促紅細胞生成素臨床應用的進展

中圖分類號：R97

文獻標識碼：A

文章編號：1006—1533(2009)07—0297—04

1 促紅細胞生成素的藥理

促紅細胞生成素(erythropoietin，EPO)是一種分子量約30～39kD的糖蛋白，為強效的造血生成因子，在0.05～1U/mL時即呈劑量依賴效應。EPO主要由腎臟的氧感受器受缺氧刺激后產生，由皮質腎單位的腎小管周圍毛細血管內皮細胞或成纖維細胞合成，也可由肝臟、巨噬細胞、有核紅細胞產生，但腎外產生量不足總產生量的10％～15％。EPO的產生受機體內血容量和氧分壓的調節，在失血或低氧的刺激下，EPO水平迅速上升。

EPO活性單一，只作用于骨髓巨核前體細胞，可刺激祖紅細胞及早幼紅細胞形成成熟的紅細胞集落，對紅細胞造血過程的調節尚需其他細胞因子(如IL-3、GM-CSF和IL-1等)的協同作用才能完成。目前關于EPO治療貧血的機制不清楚，可能的機制有：1)EPO與紅細胞干細胞上的受體結合并激活，使之發展成為成熟的紅細胞；2)EPO能夠快速啟動原癌基因c-myc表達，發揮抗凋亡并維持細胞存活的作用。

EPO并不能直接促進染色體復制和有絲分裂，所以與其說EPO促進了紅細胞前體的增殖和分化，不如說是EPO強大的抗凋亡作用，使紅系祖細胞得以存活并最終向成熟紅細胞分化。

2 EPO在腎性貧血中應用的臨床價值

EPO是最早應用于臨床的細胞因子，是迄今所知作用最單一且安全可靠的升血紅蛋白制劑。對于腎性貧血、再生障礙性貧血、多發性骨髓瘤及陣發性夜間血紅蛋白尿等均有一定療效。由于EPO主要由腎小管內皮細胞產生，腎臟疾患引起的貧血是EPO的首選適應證。

目前研究證明，EPO能顯著改善腎性貧血患者的生活質量、活動能力、有氧活動水平、性能力和免疫功能。由于可減少輸血次數甚至不輸血，使用EPO后患者輸血相關并發癥(包括鐵負荷過重、血源性感染等)有所減少。更重要的是，EPO可降低心血管并發癥發生率，使左心室肥厚消退，從而有助于尿毒癥患者心血管并發癥的預防和治療。因此，充血性心力衰竭(CHF)患者不論是什么年齡、何種種族，均應達到血紅蛋白目標濃度。

3 腎性貧血治療的靶目標

3.1 DOQI推薦靶目標

2000年美國“腎臟病患者生存質量”(K/DOQI)指南提出血紅蛋白目標濃度：血紅蛋白為110～120g/L，血細胞比容(Hot)為33％～36％。血紅蛋白水平控制在每月升高10～20g/L。若血紅蛋白水平每月上升＜10g/L，應增加原來每周總劑量的25％；若血紅蛋白水平每月上升＞20g/L，應減少每周總劑量的25％～50％。血紅蛋白水平應在4個月內達到目標值。維持治療階段，需每1～2個月監測一次血紅蛋白，如果血紅蛋白水平改變超過10g/L，應按原每周總劑量的25％來逐步調整劑量。

3.2 當前關于血紅蛋白正常化的觀點

目前沒有足夠的證據表明，需要將Hb常規維持在≥13g/dL。不管是較早的Besarab等的研究，還是較近的CHOIR和CREATE研究，均顯示較高的血紅蛋白可增加患者的死亡風險。因此，目前K/DOQI工作組推薦，EPO治療腎性貧血過程中，必須根據患者的實際情況，在110～140g/L范圍內個體化調整治療靶目標值。有明顯合并癥患者最合適的Hb濃度可能有所不同：有嚴重心血管疾病的患者不推薦Hb濃度＞120g/L，除非有持續嚴重的癥狀(如心絞痛等)；糖尿病特別是同時合并外周血管疾病的患者中，推薦緩慢升高Hb濃度＞120g/L水平；慢性低氧性肺部疾病的患者，可能從更高的Hb獲益；有CHF的鐮狀細胞貧血的患者，治療的目標應將紅細胞生成刺激劑(ESA)劑量調整至鐮狀血紅蛋白水平不超過原來的30％，這些患者由于持續溶血引起紅細胞破壞，即使用了大劑量的ESA治療后，患者Hb也不可能超過70～80g/L。下列患者需要較高的靶目標值：透析前已存在左心室肥厚(LVH)，且體力較好的年輕人；體力活動量大的患者；無缺血性心臟病證據者。

4 EPO抵抗

EPO抵抗是指在鐵儲備充足的前提下，每周靜脈給予450U/kg(或皮下給予300U/kg)劑量的促紅素持續4～6月，仍不能達到血球壓積靶目標，或不能維持上述靶目標。

引起促紅素低反應性最常見的原因是鐵缺乏。據統計，在CHF人群中，鐵缺乏的發生率高達25％～37.5％。EPO使用后進一步增加了對鐵的需求。其他導致鐵缺乏的原因包括食欲低下、胃腸道失血、透析后殘留血液、檢驗抽血等。鐵缺乏可分為絕對鐵缺乏和功能性鐵缺乏。常用的診斷方法包括轉鐵蛋白飽和度(最適范圍為20％～50％)、鐵蛋白(最適范圍為100～800 ng/mL)和低色素性紅細胞比例(合適范圍為低于10％)等。

其他導致促紅素抵抗的原因包括：感染/炎癥、慢性失血、纖維性骨炎、鋁中毒、血紅蛋白病、葉酸或維生素B，：缺乏、溶血、多發性骨髓瘤、純紅細胞再生障礙、透析不充分等。

5 EPO引起的單純紅細胞再生障礙

EPO引起的單純紅細胞再生障礙(pure red cell apla-sia，PRCA)是一種少見而嚴重的藥物不良反應，在1989至1998年期間僅有極少的個例報道，但以后報道的例數顯著上升，至2002年達到高峰，2002年以后顯著下降，至2004年全球約有250例發生。調查顯示，絕大多數發生PRCA患者(195例)均接受Ortho－Biotech公司的EPO-α制劑(商品名為Eprex/Erypo)，給予途徑均為皮下注射。其他少量病例來自使用了其他公司產品的病例，包括EPO-β(Roche公司生產)使用者11例，美國市場的EPO-α(Am-gen公司生產)使用者8例。引起PRCA的主要原因為自身抗體介導的免疫反應，目前認為相關的危險因素主要包括：1)皮下注射途徑，這和靜脈注射途徑較少免疫原性的原則相符；2)處方成分因素，如1998年以后Ortho-Biotech公司美國市場以外的EPO-α以聚山梨醇酯80取代白蛋白，特別是在未合適冷藏情況下；3)其他因素，如含硅的預充注射器、注射器未包橡皮塞等。

絕大多數患者在EPO使用6～18個月后發生PRCA，表現為m突然下降并需要輸血，伴網織紅細胞減少(＜2010⁹/L)，白細胞和血小板數目正常，骨髓穿刺有核紅細胞幾乎消失(＜5％)。確診需要在血清中檢出具有中和作用的抗EPO抗體。

一旦發生PRCA，由于自身抗體不僅作用于自身產生的EPO，而且可中和目前市場上所有的EPO制劑，故應停用一切EPO。除了試用免疫抑制劑和血漿置換外，肽類紅細胞生成刺激劑Hematide和抗EPO抗體不存在交叉反應，目前正在進行臨床試驗。

6 EPO的非造血作用

EPO作用的主要部位是在胚胎肝臟及成人腎臟。且EPO基因的表達主要由低氧誘導因子依賴的機制控制。肝臟內EPO表達由其他轉錄因子調控，包括WT1及GATA轉錄因子家族。許多腎外組織和細胞都表達EPO，如星形細胞、神經元、陰道上皮細胞、男性生殖器官、乳腺、胎盤滋養細胞、骨髓巨噬細胞及紅系祖細胞。在許多非造血組織，如大腦、直腸、心臟、腎臟、平滑肌、肌原細胞和血管內皮，都可發現EPO新的生物作用：內源性EPO在非造血組織有信號傳導作用；在不同程度的損傷中，外源性EPO可調節器官功能和細胞應激。因此，EPO除了對哺乳類動物的造血調節有重要作用外，其信號轉導(無論由內源性還是外源性激活，無論是自分泌還是旁分泌作用)在許多非造血器官中已成為主要的組織保護因子。

6.1 在神經系統的應用

EPO具有促進交感傳導、防止大腦萎縮、改善小鼠認知功能等作用，提示其在神經精神疾病中的潛在價值。對急性短暫缺血性中風患者在出現癥狀8h內靜脈注射EPO，結果顯示，經EPO治療1月后患者的神經功能顯著改善，同時梗死灶明顯縮小。在健康志愿者中，EPO可調節認知能力，促進記憶恢復，有益于情感的處理，對情緒和語言流利也有好處。對慢性精神分裂癥患者給予EPO 40 000U/wk，3月后患者的認知能力明顯改善。

6.2 在心血管系統的應用

貧血常見于CHF患者，是導致住院和死亡的獨立危險因素，EPO的促紅細胞生成作用可糾正貧血，因此對心衰患者有潛在作用。對貧血的慢性心衰患者給予重組EPO或darbepoetin-alfa可改善紐約心臟協會(NYHA)制訂的心功能分級，增加左室射血分數，減少利尿劑的使用，改善運動能力。另外，EPO具有非依賴造血的直接心臟作用。小鼠急性心梗后3～6wk給予重組EPO，并不減小梗死灶，但可顯著改善心功能，增加心肌血管生成，降低心房利鈉肽水平。在小鼠心梗后慢性心衰模型中給予EPO治療，心功能改善，血管新生增加，心肌炎癥因子水平(如IL-1β、IL-6、TNF-α和TGF-β)降低，心肌纖維化顯著減少。上述動物研究提示，EPO可能對心功能有直接作用。需注意的是，慢性心衰患者內源性EPO升高，且EPO水平升高可能是患病率和死亡率的獨立預測因子。未來需進一步明確EPO治療對急性冠脈綜合征和慢性心衰患者的效益風險比。

6.3 EPO的腎臟保護作用

經證實，EPO受體存在于血管及非血管的腎組織中，且重組EPO可激活腎組織內若干細胞“存活”路徑，如P13K/Akt路徑或熱休克蛋白70。研究表明，對各種急性腎損傷動物模型給予重組EPO可減少腎臟組織凋亡，保護組織和器官功能，改善腎功能。最近的研究發現，EPO還可通過刺激內皮NO合成酶，增加局部NO的生物效應。EPO也是內皮祖細胞最強有力的刺激物之一，而內皮祖細胞的動員有助于動脈損傷后內皮恢復，促進缺血區域新生血管形成，上述作用部分依賴局部NO的生物效應。

7 新型ESA

7.1 Darbepoetin alfa

包含數量較多唾液酸殘基的重組EPO具有更長的循環半衰期，因而在體內具有更強的生物作用。通過定位誘導基因突變改變氨基酸序列，使darbepoetin alfa最多可攜帶22個唾液酸殘基，而重組或內源性EPO最多才攜帶14個。增加的N連接的糖鏈使EPO的分子量由30.4增加至37.1kD，碳水化合物的含量由40％升至約52％，最終使darbepoetin alfa在體內具有更強的代謝穩定性。靜脈注射darbepoetin alfa后，清除半衰期延長至epoetin alfa(8.5h)的3倍(25.3h)，皮下注射則可使半衰期由24h延長至約48h。因此，使用darbepoetin alfa后，可避免頻繁給藥，多數患者每周一次或隔周一次給藥，少數患者甚至可每月1次給藥。

7.2 EPO受體持續刺激劑(Continuous EPO Receptor Activator，CERA)

合成CERA的方法是將甲氧基一聚乙烯二醇多聚體鏈整合到EP0分子中，通過酰胺鍵與丙氨酸的N-端氨基和賴氨酸的δ-端氨基相連，最終得到的CERA分子量約為常規EPO的2倍。CERA的循環半衰期顯著延長至130h，因此可每2周或一月1次給藥，此產品最近已得到美國和歐洲許可證。CERA的代謝情況可能與現有產品不同，它與EPO受體作用后細胞內化可能較少，仍需進一步觀察其臨床效果和不良反應。

7.3 小分子肽類紅細胞生成刺激劑

大約10年前發現若干約含20個氨基酸的小分子肽類，其序列與EPO不同，但可與EPO受體結合。這些小分子肽類可引起EPO受體構象改變，激活JAK2激酶/STAT-5及其他胞內信號傳導途徑，刺激造血。例如，Hematide是聚乙二醇修飾合成的二聚體肽類，在猴體內的半衰期為14～60h，取決于給藥劑量。小鼠實驗證實這些肽類主要由腎臟清除。動物實驗證實，Hematide可刺激造血。Ⅰ期臨床試驗表明，靜脈注射Hematide可使網織紅細胞計數和血紅蛋白濃度升高，此作用呈劑量依賴性。Ⅱ期臨床研究表明，Hematide可糾正CHF并發的貧血，維持透析患者血紅蛋白濃度。Hematide可靜脈給藥，亦可皮下注射，最佳治療劑量為0.025～0.05mg/kg，一月1次即可。

該藥的優勢還包括：室溫下更穩定；免疫原性更低；生產流程更簡單，產品更便宜；不需要干細胞和基因工程技術等。此外，Hematide與EPO抗體不存在交叉反應，因此，即使患者產生了抗Hematide抗體，這些抗體也不會中和患者自身的內源性EPO，患者不會產生PRCA。反之，即使患者存在抗體介導的PRCA，Hematide也不會被抗EPO抗體中和，Hematide治療仍有效。

7.4 低氧誘導轉錄因子穩定劑

非缺氧狀態下，若低氧誘導轉錄因子(HIF)失活，EPO基因表達即受抑。a-脯氨酰及天冬酰胺酰的羥化可導致HIF失活，而HIF-a羥化酶需要氧、鐵和2-酮戊二酸。因此，缺鐵或2-酮戊二酸拮抗劑均可干擾HIF-a羥化酶的作用。HIF穩定劑即為2-酮戊二酸拮抗劑，可促進EPO表達。該藥也可上調造血過程中的其他基因，尤其是改善鐵利用的基因。臨床試驗顯示，健康對照組和CHF患者給予HIF穩定劑后，血漿EPO水平和網織紅計數均升高。Ⅱ期臨床實驗證實，HIF穩定劑(FG-2216)可糾正CHF患者的貧血，該藥可口服。

HIF穩定劑也有明顯的局限性，主要是由于抑制脯氨酰羥化酶可上調上百種基因，其中除了促造血基因外，也包括其他缺氧敏感的基因(如血管內皮生長因子)，因此，HIF穩定劑可能有促進腫瘤生長的潛在危險。