天然物由来医薬品

天然物由来医薬品とは、その活性構造が生物（植物、微生物、菌類、海洋生物）によって作られる化合物に由来するか、あるいはそれらに着想を得た医薬品である。これらの分子は、直接使用されたり、半合成的に修飾されたり、あるいは全合成によって模倣されたりして、承認された医薬品の大部分を占め、合成ライブラリでは容易に生成できない構造的複雑性を持つ骨格を提供している。

Definition

天然物由来医薬品とは、その活性分子構造が天然に存在する化合物であるか、その化学的に修飾された（半合成の）誘導体であるか、あるいは天然物骨格に基づいた設計がなされた合成分子である治療薬を指す。

Scope

本トピックでは、医薬品の化学分類における天然物の位置づけ、すなわち、天然に存在する化合物が直接使用、半合成、または天然物に着想を得た設計を通じていかに医薬品となるか、そしてこれらの骨格の独特な構造的特徴について述べる。これは、構造および起源に基づく分類に関する教育的な概観であり、特定の天然物由来薬剤の臨床使用に関する指針を提供するものではない。

Core questions

• 天然物はどのようにして医薬品供給に組み込まれるのか — 単離化合物として、半合成誘導体として、あるいは合成模倣体としてか？
• 天然物骨格を典型的な合成小分子と区別する構造的特徴は何か？
• なぜ天然物は新規医薬品の生産的な供給源であり続けるのか？
• 天然由来薬剤は完全合成薬剤と比較してどのように分類されるのか？

Key concepts

• 単離天然物
• 半合成誘導体
• 天然物に着想を得た合成
• 構造的および立体化学的複雑性
• 二次代謝産物
• 生合成起源
• 骨格多様性

Mechanisms

天然物はいくつかの経路を経て臨床に到達する。一部は単離された化合物として実質的に変化なく使用され、その他は半合成であり、天然に産生されたコアが効力、安定性、または忍容性を改善するために化学的に修飾される。さらに、天然骨格を模倣または単純化した設計の完全合成分子も存在する。構造的に見ると、天然物は典型的な合成薬よりも立体中心、環系、および酸素含有量に富む傾向があり、医薬化学者が合成ライブラリとは異なるという理由で高く評価する化学空間の領域を占めている。NewmanとCraggによる長年の調査では、数十年にわたる承認を通じて、新規医薬品のかなりの割合が天然物、その誘導体、または天然物模倣体であることが文書化されており、この供給源の継続的な貢献が強調されている。

Clinical relevance

多くの広く使用されている治療薬クラスは、その構造を天然物に由来しており、この起源に基づくカテゴリーは、薬局方の化学的多様性と重要な骨格の起源を説明するのに役立つ。本項目では、そのような医薬品がどのように分類され、その構造がどこから来るのかを記述しており、特定の天然物由来医薬品の使用に関する助言ではなく、背景情報である。

Evidence & guidelines

医薬品供給における天然物の役割は、承認された新規分子実体に関する系統的調査、特にNewmanとCraggによる定期的に更新される分析によって文書化されており、生合成指向の参考書によって補完されている。これらは臨床実践を規定するものではなく、歴史的および構造的パターンを記述するものである。

History

天然物は、19世紀初頭に単離された植物アルカロイドから、20世紀に微生物から発見された抗生物質に至るまで、最も古い医薬品の供給源である。合成化学の発展に伴い、関心は周期的に完全合成ライブラリへと移行したが、医薬品承認に関する繰り返しの調査は、天然物とその誘導体が新規化学骨格の主要な源泉であり続け、天然由来構造への分野の関心を維持していることを繰り返し示している。

Debates

新規医薬品のうち、真に天然物に由来するものの割合はどのくらいか？

推定は、「天然物由来」、「半合成」、「天然物に着想を得た」の定義に依存する。NewmanとCraggの分類スキームは影響力があるが、そのカテゴリー境界自体が文献で議論されている。

Key figures

• David Newman
• Gordon Cragg
• Paul Dewick

Seminal works

• newman-cragg-2016

Frequently asked questions

天然物由来医薬品とは何か？

それは、その活性構造が生物によって作られた化合物に由来する医薬品であり、直接使用されるか、半合成誘導体として化学的に修飾されるか、あるいは天然物に着想を得た分子として合成によって模倣される。

なぜ天然物は医薬品発見において依然として重要なのか？

天然物は、典型的な合成ライブラリとは異なる、構造的に複雑で多様な骨格を提供する。医薬品承認に関する調査は、天然物が新規医薬品の大部分を引き続き貢献していることを示している。