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アスパラギナーゼは、医薬品および食品製造に使用される酵素です。[ 6 ] [ 7 ]医薬品として、L-アスパラギナーゼは急性リンパ性白血病（ALL）およびリンパ芽球性リンパ腫（LBL）の治療に使用されます。[ 6 ]静脈または筋肉に注射して投与されます。[ 6 ] PEG化されたバージョンであるペガスパルガーゼも利用可能です。[ 8 ]食品製造では、アクリルアミドを減らすために使用されます。[ 7 ]
注射で使用した場合の一般的な副作用には、アレルギー反応、膵炎、血液凝固障害、高血糖、腎臓障害、肝機能障害などがあります。[ 6 ]妊娠中に使用すると胎児に害を及ぼす可能性があります。[ 9 ]食品としては一般的に安全と認識されています。[ 7 ]アスパラギナーゼは、がん細胞がタンパク質を作れないアスパラギンと呼ばれるアミノ酸を分解することによって作用します。[ 6 ]
アスパラギナーゼは1978年に米国で医療用途として承認されました。[ 8 ]世界保健機関の必須医薬品リストに掲載されています。[ 10 ]大腸菌（E. coli）またはエルウィニア・クリサンテミから作られることが多いです。[ 8 ] [ 11 ]
1963年、アスパラギナーゼ（ASNase）が効果的な抗白血病剤として同定され、その後、細菌源から分離し、臨床試験のために生産を拡大する努力がなされた。[ 12 ]細菌由来のASNaseを用いた臨床試験は1966年に開始され、1978年には、大腸菌由来 のASNaseが急性リンパ芽球性白血病の治療薬として米国で承認された。[ 13 ] その後、ペグ化大腸菌ASNaseは1994年に二次治療薬として、そして2006年には急性リンパ芽球性白血病の一次治療薬として承認された。 [ 13 ]別のASNase変異体であるASNase Erwinia chrysantemiは、1985年に英国での使用が承認され、2011年に米国食品医薬品局から承認を得た。[ 12 ]
アスパラギナーゼは主に医薬品および食品加工用工業剤として利用されている。
大腸菌株は医療用アスパラギナーゼの主な供給源である。 [ 14 ] 1998年に入手可能なブランド製剤（化学的および薬理学的特性が異なる）には、アスパラギナーゼメダック、シデロラーゼ、オンカスパーがある。 [ 14 ] : 5（クラスニチンは販売中止となった。）スペクトリラは組換え大腸菌 アスパラギナーゼである。 [ 2 ]
Dickeya dadantii（以前はErwinia chrysanthemiと呼ばれていた）によって産生されるアスパラギナーゼは、クリサンタスパーゼ（BAN）として知られており、英国ではErwinaseというブランド名で入手可能である。[ 15 ]
急性リンパ性白血病の治療薬としてエルスパーというブランド名で販売されている大腸菌アスパラギナーゼ の1つ[ 15 ]は、肥満細胞腫の治療プロトコルにも使用されています[ 16 ]。
2006 年 7 月、米国食品医薬品局(FDA) は、多剤併用化学療法レジメンの一部として、急性リンパ性白血病患者の第一選択治療薬としてペガスパルガーゼを承認しました。ペガスパルガーゼは、1994 年 2 月に、天然型の L- アスパラギナーゼに過敏な急性リンパ性白血病患者の治療薬として承認されていました。 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]同様の指定は、後にカラスパルガーゼ (2018 年 12 月) とアスパラギナーゼ erwinia chrysanthemi (2021 年 6 月) にも適用され、どちらも希少疾病用医薬品 として指定されました。[ 20 ] [ 21 ]
アクリルアミドはデンプン質の食品を調理する際によく生成されます。加熱中にアスパラギンはメイラード反応を起こし、焼き物や揚げ物に茶色と香ばしい風味を与えますが、同時にアクリルアミドなどの発がん性物質も生成します。調理前にアスパラギナーゼを加えるとアスパラギンが分解されるため、アクリルアミドの生成が大幅に減少します。[ 22 ]
がん治療におけるアスパラギナーゼの応用は、急性リンパ性白血病細胞やその他の疑われる腫瘍細胞が非必須アミノ酸であるアスパラギンを合成できないのに対し、正常細胞はアスパラギンを合成できるという事実を利用している。そのため、白血病細胞は大量のアスパラギンを必要とする。[ 23 ]これらの白血病細胞は循環アスパラギンに依存している。しかし、アスパラギナーゼはL-アスパラギンをアスパラギン酸とアンモニアに変換する反応を触媒する。これにより、白血病細胞は循環アスパラギンを奪われ、細胞死に至る。[ 24 ]
主な副作用はアレルギー反応または過敏症反応であり、アナフィラキシーの可能性もあります。[ 15 ]さらに、凝固因子（例えば、フィブリノゲンの進行性単独減少）や抗凝固因子（一般的にはアンチトロンビンIII、場合によってはプロテインCとSも）の合成を含むタンパク質合成を減少させるため、凝固障害と関連することもあり、出血や脳卒中などの血栓性イベントにつながる可能性があります。 [ 14 ]骨髄抑制は一般的ですが、軽度から中等度であり、臨床的に有意になることはまれで、治療上の措置が必要になることはまれです。[ 25 ]
アスパラギナーゼ erwinia chrysanthemi (組換え体) の最も一般的な非血液学的副作用には、肝機能検査異常、悪心、筋骨格痛、感染症、疲労、頭痛、発熱性好中球減少症、発熱、出血、口内炎、腹痛、食欲減退、薬物過敏症、高血糖、下痢、膵炎、低カリウム血症などがあります。[ 26 ] [ 27 ]急性リンパ性白血病およびリンパ芽球性リンパ腫の治療のために化学療法と併用してアスパラギナーゼ erwinia chrysanthemi (組換え体) を投与した場合の最も一般的な副作用は、肝機能検査異常、悪心、筋肉痛および骨痛、疲労です。[ 28 ]
アスパラギナーゼの抗がん剤としての発見と開発は、1953年に科学者たちがモルモット血清による治療後にラットとマウスのリンパ腫が退縮することを初めて観察したことから始まった。[ 29 ]後に、腫瘍退縮を引き起こすのは血清そのものではなく、アスパラギナーゼという酵素であることが判明した。[ 30 ]
研究者たちが様々な種類のアスパラギナーゼを比較した結果、大腸菌とエルウィニア・クリサンテミ由来のアスパラギナーゼが最も優れた抗がん作用を持つことが判明した。大腸菌は大量生産が容易であることから、アスパラギナーゼの主要な供給源となっている。[ 14 ]
クリサンタスパースは、 Erwinia chrysanthemiから得られるアスパラギナーゼの英国承認名(BAN)です。コラパーゼは、 Escherichia coliから得られるアスパラギナーゼの BAN です。[ 31 ] [ 14 ] [ 15 ]クリサンタスパースの米国採用名は、アスパラギナーゼErwinia chrysanthemiです。[ 31 ]エルスパー、キドロラーゼ、ロイナーゼ、スペクトリラはコラパーゼのブランド名であり、エルウィナーゼとエルウィナーゼはクリサンタスパースのブランド名です。[ 31 ]オンカスパーはペガスパルガーゼのブランド名です。[ 31 ]
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