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抗ウイルス薬ファビピラビル(T-705)の作用メカニズム解析

米納 孝 富山大学

2022.12.28

概要

〔目的〕
ファビピラビル(T-705)は,既存薬耐性インフルエンザウイルスを含むインフルエンザウイルスに対して抗ウイルス活性を示すRNAウイルスのRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRp)阻害剤である。RdRpは,多くのRNAウイルスが共通して保有するウイルス特有の酵素であることから,ファビピラビルは幅広いRNAウイルスに対して選択的に抗ウイルス活性を示す(ブロードスペクトラム)。私は本研究で,ファビピラビルがブロードスペクトラムを示す作用機序の詳細解析,及びそのブロードスペクトラムを活かすことを目的とした最適な併用薬剤を見出すため,各種invitro試験系を用いて評価を行った。

〔方法並びに成績〕
ファビピラビルの標的作用分子がRNAウイルスのRdRpであることは既に報告されているが,ファビピラビルがブロードスペクトラムを示す作用機序は明らかにされていないことから,標的作用分子であるRNAウイルスのRdRpのアミノ酸配列を用いて系統樹解析を実施した。

ファビピラビルの抗ウイルス活性は最も高い活性を示すインフルエンザを中心とした系統樹の分岐に伴い,概ね活性が低下する傾向が確認された。また,インフルエンザウイルスならびに系統樹的に近いアレナウイルス科,ブニヤウイルス科のウイルスに着目し,RdRpのアミノ酸配列をアライメント解析したところ,ポリメラーゼモチーフが保存されていた。ポリメラーゼモチーフ内にあるアミノ酸のうち,共通保存されていた箇所に着目し,インフルエンザウイルスのポリメラーゼサブユニットPB1タンパク質のアミノ酸変異体を用いた

Influenza virus/A/PR/8/34株のレプリコンシステムによるファビピラビルの標的作用部位解析を行った。作製した30アミノ酸変異体のうち10アミノ酸変異体が,野生型に対して10%以上のレプリコン活性を保持していた。この10アミノ酸変異体に対するファビピラビルのレプリコン阻害活性を確認したところ,Pre-MotifA(MotifFとも言われる)に位置するPB1K229R(PB1の229番目のアミノ酸をリジンからアルギニンに変換したもの)のみが,低感受性を示した。さらに229番のアミノ酸に着目し,すべての種類のアミノ酸変異体を作製し,レプリコン活性を確認したところ,レプリコン活性を維持したのは,野生型K229及びK229R体のみであった。

ブロードスペクトラムを示すファビピラビルの抗ウイルス活性を高めることを目的に,複数の代謝拮抗剤を用いてインフルエンザウイルスのレプリコンシステムによる併用薬スクリーニングを実施した。その結果,チオプリン系薬剤である6-メルカプトプリン,アザチオプリン,チオグアニン,葉酸代謝系薬剤であるメトトレキサート,プララトレキサート併用下でファビピラビルによるレプリコン阻害活性が増強された。このうち,もっとも増強効果が強かった6-メルカプトプリンに着目し,invitro抗インフルエンザウイルス活性を評価したところ,6-メルカプトプリン単剤では抗インフルエンザウイルス活性は確認されなかったが,6-メルカプトプリン併用下でファビピラビルの抗ウイルス活性が増強された。また,この活性増強効果はブニヤウイルス科のPunta Toroウイルスでも同様に確認された。さらに,本増強効果の機序を明らかにするため,6-メルカプトプリン併用下の細胞内のファビピラビル活性体であるファビピラビルRTP(ribofuranosyl-5ʼtriphosphate)量をLC/MS/MS解析で測定した。その結果,6-メルカプトプリン併用により,ファビピラビルRTPの増加効果が確認された。

〔総括〕
ファビピラビルの抗ウイルス活性は,RNAウイルスのRdRpのPre-MotifAのリジン残基との相互作用が必要であることが示唆された。このリジン残基は,RdRpの活性維持のために必要不可欠であることから,ファビピラビルはinvitroで耐性化誘導しにくいことが示唆された。また,ファビピラビルが多くのRNAウイルスで保存されているRNAポリメラーゼモチーフを標的とする機序を有することで,RNAウイルスに対してブロードスペクトラムを示すことにつながっていることが考えられた。さらに,ファビピラビルの標的作用部位を標的とした薬剤開発をすることで,新規のブロードスペクトラム性を持つ薬剤が開発できることが期待される。

ファビピラビルをモデルに,他方の薬剤の活性を高める目的での併用薬スクリーニング方法を確立した。本研究で見出された6-メルカプトプリンによるファビピラビルRTP量を増加させる効果は,invitroで検証しただけではあるが,ファビピラビルのブロードスペクトラム性にも反映され,汎用性が高いと考えられることから,ファビピラビル単剤ではインフルエンザウイルスに比べて効果が不十分かつ治療薬のない致死性ウイルス疾患への臨床応用が期待された。

本研究結果を踏まえ,ファビピラビルを新たなRNAウイルス治療薬として結びつけるための更なる研究開発が望まれる。さらに,今回確立した併用薬スクリーニング方法で,他の承認薬や開発薬剤との併用をすることで新たなファビピラビルとの併用薬を見出せる可能性を示すとともに,他の核酸アナログ薬剤の活性を高める薬剤をスクリーニングする目的に応用されることが期待される。

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