薬物動態学

ファーマコメトリクスは、疾患および薬理学的 測定のためのモデルの方法論および応用を研究する分野です。生物学、薬理学、疾患、生理学の数理モデルを使用して、有益な効果と有害な効果を含む、異物と患者（ヒトおよび非ヒト）との相互作用を記述および定量化します。 ^[1]通常、効率的な医薬品開発、規制上の決定、および患者に対する合理的な薬物治療を支援するために、薬物、疾患、および試験情報を定量化するのに適用されます。

薬物測定学では、薬理学、生理学、疾患に基づくモデルを使用して、薬物と患者との相互作用を定量的に分析します。これには、集団と変動性に重点を置いたシステム薬理学、薬物動態学、薬力学、疾患の進行が含まれます。

モールドとアプトンは、集団モデリング、シミュレーション、モデルベースの医薬品開発における基本的な概念の概要を示しています。^[2]

薬物測定学の主な焦点は、薬物反応の変動性を理解することです。変動性は予測可能な場合（体重や腎機能の違いなど）もあれば、明らかに予測不可能な場合（現在の知識不足を反映）もあります。

「薬物測定学」という用語は、1964年に出版された書籍「薬物活性の評価：薬物測定学」^[3]の序文で初めて文献に登場しました。

この本の副題は、私たちが知る限り、私たちの一人 (ALB) が作った造語であり、その言葉は本の主題で定義されています。主題は、もっと明確に、もっと冗長に表現すれば、「薬物作用の定性的および定量的識別および比較評価」となるでしょう。この用語は、現在広く受け入れられている「計量経済学」に語源的な先例があります。この用語が、この本で論じられ説明されている種類の測定と、今日ではバイオアッセイと呼ばれているものを区別するのに役立つことを願っています。同じ技術が両方に使われることもありますが、その目的はまったく同じではありません。

しかし、編集者は序文の最後で次のように述べています。

...私たちは、米国ニュージャージー州ラーウェイのMerck, Sharpe & Dohme 社の副社長であり、現在アメリカ薬理学会会長を務める Karl Beyer 博士が、「1950 年代初頭に (Pharmacometrics) という造語を考案し、それ以来ずっと社内レポートで使用してきた」ことを、興味深く謙虚に知りました (JR Vane、私信)。さらに、彼の会社の薬理部門にある研究室の 1 つは、「『Pharmacometrics』という名称が付けられている」のです。Beyer 博士がこの語をどのような意味で使用してきたかは正確にはわかりませんが、上記で述べた以外の正当な意味を思いつくのは難しいと思います。博士もそう考えており、この書名のこの語の使用が、私たちが当然と考えるより広い意味での普及と、すべての「優先」権を Beyer 博士に与えるのに役立つことを願うばかりです。

薬物動態モデルは、集団内の薬物の平均的な薬物動態挙動を特徴付けることを目的とした構造です。個人間の変動を組み込むことで、これらのモデルは、多様な患者グループにわたる薬物反応の中心的な傾向と変動性に関する洞察を提供します。その応用範囲は、集団レベルでの投与計画の最適化にまで及びます。

薬力学モデルは、薬物濃度と身体への影響との複雑な関係を解明することに重点を置いています。これには、望ましい治療効果と潜在的な副作用の両方が含まれます。薬物効果の時間経過を描写することにより、これらのモデルは有効性と有害事象の予測に貢献し、最適な投与戦略の特定に役立ちます。

生理学に基づく薬物動態モデルは、生理学的情報を統合して、さまざまな組織や臓器における薬物の挙動をシミュレートします。これらのモデルは、臓器固有の血流、組織透過性、薬物の特性を考慮し、特定の部位における薬物濃度の予測を容易にします。PBPK モデルは、複雑な薬物の挙動を理解するのに役立ちます。

曝露反応モデルは、薬物曝露と臨床反応の関係を確立します。最適な治療範囲を決定し、有効性や有害事象の可能性を予測する上で、このモデルは重要な役割を果たします。これらのモデルは、望ましい臨床結果に基づいて用量の個別化を導きます。

薬物間相互作用モデルは、異なる薬物間の相互作用が薬物動態や薬力学に与える影響を調査します。これらのモデルは、併用される薬物が相互に与える影響を予測するのに役立ち、複数の薬物が存在する場合の潜在的なリスクの特定や投与量の調整に役立ちます。

病気の自然な経過は動的であることが多く、治療しないと悪化する傾向があります。病気の進行モデルは主に、治療、バイオマーカーの変化、臨床結果の関係を理解するために使用されます。これらのモデルは、バイオマーカーレベルの変化、または病気の状態を反映する他の臨床的に関連するエンドポイントを経時的に観察することにより、病気の軌跡を説明します。^{[4]病気の進行モデルには、}経験的、半機械論的、およびシステム生物学の3つの主要なクラスがあります。 ^[5]病気の進行モデルのほとんどは経験的であり、病気の生理学的背景ではなく、病気の軌跡を説明します。^[6]病気の進行を説明するために使用される最も単純なモデルは、時間の経過に伴う病気の状態の変化が一定であると仮定した場合の線形モデルです。

システム薬理学モデルは、薬物動態学、薬力学、システム生物学を統合して、薬物の効果を包括的に理解できるようにします。これらのモデルは、薬物、生物システム、および疾患経路の複雑な相互作用を考慮することで、薬物開発と個別化医療への総合的なアプローチに貢献します。

メカニズムモデルは、薬物の作用を左右する根底にある生物学的および生理学的プロセスの詳細な理解を提供します。これらのモデルは、薬物の吸収、分布、代謝、および排泄に影響を与えるメカニズムに関する洞察を提供し、さまざまなシナリオでの薬物反応の予測に役立ちます。

試験モデルは、患者の脱落や投薬計画の遵守不足などによる、名目上の試験プロトコルからの変動を説明します。

歴史的に、薬物測定学は関連する臨床薬理学および統計学の組織に代表されてきた。ヨーロッパ、米国、ニュージーランド/オーストラリアのいくつかの小規模な地域組織が地域会議を開催した。1990年代初頭にPAGE会議が組織され、それ以来毎年開催されているが、公式組織は存在していない。エッテとウィリアムズは、薬物測定学の進化を理解するための歴史的背景を提供している。^[7]

2011年、アメリカ薬理学協会（ASoP）がアメリカのいくつかの地域団体によって設立され、6か月以内に世界中から600人以上の会員がASoPに加入しました。2012年、ASoPは国際会員数の増加を反映して国際薬理学協会（ISoP）に発展しました。ISoPは成長を続けており、現在では世界約30カ国から1000人以上の会員が参加しています。^[8]地域団体には、ヨーロッパのPAGE ^[9]やオーストラリアとニュージーランドのPAGANZ ^{[10]などがあります。}

薬物測定学者は通常、薬学、臨床薬理学、統計学、医学、工学などの分野の出身者です。

薬物計量学の最初の教授はウプサラ大学のマッツ・カールソンであった。^[11]

薬物測定学に関する研究論文を掲載する主なジャーナルは次のとおりです。

• AAPSJ
• CPT: PSP
• ＣＰＴ
• JPKPD