6-巯基嘌呤治疗儿童急性淋巴细胞白血病研究进展

中华儿科杂志 1998年第6期第36卷 综　　述

作者：马晓莉　吴敏媛　胡亚美

单位：100045 首都医科大学附属北京儿童医院

　　现代强烈联合化疗使约2/3的急性淋巴细胞白血病(ALL)患儿获得长期生存^［1］，但仍有部分病例复发，其中一些病例是由于维持治疗不当所致。在ALL的维持治疗阶段，合理应用6-巯基嘌呤(6-MP)是使患儿获得长期生存有力的治疗措施。我们就近年来6-MP治疗儿童ALL的药代动力学和分子学及细胞生物学等方面的研究进展作一综述。

　　(一)6-MP药代动力学^［2，3］

　　6-MP是一种无活性的前体药物，口服后经吸收在组织细胞中代谢为具有细胞毒活性的核苷酸，后者最终掺入DNA，导致细胞死亡。口服6-MP的生物利用度相当低，个体间差异很大，且具有剂量依赖性，口服较大剂量(500 mg/m²)较标准剂量(75 mg/m²)的生物利用度相对较低，而中等剂量(88～175 mg/m²)较50 mg/m²有较高比例的生物利用度。可能因较大剂量时血浆清除率减低所致。食物摄入及其方式的不同极大地影响了药物的利用，6-MP与食物同服可降低其利用度已得到很多作者的认同；牛奶中的过氧化物酶使6-MP分解为无活性的硫尿酸而影响其利用。目前虽未明确空服可增加6-MP的利用，以及与食物同服的6-MP量与其细胞内活性代谢产物的关系，但不能除外食物为一种重要的干扰因素。

　　Toronto研究组提出6-MP血浆动力学昼夜变化的概念，认为夜间清除率低而血浆浓度高，因而推荐晚间用药。近来Schmiegelow等^［4］认为，6-MP血浆动力学变化的规律可解释部分病人早晨服药效果差的原因。个体组织中6-MP分布不同，红细胞内6-MP活性代谢产物就无明显昼夜变化。6-MP与一些内源性物质(如造血细胞生长因子)的相互作用有显著的临床意义。夜间骨髓细胞增殖活性低，粒-单细胞集落刺激因子水平低，而淋巴细胞活性达高峰，因此夜间服药可减少患儿复发的危险性，并可降低骨髓毒性反应。即给于相同剂量的6-MP，其利用度较早晨为高。

　　6-MP的细胞内存在形式主要为三种核苷酸代谢产物；(1)硫代次黄嘌呤核苷单磷酸(TIMP)；(2)硫代黄嘌呤核苷酸(TXMP)；(3)硫鸟嘌呤核苷单磷酸(TGMP)，而以TIMP量最多，为硫鸟嘌呤核苷酸(6-TGN)的基础物。后者包括单、二、三磷酸硫鸟嘌呤(6-TGmP，TGdP和TGtP)。目前认为6-MP的细胞内活性代谢产物主要为TIMP和6-TGN。

　　在红细胞中核苷酸代谢产物起主要作用，为终末代谢；而在有核细胞(骨髓前体细胞和白血病细胞等)中6-MP的代谢产物则最终掺入DNA而发挥作用，因此不属于终末代谢。参与中间代谢的酶有多种，其中硫鸟嘌呤甲基转移酶(TPMT)为6-MP甲基代谢途径的关键酶。6-MP半衰期在血浆中很短(约5小时)，在有核细胞中，由于代谢产物的快速掺入半衰期也很短，而在红细胞中的半衰期较长(大于24小时)。动物实验证明6-MP的代谢产物集聚在骨髓和脾脏中，可能与这些器官中红细胞大量积聚有关。如6-MP剂量不变，其代谢产物浓度在几周内达稳定状态。口服药后红细胞内代谢产物的浓度不会发生即刻变化，此有助于药代动力学的研究。

　　(二)6-MP的细胞毒作用

　　6-MP的毒性反应多为骨髓抑制，因造血细胞为易感细胞。它的抗白血病作用很可能为6-TGN掺入DNA，在细胞的分子遗传学方面发挥作用，细胞毒作用与DNA损伤有关^［5］，即代谢产物掺入后形成的TG-DNA模板使复制不能以正常方式进行。DNA损伤的类型依细胞的类型而不同，其中以单股断裂为主。目前认为抗代谢药物和细胞周期特异性药物的作用与诱导敏感组织细胞的凋亡有关^［6］。DNA损伤即使短暂，也可能成为细胞凋亡的触发因素。6-MP与细胞接触时单独影响细胞周期的过程未被完全明确，应探讨6-MP引起细胞凋亡的详细过程，以进一步研究易感性决定因素的分子本质。

　　6-MP剂量与儿童ALL长期无病生存率的改善有关^［7］，将6-MP标准剂量减至一半时可显著缩短缓解期，其原因可能为获得性耐药及个体间药物代谢的差异。Dibenedetto等^［8］认为6-MP的蓄积量是维持治疗的关键因素，如平均蓄积量偏低(小于治疗量的86%)，则病人预后较差。这一因素与诊断时白细胞数、年龄及其他因素无关。6-MP的细胞毒作用与6-TGN浓度有关^［9］，存活时间长者6-TGN浓度高。对6-MP耐受性大者虽长期给予足量6-MP，体内6-TGN浓度低，无骨髓毒性；而敏感者短期内产生较高的6-TGN，难以达到稳定状态，需不断调整剂量。此点与诊断时白细胞数、性别、 年龄及免疫分型等因素无关。因此一些复发病人是因为6-MP使用不当而非耐药所致。

　　Lennard等^［10］认为外周血红细胞及白细胞中6-TGN浓度个体间差异很大，可能存在遗传学差异，是严重骨髓抑制和治疗失败的原因，且与血浆6-MP的药代动力学无关。近来Liliemark等^［11］认为，6-MP代谢有自我限制现象，在一定浓度范围内(10 nm-1 μm)，6-TGN浓度随6-MP剂量的增加而增加。但继续增加6-MP量将导致6-TGN形成减少。推测是因TIMP作为嘌呤合成代谢的抑制剂引起ATP耗竭所致。6-MP的耐受性存在性别间的差异^［12］，女孩更易达到6-TGN的稳定浓度，对维持治疗敏感。性联酶次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)能促进活性代谢产物的形成，但HGPRT活性与红细胞内6-TGN浓度无关，性别间红细胞内6-TGN浓度亦无显著性差异。表明了6-TGN不能代表6-MP活性产物的全部。

　　维持治疗期间6-TGN积聚在患儿的红细胞中^［13］。骨髓抑制程度与6-TGN有关，红细胞可能具有形成6-TGN所需的酶，且6-TGN的积聚与其他组织(包括骨髓干细胞)相一致，因此红细胞内6-TGN可作为监测6-MP治疗有效性的指标。口服6-MP后个体内6-TGN浓度变化很小，因此不能直接估计其量，且6-TGN 的作用不能代表6-MP的全部效应，因此测定6-MP主要代谢产物作用的靶细胞内药物浓度，可更直接了解其药代动力学，以调整药量减少部分病人复发的危险性。

　　(三)6-MP代谢的遗传学变异^［2，14］

　　6-MP发挥作用的基本条件为转变成核苷酸，后者不仅依赖于6-MP的浓度，也与酶的浓度有关，而酶活性个体间水平的差异使6-MP的有效浓度不同。TPMT为一种多形酶，可催化6-MP甲基化而失活。遗传多态性使个体间TPMT活性有很大差异。它具有两个基因位点：低活性TPMT(TPMT^L)和高活性TPMT(TPMT^H)。约1/300为TPMT^L的纯合子，酶活性低；89%为TPMT^H的纯合子，酶活性高；余11%为有中度TPMT活性的杂合子。ALL儿童应用6-MP时，红细胞内6-TGN与TPMT活性呈负相关。TPMT活性可能在于催化甲基化产物形成的同时阻止了非甲基化产物6-TGN等的形成。具有高活性TPMT者，给予标准剂量6-MP，治疗效果差，一般也不发生骨髓抑制，且易复发；而具有低活性者，6-TGN浓度在相同剂量6-MP时较高，发生毒性反应的危险性大，因此TPMT遗传学变异可能是影响ALL儿童治疗的因素之一。但TPMT活性与6-MP治疗的总缓解时间无关。6-MP化疗时红细胞内TPMT活性增高，停药后其活性恢复到遗传的基础水平。TPMT可能为6-MP细胞毒作用的调解器，对ALL儿童预后有很大影响。具有高活性TPMT者对6-MP耐受时间长，但并不表明不能达到6-TGN的活性水平，只是需要较大剂量。而能耐受足够剂量者更可能复发，因此测定TPMT活性可提高治疗的有效性并减少副作用。Lennard等^［15］用高效液相色谱分析(HPLC)方法，同时测定6-MP代谢产物6-TGN和6-甲基MP。后者为TPMT催化的产物，间接反映该酶的活性，使无论何种原因(如药物代谢，吸收或依从性等)所致的对6-MP无反应儿童很快得到识别。

　　(四)静脉应用6-MP^［16］

　　50年代根据6-MP的血浆动力学，首次应用静脉疗法，但6-MP难溶于水。而口服具有抗白血病作用，且容易吸收，因此多采用口服疗法。目前的静脉疗法可解决很多口服的缺点，故已引起人们的注意。将碱性6-MP溶于大量液体中缓慢静脉注射可明显提高其溶解度。

　　动物实验证实经静脉注射6-MP后4小时达稳定的血浆浓度，半衰期小于1小时，6小时脑脊液浓度达到稳定水平，具有细胞毒作用。而细胞内代谢产物在注射过程中逐渐增加，之后缓慢下降，消除半衰期平均为3.6天。

　　Camitta等^［17］用较大剂量(每小时每平方米 50 mg)6-MP连续静脉注射治疗儿童ALL取得良好效果。认为6-MP在肿瘤细胞内达最大的治疗浓度，且脑脊液中浓度达血浆浓度的1/3，可迅速消灭体内肿瘤细胞，减少耐药性产生及肿瘤细胞进入庇护所的机会，并在6-MP敏感儿童可望预防脑膜白血病。静脉注射维持时间以48小时为宜。

　　静脉注射较大剂量6-MP的优点还包括：(1)可避免肝肠代谢，提高生物利用度；(2)可达较高的血浓度；(3)克服口服给药的不依从性。调查表明，约1/3患儿有服药时间提早2～4小时的情况，静脉给药可直接监督，且在同一时间内测定6-MP及其产物浓度从而避免不依从性。但单独应用静脉6-MP治疗复发ALL的完全缓解率低，可能因为较大剂量应用前口服6-MP增加了耐药性产生的概率；而常规剂量口服6-MP治疗ALL，完全缓解率仅为1/3，因此不主张单独静脉应用6-MP治疗儿童ALL。

　　6-MP与甲氨喋呤(MTX)的协同作用已成为治愈ALL的重要方面^［18］，MTX可增加具有细胞毒活性的6-MP代谢产物的总量，并可促进活性代谢产物掺入DNA。6-MP的应用也可提高三磷酸阿糖胞苷(Ara-C)活性代谢产物三磷酸阿糖胞苷(Ara-CTP)的浓度。较大剂量6-MP联合静脉应用MTX或Ara-C治疗ALL，其疗效将优于小剂量口服6-MP。ALL儿童长期无病存活者无6-MP的明显副作用，为静脉应用6-MP联合化疗提供了很好的应用前景。

参考文献

　　1　Rivera GK, Pinkel D, Simone JV, et al. Treatment of acute lymphoblastic leukemia: 30 years′ experience at St. Jude Children′s Reasearch Hospital. N Engl J Med, 1993, 329:1289-1295.

　　2　Bostrom B, Erdman G. Cellular pharmacology of 6-mercaptopurine in acute lymphoblastic leukemia. Am J Pediatr Hematol Oncol, 1993, 15:80-86.

　　3　Rivard GE, Lin KT, Leclerc JM, et al. Milk could decrease the bioavailability of 6-mercaptopurine. Am J Pediatr Hematol Oncol, 1989, 11:402-406.

　　4　Schmiegelow K, Glomstein A, Kristinsson J, et al. Impact of morning versus evening schedule for oral methotrexate and 6-mercaptopurine on relapse risk for children with acute lymphoblastic leukemia. Am J Pediatr Hematol Oncol, 1997, 19:102-109.

　　5　Pan BF, Nelson JA. Characterization of the DNA damage in 6-thioguanine-treated cells. Biochem Pharmacol, 1990, 40:1063-1069.

　　6　Hickman J A Apoptosis induced by anticancer drugs. Cancer and Metastasis Reviews, 1992, 11:121-139.

　　7　Koren G, Ferrazine G, Sulh H, et al. Systemic exposure to mercaptopurine as a prognostic factor in acute lymphocytic leukemia in children. N Engl J Med, 1990, 323:17-21.

　　8　Dibenedetto SP, Guardabosso V, Ragusa R, et al. 6-Mercaptopurine cumulative dose:a critical factor of maintenance therapy in average risk childhood acute lymphoblastic leukemia. Pediatr Hematol Oncol, 1994, 11:251-258.

　　9　Lilleyman JS, Lennard L. Mercaptopurine metabolism and risk of relapse in childhood acute lymphoblastic leukemia. Lancet, 1994, 343:1188-1190.

　　10　Lennard L, Lilleyman JS. Variable mercaptopurine metabolism and treatment outcome in childhood lymphoblastic leukemia. J Clin Oncol, 1989, 7:1816-1823.

　　11　Liliemark J, Pettersson B, Engberg B, et al. On the paradoxically concentration-dependent metabolism of 6-mercatopurine in WEHI-3b murine leukemia cells. Cancer Res, 1990, 50:108-112.

　　12　Schmiegeolow K, Schroder H, Gustafsson G, et al. Risk of relapse in childhood acute lymphoblastic leukemia is related to RBC metho-trexate and mercaptipurine metabolites during maintenance chemotherapy. J Clin Oncol, 1995, 13:345-351.

　　13　Schmiegelow K, Bruunshuus I.6-Thioguanine nucleotide accumlation in red blood cells during maintenance chemotherapy for childhood acute lymphoblastic leukemia, and its relation to leukemia. Cancer Chemother Pharmacol, 1990, 26:288-292.

　　14　Lennard L, Lilleyman JS, Van Loon JA, et al. Genetic variation in response to 6-mercaptopurine for childhood acute lymphoblastic leukemia. Lancet, 1990, 336:225-229.

　　15　Lennard L, Singleton H. High-performance liquid chromatographic assay of the methyl and nucleotide metabolites of 6-mercaptopurine: quantitation of red blood cell 6-thioguanine nucleotide, 6-thioinosinic acid and 6-methylmercaptopurine metabolites in a single sample. J Chromatogr, 1992, 583:83-90.

　　16　Donald P. Intravenous mercaptopurine: Life begins at 40. J Clin Oncol, 1993, 11:1826-1831.

　　17　Camitta B, Leventhal B, Lauer S, et al. Intermediate-dose intravenous methotrexate and mercaptopurine therapy for non-T, non-B acute lymphoblastic leukemia of childhood: A Pediatr Oncolgy Group Study. J Clin Oncol, 1989, 10:1539-1544.

　　18　Innocenti F, Danesi R, DiPaolo A, et al. Clinical and experimental pharmacokinetic interaction between 6-mercaptopurine and methotrexate. Cancer Chemother Pharmacol, 1996, 37：409-414.