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Personalization of antiemetic therapy based on pharmacokinetic-pharmacodynamic/toxicodynamic modeling and simulation

Research Project

Project/Area Number 21K06720
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionKyoto Pharmaceutical University

Principal Investigator

Kobuchi Shinji  京都薬科大学, 薬学部, 助教 (70747237)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords薬物動態-毒性学的(PK-TD)モデル解析 / 数理モデル解析 / 制吐療法 / 血液毒性 / トランスレーショナルリサーチ / 個別化医療 / ファーマコメトリクス / がん化学療法 / モデリング&シミュレーション / ハイブリッドPK-PD/TDモデル / トランスレーショナルアプローチ / 膵がん化学療法 / 薬物動態-薬力学的(PK-PD)モデル解析 / FOLFIRINOX療法 / PKモデル
Outline of Research at the Start

がん化学療法の治療成績は、医療技術の進歩により飛躍的に向上している一方で、抗がん剤による悪心・嘔吐は、依然として半数以上の患者が経験し、がん患者の生活の質と予後に強く影響を与えている。抗がん剤については、個々の患者に応じた薬剤の選択や投与量決定など個別化医療の実施が進んでいるのに対して、制吐剤は各々の抗がん剤に応じて画一的に投与され、十分な制吐作用が得られない場合には経験則的な対応が施されている。そこで本研究では、制吐療法の個別化を実現するために、悪心・嘔吐リスクを事前に予測することが可能なシステムを開発し、客観的根拠に基づいた制吐剤の選択や用法用量設定法を確立することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Nausea and vomiting induced by anticancer drugs significantly affect the quality of life and prognosis of cancer patients, often leading to the interruption or discontinuation of chemotherapy. While dose determination based on plasma concentration of anticancer drugs has been proposed to improve antitumor efficacy, dose reduction upon the occurrence of side effects is often applied uniformly and sometimes handled empirically. The aim of this study is to elucidate the relationship between pharmacokinetics and toxicodynamics including chemotherapy-induced nausea and vomiting in pancreatic cancer treatment. Utilizing pharmacokinetic-pharmacodynamic/toxicodynamic (PK-PD/TD) model analysis techniques, we successfully predicted clinical outcomes from animal experiment data. These findings could contribute to develop a system to predict the risk of nausea and vomiting associated with anticancer drugs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在の制吐療法は、制吐剤開発試験の結果や臨床での経験則に基づき考案され、発展してきた。より良い制吐療法の確立には、無数に存在する抗がん剤と制吐剤との組み合わせを1つ1つ検討する必要があるが、この方法では膨大な時間とコストが必要となる。本研究では、基礎研究結果に基づき、薬物の体内動態と抗腫瘍効果/毒性発現との関連性を数理学的モデルにて記述することで、臨床成績を予測することに成功した。この数理学的モデルアプローチを用いて悪心・嘔吐リスク予測システムを構築できれば、制吐剤の選択と投与量決定に科学的根拠を付加することが可能となる。これらの成果は、がん化学療法の個別化医療実現に貢献すると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Pharmacokinetic-toxicodynamic Modeling to Elucidate the Involvement of Dorsal Root Ganglion Neuron in Oxaliplatin-induced Peripheral Neuropathy2024

    • Author(s)
      TSUKUSHI YASUHITO、KOBUCHI SHINJI、ITO YUKAKO、SAKAEDA TOSHIYUKI
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 44 Issue: 2 Pages: 575-584

    • DOI

      10.21873/anticanres.16846

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Translational PK-PD/TD modeling of antitumor effects and peripheral neuropathy in gemcitabine and nab-paclitaxel chemotherapy from xenograft mice to patients for optimal dose and schedule2023

    • Author(s)
      Kobuchi Shinji、Morita Atsuko、Jonan Shizuka、Amagase Kikuko、Ito Yukako
    • Journal Title

      Cancer Chemotherapy and Pharmacology

      Volume: 93 Issue: 4 Pages: 365-379

    • DOI

      10.1007/s00280-023-04625-5

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  • [Journal Article] Pharmacokinetic evaluation of oxaliplatin combined with S-1 (SOX) chemotherapy in a rat model of colorectal cancer with acute kidney injury: predictive renal biomarkers for dose optimisation2023

    • Author(s)
      Tanaka Takumi、Kobuchi Shinji、Ito Yukako、Sakaeda Toshiyuki
    • Journal Title

      Xenobiotica

      Volume: 53 Issue: 10-11 Pages: 613-620

    • DOI

      10.1080/00498254.2023.2283736

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  • [Journal Article] A Pharmacokinetic-Pharmacodynamic Model Predicts Uracil-tegafur Effect on Tumor Shrinkage and Myelosuppression in a Colorectal Cancer Rat Model2023

    • Author(s)
      KOBUCHI SHINJI、TSUDA MOTOI、OKAMURA MAKI、NAKAMURA TAKANORI、ITO YUKAKO
    • Journal Title

      Anticancer Research

      Volume: 43 Issue: 3 Pages: 1121-1130

    • DOI

      10.21873/anticanres.16257

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    • Author(s)
      Kobuchi Shinji、Matsui Megumi、Ito Yukako
    • Journal Title

      Xenobiotica

      Volume: 52 Issue: 7 Pages: 697-706

    • DOI

      10.1080/00498254.2022.2142696

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    • Author(s)
      Sakai Shuhei、Kobuchi Shinji、Ito Yukako、Sakaeda Toshiyuki
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: 111 Issue: 5 Pages: 1522-1530

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2021.12.021

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      Kobuchi Shinji、Kai Miyu、Ito Yukako
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 13 Issue: 24 Pages: 6382-6382

    • DOI

      10.3390/cancers13246382

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    • Peer Reviewed / Open Access
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      磯橋 七帆、内田 光理、中山 怜、久川 かりん、田中 拓実、河渕 真治、栄田 敏之、伊藤 由佳子
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      日本薬学会第143年会
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      日本薬学会第143年会
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      吉岡 宏祐、寺内 涼音、河渕 真治、栄田 敏之、伊藤 由佳子
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      日本薬学会第143年会
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  • [Presentation] Risk factor analysis for acute kidney injury during cancer chemotherapy in colorectal cancer with AKI model rats2023

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      Akari Yoshimoto, Kaito Shinzatio, Takumi Tanaka, Shinji Kobuchi, Yuuki Otsuka, Kikuko Amagase, Toshiyuki Sakaeda, Yukako Ito
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      第82回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] Preventive effect of omeprazole as drug repositioning strategy on onset of OIPN2023

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      Yasuhito Tsukushi, Shinji Kobuchi, Yukako Ito and Toshiyuki Sakaeda
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      日本薬物動態学会第38回年会/第23回シトクロムP450国際会議国際合同大会
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Pharmacokinetics and biomarker analysis of SOX chemotherapy in chronic kidney disease model rats2023

    • Author(s)
      Takumi Tanaka, Shinji Kobuchi, Yukako Ito, Toshiyuki Sakaeda
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      日本薬物動態学会第38回年会/第23回シトクロムP450国際会議国際合同大会
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  • [Presentation] 膵癌化学療法中の骨髄抑制予防のための用量調節の可能性2023

    • Author(s)
      寺内涼音、吉岡宏祐、河渕真治、栄田敏之、伊藤由佳子
    • Organizer
      第73回日本薬学会関西支部総会・大会
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      竹若政国、河渕真治、栄田敏之、伊藤由佳子
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      第97回日本薬理学会年会/第44回日本臨床薬理学会学術総会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] FOLFIRINOX長期治療時のモデリング&シミュレーションアプローチによる予後予測の検討2023

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      登坂一樹、川北亜実莉、伊藤由佳子、河渕真治、栄田敏之
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      日本薬学会第143年会
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  • [Presentation] 急性腎障害発症時のXELOX療法の用量調節に関する検討2023

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      新里海翔、吉本朱里、田中拓実、河渕真治、栄田敏之、伊藤由佳子
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      日本薬学会第143年会
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      Moe Mizumoto, Shinji Kobuchi, Toshiyuki Sakaeda, Yukako Ito
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      日本薬物動態学会第37回年会
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  • [Presentation] Alternative proposal of dose reduction method of capecitabine for cancer patients with pre-existing chronic kidney disease2022

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      Moe Taraki, Shinji Kobuchi, Toshiyuki Sakaeda, Yukako Ito
    • Organizer
      日本薬物動態学会第37回年会
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    • Organizer
      日本薬物動態学会第37回年会
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      第96回日本薬理学会年会/第43回日本臨床薬理学会学術総会
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      第96回日本薬理学会年会/第43回日本臨床薬理学会学術総会
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      田中拓実、河渕真治、伊藤由佳子、栄田敏之
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      第96回日本薬理学会年会/第43回日本臨床薬理学会学術総会
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      Uno Ritsuka、Kobuchi Shinji、Ito Yukako、Sakaeda
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      Sakai Shuhei、Kobuchi Shinji、Ito Yukako、Sakaeda Toshiyuki
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    • Organizer
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      木村寿々奈、河渕真治、伊藤由佳子、栄田敏之
    • Organizer
      第42回日本臨床薬理学会学術総会
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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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