日本医療研究開発機構
新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業

大村天然化合物エバーメクチンを基盤としたCOVID-19治療薬の創製
Therapeutic drug development program for novel coronavirus disease (COVID-19)

研究開発期間：令和 2年6月15日 ～ 令和3年3月31日 （1年間）

学校法人北里研究所 北里大学 大村智記念研究所
研究代表：花木秀明

2020年8月27日(木) 10：30-11：00 AP東京丸の内

実施体制について（別紙3） 簡略化版

ADME・安全性（岩月・松井）
単回・頻回投与

発酵・育種
遺伝子（浅見・野中・稲橋）
1g/L→10g/L

構造活性毒性評価委員会
花木・砂塚・浅見

合成（砂塚・廣瀬・君嶋）
700以上の誘導体
合成系確立済み

抗ウイルス活性（高野・芳賀・植松）
P3施設：動物

生産菌の育種と培養

エバーメクチン生産菌の育種
エバーメクチン生産菌

生産量： 1 g/L（三角フラスコ）・高生産株の選択（UVや薬剤変異株等）
・培地成分の検討（炭素源、窒素源、無機塩類等）
・培養条件の検討（攪拌スピード、培養温度、エアレーション、内圧、pH等）

さらなる生産性の向上1g/L→10g/L（50t～100t）

自前でエバーメクチンの大量供給を目指す.
エバーメクチン生産菌

大量培養装置による培養・高生産株を保有（1g/L/三角フラスコ）

・30 Lジャー 3連装置を保有

エバーメクチンの精製

エバーメクチン・長年の精製ノウハウの蓄積

・自前でエバーメクチンの大量供給を目指す

合成とAvermectin誘導体

当研究所におけるエバーメクチン誘導体の保有状況

Heterocycles 2020, 101, 116.

Reported by our group
Tetrahedron Lett. 2017, 58,3119.

Pharmacophore

現在までに約950種の誘導体を合成済み
現在、天然物からの新規誘導体合成を継続中

エバーメクチンの誘導体例

ChemKonzert （全自動合成機）

反応ユニット

後処理精製ユニット

大村研に設置されている後処理精製ユニット
有機反応で最も時間と労力が必要
II
反応後処理と精製工程

ChemKonzertの利用により後処理と精製を自動化することで、合成の効率化

エバーメクチン生合成遺伝子変異株による原末の最適化

aveD 変異株

aveB 変異株

aveE 変異株

aveF 変異株

誘導体と構造活性相関
既に950種類もの誘導体が存在する.
多様性のある構造
合成期間は4～5年は必要

構造活性相関人力 and/or 富岳
構造活性毒性相関新型コロナウイルスに対するエバーメクチンの阻害活性
IVERMECTINB1A% inhibition

10075502500IC50=2.78µM 5

10µM

15

新型コロナウイルスに対するエバーメクチン誘導体の阻害活性
KAV631

KAV628
KAV628

KAV631100

IvermectinB1a

IvermectinB1a% INHIBITION% INHIBITION

1007575505025250012304 μM01234 μM

IC50= 0.81 µM

IC50= 0.60 µM

KAV630
KAV630

KAV1123

IvermectinB1a10075% INHIBITION% INHIBITION

1005025

KAV1123

IvermectinB1a7550
25001
IC50= 0.91 µM

234 μM

001
IC50= 0.64 µM

234 μM

動物実験

SARS-CoV-2の感染動物モデル
SARS-CoVの感染動物モデルとしては、ハムスター、トランスジェニックマウス、ツパイなどの齧歯類、アカゲザル、アフリカミドリザル、マカクザルなどの霊長類が有用であることが報告されているが、本プロジェクトでは以下の実験動物を用いた感染動物モデルを作成して評価を行いたい。
ハムスター

日本エスエルシー（株）ホームページより転載【長所】
・ヒトCOVID-19の臨床症状に似た病態を示す。
・加齢に伴う病態の悪化が報告されている。
・汎用される実験動物であるために入手が容易である。
・マクロライド投与に対する応答性が良好である。
【短所】
・高力価ウイルスを感染させても死亡に至らない。
・豊富に存在する抗マウス抗体などの適用が困難である。

K18-hACE2トランスジェニックマ
ウス（K18-hACE2-Tgマウス）

The Jackson Laboratory ホームページより転載【長所】
・ヒトCOVID-19の臨床症状に似た病態を示す。
・高力価ウイルスを感染させると死亡例が発生する。
【短所】
・SARS-CoV-2感染実験は大臣確認実験になることに加え、P3Aの物理学的封じ込めレベルを備える実験室が必要。
・Jackson Laboratoryからの調達が可能であるが、世界的に需要が急増しており、入手に時間がかかる。
・ マクロライド投与に対する応答性がやや低い。

Ⅰ.ハムスター感染モデルを用いたイベルメクチンの治療効果の検討
目的： in vitroでのデータを基にして、COVID-19の病態モデルで汎用されるシリアンハムスターを用いて、イベルメクチンおよびその誘導体投与による治療効果の有無を検討する。

SARS-CoV-2(KUH003株)

イベルメクチン等(投与量未定：i.p.)[臨床所見]SARS-CoV-2(KUH003株)

溶媒(投与量未定：i.p.)

外見、体重、血中酸素飽和度[解剖後所見]気管・肺などにおけるウイルス遺伝量・ウイルス力価

Ⅱ.マウス感染モデルを用いたイベルメクチンの治療効果の検討
目的： in vitroおよびハムスター感染モデルでのデータを基にして、K18-hACE2-Tgマウスを用いて、イベルメクチンおよびその誘導体投与による治療効果の有無を検討する。

SARS-CoV-2(KUH003株)

イベルメクチン等(投与量未定：i.p.)[臨床所見]
外見、体重、生存率、血中酸素飽和度
SARS-CoV-2(KUH003株)

溶媒(投与量未定：i.p.)[解剖後所見]気管・肺などにおけるウイルス遺伝子量・ウイルス力価、サイトカイン/ケモカイン・インターフェロン産生、ウイルス特異的IgGおよびIgA産生高活性エバーメクチン誘導体の安全性及び薬物動態の評価▶安全性試験
マウスなどを用いて単回投与及び連続投与による安全性の評価を実施。
評価化合物
投与

状態の観察
体重の変動
血中パラメーターの測定
各種臓器の解析

データの蓄積安全性と構造の相関▶薬物動態評価
・血中安定性、タンパク結合率の評価
・代謝安定性の評価：肝臓、小腸のS9画分
・in vivo動態評価
評価化合物
投与
経時的採血

血中化合物濃度を定量(LC-MS)

誘導体分析方法の確立

薬物動態パラメーター
Cmax, t1/2,AUC, BA etc.
⇩化合物の選定

新規エバーメクチン誘導体の安全性評価8▶新規誘導体3化合物の安全性を評価
高活性物質
体重変動量(g)・ICRマウス, ♂, 4週齢・腹腔内投与, Xmg/kg

64

・振戦、体重減少などの有害事象は無し

2

・安全性が向上しているか、更なる解析を実施中

0012

投与後日数

エバーメクチン・イベルメクチンで体重減少が認められる投与量以上でも体重減少は確認されなかった.
各種評価試験を実施し、開発化合物の選定に繋げる。

3

最後に現実的な対応として、2021年3月末までに活性・安全性を見据えたリード化合物を見出す.