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Development of Drug Administration Design Method Utilizing Urinary Biomarkers for Predicting CYP3A4 Activity

Research Project

Project/Area Number 22K15333
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Kumondai Masaki  東北大学, 大学病院, 助教 (30908778)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
KeywordsCYP3A / バイオマーカー / CYP3A4 / LC-MS/MS / TDM
Outline of Research at the Start

医薬品による治療効果や副作用発現には著しい個人差が存在するため、患者個々に最適な医薬品を最適な投与量で用いる個別化薬物療法の実践が重要である。薬物代謝酵素CYP3A4は、発現量や代謝活性に著しい個人差が存在することが明らかとなっており、CYP3A4は臨床現場で汎用されている医薬品の30%以上の代謝反応を触媒することから、その活性の個人差は様々な医薬品の治療効果や副作用発現に影響しうる。そこで本研究では、患者個々の医薬品投与時点におけるCYP3A4酵素活性を予測するため、血中薬物濃度測定と尿中におけるCYP3A4活性予測バイオマーカーの有用性を精査する。

Outline of Final Research Achievements

We examined the utility of urinary biomarkers for predicting CYP3A4 enzyme activity at the individual patient level during drug administration. Initially, we constructed a simultaneous quantification system for endogenous biomarkers in urine using LC-MS/MS. Analysis of the relationship between blood drug concentrations, urinary biomarker concentrations, and CYP3A genetic polymorphisms in patients taking lenvatinib or tacrolimus revealed associations between blood drug concentrations and CYP3A genetic polymorphisms. However, the predictive accuracy of urinary biomarkers in this study was found to be insufficient, indicating the need for further analysis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在の医療における薬物療法は、同一疾患を有する患者に対して治療ガイドラインに基づいた医薬品の選択が行われる標準治療が一般的であり、個別化薬物療法の臨床現場における実践例は限定的である。しかし、医薬品による治療効果や副作用発現には著しい個人差が存在するため、患者個々に最適な医薬品を最適な投与量で用いる個別化薬物療法の実践が重要である。本研究は非侵襲的な方法による投与量最適化を目指しており、患者個々における治療効果の最大化や副作用発現リスクの軽減などの治療管理に極めて重要となり、本成果は今後の更なる臨床研究に有益な知見となる。

Report

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

    (7 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Plasma venetoclax concentrations in patients with acute myeloid leukemia treated with CYP3A4 inhibitors2024

    • Author(s)
      Ayaka Otsuki, Masaki Kumondai, Daisuke Kobayashi, Masafumi Kikuchi, Yugo Ueki, Yuji Sato, Nagomi Hayashi, Ayaka Yagi, Yasushi Onishi, Koichi Onodera, Satoshi Ichikawa, Noriko Fukuhara, Hisayuki Yokoyama, Masamitsu Maekawa, Nariyasu Mano
    • Journal Title

      Yakugaku Zasshi

      Volume: 7

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a Simultaneous Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Analytical Method for Urinary Endogenous Substrates and Metabolites for Predicting Cytochrome P450 3A4 Activity2023

    • Author(s)
      Masaki Kumondai, Masamitsu Maekawa, Eiji Hishinuma, Yu Sato, Toshihiro Sato, Masafumi Kikuchi, Masahiro Hiratsuka, Nariyasu Mano
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 46 Issue: 3 Pages: 455-463

    • DOI

      10.1248/bpb.b22-00840

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2023-03-01
    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Therapeutic Drug Monitoring of Blood Sirolimus and Tacrolimus Concentrations for Polypharmacy Management in a Lymphangioleiomyomatosis Patient Taking Two Cytochrome P450 3A Inhibitors2023

    • Author(s)
      Kumondai Masaki、Kikuchi Masafumi、Mizuguchi Atsushi、Hayashi Nagomi、Ui Masahiro、Hirama Takashi、Okada Yoshinori、Sato Yu、Sato Toshihiro、Maekawa Masamitsu、Mano Nariyasu
    • Journal Title

      The Tohoku Journal of Experimental Medicine

      Volume: 260 Issue: 1 Pages: 29-34

    • DOI

      10.1620/tjem.2023.J016

    • ISSN
      0040-8727, 1349-3329
    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 薬物投与量設計におけるCYP活性予測バイオマーカー測定の有用性の検証2023

    • Author(s)
      公文代將希, 前川正充, 眞野成康
    • Organizer
      第33回日本医療薬学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 肺移植患者における複数のCYP3A阻害薬とシロリムスおよびタクロリムスの相互作用を考慮した投与量設計2023

    • Author(s)
      公文代將希, 菊地正史, 水口敦史, 林和未, 宇井雅博, 平間崇, 岡田克典, 佐藤裕, 佐藤紀宏, 前川正充, 眞野成康
    • Organizer
      日本病院薬剤師会東北ブロック第12回学術大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 薬物代謝酵素活性の尿中内因性バイオマーカー測定法の構築と 血中薬物濃度との相関解析による有用性の検討2022

    • Author(s)
      公文代將希, 前川正充, 眞野成康
    • Organizer
      第62回日本臨床化学会年次学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 尿中内因性CYP3A4活性バイオマーカーの一斉定量系構築と臨床応用2022

    • Author(s)
      公文代將希, 前川正充, 菊地正史, 小川玲佳, 岩崎瑞生, 押切華映, 齋藤明博, 二宮匡史, 井上淳, 佐藤真実, 中島範昭, 眞野成康
    • Organizer
      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
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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