大剂量甲氨蝶呤治疗急性淋巴细胞白血病的研究进展

　　中华血液学杂志

　　cHINESE JOURNAL OF HEMATOLOGY

　　1999年第20卷第2期No.2 vol.20 1999

叶辉综述　顾龙君审校

　　关键词：甲氨蝶呤（MTX） 急性淋巴细胞白血病（ALL）

　　甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）用于临床治疗儿童急性淋巴细胞白血病（ALL）已有40余年，是缓解后治疗的关键药物之一。本世纪60年代中后期，发现了甲酰四氢叶酸（leucovorin，LV）解救原理，大剂量MTX（HDMTX）很快在包括ALL在内的恶性肿瘤中推广使用。到目前，MTX使用剂量达33.6g/m²，已接近原初7万倍^［1］。现在大多数对ALL的中、大MTX治疗剂量为0.5～5.0g/m²。在为期2～3年的儿童ALL缓解期治疗中，每周1次小剂量MTX（LDMTX，20～40mg/m²)的用法似乎已成为经典。近来一些研究对HDMTX的使用原理提出挑战，质疑的焦点集中在细胞膜转运受体饱和、MTX聚谷氨酸盐（methotrexate polyglutamate，MTXPG）饱和以及是否与提高长期无病生存率（EFS）相关等问题^［2-4］。现对此作一综述，并展望HDMTX今后研究的方向。

　　1　MTX药物作用机制　MTX通过细胞膜上的还原叶酸盐载体（RFC）进入细胞内，当细胞膜外浓度超过20μmol/L时，也可通过被动扩散方式进入细胞内。在叶酰聚谷氨酸合成酶（FPGS）的作用下，MTX分子的谷氨酸残基再逐个连接上谷氨酸（达到2～6个），形成MTXPG。MTX及其MTXPG通过竞争性地抑制二氢叶酸还原酶（DHFR）活力，影响核酸和蛋白质的合成。决定MTX作用强度的因素是细胞内MTX、MTXPG浓度和停留时间。MTXPG在细胞内的停留时间比MTX长，细胞内MTXPG的聚集量和链长度是发生细胞毒性作用的主要因素。急性髓系白血病（AML）细胞由于不能形成足量的长链MTXPG，对MTX发生内在性耐药。MTXPG除抑制DHFR外，还抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶（TS）、起始嘌呤（de novo purine，DNP）合成所需的转移酶。不同剂量MTX进入细胞膜的方式有差异，形成的MTXPG聚集量和链长度也不同，现结合有关临床研究，分述如下。

　　1.1　细胞膜对HDMTX和LDMTX转运方式不同：赞成使用LDMTX的一个理由是MTX转运受体对MTX转运会达到饱和，当胞外浓度为0.05～0.10μmol/L时，该受体转运率达最大，并且细胞持续暴露于低浓度MTX与用HDMTX时一样可达有效的胞内浓度^［5］。但另一方面，当MTX血浓度超过20μmol/L时，药物可直接由血渗透至细胞内，且通过抑制游离MTX由胞内向胞外流动，保持胞内足够的浓度，克服由于RFC功能下降引起的耐药。另外，这一浓度可抑制DHFR的代偿增高。Evans等^［6，7］报道在HDMTX治疗过程中，血浆MTX浓度高于16μmol/L的ALL患儿，其治疗失败的危险性降低，提示达到胞外高浓度MTX的重要性。

　　1.2　HDMTX与LDMTX形成不同的MTXPG：尽管许多HDMTX的治疗方案显示能提高治疗结果，但体外试验提示使用LDMTX方式可以达到相应有效的胞内浓度。此外，还发现高浓度MTX可能通过反馈抑制作用破坏MTXPG的形成^［8］。Wolfrom等^［9］通过HDMTX（12g/m²，静滴4小时，24小时后LV解救）和中剂量MTX（MDMTX）（1g/m²，静滴36小时，48小时后LV解救）发现：由于MDMTX组具有较持久的细胞毒性，因而毒副作用更大，但是比HDMTX组具更强大的抗白血病效应，他们认为长期注射MDMTX、小剂量LV解救是治疗ALL复发患者的有效措施。针对上述观点，Synold等^［10］在患者诱导缓解治疗前，只给 MTX单个药物治疗，随机给47例患者HDMTX（1g/m²）和54例LDMTX(30mg/m²，口服，每6小时1次，共6次)，都在48小时后LV解救。虽然二组的血浆MTX浓度都在相同的时间内超过0.1μmol/L，但HDMTX组比LDMTX 组MTX浓度要高12倍。该研究通过体内试验证实用HDMTX后MTXPG聚集量和长链MTXPG数量比LDMTX组多，说明是由于高血浆浓度所致，而不是长时间暴露导致细胞内MTXPG浓度的改变，提示临床对T系ALL和高危B系ALL进行HDMTX治疗的重要性。

　　最初几周的外周血和骨髓肿瘤细胞数的变化是评估儿童长期EFS的独立指标，有人发现，诱导治疗8天内外周血肿瘤细胞是否消失与EFS明显相关^［11］。鉴于这种认识，Masson等^［12］在初诊ALL患儿入院后，先不进行常规的缓解诱导治疗，而是随机给予96小时HDMTX或LDMTX的单个药物治疗，结果发现HDMTX组患者外周血肿瘤细胞数在24小时内减少，并且4天内完全清除；此外还发现DNP合成的抑制程度与长链MTXPG数量有关，因而证实了胞外MTX浓度和抗白血病效应呈正相关。

　　2　脑脊液MTX浓度与HDMTX剂量的关系　 实验观察到1g/m²剂量，静注1/3量后15分钟，血浆MTX浓度可达100μmol/L，2～3小时在10～37μmol/L，这一浓度可使MTX穿透血脑、血眼及血睾屏障，杀伤隐蔽所白血病细胞，从而可以防止中枢神经系统白血病（CNSL）^［13］。对中枢神经系统白血病患儿可以用HDMTX结合鞘注替代放疗。尽管未对HDMTX和LDMTX治疗CNSL作对应的比较，但许多资料显示HDMTX治疗CNSL优于LDMTX，当使用500mg/m²的MTX时，脑积液（CSF）几乎不能达到0.1μmol/L的细胞毒性浓度^［14］，而使用33.6g/m²方案，CSF浓度可达到10μmol/L^［1］，3.0～7.5g/m²的方案达到1μmol/L^［15］。

　　3　HDMTX对提高长期EFS的重要性　 很早以前，Freeman等^［16］报道使用HDMTX明显减少ALL复发。Evans等^［17］发现ALL患儿的血清MTX浓度与缓解的时间长短明显相关，血清稳态MTX浓度超过16μmol/L的ALL患儿，其缓解持续的时间明显长于那些低于16μmol/L患儿。Niemeyer 等^［18］在诱导缓解期使用HDMTX和LDMTX，发现HDMTX组较LDMTX组长期EFS和无白血病期（LFI）明显提高和延长，并建议在诱导期就使用HDMTX。

　　4　HDMTX不良反应　 HDMTX常见的不良反应有不同程度的粘膜炎、肝肾功能损害、轻度的骨髓抑制、皮疹和发热，多呈一过性；神经系统病变、免疫介导的MTX肺炎、骨病和特异过敏等较少见。通常通过对化疗前重要脏器功能进行评估，治疗过程中充分水化、碱化尿液和合理LV解救，可以保证非超大剂量HDMTX（小于12g/m²）的应用安全。

　　5　MTX化疗个体化研究的展望　 综上所述，治疗儿童ALL时HDMTX优于LDMTX，对于成熟T系ALL的治疗更是如此。但不分个体、肿瘤特征的给药方式是不合理的，如何确定HDMTX最佳使用剂量和维持施药时间以及LV解救剂量和解救时间是今后要解决的问题^［12,19］。

　　5.1　HDMTX剂量选择：以往的资料显示要达到胞内最大的MTXPG聚集，T系ALL的HDMTX剂量要高于B系，一些资料认为儿童T系ALL的MTX剂量需为5.0g/m²，而B系剂量1．0g/m²偏低^［17,20］。为了解决这一问题，Galpin等^［21］检测的T系ALL细胞系CEM/CCRF（CEM）和B系ALL细胞系NALM6在暴露于不同浓度MTX 24小时后MTXPG的聚集情况，结果发现：CEM细胞内MTXPG近饱和状态（95%最大长链MTXPG形成）的最小胞外浓度为48μmol/L，NALM6为34μmol/L。即使再大的剂量，T系的胞内最大MTXPG聚集水平仍低于B系。他们认为如根据3.5g/m²的给药剂量可达48μmol/L的稳态血药浓度，2.5g/m²可达34μmol/L推算，前述对T、B系ALL的给药剂量是合理的，但也提出了T系ALL的使用剂量超过5.0g/m²有无必要问题。我们对中国儿童HDMTX使用剂量进行了优化研究，提出对标危患儿的剂量是3g/m²，非标危患儿的剂量应适当增加。

　　5.2　LV解救剂量和解救时间：Galpin等^［21］的研究表明，达到稳态最大的长链MTXPG聚集所需的时间，B系要短于T系，任一浓度的MTX都不能在24小时内使ALL细胞的活力受到抑制（无论是T系还是B系），但只要达到适当的血浆浓度，第48小时所有的细胞活力都能被抑制。目前对HDMTX作用时间，从2到48小时不等，显然应何时开始LV解救是值得进一步探讨的。通过LV解救以避免HDMTX的不良反应时，LV也在一定程度上解救了肿瘤细胞。HDMTX持续施药剂量越大，LV解救剂量就可能会越大，对肿瘤细胞杀伤就越不利。故在评价各种HDMTX给药方式对EFS的影响时，LV给药方式的影响不能忽视。LV解救应遵循的原则是最大量地杀伤肿瘤细胞，不会有致命的不良反应，不会因此影响下一疗程的化疗，此外还要考虑到与长期生存的关系。目前认为LV总解救剂量应少于MTX总剂量的10%，通常掌握在2%～3%。一般认为无论哪种HDMTX给药方式，LV解救时间必须延续到血浆MTX浓度小于0.1μmol/L。我们通过3g/m²和5g/m²，静滴24小时，36小时后给药解救，积累资料发现，目前LV解救总剂量偏大，持续时间偏长。如能延迟解救（不超过48小时），并提高终止LV解救的血浆MTX最小浓度，LV解救剂量将减少。

　　5.3　HDMTX与抗嘌呤代谢药物联合应用后的细胞毒性：MTX联合6-巯基嘌呤（6-MP）和6-硫代鸟嘌呤（6-TG）是儿童ALL缓解后治疗的经典方案，但联合应用后细胞毒性明显增加^［22］，其原因是MTX增加了磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的水平，在较高PRPP的水平上引起6-MP和6-TG生物活性成分硫鸟嘌呤磷酸化合物（TGNs）增高。

　　6　小结　 目前小儿ALL治疗中的困难在药物方面的因素是耐药、剂量和方案选择，要进一步提高长期EFS，必须对化疗药物的分子药理学和药代动力学作进一步的研究。从MTX耐药、给药剂量、HDMTX后LV解救剂量、解救时间的选择以及与其它化疗药物相互影响等方面作深入的探讨。

　　作者单位：200092　上海第二医科大学附属新华医院

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(收稿：1998-07-30　修回：1998-10-18)

　　(校对：董文革　王汝瑞)