唑來膦酸聯合動脈灌注化療對骨肉瘤的影響

張曉輝，呂智

(山西醫科大學第二醫院骨科，山西 太原 030001)

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唑來膦酸聯合動脈灌注化療對骨肉瘤的影響

張曉輝，呂智*

(山西醫科大學第二醫院骨科，山西 太原 030001)

骨肉瘤是一種常見于青少年的原發性惡性骨腫瘤，男性多見，在新輔助化療應用以前，臨床上多采取比較徹底的截肢術，但是其治愈率仍然比較低，不足20%。自20世紀70年代以來，新輔助化療逐漸實施后，骨肉瘤的預后也有了明顯改善，5年的生存率也相比之前提高了近40%，但是，骨肉瘤患者的生存仍不被認可。目前就骨肉瘤的化療方面仍然存在爭議：a)最理想的藥物選擇；b)給藥時機；c)給藥的順序和途徑以及治療時間。

第3代含氮雙磷酸鹽(bisphosphonates，Bps)-唑來膦酸(zoledronic acid，ZA)，現臨床中已廣泛用于治療惡性腫瘤的骨轉移。其治療的主要機制是抑制甲羥戊酸代謝途徑中法尼基焦磷酸(farnesyl pyrophosphate，FPP)合酶，從而抑制破骨細胞對骨的溶解，并誘導破骨細胞的凋亡，進一步達到治療的目的[1-2]。研究表明唑來膦酸對很多腫瘤細胞均有抵抗作用[3-5]，還能協同放療、化療以及內分泌治療，從而達到抗腫瘤效果[6-8]。其作用機制是細胞的周期調控、腫瘤分子信號通路、免疫微環境及抗血管生成等[9-12]。動脈灌注化療中，能有效的增大腫瘤局部的藥物濃度，從而更加有效的抑制了局部腫瘤的發展，并且使得化療藥物的全身毒副反應降低，同時亦能達到防止局部腫瘤早期遠處轉移的目的[13]。

1 骨肉瘤的治療

1.1 骨肉瘤治療的進程 骨肉瘤是青少年最常見的原發惡性骨腫瘤，在我國每年的發病率較高，男性多見，大約80%的青少年骨肉瘤均發生在四肢骨干骺端(股骨遠端、脛骨近端以及肱骨近端)。20世紀70年代前，對無遠處轉移的骨肉瘤患者多采用徹底地截肢手術的治療方式，但是其5年生存率不樂觀，低于20%。骨肉瘤最常見的遠處轉移——肺轉移，也成為患者的主要死亡原因。化療藥物的逐漸應用以來，骨肉瘤患者肺轉移得到明顯的控制，其5年生存率也有了相應的提高，達到70%～80%。近20年來，學者也做了大量的研究，但是骨肉瘤患者的生存質量仍然不甚理想[14]。20世紀70年代以來，新輔助化療也逐漸進入我們的視野，其療效也得到了進一步的肯定，骨肉瘤的外科技術也得到了快速的發展，大量骨肉瘤患者可以行瘤段切除人工腫瘤假體置換而避免截肢的危險。Rosen等[15]相應的設計了一個術前化療方案，給予甲氨喋呤(200 mg/kg)、長春新堿(15 mg/m2)、多柔比星(45 mg/m2)化療，術前行每種藥物循環1次，這也形成了沿用至今的標準骨肉瘤治療方案：術前化療-手術-術后化療。目前認為，新輔助化療的最重要意義是避免截肢的危險，加大保肢治療的可能，以及根據術后腫瘤壞死率進一步評估化療藥物的效果。

1.2 化療藥物的選擇 骨肉瘤化療中最常用的藥物(多柔比星、順鉑、異環磷酰胺以及大劑量甲氨蝶呤)[16-17]，也是骨肉瘤化療中最經典的四種藥物。多柔比星是骨肉瘤化療中最早出現于臨床的，也是療效最被人們肯定的，但是其對患者的心臟毒性較大，終生累積劑量也較低(≤550 mg/m2)。有病例報道顯示，1 例骨肉瘤患者因多柔比星累計用量達900 mg/m2而死亡；在骨肉瘤的局部治療方面，順鉑往往有較為理想的效果，Abe等[18]在報道中，也指出了術前單獨使用順鉑的臨床反應率(56.8%)和組織學反應率(47.6%)，大劑量的順鉑應用后，患者自身往往會產生強烈的消化道反應(惡心，嘔吐)；近年來，甲氨蝶呤新的化療藥物應用于骨肉瘤的治療中，其主要機制是特異性的作用于細胞分裂周期的S期來抑制細胞的生長，大劑量的甲氨蝶呤應用后會產生較多的全身副反應(骨髓抑制、消化道潰瘍、出血以及肝腎功能損害)；磷酰胺類衍生物——異環磷酰胺也長應用于多種腫瘤的化療，其是一種潛伏化藥物，主要作用于鳥氨酸循環中N 17的位置，從而抑制DNA的增殖，但其必須在肝臟中活化后才能發揮其抗腫瘤的作用。大量實驗顯示，在機體能耐受的毒性范圍內，隨著化療藥物劑量的增加，其效果也呈直線性改變，但其相應的毒性副作用也增加了數倍乃至數十倍。

2 動脈灌注化療的研究

2.1 動脈灌注化療對全身的毒副作用 藥物化療后，骨肉瘤患者的生存率也有了明顯的改善，大量臨床實驗發現給藥途徑的改變，腫瘤的組織學也會相應的改變。現化療藥物多以中心靜脈置管(peripherally inserted central catheter，PICC)中心靜脈置管經全身到達瘤體部位，在局部達到治療濃度同時，心臟、肝腎、骨髓抑制以及胃腸道毒副作用也相應的增加。1974年日本Haskell及1977年Jaffe均報道了經動脈給藥對于全身的副反應，認為經單一動脈途徑給予化療藥物，局部腫瘤的反應率也相應增高。在達到局部腫瘤內有效的藥物濃度，動脈灌注化療途徑給藥的藥物毒性反應不比單一靜脈給藥大。經動脈途徑給藥的具體方法有很多種，有報道采用經動脈插管長期保留的方法，實踐證明：安全，方便，無嚴重并發癥。有研究表明，82 例骨肉瘤患者隨機分為動脈灌注化療組(實驗組)40 例和周圍靜脈化療組(對照組)42 例。動脈灌注化療：消化道反應，0度12 例，Ⅰ度9 例，Ⅱ度9 例，Ⅲ度5 例，Ⅳ度5 例；骨髓抑制，0度9 例，Ⅰ度12 例，Ⅱ度10 例，Ⅲ度6 例，Ⅳ度3 例。對照組：消化道反應，0度4 例，Ⅰ度7 例，Ⅱ度10 例，Ⅲ度11 例，Ⅳ度10 例；骨髓抑制，0度3 例，Ⅰ度9 例，Ⅱ度6 例，Ⅲ度11 例，Ⅳ度13 例。兩組相比較，可以看出其差異有統計學意義(P<0.05)。藥物經動脈灌注給藥較經全身靜脈給藥消化道反應及骨髓抑制等毒副反應均有所減輕。

2.2 動脈灌注化療置管的動脈選擇 根據腫瘤部位的不同，選擇不同的小動脈進行化療藥物的輸注。例如：骨盆及股骨上端腫瘤則選擇對側會陰內動脈；而就股骨下端腫瘤而言，也可以選擇對側會陰內動脈，將導管沿會陰內動脈插入股動脈。在膝關節部位以下的腫瘤可選擇股動脈的分支(內收肌支)，沿其將動脈導管插入腘動脈。就上肢部位腫瘤而言，則可沿肘內上動脈，將動脈導管插入肱動脈。上述的動脈管徑均很小，在動脈導管插入后，切斷該小動脈，并將與導管做雙重結扎。

3 唑來膦酸聯合化療藥物治療骨肉瘤作用機制

3.1 唑來膦酸抗腫瘤機制 唑來膦酸是抗代謝性骨病的一種藥物，主要應用于骨質疏松癥、惡性腫瘤骨轉移等的治療。唑來膦酸的抗腫瘤作用也被逐漸人們熟知。大量研究顯示，唑來膦酸對多種腫瘤(乳腺癌[19]、前列腺癌[20])均有抵抗作用。近期的研究顯示，唑來膦酸也有一定的抑制骨肉瘤細胞生長的作用。二磷酸鹽主要的作用機制是調控骨肉瘤細胞生長的ATM/Chk1/cdc25路徑[21]，從而造成其DNA的損傷，主要是使S期骨肉瘤細胞的大量堆積。也可以增強T淋巴細胞的功能，從而對骨肉瘤細胞的殺傷起到一定的作用。唑來膦酸也可以抑制腫瘤血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)的表達，從而抑制瘤體的生長[22]。

3.2 唑來膦酸聯合化療藥物對骨肉瘤的影響 ZA被廣泛用于治療骨質疏松癥等骨疾病，這類骨病是由于過度的骨吸收或者轉移骨參與引起的[23]。之前有研究已經報道過ZA不僅有直接抗腫瘤作用，而且在各種癌癥中還可以協同其他藥物增強其療效。最近，有一些調查人員發表了第3代BPs抗癌作用體外試驗的報道[24]。有報道指出唑來膦酸可以通過小GDP酶異戊烯化以時間和計量依賴性的方式抑制小鼠骨肉瘤細胞系的生長。關于第3代BPs結合其他抗癌藥物用于各種癌細胞系的報道很多，然而，只有Heymannetal(2005)報道過唑來膦酸與異環磷酰胺在骨肉瘤細胞系中的聯合效應，結果顯示這種聯合效應較單獨應用異環磷酰胺效果更好、副作用也減少。在與化療藥物的協同作用方面，有研究表明唑來磷酸和阿霉素、紫杉醇以及雙氟胞苷合用均具有協同效果[25]，并且可以增強順鉑對骨肉瘤細胞的毒性作用[26]。相關學者檢測了唑來膦酸與阿霉素、順鉑這類常見抗骨肉瘤的藥物的聯合效應。當與阿霉素或者順鉑結合使用時，我們可以看到這種聯合效應是一種協同效應而不是疊加效應。唑來膦酸與阿霉素或順鉑的結合可以協同抑制骨肉瘤細胞系的生長，但這些協同或疊加效應取決于劑量的影響或者骨肉瘤細胞系的研究。有體外實驗表明，唑來膦酸與化療藥物甲氨蝶呤聯合應用后，可以明顯觀察到對MG63骨肉瘤細胞的生長抑制效應均強于單獨用藥。此外，唑來膦酸對全身的毒副作用較小、骨髓抑制不明顯，故可較大劑量，長期使用于疾病的治療。在甲氨蝶呤化療時，同時聯合應用唑來膦酸可以明顯減少甲氨蝶呤的用量，增加療效，有利于減輕化療藥物甲氨蝶呤所引起的不良反應。

總之，相比單獨使用這些藥劑，將唑來膦酸與化療藥物結合可能會有效地治療骨肉瘤細胞。這些結論為使用人類骨肉瘤細胞系或患者切除標本中新鮮的骨肉瘤細胞進一步研究提供了依據，這類研究最終將為唑來膦酸在結合其他抗癌藥物時的抗腫瘤活性的臨床前或臨床期的評估提供一個基理。

4 存在的問題與展望

目前，唑來膦酸的直接抗腫瘤作用已得到證實，大量研究也表明唑來膦酸可以協同增加化療藥物的療效。在達到相同化療效果條件、化療局部藥物濃度相同的情況下，唑來膦酸聯合動脈灌注化療可以很大程度上降低全身化療藥物含量，從而降低化療藥物對全身及局部組織的毒副作用。但必須看到它仍然存在一些問題：a)基礎研究中，唑來膦酸的藥物使用劑量均較臨床常規使用的劑量大；b)目前唑來膦酸抗腫瘤的研究多在體外進行，但是人類腫瘤的內環境是比較復雜的，體內外仍有很大的差別；c)目前，動脈灌注的動脈選擇及操作難度系數較大，仍然需要進一步的臨床應用。總之，唑來膦酸與化療藥物的聯合使用面臨很大的挑戰，但仍給目前的腫瘤治療帶來新的選擇，值得進一步研究。

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1008-5572(2016)11-1006-04

山西省基礎研究項目(2014011039-3)；*本文通訊作者：呂智

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2016-06-17

張曉輝(1989- )，男，醫師，山西醫科大學第二醫院骨科，030001。