ドキソルビシンは、アドリアマイシンなどの商品名で販売されている化学療法薬で、がんの治療に使用されます。[ 10 ]これには、乳がん、膀胱がん、カポジ肉腫、リンパ腫、急性リンパ性白血病などが含まれます。[ 10 ]他の化学療法剤と併用されることもよくあります。[ 10 ]ドキソルビシンは静脈注射で投与されます。[ 10 ]
一般的な副作用には、脱毛、骨髄抑制、嘔吐、発疹、口内炎などがあります。[ 10 ]その他の深刻な副作用には、アナフィラキシーなどのアレルギー反応、心臓障害、注射部位の組織障害、放射線照射のリコール、治療関連白血病などがあります。[ 10 ]数日間、尿が赤く変色することがよくあります。[ 10 ]ドキソルビシンは、アントラサイクリン系抗腫瘍抗生物質に分類されます。[ 10 ] DNAの機能に干渉することで作用します。[ 11 ]
ドキソルビシンは1974年に米国で医療用途として承認されました。[ 10 ]世界保健機関の必須医薬品リストに掲載されています。[ 12 ] [ 13 ]ペグ化およびリポソーム化されたバージョンも利用可能ですが、それらはより高価です。[ 13 ]ドキソルビシンはもともと細菌Streptomyces peucetiusから作られました。[ 14 ]
EUでは、ドキソルビシンPEG化リポソーム(Caelyxとして)は、乳がん、卵巣がん、およびAIDS関連カポジ肉腫の治療に適応があります。また、ボルテゾミブとの併用で多発性骨髄腫の治療にも適応があります。[ 1 ]ドキソルビシン塩酸塩(Myocetリポソームとして)は、シクロホスファミドとの併用で乳がんの治療に適応があります。[ 2 ]
ドキソルビシンは、白血病やリンパ腫のほか、膀胱がん、乳房がん、胃がん、肺がん、卵巣がん、甲状腺がん、軟部組織肉腫、侵襲性線維腫症(デスモイド腫瘍)、多発性骨髄腫などの治療に一般的に使用されています。[ 9 ] [ 15 ] [ 16 ]ドキソルビシンを含む一般的なレジメンは、AC(アドリアマイシン、シクロホスファミド)、TAC(タキソテール、AC)、ABVD(アドリアマイシン、ブレオマイシン、ビンブラスチン、ダカルバジン)、BEACOPP、CHOP(シクロホスファミド、ヒドロキシダウノルビシン、ビンクリスチン、プレドニゾン)、FAC(5-フルオロウラシル、アドリアマイシン、シクロホスファミド)です。[ 9 ]その活性は、例えばトラギア・ボルビリス水抽出物などの特定の抗酸化植物抽出物によって阻害される。[ 17 ]
ドキシル(下記参照)は、主にプラチナ製剤による化学療法後に病状が進行または再発した卵巣がんの治療、またはAIDS関連カポジ肉腫の治療に使用されます。[ 18 ]
ドキソルビシンの最も危険な副作用は拡張型心筋症であり、うっ血性心不全を引き起こします。心筋症の発症率は累積投与量に依存し、ドキソルビシンの投与量が500~550 mg/m 2 の場合は約4%、551~600 mg/m 2の場合は18% 、600 mg/m 2を超える場合は36%です。[ 19 ]ドキソルビシンが心筋症を引き起こすと考えられている方法はいくつかあり、鉄蓄積による酸化ストレス、収縮性タンパク質の遺伝子のダウンレギュレーション、 p53を介したアポトーシスなどが含まれます。[ 19 ] [ 20 ]
ドキソルビシン誘発性心筋症は、通常、4 つの心腔すべてが拡大する拡張型心筋症を引き起こします。[ 21 ]これにより、収縮機能と拡張機能の両方に障害が生じます。[ 21 ]最終的には心不全に至る可能性があり、その死亡率は 50% です。[ 21 ] 2010 年現在、この薬剤によって引き起こされる確立された心筋症に対する有効な治療法はありません。[ 21 ]鉄キレート剤であるデクスラゾキサンは、特定の症例においてドキソルビシンの心毒性のリスクを軽減するために使用されることがあります。[ 22 ]
ドキソルビシンのもう一つの一般的で致命的になりうる合併症は盲腸炎で、これは生命を脅かす急性腸炎です。[ 23 ]さらに、手のひらや足の裏に皮膚の発疹、腫れ、痛み、紅斑を特徴とする手掌足底紅斑性知覚不全症(PPE) を発症する人もいます。[ 18 ] これらの副作用と赤い色のため、ドキソルビシンは「赤い悪魔」[ 24 ]または「赤い死」 [ 25 ]というあだ名を得ています。
化学療法はB型肝炎の再活性化を引き起こす可能性があり、ドキソルビシンを含むレジメンも例外ではない。[ 26 ] [ 27 ]
ドキソルビシンやいくつかの化学療法薬(シクロホスファミドを含む)は皮膚の色素脱失を引き起こす可能性がある。[ 28 ]
ドキソルビシンは膀胱排尿筋の筋障害と関連しており、収縮弛緩機構の機能不全を引き起こし、同年代の患者よりも下部尿路機能障害(LUTD)のリスクが高くなります。ドキソルビシンで治療を受けた小児がん生存者は、その後のLUTDについてモニタリングすることが推奨されています。[ 29 ]
カポジ肉腫の治療薬として開発された、ポリエチレングリコールでコーティングされたリポソーム封入型のドキソルビシン製剤が存在する。ポリエチレングリコールコーティングにより、ドキソルビシンは皮膚に優先的に集積する。しかしながら、このコーティングは、手足症候群としてより一般的に知られる、手掌足底紅斑性知覚不全症(PPE)と呼ばれる副作用も引き起こす。
この形態のドキソルビシンを投与すると、手のひらや足の裏の毛細血管から少量の薬剤が漏れることがあります。この漏れの結果、皮膚の発赤、圧痛、剥離が生じ、不快感や痛みを伴うことがあります。4週間ごとに50 mg/m 2を投与する臨床試験では、半数の人が手足症候群を発症しました。この副作用の発生率により、同じ治療レジメンで通常のドキソルビシンと比較してこの製剤の投与量が制限され、代替の可能性が制限されます。リポソーム封入ドキソルビシンは非封入ドキソルビシンよりも心毒性が低いため、代替が望ましいです。このリポソーム封入形態は、卵巣がんおよび多発性骨髄腫の治療薬としてFDAの承認も受けています。[ 30 ] [ 31 ]
非ペグ化リポソームドキソルビシンであるMyocetは、転移性乳がんの治療薬として、シクロホスファミドとの併用で欧州連合とカナダで承認されているが[ 2 ]、米国ではFDAによる承認は得られていない。Doxilとは異なり、Myocetリポソームにはポリエチレングリコールコーティングがないため、同じPPEの発生率にはつながらない。この副作用を最小限に抑えることで、同じ治療レジメンでドキソルビシンと1対1(1:1)で置き換えることが可能になり、有効性を損なうことなく安全性が向上する可能性がある。Doxilと同様に、ドキソルビシンのリポソーム封入により心毒性が制限される。理論的には、リポソーム封入によってドキソルビシンの心毒性を制限することで、トラスツズマブなどの他の心毒性化学療法薬との同時併用でも安全に使用できる。 FDAには、トラスツズマブはドキソルビシンと同時併用することはできず、逐次併用のみ可能であるという枠囲み警告があります。臨床試験ではトラスツズマブとドキソルビシンの同時併用により優れた腫瘍反応が認められましたが、この併用により、うっ血性心不全(CHF)として現れる心不全のリスクを含む、許容できない心毒性が生じました。発表された第II相試験の結果では、Myocet、トラスツズマブ、およびパクリタキセルは、 LVEF機能の低下によって測定される心臓リスクなしに安全に同時使用でき、優れた腫瘍反応も達成できることが示されています。この知見は、FDA承認のための進行中の第III相試験の根拠となっています。[ 30 ]
ドキソルビシン(DXR)は、生合成経路におけるDXRの直接の前駆体であるダウノルビシンの14位水酸化体である。
ダウノルビシンは、ストレプトマイセス属のさまざまな野生型株によって生産されるため、天然物としてより豊富に存在します。対照的に、より広く使用されているドキソルビシンを生産できることが最初に判明したのは、野生型ではない種であるストレプトマイセス・ペウセティウス亜種セシウスATCC 27952のみでした。[32] この株は、1969年にアルカモーンらが、ダウノルビシンを生産するが、少なくとも検出可能な量ではDXRを生産しない株を突然変異させることによって作成しました。 [ 33 ]その後、ハッチンソンらのグループは、特別な環境条件下、または遺伝子改変の導入により、他のストレプトマイセス属株がドキソルビシンを生産できることを示しました。[ 34 ]また、同グループはDXR生産に必要な遺伝子の多くをクローニングしましたが、それらすべてが完全に特徴付けられているわけではありません。 1996年、ストロールの研究グループは、ダウノルビシンをDXRに変換する酵素をコードする遺伝子であるdox Aを発見、単離、特徴づけた。 [ 35 ]
1999年までに、彼らはシトクロムP450オキシダーゼである組換えdox Aを生産し、それがダウノルビシンに至るステップを含むDXR生合成の複数のステップを触媒することを発見した。 [ 36 ]これは、ダウノルビシンを生産するすべての株が、2つのうち治療上はるかに重要なDXRを生産するために必要な遺伝子を持っていることが明らかになったため、重要であった。ハッチンソンらのグループは、dox Aをコードするプラスミドを導入するだけでなく、DXR前駆体をあまり有用でない製品、例えばバウマイシン様グリコシドに迂回させる酵素を不活性化する変異を導入することによって、商業生産で使用される発酵プロセスからDXRの収量を向上させる方法を開発し続けた。[ 32 ]また、dox Aを過剰発現するいくつかの三重変異体は、DXRの収量を2倍にすることができた。これは単なる学術的な興味にとどまらず、当時DXRは1kgあたり約137万ドルもしたのに対し、1999年の生産量は年間225kgだった。[ 37 ]
より効率的な製造技術により、非リポソーム製剤の価格は1kgあたり110万ドルまで下がった。DXRはダウノルビシンから半合成的に製造できるが、そのプロセスには求電子臭素化と複数のステップが含まれ、収率は低い。[ 38 ]ダウノルビシンは発酵によって製造されるため、細菌がDXR合成をより効率的に完了できれば理想的である。

ドキソルビシンは、DNAにインターカレーションして高分子生合成を阻害することでDNAと相互作用します。[ 11 ] [ 40 ] [ 41 ]これにより、転写のためにDNAの超らせんを緩和する酵素であるトポイソメラーゼIIの進行が阻害されます。[ 42 ]ドキソルビシンは、複製のためにDNA鎖を切断した後、トポイソメラーゼII複合体を安定化させ、DNA二重らせんが解放されるのを防ぎ、それによって複製プロセスを停止させます。[ 11 ]また、キノン型フリーラジカルの生成を増加させる可能性があり、それによって細胞毒性に寄与します。[ 15 ]
分子の平面芳香族発色団部分はDNAの2つの塩基対の間に挿入され、6員環のダウノサミン糖はマイナーグルーブに位置し、挿入部位に隣接する側鎖塩基対と相互作用することが、いくつかの結晶構造によって証明されている。[ 39 ] [ 43 ]
ドキソルビシンはインターカレーションによって、転写活性のあるクロマチンからヒストンを除去することもできる。[ 44 ] [ 45 ]その結果、ドキソルビシンに曝露された細胞では、 DNA損傷応答、エピゲノム、およびトランスクリプトームが制御不能になる。[ 44 ]

1950年代、イタリアの研究会社であるファルミタリア研究所は、土壌微生物から抗がん化合物を見つけるための組織的な取り組みを開始しました。13世紀の城であるカステル・デル・モンテ周辺の地域から土壌サンプルが分離されました。赤い色素を生成するストレプトマイセス・ペウセティウスの新しい株が分離され、この細菌からの抗生物質はマウスの腫瘍に対して有効でした。フランスの研究者グループがほぼ同時期に同じ化合物を発見したため、2つのチームは、化合物が分離されたイタリアの地域を占拠していたローマ以前の部族であるダウニと、色を表すフランス語の「ルビー」を意味するrubisを組み合わせて、この化合物をダウノルビシンと名付けました。[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] 1960年代に臨床試験が開始され、この薬は急性白血病とリンパ腫の治療に成功しました。しかし、1967年までに、ダウノルビシンが致命的な心毒性を引き起こす可能性があることが認識された。[ 49 ]
ファーミタリアの研究者たちは、化合物の構造をわずかに変更することで生物活性を変化させることができることをすぐに発見した。ストレプトマイセスの株をN-ニトロソ-N-メチルウレタンで変異させたところ、この新しい株は異なる赤色の抗生物質を産生した。彼らはこの新しい化合物をアドリア海にちなんでアドリアマイシンと名付けたが、後に確立された命名規則に従ってドキソルビシンに名前が変更された。[ 33 ]ドキソルビシンはマウスの腫瘍、特に固形腫瘍に対してダウノルビシンよりも優れた活性を示した。また、治療指数も高かったが、心毒性は残った。[ 50 ]
ドキソルビシンとダウノルビシンは、アントラサイクリン系抗生物質のプロトタイプ化合物とみなすことができる。その後の研究により、他の多くのアントラサイクリン系抗生物質、または類似体が開発され、現在ではドキソルビシンの類似体が2,000種類以上知られている。1991年までに、そのうち553種類が米国国立がん研究所(NCI)のスクリーニングプログラムで評価された。[ 46 ] 2016年には、GPX-150が米国FDAにより希少疾病用医薬品に指定された。[ 51 ]
2022年3月24日、欧州医薬品庁(EMA)のヒト用医薬品委員会(CHMP)は、転移性乳がん、進行性卵巣がん、進行性多発性骨髄腫、およびAIDS関連カポジ肉腫の治療を目的とした医薬品ゾルスケチルペグ化リポソームの販売承認を推奨する肯定的な意見を採択した。[ 52 ]この医薬品の申請者はAccord Healthcare SLUである。[ 52 ]ゾルスケチルペグ化リポソームはアドリアマイシンのハイブリッド医薬品である。[ 52 ]アドリアマイシンと同じ有効成分を含んでいるが、ペグ化リポソーム製剤として入手可能である。[ 52 ]ゾルスケチルペグ化リポソームは、2022年5月に欧州連合で医療用途として承認された。[ 3 ] [ 53 ]
2022年7月21日、CHMPは、転移性乳がん、進行性卵巣がん、進行性多発性骨髄腫、およびAIDS関連カポジ肉腫の治療を目的とした医薬品Celdoxome pegylated liposomalの販売承認を推奨する肯定的な意見を採択した。[ 54 ]この医薬品の申請者はYES Pharmaceutical Development Services GmbHである。[ 54 ] Celdoxome pegylated liposomalは、1979年10月24日からEUで承認されているアドリアマイシンのハイブリッド医薬品である。 [ 54 ] Celdoxome pegylated liposomalは、アドリアマイシンと同じ有効成分を含んでいるが、ペグ化リポソーム製剤として入手可能である。[ 54 ] Celdoxome pegylated liposomalは、2022年9月に欧州連合で医療用途として承認された。[ 4 ]
ヒドロキシダウノルビシンおよびヒドロキシダウノマイシンとしても知られています。[ 55 ]
アドリアマイシンPFS、アドリアマイシンRDF、ルベックスなど、さまざまなブランド名で販売されています。[ 9 ]
俗に言うと、ドキソルビシンは「赤い悪魔」とも呼ばれる。
ドキソルビシンは光感受性があり、光の影響を防ぐために容器はアルミ袋や茶色のワックスペーパーで覆われていることが多い。[ 9 ]ドキソルビシンは、リポソームに封入された形態のDoxil(PEG化型)、Myocet(非PEG化型)、およびCaelyxとしても入手可能であり、[ 1 ]これらも静脈注射で投与される。[ 9 ]
FDAは2013年2月にサン社製のドキシル初のジェネリック版を承認した。[ 56 ]
ドキソルビシン(商品名アドリアマイシン)は、ウェブコミックxkcdの「飛行機メッセージ」の題材となっている。この漫画は、この薬の起源が「イタリアの城の土」にあることをほのめかし、これを従来の広告の代わりに軽飛行機が牽引するバナーに載せるべき「クールな事実」の例として用いている。 [ 57 ]
シロリムス(ラパマイシン)とドキソルビシンの併用療法実験では、マウスのAkt陽性リンパ腫の治療に有望であることが示されている。 [ 58 ]
さらに、ナノ多孔質光アンテナの助けを借りて光活性化アドリアマイシンを放出すると、MCF-7乳がん細胞に顕著な抗がん効果が現れた。[ 59 ] 2006年には、マウスモノクローナル抗体とドキソルビシンを結合させた動物実験により、マウスのHIV-1感染を排除できる免疫複合体が作られた。 [ 60 ] [ 61 ]
ドキソルビシンおよび類似化合物には抗マラリア活性があるという証拠がいくつかあります。2009年に、ドキソルビシンと構造が類似した化合物が、マラリア原虫Plasmodium falciparumに特有の酵素であるプラスメプシンIIを阻害することが発見されました。[ 62 ]製薬会社グラクソ・スミスクライン(GSK)は後に、寄生虫の増殖を阻害する一連の化合物の中にドキソルビシンを特定しました。[ 63 ]
ドキソルビシンは蛍光性も知られています。これはドキソルビシン濃度の特性評価によく用いられ、この分子をセラノスティック剤として使用できる可能性が開かれました。しかし、ドキソルビシンの蛍光スペクトルは環境のpH、溶媒の誘電率などさまざまな要因に依存することが知られているため、重大な制限があります。ドキソルビシンの蛍光はDNAに結合すると消光され、ミセルカプセル化によって遮蔽されます。また、高濃度では自己消光することも知られています。対照的に、ヒストン結合は蛍光を増幅します。[ 64 ] [ 65 ]
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