客員教授 水野 知行
ファーマコメトリクスは数理モデルとシミュレーション技術を用いて薬物の反応性（動態・効果・副作用）を定量的に解析・予測する研究領域です。一方、システム薬理学では生体や病気をひとつのシステムとして捉え、数理モデルに実験データを組み合わせることによって、薬物・生体・疾患の相互作用を定量的に解明します。当分野では新しいデータサイエンスであるファーマコメトリクスとシステム薬理学の研究開発と実装を通じて、疾患の進行や薬の効果・副作用を集団・個人レベルで予測し、最適な薬物治療の実践や医薬品開発へ応用します。
研究・教育について
当研究分野では、ファーマコメトリクスとシステム薬理学の研究開発と社会実装を通じて個別化薬物治療の実践および迅速かつ効率的で安全な医薬品開発の推進を目指します。臨床における薬物治療個別化に関する研究では本学の医学部附属病院薬剤部・薬剤学分野と密接に連携し、特にきめ細やかな投与設計が必要な領域を中心に、数理モデルやAI・Machine learningを用いた精密投与 (Model-informed Precision Dosing: MIPD) を実践し、アンメットニーズの解決に取り組みます。一方、医薬品開発では早期医療開発学分野と連携し、先端医療研究開発機構 (iACT) 内に設置されたファーマコメトリクスチーム (PMxチーム) の一員として、モデリング＆シミュレーションを活用した臨床試験デザインの最適化や仮想臨床試験 (Clinical Trial Simulation) の実施を通じて、数理モデルを活用した医薬品開発 (Model-informed Drug Development: MIDD) の実践を進めていきます。
本分野では、もう一つの研究拠点のある米国シンシナティ小児病院のラボと連携して研究・教育を行い、次世代を担う国際的に活躍できる研究者の育成を目指します。
図1：モデルを活用した医薬品の精密投与 (Model-informed Precision Dosing). Mizuno T et al. Br J Clin Pharmacol 2022 Feb;88(4):1418-1426より引用.
図2：個別化薬物治療へのAI/MLの活用. Poweleit EA, Vinks AA, Mizuno T. Ther Drug Monit. 2023 Apr 1;45(2):143-150より引用.
研究業績
- Yamashita Y, Hira D, Morita M, Katsube Y, Takakura M, Tomotaki H, Tomotaki S, Xiong W, Shiomi H, Horie T, Ueshima S, Mizuno T, Terada T, Ono K. Potential Treatment Option of Rivaroxaban for Breastfeeding Women: A Case Series. Thromb Res. 2024 May;237:141-144.
- van Hoogdalem M, Tanaka R, Abduljalil K, Johnson TN, Wexelblatt SL, Akinbi HT, Vinks AA, Mizuno T. Forecasting fetal buprenorphine exposure through maternal-fetal physiologically-based pharmacokinetic modeling. Pharmaceutics. 2024 Mar 8;16(3):375.
- Poweleit EA, Vinks AA, Mizuno T. Artificial Intelligence and Machine Learning Approaches to Facilitate Therapeutic Drug Management and Model-Informed Precision Dosing. Ther Drug Monit. 2023 Apr 1;45(2):143-150.
- van Hoogdalem, M, Johnson TN, McPhail BT, Kamatkar S, Wexelblatt SL, Ward LP, Christians U, Akinbi HT, Vinks AA, Mizuno T. Physiologically-based pharmacokinetic modeling to investigate the effect of maturation on buprenorphine pharmacokinetics in newborns with neonatal opioid withdrawal syndrome. Clin Pharmacol Ther. 2022 Feb;111(2):496-508.
- Xiong Y, Mizuno T, Colman R, Hyams J, Noe JD, Boyle B, Tsai YT, Dong M, Jackson K, Punt N, Rosen MJ, Denson LA, Vinks AA, Minar P. Real-world Infliximab Pharmacokinetic Study Informs an Electronic Health Record-Embedded Dashboard to Guide Precision Dosing in Children with Crohn’s. Clin Pharmacol Ther. 2021 Jun;109(6):1639-1647.
研究室
[客員教授] 水野知行
e-mail: mizunot@kuhp.kyoto-u.ac.jp
e-mail: tomoyuki.mizuno@cchmc.org (シンシナティ小児病院)