硝酸ガリウム(商品名:ガナイト)は、硝酸のガリウム塩で、化学式はGa(NO 3 ) 3です。癌に続発する症候性高カルシウム血症の治療に使用される薬剤です。破骨細胞の活性を阻害することで骨の分解を防ぎ、血液中の遊離カルシウム量を低下させることで作用します。 [ 1 ] [ 2 ]硝酸ガリウムは、他のガリウム化合物の合成にも使用されます。
ガリウム(Ga)は1875年にP.É.ルコック・ド・ボワボードランによって発見されました。[ 3 ]ほとんどの化合物において、ガリウムは3+の酸化数で存在します。ガリウムは配位錯体を形成する際に鉄3+と化学的に類似した挙動を示します。[ 4 ]つまり、ガリウム(III)と鉄(III)は、配位数、電荷、イオン直径、電子配置が類似しているということです。
ガリウム原子は低濃度のガリウムでDNAのリン酸に結合し、安定な複合体を形成する。[ 5 ]ガリウムは、そのDNA親和性がマグネシウムの100倍高いため、DNA結合においてマグネシウムと競合する。金属とDNA塩基の間には相互作用は見つかっていない。[ 6 ] Hedleyらによると、ガリウムは複製DNA合成を阻害し、ガリウムの主要な特異的標的はおそらくリボヌクレオチド還元酵素である。[ 6 ]さらに、Chitambarは、ガリウムは鉄よりもトランスフェリンに強く結合すると報告した。トランスフェリンガリウム複合体は、リボヌクレオチド還元酵素のM2サブユニットに作用することでDNA合成を阻害する。[ 7 ]ガリウム(III)は、細胞代謝の過程において、いくつかのイオン(Ca2 +、Mg2 +、Fe2 + 、 Zn2 + ) の作用に対する拮抗薬として作用するようである。ガリウムは骨代謝に作用し、癌に伴う高カルシウム血症を軽減する。しかし、ガリウムは主に細胞内のリソソームに塩として存在している。
硝酸ガリウムは水和物として市販されている。九水和物は、硝酸にガリウムを溶解し、その後再結晶化することによっても調製できる。[ 8 ]硝酸ガリウム九水和物の構造は、X線結晶構造解析によって決定されている。[ 9 ]
GaN粉末は直流(DC)非移行アークプラズマを用いて合成された。[ 10 ]
硝酸ガリウム注射液(ガナイト)は、水に容易に溶解する九水和物(Ga(NO 3 ) 3 · 9H 2 O)の透明で無色無臭の溶液です。ガナイト1mL中には、Ga(NO 3 ) 3 (無水物換算) 25mgとクエン酸ナトリウム二水和物28.75mgが含まれています。溶液には、pHを6.0~7.0に調整するために水酸化ナトリウムまたは塩酸が含まれている場合があります。 [ 11 ]
推奨量を超える硝酸ガリウムを使用すると、吐き気や嘔吐を引き起こし、慢性腎臓病のリスクが高まります。過剰摂取の場合は、血清カルシウムをモニタリングし、患者には2~3日間、十分な水分補給を行い、それ以上の薬剤投与は中止する必要があります。[ 11 ]
硝酸ガリウム中のガリウムの骨代謝への作用は、癌に伴う高カルシウム血症を軽減します。ガリウムは破骨細胞の活性を阻害し、ヒドロキシアパタイト結晶の表面に吸着することで、ヒドロキシアパタイト結晶の形成を減少させます。[ 12 ]また、骨中のガリウム濃度の上昇は、細胞内でのコラーゲン合成と骨組織の形成を促進します。持続注入が癌に伴う高カルシウム血症に有効であることが報告されています。[ 13 ]膀胱癌、尿路上皮癌、リンパ腫に関する予備研究も有望です。[ 14 ]特に骨転移の治療のために、硝酸ガリウムの低用量皮下注射による別の興味深い投与スケジュールが提案されていますが、決定的な結果はまだ発表されていません。[ 15 ]
硝酸ガリウムは還元剤と反応して熱と気体状の生成物を生じることがあります。生成物自体がさらに反応を起こす可能性があります(空気中での燃焼など)。このグループの物質の化学的還元は迅速に行われることがありますが、必ずしも加熱、触媒、または溶媒の添加なしで進行するとは限りません。硝酸ガリウムと還元剤の爆発性混合物は、反応が開始されない場合、長期間変化しないことがよくあります。硝酸ガリウムは水に溶けます。溶解によって酸化能力は弱まりますが、完全に失われるわけではありません。一般的に、無機酸化剤は活性金属、シアン化物、エステル、チオシアン酸塩と激しく反応することがあります。[ 11 ]
硝酸ガリウムを投与された患者の約12.5%に腎臓への有害作用が報告されている。癌関連高カルシウム血症患者を対象とした対照試験では、硝酸ガリウムを投与された患者2名とカルシトニンを投与された患者1名に急性腎不全が発症した。また、血清クレアチニン値が2.5 mg/dLを超える患者には硝酸ガリウムを投与すべきではないと報告されている 。[ 11 ]
患者を対象とした対照試験では、硝酸ガリウムによる治療後に平均収縮期血圧と拡張期血圧の低下が認められた。血圧の低下は無症状であり、特別な治療は必要なかった。[ 11 ]
進行がん患者の治療に高用量の硝酸ガリウムを使用すると貧血が引き起こされることが報告されている。その結果、数名の患者が赤血球輸血を受けている。[ 11 ]