クロチアニジン

クロチアニジン（Clothianidin）は、武田薬品工業とバイエルによって開発された殺虫剤である。チアメトキサムやイミダクロプリドと同様に、ネオニコチノイドに分類される。ネオニコチノイドは、1700年代後半から農薬として使用されてきたニコチンと化学的に類似した殺虫剤の一群である。

クロチアニジンおよびその他のネオニコチノイドは、昆虫の中枢神経系に作用し、ニコチン性アセチルコリン受容体（nAChR）のアゴニストとして機能する。これは神経伝達物質であるアセチルコリンと同じ受容体であり、シナプス後膜のアセチルコリン受容体を刺激・活性化するが、アセチルコリンエステラーゼ（AChE）による分解を受けない。クロチアニジン等のネオニコチノイドは、毒性がより強く環境中で分解されすぎるニコチンよりも長く効果が持続するように開発された。

2018年の欧州食品安全機関（EFSA）によるレビューでは、クロチアニジンなどのネオニコチノイド系農薬のほとんどの用途が、野生のハチやミツバチにリスクをもたらすと結論付けられた。2022年、米国環境保護庁（EPA）は、クロチアニジンが連邦政府の指定する絶滅危惧種または危急種の67パーセント、および重要生息地の56パーセントに悪影響を与える可能性が高いと結論付けた。この農薬は2018年以降、欧州連合（EU）全体ですべての屋外使用が禁止されているが、米国やその他の地域では条件付きで承認されており、広く使用されている。

クロチアニジンは、有機リン系、カーバメート系、およびピレスロイド系農薬の代替品である。有機リン系やカーバメート系と比較した場合、ヒトを含む哺乳類へのリスクは低いとされる。また、有機リン系やピレスロイド系農薬に対する害虫の抵抗性の発達を防ぐのに役立ってきた。

 認可された用途 
クロチアニジンは、スプレー、粉剤、土壌灌注（植物の根からの吸収用）、樹幹注入（木の枝や幹、サトウキビの茎などへの注入）、および種子処理（種子を被覆し、植物の成長に伴って根から農薬を吸収させる方法）としての使用が認可されている。この化学物質は、多くの国で多様な農業害虫から植物を保護するために使用されている。英語の出典資料で言及されている国には、オーストラリア、オーストリア、ベルギー、ブルガリア、カナダ、チェコ共和国、デンマーク、エストニア、フランス、フィンランド、ドイツ、ギリシャ、ハンガリー、イタリア、アイルランド、日本、韓国、リトアニア、オランダ、ニュージーランド、ポーランド、ポルトガル、セルビア、スロバキア、スロベニア、スペイン、英国、および米国がある。ドイツ、イタリア、スロベニアでは、特にトウモロコシに対するクロチアニジンの種子処理使用が取り消しまたは停止されている。これらの停止措置はEUの農薬法を反映したものであり、処理された種子、特にトウモロコシから吹き飛ばされた農薬の粉塵が、近くの農場で受粉活動を行っていたミツバチに付着し、急性中毒を引き起こしたことに関連している。

クロチアニジンは、2017年に世界保健機関（WHO）により屋内残留噴霧用として事前資格審査を通過した。

 背景 
ニコチンは200年以上にわたり農薬として使用されてきたが、環境中で急速に分解される上、選択性に欠けるため、大規模な農業現場ではあまり有用ではなかった。この問題に対処するため、ニコチンの代替としてネオニコチノイド（クロロニコチニル殺虫剤）が開発された。クロチアニジンは、有機リン系、カーバメート系、およびピレスロイド系農薬の代替品として位置づけられる。有機リン系やカーバメート系と比較して、ヒトを含む哺乳類へのリスクは低いとされる。また、ヨーロッパの一部で深刻な問題となっている有機リン系やピレスロイド系農薬に対する害虫の抵抗性の蓄積を防ぐ上で重要な役割を果たしている。

クロチアニジンは、2001年に日本植物防疫協会によって初めて農薬として登録されたDiscovery and Development of aNovel Insecticide “Clothianidin” translated  from  R&D  Report,  “SUMITOMO  KAGAKU”,  vol.  2006-II, sumitomo-chem.co.jp, accessed 11 June 2019。その後、2003年に米国環境保護庁（EPA）によって条件付き登録が行われたが、これは2004年12月までに実施される追加の安全性試験の完了を待つものであった。バイエルは期限内に試験を完了できず、延長を求めた。期限は2005年5月まで延期され、バイエルが求めていた米国でのトウモロコシではなくカナダでのキャノーラ（ナタネ）による試験実施の許可も与えられた。この試験は2007年まで完了しなかった。2007年11月のメモでEPAの科学者はこの試験を「科学的に妥当」と宣言し、「ミツバチを用いた野外毒性試験のガイドライン要件を満たしている」と付け加えたLeaked document shows EPA allowed bee-toxic pesticide despite own scientists’ red flags | Grist 11 December 2010 grist.org, accessed 11 June 2019。

クロチアニジンは条件付き登録の下で販売が継続され、2010年4月にはトウモロコシとキャノーラの種子処理用として無条件登録が付与された。しかし、養蜂家から懸念が提起されたことを受け、EPAは同年11月にメモを発表し、提出された研究の一部が不十分であると思われると述べ、無条件登録は撤回された。

 毒性 
規制当局は、クロチアニジンに関する毒性データベースを「広範」であると説明しており、世界中での登録を裏付けるために多くの研究がレビューされている。実験室および野外試験により、クロチアニジンは多くの試験種に対して比較的低い毒性を示す一方で、特定の種に対しては高い、あるいは非常に高い毒性を示すことが明らかになっている。毒性は、曝露が短期的（急性）か長期的（慢性）かによって異なる。

 ミツバチおよびその他の送粉昆虫 
ミツバチは人間の食事の約3分の1、世界全体で約2240億ドル相当の作物の受粉を担っているKinver, M. (27 September 2010) "'Pollination crisis' hitting India's vegetable farmers" BBC News。2006年以降、米国の養蜂家は30パーセント以上にも及ぶ原因不明の巣箱の喪失を報告し始め、これは蜂群崩壊症候群（CCD）と呼ばれる現象となった。CCDの原因については依然として議論が続いているが、単一の原因ではなく、餌となる植物の不足、感染症、繁殖、農薬などの要因が複合的に関与しているという科学的コンセンサスが形成されつつある。これらの要因は単独では壊滅的ではないが、組み合わさることで相乗効果を発揮すると考えられているKay, J. (August 19, 2008) "Lawsuit seeks EPA pesticide data" San Francisco ChronicleMacKenzie, D. (16 February 2009) "Honeybees under attack on all fronts" New ScientistMcGrath, M. (5 March 2009) 'No proof' of bee killer theory BBC NewsAlaux, C. et al. (2010) "Interactions between Nosema microspores and a neonicotinoid weaken honeybees (Apis mellifera)" Environmental Microbiology 12(3):774–82。

オーストラリア農薬・動物用医薬品局（APVMA）は、クロチアニジンを接触および経口曝露により「ミツバチに対して最も急性毒性の強い殺虫剤の一つ」にランク付けしている。クロチアニジンは植物に取り込まれる浸透移行性の農薬であるため、花粉や蜜に含まれる残留物を通じて、ミツバチやその他の送粉者に長期的な影響を与える慢性的な毒性曝露の可能性もある。米国環境保護庁（EPA）によると、働きバチへの潜在的な影響に加えて、慢性的な曝露による幼虫への致死的または亜致死的な影響、および女王バチへの生殖影響についても懸念がある。しかし、2012年の声明でEPAは、クロチアニジン製品が認可された割合で使用された場合、長期的な曝露によりミツバチのコロニーが高い損失を被ることを示すデータは認識していないと報告している。

ミツバチやその他の送粉昆虫はクロチアニジンに対して特に感受性が高く、これは実験室および野外毒性試験の結果によって証明されている。また、フランス、ドイツ（2008年）、カナダ（2010年、2013年）で発生した、クロチアニジン処理されたトウモロコシ種子の植え付けに関連した急性中毒事故でも実証されている。クロチアニジン散布による急性曝露から送粉者を守るため、ラベルの指示では作物や雑草が開花し送粉者が近くにいる場合の製品使用を禁止している。しかし米国では、植え付け時の処理済み種子からの粉塵を減らすための固着剤（ステッカー）の使用はラベルで義務付けられていない。もっともEPAによれば、処理済み種子からの粉塵を減らすために固着剤を使用することは、米国では標準的な慣行である。

2008年7月にドイツで発生したミツバチ大量死事件では、トウモロコシ種子の植え付けに使用された空気圧式機器が農薬の粉塵を空中に吹き上げ、それが風に乗って近隣のキャノーラ畑に運ばれた結果、そこで受粉活動を行っていた飼育ミツバチの50〜100パーセントが失われたと報告された。この事故は不適切な植え付け手順と天候の結果であるとされた。しかし、2009年にドイツは、ミツバチやその他の送粉者がネオニコチノイド系農薬に曝露する可能性があったとして、トウモロコシへのクロチアニジン使用の認可を停止した。

科学者がミツバチのコロニーがCCDの影響を受けていると考える理由のいくつかを説明した2011年の議会調査報告書によると、米国農務省は2009年に「単一の要因だけがこの病気の原因ではないことは今や明らかである」と結論付けた。同報告書によると、有効成分イミダクロプリドを含むネオニコチノイドや、クロチアニジン、チアメトキサムなどの類似化学物質が、CCDとの関連について調査されている。これらの化学物質は植物内を移動して花に至り、ミツバチが採餌する蜜や花粉に残留するため、ミツバチに影響を与える可能性があると考えられている。CCDを研究している科学者たちは花粉サンプルを検査し、殺虫剤、殺菌剤、除草剤を含む広範な物質が検出されたことを示した。彼らは、ミツバチが摂取する量は致死的ではないとしているが、長期的な曝露による慢性的な問題の可能性について懸念しているRenée Johnson for the Congressional Research Service January 7, 2010 Congressional Research Service Honey Bee Colony Collapse DisorderDecourtye and Devillers (2010) "Ecotoxicity of Neonicotinoid Insecticides to Bees" in Insect Nicotinic Acetylcholine Receptors ed. by Steeve Hervé Thany (New York: Springer/Landes) Chapter 8, pp. 85-95, on p. 86。

2012年に発表された報告書では、ミツバチの死と、クロチアニジンやその他のネオニコチノイド殺虫剤でコーティングされたトウモロコシ種子の播種に空気圧式ドリルマシンを使用することとの間に密接な関係があることが判明した。空気圧式ドリルマシンでは、種子が吸い込まれる際に殺虫剤の殻の破片が削れ、それが気流とともに排出される。野外試験では、ネオニコチノイド殺虫剤でコーティングされたトウモロコシ種子の植え付け中に放出される粉塵の中を飛ぶ採餌バチは、致死量に達するほどの高い曝露を受ける可能性があることがわかった。彼らは次のように結論付けた。「すべての野外播種実験で証明された結果的な急性致死効果は、春に養蜂家によって広く報告され、しばしばトウモロコシの播種に関連付けられるコロニー喪失現象とよく一致している」。2012年に発表された別の野外研究では、採餌中にミツバチが曝露される可能性のある量のクロチアニジンとイミダクロプリドの亜致死効果について調査した。亜致死量は、方向感覚、採餌、学習能力、育児に影響を与える可能性がある。この研究では、「クロチアニジンはイミダクロプリド（1.5 ng/匹）よりもやや低い用量（0.5 ng/匹）で有害な亜致死効果を引き起こした。クロチアニジンでは1 ngのレベルでミツバチが消失したが、イミダクロプリドでは3 ngを超える用量で最初のミツバチの損失を記録した」としているSchneider et al (2012) "RFID Tracking of Sublethal Effects of Two Neonicotinoid Insecticides on the Foraging Behavior of Apis mellifera" PLoS ONE。

2012年の研究では、インディアナ州のいくつかの養蜂場の巣箱内外で死んでいるのが見つかったミツバチの分析から、ネオニコチノイド殺虫剤であるクロチアニジンとチアメトキサムの存在が示された。調査によると、殺虫剤は植え付け中に農業機械から排出される廃棄タルクに高濃度で含まれており、機器の清掃後に屋外に放置されていた。タルクはバキュームシステムのプランターで農薬処理された種子の流動性を保つために使用されるが、廃棄タルクは風によって舞い上がり、未処理の地域に農薬を拡散させる可能性があるため調査対象となった（ただし、この方法で農薬がどれだけ拡散するかについては調査されていない）。殺虫剤はまた、処理種子が植えられてから最大2年後まで土壌中から低レベルで一貫して検出され、近くのタンポポの花やミツバチが集めたトウモロコシの花粉からも検出された"Researchers: Honeybee deaths linked to seed insecticide exposure"  January 11, 2012 (Purdue University News Service)Krupke et al (2012) "Multiple Routes of Pesticide Exposure for Honey Bees Living Near Agricultural Fields" PLoS ONE。また2012年には、イタリアの研究者らが、クロチアニジンやイミダクロプリドでコーティングされたトウモロコシ種子を植える空気圧式ドリルマシンが大量の農薬を空中に放出し、採餌中のミツバチに重大な死亡率を引き起こすという知見を発表した。

研究によると、クロチアニジンを散布されたトウワタ（Asclepias）では、オオカバマダラの幼虫の発育と生存に悪影響を与える可能性がある。

 データギャップ 
北米および欧州の農薬規制当局は、クロチアニジンの製造業者がデータを提供しなければならない特定のデータギャップと不確実性を特定している。メーカーに要求される研究では、クロチアニジンの以下のような点がさらに調査される予定である。

 土壌中での環境残留性と、その後の輪作作物への取り込み
 花粉および蜜における利用可能性
 ミツバチおよびその他の送粉者への長期的影響
 発達免疫毒性
 好気性水生代謝への影響
 処理された種子からの溶出能力
 淡水無脊椎動物に対する急性毒性

農薬がミツバチのコロニーに及ぼす潜在的な長期的影響を研究することに伴う課題は十分に文書化されており、個々のハチの健康状態を適切に監視できないことや、個体への影響を巣全体に外挿できないことなどが挙げられる。実験室や野外試験条件と自然環境との間でのハチやコロニーの行動変化も課題を増やしている。バイエル社からUSEPAに提出された研究は、クロチアニジンのミツバチへの潜在的な長期的影響についていくつかの有用な情報を提供したが、未解決の疑問が残っている。提出された9つの送粉者野外研究に対するUSEPAの分析では、3つが無効であると結論付けられたため、EPAはクロチアニジンの規制決定においてそれらのデータを使用しなかった。EPAは残りを補足的なものとして分類したが、これは主にバイエル社がEPAのプロトコル承認を事前に得ずに研究を実施したためである。補足的研究とは、不確実性に決定的な答えを出すものではないが、リスクを特徴付ける上で有用なデータを提供するものである。送粉者科学に関する規制当局の理解が急速に進んでいることを示すように、USEPAは2007年に研究の一つを健全な科学として受け入れ、2010年11月に無効として再分類し、その1ヶ月後に再び補足的として再分類した。EPAによるこの研究の分類変更は、クロチアニジンの米国における規制上の地位に影響を与えない。なぜなら、この研究はEPAが2003年の登録決定を変更することを法的に正当化できるデータを提供するものではないからである。農薬規制当局、研究者、業界代表者、および養蜂家からなる国際グループは、ミツバチのコロニーやその他の送粉者に対する潜在的な長期的影響に関する残された疑問に決定的な答えを出すための研究プロトコルの開発に取り組んでいる。

 哺乳類 
クロチアニジンは、それを摂取した哺乳類に対し、短期的には中程度の毒性を示す場合がある。実験動物をヒトの代替とし、実際の使用に関連して予想されるよりもはるかに高い用量を用いた試験では、ラットはクロチアニジンに対して低い短期的な経口、経皮、および吸入毒性を示した。マウスの場合、急性経口毒性は中程度から高いレベルであった。ウサギはクロチアニジンに曝露された際に皮膚や眼への刺激をほとんど、あるいは全く示さず、モルモットの皮膚も感作されなかった。ヒトに外挿すると、これらの結果はクロチアニジンが経口曝露では中程度の毒性を示すが、皮膚接触や吸入による毒性は低いことを示唆している。クロチアニジンはわずかな眼刺激を引き起こす可能性があるが、皮膚感作性物質や刺激物質であるとは予想されていない。クロチアニジンは遺伝物質を損傷せず、ラットやマウスにおいて癌を引き起こすという証拠もないため、ヒトに対する発癌性物質である可能性は低い。

食品および動物飼料中のクロチアニジン残留許容量は、作物や国によって異なる。しかし、世界中の規制当局は、ラベルの指示に従って使用された場合、食品中のクロチアニジン残留量が（各国の法律や規制で定義された）安全レベルを超えることは予想されないと強調している。

 水生生物 
2003年の米国EPA評価報告書では、クロチアニジンは淡水および河口/海洋の魚類に対して直接的な急性または慢性的なリスクをもたらさず、陸生または水生の維管束植物および非維管束植物に対してもリスクをもたらさないはずであると述べられている。廃棄指示に従わずに廃棄物が処理された場合、水生無脊椎動物に対して毒性があると見なされている。カナダの害虫管理規制局は、水生無脊椎動物に対して「非常に強い毒性」があるが、魚類に対してはわずかな毒性しかないとリストしている。

2003年のEPA報告書では、水質モニタリング調査は実施されていないものの、環境中でのクロチアニジンの極めて高い移動性と残留性のため、地表面へのクロチアニジンの直接散布を含む野外使用を要請した場合、広範囲にわたる地下水汚染を引き起こす可能性のある化学物質の特性を持っていると述べられている。2010年のEPA報告書では、登録者が最近、2003年の指定よりもはるかに高い散布率で土壌表面/葉への直接散布を行うなど、ラベルに新しい用途を追加したことが指摘された。その結果、新しい用途の下では、クロチアニジンが処理区域から近くの地表水域へ移動する可能性が、種子処理としての使用よりもはるかに高くなっているUNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY MEMORANDUMSUBJECT: Clothianidin  Registration  of Prosper  T400  Seed  Treatment  on  Mustard  Seed (Oilseed and Condiment) and Poncho/Votivo Seed Treatment on Cotton  Joseph DeCant, Ecologist Michael Barrett, Chemist Environmental Risk Branch V, Environmental Fate and Effects Division grist.files.wordpress.com, accessed 11 June 2019。

 鳥類 
EPAによると、クロチアニジンは試験的に大量の化学物質を急性に摂取した鳥類種に対して、無毒である。しかし、EPAの評価では、処理済み種子の摂取による曝露は、非絶滅危惧種および絶滅危惧種の小型鳥類（例：鳴禽類）に対して慢性的な毒性リスクをもたらす可能性があることが示されている。コリンウズラに比較的大量のクロチアニジン処理種子を含む餌を与えたところ、卵殻の厚さに影響が見られた。カナダの害虫管理規制局は、クロチアニジンを鳥類に対して「中程度の毒性」とリストしている。

 環境残留性 
実験室および野外試験では、クロチアニジンは環境中で残留性があり、移動性も高く、加水分解に対し安定であり、地下水に浸出したり、流出によって地表水域に運ばれたりする可能性があることが示されている。最悪のシナリオの推定では、最大量で数年間にわたり繰り返し散布された場合、クロチアニジンは土壌の上位15 cmに蓄積する可能性がある。しかし、オーストラリアの農薬当局による輪作作物研究のレビューでは、意図的に大量の化学物質（種子あたり2 mg、対して認可最大散布量は1.25 mg）でコーティングされた試験用トウモロコシ種子が植えられた畑であっても、その後に播種された作物にクロチアニジンは一般的に取り込まれないと判断された。

 リスク軽減 
実験室および野外データによって化学物質に関連する危険性が特定されると、規制当局はその危険性を軽減し、各国の法律や規制で定義される許容レベルまでリスクを下げるためにさまざまなアプローチをとる。クロチアニジンの場合、危険性の軽減には、使用できる化学物質の最大量の設定（例：kg/エーカーまたはmg/種子）、水源を保護するための処理畑周囲の緩衝地帯の設置、および播種作業中にクロチアニジンの粉塵やスプレーの雲を空中に飛散させる可能性のある低技術な種子処理方法や機器の使用禁止などが含まれる。

クロチアニジンの使用者はまた、天候を監視し、風の強い日や雨が予報されている日には化学物質やそれで処理された種子を使用しないことが求められる。作業者は、長袖シャツ、手袋、長ズボン、ブーツ、および必要に応じてフェイスマスクや呼吸器などの個人用防護具の着用要件を通じて、クロチアニジンへの曝露から保護される。鳥類や小型哺乳類が処理済み種子を食べる可能性を減らすため、使用者は植えられた種子が土で覆われていることを確認し、こぼれた種子は回収することが求められる。

 規制 

 欧州連合によるネオニコチノイドの禁止 
2012年、いくつかの査読付き独立研究が発表され、クロチアニジンを含むネオニコチノイドには、粉塵、花粉、蜜を通じたミツバチへのこれまで検出されていなかった曝露経路があること、サブナノグラムレベルの毒性が即死を伴わずに巣への帰還失敗（蜂群崩壊症候群の主要な症状）を引き起こすこと、および農業用灌漑水路や土壌での環境残留性が示された。これらの報告を受けて、欧州食品安全機関（EFSA）による正式な査読が行われ、2013年1月に、クロチアニジンを含むネオニコチノイドはミツバチに対して許容できないほど高いリスクをもたらし、規制当局の安全性主張の根拠となっていた業界支援の科学には欠陥があり、以前には考慮されていなかったいくつかのデータギャップが含まれている可能性があると述べられた。彼らのレビューは、「トウモロコシ、ナタネ、穀類の種子処理用途における粉塵の飛散による曝露から、ミツバチに対する高い急性リスクが特定された。また、蜜および/または花粉中の残留物による曝露からも高い急性リスクが特定された」と結論付けた。2013年4月、欧州連合はネオニコチノイド系殺虫剤に対する2年間の制限を可決したTania Rabesandratana for ScienceInsiderApril 29, 2013 European Commission Goes Ahead With Controversial Pesticide Ban。この禁止措置は、ミツバチを引き寄せる作物（トウモロコシ、綿花、ヒマワリ、ナタネ）へのイミダクロプリド、クロチアニジン、チアメトキサムの使用を制限するもので、2013年12月1日に発効した。科学が不完全であると主張した英国政府を含む8カ国がこの動議に反対票を投じた。

2013年1月のEFSA報告書の発表に続き、英国議会は製造元のバイエル・クロップサイエンスに対し、調査に提出した証拠の不一致について説明を求めたDamian Carrington (16 January 2013) "Insecticide 'unacceptable' danger to bees, report finds" The Guardian。

2018年2月、欧州食品安全機関は、ネオニコチノイドがミツバチと野生のハチの両方に深刻な危険をもたらすことを示す新しい報告書を発表したDamian Carrington, "Total ban on bee-harming pesticides likely after major new EU analysis", The Guardian, 28 February 2018 (page visited on 29 April 2018).。2018年4月、欧州連合加盟国は、主要な3つのネオニコチノイド（クロチアニジン、イミダクロプリド、チアメトキサム）のすべての屋外使用を禁止することを決定したDamian Carrington, "EU agrees total ban on bee-harming pesticides ", The Guardian, 27 April 2018 (page visited on 29 April 2018).。

 関連項目 

 蜂群崩壊症候群
 ネオニコチノイド

 脚注 

Category:農薬
Category:殺虫剤
Category:ネオニコチノイド