テトラサイクリン

テトラサイクリン系抗生物質は、幅広い抗菌スペクトルを有しています。当初は、緑膿菌やプロテウス属など、固有の耐性を示すいくつかの例外を除き、医学的に重要なほぼすべての好気性および嫌気性細菌属（グラム陽性菌とグラム陰性菌の両方）に対して、ある程度の静菌活性を有していました。しかし、多くの病原菌において獲得耐性（固有の耐性とは対照的に）が蔓延し、この抗生物質群のかつての幅広い汎用性は大きく損なわれてしまいました。ブドウ球菌属、連鎖球菌属、淋菌、嫌気性菌、腸内細菌科の菌類、およびその他いくつかの以前は感受性であった菌類の間で、耐性が現在では非常に一般的になっています。テトラサイクリン系抗生物質は、クラミジア、マイコプラズマ、リケッチアなどの特定の偏性細胞内細菌病原体による感染症の治療に特に有用です。また、梅毒やライム病などのスピロヘータ感染症にも有効です。炭疽、ペスト、ブルセラ症などのまれな感染症や外来感染症もテトラサイクリン系抗生物質に感受性があります。1994年にインドで発生したペストの流行では、テトラサイクリン錠が使用されました。^{[ 10 ]}テトラサイクリンは、ロッキー山紅斑熱（リケッチア）、ライム病（ボレリア・ブルグドルフェリ）、Q熱（コクシエラ） 、オウム病、マイコプラズマ肺炎、髄膜炎菌の鼻腔保菌 の第一選択薬です。

また、テトラサイクリンは、細菌感染によって引き起こされる消化性潰瘍の治療に併用される可能性のある抗生物質群の一つでもあります。テトラサイクリンの抗菌作用のメカニズムは、細菌におけるタンパク質翻訳を阻害し、それによって微生物の増殖と修復能力を損なうことに基づいています。しかし、タンパク質翻訳は真核生物のミトコンドリアでも阻害されるため、実験結果を混乱させる可能性のある影響が生じます。^{[ 11 ] [ 12 ]}

以下に、医学的に重要な微生物に対するMIC感受性データを示します。

• 大腸菌： 1 μg / mL～>128 μg/mL
• Shigella spp. : 1 μg/mL ～ 128 μg/mL ^{[ 13 ]}

テトラサイクリン系抗生物質は、アメーバによる赤痢、マラリア（プラスモジウム）、バランチジウム症（繊毛虫）などの病気を引き起こす特定の真核生物寄生虫に対しても活性を示す。

テトラサイクリンは骨に吸収されるため、ヒトの生検における骨成長のマーカーとして使用されます。テトラサイクリン標識は、一定期間（通常は約21日間）内の骨成長量を決定するために使用されます。テトラサイクリンは石灰化骨に取り込まれ、その蛍光によって検出できます。^{[ 14 ]}「二重テトラサイクリン標識」では、最初の投与から11～14日後に2回目の投与が行われ、その期間中に形成された骨の量は、2つの蛍光標識間の距離を測定することによって計算できます。^{[ 15 ]}

テトラサイクリンは、野生動物における医薬品やワクチンを含む餌の摂取を検出するためのバイオマーカーとしても使用されています。^{[ 16 ]}

テトラサイクリンは、リボソームのP部位への荷電tRNAの結合を阻害することでタンパク質合成を阻害します。テトラサイクリンはA部位をブロックし、アミノ酸間に水素結合が形成されないようにします。テトラサイクリンは微生物リボソームの30Sおよび50Sサブユニットに結合します。 ^{[ 3 ]}そのため、ペプチド鎖の形成を阻害します。^{[ 26 ]}この作用は通常、阻害的ではなく、薬剤の中止後も不可逆的です。哺乳類細胞は30Sリボソームサブユニットを持たないため、テトラサイクリンを蓄積しないため、テトラサイクリンの影響を受けにくいです。^{[ 27 ]}これが、テトラサイクリンのヒト細胞に対するオフサイト効果が比較的小さい理由です。^{[ 28 ]}

細菌は通常、排出ポンプまたはリボソーム保護タンパク質をコードする遺伝子の水平伝達によってテトラサイクリン耐性を獲得します。排出ポンプはテトラサイクリンを細胞から積極的に排出し、細胞質内にテトラサイクリンの阻害濃度が蓄積するのを防ぎます。^{[ 29 ]} リボソーム保護タンパク質はリボソームと相互作用し、リボソームからテトラサイクリンをはじき、翻訳が継続できるようにします。^{[ 30 ]}

テトラサイクリン類は、抗生物質の大きなファミリーであり、1948 年にベンジャミン・ミンジ・ダガーによって天然物として発見され、同年初めて処方された。 ^{[ 31 ]}ベンジャミン・ダガーは、レダーレ研究所でイェラ​​プラガダ・スッバロウの下で働き、1945 年に最初のテトラサイクリン系抗生物質であるクロルテトラサイクリン（オーレオマイシン）を発見した。 ^{[ 32 ]}オーレオマイシンの構造は、1952 年にファイザー・ウッドワードグループによって解明され、1954 年に発表された。^{[ 33 ]}構造の発見後、ファイザーの研究者は、パラジウム化炭素触媒の存在下でオーレオマイシンを水素で処理することにより、オーレオマイシンを化学的に修飾し始めた。この化学反応により塩素部分が水素に置き換えられ、水素分解によってテトラサイクリンと呼ばれる化合物が生成された。^{[ 34 ]}テトラサイクリンは、同種の他の抗生物質よりも高い効力、優れた溶解性、そしてより好ましい薬理作用を示し、1954年にFDAの承認を得ました。この新しい化合物は、商業的に成功した最初の半合成抗生物質の1つであり、サンサイクリン、ミノサイクリン、そして後にグリシルサイクリンの開発の基礎を築きました。^{[ 7 ]}

テトラサイクリンはカルシウムに対する親和性が高く、ヒドロキシアパタイトの活発な鉱化作用中に骨に取り込まれる。骨に取り込まれたテトラサイクリンは紫外線を用いて検出することができる。^{[ 35 ]}

北東アフリカの初期の住民がテトラサイクリン系抗生物質を摂取していたという証拠がある。西暦350年から550年の間に作られたヌビアのミイラは、現代のテトラサイクリン標識骨と同一の蛍光パターンを示していることがわかった。^{[ 36 ]}

ヌビア人が醸造したビールが、これらの骨から発見されたテトラサイクリンの起源であると推測されている。^{[ 37 ]}

EvaluatePharmaのデータとBoston Globeに掲載された記事によると、米国ではテトラサイクリンの価格は2013年の250mg錠あたり0.06ドルから2015年には1錠あたり4.06ドルに上昇した。[ 38 ^{] Globeは}「一部のジェネリック医薬品の大幅な値上げ」を「比較的新しい現象」と表現し、ほとんどの薬剤師が「ジェネリック医薬品のコストの大幅な上昇」に「苦慮」しており、「一夜にして」価格が1,000%を超えることもあると述べている。^{[ 38 ]}

これは、Sumycin、Tetracyn、Panmycinなどのブランド名で販売されています。Actisiteは、歯科用途で使用される糸状の繊維製剤です。^{[ 39 ]}

また、いくつかの半合成誘導体の製造にも使用され、それらはまとめてテトラサイクリン系抗生物質として知られています。「テトラサイクリン」という用語は、この化合物の4つの環系を示すためにも使用され、「テトラサイクリン類」は同じ4つの環系を含む関連物質です。^{[ 40 ]}

この薬は感染症と闘うことと関連しているため、SFシリーズ『アフターマス』では主要な「商品」として扱われ、テトラサイクリンの探索は後のエピソードで大きな関心事となる。^{[ 41 ]}

テトラサイクリンは、 Bohemia Interactiveのサバイバルサンドボックスゲーム「DayZ」にも登場する。ゲーム内では、プレイヤーは風邪、インフルエンザ、コレラ、感染した傷を治療するための抗生物質を見つけることができるが、テトラサイクリンに関連する副作用は描写されていない。^{[ 42 ]}

遺伝子工学では、テトラサイクリンは転写活性化に使用されます。マウスの慢性骨髄性白血病モデルでは、テトラサイクリンが人工的な「制御スイッチ」として使用されてきました。エンジニアは、マウスに特定のタイプの白血病を誘発するレトロウイルスを開発し、テトラサイクリン投与によって癌のオン/オフを切り替えることができました。これを利用してマウスの癌を増殖させ、特定の段階で停止させて、さらなる実験や研究を行うことができます。^{[ 43 ]}

ネッタイシマカ（黄熱病、デング熱、ジカ熱、その他いくつかの病気の媒介蚊）の防除のために開発されている技術では、幼虫期以降に発育するためにテトラサイクリンを必要とするように遺伝子操作された系統が用いられています。実験室で飼育された遺伝子操作された雄は、この化学物質を与えられると正常に発育し、野生に放たれます。その後の子孫はこの形質を受け継ぎますが、環境中にテトラサイクリンがないため、成虫にはなりません。^{[ 44 ]}