培门冬酶治疗儿童急性淋巴细胞白血病研究进展

闫 红，何 莉

0 引言

儿童急性淋巴细胞白血病(ALL)约占儿童急性白血病的75%～80%，是最常见的儿童恶性肿瘤[1]。L-ASP作为儿童ALL联合化疗方案中的一个主要药物，自其在临床应用以来，儿童ALL的缓解率及无病生存率都有了很大程度的提高，长期无事件生存率可达到80%[2]。然而，L-ASP在发挥其治疗作用的同时还会产生多种毒副作用，包括过敏性休克、胰腺炎、血栓形成、肝功能损害、凝血功能障碍等，并因其变态反应发生率高和频繁的静脉注射，使其在临床上的应用受到一定的限制[3]。

PEG-ASP即左旋门冬酰胺酶聚乙二醇轭合物，是一种长效的新型门冬酰胺酶制剂。PEG-ASP通过可溶性聚合物聚乙烯乙二醇(PEG)对L-ASP进行物理包埋和化学修饰，使得该药不仅保持了L-ASP生物活性，而且降低了外源性细菌蛋白质的免疫原性，同时在人体内的半衰期大为延长，从L-ASP的20 h延长至5.5 d，约为L-ASP的5倍[4-5]，且不良反应与L-ASP相似[6]。PEG-ASP克服了L-ASP这些缺点,逐渐广泛应用于临床[7]。于1984年PEG-ASP开始应用于临床，1994年经美国食品和药品管理局(FDA)批准可应用于对L-ASP过敏的ALL患者，2006年经FDA批准可作为治疗儿童ALL的一线药物。江苏恒瑞医药公司于2002自主仿制了国产PEG-ASP注射液(商品名：艾阳)，2009年经国家药品食品管理监管局(SFDA)批准在中国上市。

1 PEG-ASP抗肿瘤机制、药代动力学、抗药性的研究

1.1 抗肿瘤机制 1953年Kidd等第一次观察到用豚鼠血清治疗小鼠淋巴瘤可以获得完全缓解；1961年经Broome等证实，豚鼠血清中抗淋巴瘤的有效成分即L-ASP；1964年Cambell等从埃希氏菌属大肠杆菌提纯获得L-ASP，并发现其与豚鼠血清中发现的抗肿瘤成分活性相似，这一重大发现为临床及实验室的研究提供了大量酶的来源。门冬酰胺(Asparagine,Asn)是蛋白质合成的重要氨基酸之一，人体正常细胞能自身合成Asn，满足细胞蛋白质合成的需要，但肿瘤细胞(如ALL、淋巴瘤细胞)的门冬酰胺合成酶活性极低，必须从细胞外、血液循环中摄取Asn，L-ASP能催化分解而耗竭血液中的Asn，使得肿瘤细胞内的蛋白质因缺乏Asn导致合成受影响，抑制随后的DNA和RNA合成，进而导致肿瘤细胞死亡。

1.2 药代动力学 Asselin等[8]研究发现，不同菌株来源的L-ASP的半衰期存在差异，欧文菊花菌来源的L-ASP(Erwinia L-ASP)、埃希大肠杆菌来源的L-ASP(E.coli L-ASP)、PEG-ASP的半衰期分别为0.65、1.24、5.73 d，而它们能维持外周血中门冬酰胺处于耗尽状态的时间分别为7～15、14～23、26～34 d。由此提示我们在临床应用PEG-ASP时，应及时检测血浆中其活性及Asn耗竭情况，以决定用药的剂量和间隔时间，来保证其药物效应。

此外，Riccardi等[9]发现，在应用L-ASP后，血浆L-ASP活性达到100 IU/L以上时，就能保证血浆及脑脊液中Asn被完全耗竭(<0.1 μmol/L)。Ahlke等[10]用L-ASP(2 500 IU/m2,静脉滴注，每3天1次)应用于15例ALL的患儿，发现L-ASP血浆谷浓度能达到102 IU/L，其中97%的血标本Asn达到完全耗竭，100%脑脊液标本(11/11)中Asn达到完全耗竭。近期研究表明，ALL患儿注射PEG-ASP(2 500 IU/m2)1次后的2周仍能保持有效的血药浓度[6]。以上研究提示，L-ASP在预防髓外白血病中可能也担当着重要角色。这可能也是L-ASP在维持白血病持续完全缓解(CCR)中起重要作用的原因之一。

1.3 抗药性 肿瘤细胞产生抗药性主要有两种机制。Haskell等[11]发现，L-ASP有临床抗药性，ALL患者的染色体中门冬酰胺合成活性增加；肿瘤细胞在接触L-ASP后，其自身门冬酰胺合成酶(AS)的合成增加[12]，且白血病细胞中的间充质细胞(Mesenchymal，MSC)也能产生AS，从而催化合成L-门冬酰胺，使得PEG-ASP药效丧失[13]。研究发现，对于融合基因TEL-AML1呈阴性的B型ALL患者而言，AS高表达的4年无病生存率为58%±11%，AS低表达的4年无病生存率为83%±7%，差异有统计学意义，说明预后与AS的表达程度有关[14]。L-ASP第二个可能的抗药性产生机制似乎与抗体形成有关，抗体可以使L-ASP失效，疾病容易复发[15]。Soares等[16]认为，抗PEG-ASP抗体与PEG-ASP发生抗原抗体免疫反应，从而使药物清除率更高且药效时间缩短，从而疗效降低。

2 PEG-ASP临床应用的研究

2.1 用药方案及疗效 美国丹纳法伯肿瘤研究所(Dana-Farber Cancer Institute,DFCI)于1991年开展了一项名为DFCI 91-01的临床试验[2]。将收集的年龄在0～18岁且新诊断为ALL的377例患儿随机分为2组，试验分为观测期(Ⅰ期，共3 d)、诱导缓解期(Ⅱ期，共4周)、中枢神经系统治疗期(Ⅲ期，共3周)、强化治疗期(Ⅳ期，共30周)、维持治疗期(Ⅴ期，共2年)。两组患儿在Ⅰ～Ⅴ期使用药物及剂量(Ⅰ期：强的松；Ⅱ期：长春新碱、强的松、阿霉素、甲氨蝶呤；Ⅲ期：鞘内注射加脑部X光放疗；Ⅴ期：长春新碱、甲氨蝶呤、地塞米松、6-MP)均相同。而在Ⅳ期，组1给予PEG-ASP(2 500 IU/m2，肌肉注射，每2周1次，共15次)，组2给予天然E.coli L-ASP(25 000 IU/m2，肌肉注射，每周1次，共30次)，此期中的长春新碱、甲氨蝶呤、地塞米松、6-MP等应用剂量均相同。结果显示：组1和组2的5年无事件生存率分别为84%±4%、78%±4%，差异无统计学意义，表明PEG-ASP 与 L-ASP 疗效相同；组1和组2的毒性反应发生率分别为25%、36%，提示PEG-ASP的毒性较天然L-ASP弱；接受门冬酰胺酶治疗≤25周患儿与≥26周患儿的5年无事件生存率分别为73%±7%、90%±2%，两者比较差异有统计学意义(P<0.01)，提示门冬酰胺酶在维持白血病持续完全缓解中起重要作用。

美国儿童癌症研究小组进行了一项名为CCG-1962的试验，对118例初诊标危的ALL患儿随机分为2组，在诱导治疗期比较PEG-ASP和天然E.coli L-ASP的疗效[17]。组1给予PEG-ASP(2 500 IU/m2，肌肉注射，第3天)，组2给予天然E.coli L-ASP(6 000 IU/m2，肌肉注射，第3、5、8、10、12、15、17、19、22天)，两组患儿均使用长春新碱(1.5 mg/m2，静脉注射，第0、7、14、21天)、强的松(40 mg/m2，口服，第0～28天)。结果显示，组1和组2的完全缓解率在第7天分别为63%、47%，第14天分别为96%、83%，差异有统计学意义，说明PEG-ASP比天然L-ASP E.coli缓解更迅速；PEG-ASP因其半衰期较天然E.coli L-ASP长4天，故能持久、有效地降解门冬酰胺；此外，研究还发现，两组的3年无事件生存率、不良事件、感染及住院时间相似。

Gabriele等[18]进行了一项随机性、前瞻性研究，以评价氯法拉滨联合PEG-ASP在治疗儿童复发或难治性ALL的疗效。初诊的ALL患儿，经首次诱导治疗后，B系淋巴细胞白血病(B-ALL)在第29天微小残留(MRD)≥10-4、T系淋巴细胞白血病(T-ALL)在第43天MRD≥10-3的患儿纳入研究中。试验组给予氯法拉滨(40 mg/m2，共5次)联合PEG-ASP(2 500 IU/m2，共1次)，对照组接受标准治疗，给予大剂量阿糖胞苷(3 g/m2，共4次)联合PEG-ASP(2 500 IU/m2，共1次)。氯法拉滨/PEG-ASP治疗B-ALL后使24/39(61%)的患儿MRD转阴，而阿糖胞苷/PEG-ASP治疗后仅有18/39(46%)的患儿MRD转阴。研究还发现，氯法拉滨/PEG-ASP的毒性类似于阿糖胞苷/PEG-ASP，无意外的严重的副作用。PEG-ASP联合其他药物治疗难治性ALL疗效显著。

2011年中国CCLG-ALL2008协作组收集了200多例ALL患儿，旨在对儿童ALL诱导缓解治疗中应用 PEG-ASP替代L-ASP。对标危的患儿诱导缓解治疗方案为长春新碱(1.5 mg/m2，静脉注射，第8、15天)、柔红霉素(25 mg/m2，静脉滴注，第8、15、22、29天)、PEG-ASP(2 500 IU/m2，肌肉注射，第8、22天)、强的松(60 mg/m2，口服，第1～7天)、地塞米松(6 mg/m2,口服，第8～28天)。对中危的患儿除柔红霉素在第22、29天增加2次外，其余药物及其剂量均同于标危患儿的方案。该临床观察的具体数据待发表。

国内外多中心的临床研究表明，PEG-ASP与天然E.coli L-ASP疗效相同[2,19-20]，而PEG-ASP发生的过敏反应明显减少[2,6]。

2.2 临床给药途径 目前我们对PEG-ASP的给药方式主要为肌肉注射，研究表明，ALL患儿可以耐受静脉注射治疗，其不良反应(包括过敏、深静脉血栓、胰腺炎等)发生率和肌肉注射相似[6]。2005年PEG-ASP经FDA批准可用于静脉注射。但应控制给药速率，有报道认为PEG-ASP的给药速率可影响血清三酰甘油水平[21]。

另外，研究表明，从药物成本、给药和制剂费用、去诊所看病的费用以及假定较低的超敏反应发生率等药物经济学指标分析，PEG-ASP和E.coli L-ASP相比，在用于成人ALL首次诱发治疗时，PEG-ASP每2周给药1次的方案相对节省费用[6]。

2.3 PEG-ASP的不良反应及处理 研究发现，L-ASP 在发挥疗效的同时还影响正常细胞的功能，从而导致不良反应发生[22-23]。包括过敏性休克、胰腺炎、血栓形成、肝功能损害、凝血功能障碍，对脂质代谢的影响及罕见的中枢神经系统毒性。

2.3.1 过敏反应的处置 从大肠杆菌培养液中提取的异体蛋白L-ASP，半衰期约为1.24 d，需多次静脉给药方可达到所需要的药物浓度。随着用药次数增多，变态反应发生率可达25%～30%[24-26]。PEG-ASP在保留L-ASP活性的同时，将免疫原性降低了99%[27]，使得过敏反应发生率降低。但临床上仍有极少数患者可发生急性过敏反应，尤其对有L-ASP过敏史的患者发生率较高。由于Ewinia L-ASP与PEG-ASP或E.coli L-ASP的抗体不会发生反应，故对上述2种酶过敏的患者，可改用Ewinia L-ASP[28]。临床上，在给PEG-ASP时，应必备常见的抢救药物及设备，一般使用前应给予地塞米松、开瑞坦及盐酸异丙嗪等，以预防过敏反应的发生，并在应用前后密切监测呼吸、血压、心率等。

2.3.2 急性胰腺炎的处置 应用PEG-ASP也可发生胰腺炎，发生率为2%～18%，与使用L-ASP相似[19]。主要表现为腹痛、呕吐、血清淀粉酶及脂肪酶的升高。给予PEG-ASP时，应预防低脂肪饮食、严密观察患者的临床症状以及监测血、尿淀粉酶、胰腺超声及CT等。虽然胰腺炎具有致死性，故发现患者出现上述不良反应时，需高度关注，应停止应用PEG-ASP[29]。但近来研究发现，L-ASP在治疗ALL过程中，一旦开始出现胰腺炎，连续输注蛋白酶抑制剂和抗生素，则可阻止胰腺炎继续恶化，继续使用L-ASP治疗可使胰腺炎症状达到完全缓解[30]。

2.3.3 止血、凝血或纤溶障碍的处置 文献报道，使用PEG-ASP患者发生凝血功能障碍的发生率为17%，主要表现为凝血酶原时间延长、部分凝血活酶生成时间延长、低纤维蛋白原血症等实验室检查结果异常，而临床出血倾向不明显，给予输注冷沉淀等处理后，凝血功能均可逐渐恢复正常[31]。

2.3.4 血栓形成的处置 有研究报道，由PEG-ASP导致血栓的发生率为2.5%～11%[32]。在一项研究中，对41例ALL患儿在应用L-ASP过程中给予肝素[0.45～1.33 mg/(kg·d)，皮下注射]预防性治疗血栓，76个疗程后，无1例发生血栓；而另外50例未预防性给予低分子肝素的患者，发生深静脉血栓和肺栓塞各1例，这项结果提示低分子肝素预防血栓形成似乎是有效的[33]。

2.3.5 糖代谢紊乱的处置 由于L-ASP造成急性胰腺炎引起低胰岛素血症及高血糖素时发生高血糖，同时，由于化疗中大量应用糖皮质激素，将诱发糖代谢异常及抑制外周组织对葡萄糖的摄取和利用，使血糖升高。L-ASP引发的继发性高血糖一般为一过性，可给予短效胰岛素并监测血糖水平，尤其是有糖尿病史的患者[34]。

2.3.6 肝功能损害的处置 PEG-ASP的耐受性较好，但易发生肝功能异常，如低白蛋白血症、轻度谷丙转氨酶和谷草转氨酶升高及胆红素血症等，一般在应用 PEG-ASP时，应严密注意肝功能及胆红素。发生肝功能异常者，给予保肝对症治疗。

3 结语

综上，PEG-ASP在保证疗效和天然E.coli L-ASP相当的同时，还具有更优的安全性，更长的半衰期，更好的依从性，更高的性价比，已成为目前治疗儿童ALL的首选。但PEG-ASP仍不可避免地产生过敏反应及抗体，需要研究者继续探索在不同阶段如何选择不同来源的L-ASP来减少过敏反应及抗体的产生。

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