イベルメクチンは、なぜ新型コロナに効果が有るのか？

【 解説 】
イベルメクチン(IVM)は、ノーベル賞学者の大村智・北里大学特別栄誉教授が発見した、線虫などに効果が有る駆虫薬です。以前から、なぜ駆虫薬がウイルスに効果が有るのかと疑問に思っていました。下記ツイートを見つけたので早速調べてみると、スゴイことが書いてありました。なんとIVMの新コロにに対する作用機序が20もあるというのです。一つ一つ読んでみると、到底私の頭では理解できないのですが、なんとなく理解できるところも有ります。そこで重要と思うところを太字にしておきました。

印象的な部分は、
”早期治療および予防に関する36件の研究のうち、100％が肯定的な効果を報告しています（全55件の研究のうち96％が肯定的な効果を報告しています）”
このように、1件や2件の検証結果でなく53件もの肯定的論文が有るということです。

IVMには決定的なウイルスキラーの必殺技が有るわけでなく、20もの作用機序が有り、それらが協働することでウイルスの増殖を抑えているということです。
イベルメクチンは１回分が50円位（海外価格）と非常に安価で安全な治療薬です。
ワクチンより上位のプライオリティーが与えられるべきと考えます。

【 お詫び 】
表題に「Nature：」と記載していましたが、Natureのサイトに表示されるのは、提携先の医学誌の記事のコピペということで、Nature自身の執筆による記事ではない事が分かりました。
https://www.nature.com/article/s41429-021-00430-5
URLから、Natureの記事と思い込んでしまいました。「Nature:」を削除しました。記事の掲載元は、The Journal of Antibiotics　です。

RETRACTED ARTICLE: The mechanisms of action of Ivermectin against SARS-CoV-2: An evidence-based clinical review article - The Journal of Antibiotics

SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの作用機序：エビデンスに基づく臨床レビュー論文

概要

現在進行中のCOVID-19パンデミックの緊急性を考慮すると、様々な新しい変異株が検出され、将来的に新しいコロナウイルスが再出現する可能性があることから、イベルメクチンのような承認薬の再利用は注目に値すると思われる。このエビデンスに基づく総説は、SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの作用機序を議論し、長年にわたる利用可能な文献を要約することを目的としている。COVID-19の発症と合併症の予防において、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用の模式図が提案されている。

はじめに

ここ数十年の間に、人獣共通感染症が急増していることが指摘されている。このように動物から人間へ病気の原因となる物質が「波及」するのには、いくつかの理由が考えられる。例えば、世界人口の急激な増加により、人間がスペース、食料、資源を求めて新たな生態系の生息地に侵入するようになったことや、野生動物の取引が盛んになり、種間での病原体の飛び火が起こるようになったことなどが挙げられる。1980年代にはHIV/AIDSが類人猿から発生したことで知られているが、2004年から2007年にかけての鳥インフルエンザの大流行は鳥類から発生したものである。コウモリは、エボラ出血熱、重症急性呼吸器症候群（SARS）、中東呼吸器症候群（MERS）、そしておそらく重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の最初の宿主でもありました。

COVID-19はすでに世界中で何百万人もの死者を出し、世界の医療システムだけでなく、各国の政治・経済関係も麻痺させています[1]。SARS-CoV-2ウイルスが野生動物から発生し、人間に「飛び火」した可能性があると考えられてきたことは、動物を媒介とした疾病による将来的なリスクを浮き彫りにするだけでなく、その解決に向けた重要な手がかりとなります。このように、動物から人間への "ジャンプ "が起こった場合、1980年代初頭から、病気の原因となる物質に対して効率的に作用し、人間が摂取しても安全な形で販売されている薬剤を見直すことは、当然のことである。

イベルメクチンは、日本の北里研究所で1967年に放線菌Streptomyces avermitilisの培養中に発見された16員環の大環状ラクトン化合物であるエバーメクチン（AVM）の一群に属します[2]。この薬は河川盲目症やリンパ系フィラリア症の発生率を激減させ、ウィリアム・C・キャンベルと大村智によって発見・開発され、2015年にノーベル医学・生理学賞を受賞した[3, 4]。イベルメクチンは、世界保健機関の「必須医薬品モデルリスト」に登録されています[5]。

薬剤再利用（Drug Repurposing）、薬剤方向転換（Drug redirecting）、薬剤再充填（Drug reprofiling）は、既存の薬剤の新しい用途を特定することと定義されています。これらの薬剤は、製剤開発、in vitroおよびin vivoのスクリーニング、薬物動態および薬力学的プロファイルが確立されているため、このアプローチでは、開発リスク、コスト、および安全性に関する失敗が軽減されます。さらに、このような薬剤の多くは最初の臨床試験段階が終了しており、数年の開発期間を短縮するために迂回することができます。したがって、医薬品の再利用は、プロセス全体の期間を最大で3〜12年短縮できる可能性があり、大きな可能性を秘めています[6]。

COVID-19治療のための緊急使用許可を受けた薬剤の中には、裏付けとなるデータが不十分なものもありましたが、一方でイベルメクチンは、その使用を裏付ける十分な説得力のあるデータがないにもかかわらず、見送られてきました。しかし、多くの国ではイベルメクチンをCOVID-19治療の第一選択薬として採用しています。

世界各地でワクチン接種が本格化している中、ワクチンによる免疫力の持続性や、新たな変異株に対する保護の役割については、いまだに議論の余地があります。イベルメクチンは、ワクチン接種の順番を待っている一部の人々の「安全の架け橋」として採用されることは、「論理的」な選択肢として考えられます。

米国のClinicalTrials.govには、イベルメクチンの使用による死亡率の低下、集中治療室での滞在期間や入院期間の短縮、ウイルスの排除などの成果を評価することを目的とした、医師主導の臨床試験プロトコルがいくつか登録されています[7]。また、現在までに行われた55件の研究のメタ分析によるリアルタイムのデータもあります。2021年5月16日に公開されたデータによると、早期治療および予防に関する36件の研究のうち、100％が肯定的な効果を報告しています（全55件の研究のうち96％が肯定的な効果を報告しています）。このうち、26の研究では、隔離の統計的に有意な改善が認められています。最も深刻なアウトカムを用いたプール効果によるランダム効果メタアナリシスでは、早期治療と予防でそれぞれ79％と85％の改善が報告された（RR 0.21 [0.11-0.37]、0.15 [0.09-0.25]）。この結果は、除外を前提とした感度分析では81％と87％（RR 0.19 [0.14-0.26]および0.13 [0.07-0.25]）、査読付きの29件の研究に限定しても同様であった。82％と88％（RR 0.18 [0.11-0.31]と0.12 [0.05-0.30]）であった。死亡率、換気回数、入院回数、症例数、ウイルス除去率について、統計的に有意な改善が認められた。早期治療と予防については、17件の無作為化対照試験（RCT）のうち100％が肯定的な効果を報告しており、推定改善率はそれぞれ73％と83％（RR 0.27 [0.18-0.41]、0.17 [0.05-0.61]）、28件のRCTのうち93％が肯定的な効果を示しています。これらの研究を表1にまとめました。これまでの55件の研究で、効果のない治療法が肯定的な結果を生み出した確率は、23兆分の1と推定される（p = 0.000000043）。このように、さまざまな症例で陽性結果が一貫して得られていることは注目に値する。観察された結果が偶然に発生した可能性は極めて低いと考えられる[8]。
表1 イベルメクチンCOVID-19試験全55件（2021年5月16日時点で入手可能なデータによる）治療段階（Early Vs Late）と試験の種類に基づいて分けられている
フルサイズの表

しかし、López-Medinaらによる対照外来試験では、軽度のCOVID-19において、イベルメクチンでは改善が見られないことが示されました[9]。研究の質（研究デザイン、採用された方法、統計分析、および結論）に関してギャップがある可能性があるため、結果の誤認が指摘されています。

イベルメクチンは，経口吸収が速く，脂溶性が高く，体内に広く分布し，肝臓（チトクロームP450系）で代謝され，ほとんどが糞便中に排泄される[4]。健康なヒトに標準的な経口投与を行った場合，3.4～5時間で血漿中濃度がピークに達し，血漿中半減期は12～66時間と報告されている[10]。広く使用されているにもかかわらず、ヒトにおけるイベルメクチンの薬物動態に関する研究は比較的少ない[11]。イベルメクチンは，健常者では血漿タンパク質に強く結合します（93.2%）[12]。このような「熱心な結合」は、栄養失調や低アルブミン血症が一般的な国で投与する場合に有益であり、イベルメクチンの「遊離画分」の利用率を高めることにつながります[4]。低アルブミン血症は、COVID-19の患者に頻繁に見られる所見であり、また、肺障害の重症度にも関連していると思われます[13]。したがって、イベルメクチンはこのような環境で使用すると有用であるかもしれません。

SARS-CoV-2感染者の死亡率を低下させるイベルメクチンの使用を支持する証拠がある。しかし、外来患者にイベルメクチンを経口投与する際には、毒性を引き起こす可能性のある過剰投与を避けるため、厳格で明確なガイドラインが必要である。Baudou, Eらの研究では、通常量のイベルメクチンを投与した後に副作用を起こした患者に、機能喪失を伴う2つのヒトABCB1ナンセンス変異があることが報告されています。この知見は、イベルメクチンや他のABCB1基質の医療用処方に注意を促すものです[14]。

本稿では、COVID-19におけるイベルメクチンの役割を示すin vitroおよびin vivoのエビデンスを、長年にわたる利用可能な文献に基づいてまとめることで、作用機序を議論することを目的としています。表2】 COVID-19の発症と合併症の予防における、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用の概略図が提案されている。[図1]を参照してください。

図1：COVID-19の発症と合併症の予防における、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用を示す模式図。

イベルメクチン；IVM（赤のブロック）は、ACE-2受容体（緑）におけるSARS-CoV-2のSタンパク質の結合を阻害し、破壊する。緑の点線は活性化経路を、赤の点線は阻害経路を示している。TLR-4受容体は、SARS-CoV-2によって直接活性化され、またLPSを介した活性化（ICU環境で見られる）によっても活性化され、NF-Kb経路やMAP3キナーゼの活性化を引き起こし、炎症性サイトカインやケモカインの核内遺伝子の発現を増加させ（サイトカインストームの原因）、NOの放出を引き起こす（血管の拡張、体液の漏出、低血圧、ARDSや敗血症の原因）。NF-Kb および STAT-3 経路の活性化は、COVID-19 の病因および後遺症の中心となっています。STAT-3はPAK-1と物理的に結合し、IL-6の転写を増加させる。細胞表面のアネキシンA2は、t-PAの存在下でプラスミノーゲン；PLGをプラスミンに変換する。プラスミンは、STAT-3の活性化と核内移行を誘発する。STAT-3のアップレギュレーションは、肺細胞のHA合成酵素-2を刺激し、HAの沈着を引き起こし、肺胞の損傷と低酸素症を引き起こす。STAT-3はまた、TGF-βを直接活性化し、SARS-COV-2の肺病理の典型的な特徴である肺線維症を引き起こす。損傷を受けたタイプ2細胞はPAI-1を発現しており、すでに低酸素状態になっているため、STAT-3による直接的な刺激に加えて、（低酸素誘導因子-1を介して）PAIのアップレギュレーションが起こる。STAT-3とPAI-1が同時に活性化されると、t-PAとウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子が阻害され、血栓が形成される。また、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質は、赤血球上のCD147と結合し、クランピングを引き起こす。IVMは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質と結合することで、クランピングを防ぐことができる。COVID-19におけるT細胞リンパ球減少は、内皮細胞上のPD-L1受容体がSTAT-3によって直接活性化されることにも起因していると考えられる。IVMは、NF-kb経路であるSTAT-3を直接阻害し、PAK-1のユビキチンを介した分解を増加させることで間接的に阻害する。細胞の自然な抗ウイルス反応は、インターフェロン制御遺伝子とウイルスRNAを介したTLR-3およびTLR7/8の活性化- Myd88によるインターフェロン制御因子（IRF）ファミリーの転写の活性化によるものである。ウイルスが感染を成立させるためには、インターフェロンの産生を阻害することで、この抗ウイルス反応を抑制する必要がある。インポリンやKPNAなどのタンパク質は、ウイルスタンパク質の核内輸送とそれに続くIFNシグナルを媒介する。SARS-CoV-2のタンパク質（ORF-3a、NSP-1、ORF-6）は、IFNシグナルを直接遮断し、周囲の細胞を無防備に感染の犠牲者にしてしまう。IVMは、インポリンa-b（緑）とKPNA-1受容体（茶）の両方を阻害し、自然な抗ウイルスIFNの放出を引き起こす。IVMはまた、ウイルスの複製に関与するウイルスのRdrPも阻害する。IVM イベルメクチン、ACE-2 アンジオテンシン変換酵素2、LPS リポポリサッカライド、TLR トール様受容体、t-PA 組織様プラスミノーゲン活性化因子、PLG プラスミノーゲン、IMPab インポーティンαβ、Rdrp RNA依存性RNAポリメラーゼ、KPNA-1 カリオフェリンサブユニットα1。NF-κB 活性化B細胞の核因子κ光鎖増強因子、Map3Kinases Mitogen-activated Kinases、PAK-1 P21活性化キナーゼ1、STAT-3 Signal transducer and activator of transcription 3、PAI-1 Plasminogen activator inhibitor-1、HIF-1 Hypoxia-Inducible Factor

方法

2008年1月1日から2021年1月30日までの間，PubMedデータベースを，以下のようなMeSH Databaseを用いて構築された構文で包括的に検索した。(stromectol OR Ivermectin OR "dihydroavermectin") OR (22 AND 23-dihydroavermectin B) AND (antiviral OR virus OR COVID-19 OR SARS-CoV-2). 得られた結果はすべて、内容と関連性を手動で検討し、適切と思われる場合は掲載した。また、参考文献に引用されている論文もレビューし、適切と思われる場合は掲載した。重複がないように、手動で論文を検索しました。

結果

抗寄生虫薬としてのイベルメクチン

イベルメクチンは，抗蠕動薬として承認されている[15]。イベルメクチンは，線虫や昆虫に存在するグルタミン酸ゲート型クロライドチャネルに選択的に作用するポジティブアロステリックモジュレーターであり，これらのチャネルに結合することでクロライドイオンの流入を引き起こし，細胞の過分極を引き起こして機能障害を引き起こす[16]。しかし，高濃度のイベルメクチンは，血液脳関門（BBB）が「漏出」している場合にのみ，宿主のGABA受容体にも結合することができる。BBBが無傷の健康なヒトでは、p-糖タンパク質の薬物ポンプ（MDR-1）によって薬物が「排除」されるため、このようなことはありません。Chandlerらは、イベルメクチンは、過量投与の状況を除いて、神経系の副作用の可能性がないと考えています[17]。
SARS-CoV-2ウイルスの構造

SARS-CoV-2は、SARS-CoV-1と構造的に類似したサルベコウイルスです。SARS-CoV-2β型コロナウイルスの4つの構造タンパク質のうち、以下のものがある。SARS-CoV-2は、スパイク（S）タンパク質、膜（M）タンパク質、エンベロープ（E）タンパク質、ヌクレオカプシド（N）タンパク質の4つの構造タンパク質のうち、Sタンパク質が強力な中和抗体反応を引き起こす原因となっている。SARS-CoV-2の宿主細胞への侵入は、Sタンパク質のS1サブユニット（受容体結合ドメイン）が宿主細胞表面に存在するアンジオテンシン変換酵素2（ACE-2）受容体に結合することによって行われる[18]。S2サブユニットは，膜貫通型プロテアーゼ，セリン2（TMPRSS-2）でプライミングした後に細胞膜と結合する融合タンパク質と関連しており，宿主細胞との融合を担っている。

SARS-CoV-2のゲノムは約29.8kbのヌクレオチドで構成され，27のタンパク質をコードする14のオープンリーディングフレーム（ORF）を有している[19]。ゲノムの5′2/3は，レプリカーゼ遺伝子をコードしている。この遺伝子には2つのORFが含まれている。ORF1aとORF1bである。ORF1a/bは，ポリメラーゼのフレームシフトによって2つのポリタンパク質をコードし，これらは翻訳後に15の非構造タンパク質（nsp）：nsp1-10およびnsp12-16に切断される。ゲノムの残りの部分には，4つの構造タンパク質（Sタンパク質，Eタンパク質，Mタンパク質，Nタンパク質）に加えて，8つのアクセサリータンパク質（3a/3b，p6，7a/7b，8b，9b，ORF14）がコードされている[19]．また、レプリカーゼは、パパイン様プロテアーゼ（PLpro）とセリン型プロテアーゼまたはメインプロテアーゼ（Mpro）もコードしている[20]。

原理的には、"体の細胞にはあまり毒性がなく、ウイルスの複製サイクルのある段階を阻害する "分子であれば、抗ウイルス剤として作用することができる[21]。

抗ウイルス剤の作用機序としては、以下のようなものが考えられる。

1.細胞外のウイルス粒子を不活性化する。
2.ウイルスの付着や侵入を防ぐ。
3.ウィルスゲノムの複製を阻止する。
4.特定のウイルスタンパク質の合成を阻止する。
5. 新しい感染性ウイルスの組み立てや放出を防ぐ

SARS-CoV-2ウイルスに対するイベルメクチンの役割

イベルメクチンの活性対象は、以下の4つのグループに分けられる。

A.　SARS-CoV-2に対する直接作用

レベル1：SARS-CoV-2の細胞侵入に対する作用
レベル2：インポーティン（IMP）スーパーファミリーへの作用
レベル3：イオノフォアとしての作用

B.　ウイルスの複製に重要な宿主標的への作用

レベル4：抗ウイルス剤としての作用
レベル5：ウイルスの複製とアセンブリへの作用
レベル6：ウイルスのポリタンパク質の翻訳後処理への作用
レベル7：カリオフェリン（KPNA/KPNB）受容体への作用

C.　炎症に重要な宿主標的への作用

レベル8：インターフェロン（INF）レベルへの作用
レベル9：Toll-like-Receptor(TLR)への作用
レベル10：NF-κB（核内因子）経路への働きかけ
レベル11：JAK-STAT経路、PAI-1およびCOVID-19シーケンサーへの作用
レベル12：P21活性化キナーゼ1(PAK-1)への働きかけ
レベル13：インターロイキン-6（IL-6）レベルへの作用
レベル14：P2X4受容体のアロステリックモジュレーションへの働きかけ
レベル15：高機動性グループボックス1（HMGB1）への作用
レベル16：免疫調節剤としての肺組織や嗅覚への作用
レベル17：抗炎症剤としての作用

D.　その他の宿主標的への作用

レベル18：プラスミン、アネキシンA2への作用
レベル19：赤血球上のCD147への作用
レベル20：低酸素下でのミトコンドリアのATPに対する心機能への作用

直接的な「抗ウイルスターゲット」は初期段階で、「抗炎症ターゲット」は後期段階での対応が有効かもしれません。

SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの直接作用

レベル1：SARS-CoV-2の細胞侵入に対する作用

Lehrer Sらの研究によると、イベルメクチンは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質のロイシン91と宿主細胞のACE-2受容体のヒスチジン378の領域にドッキングし、宿主細胞への侵入を阻止した[22]。Eweasらの別の研究では，イベルメクチン，クロロキン，ヒドロキシクロロキン，レムデシビル，ファビピラビルなどの再利用可能な薬剤をスクリーニングし，SおよびMタンパク質，RNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRp），核タンパク質，ウイルスプロテアーゼ，nsp14など，さまざまなSARS-CoV-2標的タンパク質との分子ドッキングを行った．イベルメクチンは，以下の5つの重要なドッキング特性を示した[23]．

1.　S糖タンパク質の予測される活性部位に対する最高の結合親和性（Mol Dockスコア-140.584）およびタンパク質-リガンド相互作用（MolDockスコア-139.371）を示した。

2.　SARS-CoV-2のRdRpタンパク質の予測された活性部位に対するかなりの結合親和性(MolDock score -149.9900)とタンパク質-リガンド相互作用(MolDock score -147.608)を持つが、Cys622とAsp760の2つのアミノ酸とのみH結合を形成した。

3.　nsp14の予測される活性部位に最も高い結合親和性（MolDock score -212.265）を示した。

4.　TMPRSS2タンパク質の活性部位に最も高い結合親和性（MolDockスコア-174.971）を示し、タンパク質-リガンド相互作用（MolDockスコア-180.548）を示した。さらに、TMPRSSタンパク質の予測される活性部位に存在するCys297、Glu299、Gln438、Gly462、Gly464の各アミノ酸残基と5つのH結合を形成していた

5.　スパイクタンパク質の自由結合エネルギー（開）は、イベルメクチン（-398.536kJ/mol）の方がレムデシビル（-232.973kJ/mol）よりも高かった。

Choudhuryらが行ったインシリコデータ解析では、イベルメクチンは、ウイルスのスパイクタンパク質、メインプロテアーゼ、レプリカーゼ、ヒトTMPRSS2受容体を、結合を破壊することで「抗ウイルス効果」を発揮する最も可能性の高いターゲットとして効率的に利用していることが示された。イベルメクチンは、ウイルスとヒトの両方のタンパク質を標的としているため、SARS-CoV-2に対するin vitroでの優れた有効性の背景には、このような理由があると考えられる[24]。

SARS-CoV-2のワクチン開発は、スパイクタンパクのバイオロジー（ウイルス標的）が中心となっており、最近では「ワクチンエスケープ株」の発生が懸念されています。このような状況において、イベルメクチンは、ウイルスと宿主の両方を標的としているため、ワクチンによる免疫を「逃れる」可能性のあるこれらの新種の株に対する潜在的な治療法として作用する可能性があります。

レベル2：インポーティン(IMP)スーパーファミリーへの作用

細胞内では、シグナルに依存してタンパク質の核内・核外への輸送が行われているが、この輸送を仲介しているのが、α型とβ型が存在するインポーティン（IMP）スーパーファミリーである。このIMPα/β1は、IMPα上に存在する「IBB」（IMPβ結合）部位を持つヘテロ二量体として存在し、IMPαによる「カーゴ認識」の際にIMPβ1と結合する。SARS-CoV-2ウイルスは、宿主細胞に侵入すると、宿主タンパク質であるIMPα/β1のヘテロ二量体（インポリン）にタンパク質を「積み込む」傾向があり、核膜孔複合体を通って核内に侵入する。SARS-CoV-2ウイルスのウイルスタンパク質は、宿主細胞の機構を乗っ取り、インターフェロン（ウイルスの攻撃が続いていることを周囲の細胞に知らせるために感染細胞から放出される抗ウイルス物質）の放出を阻害することで、自然細胞の「抗ウイルス」反応を抑制する。その結果、周囲の細胞がウイルスの「疑われざる犠牲者」となり、ウイルスが免疫細胞の認識を逃れて感染が継続する[25]。イベルメクチンは、ウイルス感染の存在下で、IMPα/β1ヘテロ二量体のIMPα成分を標的にして結合し、IMPβ1との相互作用を妨げ、続いてウイルスタンパク質の核輸送を阻止する。これにより、細胞は通常の抗ウイルス反応を行うことができる[26]。このような場合、ここでのイベルメクチンの活性は、ウイルススタティック、つまり、同じ受容体に競合してウイルスを中和するものであることに留意すべきである。

レベル3：イオノフォアとしての作用

イオノフォアとは，通常，1つ以上のイオン（通常は陽イオン）の特異的な結合部位を構成する親水性ポケットを有する一方，その外部表面は疎水性であり，こうして形成された複合体が細胞膜を通過して水電解質バランスに影響を与えることができる分子である[27]。2つのイベルメクチン分子が「ヘッド・テール」モードで互いに反応することで、そのように考えられるのに適した複合体を作ることができるという仮説を立てることができる[28]。これらのイオノフォアは、ウイルスが宿主細胞に付着し、宿主細胞に侵入してその生化学的機構を利用して他のウイルス粒子を生成する前に、感染の初期段階でウイルスを中和することができます。

ウィルス複製のための宿主標的への作用

レベル4：抗ウイルス剤としての作用

Heidary, F. によるシステマティックレビュー論文。は、ジカウイルス（ZKV）、デング熱ウイルス、黄熱ウイルス（YFV）、西ナイルウイルス（WNV）などのRNAウイルス、ヘンドラウイルス（HEV）、ニューカッスルウイルス、ベネズエラウマ脳炎ウイルス（VEEV）などの他のウイルスに対するイベルメクチンの「抗ウイルス」特性について論じています。チクングニアウイルス（CHIKV）、セムリキフォレストウイルス（SFV）、シンドビスウイルス（SINV）、鳥インフルエンザウイルス、豚繁殖・呼吸器症候群ウイルス（PRRSV）、ヒト免疫不全ウイルス1型、さらには馬ヘルペスウイルス1型（EHV-1）や仮性狂犬病ウイルス（PRV）などのDNAウイルスなど[29]。

レベル5：ウイルスの複製・集合に対する作用

Caly Lらによるインビトロ研究では、SARS-CoV-2ウイルスに感染したVero/hSLAM細胞を5μMのイベルメクチンに「暴露」したところ、48時間後のウイルスRNAが対照群と比較して5000倍に減少したことが示されている[30]。この研究は、イベルメクチンが日常的な投与によってCOVID-19の治療効果を得ることができないという意見を集めました。これに対し、Arshadらはモデリング手法を用いて、イベルメクチンの肺への蓄積量をEC50の10倍以上と予測しました。このように、より高いイベルメクチンの肺組織濃度が達成される可能性があることから、特に呼吸器感染症については、さらなる研究の余地があります[31]。

Calyらの研究については、レビュー記事で説明されています。大村智教授の共著であるYagisawaらのCOVID-19におけるイベルメクチンの臨床研究の世界的動向では、「in vitroにおける実験系の感度の設定」について説明されています。著者らによれば、Vero/hSLAM細胞を用いて、被験薬の抗ウイルス活性が確実に測定され、偽陽性も偽陰性も発生しなかったことから、著者らが設定したIC50=2μMの感度は適切であったとのことです。したがって、Calyらの研究は、単にイベルメクチンがin vitroで抗SARS-CoV-2活性を有することが確認されたというだけのものであり、それ以上でもそれ以下でもない。また、in vitroの実験を臨床研究につなげるために使用できるin vivo感染実験があるという事実もあります[32]。

Swargiaryらによる別のインシリコ研究では、イベルメクチンとRdRpの間に-9.7 kcal/molという最高の結合相互作用が示され、ウイルスの複製の抑制が示唆されています[33]。nsp12に存在するRdRPは，コロナウイルスの複製・転写複合体の中心的な役割を果たしており，ウイルスゲノムの複製だけでなく，サブゲノムmRNA（sgRNA）の転写にも関与するなど，ウイルスのライフサイクルにおいて重要な酵素であることから，有望な創薬標的として示唆されている[34]。イベルメクチンは，ウイルスのrdrpに結合し，それを破壊する。イベルメクチンがnsp14に非常に効率的に結合することで、ウイルスの複製と集合を阻害する役割が確認された。nsp14が転写や複製に不可欠であることはよく知られている。nsp14は，校正用のエキソリボヌクレアーゼとして働き，また，メチル基転移酵素の活性によってウイルスのRNAキャッピングにも関与している[35]。さらに、イベルメクチンがウイルスのNリンタンパク質とMタンパク質に高効率で結合することは、ウイルスの複製とアセンブリを阻害する役割を示唆している[23]。

レベル6：ウイルスポリプロテインの翻訳後の処理に対する作用

宿主細胞に侵入したウイルスRNAは、宿主のリボソームによって大きな「ポリプロテイン」に翻訳される。酵素の中には、このポリタンパク質から自己タンパク分解によって分離し、さらに他のタンパク質が分離して複製のための機能を果たすのを助けるものがある。そのような酵素の1つである3キモトリプシン様プロテアーゼ（3'cl pro/ Mpro）は、このポリタンパク質に働きかけて、他のタンパク質を「ライブラリ化」し、ウイルスの複製を実行する役割を担っている。イベルメクチンは、この酵素に結合して酵素を阻害します。また、イベルメクチンは、SARS-CoV-2のMproとPLproの両方のタンパク質に効率的に結合するため、ウイルスポリタンパク質の翻訳後処理を防ぐ役割を担っている[23]。

レベル7：カリオフェリン（KPNA/KPNB）受容体への作用

カリオフェリン-α1（KPNA1）は、シグナルトランスデューサーとアクチベーターオブトランスクリプション1（STAT1）の核輸送に不可欠であり[36]、STAT1とKPNA1の相互作用（STAT1/KPNA1）には、非古典的な核局在化シグナル（NLS）が関与している。イベルメクチンは、KPNA/KPNB1を介したウイルスタンパク質の核内への取り込みを阻害し、細胞が正常な抗ウイルス反応を行うことを可能にする[30]。

炎症の宿主標的に関するアクション

レベル8：インターフェロン（INF）レベルへの作用

ウイルスに感染した細胞はインターフェロンを放出し、近隣の細胞に存在するIFN受容体に結合してウイルスの攻撃を警告する。IFN-IおよびIFN-III受容体は、JAK-STATファミリーのメンバーをさらに活性化する。宿主細胞に侵入したウイルスは、宿主細胞の機構を乗っ取り、インターフェロンを介した宿主細胞の正常な抗ウイルス反応に拮抗するように働く。SARS-CoV-2のORF3a，NSP1，ORF6などのタンパク質は，IFN-Iシグナルを阻害する[37, 38]．その結果、SARS-CoV-2ウイルスに感染した細胞の周囲の細胞は、「重要かつ保護的なIFNシグナル」を「受け取ることができず」、このSARS-CoV-2ウイルスが何の支障もなく複製・拡散してしまう。これが、現段階でCOVID-19の感染が臨床的に「発見されにくい」主な理由の一つである[39]。

イベルメクチンは、IFIT1、IFIT2、IF144、ISG20、IRF9、OASLなど、いくつかのIFN関連遺伝子の発現を促進することが示されています[40]。

レベル9：Toll-like-Receptor (TLR)への作用

ウイルスが侵入すると、宿主細胞上に存在する細胞内パターン認識受容体（PRR）がウイルスの攻撃を検出する役割を果たす。ウイルスは、Toll様受容体（TLR）と呼ばれるPRRの1つを活性化する。これらの受容体は、様々な免疫系細胞に存在し、病原体の位置を特定して結合するのに役立ちます。TLRが活性化されると、オリゴマー化が起こり、さらに下流のインターフェロン制御因子（IRF）や核内因子カッパB（NF-kB）の転写因子が活性化され、INFの産生が誘導されます[41]。イベルメクチンは，NF-kB経路の活性化を阻害し，TLR4シグナルを抑制する役割を果たしている[42]。

レベル10：核内因子-κB（NF-κB）経路への作用

NF-κB（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells）経路の活性化は，サイトカインやケモカインをコードする遺伝子を含む様々な炎症性遺伝子の発現を誘導する[43]。Jiangらは、細胞毒性を示さない極低用量のイベルメクチンが、転写因子であるNF-κBを阻害することにより、in vitroおよびin vivoの両方で、化学療法剤に対する腫瘍細胞の抵抗性を劇的に回復させることを示しました[44]。また，Zhangらは，イベルメクチンがNF-κB経路を阻害することでリポ多糖（LPS）による炎症性サイトカインの産生を抑制し，LPSによるマウスの生存率を向上させることを示唆している[42]。したがって、イベルメクチンを使用することは、（LPSを媒介とした）細菌感染の可能性が高まるICU環境において有用であると考えられます。

レベル11：JAK-STAT経路、PAI-1、COVID-19の後遺症に対する作用

SARS-CoV-2 のウイルス量、疾患の重症度、および進行度には強い相関関係があります[45]。COVID-19は、発熱や乾いた咳などのインフルエンザ様症状を引き起こすだけでなく、肺血管における微小血管症を伴う広範な血栓症[46]、D-ダイマー値の上昇[47]、リンパ球減少[48]、炎症性サイトカインおよびケモカインの産生[49]、さらにはCRP値の大幅な上昇[50]を引き起こす可能性があります。SARS-CoV-2は、SARS-CoV-1と構造的に類似している。いくつかのSARS-CoV-1タンパク質は、IFNの抗ウイルス活性と、IFNが活性化する下流のJAK（Janus Kinase）-STATシグナル伝達経路に拮抗する。JAKファミリーキナーゼは、個体発生、免疫、慢性炎症、線維化、癌などで幅広い機能を示している[51]。

宿主タンパク質であるSTAT（signal transducers and activators of transcription）やNF-κBのメンバーは、IMPα/β1ヘテロ二量体が介在する核膜包埋型核膜孔を介して核内に入り、COVID-19の発症に関与する。また、Friemanらは、SARSのORF6が、小胞体/ゴルジ体の粗い膜上に核輸入因子を封じ込めることで、STAT1の機能に拮抗することを示した[52]。Matsuyamaらの総説では、SARS-CoV-2によるIFNとSTAT1の阻害と、それに続くSTAT3優位のシグナル伝達ネットワークへの移行が、COVID-19のほぼすべての臨床的特徴をもたらす可能性を示唆している[39]。

さらに議論する前に、STAT-3 の発現上昇と COVID-19 の後遺症との関連性、および STAT-3 を阻害するイベルメクチンの役割を理解することが重要です。STAT-3は、有害なCOVID-19カスケードを媒介する "セントラルハブ "として機能します。肺では、STAT-3はヒアルロン酸合成酵素-2を活性化し、ヒアルロン酸の沈着を引き起こし、肺胞にびまん性の損傷を与える。損傷を受けたタイプ2の肺胞細胞はPAI-1（プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター-1）を発現する。さらに、びまん性肺胞損傷による低酸素状態は、HIF-1aを介してPAI-1のアップレギュレーションを引き起こす。また、STAT-3はPAI-1を直接活性化する。PAI-1とSTAT-3が同時に活性化されると、t-PAやウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーターが阻害され、毛細血管内に血栓が形成される。また、PAI-1はマクロファージのTLR-4受容体に結合し、NF-kB経路をさらに活性化する。

重症のCOVID-19に典型的な「サイトカイン・ストーム」は、STAT-3を介したマクロファージにおける炎症性サイトカイン、TNFα、およびIL-6のアップレギュレーションを伴う。さらに、STAT-3は、PAI-1レベルをアップレギュレートするC反応性タンパク質を誘導する。STAT-3は、IL-6遺伝子の転写を活性化する直接的な原因となり、これがさらにTGF-βの増加につながり、肺線維症を引き起こします。また、内皮細胞に存在するPD-L1受容体は、STAT-3によって活性化され、T細胞のリンパ球減少を引き起こす。イベルメクチンは、直接阻害によりSTAT-3を阻害し、COVID-19の後遺症を予防します[39]。

レベル12：P21活性化キナーゼ1（PAK-1）に対する作用

p21活性化キナーゼ1（PAK1）は、JAK1とSTAT3の両方に物理的に結合し、その結果生じるPAK1/STAT3複合体は、COVID-19のサイトカインストームの原因となるIL-6遺伝子の転写を活性化します[53]。イベルメクチンは、Akt/mTORシグナルを抑制し、PAK-1のユビキチンを介した分解を促進することで、STAT-3の活性を低下させ、IL-6の産生を減少させます[54]。

レベル13：インターロイキン-6（IL-6）レベルに対する作用

Zhangらの研究によると、イベルメクチンは、SARS-CoV-2によって引き起こされる有害なサイトカイン・ストームの2つの主要成分であるIL-6とTNFαの産生を抑制し、IL-6/IL-10比を「劇的に減少させ」、感染症の転帰を変化させることが示されました[42, 55]。

レベル14：P2X4受容体のアロステリックモジュレーションに対する作用

P2X受容体は，細胞外のATPによってゲートされる，陽イオンに対して選択的なチャネルであり[56]，健康や病気においてさまざまな機能を担っている[57]。P2X受容体の7つのサブユニットのうち，P2X4はイベルメクチンに対して最も感受性が高い。イベルメクチンによるP2X4のポジティブアロステリックモジュレーションは，ATPを介したCXCL5（炎症誘発性ケモカイン）の分泌を促進する。CXCL5は，さまざまな組織の炎症細胞に発現する化学誘引分子で，好中球の走化性やケモカインの掃引を調節する[58]。

レベル15：高機動性グループボックス1（HMGB1）に対する作用

損傷関連分子パターンである高移動度群ボックス1（HMGB1）は、損傷を受けた細胞から放出され、TLR4受容体のアゴニストとして作用するため、COVID-19に関連する肺の炎症を媒介する[59]。イベルメクチンはHMGB1を阻害する[60]。

レベル16：肺組織および嗅覚に対する免疫調節剤としての作用

DeMeloらの研究では、COVID-19のモデルとしてゴールデン・シリアン・ハムスターを用いて、SARS-CoV-2感染に対するイベルメクチンの作用を調べた。雌雄ともに成体のゴールデン・シリアン・ハムスターに、6×104PFUのSARS-CoV-2を経鼻的に接種した。感染時には、臨床現場で使用されているイベルメクチン（抗寄生虫薬）を1回皮下注射し、4日間観察した。模擬感染させた動物には生理食塩水のみを与えた。興味深いことに，イベルメクチンには性差依存的かつコンパートメント的な免疫調節作用があり，感染動物の臨床的悪化を防ぎ，嗅覚障害を軽減した。この効果は性に依存しており、雄の感染者は臨床スコアの低下を示したが、雌の感染者では徴候が全く見られなかったのである。嗅覚能力に関しては、生理食塩水投与の雄の83.3％（10/12）が嗅覚障害を呈したのに対し、IVM投与の雄では33.3％（4/12）にとどまった（Fisher's exact test p = 0.036）。IVM投与の雌（0/6）では嗅覚障害は認められなかったが、生理食塩水投与の雌では33.3％（2/6）が嗅覚障害を呈した（フィッシャーの正確検定p=0.455）。イベルメクチンは，肺組織におけるIL-6/IL-10比を劇的に減少させたが，このことが治療を受けた動物のより良好な臨床症状を説明していると思われる[55]．COVID-19の一般的な症状の1つとして、嗅覚の喪失が報告されています[61]。興味深いことに、インドの患者の大半は、臨床経過中に短期間の無嗅覚期間を経た後、嗅覚を回復しています。インドではイベルメクチンがCOVID-19治療の第一選択薬の一つとして使用されている。SARS-CoV-2による嗅覚障害の軽減に、イベルメクチンが一役買っているのではないかという仮説が成り立つ。

レベル17：抗炎症剤としての作用

イベルメクチンの抗炎症作用のメカニズムは、リポポリサッカライドを負荷したマクロファージによるサイトカイン産生の抑制、NF-kB、ストレス活性化MAPキナーゼJNKおよびp38の活性化の遮断、TLR4シグナルの阻害と説明されている[42, 61, 62]。さらに、免疫細胞の動員、気管支肺胞洗浄液中のサイトカイン産生、血清中のIgEおよびIgG1の分泌、ならびに杯細胞による粘液の過剰分泌が、イベルメクチンによって著しく減少しました[63]。
他の宿主標的に対する作用

レベル18：プラスミンおよびアネキシンA2に対する作用

Kamber Zaidiらの研究によると、アネキシンA2がCOVID-19の病態生理に関連している可能性があります。アネキシンA2は、t-PAの存在下でプラスミノゲンがプラスミンに変換される際の共同受容体として働く。プラスミンレベルの上昇は併発状態で見られ、ウイルス感染の初期段階にも関与している。プラスミンは、STAT-3の直接的な活性化につながり、COVID-19の有害な後遺症を引き起こす。イベルメクチンは、STAT-3を直接阻害するため、COVID-19の合併症の抑制に役割を果たす可能性がある。

レベル19：赤血球上のCD147に対する作用

ACE-2とともに赤血球上に存在する膜貫通型の受容体CD147は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質の重要な結合部位として認識されている。SARS-CoV-2は赤血球には内在しないが、このような付着はクランピングを引き起こす可能性がある[65]。イベルメクチンは、ウイルスのSタンパク質に結合し、CD147との結合を不可能にする。この作用は、血液凝固・血栓現象を呈するCOVID-19の進行期にも有効であると考えられます。

レベル20：低酸素下でのミトコンドリアATPの心機能への作用

SARS-CoV-2は、活動中の感染者だけでなく、長期滞在者においても急性心筋梗塞や心血管系の慢性障害を引き起こす原因としてよく知られています[66]。永井らは、イベルメクチンがCox6a2の発現を誘導することでミトコンドリアのATP産生を増加させ、低酸素状態でもミトコンドリアのATPを維持することで、病的な肥大を防ぎ、心機能を改善することを示しました[67]。

結論

現在進行中のCOVID-19パンデミックの緊急性、様々な新しい変異株の同時検出、および将来の新しいコロナウイルスの再出現の可能性を考慮すると、イベルメクチンのような承認された薬剤の再利用は注目に値するかもしれません。

ここまで。DeepLで翻訳しました。

https://note.com/76598712/m/m29424ca1ff2d

コロナとワクチンの論文｜科学的に考えてみる｜note

RETRACTED ARTICLE: The mechanisms of action of Ivermectin against SARS-CoV-2: An evidence-based clinical review article - The Journal of Antibiotics

SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの作用機序：エビデンスに基づく臨床レビュー論文

概要

現在進行中のCOVID-19パンデミックの緊急性を考慮すると、様々な新しい変異株が検出され、将来的に新しいコロナウイルスが再出現する可能性があることから、イベルメクチンのような承認薬の再利用は注目に値すると思われる。このエビデンスに基づく総説は、SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの作用機序を議論し、長年にわたる利用可能な文献を要約することを目的としている。COVID-19の発症と合併症の予防において、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用の模式図が提案されている。

はじめに

ここ数十年の間に、人獣共通感染症が急増していることが指摘されている。このように動物から人間へ病気の原因となる物質が「波及」するのには、いくつかの理由が考えられる。例えば、世界人口の急激な増加により、人間がスペース、食料、資源を求めて新たな生態系の生息地に侵入するようになったことや、野生動物の取引が盛んになり、種間での病原体の飛び火が起こるようになったことなどが挙げられる。1980年代にはHIV/AIDSが類人猿から発生したことで知られているが、2004年から2007年にかけての鳥インフルエンザの大流行は鳥類から発生したものである。コウモリは、エボラ出血熱、重症急性呼吸器症候群（SARS）、中東呼吸器症候群（MERS）、そしておそらく重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の最初の宿主でもありました。

COVID-19はすでに世界中で何百万人もの死者を出し、世界の医療システムだけでなく、各国の政治・経済関係も麻痺させています[1]。SARS-CoV-2ウイルスが野生動物から発生し、人間に「飛び火」した可能性があると考えられてきたことは、動物を媒介とした疾病による将来的なリスクを浮き彫りにするだけでなく、その解決に向けた重要な手がかりとなります。このように、動物から人間への "ジャンプ "が起こった場合、1980年代初頭から、病気の原因となる物質に対して効率的に作用し、人間が摂取しても安全な形で販売されている薬剤を見直すことは、当然のことである。

イベルメクチンは、日本の北里研究所で1967年に放線菌Streptomyces avermitilisの培養中に発見された16員環の大環状ラクトン化合物であるエバーメクチン（AVM）の一群に属します[2]。この薬は河川盲目症やリンパ系フィラリア症の発生率を激減させ、ウィリアム・C・キャンベルと大村智によって発見・開発され、2015年にノーベル医学・生理学賞を受賞した[3, 4]。イベルメクチンは、世界保健機関の「必須医薬品モデルリスト」に登録されています[5]。

薬剤再利用（Drug Repurposing）、薬剤方向転換（Drug redirecting）、薬剤再充填（Drug reprofiling）は、既存の薬剤の新しい用途を特定することと定義されています。これらの薬剤は、製剤開発、in vitroおよびin vivoのスクリーニング、薬物動態および薬力学的プロファイルが確立されているため、このアプローチでは、開発リスク、コスト、および安全性に関する失敗が軽減されます。さらに、このような薬剤の多くは最初の臨床試験段階が終了しており、数年の開発期間を短縮するために迂回することができます。したがって、医薬品の再利用は、プロセス全体の期間を最大で3〜12年短縮できる可能性があり、大きな可能性を秘めています[6]。

COVID-19治療のための緊急使用許可を受けた薬剤の中には、裏付けとなるデータが不十分なものもありましたが、一方でイベルメクチンは、その使用を裏付ける十分な説得力のあるデータがないにもかかわらず、見送られてきました。しかし、多くの国ではイベルメクチンをCOVID-19治療の第一選択薬として採用しています。

世界各地でワクチン接種が本格化している中、ワクチンによる免疫力の持続性や、新たな変異株に対する保護の役割については、いまだに議論の余地があります。イベルメクチンは、ワクチン接種の順番を待っている一部の人々の「安全の架け橋」として採用されることは、「論理的」な選択肢として考えられます。

米国のClinicalTrials.govには、イベルメクチンの使用による死亡率の低下、集中治療室での滞在期間や入院期間の短縮、ウイルスの排除などの成果を評価することを目的とした、医師主導の臨床試験プロトコルがいくつか登録されています[7]。また、現在までに行われた55件の研究のメタ分析によるリアルタイムのデータもあります。2021年5月16日に公開されたデータによると、早期治療および予防に関する36件の研究のうち、100％が肯定的な効果を報告しています（全55件の研究のうち96％が肯定的な効果を報告しています）。このうち、26の研究では、隔離の統計的に有意な改善が認められています。最も深刻なアウトカムを用いたプール効果によるランダム効果メタアナリシスでは、早期治療と予防でそれぞれ79％と85％の改善が報告された（RR 0.21 [0.11-0.37]、0.15 [0.09-0.25]）。この結果は、除外を前提とした感度分析では81％と87％（RR 0.19 [0.14-0.26]および0.13 [0.07-0.25]）、査読付きの29件の研究に限定しても同様であった。82％と88％（RR 0.18 [0.11-0.31]と0.12 [0.05-0.30]）であった。死亡率、換気回数、入院回数、症例数、ウイルス除去率について、統計的に有意な改善が認められた。早期治療と予防については、17件の無作為化対照試験（RCT）のうち100％が肯定的な効果を報告しており、推定改善率はそれぞれ73％と83％（RR 0.27 [0.18-0.41]、0.17 [0.05-0.61]）、28件のRCTのうち93％が肯定的な効果を示しています。これらの研究を表1にまとめました。これまでの55件の研究で、効果のない治療法が肯定的な結果を生み出した確率は、23兆分の1と推定される（p = 0.000000043）。このように、さまざまな症例で陽性結果が一貫して得られていることは注目に値する。観察された結果が偶然に発生した可能性は極めて低いと考えられる[8]。
表1 イベルメクチンCOVID-19試験全55件（2021年5月16日時点で入手可能なデータによる）治療段階（Early Vs Late）と試験の種類に基づいて分けられている
フルサイズの表

しかし、López-Medinaらによる対照外来試験では、軽度のCOVID-19において、イベルメクチンでは改善が見られないことが示されました[9]。研究の質（研究デザイン、採用された方法、統計分析、および結論）に関してギャップがある可能性があるため、結果の誤認が指摘されています。

イベルメクチンは，経口吸収が速く，脂溶性が高く，体内に広く分布し，肝臓（チトクロームP450系）で代謝され，ほとんどが糞便中に排泄される[4]。健康なヒトに標準的な経口投与を行った場合，3.4～5時間で血漿中濃度がピークに達し，血漿中半減期は12～66時間と報告されている[10]。広く使用されているにもかかわらず、ヒトにおけるイベルメクチンの薬物動態に関する研究は比較的少ない[11]。イベルメクチンは，健常者では血漿タンパク質に強く結合します（93.2%）[12]。このような「熱心な結合」は、栄養失調や低アルブミン血症が一般的な国で投与する場合に有益であり、イベルメクチンの「遊離画分」の利用率を高めることにつながります[4]。低アルブミン血症は、COVID-19の患者に頻繁に見られる所見であり、また、肺障害の重症度にも関連していると思われます[13]。したがって、イベルメクチンはこのような環境で使用すると有用であるかもしれません。

SARS-CoV-2感染者の死亡率を低下させるイベルメクチンの使用を支持する証拠がある。しかし、外来患者にイベルメクチンを経口投与する際には、毒性を引き起こす可能性のある過剰投与を避けるため、厳格で明確なガイドラインが必要である。Baudou, Eらの研究では、通常量のイベルメクチンを投与した後に副作用を起こした患者に、機能喪失を伴う2つのヒトABCB1ナンセンス変異があることが報告されています。この知見は、イベルメクチンや他のABCB1基質の医療用処方に注意を促すものです[14]。

本稿では、COVID-19におけるイベルメクチンの役割を示すin vitroおよびin vivoのエビデンスを、長年にわたる利用可能な文献に基づいてまとめることで、作用機序を議論することを目的としています。表2】 COVID-19の発症と合併症の予防における、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用の概略図が提案されている。[図1]を参照してください。

図1：COVID-19の発症と合併症の予防における、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用を示す模式図。

イベルメクチン；IVM（赤のブロック）は、ACE-2受容体（緑）におけるSARS-CoV-2のSタンパク質の結合を阻害し、破壊する。緑の点線は活性化経路を、赤の点線は阻害経路を示している。TLR-4受容体は、SARS-CoV-2によって直接活性化され、またLPSを介した活性化（ICU環境で見られる）によっても活性化され、NF-Kb経路やMAP3キナーゼの活性化を引き起こし、炎症性サイトカインやケモカインの核内遺伝子の発現を増加させ（サイトカインストームの原因）、NOの放出を引き起こす（血管の拡張、体液の漏出、低血圧、ARDSや敗血症の原因）。NF-Kb および STAT-3 経路の活性化は、COVID-19 の病因および後遺症の中心となっています。STAT-3はPAK-1と物理的に結合し、IL-6の転写を増加させる。細胞表面のアネキシンA2は、t-PAの存在下でプラスミノーゲン；PLGをプラスミンに変換する。プラスミンは、STAT-3の活性化と核内移行を誘発する。STAT-3のアップレギュレーションは、肺細胞のHA合成酵素-2を刺激し、HAの沈着を引き起こし、肺胞の損傷と低酸素症を引き起こす。STAT-3はまた、TGF-βを直接活性化し、SARS-COV-2の肺病理の典型的な特徴である肺線維症を引き起こす。損傷を受けたタイプ2細胞はPAI-1を発現しており、すでに低酸素状態になっているため、STAT-3による直接的な刺激に加えて、（低酸素誘導因子-1を介して）PAIのアップレギュレーションが起こる。STAT-3とPAI-1が同時に活性化されると、t-PAとウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子が阻害され、血栓が形成される。また、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質は、赤血球上のCD147と結合し、クランピングを引き起こす。IVMは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質と結合することで、クランピングを防ぐことができる。COVID-19におけるT細胞リンパ球減少は、内皮細胞上のPD-L1受容体がSTAT-3によって直接活性化されることにも起因していると考えられる。IVMは、NF-kb経路であるSTAT-3を直接阻害し、PAK-1のユビキチンを介した分解を増加させることで間接的に阻害する。細胞の自然な抗ウイルス反応は、インターフェロン制御遺伝子とウイルスRNAを介したTLR-3およびTLR7/8の活性化- Myd88によるインターフェロン制御因子（IRF）ファミリーの転写の活性化によるものである。ウイルスが感染を成立させるためには、インターフェロンの産生を阻害することで、この抗ウイルス反応を抑制する必要がある。インポリンやKPNAなどのタンパク質は、ウイルスタンパク質の核内輸送とそれに続くIFNシグナルを媒介する。SARS-CoV-2のタンパク質（ORF-3a、NSP-1、ORF-6）は、IFNシグナルを直接遮断し、周囲の細胞を無防備に感染の犠牲者にしてしまう。IVMは、インポリンa-b（緑）とKPNA-1受容体（茶）の両方を阻害し、自然な抗ウイルスIFNの放出を引き起こす。IVMはまた、ウイルスの複製に関与するウイルスのRdrPも阻害する。IVM イベルメクチン、ACE-2 アンジオテンシン変換酵素2、LPS リポポリサッカライド、TLR トール様受容体、t-PA 組織様プラスミノーゲン活性化因子、PLG プラスミノーゲン、IMPab インポーティンαβ、Rdrp RNA依存性RNAポリメラーゼ、KPNA-1 カリオフェリンサブユニットα1。NF-κB 活性化B細胞の核因子κ光鎖増強因子、Map3Kinases Mitogen-activated Kinases、PAK-1 P21活性化キナーゼ1、STAT-3 Signal transducer and activator of transcription 3、PAI-1 Plasminogen activator inhibitor-1、HIF-1 Hypoxia-Inducible Factor

方法

2008年1月1日から2021年1月30日までの間，PubMedデータベースを，以下のようなMeSH Databaseを用いて構築された構文で包括的に検索した。(stromectol OR Ivermectin OR "dihydroavermectin") OR (22 AND 23-dihydroavermectin B) AND (antiviral OR virus OR COVID-19 OR SARS-CoV-2). 得られた結果はすべて、内容と関連性を手動で検討し、適切と思われる場合は掲載した。また、参考文献に引用されている論文もレビューし、適切と思われる場合は掲載した。重複がないように、手動で論文を検索しました。

結果

抗寄生虫薬としてのイベルメクチン

イベルメクチンは，抗蠕動薬として承認されている[15]。イベルメクチンは，線虫や昆虫に存在するグルタミン酸ゲート型クロライドチャネルに選択的に作用するポジティブアロステリックモジュレーターであり，これらのチャネルに結合することでクロライドイオンの流入を引き起こし，細胞の過分極を引き起こして機能障害を引き起こす[16]。しかし，高濃度のイベルメクチンは，血液脳関門（BBB）が「漏出」している場合にのみ，宿主のGABA受容体にも結合することができる。BBBが無傷の健康なヒトでは、p-糖タンパク質の薬物ポンプ（MDR-1）によって薬物が「排除」されるため、このようなことはありません。Chandlerらは、イベルメクチンは、過量投与の状況を除いて、神経系の副作用の可能性がないと考えています[17]。
SARS-CoV-2ウイルスの構造

SARS-CoV-2は、SARS-CoV-1と構造的に類似したサルベコウイルスです。SARS-CoV-2β型コロナウイルスの4つの構造タンパク質のうち、以下のものがある。SARS-CoV-2は、スパイク（S）タンパク質、膜（M）タンパク質、エンベロープ（E）タンパク質、ヌクレオカプシド（N）タンパク質の4つの構造タンパク質のうち、Sタンパク質が強力な中和抗体反応を引き起こす原因となっている。SARS-CoV-2の宿主細胞への侵入は、Sタンパク質のS1サブユニット（受容体結合ドメイン）が宿主細胞表面に存在するアンジオテンシン変換酵素2（ACE-2）受容体に結合することによって行われる[18]。S2サブユニットは，膜貫通型プロテアーゼ，セリン2（TMPRSS-2）でプライミングした後に細胞膜と結合する融合タンパク質と関連しており，宿主細胞との融合を担っている。

SARS-CoV-2のゲノムは約29.8kbのヌクレオチドで構成され，27のタンパク質をコードする14のオープンリーディングフレーム（ORF）を有している[19]。ゲノムの5′2/3は，レプリカーゼ遺伝子をコードしている。この遺伝子には2つのORFが含まれている。ORF1aとORF1bである。ORF1a/bは，ポリメラーゼのフレームシフトによって2つのポリタンパク質をコードし，これらは翻訳後に15の非構造タンパク質（nsp）：nsp1-10およびnsp12-16に切断される。ゲノムの残りの部分には，4つの構造タンパク質（Sタンパク質，Eタンパク質，Mタンパク質，Nタンパク質）に加えて，8つのアクセサリータンパク質（3a/3b，p6，7a/7b，8b，9b，ORF14）がコードされている[19]．また、レプリカーゼは、パパイン様プロテアーゼ（PLpro）とセリン型プロテアーゼまたはメインプロテアーゼ（Mpro）もコードしている[20]。

原理的には、"体の細胞にはあまり毒性がなく、ウイルスの複製サイクルのある段階を阻害する "分子であれば、抗ウイルス剤として作用することができる[21]。

抗ウイルス剤の作用機序としては、以下のようなものが考えられる。

1.細胞外のウイルス粒子を不活性化する。
2.ウイルスの付着や侵入を防ぐ。
3.ウィルスゲノムの複製を阻止する。
4.特定のウイルスタンパク質の合成を阻止する。
5. 新しい感染性ウイルスの組み立てや放出を防ぐ

SARS-CoV-2ウイルスに対するイベルメクチンの役割

イベルメクチンの活性対象は、以下の4つのグループに分けられる。

A.　SARS-CoV-2に対する直接作用

レベル1：SARS-CoV-2の細胞侵入に対する作用
レベル2：インポーティン（IMP）スーパーファミリーへの作用
レベル3：イオノフォアとしての作用

B.　ウイルスの複製に重要な宿主標的への作用

レベル4：抗ウイルス剤としての作用
レベル5：ウイルスの複製とアセンブリへの作用
レベル6：ウイルスのポリタンパク質の翻訳後処理への作用
レベル7：カリオフェリン（KPNA/KPNB）受容体への作用

C.　炎症に重要な宿主標的への作用

レベル8：インターフェロン（INF）レベルへの作用
レベル9：Toll-like-Receptor(TLR)への作用
レベル10：NF-κB（核内因子）経路への働きかけ
レベル11：JAK-STAT経路、PAI-1およびCOVID-19シーケンサーへの作用
レベル12：P21活性化キナーゼ1(PAK-1)への働きかけ
レベル13：インターロイキン-6（IL-6）レベルへの作用
レベル14：P2X4受容体のアロステリックモジュレーションへの働きかけ
レベル15：高機動性グループボックス1（HMGB1）への作用
レベル16：免疫調節剤としての肺組織や嗅覚への作用
レベル17：抗炎症剤としての作用

D.　その他の宿主標的への作用

レベル18：プラスミン、アネキシンA2への作用
レベル19：赤血球上のCD147への作用
レベル20：低酸素下でのミトコンドリアのATPに対する心機能への作用

直接的な「抗ウイルスターゲット」は初期段階で、「抗炎症ターゲット」は後期段階での対応が有効かもしれません。

SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの直接作用

レベル1：SARS-CoV-2の細胞侵入に対する作用

Lehrer Sらの研究によると、イベルメクチンは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質のロイシン91と宿主細胞のACE-2受容体のヒスチジン378の領域にドッキングし、宿主細胞への侵入を阻止した[22]。Eweasらの別の研究では，イベルメクチン，クロロキン，ヒドロキシクロロキン，レムデシビル，ファビピラビルなどの再利用可能な薬剤をスクリーニングし，SおよびMタンパク質，RNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRp），核タンパク質，ウイルスプロテアーゼ，nsp14など，さまざまなSARS-CoV-2標的タンパク質との分子ドッキングを行った．イベルメクチンは，以下の5つの重要なドッキング特性を示した[23]．

1.　S糖タンパク質の予測される活性部位に対する最高の結合親和性（Mol Dockスコア-140.584）およびタンパク質-リガンド相互作用（MolDockスコア-139.371）を示した。

2.　SARS-CoV-2のRdRpタンパク質の予測された活性部位に対するかなりの結合親和性(MolDock score -149.9900)とタンパク質-リガンド相互作用(MolDock score -147.608)を持つが、Cys622とAsp760の2つのアミノ酸とのみH結合を形成した。

3.　nsp14の予測される活性部位に最も高い結合親和性（MolDock score -212.265）を示した。

4.　TMPRSS2タンパク質の活性部位に最も高い結合親和性（MolDockスコア-174.971）を示し、タンパク質-リガンド相互作用（MolDockスコア-180.548）を示した。さらに、TMPRSSタンパク質の予測される活性部位に存在するCys297、Glu299、Gln438、Gly462、Gly464の各アミノ酸残基と5つのH結合を形成していた

5.　スパイクタンパク質の自由結合エネルギー（開）は、イベルメクチン（-398.536kJ/mol）の方がレムデシビル（-232.973kJ/mol）よりも高かった。

Choudhuryらが行ったインシリコデータ解析では、イベルメクチンは、ウイルスのスパイクタンパク質、メインプロテアーゼ、レプリカーゼ、ヒトTMPRSS2受容体を、結合を破壊することで「抗ウイルス効果」を発揮する最も可能性の高いターゲットとして効率的に利用していることが示された。イベルメクチンは、ウイルスとヒトの両方のタンパク質を標的としているため、SARS-CoV-2に対するin vitroでの優れた有効性の背景には、このような理由があると考えられる[24]。

SARS-CoV-2のワクチン開発は、スパイクタンパクのバイオロジー（ウイルス標的）が中心となっており、最近では「ワクチンエスケープ株」の発生が懸念されています。このような状況において、イベルメクチンは、ウイルスと宿主の両方を標的としているため、ワクチンによる免疫を「逃れる」可能性のあるこれらの新種の株に対する潜在的な治療法として作用する可能性があります。

レベル2：インポーティン(IMP)スーパーファミリーへの作用

細胞内では、シグナルに依存してタンパク質の核内・核外への輸送が行われているが、この輸送を仲介しているのが、α型とβ型が存在するインポーティン（IMP）スーパーファミリーである。このIMPα/β1は、IMPα上に存在する「IBB」（IMPβ結合）部位を持つヘテロ二量体として存在し、IMPαによる「カーゴ認識」の際にIMPβ1と結合する。SARS-CoV-2ウイルスは、宿主細胞に侵入すると、宿主タンパク質であるIMPα/β1のヘテロ二量体（インポリン）にタンパク質を「積み込む」傾向があり、核膜孔複合体を通って核内に侵入する。SARS-CoV-2ウイルスのウイルスタンパク質は、宿主細胞の機構を乗っ取り、インターフェロン（ウイルスの攻撃が続いていることを周囲の細胞に知らせるために感染細胞から放出される抗ウイルス物質）の放出を阻害することで、自然細胞の「抗ウイルス」反応を抑制する。その結果、周囲の細胞がウイルスの「疑われざる犠牲者」となり、ウイルスが免疫細胞の認識を逃れて感染が継続する[25]。イベルメクチンは、ウイルス感染の存在下で、IMPα/β1ヘテロ二量体のIMPα成分を標的にして結合し、IMPβ1との相互作用を妨げ、続いてウイルスタンパク質の核輸送を阻止する。これにより、細胞は通常の抗ウイルス反応を行うことができる[26]。このような場合、ここでのイベルメクチンの活性は、ウイルススタティック、つまり、同じ受容体に競合してウイルスを中和するものであることに留意すべきである。

レベル3：イオノフォアとしての作用

イオノフォアとは，通常，1つ以上のイオン（通常は陽イオン）の特異的な結合部位を構成する親水性ポケットを有する一方，その外部表面は疎水性であり，こうして形成された複合体が細胞膜を通過して水電解質バランスに影響を与えることができる分子である[27]。2つのイベルメクチン分子が「ヘッド・テール」モードで互いに反応することで、そのように考えられるのに適した複合体を作ることができるという仮説を立てることができる[28]。これらのイオノフォアは、ウイルスが宿主細胞に付着し、宿主細胞に侵入してその生化学的機構を利用して他のウイルス粒子を生成する前に、感染の初期段階でウイルスを中和することができます。

ウィルス複製のための宿主標的への作用

レベル4：抗ウイルス剤としての作用

Heidary, F. によるシステマティックレビュー論文。は、ジカウイルス（ZKV）、デング熱ウイルス、黄熱ウイルス（YFV）、西ナイルウイルス（WNV）などのRNAウイルス、ヘンドラウイルス（HEV）、ニューカッスルウイルス、ベネズエラウマ脳炎ウイルス（VEEV）などの他のウイルスに対するイベルメクチンの「抗ウイルス」特性について論じています。チクングニアウイルス（CHIKV）、セムリキフォレストウイルス（SFV）、シンドビスウイルス（SINV）、鳥インフルエンザウイルス、豚繁殖・呼吸器症候群ウイルス（PRRSV）、ヒト免疫不全ウイルス1型、さらには馬ヘルペスウイルス1型（EHV-1）や仮性狂犬病ウイルス（PRV）などのDNAウイルスなど[29]。

レベル5：ウイルスの複製・集合に対する作用

Caly Lらによるインビトロ研究では、SARS-CoV-2ウイルスに感染したVero/hSLAM細胞を5μMのイベルメクチンに「暴露」したところ、48時間後のウイルスRNAが対照群と比較して5000倍に減少したことが示されている[30]。この研究は、イベルメクチンが日常的な投与によってCOVID-19の治療効果を得ることができないという意見を集めました。これに対し、Arshadらはモデリング手法を用いて、イベルメクチンの肺への蓄積量をEC50の10倍以上と予測しました。このように、より高いイベルメクチンの肺組織濃度が達成される可能性があることから、特に呼吸器感染症については、さらなる研究の余地があります[31]。

Calyらの研究については、レビュー記事で説明されています。大村智教授の共著であるYagisawaらのCOVID-19におけるイベルメクチンの臨床研究の世界的動向では、「in vitroにおける実験系の感度の設定」について説明されています。著者らによれば、Vero/hSLAM細胞を用いて、被験薬の抗ウイルス活性が確実に測定され、偽陽性も偽陰性も発生しなかったことから、著者らが設定したIC50=2μMの感度は適切であったとのことです。したがって、Calyらの研究は、単にイベルメクチンがin vitroで抗SARS-CoV-2活性を有することが確認されたというだけのものであり、それ以上でもそれ以下でもない。また、in vitroの実験を臨床研究につなげるために使用できるin vivo感染実験があるという事実もあります[32]。

Swargiaryらによる別のインシリコ研究では、イベルメクチンとRdRpの間に-9.7 kcal/molという最高の結合相互作用が示され、ウイルスの複製の抑制が示唆されています[33]。nsp12に存在するRdRPは，コロナウイルスの複製・転写複合体の中心的な役割を果たしており，ウイルスゲノムの複製だけでなく，サブゲノムmRNA（sgRNA）の転写にも関与するなど，ウイルスのライフサイクルにおいて重要な酵素であることから，有望な創薬標的として示唆されている[34]。イベルメクチンは，ウイルスのrdrpに結合し，それを破壊する。イベルメクチンがnsp14に非常に効率的に結合することで、ウイルスの複製と集合を阻害する役割が確認された。nsp14が転写や複製に不可欠であることはよく知られている。nsp14は，校正用のエキソリボヌクレアーゼとして働き，また，メチル基転移酵素の活性によってウイルスのRNAキャッピングにも関与している[35]。さらに、イベルメクチンがウイルスのNリンタンパク質とMタンパク質に高効率で結合することは、ウイルスの複製とアセンブリを阻害する役割を示唆している[23]。

レベル6：ウイルスポリプロテインの翻訳後の処理に対する作用

宿主細胞に侵入したウイルスRNAは、宿主のリボソームによって大きな「ポリプロテイン」に翻訳される。酵素の中には、このポリタンパク質から自己タンパク分解によって分離し、さらに他のタンパク質が分離して複製のための機能を果たすのを助けるものがある。そのような酵素の1つである3キモトリプシン様プロテアーゼ（3'cl pro/ Mpro）は、このポリタンパク質に働きかけて、他のタンパク質を「ライブラリ化」し、ウイルスの複製を実行する役割を担っている。イベルメクチンは、この酵素に結合して酵素を阻害します。また、イベルメクチンは、SARS-CoV-2のMproとPLproの両方のタンパク質に効率的に結合するため、ウイルスポリタンパク質の翻訳後処理を防ぐ役割を担っている[23]。

レベル7：カリオフェリン（KPNA/KPNB）受容体への作用

カリオフェリン-α1（KPNA1）は、シグナルトランスデューサーとアクチベーターオブトランスクリプション1（STAT1）の核輸送に不可欠であり[36]、STAT1とKPNA1の相互作用（STAT1/KPNA1）には、非古典的な核局在化シグナル（NLS）が関与している。イベルメクチンは、KPNA/KPNB1を介したウイルスタンパク質の核内への取り込みを阻害し、細胞が正常な抗ウイルス反応を行うことを可能にする[30]。

炎症の宿主標的に関するアクション

レベル8：インターフェロン（INF）レベルへの作用

ウイルスに感染した細胞はインターフェロンを放出し、近隣の細胞に存在するIFN受容体に結合してウイルスの攻撃を警告する。IFN-IおよびIFN-III受容体は、JAK-STATファミリーのメンバーをさらに活性化する。宿主細胞に侵入したウイルスは、宿主細胞の機構を乗っ取り、インターフェロンを介した宿主細胞の正常な抗ウイルス反応に拮抗するように働く。SARS-CoV-2のORF3a，NSP1，ORF6などのタンパク質は，IFN-Iシグナルを阻害する[37, 38]．その結果、SARS-CoV-2ウイルスに感染した細胞の周囲の細胞は、「重要かつ保護的なIFNシグナル」を「受け取ることができず」、このSARS-CoV-2ウイルスが何の支障もなく複製・拡散してしまう。これが、現段階でCOVID-19の感染が臨床的に「発見されにくい」主な理由の一つである[39]。

イベルメクチンは、IFIT1、IFIT2、IF144、ISG20、IRF9、OASLなど、いくつかのIFN関連遺伝子の発現を促進することが示されています[40]。

レベル9：Toll-like-Receptor (TLR)への作用

ウイルスが侵入すると、宿主細胞上に存在する細胞内パターン認識受容体（PRR）がウイルスの攻撃を検出する役割を果たす。ウイルスは、Toll様受容体（TLR）と呼ばれるPRRの1つを活性化する。これらの受容体は、様々な免疫系細胞に存在し、病原体の位置を特定して結合するのに役立ちます。TLRが活性化されると、オリゴマー化が起こり、さらに下流のインターフェロン制御因子（IRF）や核内因子カッパB（NF-kB）の転写因子が活性化され、INFの産生が誘導されます[41]。イベルメクチンは，NF-kB経路の活性化を阻害し，TLR4シグナルを抑制する役割を果たしている[42]。

レベル10：核内因子-κB（NF-κB）経路への作用

NF-κB（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells）経路の活性化は，サイトカインやケモカインをコードする遺伝子を含む様々な炎症性遺伝子の発現を誘導する[43]。Jiangらは、細胞毒性を示さない極低用量のイベルメクチンが、転写因子であるNF-κBを阻害することにより、in vitroおよびin vivoの両方で、化学療法剤に対する腫瘍細胞の抵抗性を劇的に回復させることを示しました[44]。また，Zhangらは，イベルメクチンがNF-κB経路を阻害することでリポ多糖（LPS）による炎症性サイトカインの産生を抑制し，LPSによるマウスの生存率を向上させることを示唆している[42]。したがって、イベルメクチンを使用することは、（LPSを媒介とした）細菌感染の可能性が高まるICU環境において有用であると考えられます。

レベル11：JAK-STAT経路、PAI-1、COVID-19の後遺症に対する作用

SARS-CoV-2 のウイルス量、疾患の重症度、および進行度には強い相関関係があります[45]。COVID-19は、発熱や乾いた咳などのインフルエンザ様症状を引き起こすだけでなく、肺血管における微小血管症を伴う広範な血栓症[46]、D-ダイマー値の上昇[47]、リンパ球減少[48]、炎症性サイトカインおよびケモカインの産生[49]、さらにはCRP値の大幅な上昇[50]を引き起こす可能性があります。SARS-CoV-2は、SARS-CoV-1と構造的に類似している。いくつかのSARS-CoV-1タンパク質は、IFNの抗ウイルス活性と、IFNが活性化する下流のJAK（Janus Kinase）-STATシグナル伝達経路に拮抗する。JAKファミリーキナーゼは、個体発生、免疫、慢性炎症、線維化、癌などで幅広い機能を示している[51]。

宿主タンパク質であるSTAT（signal transducers and activators of transcription）やNF-κBのメンバーは、IMPα/β1ヘテロ二量体が介在する核膜包埋型核膜孔を介して核内に入り、COVID-19の発症に関与する。また、Friemanらは、SARSのORF6が、小胞体/ゴルジ体の粗い膜上に核輸入因子を封じ込めることで、STAT1の機能に拮抗することを示した[52]。Matsuyamaらの総説では、SARS-CoV-2によるIFNとSTAT1の阻害と、それに続くSTAT3優位のシグナル伝達ネットワークへの移行が、COVID-19のほぼすべての臨床的特徴をもたらす可能性を示唆している[39]。

さらに議論する前に、STAT-3 の発現上昇と COVID-19 の後遺症との関連性、および STAT-3 を阻害するイベルメクチンの役割を理解することが重要です。STAT-3は、有害なCOVID-19カスケードを媒介する "セントラルハブ "として機能します。肺では、STAT-3はヒアルロン酸合成酵素-2を活性化し、ヒアルロン酸の沈着を引き起こし、肺胞にびまん性の損傷を与える。損傷を受けたタイプ2の肺胞細胞はPAI-1（プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター-1）を発現する。さらに、びまん性肺胞損傷による低酸素状態は、HIF-1aを介してPAI-1のアップレギュレーションを引き起こす。また、STAT-3はPAI-1を直接活性化する。PAI-1とSTAT-3が同時に活性化されると、t-PAやウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーターが阻害され、毛細血管内に血栓が形成される。また、PAI-1はマクロファージのTLR-4受容体に結合し、NF-kB経路をさらに活性化する。

重症のCOVID-19に典型的な「サイトカイン・ストーム」は、STAT-3を介したマクロファージにおける炎症性サイトカイン、TNFα、およびIL-6のアップレギュレーションを伴う。さらに、STAT-3は、PAI-1レベルをアップレギュレートするC反応性タンパク質を誘導する。STAT-3は、IL-6遺伝子の転写を活性化する直接的な原因となり、これがさらにTGF-βの増加につながり、肺線維症を引き起こします。また、内皮細胞に存在するPD-L1受容体は、STAT-3によって活性化され、T細胞のリンパ球減少を引き起こす。イベルメクチンは、直接阻害によりSTAT-3を阻害し、COVID-19の後遺症を予防します[39]。

レベル12：P21活性化キナーゼ1（PAK-1）に対する作用

p21活性化キナーゼ1（PAK1）は、JAK1とSTAT3の両方に物理的に結合し、その結果生じるPAK1/STAT3複合体は、COVID-19のサイトカインストームの原因となるIL-6遺伝子の転写を活性化します[53]。イベルメクチンは、Akt/mTORシグナルを抑制し、PAK-1のユビキチンを介した分解を促進することで、STAT-3の活性を低下させ、IL-6の産生を減少させます[54]。

レベル13：インターロイキン-6（IL-6）レベルに対する作用

Zhangらの研究によると、イベルメクチンは、SARS-CoV-2によって引き起こされる有害なサイトカイン・ストームの2つの主要成分であるIL-6とTNFαの産生を抑制し、IL-6/IL-10比を「劇的に減少させ」、感染症の転帰を変化させることが示されました[42, 55]。

レベル14：P2X4受容体のアロステリックモジュレーションに対する作用

P2X受容体は，細胞外のATPによってゲートされる，陽イオンに対して選択的なチャネルであり[56]，健康や病気においてさまざまな機能を担っている[57]。P2X受容体の7つのサブユニットのうち，P2X4はイベルメクチンに対して最も感受性が高い。イベルメクチンによるP2X4のポジティブアロステリックモジュレーションは，ATPを介したCXCL5（炎症誘発性ケモカイン）の分泌を促進する。CXCL5は，さまざまな組織の炎症細胞に発現する化学誘引分子で，好中球の走化性やケモカインの掃引を調節する[58]。

レベル15：高機動性グループボックス1（HMGB1）に対する作用

損傷関連分子パターンである高移動度群ボックス1（HMGB1）は、損傷を受けた細胞から放出され、TLR4受容体のアゴニストとして作用するため、COVID-19に関連する肺の炎症を媒介する[59]。イベルメクチンはHMGB1を阻害する[60]。

レベル16：肺組織および嗅覚に対する免疫調節剤としての作用

DeMeloらの研究では、COVID-19のモデルとしてゴールデン・シリアン・ハムスターを用いて、SARS-CoV-2感染に対するイベルメクチンの作用を調べた。雌雄ともに成体のゴールデン・シリアン・ハムスターに、6×104PFUのSARS-CoV-2を経鼻的に接種した。感染時には、臨床現場で使用されているイベルメクチン（抗寄生虫薬）を1回皮下注射し、4日間観察した。模擬感染させた動物には生理食塩水のみを与えた。興味深いことに，イベルメクチンには性差依存的かつコンパートメント的な免疫調節作用があり，感染動物の臨床的悪化を防ぎ，嗅覚障害を軽減した。この効果は性に依存しており、雄の感染者は臨床スコアの低下を示したが、雌の感染者では徴候が全く見られなかったのである。嗅覚能力に関しては、生理食塩水投与の雄の83.3％（10/12）が嗅覚障害を呈したのに対し、IVM投与の雄では33.3％（4/12）にとどまった（Fisher's exact test p = 0.036）。IVM投与の雌（0/6）では嗅覚障害は認められなかったが、生理食塩水投与の雌では33.3％（2/6）が嗅覚障害を呈した（フィッシャーの正確検定p=0.455）。イベルメクチンは，肺組織におけるIL-6/IL-10比を劇的に減少させたが，このことが治療を受けた動物のより良好な臨床症状を説明していると思われる[55]．COVID-19の一般的な症状の1つとして、嗅覚の喪失が報告されています[61]。興味深いことに、インドの患者の大半は、臨床経過中に短期間の無嗅覚期間を経た後、嗅覚を回復しています。インドではイベルメクチンがCOVID-19治療の第一選択薬の一つとして使用されている。SARS-CoV-2による嗅覚障害の軽減に、イベルメクチンが一役買っているのではないかという仮説が成り立つ。

レベル17：抗炎症剤としての作用

イベルメクチンの抗炎症作用のメカニズムは、リポポリサッカライドを負荷したマクロファージによるサイトカイン産生の抑制、NF-kB、ストレス活性化MAPキナーゼJNKおよびp38の活性化の遮断、TLR4シグナルの阻害と説明されている[42, 61, 62]。さらに、免疫細胞の動員、気管支肺胞洗浄液中のサイトカイン産生、血清中のIgEおよびIgG1の分泌、ならびに杯細胞による粘液の過剰分泌が、イベルメクチンによって著しく減少しました[63]。
他の宿主標的に対する作用

レベル18：プラスミンおよびアネキシンA2に対する作用

Kamber Zaidiらの研究によると、アネキシンA2がCOVID-19の病態生理に関連している可能性があります。アネキシンA2は、t-PAの存在下でプラスミノゲンがプラスミンに変換される際の共同受容体として働く。プラスミンレベルの上昇は併発状態で見られ、ウイルス感染の初期段階にも関与している。プラスミンは、STAT-3の直接的な活性化につながり、COVID-19の有害な後遺症を引き起こす。イベルメクチンは、STAT-3を直接阻害するため、COVID-19の合併症の抑制に役割を果たす可能性がある。

レベル19：赤血球上のCD147に対する作用

ACE-2とともに赤血球上に存在する膜貫通型の受容体CD147は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質の重要な結合部位として認識されている。SARS-CoV-2は赤血球には内在しないが、このような付着はクランピングを引き起こす可能性がある[65]。イベルメクチンは、ウイルスのSタンパク質に結合し、CD147との結合を不可能にする。この作用は、血液凝固・血栓現象を呈するCOVID-19の進行期にも有効であると考えられます。

レベル20：低酸素下でのミトコンドリアATPの心機能への作用

SARS-CoV-2は、活動中の感染者だけでなく、長期滞在者においても急性心筋梗塞や心血管系の慢性障害を引き起こす原因としてよく知られています[66]。永井らは、イベルメクチンがCox6a2の発現を誘導することでミトコンドリアのATP産生を増加させ、低酸素状態でもミトコンドリアのATPを維持することで、病的な肥大を防ぎ、心機能を改善することを示しました[67]。

結論

現在進行中のCOVID-19パンデミックの緊急性、様々な新しい変異株の同時検出、および将来の新しいコロナウイルスの再出現の可能性を考慮すると、イベルメクチンのような承認された薬剤の再利用は注目に値するかもしれません。

ここまで。DeepLで翻訳しました。

https://note.com/76598712/m/m29424ca1ff2d

コロナとワクチンの論文｜科学的に考えてみる｜note

表題から「Nature:」を削除しました。

https://www.nature.com/articles/s41429-021-00430-5

RETRACTED ARTICLE: The mechanisms of action of Ivermectin against SARS-CoV-2: An evidence-based clinical review article - The Journal of Antibiotics

SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの作用機序：エビデンスに基づく臨床レビュー論文

概要

現在進行中のCOVID-19パンデミックの緊急性を考慮すると、様々な新しい変異株が検出され、将来的に新しいコロナウイルスが再出現する可能性があることから、イベルメクチンのような承認薬の再利用は注目に値すると思われる。このエビデンスに基づく総説は、SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの作用機序を議論し、長年にわたる利用可能な文献を要約することを目的としている。COVID-19の発症と合併症の予防において、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用の模式図が提案されている。

はじめに

ここ数十年の間に、人獣共通感染症が急増していることが指摘されている。このように動物から人間へ病気の原因となる物質が「波及」するのには、いくつかの理由が考えられる。例えば、世界人口の急激な増加により、人間がスペース、食料、資源を求めて新たな生態系の生息地に侵入するようになったことや、野生動物の取引が盛んになり、種間での病原体の飛び火が起こるようになったことなどが挙げられる。1980年代にはHIV/AIDSが類人猿から発生したことで知られているが、2004年から2007年にかけての鳥インフルエンザの大流行は鳥類から発生したものである。コウモリは、エボラ出血熱、重症急性呼吸器症候群（SARS）、中東呼吸器症候群（MERS）、そしておそらく重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）の最初の宿主でもありました。

COVID-19はすでに世界中で何百万人もの死者を出し、世界の医療システムだけでなく、各国の政治・経済関係も麻痺させています[1]。SARS-CoV-2ウイルスが野生動物から発生し、人間に「飛び火」した可能性があると考えられてきたことは、動物を媒介とした疾病による将来的なリスクを浮き彫りにするだけでなく、その解決に向けた重要な手がかりとなります。このように、動物から人間への "ジャンプ "が起こった場合、1980年代初頭から、病気の原因となる物質に対して効率的に作用し、人間が摂取しても安全な形で販売されている薬剤を見直すことは、当然のことである。

イベルメクチンは、日本の北里研究所で1967年に放線菌Streptomyces avermitilisの培養中に発見された16員環の大環状ラクトン化合物であるエバーメクチン（AVM）の一群に属します[2]。この薬は河川盲目症やリンパ系フィラリア症の発生率を激減させ、ウィリアム・C・キャンベルと大村智によって発見・開発され、2015年にノーベル医学・生理学賞を受賞した[3, 4]。イベルメクチンは、世界保健機関の「必須医薬品モデルリスト」に登録されています[5]。

薬剤再利用（Drug Repurposing）、薬剤方向転換（Drug redirecting）、薬剤再充填（Drug reprofiling）は、既存の薬剤の新しい用途を特定することと定義されています。これらの薬剤は、製剤開発、in vitroおよびin vivoのスクリーニング、薬物動態および薬力学的プロファイルが確立されているため、このアプローチでは、開発リスク、コスト、および安全性に関する失敗が軽減されます。さらに、このような薬剤の多くは最初の臨床試験段階が終了しており、数年の開発期間を短縮するために迂回することができます。したがって、医薬品の再利用は、プロセス全体の期間を最大で3〜12年短縮できる可能性があり、大きな可能性を秘めています[6]。

COVID-19治療のための緊急使用許可を受けた薬剤の中には、裏付けとなるデータが不十分なものもありましたが、一方でイベルメクチンは、その使用を裏付ける十分な説得力のあるデータがないにもかかわらず、見送られてきました。しかし、多くの国ではイベルメクチンをCOVID-19治療の第一選択薬として採用しています。

世界各地でワクチン接種が本格化している中、ワクチンによる免疫力の持続性や、新たな変異株に対する保護の役割については、いまだに議論の余地があります。イベルメクチンは、ワクチン接種の順番を待っている一部の人々の「安全の架け橋」として採用されることは、「論理的」な選択肢として考えられます。

米国のClinicalTrials.govには、イベルメクチンの使用による死亡率の低下、集中治療室での滞在期間や入院期間の短縮、ウイルスの排除などの成果を評価することを目的とした、医師主導の臨床試験プロトコルがいくつか登録されています[7]。また、現在までに行われた55件の研究のメタ分析によるリアルタイムのデータもあります。2021年5月16日に公開されたデータによると、早期治療および予防に関する36件の研究のうち、100％が肯定的な効果を報告しています（全55件の研究のうち96％が肯定的な効果を報告しています）。このうち、26の研究では、隔離の統計的に有意な改善が認められています。最も深刻なアウトカムを用いたプール効果によるランダム効果メタアナリシスでは、早期治療と予防でそれぞれ79％と85％の改善が報告された（RR 0.21 [0.11-0.37]、0.15 [0.09-0.25]）。この結果は、除外を前提とした感度分析では81％と87％（RR 0.19 [0.14-0.26]および0.13 [0.07-0.25]）、査読付きの29件の研究に限定しても同様であった。82％と88％（RR 0.18 [0.11-0.31]と0.12 [0.05-0.30]）であった。死亡率、換気回数、入院回数、症例数、ウイルス除去率について、統計的に有意な改善が認められた。早期治療と予防については、17件の無作為化対照試験（RCT）のうち100％が肯定的な効果を報告しており、推定改善率はそれぞれ73％と83％（RR 0.27 [0.18-0.41]、0.17 [0.05-0.61]）、28件のRCTのうち93％が肯定的な効果を示しています。これらの研究を表1にまとめました。これまでの55件の研究で、効果のない治療法が肯定的な結果を生み出した確率は、23兆分の1と推定される（p = 0.000000043）。このように、さまざまな症例で陽性結果が一貫して得られていることは注目に値する。観察された結果が偶然に発生した可能性は極めて低いと考えられる[8]。
表1 イベルメクチンCOVID-19試験全55件（2021年5月16日時点で入手可能なデータによる）治療段階（Early Vs Late）と試験の種類に基づいて分けられている
フルサイズの表

しかし、López-Medinaらによる対照外来試験では、軽度のCOVID-19において、イベルメクチンでは改善が見られないことが示されました[9]。研究の質（研究デザイン、採用された方法、統計分析、および結論）に関してギャップがある可能性があるため、結果の誤認が指摘されています。

イベルメクチンは，経口吸収が速く，脂溶性が高く，体内に広く分布し，肝臓（チトクロームP450系）で代謝され，ほとんどが糞便中に排泄される[4]。健康なヒトに標準的な経口投与を行った場合，3.4～5時間で血漿中濃度がピークに達し，血漿中半減期は12～66時間と報告されている[10]。広く使用されているにもかかわらず、ヒトにおけるイベルメクチンの薬物動態に関する研究は比較的少ない[11]。イベルメクチンは，健常者では血漿タンパク質に強く結合します（93.2%）[12]。このような「熱心な結合」は、栄養失調や低アルブミン血症が一般的な国で投与する場合に有益であり、イベルメクチンの「遊離画分」の利用率を高めることにつながります[4]。低アルブミン血症は、COVID-19の患者に頻繁に見られる所見であり、また、肺障害の重症度にも関連していると思われます[13]。したがって、イベルメクチンはこのような環境で使用すると有用であるかもしれません。

SARS-CoV-2感染者の死亡率を低下させるイベルメクチンの使用を支持する証拠がある。しかし、外来患者にイベルメクチンを経口投与する際には、毒性を引き起こす可能性のある過剰投与を避けるため、厳格で明確なガイドラインが必要である。Baudou, Eらの研究では、通常量のイベルメクチンを投与した後に副作用を起こした患者に、機能喪失を伴う2つのヒトABCB1ナンセンス変異があることが報告されています。この知見は、イベルメクチンや他のABCB1基質の医療用処方に注意を促すものです[14]。

本稿では、COVID-19におけるイベルメクチンの役割を示すin vitroおよびin vivoのエビデンスを、長年にわたる利用可能な文献に基づいてまとめることで、作用機序を議論することを目的としています。表2】 COVID-19の発症と合併症の予防における、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用の概略図が提案されている。[図1]を参照してください。

図1：COVID-19の発症と合併症の予防における、イベルメクチン、宿主細胞、SARS-CoV-2の間の主要な細胞および生体分子の相互作用を示す模式図。

イベルメクチン；IVM（赤のブロック）は、ACE-2受容体（緑）におけるSARS-CoV-2のSタンパク質の結合を阻害し、破壊する。緑の点線は活性化経路を、赤の点線は阻害経路を示している。TLR-4受容体は、SARS-CoV-2によって直接活性化され、またLPSを介した活性化（ICU環境で見られる）によっても活性化され、NF-Kb経路やMAP3キナーゼの活性化を引き起こし、炎症性サイトカインやケモカインの核内遺伝子の発現を増加させ（サイトカインストームの原因）、NOの放出を引き起こす（血管の拡張、体液の漏出、低血圧、ARDSや敗血症の原因）。NF-Kb および STAT-3 経路の活性化は、COVID-19 の病因および後遺症の中心となっています。STAT-3はPAK-1と物理的に結合し、IL-6の転写を増加させる。細胞表面のアネキシンA2は、t-PAの存在下でプラスミノーゲン；PLGをプラスミンに変換する。プラスミンは、STAT-3の活性化と核内移行を誘発する。STAT-3のアップレギュレーションは、肺細胞のHA合成酵素-2を刺激し、HAの沈着を引き起こし、肺胞の損傷と低酸素症を引き起こす。STAT-3はまた、TGF-βを直接活性化し、SARS-COV-2の肺病理の典型的な特徴である肺線維症を引き起こす。損傷を受けたタイプ2細胞はPAI-1を発現しており、すでに低酸素状態になっているため、STAT-3による直接的な刺激に加えて、（低酸素誘導因子-1を介して）PAIのアップレギュレーションが起こる。STAT-3とPAI-1が同時に活性化されると、t-PAとウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子が阻害され、血栓が形成される。また、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質は、赤血球上のCD147と結合し、クランピングを引き起こす。IVMは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質と結合することで、クランピングを防ぐことができる。COVID-19におけるT細胞リンパ球減少は、内皮細胞上のPD-L1受容体がSTAT-3によって直接活性化されることにも起因していると考えられる。IVMは、NF-kb経路であるSTAT-3を直接阻害し、PAK-1のユビキチンを介した分解を増加させることで間接的に阻害する。細胞の自然な抗ウイルス反応は、インターフェロン制御遺伝子とウイルスRNAを介したTLR-3およびTLR7/8の活性化- Myd88によるインターフェロン制御因子（IRF）ファミリーの転写の活性化によるものである。ウイルスが感染を成立させるためには、インターフェロンの産生を阻害することで、この抗ウイルス反応を抑制する必要がある。インポリンやKPNAなどのタンパク質は、ウイルスタンパク質の核内輸送とそれに続くIFNシグナルを媒介する。SARS-CoV-2のタンパク質（ORF-3a、NSP-1、ORF-6）は、IFNシグナルを直接遮断し、周囲の細胞を無防備に感染の犠牲者にしてしまう。IVMは、インポリンa-b（緑）とKPNA-1受容体（茶）の両方を阻害し、自然な抗ウイルスIFNの放出を引き起こす。IVMはまた、ウイルスの複製に関与するウイルスのRdrPも阻害する。IVM イベルメクチン、ACE-2 アンジオテンシン変換酵素2、LPS リポポリサッカライド、TLR トール様受容体、t-PA 組織様プラスミノーゲン活性化因子、PLG プラスミノーゲン、IMPab インポーティンαβ、Rdrp RNA依存性RNAポリメラーゼ、KPNA-1 カリオフェリンサブユニットα1。NF-κB 活性化B細胞の核因子κ光鎖増強因子、Map3Kinases Mitogen-activated Kinases、PAK-1 P21活性化キナーゼ1、STAT-3 Signal transducer and activator of transcription 3、PAI-1 Plasminogen activator inhibitor-1、HIF-1 Hypoxia-Inducible Factor

方法

2008年1月1日から2021年1月30日までの間，PubMedデータベースを，以下のようなMeSH Databaseを用いて構築された構文で包括的に検索した。(stromectol OR Ivermectin OR "dihydroavermectin") OR (22 AND 23-dihydroavermectin B) AND (antiviral OR virus OR COVID-19 OR SARS-CoV-2). 得られた結果はすべて、内容と関連性を手動で検討し、適切と思われる場合は掲載した。また、参考文献に引用されている論文もレビューし、適切と思われる場合は掲載した。重複がないように、手動で論文を検索しました。

結果

抗寄生虫薬としてのイベルメクチン

イベルメクチンは，抗蠕動薬として承認されている[15]。イベルメクチンは，線虫や昆虫に存在するグルタミン酸ゲート型クロライドチャネルに選択的に作用するポジティブアロステリックモジュレーターであり，これらのチャネルに結合することでクロライドイオンの流入を引き起こし，細胞の過分極を引き起こして機能障害を引き起こす[16]。しかし，高濃度のイベルメクチンは，血液脳関門（BBB）が「漏出」している場合にのみ，宿主のGABA受容体にも結合することができる。BBBが無傷の健康なヒトでは、p-糖タンパク質の薬物ポンプ（MDR-1）によって薬物が「排除」されるため、このようなことはありません。Chandlerらは、イベルメクチンは、過量投与の状況を除いて、神経系の副作用の可能性がないと考えています[17]。
SARS-CoV-2ウイルスの構造

SARS-CoV-2は、SARS-CoV-1と構造的に類似したサルベコウイルスです。SARS-CoV-2β型コロナウイルスの4つの構造タンパク質のうち、以下のものがある。SARS-CoV-2は、スパイク（S）タンパク質、膜（M）タンパク質、エンベロープ（E）タンパク質、ヌクレオカプシド（N）タンパク質の4つの構造タンパク質のうち、Sタンパク質が強力な中和抗体反応を引き起こす原因となっている。SARS-CoV-2の宿主細胞への侵入は、Sタンパク質のS1サブユニット（受容体結合ドメイン）が宿主細胞表面に存在するアンジオテンシン変換酵素2（ACE-2）受容体に結合することによって行われる[18]。S2サブユニットは，膜貫通型プロテアーゼ，セリン2（TMPRSS-2）でプライミングした後に細胞膜と結合する融合タンパク質と関連しており，宿主細胞との融合を担っている。

SARS-CoV-2のゲノムは約29.8kbのヌクレオチドで構成され，27のタンパク質をコードする14のオープンリーディングフレーム（ORF）を有している[19]。ゲノムの5′2/3は，レプリカーゼ遺伝子をコードしている。この遺伝子には2つのORFが含まれている。ORF1aとORF1bである。ORF1a/bは，ポリメラーゼのフレームシフトによって2つのポリタンパク質をコードし，これらは翻訳後に15の非構造タンパク質（nsp）：nsp1-10およびnsp12-16に切断される。ゲノムの残りの部分には，4つの構造タンパク質（Sタンパク質，Eタンパク質，Mタンパク質，Nタンパク質）に加えて，8つのアクセサリータンパク質（3a/3b，p6，7a/7b，8b，9b，ORF14）がコードされている[19]．また、レプリカーゼは、パパイン様プロテアーゼ（PLpro）とセリン型プロテアーゼまたはメインプロテアーゼ（Mpro）もコードしている[20]。

原理的には、"体の細胞にはあまり毒性がなく、ウイルスの複製サイクルのある段階を阻害する "分子であれば、抗ウイルス剤として作用することができる[21]。

抗ウイルス剤の作用機序としては、以下のようなものが考えられる。

1.細胞外のウイルス粒子を不活性化する。
2.ウイルスの付着や侵入を防ぐ。
3.ウィルスゲノムの複製を阻止する。
4.特定のウイルスタンパク質の合成を阻止する。
5. 新しい感染性ウイルスの組み立てや放出を防ぐ

SARS-CoV-2ウイルスに対するイベルメクチンの役割

イベルメクチンの活性対象は、以下の4つのグループに分けられる。

A.　SARS-CoV-2に対する直接作用

レベル1：SARS-CoV-2の細胞侵入に対する作用
レベル2：インポーティン（IMP）スーパーファミリーへの作用
レベル3：イオノフォアとしての作用

B.　ウイルスの複製に重要な宿主標的への作用

レベル4：抗ウイルス剤としての作用
レベル5：ウイルスの複製とアセンブリへの作用
レベル6：ウイルスのポリタンパク質の翻訳後処理への作用
レベル7：カリオフェリン（KPNA/KPNB）受容体への作用

C.　炎症に重要な宿主標的への作用

レベル8：インターフェロン（INF）レベルへの作用
レベル9：Toll-like-Receptor(TLR)への作用
レベル10：NF-κB（核内因子）経路への働きかけ
レベル11：JAK-STAT経路、PAI-1およびCOVID-19シーケンサーへの作用
レベル12：P21活性化キナーゼ1(PAK-1)への働きかけ
レベル13：インターロイキン-6（IL-6）レベルへの作用
レベル14：P2X4受容体のアロステリックモジュレーションへの働きかけ
レベル15：高機動性グループボックス1（HMGB1）への作用
レベル16：免疫調節剤としての肺組織や嗅覚への作用
レベル17：抗炎症剤としての作用

D.　その他の宿主標的への作用

レベル18：プラスミン、アネキシンA2への作用
レベル19：赤血球上のCD147への作用
レベル20：低酸素下でのミトコンドリアのATPに対する心機能への作用

直接的な「抗ウイルスターゲット」は初期段階で、「抗炎症ターゲット」は後期段階での対応が有効かもしれません。

SARS-CoV-2に対するイベルメクチンの直接作用

レベル1：SARS-CoV-2の細胞侵入に対する作用

Lehrer Sらの研究によると、イベルメクチンは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質のロイシン91と宿主細胞のACE-2受容体のヒスチジン378の領域にドッキングし、宿主細胞への侵入を阻止した[22]。Eweasらの別の研究では，イベルメクチン，クロロキン，ヒドロキシクロロキン，レムデシビル，ファビピラビルなどの再利用可能な薬剤をスクリーニングし，SおよびMタンパク質，RNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRp），核タンパク質，ウイルスプロテアーゼ，nsp14など，さまざまなSARS-CoV-2標的タンパク質との分子ドッキングを行った．イベルメクチンは，以下の5つの重要なドッキング特性を示した[23]．

1.　S糖タンパク質の予測される活性部位に対する最高の結合親和性（Mol Dockスコア-140.584）およびタンパク質-リガンド相互作用（MolDockスコア-139.371）を示した。

2.　SARS-CoV-2のRdRpタンパク質の予測された活性部位に対するかなりの結合親和性(MolDock score -149.9900)とタンパク質-リガンド相互作用(MolDock score -147.608)を持つが、Cys622とAsp760の2つのアミノ酸とのみH結合を形成した。

3.　nsp14の予測される活性部位に最も高い結合親和性（MolDock score -212.265）を示した。

4.　TMPRSS2タンパク質の活性部位に最も高い結合親和性（MolDockスコア-174.971）を示し、タンパク質-リガンド相互作用（MolDockスコア-180.548）を示した。さらに、TMPRSSタンパク質の予測される活性部位に存在するCys297、Glu299、Gln438、Gly462、Gly464の各アミノ酸残基と5つのH結合を形成していた

5.　スパイクタンパク質の自由結合エネルギー（開）は、イベルメクチン（-398.536kJ/mol）の方がレムデシビル（-232.973kJ/mol）よりも高かった。

Choudhuryらが行ったインシリコデータ解析では、イベルメクチンは、ウイルスのスパイクタンパク質、メインプロテアーゼ、レプリカーゼ、ヒトTMPRSS2受容体を、結合を破壊することで「抗ウイルス効果」を発揮する最も可能性の高いターゲットとして効率的に利用していることが示された。イベルメクチンは、ウイルスとヒトの両方のタンパク質を標的としているため、SARS-CoV-2に対するin vitroでの優れた有効性の背景には、このような理由があると考えられる[24]。

SARS-CoV-2のワクチン開発は、スパイクタンパクのバイオロジー（ウイルス標的）が中心となっており、最近では「ワクチンエスケープ株」の発生が懸念されています。このような状況において、イベルメクチンは、ウイルスと宿主の両方を標的としているため、ワクチンによる免疫を「逃れる」可能性のあるこれらの新種の株に対する潜在的な治療法として作用する可能性があります。

レベル2：インポーティン(IMP)スーパーファミリーへの作用

細胞内では、シグナルに依存してタンパク質の核内・核外への輸送が行われているが、この輸送を仲介しているのが、α型とβ型が存在するインポーティン（IMP）スーパーファミリーである。このIMPα/β1は、IMPα上に存在する「IBB」（IMPβ結合）部位を持つヘテロ二量体として存在し、IMPαによる「カーゴ認識」の際にIMPβ1と結合する。SARS-CoV-2ウイルスは、宿主細胞に侵入すると、宿主タンパク質であるIMPα/β1のヘテロ二量体（インポリン）にタンパク質を「積み込む」傾向があり、核膜孔複合体を通って核内に侵入する。SARS-CoV-2ウイルスのウイルスタンパク質は、宿主細胞の機構を乗っ取り、インターフェロン（ウイルスの攻撃が続いていることを周囲の細胞に知らせるために感染細胞から放出される抗ウイルス物質）の放出を阻害することで、自然細胞の「抗ウイルス」反応を抑制する。その結果、周囲の細胞がウイルスの「疑われざる犠牲者」となり、ウイルスが免疫細胞の認識を逃れて感染が継続する[25]。イベルメクチンは、ウイルス感染の存在下で、IMPα/β1ヘテロ二量体のIMPα成分を標的にして結合し、IMPβ1との相互作用を妨げ、続いてウイルスタンパク質の核輸送を阻止する。これにより、細胞は通常の抗ウイルス反応を行うことができる[26]。このような場合、ここでのイベルメクチンの活性は、ウイルススタティック、つまり、同じ受容体に競合してウイルスを中和するものであることに留意すべきである。

レベル3：イオノフォアとしての作用

イオノフォアとは，通常，1つ以上のイオン（通常は陽イオン）の特異的な結合部位を構成する親水性ポケットを有する一方，その外部表面は疎水性であり，こうして形成された複合体が細胞膜を通過して水電解質バランスに影響を与えることができる分子である[27]。2つのイベルメクチン分子が「ヘッド・テール」モードで互いに反応することで、そのように考えられるのに適した複合体を作ることができるという仮説を立てることができる[28]。これらのイオノフォアは、ウイルスが宿主細胞に付着し、宿主細胞に侵入してその生化学的機構を利用して他のウイルス粒子を生成する前に、感染の初期段階でウイルスを中和することができます。

ウィルス複製のための宿主標的への作用

レベル4：抗ウイルス剤としての作用

Heidary, F. によるシステマティックレビュー論文。は、ジカウイルス（ZKV）、デング熱ウイルス、黄熱ウイルス（YFV）、西ナイルウイルス（WNV）などのRNAウイルス、ヘンドラウイルス（HEV）、ニューカッスルウイルス、ベネズエラウマ脳炎ウイルス（VEEV）などの他のウイルスに対するイベルメクチンの「抗ウイルス」特性について論じています。チクングニアウイルス（CHIKV）、セムリキフォレストウイルス（SFV）、シンドビスウイルス（SINV）、鳥インフルエンザウイルス、豚繁殖・呼吸器症候群ウイルス（PRRSV）、ヒト免疫不全ウイルス1型、さらには馬ヘルペスウイルス1型（EHV-1）や仮性狂犬病ウイルス（PRV）などのDNAウイルスなど[29]。

レベル5：ウイルスの複製・集合に対する作用

Caly Lらによるインビトロ研究では、SARS-CoV-2ウイルスに感染したVero/hSLAM細胞を5μMのイベルメクチンに「暴露」したところ、48時間後のウイルスRNAが対照群と比較して5000倍に減少したことが示されている[30]。この研究は、イベルメクチンが日常的な投与によってCOVID-19の治療効果を得ることができないという意見を集めました。これに対し、Arshadらはモデリング手法を用いて、イベルメクチンの肺への蓄積量をEC50の10倍以上と予測しました。このように、より高いイベルメクチンの肺組織濃度が達成される可能性があることから、特に呼吸器感染症については、さらなる研究の余地があります[31]。

Calyらの研究については、レビュー記事で説明されています。大村智教授の共著であるYagisawaらのCOVID-19におけるイベルメクチンの臨床研究の世界的動向では、「in vitroにおける実験系の感度の設定」について説明されています。著者らによれば、Vero/hSLAM細胞を用いて、被験薬の抗ウイルス活性が確実に測定され、偽陽性も偽陰性も発生しなかったことから、著者らが設定したIC50=2μMの感度は適切であったとのことです。したがって、Calyらの研究は、単にイベルメクチンがin vitroで抗SARS-CoV-2活性を有することが確認されたというだけのものであり、それ以上でもそれ以下でもない。また、in vitroの実験を臨床研究につなげるために使用できるin vivo感染実験があるという事実もあります[32]。

Swargiaryらによる別のインシリコ研究では、イベルメクチンとRdRpの間に-9.7 kcal/molという最高の結合相互作用が示され、ウイルスの複製の抑制が示唆されています[33]。nsp12に存在するRdRPは，コロナウイルスの複製・転写複合体の中心的な役割を果たしており，ウイルスゲノムの複製だけでなく，サブゲノムmRNA（sgRNA）の転写にも関与するなど，ウイルスのライフサイクルにおいて重要な酵素であることから，有望な創薬標的として示唆されている[34]。イベルメクチンは，ウイルスのrdrpに結合し，それを破壊する。イベルメクチンがnsp14に非常に効率的に結合することで、ウイルスの複製と集合を阻害する役割が確認された。nsp14が転写や複製に不可欠であることはよく知られている。nsp14は，校正用のエキソリボヌクレアーゼとして働き，また，メチル基転移酵素の活性によってウイルスのRNAキャッピングにも関与している[35]。さらに、イベルメクチンがウイルスのNリンタンパク質とMタンパク質に高効率で結合することは、ウイルスの複製とアセンブリを阻害する役割を示唆している[23]。

レベル6：ウイルスポリプロテインの翻訳後の処理に対する作用

宿主細胞に侵入したウイルスRNAは、宿主のリボソームによって大きな「ポリプロテイン」に翻訳される。酵素の中には、このポリタンパク質から自己タンパク分解によって分離し、さらに他のタンパク質が分離して複製のための機能を果たすのを助けるものがある。そのような酵素の1つである3キモトリプシン様プロテアーゼ（3'cl pro/ Mpro）は、このポリタンパク質に働きかけて、他のタンパク質を「ライブラリ化」し、ウイルスの複製を実行する役割を担っている。イベルメクチンは、この酵素に結合して酵素を阻害します。また、イベルメクチンは、SARS-CoV-2のMproとPLproの両方のタンパク質に効率的に結合するため、ウイルスポリタンパク質の翻訳後処理を防ぐ役割を担っている[23]。

レベル7：カリオフェリン（KPNA/KPNB）受容体への作用

カリオフェリン-α1（KPNA1）は、シグナルトランスデューサーとアクチベーターオブトランスクリプション1（STAT1）の核輸送に不可欠であり[36]、STAT1とKPNA1の相互作用（STAT1/KPNA1）には、非古典的な核局在化シグナル（NLS）が関与している。イベルメクチンは、KPNA/KPNB1を介したウイルスタンパク質の核内への取り込みを阻害し、細胞が正常な抗ウイルス反応を行うことを可能にする[30]。

炎症の宿主標的に関するアクション

レベル8：インターフェロン（INF）レベルへの作用

ウイルスに感染した細胞はインターフェロンを放出し、近隣の細胞に存在するIFN受容体に結合してウイルスの攻撃を警告する。IFN-IおよびIFN-III受容体は、JAK-STATファミリーのメンバーをさらに活性化する。宿主細胞に侵入したウイルスは、宿主細胞の機構を乗っ取り、インターフェロンを介した宿主細胞の正常な抗ウイルス反応に拮抗するように働く。SARS-CoV-2のORF3a，NSP1，ORF6などのタンパク質は，IFN-Iシグナルを阻害する[37, 38]．その結果、SARS-CoV-2ウイルスに感染した細胞の周囲の細胞は、「重要かつ保護的なIFNシグナル」を「受け取ることができず」、このSARS-CoV-2ウイルスが何の支障もなく複製・拡散してしまう。これが、現段階でCOVID-19の感染が臨床的に「発見されにくい」主な理由の一つである[39]。

イベルメクチンは、IFIT1、IFIT2、IF144、ISG20、IRF9、OASLなど、いくつかのIFN関連遺伝子の発現を促進することが示されています[40]。

レベル9：Toll-like-Receptor (TLR)への作用

ウイルスが侵入すると、宿主細胞上に存在する細胞内パターン認識受容体（PRR）がウイルスの攻撃を検出する役割を果たす。ウイルスは、Toll様受容体（TLR）と呼ばれるPRRの1つを活性化する。これらの受容体は、様々な免疫系細胞に存在し、病原体の位置を特定して結合するのに役立ちます。TLRが活性化されると、オリゴマー化が起こり、さらに下流のインターフェロン制御因子（IRF）や核内因子カッパB（NF-kB）の転写因子が活性化され、INFの産生が誘導されます[41]。イベルメクチンは，NF-kB経路の活性化を阻害し，TLR4シグナルを抑制する役割を果たしている[42]。

レベル10：核内因子-κB（NF-κB）経路への作用

NF-κB（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells）経路の活性化は，サイトカインやケモカインをコードする遺伝子を含む様々な炎症性遺伝子の発現を誘導する[43]。Jiangらは、細胞毒性を示さない極低用量のイベルメクチンが、転写因子であるNF-κBを阻害することにより、in vitroおよびin vivoの両方で、化学療法剤に対する腫瘍細胞の抵抗性を劇的に回復させることを示しました[44]。また，Zhangらは，イベルメクチンがNF-κB経路を阻害することでリポ多糖（LPS）による炎症性サイトカインの産生を抑制し，LPSによるマウスの生存率を向上させることを示唆している[42]。したがって、イベルメクチンを使用することは、（LPSを媒介とした）細菌感染の可能性が高まるICU環境において有用であると考えられます。

レベル11：JAK-STAT経路、PAI-1、COVID-19の後遺症に対する作用

SARS-CoV-2 のウイルス量、疾患の重症度、および進行度には強い相関関係があります[45]。COVID-19は、発熱や乾いた咳などのインフルエンザ様症状を引き起こすだけでなく、肺血管における微小血管症を伴う広範な血栓症[46]、D-ダイマー値の上昇[47]、リンパ球減少[48]、炎症性サイトカインおよびケモカインの産生[49]、さらにはCRP値の大幅な上昇[50]を引き起こす可能性があります。SARS-CoV-2は、SARS-CoV-1と構造的に類似している。いくつかのSARS-CoV-1タンパク質は、IFNの抗ウイルス活性と、IFNが活性化する下流のJAK（Janus Kinase）-STATシグナル伝達経路に拮抗する。JAKファミリーキナーゼは、個体発生、免疫、慢性炎症、線維化、癌などで幅広い機能を示している[51]。

宿主タンパク質であるSTAT（signal transducers and activators of transcription）やNF-κBのメンバーは、IMPα/β1ヘテロ二量体が介在する核膜包埋型核膜孔を介して核内に入り、COVID-19の発症に関与する。また、Friemanらは、SARSのORF6が、小胞体/ゴルジ体の粗い膜上に核輸入因子を封じ込めることで、STAT1の機能に拮抗することを示した[52]。Matsuyamaらの総説では、SARS-CoV-2によるIFNとSTAT1の阻害と、それに続くSTAT3優位のシグナル伝達ネットワークへの移行が、COVID-19のほぼすべての臨床的特徴をもたらす可能性を示唆している[39]。

さらに議論する前に、STAT-3 の発現上昇と COVID-19 の後遺症との関連性、および STAT-3 を阻害するイベルメクチンの役割を理解することが重要です。STAT-3は、有害なCOVID-19カスケードを媒介する "セントラルハブ "として機能します。肺では、STAT-3はヒアルロン酸合成酵素-2を活性化し、ヒアルロン酸の沈着を引き起こし、肺胞にびまん性の損傷を与える。損傷を受けたタイプ2の肺胞細胞はPAI-1（プラスミノーゲンアクチベーターインヒビター-1）を発現する。さらに、びまん性肺胞損傷による低酸素状態は、HIF-1aを介してPAI-1のアップレギュレーションを引き起こす。また、STAT-3はPAI-1を直接活性化する。PAI-1とSTAT-3が同時に活性化されると、t-PAやウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーターが阻害され、毛細血管内に血栓が形成される。また、PAI-1はマクロファージのTLR-4受容体に結合し、NF-kB経路をさらに活性化する。

重症のCOVID-19に典型的な「サイトカイン・ストーム」は、STAT-3を介したマクロファージにおける炎症性サイトカイン、TNFα、およびIL-6のアップレギュレーションを伴う。さらに、STAT-3は、PAI-1レベルをアップレギュレートするC反応性タンパク質を誘導する。STAT-3は、IL-6遺伝子の転写を活性化する直接的な原因となり、これがさらにTGF-βの増加につながり、肺線維症を引き起こします。また、内皮細胞に存在するPD-L1受容体は、STAT-3によって活性化され、T細胞のリンパ球減少を引き起こす。イベルメクチンは、直接阻害によりSTAT-3を阻害し、COVID-19の後遺症を予防します[39]。

レベル12：P21活性化キナーゼ1（PAK-1）に対する作用

p21活性化キナーゼ1（PAK1）は、JAK1とSTAT3の両方に物理的に結合し、その結果生じるPAK1/STAT3複合体は、COVID-19のサイトカインストームの原因となるIL-6遺伝子の転写を活性化します[53]。イベルメクチンは、Akt/mTORシグナルを抑制し、PAK-1のユビキチンを介した分解を促進することで、STAT-3の活性を低下させ、IL-6の産生を減少させます[54]。

レベル13：インターロイキン-6（IL-6）レベルに対する作用

Zhangらの研究によると、イベルメクチンは、SARS-CoV-2によって引き起こされる有害なサイトカイン・ストームの2つの主要成分であるIL-6とTNFαの産生を抑制し、IL-6/IL-10比を「劇的に減少させ」、感染症の転帰を変化させることが示されました[42, 55]。

レベル14：P2X4受容体のアロステリックモジュレーションに対する作用

P2X受容体は，細胞外のATPによってゲートされる，陽イオンに対して選択的なチャネルであり[56]，健康や病気においてさまざまな機能を担っている[57]。P2X受容体の7つのサブユニットのうち，P2X4はイベルメクチンに対して最も感受性が高い。イベルメクチンによるP2X4のポジティブアロステリックモジュレーションは，ATPを介したCXCL5（炎症誘発性ケモカイン）の分泌を促進する。CXCL5は，さまざまな組織の炎症細胞に発現する化学誘引分子で，好中球の走化性やケモカインの掃引を調節する[58]。

レベル15：高機動性グループボックス1（HMGB1）に対する作用

損傷関連分子パターンである高移動度群ボックス1（HMGB1）は、損傷を受けた細胞から放出され、TLR4受容体のアゴニストとして作用するため、COVID-19に関連する肺の炎症を媒介する[59]。イベルメクチンはHMGB1を阻害する[60]。

レベル16：肺組織および嗅覚に対する免疫調節剤としての作用

DeMeloらの研究では、COVID-19のモデルとしてゴールデン・シリアン・ハムスターを用いて、SARS-CoV-2感染に対するイベルメクチンの作用を調べた。雌雄ともに成体のゴールデン・シリアン・ハムスターに、6×104PFUのSARS-CoV-2を経鼻的に接種した。感染時には、臨床現場で使用されているイベルメクチン（抗寄生虫薬）を1回皮下注射し、4日間観察した。模擬感染させた動物には生理食塩水のみを与えた。興味深いことに，イベルメクチンには性差依存的かつコンパートメント的な免疫調節作用があり，感染動物の臨床的悪化を防ぎ，嗅覚障害を軽減した。この効果は性に依存しており、雄の感染者は臨床スコアの低下を示したが、雌の感染者では徴候が全く見られなかったのである。嗅覚能力に関しては、生理食塩水投与の雄の83.3％（10/12）が嗅覚障害を呈したのに対し、IVM投与の雄では33.3％（4/12）にとどまった（Fisher's exact test p = 0.036）。IVM投与の雌（0/6）では嗅覚障害は認められなかったが、生理食塩水投与の雌では33.3％（2/6）が嗅覚障害を呈した（フィッシャーの正確検定p=0.455）。イベルメクチンは，肺組織におけるIL-6/IL-10比を劇的に減少させたが，このことが治療を受けた動物のより良好な臨床症状を説明していると思われる[55]．COVID-19の一般的な症状の1つとして、嗅覚の喪失が報告されています[61]。興味深いことに、インドの患者の大半は、臨床経過中に短期間の無嗅覚期間を経た後、嗅覚を回復しています。インドではイベルメクチンがCOVID-19治療の第一選択薬の一つとして使用されている。SARS-CoV-2による嗅覚障害の軽減に、イベルメクチンが一役買っているのではないかという仮説が成り立つ。

レベル17：抗炎症剤としての作用

イベルメクチンの抗炎症作用のメカニズムは、リポポリサッカライドを負荷したマクロファージによるサイトカイン産生の抑制、NF-kB、ストレス活性化MAPキナーゼJNKおよびp38の活性化の遮断、TLR4シグナルの阻害と説明されている[42, 61, 62]。さらに、免疫細胞の動員、気管支肺胞洗浄液中のサイトカイン産生、血清中のIgEおよびIgG1の分泌、ならびに杯細胞による粘液の過剰分泌が、イベルメクチンによって著しく減少しました[63]。
他の宿主標的に対する作用

レベル18：プラスミンおよびアネキシンA2に対する作用

Kamber Zaidiらの研究によると、アネキシンA2がCOVID-19の病態生理に関連している可能性があります。アネキシンA2は、t-PAの存在下でプラスミノゲンがプラスミンに変換される際の共同受容体として働く。プラスミンレベルの上昇は併発状態で見られ、ウイルス感染の初期段階にも関与している。プラスミンは、STAT-3の直接的な活性化につながり、COVID-19の有害な後遺症を引き起こす。イベルメクチンは、STAT-3を直接阻害するため、COVID-19の合併症の抑制に役割を果たす可能性がある。

レベル19：赤血球上のCD147に対する作用

ACE-2とともに赤血球上に存在する膜貫通型の受容体CD147は、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質の重要な結合部位として認識されている。SARS-CoV-2は赤血球には内在しないが、このような付着はクランピングを引き起こす可能性がある[65]。イベルメクチンは、ウイルスのSタンパク質に結合し、CD147との結合を不可能にする。この作用は、血液凝固・血栓現象を呈するCOVID-19の進行期にも有効であると考えられます。

レベル20：低酸素下でのミトコンドリアATPの心機能への作用

SARS-CoV-2は、活動中の感染者だけでなく、長期滞在者においても急性心筋梗塞や心血管系の慢性障害を引き起こす原因としてよく知られています[66]。永井らは、イベルメクチンがCox6a2の発現を誘導することでミトコンドリアのATP産生を増加させ、低酸素状態でもミトコンドリアのATPを維持することで、病的な肥大を防ぎ、心機能を改善することを示しました[67]。

結論

現在進行中のCOVID-19パンデミックの緊急性、様々な新しい変異株の同時検出、および将来の新しいコロナウイルスの再出現の可能性を考慮すると、イベルメクチンのような承認された薬剤の再利用は注目に値するかもしれません。

ここまで。DeepLで翻訳しました。

https://note.com/76598712/m/m29424ca1ff2d

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