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抗代謝物質とは、正常な代謝の一部である別の化学物質である代謝物質の利用を阻害する化学物質です。[ 1 ]このような物質は、葉酸の利用を阻害する抗葉酸剤のように、阻害する代謝物質と構造が似ていることが多く、競合阻害が起こり、抗代謝物質の存在は細胞の成長や細胞分裂を停止させるなど、細胞に毒性効果をもたらす可能性があるため、これらの化合物は癌の化学療法に使用されます。[ 2 ]
抗代謝薬は、DNA 産生を阻害し、細胞分裂や腫瘍の増殖を阻害するため、がん治療に使用できます。[ 3 ]がん細胞は他の細胞よりも分裂に多くの時間を費やすため、細胞分裂を阻害すると、他の細胞よりも腫瘍細胞に大きなダメージを与えます。抗代謝薬は、白血病、乳がん、卵巣がん、消化管がん、その他の種類のがんの治療に一般的に使用されています。 [ 4 ]解剖治療化学分類システムでは、抗代謝がん薬は L01B に分類されます。
抗代謝物質は一般的に、化学的に改変されたヌクレオチドを取り込むか、DNA複製と細胞増殖に必要なデオキシヌクレオチドの供給を枯渇させることによって、DNA複製機構を阻害する。
抗がん剤代謝拮抗薬の例としては、以下のようなものが挙げられますが、これらに限定されるものではありません。
抗代謝物質は、DNAの構成要素となるプリン（アザチオプリン、メルカプトプリン）またはピリミジンに偽装します。これらは、細胞周期のS期にこれらの物質がDNAに組み込まれるのを阻害し、正常な発達と細胞分裂を停止させます。[ 6 ]抗代謝物質はRNA合成にも影響を与えます。しかし、チミジンはDNAでは使用されますがRNAでは使用されないため（RNAでは代わりにウラシルが使用されます）、チミジル酸シンターゼによるチミジン合成の阻害は、RNA合成よりもDNA合成を選択的に阻害します。
これらの薬剤は、その有効性から最も広く使用されている細胞増殖抑制剤である。必須の生合成プロセスに関与する酵素の結合部位をめぐる競合、およびこれらの生体分子の核酸へのその後の組み込みにより、腫瘍細胞の正常な機能が阻害され、細胞死プロセスであるアポトーシスが引き起こされる。この作用機序により、ほとんどの抗代謝薬は高い細胞周期特異性を持ち、癌細胞のDNA複製停止を標的とすることができる。[ 7 ]
アントラサイクリン系抗生物質は、細胞周期中にDNAの複製に関わる酵素を阻害する抗腫瘍抗生物質である。[ 4 ]これらは、DNAインターカレーションや核酸への損傷誘導などの非模倣メカニズムによって腫瘍の増殖を阻害する、がん治療の代替手段となる。
アントラサイクリン系薬剤の例としては、以下のようなものがある。
アントラサイクリン系以外の抗腫瘍抗生物質には以下が含まれます: [ 4 ]
抗代謝物質の中には、スルファニルアミド系薬剤のように、パラアミノ安息香酸（PABA）と競合することで細菌のジヒドロ葉酸合成を阻害する抗生物質となるものもある。 [ 9 ] PABAは、DNAの構成要素であるプリンとピリミジンの合成における補酵素として働く葉酸を生成する酵素反応に必要である。哺乳類は葉酸を合成しないため、細菌を選択的に殺すPABA阻害剤の影響を受けない。
抗代謝薬、特にマイトマイシンC （MMC）は、緑内障の治療手術である線維柱帯切除術の補助薬として、アメリカと日本で一般的に使用されている。[ 10 ]
抗代謝薬は手術部位の線維化を軽減することが示されている。そのため、鼻涙管閉塞の治療のための手術である外側涙嚢鼻腔吻合術後の抗代謝薬の使用が研究されている。[ 11 ]
術中抗代謝薬、すなわちマイトマイシンC（MMC）と5-フルオロウラシル（5-FU）の投与は、翼状片の治療における有効性について現在試験されている。[ 12 ]
これらの薬剤の主なカテゴリーには以下が含まれます: [ 13 ] [ 14 ]
