(1)NQsと-ラクタム系抗生物質(-LCs)の痙攣誘発性に対するフェルビナク(FLB)の効果:NQsであるエノキサシン(ENX)とNSAIDsであるFLBをそれぞれ単独あるいは併用でマウスに静注し痙攣誘発のED₅₀を求めた.同様の検討を-LCsであるセファゾリンあるいはイミベネム-シラスタチンとFLBとの組み合せでも行った,

　(2):NQs単独での静脈内定速注入による痙攣誘発:非拘束状態のマウスにENX,ノルフロキサシン(NFLX)およびオフロキサシン(OFLX)を静脈内定速注入し、間代性痙攣発現までの時間(T)と痙攣発現時の血漿中濃度(C_P)と脳組織中濃度(C_BR)を測定した.

　(3)NQsの体内動態に及ぼすFLBの影響:マウスにENXまたはシプロフロキサシン(CPFX)とFLBを静注し、NQsのC_P,C_BRの経時変化に及ぼすFLB併用の影響を調べた.

　(4)NQsとFLB併用での静脈内投与による痙攣誘発:非拘束状態のマウスに4種のNQs(CPFX,ENX,NFLXあるいはOFLX)とFLBをそれぞれ種々の投与量で静注し、投与後20min以内の痙攣発現の有無と両薬物のC_BRとの関係を調べた.

　(5)NQsの脳室内定速注入による痙攣誘発:非拘束状態のマウス脳室内に4種のNQsを定速注入し痙攣発現投与量(D＝投与速度×T)を算出した.FLB前処理群ではNQs投与の30min前に腹腔内投与した.

　(6)各種アゴニストの応答に対するENXとFLBの効果:マウス脳mRNAを注入したアフリカツメガエル卵母細胞を用いて各種アゴニスト(ACh,5-HT,GABA,Gly,Glu,カイニン酸,キスカル酸,NMDA)の応答に対するENXとFLBの効果を膜電位固定下にて記録した.

　(7)GABA応答に対するNQsの抑制作用とFLBによるその増強効果:GABA応答に対する4種のNQsの抑制作用をFLB共存・非共存下において測定しIC₅₀を求めた.FLBによる増強効果はFLB非共存下でのIC₅₀をFLB共存下でのIC₅₀で除して得られる増強比で評価した.

　(8)³H-ムシモール特異的結合に対するNQsの阻害作用とFLBによるその増強効果:マウス脳単離細胞を用いてGABA_A受容体アゴニストである³H-ムシモールの特異的結合に対する4種のNQsの阻害作用をFLB共存・非共存下において測定した.

　(1)ヒトにおけるNQsの中枢移行性の予測:既報のラット・ウサギ・ビーグル犬および健常人におけるOFLXのC_P,脳脊髄液中濃度(C_CSF)を用いて動物実験データからヒトへの予測を試みた.ヒトのC_P推移は全身クリアランス,分布容積と体重との羃乗則(Y＝A・X^B)を用いて予測した.C_CSFは血液-CSF間の透過クリアランス(PS)とCSFの産生・消失速度およびCSFから血液への一方向性の汲み出し(CL_eff)からなる古典的モデルを用いて解析した.ヒトのC_CSF推移はPS,CL_effと脳重量との羃乗則を用いて予測した.

　(2)NQsとNSAIDsによるGABA_A受容体応答の抑制作用に関する動物種差・脳部位差:マウス全脳とラット,ウサギ,ビーグル犬およびカニクイザルの大脳,脳幹および小脳のmRNAをそれぞれ注入したアフリカツメガエル卵母細胞を用いて、GABA応答に対するENXの抑制作用をFLB共存・非共存下において測定した。また小脳におけるENXの抑制作用が小さく見積もられたため、マウス全脳およびラット大脳,小脳に関するGABA応答の濃度依存性を調べてENXのKiを算出した.

　(3)NQsの臨床使用における痙攣誘発性の評価:4種のNQsに関して、常用量投与後のC_CSF範囲とGABA応答に対するFLB共存・非共存下での抑制作用を比較した.ENXに関しては腎障害患者における単独投与後の痙攣発現時C_CSFを用いて解析した.

　(1)NQsとNSAIDsによる中枢性副作用を回避するための医薬品情報の構築-GABA応答の構造活性相関-:GABA応答に対するFLB共存・非共存下における各種オールドキノロン系抗菌剤(OQs),NQsの抑制作用と、ENXの抑制作用に対する各系列NSAIDsの増強効果を測定した.そしてこれらの作用と各薬物の分子構造との関係から中枢性副作用を回避するための代替薬の選択に関する医薬品情報の構築を行った.

　(2)NQsとNSAIDsにより発現した中枢性痙攣に対する処理方法の確立:非拘束状態のマウスにENXとFLBを静注し、痙攣発現後に抗痙攣薬であるフェニトイン(PHT)またはジアゼパム(DZP)を靜注した.両抗痙攣薬の後処置による効果と既報の症例における各種処置に基づき痙攣発現時における有効な処置法に関する医薬品情報の構築を行った.

　-LCsとFLBの痙攣誘発のED₅₀イソボログラムは相加的相互作用を示したがENXとFLBでは劇的な相乗的相互作用であった.NQsの単独投与では、投与速度間でTと痙攣発現時のC_Pは相違するもののC_BRには違いはなく、C_BRは作用部位における濃度の直接的指標になり得た.FLBはNQsの体内動態を変化させず、またNQsとFLBとの併用投与による痙攣誘発時のC_BRイソボログラムでは原点側に大きく凸の明確な閾値が存在した.NQsの脳室内注入により静注時と同様の間代性痙攣が観察でき、NQsのDはFLBにより大きく低下した.以上よりNQsによる痙攣は中枢性痙攣であること、その痙攣誘発性はNSAIDsとの薬物動力学的相互作用によって増強されることが分かった.GABA応答はNQsにより抑制されFLBはこの抑制作用を増強した.GABA以外のアゴニスト応答はENXとFLBにより顕著に変化しなかった.³H-ムシモール特異的結合においてもNQsによる阻害とFLBによるその増強が観測され、このNQsの阻害作用はGABA応答に対する抑制作用と相関した.またGABA応答に対するNQsのIC₅₀は脳室内注入後のDと相関し、NQsによるGABA_A受容体の結合阻害に基づくGABA神経伝達の抑制がNQsの痙攣誘発の主たる発現機序であることが示された.更にGABA応答に対するNQsのIC₅₀は痙攣発現時のC_BRと高い相関性を示し、in vivoでのNQsの痙攣誘発性はin vitroでのGABA応答に対する抑制作用から定量的に予測できることが分かった.

Fig.Relationship between Threshold Brain Cocentration of NQs for Convulsion and IC₅₀ of NQs for GABA Response.■:CPEX,○●:ENX,▲:NELX,◇◆:○FLX.Closed and open symbols represent in the presence and absence of FLB,respectively.

　3種の動物実験データに基づくヒトでの予測C_P,C_CSF推移はそれらの実測値とほぼ対応し、ヒトにおける生理・解剖学的情報だけからNQsのヒトにおけるCSF移行性が予測できることが分かった.GABA応答抑制の動物種差・脳部位差に関しては、各脳部位におけるENXのIC₅₀と増強比は動物種間で相違せずKiもラット大脳と小脳間で等しかった.この検討から本研究で使用したアフリカツメガエル卵母細胞外来遺伝情報発現系は動物種・脳部位間における作用の比較に有用であることが分かった.臨床使用時における痙攣発現性については、常用量投与後のC_CSF範囲は各NQs単独時ではGABA応答の無作用域であるがFLB併用時では特にENXとNFLXにおいて抑制作用が現れる濃度であり、これらNQsとFLBとを併用した場合の危険性が示された.また腎障害患者でのENXによる痙攣発現時のC_CSFはENX単独でもGABA応答の抑制作用が現れる濃度にまで上昇していたことが分かった.更に腎機能障害患者におけるENXの用法用量を個々の患者情報に基づいて設定する方法が確立された.

Fig.Relationship between CSF Concentration of NQs and the Inhibitory Effect on GABA response.:Concentration of NQs in human CSF □○◇:Control,■●▲◆:with FLB

　キノロン母核7位に置換するピペラジニル基または3-アミノピロリジニル基がGABA_A受容体に対する拮抗作用を発現する部位であり、またこのピペラジニル基上のメチル基と母核1位の比較的大きな置換基がGABA応答に対する抑制作用とFLBによる増強を妨げることが分かった.またNSAIDsではフェニル酢酸・インドール酢酸構造部分がNQsのGABA応答抑制に対する増強因子として機能する可能性が示された.以上よりNQsとNSAIDsとを併用処方する場合には、第一にNSAIDs側にフェニル酢酸・プロピオン酸およびインドール酢酸以外の薬剤を選択するのが望ましく、それが不可の場合にはNQs側にGABA応答抑制作用の弱い薬剤を選択しかつNSAIDs側にも増強効果の小さい薬剤を使用するべきであることが明かとなった.抗痙攣薬の後処置効果では、PHTは無効であったがDZPは抗痙攣作用を示した.既報症例においてもDZPは有効であり死亡例もないため、NQsによる痙攣誘発時はDZPを第一選択とし更に気管内挿管等の必要処置を施行することで対処できると考えられる.

　ラット・ウサギおよびイヌにおけるオフロキサシンの血漿中,脳脊髄液中濃度(C_CSF)推移からヒトにおけるそれら推移を予測した.予測推移は実測値と対応し生理・解剖学的情報だけに基づいてヒトでの中枢移行性が予測できることを明かにした.

　マウス全脳とラット,ウサギ,イヌおよびサルの大脳,脳幹および小脳のmRNAをそれぞれ注入したアフリカツメガエル卵母細胞でのGABA応答に対するエノキサシン(ENX)の抑制作用とFLBによる増強効果は動物種・脳部位間で相違しなかった.以上より本研究で使用した外来遺伝情報発現系は動物種・脳部位間における作用の比較に有用であることが明かとなった.

　常用量投与後のC_CSF範囲は、各NQs単独時ではGABA応答の無作用域であるが、FLB併用時では特にENXとノルフロキサシンにおいて抑制作用が現れる濃度でありこれらNQsとFLBとを併用した場合の危険性が示された.また腎障害患者でのENXによる痙攣発現時のC_CSFはENX単独でもGABA応答の抑制作用が現れる濃度にまで上昇していたことが分かった.更に腎機能障害患者におけるENXの用法用量を個々の患者情報に基づいて設定する方法を確立した.