夜の静かな分析研究室。薄暗い実験台に沿って、ガラスバイアルのラックが並んでいます。

なぜ多くのペプチドは飲み込むのではなく注射されるのか?

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ほとんどのペプチドが注射で投与されるのは、腸がペプチドを消化するようにできているからです。胃酸とペプシン、続いて膵酵素と刷子縁酵素がペプチドをアミノ酸に分解し、分解を免れたものも大きすぎ、親水性が高すぎて腸の内壁を通過できません1。経口セマグルチドのように透過促進剤に頼る経口ペプチドが血中に到達する割合は約1%以下であるため、注射が依然として標準となっています3,4。

白いラボベンチの上で、透明な液体の入ったビーカーの隣に置かれたガラス皿に入った、刻印のない白い錠剤。

ペプチドを飲み込むと何が起こるのですか?

ペプチドはアミノ酸の短い鎖です。一般的な慣例では、アミノ酸2個から50個の鎖をペプチド、それより長い鎖をタンパク質と呼びますが、その境界はあいまいで、アミノ酸51個からなるヒトインスリンはどちらとも説明されます1。腸内での安定性が低く透過性も限られているため、治療用のペプチドやタンパク質は通常、注射で投与されます1。

最初の障害は酸です。健康な成人の胃液はpH約1.5から3.5で、十二指腸ではpH約5から6、小腸下部ではpH7から8に上昇します1。胃のタンパク質分解酵素であるペプシンはpH2から3で最もよく働き、ペプチド結合を切断してより小さな断片にします1。人工胃液中では、30分後にインスリンは検出されませんでした1。

小腸ではトリプシン、キモトリプシン、カルボキシペプチダーゼ、エラスターゼなどの膵酵素が加わり、さらに刷子縁のペプチダーゼが残ったものをトリペプチド、ジペプチド、単一のアミノ酸に切断します1。17種類のペプチド医薬品を比較したある研究では、ヒト腸液中で30分後に残っていたのは3種類のみで、シクロスポリン(99%が分解されずに残存)、デスモプレシン(25%)、オクトレオチド(22%)でした。この三つはいずれも現在、経口剤として販売されています1。

ペプチドが腸壁を通過できないのはなぜですか?

消化を免れたペプチドも、まず粘液を通り抜けなければなりません。粘液は杯細胞が分泌する粘着性のゲルで、異物を捕らえます。ヒトで最も厚い層は胃(約180マイクロメートル)と結腸にあります1。粘液の下には一層の上皮細胞があり、その約90%は吸収上皮細胞(腸細胞)で、タイトジャンクションによって互いに密着し、内壁を大きな分子に対する門番にしています1。

ペプチドは、この層を通過するどちらの経路にも適していません。細胞を通り抜ける経路(経細胞経路)は非常に遅いと予測されます。ペプチドは親水性で、水素結合を形成する基を多く持ち、通常は500ダルトンをはるかに超える重さがあるためです1。細胞の間を通る経路(傍細胞経路)では、約3から10オングストロームの水で満たされた細孔を通過する必要があり、約500ダルトンを超える分子は一般にこれを利用できません。透過促進剤によって開かれた場合でも、これらの細孔は20ナノメートル未満にとどまり、腸の表面積の0.01%から0.1%しか占めません1。

個人差もあります。粘液の状態、酵素の分泌、腸の運動は人によって異なり、そのばらつき自体が経口ペプチドにとっての障壁となります1。

経口ペプチドが通過しなければならない障壁
障壁ペプチドへの作用出典
胃酸とペプシンpH1.5から3.5。ペプシンはペプチド結合を切断し、pH2から3で最も活性が高い1
膵酵素トリプシン、キモトリプシン、カルボキシペプチダーゼ、エラスターゼが小腸でペプチドを分解する1
刷子縁ペプチダーゼ残った断片をジペプチド、トリペプチド、アミノ酸に切断する1
粘液層異物を捕らえる粘着性のゲル。ヒトの胃では厚さ約180マイクロメートル1
上皮とタイトジャンクション3から10オングストロームの細孔が、500ダルトンを超えるほとんどの分子を通さない1

すでに経口で機能しているペプチドはどれですか?

経口使用が承認されているペプチド医薬品は少数あり、それぞれが異なる方法で腸を通過します。分子量1202の環状ペプチドであるシクロスポリンは、1990年に米国で承認された初の経口ペプチド製剤で、五年後には改良製剤が続きました1。アミノ酸14個からなるペプチドであるリナクロチドは、吸収の問題を完全に回避しています。腸の内表面で局所的に作用し、吸収はごくわずかで、全身循環への移行は無視できる程度です8。

より新しい二つの製品は透過促進剤を使用しています。経口セマグルチドは2019年に承認され、一過性透過性促進剤技術を用いた経口オクトレオチドカプセルが2020年に続きました1。オクトレオチドカプセルは腸溶性コーティングが施されており、添加剤としてカプリル酸ナトリウムを含みます7。健康な被験者を対象とした添付文書の単回投与試験では、同程度の全体的な曝露を得るために、カプセルは注射剤の約200倍のオクトレオチドを必要とし、食事によって吸収が約90%低下しました7。

承認されている経口ペプチド医薬品と、腸を通過する仕組み
ペプチド送達方法添付文書または文献の報告内容
シクロスポリン自己乳化型製剤に配合された環状ペプチド1ヒト腸液中で30分後も99%が分解されずに残存1
デスモプレシン経口剤として販売1ヒト腸液中で30分後も25%が分解されずに残存1
オクトレオチド一過性透過性促進剤を用いた腸溶性カプセル1,7同程度の曝露を得るために注射剤の約200倍のペプチドが必要。食事により吸収が約90%低下7
セマグルチド吸収促進剤SNACを配合した錠剤4推定絶対バイオアベイラビリティは約0.4%から1%4
リナクロチド腸管内腔で局所的に作用8吸収はごくわずかで、全身循環への移行は無視できる程度8

経口セマグルチドは注射剤と比べてどうですか?

セマグルチドはヒトホルモンと94%の配列相同性を持つGLP-1アナログで、アルブミンに結合し、酵素DPP-4による分解に抵抗するよう修飾されているため、半減期は約一週間です4。錠剤にはサルカプロザートナトリウム(SNAC)が配合されており、主に胃でのセマグルチドの吸収に役立ちます4。推定絶対バイオアベイラビリティは、元の錠剤で約0.4%から1%、同じ添付文書に記載された新しい錠剤製剤で約1%から2%です4。週一回の皮下注射の絶対バイオアベイラビリティは89%です5。

錠剤は厳格な条件下でのみ効果を発揮します。添付文書では、朝の空腹時に4オンス以下の水で錠剤を服用し、その後少なくとも30分間は飲食や他の経口薬を控えるよう規定されています4。臨床薬理試験の薬物動態解析では、推奨条件下での経口バイオアベイラビリティは0.8%と推定され、服用後の絶食時間が長いほど上昇し、水の量が多いほど低下しました6。個人内のバイオアベイラビリティの変動は137%でしたが、毎日の使用と長い半減期により、定常状態での曝露の変動は約33%に抑えられます6。

経口セマグルチドと注射用セマグルチドの比較
項目錠剤注射剤
絶対バイオアベイラビリティ約0.4%から1%(従来の錠剤)、または1%から2%(新しい錠剤)489%5
スケジュール一日一回4週一回5
食事と水空腹時、水は4オンスまで、30分間の待機4食事の有無を問わない5
経路経口。主に胃で吸収され、SNACがこれを助ける4腹部、大腿部または上腕の皮下5
半減期約1週間4約1週間5

ペプチドを経口で有効にするために、どのような技術が使われていますか?

研究者は障壁を一つずつ攻略しています。戦略には、透過促進剤、消化管酵素の阻害剤、粘液透過性ペプチドおよび細胞透過性ペプチドがあります2。そのほかの方法として、腸溶性コーティング、ナノ粒子、腸内マイクロデバイスがあります1。酵素阻害剤は、本来ペプチドを切断する酵素に可逆的または不可逆的に結合することで作用します1。インスリン、カルシトニン、副甲状腺ホルモン、バソプレシンの経口製剤は、いずれも臨床試験に到達しています2。

これまでの成果は控えめです。経口セマグルチド、オクトレオチド、サケカルシトニンは第III相試験を完了していますが、従来の透過促進剤を用いた経口ペプチド製剤のバイオアベイラビリティは約1%と低く、ばらつきもあります3。ナノ粒子製剤はおおむね期待外れで、封入量の低さ、放出制御の不十分さ、腸細胞による取り込みの低さ、スケールアップの難しさから、臨床試験に到達した試作品はわずかです3。医薬品化学者は、直鎖状ペプチドよりも吸収されやすい可能性のある、より小さく安定した大環状ペプチドの設計も進めています3。

なぜ多くのペプチドでは、今も注射が標準なのですか?

経口製品は、作用させるためだけでもペプチドの大部分を失わざるを得ないからです。バイオアベイラビリティが約1%であるため、現実的な経口候補となるのは、合成コストが手頃な高力価のペプチドに限られます3。最適な候補は、治療域が広く、消化管内である程度安定し、消失半減期が長く、クリアランスが低いものです3。セマグルチドは一週間に及ぶ半減期を持ち、この特性に当てはまります4,3。

注射にも実際のコストがあります。長期の注射は、痛み、注射針への嫌悪感、局所刺激といったアドヒアランスの問題を生じさせ、そのため代替手段の研究が数多く行われてきました1,2。それでも多くのペプチドでは、低い膜透過性、代謝、速やかなクリアランスが、実用的な錠剤の実現を阻んでいます3。

要点

  • 胃酸、ペプシン、膵酵素、刷子縁ペプチダーゼが、大半のペプチドを吸収される前に分解します。
  • 腸管上皮はおよそ500ダルトンを超える分子の大半を通さないため、大半のペプチドでは受動的な取り込みが起こりません。
  • ヒト腸液中で30分間残存したペプチド医薬品は17種類中わずか3種類で、それらはいずれも現在、経口剤として販売されています。
  • 経口セマグルチドの絶対バイオアベイラビリティは、厳格な絶食条件下で約0.4%から1%であり、注射剤では89%です。
  • 透過促進剤を用いた経口ペプチド製品のバイオアベイラビリティは通常約1%であるため、経口経路に適するのは高力価で手頃なペプチドに限られます。

参考文献

  1. Oral delivery of proteins and peptides: Challenges, status quo and future perspectivesActa Pharmaceutica Sinica B 11(8):2416 to 2448 (Elsevier) · 2021 · Review article · DOI 10.1016/j.apsb.2021.04.001
  2. Advances in oral peptide therapeuticsNature Reviews Drug Discovery 19(4):277 to 289 · 2020 · Review article · DOI 10.1038/s41573-019-0053-0
  3. Systemic delivery of peptides by the oral route: Formulation and medicinal chemistry approachesAdvanced Drug Delivery Reviews 157:2 to 36 (Elsevier) · 2020 · Review article · DOI 10.1016/j.addr.2020.05.007
  4. RYBELSUS (semaglutide) tablets and OZEMPIC (semaglutide) tablets, for oral use: prescribing informationUS National Library of Medicine, DailyMed (FDA-approved labeling, Novo Nordisk) · 2026 · Regulatory document
  5. OZEMPIC (semaglutide) injection, for subcutaneous use: prescribing informationUS National Library of Medicine, DailyMed (FDA-approved labeling, Novo Nordisk) · 2026 · Regulatory document
  6. Clinical Pharmacokinetics of Oral Semaglutide: Analyses of Data from Clinical Pharmacology TrialsClinical Pharmacokinetics 60(10):1335 to 1348 (Springer) · 2021 · Peer-reviewed study · DOI 10.1007/s40262-021-01025-x
  7. MYCAPSSA (octreotide) delayed-release capsules, for oral use: prescribing informationUS National Library of Medicine, DailyMed (FDA-approved labeling, Chiesi USA) · 2025 · Regulatory document
  8. LINZESS (linaclotide) capsules, for oral use: prescribing informationUS National Library of Medicine, DailyMed (FDA-approved labeling, Allergan) · 2026 · Regulatory document

よくある質問

ペプチドは胃酸に耐えられますか?

ほとんどは耐えられません。ペプシンは胃の低いpHで最も活性が高く、模擬胃液中ではインスリンは30分後に検出されなくなりました1。一部の環状ペプチドははるかに良好で、シクロスポリンはヒト腸液中で30分後も99%が分解されずに残っていました1。

SNACとは何ですか?

SNACはサルカプロザートナトリウムで、経口セマグルチド錠剤に配合されている吸収促進剤です4。もともとはインスリンの経口デリバリーを改善するために開発されました1。

経口製品にペプチドをもっと多く入れればよいのではありませんか?

大部分が失われるため、経口製品には注射剤よりはるかに多くのペプチドが必要となり、合成コストが決定的な要因になります3。オクトレオチドでは、同程度の曝露を得るために、経口カプセルは注射剤の約200倍のペプチドを必要としました7。

経口セマグルチドは注射剤と同じ医薬品ですか?

同じペプチドであるセマグルチドを、異なる方法で送達するものです4,5。錠剤にはSNACが加えられ、主に胃で吸収されます。そのバイオアベイラビリティは約0.4%から1%で、注射剤では89%です4,5。