評価
単回投与パートで評価した、血漿中乳酸濃度の平均値推移及び血漿中乳酸濃度と血漿中ピルビン酸濃度L/P比推移に関しては、PYRNA投与群と対照薬投与群ともに同様の変化推移を示したことから、被験薬投与群の血漿中乳酸濃度推移が血漿中ピルビン酸濃度に与えた影響については明確にはならなかった。同様に、血漿中ケトン体濃度がPYRNA投与の影響によるものかどうかは明確にはならなかった。Na濃度、K濃度、C濃度に関しては、各ステップともに臨床上重要な変動は認められなかった。
反復投与パートで評価した、血漿中乳酸濃度の平均値推移ならびにL/P比は、7日間の連続投与期間をとおして重要な変動は認められなかった。以上より、健常被験者においては、PYRNA投与による解糖系賦活化の影響で血漿中乳酸濃度が異常変動することはなかった。ケトン体比、Na濃度、K濃度、C濃度に関しては、各ステップともに臨床上重要な変動は認められなかった。
(3) 安全性評価
胃腸障害（下痢）の発現が、PYRNAの用量に依存して増加する傾向が認められた。
単回投与では、副作用（下痢）発現の頻度を基に、最大耐用量はステップ2のPYRNA 0.17g/kg、無毒性量はステップ1の0.08g/kgより下と考えられた。
食事の影響の評価では、PYRNA 0.17g/kgの空腹時単回投与及び食後単回投与ともに3名（50.0%）の胃腸障害（下痢）が発現したが、両群間でその他副作用発現には臨床的に問題となる重要な差は認められなかった。
反復投与では、胃腸障害（下痢）が用量依存的に発現増加する傾向が認められた。従って、薬物動態評価で血漿中ピルビン酸の蓄積は認められない点を考慮して、反復投与における最大耐用量はPYRNA 0.5g/kg/dayと考えられた。
臨床検査値及びバイタルサインに関しては、臨床上重要な変動は認められなかった。

結論

薬物動態評価で血漿中ピルビン酸の蓄積は認められない点を考慮して、反復投与における最大耐用量はPYRNA 0.5g/kg/dayと考えられた。
健康危険情報:ナトリウム負荷以外は、特に大きな問題は診られなかった。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-26
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201415014B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: ミトコンドリア病に合併する高乳酸血症に対するピルビン酸ナトリウム治療法の開発研究－試薬からの希少疾病治療薬開発の試み－
• 課題番号: H24-難治等(難)-一般-005
• 研究年度: 平成26(2014)年度
• 研究代表者(所属機関): 古賀 靖敏(久留米大学 医学部)

研究分担者(所属機関)

• 村山　圭(千葉県こども病院　代謝科)
• 齋藤　伸治(名古屋市立大学大学院　医学研究科新生児・小児医学分野)
• 大竹　明(埼玉医科大学　小児科)
• 藤井　克則(千葉大学大学院　医学研究院　小児病態学)
• 但馬　剛(広島大学大学院　医歯薬保健学研究院　小児科学)
• 藤井　達哉(滋賀県立小児保健医療センター)
• 田中　雅嗣(東京都健康長寿医療センター　臨床検査科)
• 佐伯　武頼(熊本大学　生命資源研究・支援センター　山村プロジェクト研究室)
• 山口　清次(島根大学　医学部小児科)
• 中田　和人(筑波大学　生命環境系)
• 石井　亜紀子(筑波大学　医学医療系　神経内科)
• 酒井　規夫(大阪大学大学院　医学系研究科　小児科学)
• 石崎　義人(九州大学　医学部小児科)
• 森　雅人(自治医科大学　小児科)
• 内藤　悦雄(徳島赤十字ひのみね総合療育センター　小児科)
• 戸川　雅美(鳥取大学　医学部　脳神経小児科)
• 新田　淳美(富山大学　薬学部　薬物治療学研究室)
• 角間　辰之(久留米大学　バイオ統計センター)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 【補助金】 難治性疾患等克服研究（難治性疾患克服研究）
• 研究開始年度: 平成24(2012)年度
• 研究終了予定年度: 平成26(2014)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

高乳酸血症の病態を踏まえた治療薬は今だ世界に存在しない。我々は、PAによるミトコンドリア病の介入研究から、PAが高乳酸血症を軽減するのみでなく、臨床的重症度を軽くするという知見を得た。本研究は、先天性高乳酸血症の病態を踏まえた新規治療薬の開発を日本から世界に発信する事が目的である。また、申請者はミトコンドリア病の新規バイオマーカー（GDF15）を発見し平成26年1月15日に特許申請した（特願2014-005391、 PCT/JP2015/50833）。この検査法を、診断ガイドラインのトップに据えるべく、体外診断薬の開発を同時に行い、PAの治療薬と合わせてグローバル展開を計画している。

研究方法

（１）自主臨床研究の発表
（２）治験薬概要書作成
（３）非臨床試験の実施
（４）治験薬GMP 製造・過酷試験結果
（５）第1相試験計画・実施
（６）医薬品・医療機器総合機能への戦略相談
戦Ｐ86相談、戦Ｐ103相談
（７）ミトコンドリア病の新規バイオマーカー（GDF-15）の開発

結果と考察

（１）当該研究計画に関する自主臨床研究論文
　臨床研究では、DCAに勝る高乳酸の軽減効果と臨床的有効性が示された（BBA 2010;1800(3):313-5、Brain & Dev 2012;34(2):87-91、BBA 2012;1820:632-636）。
（２）治験薬概要書（Ver.2.0）
　臨床的意義、過去の臨床報告、非臨床試験データセット、GMP原薬製造、Phase1の総括報告書の内容を網羅集約し、治験薬概要書（Ver.2.0）として纏めた。
（３）非臨床試験の実施
　「first in man」の医薬品を、試薬から開発するために、非臨床試験のデータセットの実施が必要であった。このために、薬事戦略相談を行って、必須項目のデータセットについて、（株）新日本科学に委託して非臨床試験を実施した。その結果、被験薬の遺伝毒性、催奇形性、妊娠・幼弱動物における毒性はほとんど観られなかった。元来が生体内物質であるために、ナトリウム負荷による毒性以外は、特記すべき問題はないと考えられる。
（４）GMP原薬製造総括報告書
　特級試薬である武蔵野化学製品のピルビン酸ナトリウムを原材料として、原薬製造メーカーである塩野フィネス（株）とGMP製造委託契約を行った。GMP規制の下に作成する事に成功した。
（５）第１相試験実施・最終報告書
戦略薬事相談を重ねて、詳細な指導を経て、プロトコールを確定した。健康成人男性を対象とした第１相試験としては，単回投与試験，反復投与試験，食事の影響を評価する試験の3 試験を実施した。これらの試験では，PA（原薬）を水に溶解して被験者に投与した。単回投与及び反復投与試験ではプラセボ群を設定するが，プラセボには薄い食塩水を用いた。平成27年3月27日に第１相試験の最終包括報告書を完成した。
（６）医薬品・医療機器総合機能への戦略相談
[1]戦Ｐ86相談
　平成25年7月26日に事前面談を行い、平成25年11月1日に対面助言を行った。申請までに必要な非臨床試験のデータパッケージについて主に相談を行った。指導内容に従って、必須の非臨床検査を計画し実施している。
[2]戦Ｐ103相談
　平成25年11月1日に対面助言の日程調整を行い、平成26年1月27日に対面助言を行った。この相談では、Phase1試験の実施計画書について助言を頂いた。疑義照会と回答での指導の結果、実施計画書を確定した。
[3]P3591相談（第2相治験前相談）
平成26年12月26日に薬事戦略相談事前面談を行い、平成27年3月3日に対面助言申し込み、平成27年6月12日に第2相前期治験前相談を行う予定である。
（７）ミトコンドリア病の新規バイオマーカー開発
ミトコンドリア病の診断に有用な新規バイオマーカーとしてGDF15を同定し、特許申請した。また、医学生物学研究所にGDF15のキット開発を依頼した。

結論

世界初の高乳酸血症治療薬を開発する目的で、試薬特級品であるPAを出発点として、平成24年から3年間、厚生労働科学研究実用化研究事業（ステップ１）の研究を行っている。PAの上市に必要な非臨床試験のデータセットについては、すべての試験を（株）新日本科学に委託し、PMDAに相談の上で、必要十分な項目の研究が完了した。GMP原薬の製造は、特級試薬として武蔵野化学からの原材料を、塩野フィネス（株）に委託してGMP原薬製造を行った。Phase1試験は平成26年11月にすでに終了し、総括報告書が平成27年3月30日に完成した。今後、第2相治験前相談を実施する。

公開日・更新日

• 公開日: 2015-06-26
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201415014C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: ミトコンドリア病に合併する高乳酸血症に対するピルビン酸ナトリウム（PA）治療法の開発研究・承認申請を目的として、PAの上市に必要な１）非臨床試験、２）GMP原薬の製造、３）治験薬概要書作成、４）Phase 1試験を完成した。この研究過程で、ミトコンドリア病の新規バイオマーカー（GDFー15）を発見し平成26年1月15日に特許申請した（特願2014-005391、PCT/JP2015/50833）。
• 臨床的観点からの成果: 世界に先駆けて、高乳酸血症の病態治療薬を開発する事は、First in manの薬剤であり、将来的にグローバル治験として世界に発信できるプロジェクトである。また、新規発見したバイオマーカーGDF-15は、ミトコンドリア病の診断については、９８％の感度特異度を有する世界で最も有用なマーカーであり、キット開発によりグローバルに展開できる診断キットとなる。
• ガイドライン等の開発: 治療薬としてピルビン酸ナトリウムが、そして新規バイオマーカーとしてのGDF-15が承認された場合、他のミトコンドリア病治療薬（アルギニン）とともに診断・および治療ガイドライン作成の根幹を形成できると考えられる。
• その他行政的観点からの成果: ミトコンドリア病の治療薬としてピルビン酸ナトリウムおよび同じく申請者が開発したアルギニンが承認された場合、その治療効果は、ミトコンドリア病の治療費抑制や患者のQOL改善に大きく貢献できると考えられる。
• その他のインパクト: なし

発表件数

• 原著論文（和文）: 0件
• 原著論文（英文等）: 2件
• その他論文(和文): 29件
• その他論文(英文等): 38件
• 学会発表(国内学会): 16件
• 学会発表(国際学会等): 15件
• その他成果(特許の出願): 2件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 1件 ; 第14回日本ミトコンドリア学会年会 市民公開講座講演

特許

• 特許の名称: ミトコンドリア病診断用バイオマーカーとしてのGDF15
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: 特願2014-005391 ; 発明者名: 田中雅嗣、古賀靖敏 ; 権利者名: 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター・学校法人久留米大学 ; 出願年月日: 20140115 ; 国内外の別: 国内

• 特許の名称: ミトコンドリア病診断用バイオマーカーとしてのGDF15
• 詳細情報: 分類: ; 特許番号: PCT/JP2015/50833 ; 発明者名: 田中雅嗣、古賀靖敏 ; 権利者名: 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター・学校法人久留米大学 ; 出願年月日: 20140115 ; 国内外の別: 国外

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Fujita Y, Ito M, Kojima T, et al.; GDF15 is a novel biomarker to evaluate efficacy of pyruvate therapy for mitochondrial diseases; Mitochondrion , 20 , 34-42 (2015); 10.1016/j.mito.2014.10.006
• 原著論文2: Fujii T, Nozaki F, Saito K, et al.; Efficacy of pyruvate therapy in patients with mitochondrial disease: A semi-quantitative clinical evaluation study; Molecular Genetics and Metabolism , 112 (2) , 133-138 (2014); 10.1016/j.ymgme.2014.04.008
• 原著論文3: Wei F-Y, et al. ; Cdk5rap 1 mediated 2-methylthio modification of mitochondrial tRNAs governs protein translation and contributes to myopathy in mice and humans. ; Cell Metabolism , 21 , 428-442 (2015); 10.1016/j.cmet.2015.01.019
• 原著論文4: Yatsuga S, et al.; GDF-15 a useful biomarker for mitochondrial disorders. ; Ann Neurology , 78 , 814-823 (2015); 10.1002/ana.24506
• 原著論文5: Inoue T, Murakami N, et al.; Pyruvate improved insulin secretion status in a mitochondrial diabetes mellitus patient.; J Clin Endocrinol Metab. , 101 (5) , 1924-1926 (2016); 17:jc20154293
• 原著論文6: Murakami T, Shinoto Y, et al.; Early Onset of Diabetes Mellitus Accelerates Cognitive Decline in Japanese Patients with Mitochondrial Myopathy, Encephalopathy, Lactic Acidosis, and Stroke-Like Episodes.; Tohoku J Exp Med. , 238 (4) , 311-316 (2016); 10.1620/tjem.238.311.
• 原著論文7: Murakami T, Ueba Y. et al. ; Successful Glycemic Control Decreases the Elevated Serum FGF21 Level without Affecting Normal Serum GDF15 Levels in a Patient with Mitochondrial Diabetes. ; Tohoku J Exp Med. , 239 (2) , 89-94 (2016); 10.1620/tjem.239.89.
• 原著論文8: Gráinne S. et al.; Mitochondrial diseases. ; Nat Rev Dis Primers. (2016); 10.1038/nrdp.2016.80.
• 原著論文9: Kitamura M, et al.; L-arginine intervention at hyper-acute phase protects the prolonged MRI abnormality in MELAS. ; Journal of Neurology , 263 , 1666-1668 (2016); 10.1007/s00415-016-8069-4

公開日・更新日

• 公開日: 2016-05-26
• 更新日: 2017-05-25

収支報告書

• 文献番号: 201415014Z
• 報告年月日: 2015年05月26日

収入

• (1)補助金交付額: 232,847,000円
• (2)補助金確定額: 232,847,000円
• 差引額 [(1)-(2)]: 0円

支出

研究費 (内訳)	直接研究費	物品費	15,766,821円
		人件費・謝金	5,367,331円
		旅費	2,337,582円
		その他	177,003,520円
	間接経費		32,372,000円
	合計		232,847,254円

備考

備考

交付金と支出研究費との差額254円は自己資金で支出しております。

公開日・更新日

• 公開日: 2018-06-07
• 更新日: -