本誌 2014 年 11 月号のトピックス欄で,AREDS I 試験 を紹介させていただいた.AREDS I 試験では,抗酸化ビ タミンと亜鉛による加齢黄斑変性 (AMD)進行抑制の可 能性が検討された.AREDS I 試験で高用量の抗酸化剤 および亜鉛の併用投与が進行性加齢黄斑変性(AMD)の 発症リスクを著しく抑制することが示され,AMD は栄 養疾患であることが明らかになった.AREDS I 試験の結 果に基づき キサントフィル(ルテインおよびゼアキサン チン),ドコサヘキサエン酸(DHA),エイコサペンタエ ン酸(EPA)および低用量亜鉛の AMD 進行に与える影響 を検討するために,大規模臨床試験である第二次加齢性 眼疾患調査試験(AREDS II)が,実施された(2006-2012 年)1)2) .本稿では,ルテイン配合サプリメントの介入試 験である AREDS II 調査試験について紹介する.
1.1.ルテインの化学構造,成分組成
C40H56O(分子量 568.87)カロテノイドの一種で分子内2 に 2 個の水酸基を持つキサントフィルに分類される.1.2.ルテインの存在
自然界では,多様な食品・生物に含有されているが, 前記したマリーゴールドに豊富に存在するため,市販 品のルテイン源としてはマリーゴールド由来ルテイン が利用されている.ヒトの体内においては,眼(網膜), 皮膚,脳,子宮頸部および乳房組織に多く分布している. 体内では合成されない.1.3.製造方法
マリーゴールド( Tagetes erecta Linne)の乾燥花弁か ら ヘキサンで抽出し,ヘキサン除去後,アルカリ性下 でケン化し精製する.ルテインの他に,異性体のゼア キサンチン などを含む,
1.4.安全性
米国では GRAS(Generally Recognized as a Safe:一般 的に安全と認められている食品)物質に認められている. また,FAO/WHO 合同食品添加物専門家会議(JECFA)で は 1 日当たり 2 mg/kg 体重の摂取量まで安全としている. また,2006 年までにルテインを使用したヒト臨床試験の 公 表 論 文を評 価したリスク評 価 結 果によると,OSL (Observed Safety Level:観察された安全量)はオールト
ランスルテインとして 20 mg/ 日に設定するのが妥当だろ うと判断している.また,植物の緑葉,黄色花の花弁や 果実,卵黄など,自然界に広く分布するカロテノイドの 一つで,古くから食事を通して多く摂取されており,食 経験は豊富である3).
1.5.ルテインと眼疾病疫学的調査報告
Eye Disease Case-Control Study(EDCCS,1986∼1990 年) 食事からのルテイン / ゼアキサンチン 6 mg/ 日摂取で
AMDのリスクを 43%軽減させ,AMD の予防と最も 相関があると報告された.
Lutein Antioxidant Supplementation Trial(LAST,1999 ∼ 2001 年・前向き無作為二重盲検プラセボ対照試験) 2 施設で 萎縮型 AMD 患者 90 名を被験者とした介入
試験が実施され,ルテイン単独投与群およびルテイ ン に 抗 酸 化 ビ タミン とミネ ラ ル を 併 用 し た 群 で MPOD(Macular Pigment Optical Density:黄斑色素光 学密度)の増加,コントラスト感度の増加,視力の改 善などが認められると報告された.
Age-Related Eye Disease Study1(AREDS1)
ルテインを多くとっている人ほど,AMD 発症が抑え られた.
AREDS Ⅱ調査試験
概 要 80 以上の研究センターが参加する国立眼研究所主催 の第二次無作為化試験で,微量栄養素であるキサント フィル(ルテインとゼアキサンチン)およびオメガ-3 長 鎖多価不飽和脂肪酸(LCPFA)(魚油)の投与効果を調査AREDSⅡ(Age-Related Eye Diseases Study Ⅱ)調査試験
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ト ピ ッ ク スして,AREDS1 の知見を改善させることが目標(図 1). 4種類の処方による経口投与効果が以下の 4 試験群で 評価された:ルテイン / ゼアキサンチン(それぞれ 10 mg/日,2 mg/ 日),オメガ-3 LCPFA(1 g/ 日),ルテイ ン / ゼアキサンチン+オメガ‐3,あるいはプラセボ. AREDS1試験データとその疫学調査でオメガ‐3 とルテ インの低用量摂取による AMD の増加リスクとの関連を 示す. 先行試験の知見が,進行性 AMD 患者の一次有効性 を示したので,AREDS II では 2006 年後期に始まった カテゴリー 3 と 4(本誌前号のトピックス AREDS1 を参 照)と診断された 4000 人の AMD 患者を対象者として 登録した1)2).すべての被験者は,症状が重度であるた め,AREDS II 治療期間中は基本的に AREDS1 処方で の服用を行う.基本的 AREDS1 処方を受ける患者は β-カロテン無し,還元型亜鉛,およびβ-カロテン無し+ 低用量亜鉛の併用を含む処方にシフトさせ,二次ラン ダム化して試験を行なう.なお,喫煙者はβ-カロテン 摂取により肺ガン発症リスクが増加するため,β-カロ テン無しの処方群内でランダム化される.すべての被 験者は試験期間中,マルチビタミン剤の投与をうける. 目 的 AMD に対する他の予防因子を探し出すことで,ルテ イン / ゼアキサンチンと DHA + EPA の併用または,い ずれか一種類を AREDS1 処方に追加した場合,AMD の進行に至るリスクの高い患者に対しての進行に関す る有効性の評価.AREDS 処方から亜鉛の量を減らす場 合,ベータカロテンを除いた場合または,亜鉛の量を 減 らしβ-カ ロ テ ン を 除 い た 場 合 に,オ リ ジ ナ ル の AREDS処方と同等の AMD 進行リスク低下を示すかを 評価. 試験デザイン 4203 名の被験者,年齢は 55-80 歳(平均 74 歳) AMDカテゴリー 3 と 4 の被験者(図 1) 5年以上の観察研究(2006-2012 年) 82医療施設 89%の被験者がマルチビタミン剤である「Centrum Sil-ver」(ルテイン 0.275mg 含有)を服用 対照群は,オリジナル AREDS 処方 主要評価基準: ルテインとゼアキサンチン,DHA+EPA,またはそ れら 2 種類を合わせて AREDS 処方に追加したことで, 試験の対照群であるオリジナル AREDS 処方を摂取した 被験者と比較し,AMD の進行リスクがさらに 25%低下 するかどうかが検証された.(α=0.013) 結果: この主要解析では,3 投与群と対照群との比較で, AMDの進行に有意な低下は実証されなかった. 結論 主要解析:(図 2) AREDS オリジナル処方の対照群と 3 投与群との比較 では,AMD の進行リスクの有意な低下は実証されな かった. この主要評価基準は,オリジナルの AREDS 処方を 摂取する被験者に関し,3 投与群の試験母集団におけ る AMD の進行リスクが,さらに 25%低下すること を前提とするものである. 図 1 AMD カテゴリー
3 投与群:AREDS 処方+ルテイン / ゼアキサンチン, AREDS処 方+ル テイン / ゼ ア キ サン チン+ DHA/ EPA,AREDS 処方+ DHA/EPA AREDS処方+ルテイン / ゼアキサンチンでは,AREDS オリジナル処方と比べ,AMD の進行リスクを 10%低下 させる主効果を示した.
AREDS処方+ DHA/EPA では,AMD の進行のリスク 低下への主効果を示さなかた. また,亜鉛の必要性を実証するには,このデータでは 不十分であった. 副次解析:(図 3) ルテインとゼアキサンチンの摂取量が低い被験者で は,ルテインとゼアキサンチン非含有と比べ,AREDS 処方にルテインとゼアキサンチンを追加することで, AMDの進行を 26%低下させた.(HR は 0.74,P=0.01) 同時に評価された,白内障に関するルテインとゼア キサンチンの有効性評価では,食事由来のルテイン とゼアキサンチンの摂取量が第 1 五分位の被験者で は,白内障手術への進行が 32%,白内障発症が 30% 減少,重度の白内障に至る進行リスクが 36%減少し た. β-カロテン vs. ルテイン / ゼアキサンチン β-カロテンを除いた AREDS 処方にルテイン / ゼアキ サンチンを追加した処方と,β-カロテンを含む AREDS 処方を比較した結果,AREDS 処方からβ-カロテンを 図 2 主要解析 図 3 副次解析
除きルテイン / ゼアキサンチンに置き換えた場合は, AMDへの進行を 18%低下(HR は 0.82,p=0.02)させ, 統計的有意な結果が得られた.(図 4) AREDS 処方+ FGL ルテイン / ゼアキサンチンでは, AREDSオリジナル処方と比べ,AMD の進行リスクを 10%低下の主効果を示した. 新処方の提案 AREDS II 調査試験の結果を踏まえて,ルテイン 10 mg/ゼアキサンチン 2 mg 摂取が推奨された. ビタミン C 500 mg ビタミン E 400 IU ルテイン / ゼアキサンチン 10 mg/2 mg 亜鉛(酸化亜鉛として) 80 mg 銅(酸化第二銅として) 2 mg 表 1 AREDS II 推奨サプリメント処方 作用機序の概要 ルテインは 10 個の共役 2 重結合と 2 つの末端に水酸 化された環を持っている.それらがルテインを有効な 抗酸化物質としている.ルテインと一重項酸素(1 O2)と の相互作用は主として物理的な消去に依存する.これ には両分子間の直接的なエネルギー伝達が関与してい る.一重項酸素のエネルギーはカロテノイド分子に伝 達され,基底状態の酸素と 3 重項励起のカロテノイド を作り出す4)-7).これは次の化学式で表される. 1 O2+ルテイン→3O2+3ルテイン 更なる化学反応の代わりに,3 重項励起のカロテノイ ドは基底状態を回復するために,回転と振動の相互作用 を通してエネルギーを害なく消費する8)-11).物理的消去 の利点はルテインが無傷で残ることである.これが 1 重 項酸素消去の更なるサイクルを可能とする12)-14).これに 加えて,疎水的な性質と共役 2 重結合の存在は,ルテイ ンがフリーラジカルのための電子供与体として働くこと を可能とする.フリーラジカルはこのように高度に安定 な化合物に変換されて連鎖反応が終了する15). この反 応は相応するルテインのラジカルカチオンの形成へと進 む. ラジカル・ + ルテイン → ラジカル− + ルテイン・+ あるいは,ラジカルがルテインのどれかの 2 重結合 に加えられ,高度に共鳴―安定化された炭素中心ラジ カルが生成する16). ヒト網膜において,3-ヒドロキシ-β, ε-カロテン-3’-オン,3’-エピルテイン17)18) などのルテ イン酸化物質が同定されたことはルテインが網膜にお ける抗酸化的代謝に積極的に関わっていることを確認 した19). これらの研究のほとんどは純品のルテインを 使用して実施されている.おそらくルテインは網膜内 においてルテイン結合タンパク質 StARD3 と複合体を 形成している20) ことから,これらの複合体が抗酸化能 を保持していることが示されなければならない.ゼア キサンチンとその結合タンパク質 GSTP1(グルタチオン S-トランスフェラーゼのアイソフォーム Pi)についての 研究により,間接的な証拠が示された.その中で,ゼ アキサンチンは GSTP1 に結合するとアゾ脂質ペルオキ シラジカル産生物質に対して相乗的な抗酸化効果を示 した21).したがって,ルテインはその結合タンパク質 StARD3に結合するとその抗酸化特性をおそらく保持す ると考えられる. ルテインはまた,青色光により加わった酸化ストレ スから目の組織を保護する.これはルテインの間接的 な抗酸化活性である.黄斑や水晶体に存在するルテイ ンは可視光の短波長光(400-500 nm),特に 446 nm の波 長の青色光を吸収することができる22) .可視光のうち 青の波長はより長い波長の光と比べ,より損傷を引き 起こしやすい.なぜならば青色光はエネルギーが高く, 網膜に内在するリポフスチンのような光感応物質から の活性酸素種(ROS)産生の効率が高いからである.ル テインの光を吸収する力は共役ポリエン鎖の存在によ る23)24) .ポリエン鎖の共役の程度,その長さ,末端基 図 4 上記の処方群の相対リスク 㻌
の 性 質 は そ の 分 子 の ス ペ クトル 特 性 に 影 響 を 与 え る25)-27) 入射光と光受容体の外側部との間に位置するル テインは放射を吸収し透過する青色光の強度を低下さ せ,網膜を青色光により加わった酸化ストレスから保 護する.このルテインが網膜を酸化ストレスから保護 する二つのメカニズムは in vitro,in vivo および動物実 験の組み合わせにより証明された.
おわりに
長寿社会になって高齢者が増加することによる眼の 健康に問題があるヒトが増えており,多くの方が白内 障の手術の順番を待っている.AMD の予備軍も確実に 増えている.また,日常生活では,コンピューター等の 電子機器と接する時間が増えており,青色光問題が提 起されており網膜の損傷リスクが増加している.より 長く視機能を維持するためにルテイン / ゼアキサンチン による眼の健康維持機能は有益であるかもしれない. また,我が国では,iPS 細胞を利用した網膜の細胞シー ト移植試験において移植が行われ今後 1 年間をかけて 経過観察を行う再生治療の試みが AMD では試みられ ている.Key Words: AREDS II (Age-Related Eye Diseases Study II), AMD (Age-Related Macular Degenera-tion), Randomized Clinical Trial, Lutein, Zea-xantin
1
The General Incorporated Association of International Foods & Nutrition (AIFN) Chief Executive Of¿cer
2 Kemin Japan KK Representative Director Kazuo Sueki1 , Masafumi Hashimoto2 1 一般社団法人国際栄養食品協会(AIFN;アイファン) 専務理事 2ケミンジャパン株式会社 代表取締役 末木 一夫1 ,橋本 正史2 (平成 27.1.7 受付)
文 献
1) Chew E, Age-Related Eye Diseases Study II Research Group. AREDS II. Retina, Subspecialty Day 5-6, 2005.
2) http://www.nei.nih.gov/neitrials/viewStudyWeb.aspx?id=120. Clinical Studies Database. Age Related Eye Diseases Study II (AREDS II). Last update 2/3/2006. pp. 1-6.
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