培美曲塞的研究进展.doc

培美曲塞的研究进展培美曲塞（力比泰）于2004年2月获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准与顺铂联合，用于不宜手术切除的恶性胸膜间皮瘤住院患者的治疗，培美曲塞是第一个获得FDA批准的用于治疗恶性胸膜间皮瘤的药物；2004年8月其作为局部或转移性非小细胞肺癌（NSCLC）的二线治疗药物治疗获得批准1。本品于2005年4月进入我国临床，目前应用尚未推广，有关文献报道也比较少，本文综合国外文献报道，介绍了培美曲塞药理作用机制、药动学、临床疗效、抵抗作用机制（耐药性）以及安全性。1 药理作用机制抗代谢药物是最早被发现的抗肿瘤药物之一，这类药物通过2个途径阻断细胞的复制和有丝分裂：（1）直接整合到细胞的DNA，比如嘌呤和嘧啶类药物；（2）干扰DNA合成所必须的代谢途径，比如叶酸拮抗剂。所有的细胞（包括真核细胞和原核细胞）都需要叶酸盐来维持正常的生长需要，在嘌呤和脱氧胸腺嘧啶苷和氨基酸生物合成的过程中，叶酸盐起传递一碳单位的作用1。甲氨蝶呤是1949年发现并最初投入使用的叶酸拮抗药，现临床仍然在使用。食物中的叶酸被还原后才能被细胞利用，而四氢叶酸酯是还原后的有活性的叶酸酯，它能够作为甲基团的供体。细胞内的四氢叶酸酯辅助因子的减少和耗竭能够阻止脱氧胸腺嘧啶苷和嘌呤核苷酸的生物合成，从而阻断DNA合成，进一步阻止肿瘤细胞的生长和分裂。甲氨蝶呤就是作用于二氢叶酸还原酶(DHFR)，抑制四氢叶酸酯的合成。另外，甲氨蝶呤的多谷氨酸的形式，对胸腺嘧啶核苷酸合成酶（TS）也有显著的阻断作用。由于甲氨蝶呤只作用于单一的酶，近来临床对甲氨蝶呤耐药的报道越来越多，为了克服这种耐药性，新一代的叶酸拮抗药基于以下几点来设计：（1）能够阻断叶酸代谢过程中不依赖于DHFR的合成酶，比如TS；（2）能够通过不同的途径提高药物在肿瘤细胞中的浓度；（3）表现出对叶酰聚谷氨酸合成酶（FPGS）更高的亲和力2。培美曲塞作为新一代叶酸拮抗药，与甲氨蝶呤、洛美曲索的结构类似，但是又具有显著的区别，培美曲塞能够阻断TS、甘氨酰胺核苷酸转甲酰酶（GARFT）、5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸转甲酰酶（AICARFT）和DHFR等多条细胞复制所必须的代谢途径 1。细胞内的叶酸酯有多条转运途径，由于结构与叶酸相似，抗代谢药能利用不同的运载体进入细胞内。叶酸酯载体（RFC）是一个双向的运载体，是细胞内叶酸酯转运系统主要组成部分, 培美曲塞主要通过还原的叶酸酯载体进入细胞内。除了RFC，培美曲塞也是叶酸盐a受体的底物，其与a受体的亲和能力远大于叶酸。a受体是细胞膜的受体， 主要是通过胞吞作用帮助叶酸盐进入细胞内。培美曲塞转变成多谷氨酸形式后才具有药理活性，其中5-谷氨酸是最主要的形式,多谷氨酸代谢物的形成对这类药物在肿瘤细胞内的聚集和保留有很关键的作用。多谷氨酸代谢物的形成除了能增强培美曲塞在细胞内的保留作用外，还能够呈数量级增强培美曲塞与他的相应细胞靶点的亲和力。培美曲塞是叶酰聚谷氨酸合成酶（FPGS）的底物，培美曲塞与FPGS结合转变为5-谷氨酸的形式后，对TS的抑制常数（Ki）为1.3nm，5-谷氨酸对TS有很强的抑制效应，而1-谷氨酸形式的培美曲塞对TS的Ki为109nm1， TS能够催化脱氧尿苷一磷酸盐转化为脱氧胸苷一磷酸盐（dTMP），抑制TS能够减少dTMP的形成。dTMP是核苷酸脱氧胸苷三磷酸盐（dTTP）的前体物质，dTTP为合成DNA所必须的物质，培美曲塞通过阻断TS从而耗竭体内dTTP的水平，相应减少了体内脱氧胞苷酸的磷酸化，减少了体内核苷酸磷酸脱氧胞苷的形成。5-谷氨酸也是GARFT和AICARFT的抑制剂，能够阻断嘌呤的生物合成。2 药动学培美曲塞药动学评价在426例多种肿瘤类型的患者中进行，试验采用单药治疗，剂量为0.2838mgm2，10min静脉内给药。培美曲塞主要以原药形式从尿路排泄，在给药后的24h内，7090的培美曲塞以原药形式从尿中排出。培美曲塞总体清除率为91.8mLmin1 (肌酐消除率是90mLmin1)，肾功能正常患者的体内半衰期为3.5h；随着肾功能降低，清除率会降低，体内残留药物浓度会增加。随着培美曲塞剂量的增加，浓度时间曲线下面积AUC和峰浓度(Cmax)会成比例增加。多周期治疗并未发现培美曲塞药动学参数的改变以及药量的累积，其稳态分布容积为16.1L，体外研究显示，培美曲塞的血浆蛋白结合率约为81，且不受肾功能影响1。3 临床评价3.1恶性胸膜间皮瘤（MPM）MPM是一种具有很强侵袭性的起源于胸膜或腹膜的肿瘤，对治疗的反应很低，目前还没有标准的一线化疗药物。单药治疗的反应率一般在0%15%，中位生存率为511月1。在培美曲塞临床研究中，使用人肿瘤克隆原细胞分析，结果显示培美曲塞对结肠癌、非小细胞肺癌和间皮瘤都显示出很高的抗癌活性，这在以后的临床研究中得到了证实3。在期临床研究中，评价了3种给药方案：每天给药1次、每周给药1次以及每3周给药1次。由于每天给药1次、每周给药1次都产生了较强的毒副作用，没被采纳，最后采用了每3周给药1次的给药方案，给药时间为10min。在期试验中，培美曲塞最大耐受剂量为700mgm2，主要毒副作用为骨髓抑制，尤其是中性粒细胞减少，经过期试验，对培美曲塞期临床试验推荐剂量为600mgm2。但出于安全因素考虑，在以后的期临床研究中，采用了500mgm2的给药剂量3。Green MR4报道了培美曲塞加顺铂治疗MPM的期临床研究效果。共有51例患者在第一天使用培美曲塞，然后分别于第1天或第2天加用顺铂6075mgm2。第1天加用顺铂的有11例患者中3例为恶性胸膜间皮瘤患者，其中1例对此联合化疗有应答，第2天加用顺铂的40例患者中10例为恶性胸膜间皮瘤患者，其中4例对此联合化疗有应答。Hanauske 3报道的在期研究的基础上设计的多中心期临床研究中， 64例以前未接受过化疗的患者参加了这次研究，以评价培美曲塞对MPM的疗效。所有患者均接受500mgm2培美曲塞，10min静脉给药，每3周化疗1次。由于其他试验显示体内低叶酸与维生素B12水平可能与培美曲塞导致的毒副作用有关，除首批21例患者外，随后的43例患者均补充了低剂量的叶酸与维生素B12。64例患者中，9例（14.11%）对治疗有反应，平均中位生存期为10.7mo，而在有反应的这9例患者中，7例是补充了叶酸与维生素B12的患者。基于、期临床研究结果，进行了目前为止规模最大的MPM第期临床研究，其主要目的是对比顺铂单独化疗与顺铂加培美曲塞联合化疗对MPM的效果。456例患者随机分为2组，试验组治疗方案为顺铂75mgm2+培美曲塞500mgm2,对照组治疗方案为顺铂75mgm2，都是每3周化疗1次。结果培美曲塞试验组中位生存时间为12mo，对照组为9.3mo（P=0.02），2组的治疗反应率分别为41.3%、16.7%（P0.01）。本次试验中培美曲塞试验组患者都补充了叶酸与维生素B123。、期临床表明，培美曲塞无论是单独还是联合治疗MPM都有较好的疗效。在评价肿瘤疗效的试验中，应答率是评价疗效的重要指标，传统的标准有世界卫生组织制定的标准（WHO标准），现在又有新的反应评价标准（RECIST）出台，有学者 5将两种标准进行了对比，推荐在MPM疗效评价方面最好采用WHO标准。3.2 NSCLC肺癌是导致患者死亡的重要疾病之一，治愈率也较低，在许多国家，治愈率低于10%，最高的只能达到15%，原因是癌细胞容易通过淋巴转移扩散，化疗药物很难起效。现在，两药联合治疗已经作为NSCLC的标准治疗，以顺铂为基础的一线化疗药物治疗失败后，二线药物的选择显得尤为迫切。有随机研究表明多西他塞作为二线药物治疗铂类联合化疗失败的NSCLC的病人反应率极低，中位生存时间抵于6mo6。那么培美曲塞治疗NSCLC的效果又如何呢？目前也进行了大量的研究。3.2.1 培美曲塞单用。 分别由加拿大和澳大利亚、南非的研究者完成的两个期临床研究评价了培美曲塞作为一线治疗药物治疗NSCLC的疗效7，患者的一般情况见表1。在澳大利亚和南非进行的研究中，根据一期临床的结果，培美曲塞使用600mgm2的剂量，但是在加拿大的试验中，由于考虑到毒副作用的影响，培美曲塞使用剂量是500mg.m2。在澳大利亚和南非试验组中，所评估的42例患者中，0例发生完全反应（CR），7例患者（17%）有部分反应（PR），21例患者病情稳定（SD）；在加拿大的临床试验中，0例发生完全反应，PR为7，SD为15。在2个调查组中，中位生存时间分别为9.8、9.6mo，这些试验都在1999年11月之前完成，没有补充叶酸与维生素B12，在此试验中，地塞米松的使用有效地降低了皮疹的发生率。3.2.2培美曲塞作为二线药物化疗NSCLC。 1998年在欧洲进行的培美曲塞作为二线药物治疗NSCLC的临床试验6，主要目的是评价培美曲塞在NSCLC患者一线化疗之后以及一线化疗过程中作为二线药物的反应。81例患者分成两组，A组45例患者以前曾经使用铂类药物化疗过，而B组36例患者以前没有使用过铂类药物化疗。培美曲塞的用量为500mgm2，10min内静注，每3周化疗1次。最终有79例患者参加了评估，A组治疗反应率为9.5%，B组的治疗反应率为14%，中位生存时间分别为6.4no和4mo。表1 培美曲塞单药化疗NSCLC患者的一般情况患者的特征澳大利亚和南非加拿大自愿报名参加的患者数例6133选中的/被评估的患者数例53/4233/30男/女35/2626/7平均年龄岁5863肿瘤B级228肿瘤级3925ECOG PS评分0913121192221情况不明者例9先前接受过放疗例1711ECOG PS：东部临床肿瘤协作组（ECOG）采用的对肿瘤患者的功能行为状态（PS）评分 3.2.3 培美曲塞+顺铂。2个临床研究分别评价了培美曲塞+顺铂联合作为一线药物化疗NSCLC的效果6，在1998年5月1999年6月,共31例患者参于了加拿大国际癌症机构的临床评估，该试验中培美曲塞的使用剂量为500mgm2，10min内静脉注射，每3周化疗1次，顺铂的使用剂量为75mgm2，第2个试验在德国和澳大利亚进行，给药剂量与方法和加拿大的试验完全相同,患者具体情况及治疗结果见表2。表2 培美曲塞+顺铂化疗NSCLC患者情况及治疗结果患者的情况加拿大德国/澳大利亚病人数（评估的患者数）例31（29）36（36）男/女20/1129/7平均年龄岁6058年龄范围岁35752673肿瘤B级518肿瘤级2618总应答率%4339中位生存时间mo8.910.9 3.2.4 培美曲塞+吉西他滨。 Adjei 8开展的培美曲塞+吉西他滨化疗NSCLC的期试验中，在调查的35例患者，共有5例是NSCLC患者，3例有部分反应，这3例以前曾经使用过铂类药物进行过化疗。现在已经证明联合化疗能够提高NSCLC患者的生存质量，培美曲塞作为铂类药物治疗NSCLC失败后的二线药物，具有较好的疗效。3.3 其它肿瘤治疗3.3.1乳腺癌。Miles 等9开展的一个临床期试验评价了培美曲塞治疗复发或转移性乳腺癌的疗效。38例患者参加了这次试验，年龄在3671岁，平均年龄为52岁，剂量为600mgm2，10min内静注，每3周化疗1次，结果患者对治疗发生反应的平均时间为8mo，总的治疗反应率为28%，1例有完全反应，9例有部分反应，在有反应的10例患者中，5例曾用紫杉烷或蒽环类抗生素化疗过，试验结果表明培美曲塞对治疗进展的乳腺癌有显著疗效。3.3.2肾移行细胞癌。Sternberg 等10对培美曲塞化疗肾移行细胞癌（TCC）的疗效作了评估，共33例患者参加了试验，被评估的病例数为31，所有患者均未补充叶酸和维生素B12，28例患者完成了2个周期的化疗，其中9例对治疗有反应，中位生存时间为11mo。 4 安全性和耐受性 在临床试验中，治疗剂量下培美曲塞相关的不良反应有中性粒细胞减少、黏膜炎、败血症以及脓毒症等1。Lopes等11报道了1例由培美曲塞引起的荨麻疹性血管炎：患者系一68岁的男性患者，期NSCLC，在使用培美曲塞化疗2个周期后的第14天双下肢出现红斑，从踝关节蔓延到膝关节，先后口服各种抗生素包括万古霉素、亚胺培南等治疗无效，后经病检诊断为荨麻疹性血管炎。停用抗生素后，改用泼尼松1mgkg1，治疗3天后症状减轻并最后消失。高半胱氨酸和甲基丙二酸（MMA）是叶酸酯的生物学标记，体内高半胱氨酸的水平能反应叶酸酯的水平，前者浓度的升高提示后者水平的降低。一项对培美曲塞临床试验的患者的多变量分析表明，体内的高半胱氨酸和MMA水平的升高与培美曲塞的毒性增加相关联。虽然体内高半胱氨酸水平的升高可以作为一种危险因素来预测培美曲塞产生毒性反应的严重性，但是多变量的分析并不能证明如果体内的高半胱氨酸水平低到某种程度时，患者使用培美曲塞化疗时不需要补充叶酸和维生素B12。据此在1999年12月以后所进行的临床试验中，患者都常规补充了低剂量的叶酸和维生素B12。在培美曲塞单药进行的临床试验中，对比分析了2组患者，246例患者没有补充叶酸和维生素B12，78例患者补充了叶酸和维生素B12，4度中性粒细胞减少率分别是32%和2.6%，4度血小板减少率分别是8%和0%，3/4度黏膜炎的减少率分别是5%和1.3%，与药物相关的死亡率分别是5%和0%1。5 叶酸酯水平与疗效的关系Zhao 等2通过对L1210小鼠白血病细胞研究发现，细胞内叶酸酯的水平与叶酸拮抗剂疗效有显著的关系。研究发现，当5-甲酰四氢叶酸（5-CHO-THF）水平最低时（0.64nm），细胞内叶酸酯的水平较低，此时所试验药物的半数抑制浓度(IC50）值都小于10nmol.L1，其中培美曲塞IC50为1.3nmolL1，而当5-CHO-THF逐渐升高（从0.6462.5nmolL1），各种叶酸拮抗剂IC50值也增高。表明抑制肿瘤细胞生长效果也降低。其中培美曲塞抑制肿瘤细胞生长的能力下降了30倍，甲氨蝶呤则下降了6倍。研究还发现，当细胞内叶酸酯的水平升高时，细胞内培美曲塞多谷氨酸形式的浓度下降。研究指出细胞内叶酸酯的水平的高低影响叶酸酯拮抗剂的药物活性，尤其对需要在体内转变为多谷氨酸的形式后才发挥作用的叶酸拮抗剂影响较大，这主要是因为叶酸酯能够与药物竟争叶酰聚谷氨酸合成酶（FPGS），从而阻断叶酸拮抗剂多谷氨酸形式的合成。补充叶酸能够提高体内正常细胞的叶酸酯的水平，从而降低叶酸拮抗剂对正常细胞的毒副作用，但同时也会影响拮抗剂抑制肿瘤细胞的能力，这种矛盾的关系还有待于进一步研究。6 耐药机制肿瘤细胞对叶酸拮抗药产生抵抗作用（耐药性）的原因主要是以下3个方面：（1）药物转移途径的损害，会使得进入肿瘤细胞的药物减少；（2）药物作用的酶的表达增高；（3）FPGS功能表达的变化，这三个方面最终都能导致药物聚谷氨酸形式在细胞内的减少。培美曲塞主要通过RFC酶转移到细胞内，然后在FPGS酶的作用下转变成聚谷氨酸形式，再作用于它的靶点：一个是TS，另一个是GARFT以及能小程度阻断的AICARFT和DHFR12。Wang 等12用L1210细胞系做试验结果表明，此细胞系对培美曲塞产生抵抗作用的机制主要是由于RFC和FPGS表达的变化，这2个蛋白一前一后的调节着力比泰在细胞内的聚谷氨酸的浓度。Sigmond等13用人WiDr克隆癌细胞试验，得出的结果刚好相反，认为WiDr克隆癌细胞对培美曲塞产生抵抗作用的机制是由于靶点酶TS表达的上调。Mauritz等14选用人类的CCRF-CEN细胞系用多种叶酸拮抗药做试验，认为细胞系对培美曲塞产生抵抗作用的机制是由于细胞内FPGS酶的活性降低。7 给药方法配制后的培美曲塞注射液在室温或冰箱保存24h稳定，培美曲塞治疗MPM的推荐剂量是500mgm2，10min内静注，30min后再静脉滴注顺铂75mgm2，2h内滴完，治疗周期为21天。治疗NSCLC的推荐剂量为500mgm2，10min内静注,治疗周期为21天。地塞米松的使用可以预防皮疹的发生，叶酸与维生素B12可以防止毒性反应的发生，当肌酐清除率45mLmin1时，无需调整剂量，但当肌酐清除率45mLmin1时，不推荐使用培美曲塞1。8 结语 多中心的随机期临床研究已经证实了培美曲塞作为新一代的多靶点叶酸拮抗药，无论单独用药还是联合用药，对MPM都有较好的疗效。同时作为二线药物，培美曲塞对NSCLC也有一定的疗效。治疗剂量下培美曲塞相关的不良反应主要是中性粒细胞减少，叶酸与维生素B12的补充可以防止毒性反应的发生。培美曲塞耐药性的产生因肿瘤细胞系的不同机制也不相同。培美曲塞单独用药或联合用药对很多别的肿瘤（比如胃癌，胰腺癌）的研究也有报道，但是很多报道并不全面，培美曲塞对这些肿瘤的疗效还有待更进一步的期和大规模的期临床研究来证实。 参 考 文 献1 Rollins KD,Lindley C.Pemetrexed:a Multitargeted AntifolateJ. Clin Ther,2005, 27(9):13432 Zhao R,Gao F,Goldman ID.Marked suppression of the activity of some,but not all,antifolate compounds by augmentation of folate cofactor pools within tumor cellsJ. Biochem Pharmacol,2001,61(7):8573 Hanauske AR.The role of Alimta in the treatment of malignant pleural mesothelioma: an overview of preclinical and clinical trialsJ.Lung Cancer,2004,45(Supple1):S121-S1244 Green MR.Alimta(pemetrexed disodium):A multitargeted antifolate for the treatment of mesotheliomaJ.Lung Cancer,2002,38(Suppl 2):S555 van Klaveren RJ,Aerts JG,de Bruin H,et al.Inadequacy of the RECIST criteria for response evaluation in patients with malignant pleural mesotheliomaJ.Lung Cancer,2004,43(1):636 Postmus PE.Activity of pemetrexed(alimta),a new antifolate,against non-small cell lung cancerJ.Lung Cancer,2002,38(Suppl 2):S37 Novello S,le Chevalier T.ALIMTA (pemetrexed disodium,LY231514,MTA):cilinical experience in non-small cell lung cancerJ.Lung Cancer,2001,34(Suppl 4):S1078 Adjei A A.Gemcitabine and pemetrexed disodium combinations in vitro and in vivoJ.Lung Cancer,2001,34(Suppl 4):S1039 Miles DW ,Smith IE,Coleman RE,et al.A phase study of pemetrexed disodium(LY231514) in patients with locally recurrent or metastatic breast cancerJ.Eur J Cancer,2001,37(11):136610 Sternberg CN,Vogelzang NJ.Gemcitabine,paclitax