何千年もの間、人類は病気を治し、苦痛を和らげるために自然に頼ってきました。こうした古代の知恵を土台に発展した現代科学と、製薬会社が設けた「天然物探索」プログラムは、がんや感染症などを治療する薬を私たちにもたらしました。
しかし、自然界にある医薬品を発見するのは決して簡単ではありません。木の根であれ毒ヘビであれ、有用な生物を十分な数だけ集めること自体が難しく、薬効成分を正確に特定して大量に生産するのは、さらに困難です。
こうした障害があるため、製薬会社が自然界から研究室へと焦点を移し、化合物を一から設計し始めたのも不思議ではありません。そうして設計された膨大な数の化合物は、有望な活性があるかどうかをスクリーニングできるようになりました。それを受けて、1990年代以降、製薬会社は自然界の探索プログラムを終了し、蓄積していた膨大なスクリーニング用抽出物コレクションは売却されるか、解散に伴って廃棄されました。
しかし、遺伝学の近年の進展を受けて、天然物への回帰が進んでいます。科学者は今や生物のDNA全体を調べ、有用な化合物を探すことができます。そして、30億年以上にわたる試行錯誤を経て磨かれた自然界の分子多様性は、まだほとんど解明されていないことが、ますます明らかになっています。植物、動物、菌類、細菌の中には、いまだ発見されていない薬が数多く潜んでいます。この認識に加え、抗生物質耐性の拡大といった差し迫った健康危機もあり、自然界から有用な化合物を探す「バイオプロスペクティング」への関心が再び高まっています。
現在、自然由来の医薬品の大半は植物、菌類、細菌から得られています。動物から抽出された医薬品も、その多くはごく限られた供給源に由来します。たとえば、毒を持つ脊椎動物であるメキシコドクトカゲやハララカヘビ、ヒルの唾液、あるいは海綿動物や生物などの毒や分泌物、たとえば軟体動物です。しかし、動物は驚くほど多様であり、その中で最も多様なグループである昆虫の医薬品としての可能性は、まだほとんど活用されていません。
昆虫には有用な化合物が豊富にある
昆虫は、地球上のあらゆる陸上環境や淡水環境に生息しています。そのため、他の生物と実に多様な関わりを持ち、自らを守ったり、他の生物を捕食したりするために、膨大な種類の化合物を進化させてきました。
調査された昆虫はごく一部にすぎませんが、すでにいくつかの興味深い化合物が特定されています。たとえば、クロバエの幼虫が産生する抗菌化合物アロフェロンは、韓国とロシアで抗ウイルス剤および抗腫瘍剤として使用されています。ほかにも、数種の昆虫の幼虫が、強力な抗菌物質の研究対象となっています。ハエ以外では、スズメバチの毒から得られる化合物Polybia paulistaは、正常な細胞を傷つけることなくがん細胞を死滅させることができます。
では、なぜバイオプロスペクターは昆虫にあまり注目してこなかったのでしょうか。その一因は、昆虫の種類があまりにも多いことです。数百万種を超える昆虫の中から有用なものを探すのは、干し草の山から針を探すようなものです。昆虫はどこにでもいると思われがちですが、実際にあらゆる場所で見られるのは、ごく一般的な数種が膨大な数に上るためです。大半の昆虫は見つけにくく、飼育下で繁殖させるのも非常に困難です。
有用な種が特定され、繁殖にも成功したとしても、関連する物質を十分な量だけ得るのは依然として非常に困難です。昆虫は一般にとても小さく、興味深く有用である可能性を秘めた化合物を分泌する体内の腺は、さらに小さいのです。
有用な昆虫を探す
朗報は、自然史の知見を活用して取り組みを絞り込めば、こうした困難の一部を克服できることです。私とデビッド・ウィルコックソンアベリストウィス大学の同僚は、この手法を「生態学主導型の創薬」と呼んでいます。
多くの昆虫は、暮らし方や生息場所を通じて、有用な可能性のある化合物を作り出していることを示しています。獲物を制圧し、子どものために新鮮な状態に保つため、強力で複雑な毒を作るものもいます。また、糞や死骸などの不潔な微小環境を巧みに利用するものもいます。そこでは無数の微生物に常にさらされます。いずれの例でも、昆虫は病原性の細菌や菌類に対処するため、多様な抗菌化合物を備えています。これらは、人間向けの新たな抗生物質として使える可能性があるほか、その開発のヒントにもなり得ます。
自然史の知見は有望な方向を示してくれますが、昆虫が小さいことや、産生する興味深い化合物がごく微量であることに伴う問題までは解決できません。幸い、今では興味深い化合物の設計図を持つ昆虫のDNA領域を特定して切り出し、細胞株に組み込むことができます。そうすれば、より多くの量を生産できます。
昆虫由来の大ヒット医薬品の開発にぜひ協力したいと思う一方で、私がこのように昆虫を研究する主な動機は自然保護です。虫から薬を作ることで、基礎的な調査や種の発見、自然史研究のための資金を生み出したいのです。どんなに小さく、取るに足らないように見える種にも、それ自体のために存在する権利があります。しかし、この思いだけでは、自然を緊急に保全するために必要な政治的な力が不足しています。もっと具体的で、人々に直接関わるものが必要です。健康ほど大切にされているものを見つけるのは難しいでしょう。
自然という薬箱の奥深くに光を当て、地球上で最も多様な動物たちが持つ有用な化学物質を探ることができれば、人々が自然の価値についてこれまでとは違う考え方をするようになると、私は信じています。
