吸入可能なナノ粒子結核治療、治療負担軽減に期待

研究者らは、現在の治療負担を大幅に減らし得る、新たな吸入型の結核治療法を開発した。本研究は、結核治療薬として最も重要な薬剤の一つであるrifampinを内包した、吸入可能で免疫調節作用を備え、生体適合性のあるナノ粒子システムの開発について詳述している。

結核治療は数カ月に及び、重い副作用を起こし得る複数の薬剤を要する。このため、多くの患者が治療を完遂できず、その結果、治療失敗や薬剤耐性結核につながる。rifampinは有効性が高い一方、経口投与では大きな欠点が2つある。肝障害を起こし得ること、そして結核菌が生息する肺に十分な薬剤が到達しないことである。

研究者らは、薬剤を吸入されることを想定したナノ粒子に封入することで、錠剤ではなく吸入によりrifampinを肺へ直接送達する新たな方法を開発した。ナノ粒子は、rifampinを保持する生分解性コア、マクロファージへの付着を助ける外層コーティング、そして免疫細胞による取り込みを高めると同時に免疫活性も増強する天然分子を表面に備える。

これらの粒子は、肺へ直行し、結核菌が潜む場である肺の免疫細胞（マクロファージ）に取り込まれるよう特別に設計されている。時間をかけてrifampinを徐放し、免疫系を刺激して結核に対する防御を高め、さらに全身への薬剤曝露を減らして副作用を低減することを狙う。この送達法では薬剤が肺内により長く留まるため、治療は毎日ではなく週1回で足りる可能性がある。

研究者らは、週1回の吸入ナノ粒子が、mycobacterium tuberculosisの減少において、毎日の経口rifampinと同等またはそれ以上に有効かどうかを検証するため、2種類の結核マウスモデル—一般的な結核性肺感染を反映するモデルと、ヒトの結核による肺障害をより厳密に模倣し治療が難しい、より重症のモデル—を用いた。

本研究では、吸入ナノ粒子治療が肺へのrifampin送達を大幅に改善することが示された。rifampinを毎日経口摂取する場合と比べ、吸入ナノ粒子では単回投与後も肺内の薬剤濃度がより高い水準で、より長期間—最大で1週間—維持された。

Mycobacterium tuberculosisを扱うすべての研究は、結核研究に全国的に必要とされる標準的な実験環境である、認証済みのバイオセーフティレベル3（BSL-3）施設で実施された。これらの施設は、連邦・州・機関の規定に基づいて運用され、アクセス管理、特殊換気、滅菌、その他の検証済み安全手順を備える。

治療頻度を下げることで、服薬アドヒアランスの改善、副作用の低減、そして世界的に結核診療へのアクセス向上が期待される。本研究の次段階では、結核治療の要である併用療法を支えるため、このナノ粒子を他の標準的な結核用抗菌薬とどのように統合できるかに焦点を当てる。

rifampinは結核薬にとどまらず、米国で認識が高まりつつあるMycobacterium kansasiiやMycobacterium xenopiなど、非結核性抗酸菌による他の重篤な肺感染症に対しても重要な薬剤である。これらの感染症は慢性肺疾患のある人に生じることが多く、治療が難しい場合がある。

rifampinの大きな制約の一つは、経口投与時に肝酵素を強力に活性化し、azithromycinやclarithromycinといった他の重要な抗菌薬の有効性を低下させる点にある。これらはMycobacterium avium/intracellulare complex（MAC）肺疾患の治療の要である。この相互作用のため、rifampinは本来有用であり得る場合でも回避されることが多い。全身ではなく肺へrifampinを直接送達することで、全身曝露を最小化しつつ肺内で高い薬剤濃度を達成できる可能性がある。

本研究成果は、学術誌Antimicrobial Agents and Chemotherapyに掲載された。