サイクロセリン

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サイクロセリン
Cycloserine.svg
Cycloserine ball-and-stick model.png
IUPAC命名法による物質名
臨床データ
販売名 Seromycin
Drugs.com monograph
ライセンス US FDA:リンク
胎児危険度分類
  • C
法的規制
薬物動態データ
生物学的利用能~70% to 90%
代謝liver
半減期10 hrs (normal kidney function)
排泄kidney
識別
CAS番号
68-41-7 チェック
ATCコード J04AB01 (WHO)
PubChem CID: 6234
DrugBank DB00260 チェック
ChemSpider 5998 チェック
UNII 95IK5KI84Z チェック
KEGG D00877  チェック
ChEBI CHEBI:40009 チェック
ChEMBL CHEMBL771 チェック
NIAID ChemDB 007654
別名 4-amino-3-isoxazolidinone
化学的データ
化学式C3H6N2O2
分子量102.092 g/mol
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サイクロセリン(cycloserine; JAN)またはシクロセリンは、結核の治療に用いられる抗生物質である[1]。具体的にはその他の抗結核薬と共に活性薬剤耐性結核の治療に用いられる[1]。投与法は経口である[1]

主な副作用はアレルギー反応発作眠気、不安定、痺れがあげられる[1]腎不全てんかんうつ病アルコール依存症の患者への投与は推奨されない[1]妊娠中の患者への投与による胎児の安全性は不明確である[1]。サイクロセリンはアミノ酸の一種D-アラニンと構造が類似しており、その作用機序は細菌の細胞壁の成型を妨げることによるものである[1]

サイクロセリンは1954年にストレプトマイセス属細菌の一種から発見された[2]世界保健機関の必須医薬品リストに掲載される最も効果的で安全な医療制度に必要とされる医薬品である[3]開発途上国での卸値は1か月分で約29.70から51.30米ドルである[4]。2015年の米国での値段は1か月分で3,150米ドルに値上がりしたが、その後1,050米ドルに値下がりした[5]

効能・効果[編集]

結核の治療において、サイクロセリンは第二選択薬に分類されている。つまり、1種類以上の第一選択薬が使えない場合にのみ使用が検討され得る。すなわち、サイクロセリンは多剤耐性および広範囲の薬剤耐性を持つ結核菌に対してのみに使用が制限されている。使用が制限されるもう一つの理由として、この薬剤は中枢神経系(CNS)に浸透し、頭痛眠気抑うつ回転性めまい、錯乱、知覚障害構音障害過敏症精神病痙攣、震え(振戦)などを引き起こすという事がある[6][7]。サイクロセリンの過剰摂取により、麻痺、痙攣、昏睡などが起こる危険性があり、アルコール摂取により痙攣のリスクが高まる可能性がある[7]ピリドキシンを併用する事で、サイクロセリンによるこれらの中枢神経系の副作用(痙攣等)の一部の発生を抑える事が出来る。

作用機序[編集]

サイクロセリンは、細菌の細胞壁の生合成を阻害する事により、抗生物質として作用する[8][9]。サイクロセリンは、D-アラニンの環状アナログとして、ペプチドグリカン合成の細胞質段階で重要な2つの酵素、すなわちアラニンラセマーゼ(Alr)とD-アラニル-D-アラニンリガーゼ(Ddl)に作用する[9]。第一の酵素は、ピリドキサール5'-リン酸依存性の酵素で、L-アラニンD-アラニンの形に変換する[9]。第二の酵素は、ATP依存性のD-アラニン-D-アラニンジペプチド結合の形成を触媒することにより、これらのD-アラニン残基の2つの結合に関与する[9]。この両方の酵素が阻害されると、D-アラニン残基が形成されず、前段階で形成されたD-アラニン分子が結合しなくなる[9]。その結果、ペプチドグリカンの合成が阻害される事になる[9]

禁忌[編集]

副作用[編集]

重大な副作用には、精神錯乱、てんかん様発作、痙攣(0.1 - 5%未満)が挙げられている[10]

化学的特性[編集]

サイクロセリンは、弱酸性の条件下で加水分解され、ヒドロキシルアミンD-セリンを生成する[11][12]。サイクロセリンは、セリンが酸化的に二水素を失って窒素-酸素結合を形成し、環状化したものとして思い描くことができる。

サイクロセリンは、塩基性条件下で安定しており、pH 11.5で最も安定である[11]

歴史[編集]

この化合物は、2つのチームがほぼ同時に初めて分離した。メルクの研究チームは、本化合物をStreptomyces属細菌の一種から単離してオキサマイシン(oxamycin)と命名し[13]合成的に化合物を調製することにも成功した[14]イーライリリーのチームは、Streptomyces orchidaceusの菌株から本化合物を単離し、セリンとヒドロキシルアミンに加水分解することを確認した[15]

研究開発[編集]

サイクロセリンは、より強い神経接続を形成することで学習を助けるという実験的証拠が得られている[16]。サイクロセリンは、PTSD不安障害[17][18][19]統合失調症の治療において、暴露療法を促進するための補助剤として研究されている[20]。2015年のコクランレビューでは、2015年時点で不安障害における有益性のエビデンスは無いとされた[21]。別のレビューでは、有益性の予備的な証拠が見つかった[22]。薬物依存症の治療に関するエビデンスは暫定的なものであり、明確なものではない[23]

出典[編集]

  1. ^ a b c d e f g Cycloserine”. The American Society of Health-System Pharmacists. 2016年12月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年12月8日閲覧。
  2. ^ Gottlieb, David; Shaw, Paul D. (2012) (英語). Mechanism of Action. Springer Science & Business Media. p. 41. ISBN 9783642460517. オリジナルの2016-12-20時点におけるアーカイブ。. https://books.google.ca/books?id=xjPtCAAAQBAJ&pg=PA41 
  3. ^ WHO Model List of Essential Medicines (19th List)”. World Health Organization (2015年4月). 2016年12月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年12月8日閲覧。
  4. ^ Cycloserine”. International Drug Price Indicator Guide. 2017年5月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年12月8日閲覧。
  5. ^ Andrew Pollack (2015年9月21日). “Big Price Increase for Tuberculosis Drug Is Rescinded”. NYT. オリジナルの2015年9月26日時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20150926033207/http://www.nytimes.com/2015/09/22/business/big-price-increase-for-tb-drug-is-rescinded.html?_r=0 2015年9月24日閲覧。 
  6. ^ Nitsche MA, Jaussi W, Liebetanz D, Lang N, Tergau F, Paulus W (August 2004). “Consolidation of human motor cortical neuroplasticity by D-cycloserine”. Neuropsychopharmacology 29 (8): 1573–8. doi:10.1038/sj.npp.1300517. PMID 15199378. 
  7. ^ a b CYCLOSERINE: Human Health Effects”. National Institutes of Health. 2021年6月4日閲覧。
  8. ^ Lambert MP, Neuhaus FC (June 1972). “Mechanism of D-cycloserine action: alanine racemase from Escherichia coli W”. Journal of Bacteriology 110 (3): 978–87. doi:10.1128/JB.110.3.978-987.1972. PMC 247518. PMID 4555420. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC247518/. 
  9. ^ a b c d e f Prosser GA, de Carvalho LP (February 2013). “Kinetic mechanism and inhibition of Mycobacterium tuberculosis D-alanine:D-alanine ligase by the antibiotic D-cycloserine”. The FEBS Journal 280 (4): 1150–66. doi:10.1111/febs.12108. PMID 23286234. 
  10. ^ a b サイクロセリンカプセル250mg「明治」添付文書”. www.info.pmda.go.jp. PMDA. 2021年6月4日閲覧。
  11. ^ a b Kaushal G, Ramirez R, Alambo D, Taupradist W, Choksi K, Sirbu C (October 2011). “Initial characterization of D-cycloserine for future formulation development for anxiety disorders”. Drug Discoveries & Therapeutics 5 (5): 253–60. doi:10.5582/ddt.2011.v5.5.253. PMID 22466372. 
  12. ^ Silverman, Richard (1998). “An Aromatization Mechanism of Inactivation of γ-Aminobutyric Acid Aminotransferase for the Antibiotic l-Cycloserine”. Journal of the American Chemical Society 120 (10): 2256–2267. doi:10.1021/ja972907b. 
  13. ^ Kuehl Jr FA, Wolf FJ, Trenner NR, Peck RL, Buhs RP, Howe E, Putter I, Hunnewell BD, Ormond R, Downing G, Lyons JE (1955). “D-4-Amino-3-isoxazolidinone, a new antibiotic”. Journal of the American Chemical Society 77 (8): 2344–5. doi:10.1021/ja01613a105. 
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  15. ^ Hidy PH, Hodge EB, Young VV, Harned RL, Brewer GA, Phillips WF, Runge WF, Stavely HE, Pohland A, Boaz H, Sullivan HR (1955). “Structure and reactions of cycloserine”. Journal of the American Chemical Society 77 (8): 2345–6. doi:10.1021/ja01613a106. 
  16. ^ Learning and Brain Activity Are Boosted by a Dose of a Small-Molecule Compound”. Scientific American. 2021年6月4日閲覧。
  17. ^ Bowers ME, Ressler KJ (September 2015). “An Overview of Translationally Informed Treatments for Posttraumatic Stress Disorder: Animal Models of Pavlovian Fear Conditioning to Human Clinical Trials”. Biological Psychiatry 78 (5): E15-27. doi:10.1016/j.biopsych.2015.06.008. PMC 4527085. PMID 26238379. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4527085/. 
  18. ^ Hofmann SG, Wu QJ, Boettcher H (May 2013). “D-cycloserine as an augmentation strategy for cognitive behavioral therapy for anxiety disorders”. Biology of Mood and Anxiety 3: 11. doi:10.1186/2045-5380-3-11. 
  19. ^ Singewald N, Schmuckermair C, Whittle N, Holmes A, Ressler KJ (May 2015). “Pharmacology of cognitive enhancers for exposure-based therapy of fear, anxiety and trauma-related disorders”. Pharmacology & Therapeutics 149: 150–90. doi:10.1016/j.pharmthera.2014.12.004. PMC 4380664. PMID 25550231. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4380664/. 
  20. ^ Goff DC (September 2012). “D-cycloserine: an evolving role in learning and neuroplasticity in schizophrenia”. Schizophrenia Bulletin 38 (5): 936–41. doi:10.1093/schbul/sbs012. PMC 3446239. PMID 22368237. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3446239/. 
  21. ^ Ori R, Amos T, Bergman H, Soares-Weiser K, Ipser JC, Stein DJ (May 2015). “Augmentation of cognitive and behavioural therapies (CBT) with d-cycloserine for anxiety and related disorders”. The Cochrane Database of Systematic Reviews 5 (5): CD007803. doi:10.1002/14651858.CD007803.pub2. PMID 25957940. 
  22. ^ Schade S, Paulus W (April 2016). “D-Cycloserine in Neuropsychiatric Diseases: A Systematic Review”. The International Journal of Neuropsychopharmacology 19 (4): pyv102. doi:10.1093/ijnp/pyv102. PMC 4851259. PMID 26364274. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4851259/. 
  23. ^ Myers KM, Carlezon WA (June 2012). “D-cycloserine effects on extinction of conditioned responses to drug-related cues”. Biological Psychiatry 71 (11): 947–55. doi:10.1016/j.biopsych.2012.02.030. PMC 4001849. PMID 22579305. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4001849/. 

外部リンク[編集]

  • Cycloserine”. Drug Information Portal. U.S. National Library of Medicine. 2021年6月4日閲覧。