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培门冬酶静默失活在儿童急性淋巴细胞白血病治疗中的新进展
国际输血及血液学杂志, 2020,43(5) : 418-422. DOI: 10.3760/cma.j.cn511693-20200703-00140
摘要

门冬酰胺酶包括大肠杆菌和欧文菌来源的门冬酰胺酶,以及培门冬酶。与前二者相比,由于培门冬酶具有体内半衰期更长、免疫原性更低的优势,目前已成为儿童急性淋巴细胞白血病(ALL)的首选治疗药物。但是,临床应用培门冬酶治疗ALL患儿过程中,可发生培门冬酶静默失活,从而导致ALL患儿治疗无效,并且严重影响其预后。培门冬酶静默失活虽然属于亚临床超敏反应,但是与超敏反应相比,其具有一定的隐蔽性,临床难以识别。因此,笔者通过介绍在儿童ALL治疗中培门冬酶静默失活的定义、发生机制、流行病学特征、危害及处理措施等方面的最新研究进展,以期探寻培门冬酶静默失活的有效识别方法及处理措施。

引用本文: 梁石明, 文飞球. 培门冬酶静默失活在儿童急性淋巴细胞白血病治疗中的新进展 [J] . 国际输血及血液学杂志, 2020, 43(5) : 418-422. DOI: 10.3760/cma.j.cn511693-20200703-00140.
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急性淋巴细胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)是儿童最常见的血液系统恶性肿瘤之一,其治疗药物包括糖皮质激素、长春新碱和门冬酰胺酶等[1]。门冬酰胺酶包括大肠杆菌和欧文菌来源的门冬酰胺酶,以及培门冬酶。其中,培门冬酶是一种L-门冬酰胺酶与活化态聚乙二醇经化学偶联修饰后的产物,具有体内半衰期长、免疫原性低的特点,是儿童ALL的一线治疗药物[3]。其对ALL的治疗机制为:ALL细胞天冬酰胺合成酶的表达水平较低,通常依赖血清液中的天冬酰胺存活,门冬酰胺酶通过耗竭天冬酰胺,使ALL细胞"饥饿"并最终死亡[4]。虽然目前培门冬酶已在临床广泛应用,但是亦存在较多不良反应,常见不良反应包括胰腺炎、肝毒性、血栓形成、高血糖、超敏反应、高黏度综合征、骨坏死和视网膜脂血症等[5]。近年研究结果表明,在培门冬酶治疗儿童ALL过程中,即使患儿未发生临床典型超敏反应,其体内也可形成中和抗体,从而降低培门冬酶活性,即发生培门冬酶静默失活[6]。当ALL患儿发生培门冬酶静默失活时,继续使用相同剂型的门冬酰胺酶治疗,可导致治疗无效,甚至发生严重不良反应,最终导致不良预后[2]。但是,培门冬酶静默失活具有隐蔽性,难以临床识别,因此寻找有效识别培门冬酶静默失活的方法并及时进行干预,将有助于改善ALL患儿预后。笔者通过阐述儿童ALL治疗中,培门冬酶静默失活的定义、发生情况、危害、处理措施等方面的最新研究进展,以期寻找培门冬酶静默失活的有效识别方法及处理措施。

1 培门冬酶静默失活的定义

目前,培门冬酶治疗儿童ALL达最佳疗效时的药物活性尚未明确,研究结果显示,血清培门冬酶活性水平<0.1 IU/mL会导致患儿脑脊液和血液中天冬酰胺被完全消耗,因此培门冬酶治疗儿童ALL时的药物活性水平应维持≥0.1 IU/mL[7]。根据《门冬酰胺酶超敏反应和静默失活监测管理专家共识》[2],培门冬酶静默失活定义为ALL患儿接受培门冬酶(每2周1次)治疗后第7天和(或)第14天,血清培门冬酶活性水平<0.1 IU/mL。

2 培门冬酶静默失活的发生机制

培门冬酶静默失活一方面是由于药物自身分子结构所致,另一方面与患儿遗传易感性相关。此外,培门冬酶静默失活的发生还可能受到多种其他因素影响,包括给药途径和频率、治疗方法,以及同时使用包括糖皮质激素在内的其他化学药物等。

2.1 分子学基础

培门冬酶由L-门冬酰胺酶聚乙二醇化获得。聚乙二醇化采用聚乙二醇链与蛋白质类药物的共价偶联,是一种药物制剂常用技术,该技术通过延长药物循环半衰期,从而改善治疗性蛋白质药物的半衰期短等药代动力学限制。大量研究结果证明,蛋白质类药物通过聚乙二醇化,可以使其具有免疫原性,特别是强免疫原性蛋白质类药物进行聚乙二醇化时,其免疫原性将进一步增强[8]。Kloos等[9]研究结果显示,经培门冬酶治疗的ALL患儿血清中,可检出针对聚乙二醇和琥珀酸酯连接子的抗体,该抗体可与培门冬酶反应,并且消耗培门冬酶,导致其药物活性低于有效活性水平(0.1 IU/mL),从而导致培门冬酶静默失活。这从分子学基础上,解释了培门冬酶静默失活的发生机制。

2.2 遗传易感性

培门冬酶静默失活在本质上是一种亚临床超敏反应,而培门冬酶超敏反应的发生与遗传易感性密切相关。一项探讨人类白细胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)Ⅱ类区域等位基因与天冬酰胺酶超敏反应相关性的研究,对359例ALL患儿进行HLA-DRB1和HLA-DQB1基因分型,结果显示,与非携带者相比,携带HLA-DRB1*07:01和HLA-DQB1*02:02等位基因的ALL患儿发生天冬酰胺酶超敏反应的风险更高[OR=2.86,95%CI:1.73~4.75,P=4.56×10-5OR=2.99,1.68~5.31,P=1.85×10-4][10]。关于培门冬酶超敏反应遗传易感性的研究结果显示,在既往接受过北欧儿科血液和肿瘤学会(Nordic Society of Pediatric Hematology and Oncology,NOPHO) ALL2008治疗方案的1 494例儿童中,13.8%(206/1 494)患儿发生培门冬酶超敏反应,进一步研究结果显示,CNOT3基因的19q13.42突变rs73062673与培门冬酶超敏反应的发生相关(P=4.68×10-8)[11]

2.3 给药途径与频率

培门冬酶的给药途径包括静脉输注和肌肉注射。Place等[12]进行的Ⅲ期临床试验结果显示,接受静脉输注培门冬酶治疗组ALL患儿(n=232)的5年无病生存(disease-free survival,DFS)率为90%(95%CI:86%~94%),接受肌肉注射大肠杆菌来源天冬酰胺酶治疗组患儿(n=231)为89%(95%CI:85%~93%),二者比较,差异无统计学意义(P=0.58 );2组患儿天冬酰胺酶相关不良反应、超敏反应、胰腺炎及血栓形成/出血并发症发生率分别比较,差异均无统计学意义(P>0.05),但是接受静脉输注培门冬酶ALL患儿的血清培门冬酶最低活性水平显著高于接受肌肉注射者(P<0.000 1),并且静脉注射可显著降低患儿及其家属的焦虑情绪。Park等[13]采用培门冬酶治疗368例ALL患者的单中心、回顾性研究结果显示,静脉输注组(n=199)、肌肉注射组(n=138)患者的培门冬酶超敏反应发生率分别为18.6%和13.8%,两组比较,差异无统计学意义(P=0.241)。综上所述,虽然培门冬酶的静脉输注和肌肉注射这2种给药方式治疗ALL患儿的5年DFS率及超敏反应发生率比较,并无显著差异,但是静脉输注培门冬酶的血清最低活性水平相对较高,并且有助于减轻患儿焦虑情绪,故作为目前培门冬酶治疗ALL的一线给药方式。Hasan等[14]的一项Meta分析结果显示,静脉输注培门冬酶治疗标危ALL患儿的随机效应合并超敏反应发生率为23.5%(95%CI:14.7%~33.7%),对高危ALL患儿则可升至35.2%;肌肉注射培门冬酶治疗标危ALL患儿的随机效应合并超敏反应发生率为8.7%(95%CI:5.4%~12.8%),对高危ALL患儿则可降至2.9%。因此,对标危ALL患儿,培门冬酶的给药途径首选静脉输注;对高危ALL患儿,则选择肌肉注射更为安全。静脉输注或肌肉注射培门冬酶均已被证明是有效的给药途径,具有可控的耐受性[15]。Albertsen等[16]研究结果显示,将已经接受肌肉注射培门冬酶(每2周1次,共5次)的625例ALL患儿随机分为研究组(每6周1次,共3次,n=309)和对照组(每2周1次,共10次,n=316),研究组和对照组患儿的5年DFS率及3年不良反应累积发生率分别比较,差异均无统计学意义[DFS率:92.2%(95%CI:88.6%~95.8%)比90.8%(95%CI:87.0%~94.6%),P>0.05;3年不良反应累积发生率:9.3%比18.1%,P=0.001],但研究组患儿胰腺炎累积发生率显著低于对照组(1.3%比5.8%,P=0.002),而其他不良反应发生率则无明显降低。因此,ALL患儿在接受5次培门冬酶给药后,与每2周给药1次相比,每6周给药1次可以在获得相同治疗效果的同时,降低患儿不良反应发生率,并且节约治疗成本。

3 培门冬酶静默失活的流行病学特征

近期一项对68例ALL患儿血清门冬酰胺酶活性检测结果显示,培门冬酶静默失活发生率较低,为3%~8%[17]。Mondelaers等[18]一项最新前瞻性研究纳入286例接受培门冬酶治疗的ALL患儿,其超敏反应发生率为11.2%(32/286),静默失活发生率为5.2%(15/286);而在接受欧文菌来源门冬酰胺酶治疗的42例ALL患儿中,超敏反应发生率为7.1%(3/42),静默失活发生率为2.4%(1/42),这表明欧文菌来源的门冬酰胺酶亦存在静默失活现象。Neumann等[19]研究结果显示,6例接受培门冬酶治疗的自然杀伤/T细胞淋巴瘤患儿均发生培门冬酶静默失活,这提示培门冬酶静默失活虽然发生率低,但却不仅存在于ALL患儿中。

4 培门冬酶静默失活的危害

就ALL患儿的疗效方面而言,当血清培门冬酶活性水平无法达到有效治疗水平(0.1 IU/mL),特别是发生培门冬酶静默失活时,患儿常无明显临床症状,隐蔽性较强,若未及时进行药物活性监测,则无法早期识别培门冬酶静默失活,可严重影响患儿预后。从经济角度出发,培门冬酶是ALL患儿治疗方案中的重要组成部分,但是由于其价格昂贵且需要多次用药,培门冬酶静默失活可能加重患儿家庭及社会的经济负担[20]。培门冬酶的常见不良反应包括超敏反应、胰腺炎、血栓形成、高胆红素血症和高血糖症等。在原发病基础上,培门冬酶静默失活导致治疗无效的同时,上述不良反应可能对患儿生命造成进一步威胁[21]

5 培门冬酶静默失活的监测

《门冬酰胺酶超敏反应和静默失活监测管理专家共识》[2]中推荐,血清培门冬酶活性是评估培门冬酶疗效最好、最可靠的指标。Würthwein等[22]指出,应将血清培门冬酶活性监测作为接受培门冬酶治疗ALL患儿临床决策的基础,需要标准化临床程序,并且应考虑患儿个体的高度变异性。Cecconello等[23]认为,通过建立有效的培门冬酶活性监测措施,可以识别培门冬酶静默失活现象,从而改善ALL患儿的预后。

5.1 监测方法

目前,培门冬酶静默失活的监测需通过检测ALL患儿的血清培门冬酶活性,通常采用门冬酰胺酶活性检测试剂盒,检测步骤应严格按照试剂盒说明书进行。一项成本分析研究结果显示,采用治疗性药物监测(therapeutic drug monitoring,TDM)进行培门冬酶静默失活的监测,可节约接受培门冬酶治疗ALL患儿的治疗成本[24]。最新研究进一步证实,对培门冬酶进行TDM,既可显著降低培门冬酶的使用剂量,同时又能保证患儿血清培门冬酶活性达到治疗水平[25]。Mondelaer等[18]进行的一项前瞻性研究结果表明,对使用培门冬酶化疗的ALL患儿进行TDM具有可行性,并且可使该类患儿临床获益。

5.2 监测对象、时间点及要求

所有接受培门冬酶治疗的ALL患儿均应进行培门冬酶静默失活监测,尤其是针对复发ALL患儿,更应重点监测其血清培门冬酶活性水平[2]。监测时间点为培门冬酶使用后第7天和第14天,并且要求ALL患儿血清培门冬酶活性水平≥0.1 IU/mL[2]

6 培门冬酶静默失活的处理措施
6.1 近期处理

培门冬酶静默失活的近期处理方法包括终止用药、药物替代、更换治疗方案等。当ALL患儿出现培门冬酶静默失活时,应首先终止培门冬酶的使用,可将培门冬酶调整为欧文菌来源的门冬酰胺酶,以保证抗肿瘤疗效,但是不能调整为大肠杆菌来源的门冬酰胺酶,并且调整后需继续监测患儿血清欧文菌门冬酰胺酶的活性水平[2]。与培门冬酶相比,由于欧文菌来源的门冬酰胺酶半衰期短,故需要提高给药频率(需每2~3 d给药1次),但是患儿仍可能发生门冬酰胺酶静默失活[2]。Kloos等[26]关于欧文菌来源门冬酰胺酶治疗的成本效益分析结果表明,ALL患儿发生培门冬酶静默失活时,将培门冬酶调整为欧文菌来源的门冬酰胺酶并完成治疗,可避免ALL复发,从而避免复发产生的相应治疗费用,并且节省治疗总成本。若应用欧文菌门冬酰胺酶48 h后该药物活性水平持续<0.1 IU/mL,则可考虑使用其他替代治疗,如单克隆抗体[2,27],嵌合抗原受体(chimeric antigen receptor,CAR)-T细胞疗法,造血干细胞移植等方案[28]

6.2 远期处理

培门冬酶静默失活的远期处理方法包括改进药物、易感基因筛查等。最新研究发现,重组人门冬酰胺酶和与大分子量聚乙二醇(直链或支链)缀合的位点特异性二代培门冬酶,可以改善药物全身暴露和功效,而不会损害其生物活性[29]。近期研究还发现,一种新型位点特异性聚乙二醇化L-门冬酰胺酶,较大肠杆菌来源的门冬酰胺酶,能够维持更高的酶稳定性水平,其有望成为ALL新治疗药物[30]。在接受培门冬酶治疗前对患儿进行易感基因筛查,如在首次用药前进行CNOT3基因19q13.42突变rs73062673检测,将有助于降低培门冬酶静默失活发生率。

7 小结

目前,培门冬酶静默失活在儿童ALL治疗中的具体发生机制尚未完全阐明。而在培门冬酶的药物改进、易感基因的进一步筛查、给药方式的精确选择、最佳药物剂量、最佳用药频率、临床疗效、不良反应和治疗成本等方面均有待于进一步研究。而上述研究结果,有助于实现ALL患儿培门冬酶个体化用药的最佳临床决策。

利益冲突
利益冲突

所有作者均声明不存在利益冲突

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