羧肽酶G2的研究進(jìn)展

龍　成，易鐵男，孫志華，王越華，肖天林，孫秋實

羧肽酶G2的研究進(jìn)展

龍成，易鐵男*，孫志華，王越華，肖天林，孫秋實

湖北文理學(xué)院襄陽市中心醫(yī)院腫瘤科，襄陽 441021

[摘要]羧肽酶G2是一種通過將甲氨蝶呤轉(zhuǎn)化為非毒性代謝物進(jìn)而降低血清甲氨蝶呤濃度的細(xì)菌酶。將羧肽酶G2應(yīng)用于經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)解救治療后的患者，患者血清MTX濃度快速下降。羧肽酶G2耐受性較好，毒副反應(yīng)多為1、2級毒副反應(yīng)，無需處置，是一種獨特的甲氨蝶呤解毒劑，但其在臨床中的應(yīng)用仍有一定的局限性與爭議。

[關(guān)鍵詞]羧肽酶G2；甲氨蝶呤；腎損害

0引言

羧肽酶G2(Carboxypeptidase G2,CPDG2)是通過基因重組技術(shù)從假單胞菌獲得的甲氨蝶呤(MTX)解毒劑，能快速、持久、大量地將MTX轉(zhuǎn)化為非活性代謝產(chǎn)物，降低大劑量MTX在臨床腫瘤治療中使用的風(fēng)險。基礎(chǔ)研究和臨床實驗均顯示CPDG2在迅速降低體內(nèi)MTX濃度的同時，具有良好的安全性。2012年FDA批準(zhǔn)CPDG2用于部分MTX治療后的患者，成為大劑量MTX標(biāo)準(zhǔn)解救治療之外的又一種治療選擇。現(xiàn)就CPDG2的作用機(jī)制、臨床應(yīng)用及其在MTX解救治療中的地位進(jìn)行綜述。

1MTX的臨床應(yīng)用及面臨的問題

MTX是抗葉酸類抗腫瘤藥，其結(jié)構(gòu)與葉酸類似，可在細(xì)胞內(nèi)競爭性地與二氫葉酸還原酶結(jié)合，持久地阻斷二氫葉酸還原為四氫葉酸，從而抑制DNA的合成，起到抗腫瘤的作用。MTX廣泛用于骨肉瘤、白血病等惡性腫瘤的治療[1-2]，其半衰期為2～3 h，90%以原型通過腎臟排出。由于MTX無選擇性抑制葉酸的作用，因此在發(fā)揮抗腫瘤作用的同時，也會對患者正常器官造成損傷。大劑量MTX化療(>1 000 mg/m2)可使血藥濃度達(dá)到較高的水平，進(jìn)而使MTX擴(kuò)散到血供較差的實體腫瘤，并通過血-腦、血-眼、血-睪丸屏障。但大劑量MTX化療也可引起骨髓抑制、皮膚粘膜及肝腎功能損傷等諸多不良反應(yīng)。

MTX毒副作用的嚴(yán)重性取決于MTX的劑量及作用時間。大劑量MTX主要通過兩種方式引起腎毒性，一是直接降低腎小球濾過率，二是在酸性尿液的環(huán)境中MTX及其代謝產(chǎn)物沉淀于腎小管中。盡管水化、堿化尿液及亞葉酸鈣的解救使MTX威脅生命的毒副反應(yīng)降低，但MTX排泄延遲(C48 h>1 μmol/L[3])的現(xiàn)象仍有發(fā)生。患者一旦出現(xiàn)腎臟毒性就會影響MTX的排出，造成MTX在體內(nèi)蓄積，并進(jìn)一步導(dǎo)致腎衰竭及其他毒副作用。MTX 24 h血清濃度>5 μmol/L，48 h血清濃度>1 μmol/L，72 h血清濃度>0.1 μmol/L時，提示腎功能受損，死亡率增加[4]。當(dāng)血清MTX濃度達(dá)到一個較高水平(100～410 μmol/L)時，大劑量的亞葉酸鈣也很難完全逆轉(zhuǎn)MTX的毒性[5]。因此，能否用其他方式降低MTX濃度成為臨床的研究熱點。

2CPDG2的發(fā)現(xiàn)及作用機(jī)制

早在1955年，即有研究發(fā)現(xiàn)某些細(xì)菌能使葉酸失去活性[6]。Goldman等[7]在1967年從銅綠假單胞菌菌株中純化和鑒定出了能裂解MTX和葉酸的細(xì)菌酶，顯示該酶具有一定的應(yīng)用價值。后續(xù)研究陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了能將MTX降解為谷氨酸和DAMPA的CPDG1和CPDG2。相比CPDG1，CPDG2的選擇性更高，具有良好的臨床應(yīng)用前景。Widemann等[8]用恒河猴研究了CPDG2和DAPMA(2，4-二氨基-N10-甲基蝶酸)的藥代動力學(xué)，發(fā)現(xiàn)血清DAPMA被迅速清除，對因使用MTX而導(dǎo)致腎臟損傷的動物，CPDG2可將MTX降解為無毒的化合物DAPMA而加快MTX的排泄，減輕了腎臟的排泄負(fù)擔(dān)，從而提供了一種非腎臟毒性的排泄方式。CPDG2能迅速將MTX轉(zhuǎn)化為2個非活性代謝產(chǎn)物谷氨酸和DAMPA，谷氨酸鹽和DAMPA在肝臟代謝，并通過腎臟快速排泄，從而降低細(xì)胞外MTX濃度[9]。

3CPDG2的臨床實驗及局限性

CPDG2可使腎功能受損患者血清MTX濃度下降大約99%，提供了一種無侵襲性的解救方式并具有持續(xù)降低血清MTX的作用[10]。研究發(fā)現(xiàn)，使用CPDG2治療20例48 h平均MTX血漿濃度為28 μmol/L的患者，15 min后患者M(jìn)TX血藥濃度下降到l μmol/L[11]。一項囊括了5項前瞻性研究和1項回顧性研究的分析指出，CPDG2用于大劑量MTX化療安全可行，可使血清中的MTX下降至少87%，但考慮到CPDG2并未減輕MTX引起的毒性及減少患者的透析率，因此僅建議用于對MTX標(biāo)準(zhǔn)解救治療無效的患者[12]。CPDG2分子量達(dá)8.3萬，難以透過細(xì)胞膜和血腦屏障及血漿室間隙，只能酶解血液中游離的MTX，所以在用藥后可能會出現(xiàn)藥物濃度反跳現(xiàn)象。而亞葉酸能通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，因此，臨床上必須同時用亞葉酸鈣解救并行血藥濃度監(jiān)測。對嚴(yán)重的清除延遲的患者必要時并用高通量血液透析的方法。

CPDG2在臨床實驗中耐受性較好。Bunchen等[13]發(fā)現(xiàn)，82例使用CPDG2的患者僅有2例出現(xiàn)短暫、可逆的毒副作用，1例患者出現(xiàn)臉紅和震顫，另1例僅出現(xiàn)臉紅。CPDG2引起的毒副反應(yīng)多為1、2級毒副反應(yīng)，無需處置即可緩解[14]。

但現(xiàn)有的臨床實驗仍有一定的局限性。CPDG2給藥時間取決于患者何時達(dá)到給予CPDG2的標(biāo)準(zhǔn)，但研究發(fā)現(xiàn)，96 h之后給予CPDG2 4級毒副作用發(fā)生率多于96 h之內(nèi)給藥的患者，提示推遲使用CPDG2降低了CPDG2的臨床療效，但該實驗有64例患者為96 h內(nèi)給藥，96 h后給藥的患者僅有11例[15]，以后的臨床實驗需隨機(jī)對照比較早給藥和晚給藥之間的差異，以確定最佳的給藥時間。另外，由于缺少對照組，CPDG2在MTX解救治療中的作用并未明確，因此需要比較亞葉酸加或不加CPDG2來確定具體何種患者能從CPDG2解救治療中得到最大的獲益?，F(xiàn)有臨床實驗的觀察指標(biāo)多為需要透析的患者數(shù)及本次化療至下次化療之間的時間間隔，鮮有報道腎功恢復(fù)的時間及MTX徹底清除的時間。Christensen等[16]研究發(fā)現(xiàn)，肌酐清除率恢復(fù)至正常水平的中位時間為21 d，指出CPDG2能否加快腎功能的恢復(fù)仍需相關(guān)臨床實驗的對照觀察。能否降低死亡率是解救治療療效觀測的重要指標(biāo)之一，但目前臨床實驗無CPDG2能否降低大劑量MTX化療死亡率的相關(guān)報道。由于CPDG2價格昂貴，因此，采用較低的劑量能否獲得相同的解毒作用是后續(xù)研究的重點[17]。

4CPDG2的應(yīng)用指征及劑量

CPDG2被FDA批準(zhǔn)靜脈用于血漿MTX濃度大于1 μmol/L的有排泄延遲或腎功能損害的患者[18]。使用CPDG2時，除了考慮血漿MTX濃度，還應(yīng)綜合考慮腎功能損傷的程度、患者的年齡、同時使用的藥物及出現(xiàn)MTX毒性反應(yīng)的時間等因素[19]?？紤]到CPDG2治療的費用及現(xiàn)有臨床實驗的局限性，當(dāng)亞葉酸解救、堿化尿液(pH<7)、水化等標(biāo)準(zhǔn)解救治療到達(dá)最大化仍無法降低血漿MTX濃度時，考慮使用CPDG2[20]。CPDG2采用靜脈推注的方式，F(xiàn)DA推薦劑量為50 U/kg。已有研究指出，較低劑量的CPDG2也可對MTX濃度相關(guān)的腎損傷進(jìn)行成功的解救治療[21]。最新研究發(fā)現(xiàn)，CPDG2劑量>50 U/kg與<50 U/kg在降低MTX療效方面無明顯差異，因此，建議體重<40 kg的患者采用FDA推薦的劑量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，體重>40 kg的患者使用2 000 U CPDG2即可[22]。由于重復(fù)給藥并不能明顯降低MTX血清濃度，一般只注射1次。另有個案報道指出，CPDG2鞘內(nèi)注射可降低腦脊液中MTX的濃度，并減輕MTX神經(jīng)毒性[23]。

5CPDG2的交互作用

亞葉酸鈣在細(xì)胞毒治療中用作MTX的解毒劑已廣泛應(yīng)用于臨床，可有效拮抗MTX引起的毒副作用，逆轉(zhuǎn)MTX對骨髓和胃腸粘膜的反應(yīng)。由于CPDG2不能降解細(xì)胞內(nèi)的MTX，因此，在使用CPDG2時，仍需亞葉酸鈣支持治療。但由于亞葉酸是CPDG2的作用底物，可以與CPDG2競爭MTX進(jìn)而導(dǎo)致CPDG2活性的喪失，兩種藥物同時使用會降低彼此的療效，因此應(yīng)用CPDG2前后2 h內(nèi)不推薦使用亞葉酸解救治療[24]。

綜上所述，CPDG2是一種獨特的清除腎功受損、排泄延遲患者體內(nèi)MTX濃度的藥物，提供了一個可替代的無腎毒性的快速、有效、非侵襲性的MTX清除方式。臨床實驗證實了CPDG2降低MTX的有效性及安全性，將來需要更多的隨機(jī)對照研究來確定具體何種患者何時能從CPDG2解救治療中得到最大的獲益。

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Research advance in carboxypeptidase G2

LONG Cheng,YI Tie-nan*,SUN Zhi-hua,WANG Yue-hua,XIAO Tian-lin,SUN Qiu-shi

(Department of Oncology,Xiangyang Central Hospital,Hubei University of Arts and Science,Xiangyang 441021,China)

[Abstract]Carboxypeptidases G2 is a bacterial enzyme that results in a decrease in plasma MTX concentrations by hydrolysis of MTX to inactive metabolites.Patients treated with carboxypeptidases G2 in addition to standard supportive care has a remarkable and rapid reduction in serum methotrexate level.Carboxypeptidases G2 is well tolerated,the most common adverse effects being typically grade 1 or 2 in severity and resolved without any intervention.However the clinical application of carboxypeptidases G2 still has some limitations and controversy.

Key words：Carboxypeptidase G2;Methotrexate;Renal damage

收稿日期：2015-09-15

*通信作者

DOI:10.14053/j.cnki.ppcr.201605029