シプロフロキサシンの静脈内投与から経口投与への切替えによる環境便益

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a methodologically rigorous LCA framework for assessing pharmaceutical administration routes, useful for further research in healthcare sustainability.

🏢実務担当者:Offers actionable evidence for hospital formulary committees and sustainability teams to implement IVOS as a carbon reduction measure.

🏛政策担当者:Supports policy incentives for promoting oral antibiotic use where clinically appropriate, contributing to national healthcare decarbonization targets.

地球温暖化は人間の健康に対する重大な脅威である。医療部門はこの危機に大きく寄与しており、世界の温室効果ガス排出量の約4.4%を占めている。1 生物学的利用能が高い薬剤を静脈内（IV）投与から経口投与へ切り替えることは、より持続可能な診療への道として提案されているが、それを裏付けるエビデンスは依然として乏しい。2 いくつかの抗生物質は、適切な臨床状況下でIVから経口への切り替え（IVOS）に適している。IVOSは、菌血症、骨関節感染症、心内膜炎を含む複数の適応症で有効性が証明されており、安全性の向上、コスト削減、看護業務の負担軽減と関連している。3,4 我々は、優れた生物学的利用能を有する抗生物質であるシプロフロキサシンを研究することにより、IVOSの環境影響を評価することを目的とした。IVおよび経口シプロフロキサシン投与のライフサイクルアセスメント（LCA）は、ISO 14040および14044規格に従い、SimaPro®ソフトウェア内のecoinvent®データベースv3.6を用いて実施され、地球温暖化、海洋生態毒性、水消費などの各々が単一の環境問題に焦点を当てた18の異なるカテゴリーにわたって、それぞれの影響を定量化した。LCAはゆりかごから墓場までのアプローチを採用し、以下を含む：(i) 有効成分（API）の合成；(ii) ガレヌス製剤（すなわち、1つ以上のAPIを賦形剤とともに製剤化することによって生成される薬物の最終的な物理的形態）の製造；(iii) 医療用品および包装の製造；(iv) シプロフロキサシン、医療用品および包装の廃棄物処理（EoL）；(v) ライフサイクル段階間の輸送。LCAの範囲は図S1（JAC Onlineの補足データとして入手可能）に詳述されており、輸送距離は表S1に示されている。包装の滅菌効果は分析に含めなかった。さらに、カテーテル関連の影響も除外した。これは、カテーテルが臨床経過の初期に挿入されることが多く、この分析が主にIVOSの影響を決定することを目的としているためである。研究対象の機能単位は、シプロフロキサシン1回投与量、すなわち経口500mgおよび静脈内400mgに相当し、関連するすべての材料を含む（表S2および図S2）。我々のLCAで使用したデータソースの詳細は、補足方法に記載されている。我々の主要分析では、IV抗生物質投与の目的でIVラインを500mLの生理食塩水で毎日維持する標準的な臨床シナリオ、すなわちIVOSにとって最も効果的な状況を考慮した。感度分析は、以下の追加シナリオに対して実施された：(i) IVラインの使用が別の薬剤投与と共有された場合；(ii) IVラインの維持が抗生物質とは無関係に要求された場合（このシナリオでは、IVOSがその抜去につながらないため、IVラインの影響は考慮しなかった）；(iii) 維持輸液量が可変の場合。医療用品および包装のEoL処理は焼却されると仮定され、追加シナリオではリサイクルが結果に及ぼす影響を評価した。方法およびシナリオのさらなる詳細は、補足付録に記載されている。IV投与は、18の指標すべてにおいて経口投与よりも有意に高い環境影響を示し、海洋富栄養化への影響で20倍から海洋生態毒性への影響で250倍までの範囲であった（表S3–10、図S3）。地球温暖化に関しては、経口1回投与の炭素フットプリントは12.6gCO2換算（gCO2e）と計算され、一方IV1回投与は約900gCO2eに達した（図1）。比較として、ecoinvent®データベースは、中型のEURO5ディーゼル乗用車による1kmの走行が、その全ライフサイクルにわたって321gCO2e/kmを排出することを示している。シプロフロキサシン1回投与の温室効果ガス排出量。IV排出量は、IVラインが抗生物質投与によってのみ正当化された主要臨床シナリオ下で計算された。特に指定がない限り、すべての材料のEoL処理として廃棄物焼却が考慮された。比較のため、自動車による1km走行の平均ライフサイクル温室効果ガス排出量（中型ディーゼル動力EURO5輸送用乗用車で321gCO2e/km；ecoinventデータベース）が報告されている。CIP、シプロフロキサシン。医療用品および関連包装の製造とEoLは、全因子にわたって総影響の大部分を占めた。IV溶液の包装は特に重要であることが判明し、その製造と輸送は主要IVシナリオにおいて216gCO2eを占めた。対照的に、同じシナリオにおけるAPI合成とガレヌス製剤の寄与は無視できる程度であった（それぞれ4.4gCO2eおよび0.8gCO2e）。追加シナリオのさらなる分析では、廃棄物リサイクルによる環境影響の削減はわずかであることが明らかになった：例えば、IV投与に関連するCO2e排出量の18.3%減少。結果はまた、臨床的に可能な場合、維持輸液量を減らすことがIV投与の環境フットプリントを部分的に相殺できる可能性があることを強調しており、250mLで1000mLと比較してCO2e排出量が26.0%減少したことによって示されている（補足結果）。我々の結果は、シプロフロキサシンに焦点を当て、抗生物質のIVOSの有意な環境便益を初めて厳密に実証するものである。クリンダマイシン、メトロニダゾール、テトラサイクリン、ST合剤、アゾール系、リネゾリド、ならびに他のフルオロキノロン系も、IVOSの良好な候補としてよく知られている。3 我々の結果はこれらの薬剤に直接適用することはできないが、影響差の大きさ、API合成の寄与が限られていること、ならびにアセトアミノフェンおよびケトプロフェンのIVOSについて以前に報告された同等の知見は、より広い関連性を支持するものである。5,6 この研究の限界は、包装の滅菌効果を除外したことであるが、既存のデータはこれらが軽微であり、経口製剤と比較してIVでより高いことを示唆している。6 全体として、我々の知見は、抗生物質IVOSの実質的な環境共便益を紹介し定量化するものであり、適切な臨床状況での使用を支持し、患者の安全性、快適性、費用対効果のバランスをとる既存のエビデンスを補完するものである。この研究は内部資金によって支援された。著者らは開示すべき利益相反はない。図S1–S3および表S1–S10は、JAC Onlineの補足データとして入手可能である。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Global warming represents a major threat to human health. The health care sector significantly contributes to this crisis, accounting for ∼4.4% of the global greenhouse gas emissions.1 Switching readily bioavailable drugs from intravenous (IV) to oral administration has been suggested as a way towards more sustainable practice, although supporting evidence remains scarce.2 Several antibiotics are suitable for IV to oral switch (IVOS) under appropriate clinical circumstances. IVOS has proven effective in multiple indications, including bacteraemia, osteoarticular infections and endocarditis, and is associated with improved safety, reduced costs and decreased nursing workload.3,4 We aimed to assess the environmental impact of IVOS by studying ciprofloxacin, an antibiotic with excellent bioavailability. A life cycle assessment (LCA) of IV and oral ciprofloxacin administrations was performed following ISO 14040 and 14044 standards using the ecoinvent® database v3.6 within the SimaPro® software, quantifying their respective effects across 18 different categories, each focusing on a single environmental issue such as global warming, marine ecotoxicity or water consumption. The LCA adopted a cradle-to-grave approach encompassing: (i) active pharmaceutical ingredient (API) synthesis; (ii) production of the galenic formulation (i.e. the finished physical form of a drug produced by formulating one or more APIs with excipients); (iii) manufacturing of medical supplies and packaging; (iv) end-of-life (EoL) treatment for ciprofloxacin, medical supplies and packaging and (v) transport between life cycle stages. The scope of the LCA is detailed in Figure S1 (available as Supplementary data at JAC Online) and shipping distances are provided in Table S1. Packaging sterilization effects were not included in the analysis. In addition, catheter-related effects were also excluded, as a catheter is often inserted early in the clinical course and this analysis primarily aims at determining the impact of IVOS. The functional unit studied corresponds to one ciprofloxacin dose, i.e. 500 mg orally and 400 mg intravenously, including all related materials (Table S2 and Figure S2). Details on the data sources used in our LCA are provided in the Supplementary Methods. Our primary analysis considered a standard clinical scenario where an IV line was maintained with 500 mL of normal saline daily for the purpose of IV antibiotic administration, i.e. the most effective situation for IVOS. Sensitivity analyses were performed for additional scenarios where: (i) the use of an IV line was shared with another drug administration; (ii) the maintenance of an IV line was requested independently of the antibiotics (in this scenario the impact of the IV line was not taken into account as IVOS would not lead to its removal) and (iii) variable maintenance fluid volumes. EoL treatment for medical supplies and packaging were assumed incinerated, and an additional scenario evaluated the impact of recycling on outcomes. Further details on methods and scenarios are provided as Supplementary Appendix. IV administration demonstrated significantly higher environmental effects over oral administration across all 18 indicators, ranging from 20 times higher effects for marine eutrophication to 250 times higher effects for marine ecotoxicity (Tables S3–10, Figure S3). Regarding global warming, the carbon footprint of one oral dose was calculated at 12.6 gCO2 equivalent (gCO2e), whereas one IV dose reached almost 900 gCO2e (Figure 1). In comparison, the ecoinvent® database indicates that 1 km of travel by a medium-sized EURO5 diesel passenger car emits 321 gCO2e/km over its full life cycle. Greenhouse gas emissions of one dose of ciprofloxacin. IV emissions calculated under the primary clinical scenario where the IV line was only justified by antibiotic administration. Waste incineration was considered as EoL treatment for all materials, unless otherwise specified. The average life cycle greenhouse gas emissions of 1 km travelled by car are reported for comparison (321 gCO2e/km for a medium-sized diesel powered EURO5 transport passenger car; ecoinvent database). CIP, ciprofloxacin. The production and EoL of medical supplies and related packaging accounted for most of the total impact across all factors. The IV solution packaging was found particularly significant, with its production and transport accounting for 216 gCO2e in the primary IV scenario. By contrast, the contributions of API synthesis and galenic formulation were found negligible in the same scenario (respectively, 4.4 gCO2e and 0.8 gCO2e). Further analysis of additional scenarios revealed only modest reductions in environmental effects from waste recycling: for example, an 18.3% decrease in CO2e emissions related to IV administration. The results also highlighted that reducing maintenance fluid volumes, when clinically feasible, could partially offset the environmental footprint of IV administration, as illustrated by a 26.0% reduction in CO2e emissions for 250 mL compared with 1000 mL (Supplementary Results). Our results offer the first rigorous demonstration of the significant environmental benefits of IVOS for antibiotics, focusing on ciprofloxacin. Clindamycin, metronidazole, tetracyclines, co-trimoxazole, azoles, linezolid as well as other fluoroquinolones are also well-known good candidates for IVOS.3 Although our results cannot be directly translated to these agents, the magnitude of the impact difference, the limited API synthesis contribution, as well as comparable findings previously reported for acetaminophen and ketoprophen IVOS, support broader relevance.5,6 A limitation of this work is the exclusion of packaging sterilization effects, although existing data suggest these are minor and higher for IV compared with oral formulation.6 Overall, our findings introduce and quantify the substantial environmental co-benefits of antibiotics IVOS, complementing existing evidence that supports its use in appropriate clinical circumstances, balancing patient safety, comfort and cost-effectiveness. This study was supported by internal funding. The authors have no conflicts of interest to declare. Figures S1 –S3 and Tables S1–S10 are available as Supplementary data at JAC Online.

• openalex https://doi.org/10.1093/jac/dkag163first seen 2026-08-02 16:57:36