抗忠性腫瘍薬はこれまでに様々な作用機序をもっものが見出されており.多くの抗忠性腫瘍薬が開発されている.それらのなかでは.生物裂剤などもあるが,本l冫では低分子化合物に絞って代衣的なものを紹介する.
アルキル化薬はいくつかのタイプがあり.冂)ナイトロジェンマスタード刷.
(2)ブスルファン肬(ぶニトロソウレア肬(4)トリアゼン型である.それぞれもっているilf能基(構造)に特徴がある.
代謝拮抗薬には,(1) 葉酸代謝拮抗薬,(2)
ピリミジン代謝拮抗薬,(3) プリン代謝拮抗薬がある.それぞれ本来の基質とよく似た構造をしているのが特徴である.
分子内に白金(プラチナ)を有する抗悪性腫瘍薬.白金には4つの置換基が付いているが,臨型のものが効果が高い.
抗腫瘍性抗生物質には,アントラサイクリン系,アクチノマイシンD,ブレオマイシン,マイトマイシンCがある.アントラサイクリン系とアクチノマイシンDはインターカレーション(1-3-9参照)により抗がん作用を示すため,ベンゼン環が連なった構造を有している.マイトマイシンCは,分子内にアジリジン環を有し,アルキル化薬と類似の作用機序をもっている.
微小管阻害薬には、ビンカアルカイド系、タキサン(タキソイド)系、エリブリンの3種類がある。
トポイソメラーゼ阻害薬には,トポイソメラーゼI阻害薬とトポイソメラーゼII阻害薬があるアントラサイクリン系はDNAへのインターカレーションのほかにトポイソメラーゼ阻害作用を併せもっている.
分子標的薬として多くの医薬品が開発されているが,キナーゼ阻害薬は全体的に疎水性の高い構造(特に芳香環)になっているのが特徴である.
その他にも多くの医薬品が即発されており,サリドマイド関辿薬やレーザー咒照射によ判I胛|=.を示すly薬品などが開発されている.
放射性元素を含む医薬111111で.放川されるa線または卩線匚より腫蝠増殖抑制作JI」を示すとされている.
正常細胞から変y4して.無秩序に分裂を繰り返し 過剰に川殖してjJlp塲童形成する.この腫偏が成長に伴って,ほかのに.常な組織へ浸潤したり,転移能を獲得して|小冊||織を似襲・破壊して令身に影響を及ぼすものを忠性腫瘍という.悪性腫瘍はヒトの休のあらゆる部位匚発生する。
忠性腫瘍の治療には,冫術副去,放射線療法.薬物療法お.よびこれら川丿圃が行われる.薬物療法のなかには化学療法,免疫療法,ホルモン療法がある.
悪性腫瘍とは本来自分の細胞であるため,選択的に攻撃することは容易ではない.抗悪性腫瘍薬とは,悪性腫瘍特有の性質を狙って開発された医薬品であり,DNAをターゲットとしたものや,細胞分裂を阻害するものなど,細胞増殖にかかわるものが多い.
抗悪性腫瘍薬は,その作用機序や構造によって分類されているが,本章で取り上げる代表的なものは以下のものである。
(1)アルキル化薬
(2)代謝拮抗薬
(3)白金(プラチナ)化合物
(4)抗腫瘍性抗生物質
(5)微小管阻害薬
(6)トポイソメラーゼ阻害薬
(7)分子標的薬
(8)その他
求電子剤としてDNAと反応し,
アルキル化することでDNAを損傷し,細胞死を引き起こすおもにグアニン7位の窒素をアルキル化する.
DNAそのものと反応するため細胞周期特異性を示さない.アルキル化薬はいくつかのタイプがあり,(1)ナイトロジェンマスタード型,(2)ブスルファン型,
(3)ニトロソウレア型,(4)トリアゼン型がある.それぞれ官能基(構造)に特徴があり,生じる活性体がそれぞれ異なるのも特徴的である.
ナイトロジェンマスタードは最初化学兵器として開発されたが,血液腫瘍に対して効果を示すことが確かめられ,抗悪性腫瘍薬として用いられるようになった.クロロエチレンアミノ基が活性発現に必須である。
(1)ナイトロジェンマスタード型の作用機序
ナイトロジェンマスタード型の医薬品は,生体内で活性な中間体に変換され,それがDNAと反応することで,抗がん作用を示す.一番単純な構造をもっナイトロジェンマスタードで説明する。
まず,
クロロエチレンアミノ基からアミノ基の分子内での求核置換反応により,活性なアジリジンカチオンが生じる.3員環化合物はひずみにより不安定化されており,さらにカチオンになっているので,アジリジン環に対してDNAの核酸塩基の窒素原子が求核攻撃をして,3員環が開環すると同時にDNAがアルキル化される.さらにもう1つのクロロエチレンアミノ基がアジリジンカチオンを形成して,別の核酸塩基が攻撃することにより,DNA鎖間で架橋された生成物を与える.これによりDNAが損傷を受け,細胞死へとつながる.このとき反応するおもな核酸塩基はグアニンであり.
N-7位の窒素が反応する.
シクロホスファミドやイホスファミドも同様の活性種を生じるが,その代謝過程でアクロレインを副生し,出血性膀胱炎を誘発する原因となる。
チオテパはナイトロジェンマスタード型の特徴であるクロロエチレンアミノ基をもっていないが,ナイトロジェンマスタード型医薬品の活性中間体であるアジリジン環を有しており,同様の機構(図21-3)でDNAと反応し,抗がん作用を示すと考えられる.
ブスルファンは,分子内に脱離性の高い官能基(スルホネート基)をもっているため.
DNAの核酸塩基と求核置換反応を起こして,DNAと結合,架橋構造を形成することで抗がん作用を示す。
ニトロソウレア型はウレア(尿素)基にニトロソ基(−N=O)が結合した構造で(図21-6).分解して活性なクロロエチルカルボニウムイオンを生じる.これがDNAの核酸塩基(グアニンの酸素原子)をアルキル化する(図21-7).ニトロソウレア型は脂溶性が高いものが多いため,血液脳関門を通過しやすく,脳に移行しやすいことから,脳腫瘍の治療に用いられる.
トリアゼンとは窒素が3つ連続した構造である.トリアゼン型にはダカルバジンとテモソロミドがあり(図21-8).
2つの構造は異なるが,体内で代謝を受けて共通の中間体を生じる.共通の中問体は,体内でさらに分解してジアゾメタンを生じる.これからメチルカチオンが生じ,アルキル化薬としてDNAをアルキル化する。
トラペクテジンはカリブ海産のホヤの一種から単離されたアルカロイド化合物であり,複雑な構造をしている(図21-10).トラペクテジンはDNAの副溝部分に結合することでDNAを主溝側に屈曲させ,DNA鎖切断の誘導や様々な転写因子の機能を阻害することなどで,抗腫瘍効果に寄与していると考えられている
DNAの構成成分であるヌクレオシドや核酸塩基,アミノ酸の合成に必須な葉酸の構造類似体で,核酸合成を阻害して細胞毒性を示す.代謝拮抗薬は,
(1)葉酸代謝拮抗薬
(2)ピリミジン代謝拮抗薬
(3)プリン代謝拮抗薬
に分類することができる.
葉酸代謝拮抗薬は,おもな作用機序として核酸合成に必要なテトラヒドロ葉酸をジヒドロ葉酸から合成するジヒドロ葉酸還元酵素を阻害する.抗菌薬でも同じ作用機序の医薬品(トリメトプリム)が存在するが(18-1-2参照),これらの違いは,ヒトの酵素に対してはたらくか,菌の酵素に対してはたらくかの違いである.ヒトのジヒドロ葉酸還元酵素を阻害する医薬品は,抗菌薬のトリメトプリムに比べ,本来の基質であるジヒドロ葉酸の構造に酷似している(図21-11).メトトレキサートとプララトレキサートはジヒドロ葉酸還元酵素を阻害する作用を有し,プララトレキサートはRFC-1
(還元型葉酸キャリアー1)を介して速やかに細胞内に取り込まれ,長時間滞留する.ペメトレキセドはジヒドロ葉酸還元酵素だけでなく,チミジル酸合成酵素やプリン合成に関係するグリシンアミドリボヌクレオチドホルミルトランスフェラーゼも阻害する.
ピリミジン代謝拮抗薬は,ピリミジン環をもつ医薬品で,核酸合成経路に取り込まれることでDNA合成を阻害する.これらは(1)フッ化ピリミジン類と(2)シトシンアラビノシド類に分けることができる.
(1)フツ化ピリミジン類
フッ化ピリミジン類は核酸塩基のピリミジン環にフッ素が導入された医薬品である.フッ化ピリミジン類は,(1)核酸合成におけるウリジン誘導体からチミジン誘導体を合成するチミジル酸合成酵素を阻害する(図21-12).
(2)三リン酸化を受けて, DNAまたはRNA合成経路に取り込まれ,DNA合成阻害やRNA機能障害を引き起こす。
フッ化ピリミジン類はいくっか知られているが,フルオロウラシルが活性種であり,フルオロウラシル以外のフッ化ピリミジン類はすべてフルオロウラシルのプロドラッグである(図21-14).これはフルオロウラシルが生体内で分解されやすく,効果の持続時問が短いことや,副作用(激しい下痢)が発現することから,プロドラッグ化か行われている.
@テガフール:肝(P450)や組織でフルオロウラシルに代謝される.吸収性や持続時間が向上している.
Aドキシフルリジン:チミジンホスホリラーゼという酵素によって,フルオロウラシルに変換される.チミジンホスホリラーゼが腫瘍組織で活性が高いことから,がん細胞選択的に効果を発揮する.
Bカペシタビン:カペシタビンはシチジン誘導体であり,3回の代謝を受けてフルオロウラシルに変換され作用を発揮する.
テガフールやドキシフルリジンでは,代謝により生成したフルオロウラシルががん細胞以外でも作川するため,副作用が発現しやすい.それに対して,カペシタビンは代謝に関連するシチジンデアミナーゼが肝臓と腫瘍細胞に主として存在すること,またチミジンホスホリラーゼが腫瘍組織に高レベルで存在することから,腫瘍組織選択的に作川する.また,1回目の代謝で生成する5’−デオキシー5−フルオロウリジン(5-DFCR)が腫瘍組織以外で代謝を受けても,5−フルオロシトシンが生成するだけで,このものは抗がん作用をもっていないため,副作用も生じない.以上のように,うまくプロドラッグ化を行うことで,副作用の低減につなげている.
【チミジル酸合成酵素の詳細な阻害作用について】
もう少し詳しい反応機構をみていく(図21-15).この合成経路は2'−デオキシウリジンー5'一リン酸とチミジル酸合成酵素が反応することではじまる.続いてテトラヒドロ葉酸から合成された活性型葉酸(N\
N"'-メチレンーTHF)と酵素複合体が反応する.その後,ピリミジン環の水素が引き抜かれることで,チミジル酸合成酵素が脱離し([2
21-15 (A)),最後にプロトンと反応することでチミジン誘導体が生成し,同時にジヒドロ葉酸が再生する.
しかし,フッ化ピリミジンである5−フルオロウラシルが取り込まれると,体内で2'−デオキシフルオロウリジンー5'一一リン酸に変換され,それがチミジル酸合成経路に取り込まれる.最初の活性型葉酸と反応するところまでは,同じように反応が進むが,そのあとの図21-15のAで起こる水素引き抜きの段階で,フッ素に置き換わっているため,脱離できず,この段階で反応が停止してしまう(フッ素のblock効果,2-5-3参照).しかも酵素が共有結合したままなので,酵素を失活させてしまう(共有結合で作用する医薬品.
1-3-3参照).
(2)シトシンアラビノシド類
シトシンアラビノシド類はシチジン誘導体で,シタラビンとその誘導体およびゲムシタビンがある。
シタラビンは生体内で分解されやすく,効果の持続時間が短い.そのため,シタラビンオクホスファートやエノシタビンのようなプロドラッグが開発された.これらは徐々に代謝を受けて活性化されるため効果が持続する.ゲムシタビンは糖部分にフッ素が導入されているのが特徴で,代謝を受けにくくなっている.
シトシンアラビノシド類の作用機序は図21-17のとおりである.
シトシンアラビノシド類は,生体内で一リン酸を経て三リン酸に変換され,DNA合成における本来の基質であるデオキシシチジン三リン酸を競合阻害することで,
DNA合成を阻害する.また,このときシタラビン誘導体はシチジンデアミナーゼやデオキシシチジン一リン酸デアミナーゼによって分解を受ける.特に固形がんではデアミナーゼ活性が高く,シタラビンはすぐに代謝され不活化されてしまうので,血液のがん治療に使用される.一方,ゲムシタビンはゲムシタビン三リン酸がデオキシシチジン一リン酸デアミナーゼを阻害し,不活化を阻害するため,固形がん治療に使用できる.
プリン代謝拮抗薬は名前のとおり,プリン骨格をもつ医薬品である.構造としては,核酸塩基部分のみの構造をもつものや,プリン骨格と糖部分が結合したヌクレオシド型の構造のものがある。
メルカプトプリンはチオイノシン酸に変換され,これが核酸合成に必要なアデニル酸やグアニル酸の前駆体であるイノシン酸からの変換を阻害することで作用を示す.一方,フルダラビンやクラドリビン,クロフアラビン,ネララビンは生体内で代謝を受けたあと,三リン酸に変換されてDNAに取り込まれることでDNAポリメラーゼなどを阻害し,効果を発揮する.フォロデシッはプリンヌクレオシドホスホリラーゼ(PNP)を阻害することで結果としてアポトーシスによる細胞死を引き起こすと考えられている.また,ベントスタチンはアデノシンデアミナーゼを強力に阻害し,結果として,抗腫瘍作用を発揮すると考えられている.
白金原子(プラチナ)に2つのアミノ基とほかの2つの置換基(塩素原子またはカルボン酸など)がともに臨型に結合した化合物であり,シスプラチン,カルボプラチン,ネダプラチン,オキサリプラチン,ミリプラチンがある(図21-19).置換基が加,zs型に結合したものは効果が低い.
DNA中のおもにグアニンN-7位に白金が結合して,同一鎖内あるいは鎖問で架橋を形成し,DNAやRNAの複製を阻害して細胞毒性を発現する.アルキル化薬と類似性がある.ステムは「−プラチン(-platin)」である.
抗生物質とは微生物が産生し,ほかの微生物の増殖を抑制する物質の総称である.抗腫瘍性抗生物質とは,微生物が産生する抗腫瘍性を示す化合物のことを指す.抗腫瘍性抗生物質には,
(1) アントラサイクリン系
(2)アクチノマイシンD
(3)ブレオマイシン類
(4)マイトマイシンC
がある.
アントラサイクリン系はストレプトマイセスから単離された抗腫瘍性抗生物質で,3つないし4つの連続した環構造が特徴的である.アントラサイクリン系は共通した糖構造をもつドキソルビシン,ダウノルビシン,イダルビシン,ピラルビシン,糖構造や環上の置換基が異なるエピルビシン,アムルビシン,アクラルビシンがある.ステムは「−ルビシン(-rubicin)」である.それ以外にミトキサントロンがある。
アントラサイクリン系の作用機序は, 1-3-9で述べたように,DNAへのインターカレーションにより,DNA,RNAポリメラーゼやトポイソメラーゼIIを阻害してDNA,RNA合成を抑制する.インターカレーションができる理由は,アントラサイクリン系化合物の左の3つの連続する環が平面構造をとっており,層状に重なっているDNAの核酸塩基対の間にインターカレート(挿入)できるためである(図21-21).糖部分やそれに該当する側鎖は,DNAのリン酸部分と水素結合していると推測される.ミトキサントロンは作用機序が異なり,DNA鎖と架橋形成することで核酸合成を阻害する.
アクチノマイシンDもアントラサイクリン系と同様,DNAにインターカレーションしてグアニンと結合し複合体を形成する.これによりDNA依存性RNAポリメラーゼを阻害してRNA合成を選択的に抑制する.構造中の環状ペプチドはDNAの副溝との相互作用に利用される。
ブレオマイシン類は, Fe2イオンと結合してブレオマイシンー鉄錯体を形成し,これが酸素を活性化してDNAを切断することで抗腫瘍活性を示す.ブレオマイシンの側鎖にある2つのチアゾール環が,DNAの副溝に挿入し,チアゾール環に結合しているカルボニル基がDNAと引き合うことで,
DNAに近づくことができる(図21-23).末端の側鎖Rの種類によりブレオマイシンAi≫
A2,…BI,…またはペプロマイシンと名前が付けられている.
マイトマイシンCは,前述のアルキル化薬の活性種の構造であるアジリジン環を分子内に有しており,作用機序もアルキル化薬と似ている.まず,はじめにキノン環の還元が起こり,芳香環になったあと,メタノールが脱離することでより安定なインドール環が生成する(インドール環になると5員環側も芳香環となるため安定化する).続いてDNAの核酸塩基からの求核攻撃によって,カルバメート基の脱離とアジリジン環の開環を伴ってDNAと結合し,架橋構造が形成される。
微小管阻害薬は微小管の重合や脱重合に作用し,細胞分裂時の有糸分裂を阻害する.微小管阻害薬には,(1)ビンカアルカロイド系,(2)タキサン(タキソイド)系,(3)エリブリンの3つがある.
ビンカアルカロイド系のビンブラスチンとビンクリスチンはキョウチクトウ科のニチニチソウから単離された.ビンデシンはビンブラスチンを化学修飾して得られた半合成ビンカアルカロイドである.ビノレルビンもニチニチソウから得られた成分をもとにつくられた半合成ビンカアルカロイドである.これらは微小管の重合を阻害することにより,紡錘糸の形成を阻止する.構造は複雑で,インドール環やピペリジン環を含み,右側にはピロリジン環やインドリン環を含む5つの環が縮環した構造を有している。
タキサン(タキソイド)系のパクリタキセルは太平洋イチイの樹皮から単離された化合物である.しかし,太平洋イチイからはごく少量しか取れず,樹皮をはがすと太平洋イチイの木は枯れてしまうため,大量供給が困難であった.しかし,その後ヨーロッパイチイの葉から得られる化合物をもとに容易に合成する方法が開発され,この方法を用いてドセタキセルが開発された.夕キサン系は微小管の重合を促進して安定化し,脱重合を抑制する.また,細胞内には異常な微小管束を形成する.タキサン系は2つの6員環と1つの8員環が縮環したタキサン骨格が特徴的であり,さらにこのタキサン骨格にオキセタン環が縮合した複雑な構造をしている。
海綿動物の一種,クロイソカイメンから単離されたハリコンドリンBをリード化合物とした合成誘導体で,ハリコンドリンBの右半分の構造だけでも活性を有することが見出され,医薬品化された.作用機序としては,チューブリンの重合を阻害し,微小管の伸長を抑制する.また,微小管形成に関与しないチューブリンの重合を惹起する機序ももっている.
構造の特徴として,元々のハリコンドリンBがポリエーテル構造(エーテル結合を多数含む構造)で,エリブリンもエーテル構造を多く含み,さらに縮環構造をもっている。
トポイソメラーゼはDNAの複製や転写に必須のゲノムDNAの高次構造を制御する.細胞分裂の過程でDNAの切断と再結合を助け,二重らせん構造を解きほぐすはたらきをもち,ねじれをもとに戻して再結合させる.
DNAの1本鎖のみを切断するのがトポイソメラーゼI,
DNAの2本鎖を同時に切断するのがトポイソメラーゼnである.同様の作用機序をもっ医薬品として,抗菌薬のニューキノロン系がある(細菌のトポイソメラーゼHを阻害する).トポイソメラーゼ阻害薬には,
(1)イリノテカン. (2)エトポシド. (3)アントラサイクリン系がある.
1984年に中国原産の植物,喜樹から抽出されたカンプトデシンの誘導体として開発された.イリノテカン自身はプロドラッグであり,生体内のエステラーゼによって加水分解されて,活性本体であるSN-38に変換される.トポイソメラーゼIを阻害してDNA合成を阻害する.構造としては,キノリン環を含む五環性化合物で,さらに加水分解を受けるカルバメート基部分には2つのピペリジン環を有している.同様の構造をもつ医薬品として,ノギテカンがある。
イリノテカンは,カンプトデシンの阻害活性の向上と水溶性の向上(=吸収性の向上),副作用の軽減を目的としてSN-38が合成されたのち,さらに水溶性を向上させるために2つのピペリジン環を導入することで開発された(図21-29).ステムは「−デカン(-tecan)」である.
1966年,メギ科の植物ポドフィルムの根茎から抽出されたポドフィロトキシンから半合成された医薬品である。トポイソメラーゼHを阻害し,DNA合成を阻害する.
詳細については, 21-7-2で述べたとおりで,DNAへのインターカレーションのほかに,トポイソメラーゼnを阻害して,DNA合成を阻害する.
分子標的薬とは,細胞の増殖や転移などにかかわる腫瘍細胞特有の分子を標的とする医薬品で,従来の抗悪性腫瘍薬に比べて副作用の軽減,回避が期待されている.分子標的薬には様々なものが知られているが,ここでは低分子(小分子)医薬品について紹介する.低分子分子標的薬としては(1)チロシンキナーゼ阻害薬,(2)セリン・トレオニンキナーゼ阻害薬,
(3)分化誘導薬,(4)プロテアソーム阻害薬,(5)ヒストン脱アセチル化酵素阻害薬,(6)PARP阻害薬,FBCL-2阻害薬,(8)EZH2阻害薬(9)
Ras阻害薬, (10) Heat Shock Protein (HSP)90阻害薬,(n)その他がある.
低分子分子標的薬のほとんどは,共通してチロシンキナーゼを阻害するものである.これらはキナーゼのATP結合部位の近傍に出現する疎水性ポケットに結合するために,全体的に疎水性の高い構造(特に芳香環)が多くみられるのが特徴である.チロシンキナーゼ阻害薬には(1)EGFRチロシンキナーゼ阻害薬,(2)BCR-ABL(-SRC)チロシンキナーゼ阻害薬,(3)マルチキナーゼ阻害薬.
(4) ALKチロシンキナーゼ阻害薬,(5)ヤヌスキナーゼQAK)阻害薬(6)ブルトン型チロシンキナーゼ(BTK)阻害薬,
(7) F口3阻害薬, (8)トロポミオシン受容体キナーゼ(TRK)阻害薬,
(9)間葉上皮転換因子(MET)阻害薬,(10)線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)阻害薬.
(11) RET阻害薬がある.チロシンキナーゼ阻害薬のステムは「−チニブ(―tinib)」である.
(1) EGFRチロシンキナーゼ阻害薬
EGFRチロシンキナーゼ阻害薬はオシメルチニブを除き,共通骨格としてキナゾリン環に窒素原子を挟んで芳香環を有する構造をもっている(図21-31).ゲフィチニブとエルロチニブはEGFRチロシンキナーゼ阻害活性,ラパチニブはEGFRだけでなくHER2チロシンキナーゼ阻害作用も示す.さらに,アファチニブとダコミチニブはEGFR,
HER2およびHER4チロシンキナーゼ阻害活性を有する.オシメルチニブはEGFR
T790M 変異を有する腫瘍の増殖を抑制すると考えられている.
(2) BCR-ABL (-SRC)チロシンキナーゼ阻害薬
BCR-ABL(-SRC)チロシンキナーゼ阻害薬は非受容体型チロシンキナーゼ阻害薬で,細部は異なるが,共通骨格としてピリミジン環から窒素原子を挟んで,芳香環−アミド結合一芳香環構造を有している(図21-32).
BCR-ABLチロシンキナーゼおよびSRCファミリーキナーゼを阻害することで作用を発揮する.イマチニブとニロチニブはBCR-ABLチロシンキナーゼに対して高い選択性と強い阻害活性を有している.アシミニブは従来のBCR-ABL1のアロステリック部位であるミリストイルポケットに特異的に結合してABL1キナーゼファミリーを選択的に阻害するABLミリストイルポケット結合型阻害薬である.ダサチニブ,ポナチニブおよびボスチニブはBCR-ABL-SRCファミリーキナーゼ阻害薬に分類され,BCR-ABLチロシンキナーゼおよびSRCファミリーキナーゼを阻害する.イマチニブ抵抗性の細胞株に対しても高い増殖阻害作用を示す.ポナチニブは構造中に三重結合を有しているのが特徴であり.
BCR-ABLにアミノ酸1残基の変異が存在しても活性部位への結合阻害が生じにくいように設計されている.イマチニブ,ニロチニブ,ポナチニブの結合部位は近いとされており,構造的にも類似性がみられる
(3)マルチキナーゼ阻害薬
VEGFRチロシンキナーゼ阻害薬はPDGFR, KITなどの複数の受容体チロシンキナーゼを阻害するため,マルチキナーゼ阻害薬とよばれる.構造的にはソラフェニブ,レゴラフェニブ,レンバチニブ,カボザンチニブは構造が類似しており,レゴラフェニブはソラフェニブにフツ素が導入されたものである(図21-33).キナーゼ阻害薬のステムとして「−ニブ(-nib)」が付けられている.
(4) ALKチロシンキナーゼ阻害薬
ALKチロシンキナーゼ阻害薬は非受容体型チロシンキナーゼ阻害薬であり,アレクチニブ,セリチニブ,ブリグチニブには構造の共通性がみられる.また,ロルラチニブはクリソチニブの芳香環とピラソール環を結んで環状構造に変換したものである。
(5)ヤヌスキナーゼ(JAK)阻害薬
ヤヌス(Janus)キナーゼ阻害薬は非受容体型チロシンキナーゼ阻害薬であり,ルキソリチニブのみが知られている(図21-35).ルキソリチニブはJAKlおよびJAK2を選択的に阻害する.
(6)ブルトン型チロシンキナーゼ(BTK)阻害薬
ブルトン型チロシンキナーゼ(BTK)阻害薬は非受容体型チロシンキナーゼ阻害薬であり,イブルチニブ,チラブルチニブ,アカラブルチニブが知られている(図21-36).これらはカルボニル基と二重結合が連続したエノン構造,もしくはカルボニル基と三重結合が連続したイノン構造をもち,システイン残基と共有結合で結合することで不可逆的に作用を発揮する.
(7) FLT3阻害薬
FLT3阻害薬は受容体型チロシンキナーゼ阻害薬であり,キザルチニブとギルテリチニブが知られている(図21-37).ギルテリチニブはALKチロシンキナーゼ阻害薬であるブリグチニブ(図21-34)などの構造と類似性がみられる.
(8)トロポミオシン受容体キナーゼ(TRK)阻害薬
トロポミオシン受容体キナーゼ(TRK)阻害薬は非受容体型チロシンキナーゼ阻害薬であり,ラロトレクチニブとエヌトレクチニブが知られている(図21-38).構造としては中央にアミド結合を有する窒素を含む5員環と6員環の縮環構造,右側にはフッ素を含む芳香環を有しているところに共通性がみられる.
(9)間葉上皮転換因子(MET)阻害薬
間葉上皮転換因子(MET)阻害薬は受容体型チロシンキナーゼ阻害薬でありテポチニブとカプマチニブが知られている(図21-39).両者の構造の共通性は特にみられない.
(10)線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)阻害薬
線維芽細胞増殖因子受容体(FGFR)阻害薬は受容体型チロシンキナーゼ阻害薬でありペミガチニブのみが知られている。
(11) RET阻害薬
RET阻害薬はセルペルカチニブのみが知られている(図21-41).ほかのチロシンキナーゼ阻害薬と比較して共通する構造の特徴はない.
セリン・トレオニンキナーゼ阻害薬には,(1)mTOR阻害薬.
(2) BRAF阻害薬. (3) CDK4/6阻害薬, (4) MEK阻害薬がある.
(1)mTOR阻害薬
mTOR阻害薬はシロリムス(ラパマイシン),テムシロリムスおよびエベロリムスがあり,セリン・トレオニンキナーゼの一種であるmTORを阻害する.mTORはラパマイシンの標的分子であり,mTOR阻害薬はラパマイシン誘導体である.構造的にはマクロライド(大環状ラクトン)構造およびトリェン(二重結合が3つ連なった)構造を有しているのが特徴であり,シクロヘキサン環上の置換基以外は同じである。
(2) BRAF阻害薬
BRAF阻害薬はベムラフェニブ,ダブラフェニブ,エンコラフェニブがあり,セリン・トレオニンキナーゼの一種であるBRAFを阻害する.構造的には中心に窒素を含む5貝環複素環があり,左側にはスルホンアミド基を有する芳香環がある.ダブラフェニブとエンコラフェニブは構造が類似しており,右側のピリミジン環までが共通構造に含まれる。
(3) CDK4/6阻害薬
CDK4/6阻害薬はパルボシクリブとアベマシクリブがあり,
CDK4およびCDK6とサイクリンDの複合体を選択的に阻害することで効果を発揮する.構造的にはピペラジン環−ピリジン環−ピリミジン環までの構造が共通構造である。
(4) MEK阻害薬
MEK阻害薬はセルメチニブ,ビニメチニブ,トラメチニブがあり,セリン・トレオニンキナーゼの一種であるMEKを阻害する.構造的にはセルメチニブとビニメチニブは芳香環上の塩素原子とフツ素原子の違いのみである.トラメチニブはほかの2つとある程度の構造の共通性がみられる。
急性前骨髄球性白血病では,第15染色体と第17染色体の間で相互転座が生じ,
PML-RARAタンパク質が形成され,骨髄球系細胞の分化を前骨髄球の段階で阻止するとともに細胞の増殖能を高める結果,白血病が発症する.分化誘導薬は,この前骨髄球を好中球まで分化・成熟させ,通常通りアポトーシスに至らせることで効果を発揮する.分化誘導薬にはトレチノイン(ATRA),タミバロテン,三酸化ヒ素(亜ヒ酸)がある.トレチノインとタミバロテンはレチノイド誘導体との構造類似性があり,トレチノインは活性型ビタミンAの構造である.タミバロテンは芳香環やアミド結合を有しているもののトレチノインとの類似性は高い。
ユビキチンで標識された細胞周期,免疫応答,シグナル伝達などを制御するタンパク質を処理するプロテアソームを阻害して,増殖の抑制やアポトーシスの誘導により抗腫瘍作用を発現する.プロテアソーム阻害薬にはボルテソミブ,イキサソミブ,カルフィルソミブがあり,ペプチド様の構造が基本骨格で,ボルテソミブとイキサソミブはホウ素原子を含むホウ酸(−B(OH2))構造を有しているのが特徴である(図21-47).ホウ素原子を含む医薬品は珍しい.ホウ素が20Sプロテアソームのβ5サブユニットに可逆的かつ選択的に結合して活性を発現しているとされている. カルフィルソミブは末端のエポキシド(オキシラン環)がβ5サブユニットに不可逆的に結合して作用を発揮すると考えられている.
ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)を阻害する医薬品で,アセチル化ヒストンを増加させてがん抑制遺伝子の転写活性の促進やがん細胞のアポトーシス,細胞周期停止の誘導が起こることで抗腫瘍作用を示す.ボリノスタットやパノビノスタットは,末端に有するヒドロキサム酸が特徴であり,
HDAC活性部位に存在する亜鉛に結合することで阻害作用を示す(図21-48).ロミデプシンは二環式デプシペプチドでほかのものと大きく構造が異なる.デプシベプチドは1つ以上のアミド結合がエステル結合に置換されたペプチドのことである.
ポリアデノシン5’一ニリン酸(ADP)リボースポリメラーゼ(PARP)を阻害する医薬品で,ヒトPARP-1およびPARP-2を阻害することでDNA複製時の複製フォークの障害が起こり,相同組換え修復欠損を有する卵巣がんで抗腫瘍作用を示す.オラパリブとニラパリブがあり,2つの構造には共通性がみられない。
アポトーシス抑制タンパク質であるBCL-2を選択的に阻害する医薬品で,ペネトクラクスのみが知られている。
ヒストンなどのメチル基転移酵素であるEZH2を阻害する医薬品で,タゼメトスタットとバレメトスタットがある(図21-51).両者の構造は右半分が共通している.
Ras阻害薬は変異したKRAS G12C に結合することで腫瘍増殖抑制作用を示す.ソトラシブのみが知られており,構造中のアクリルアミド部位にシステイン残基のチオール基が共有結合する(図21-52).また,右下のピリジン環がオルト位にメチル基とイソプロピル基を有しているため,自由回転が阻害され,軸不斉を示す.
Heat Shock Protein(HSP)90阻害薬はHSP90のN末端のATP結合部位の作用し、HSP90によるクライアントタンパク質の高次構造の形成を阻害することで、腫瘍増殖抑制作用を示すと考えられている。変異したKRAS G12Cに結合することで腫瘍増殖抑制作用をします。ピミテスピブのみが知られており、窒素を含む複素環を多数有する構造である。
血管新生抑制作用や細胞増殖抑制作用,免疫調節作用やサイトカイン産生抑制作用など多様な作用を有しており,それにより抗腫瘍作用を示す.多発性骨髄腫に用いられる.構造はともに類似している(図21-54).これらはいずれも不斉炭素を有するが,ラセミ体として市販されている.
レチノイドX受容体に結合して転写を活性化することにより,アポトーシス誘導および細胞周期停止作用を示し,腫瘍増殖を抑制する.レチノイドX受容体作用薬として,ベキサロテンがあるが,レチノイド誘導体であるタミバロテン(図21-46)の構造と類似している。
核酸およびタンパク合成阻害作用によると考えられている.構造として分子内にヒドラジン構造を有している。
DNA鎖の切断を起こさず,トポイソメラーゼnを阻害して,染色体の凝縮異常を起こし,多核細胞を出現させ細胞を死滅させると考えられている.ソブソキサンはプロドラッグで,活性本体はICRF-154であると考えられている。
副腎皮質に対する選択的な壊死作用およびステロイド合成阻害作用により,効果を発揮する。
タラポルフィンナトリウムは腫瘍親楷t生光感受性物質で,タラポルフィンナトリウムを投与したあと,腫瘍部位に波長664nmのレーザー光を照射すると,腫瘍細胞内に取り込まれたタラポルフィンナトリウムが励起状態となり,腫瘍組織内の酸素と反応して一重項酸素を生成する.一重項酸素は強い酸化作用を有しており,抗腫瘍活性を示す.構造的には植物クロロフィルと類似している。
生体内における無機ヒ素化合物の代謝過程で生じる中間代謝物の1つで,有機ヒ素化合物である.腫瘍細胞の表面に発現するトランスポーターを介して取り込まれミトコンドリアの機能障害などを引き起こすことにより腫瘍増殖作用を示すと考えられている。
ラジウム223はカルシウムに類似した性質を有しており,骨代謝が亢進している部位に集積し,高エネルギーのα線を放出して,近接する腫瘍細胞のDNA二重鎖切断などを誘発して腫瘍増殖抑制作川を示すと考えられている。
ホウ素の同位体である10Bの比率を高めたホウ素を有するフェニルアラニン誘導体である.体外より中性子線を照射することで,腫瘍細胞に取り込まれたlOBが中性子を捕捉し,核反応により生成したα線およびリチウム原子核を放出することにより,腫瘍増殖抑制作用を示すと考えられている。
ソマトスタチン誘導体と177Lu (ルテチウムの放射性同位体)の錯体で,ソマトスタチン受容体サブタイプ2
(SSTR2)との結合を介して腫瘍細胞に集積し,177LUから放出されるβ線により,腫瘍増殖抑制作用を示すと考えられている。
ノルアドレナリン再取り込み機構(uptake-l)を介して取り込まれ尸311から放出されるβ線により細胞を傷害し,腫瘍の増殖を抑制すると考えられている.構造的にはノルアドレナリン遊離阻害薬であるグアネチジンに類似しており,そのため,再取り込み機構によって取り込まれると考えられる。