大劑量甲氨蝶呤在兒童急性淋巴細胞白血病中的應用及研究進展

嚴梓 翟宗 王易

1上海市同濟醫院兒科 200065；2蘇州大學附屬兒童醫院血液科 215003

急性淋巴細胞白血病（acute lymphocytic leukemia，ALL）在兒童急性白血病（acute leukemia，AL）中最常見，占兒童AL 的75%～80%［1］。ALL 被認為是一種高度異質性惡性血液腫瘤，甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）是治療ALL的常用化學藥物，大劑量MTX（high-dose methotrexate，HD-MTX）已經逐漸代替頭顱放療（cranial radiotherapy，CRT）成為預防和治療中樞神經系統白血病（central nervous system leukemia，CNSL）的 重 要 手 段。 與 放 療 相 比，HD-MTX遠期療效好，對患兒的智力和心理行為沒有不良影響，已經成為ALL兒童預防骨髓外白血病的主要措施，更是全身化療的重要部分，顯著提高了ALL 患兒的無病生存率（disease-free survival，DFS）和總生存率（overall survival，OS）。

目前應用HD-MTX 治療ALL 已有多年臨床經驗，隨著聯合化療方案不斷改進升級，使得ALL 患兒生存期逐漸延長，生活質量得到明顯改善，尤其是HD-MTX能防治骨髓外白血病（特別是中樞神經系統復發）。在臨床使用MTX 之前，預防和治療CNSL 的手段主要是CRT，但是CRT 會引起白質腦病、眼損傷、偏頭痛樣疾病、內分泌紊亂，甚至繼發第二腫瘤［2-4］。這些嚴重后遺癥限制了CRT 在兒童中的臨床應用，因此臨床上ALL 患兒已經逐漸減少使用CRT。目前對于MTX 的應用，主要是采取鞘內注藥和中大劑量化療，HD-MTX 的不良反應主要有肝腎功能損害、骨髓抑制、口腔黏膜炎等，MTX 鞘內注射后的不良反應相對較輕，HD-MTX主要是靜脈給藥，個體差異大，不良反應重，有些嚴重不良反應甚至導致死亡。因此HD-MTX相關不良反應的防治與監測顯得極為重要。本文主要闡述HD-MTX在兒童ALL中的應用、不良反應及臨床解救方案、個體化治療等相關進展。

1 HD-MTX在兒童ALL中的應用

ALL 的診斷采取MICM 診斷模式，即形態學（morphology，M）、免 疫 學（immunology，I）、細 胞 遺 傳 學（cytogenetics、cell genetics，C）和 分 子 生 物 學（molecular biology，M）的分型標準。兒童ALL 的5 年無病生存率（5-year disease-free survival rate，5y-DFS）可達80%以上，發達國家90%以上［5］。與ALL 預后相關不良因素主要有免疫表型為T 型、初診時中樞神經系統受累、年齡＞10 歲、白細胞計數＞50×109/L 等。在ALL 患者中HD-MTX 主要應用于鞏固強化階段，能有效防治CNSL及睪丸、眼部浸潤等。

ALL 容易累及中樞神經系統，除使用MTX、Ara-c、Dex聯合鞘內注射之外，HD-MTX 也是防治CNSL 的主要手段，其他方法還有CRT、異基因造血干細胞移植和最新研究的靶向藥物等。低劑量MTX 不能透過血-腦屏障和血-睪屏障，目前兒童ALL 鞏固治療和防治髓外浸潤的重要方案是采用HD-MTX聯合甲酰四氫葉酸鈣（calcium folinate，CF）解救正常細胞。HD-MTX 常用的治療方法為：第1 天采用1.0～3.0 g/m2MTX，對于高危患兒或T系ALL（T-ALL），可考慮增加至5.0 g/m2，持續靜脈滴注24 h（初始1 h 內給藥為總量的1/3，在接下來的23 h 給藥剩余的全部2/3）；在HD-MTX 開始滴注36 h（有些地區的化療方案是42 h）后予CF 解救，同時聯合水化、堿化的支持療法。此給藥方法在ALL 患者誘導緩解后，連用4 個療程，可顯著提高ALL 患者的長期無事件生存率（event-free survival，EFS），并能明顯降低CNSL和睪丸白血病的復發率。

2 HD-MTX不良反應及解救措施

通過HD-MTX 結合三聯鞘內注射目前已基本替代放療，MTX 是治療ALL 的有效化療藥物。雖然亞葉酸鈣可特異性解救其對正常細胞的毒性，但亞葉酸鈣的給藥次數以及總劑量的控制該如何做到恰到好處，仍然需要不斷探索改進。通常HD-MTX 采取靜脈持續輸注，長時間的輸注可導致毒性在體內作用時間延長，嚴重者可引起不可逆的不良反應，甚至導致死亡。HD-MTX 常見的不良反應有黏膜炎、肝腎毒性、胃腸道反應、骨髓抑制等［6］。

2.1 HD-MTX不良反應

2.1.1 肝腎毒性 肝腎毒性是HD-MTX較常見的不良反應。MTX 最終可經多藥耐藥蛋白主動排出，大部分以原型通過腎臟排出體外，腎排泄占MTX 清除量的70%～90%；小部分經肝臟代謝，占MTX 清除量的5%～10%［7-8］。有研究在年輕女性患者中發現了MTX 的代謝產物7-羥基MTX可直接損害肝臟。HD-MTX 誘發腎毒性的危險因素除與患兒年齡、MTX 劑量有關外，還與男性、低白蛋白血癥有關［9］。HD-MTX 可導致腎功能不全甚至腎衰竭，使用HD-MTX 后的腎毒性通過監測腎功能指標來評估，在HD-MTX 輸注開始后36 h內，血漿肌酐增加25 μM或1.5倍可預測MTX消除延遲，提示需加強水化和堿化，以避免進一步的腎臟毒性并且能促進MTX 消除［10］。王瑾等［11］發現，MTX 給藥后24～48 h 內血清肌酐水平卻未見明顯變化，而給藥24 h 后肌酐清除率（creatinine clearance rate，CCR）較給藥前下降明顯，給藥48 h CCR 較給藥前下降＞50%，提示HD-MTX 化療對腎功能持續損害，而腎功能不全者更易導致MTX 排泄延遲，此類患者因體內MTX 暴露量增加，進一步加重肝腎、皮膚、黏膜等損傷，甚至繼發感染、出血、多臟器功能衰竭等，導致死亡。

另外，使用HD-MTX期間如果靜脈聯用其他藥物，也會影響MTX 的清除。這些藥物包括利尿劑、質子泵抑制劑和磺胺類抗生素、鈣通道阻滯劑以及酪氨酸激酶抑制劑（TKI）［9，12-15］等，這表明在使用MTX 之前對相互作用的藥物進行仔細的審查是非常必要的。

2.1.2 骨髓抑制 MTX 能殺滅白血病細胞，同時也會殺傷骨髓細胞，骨髓抑制也是較常見的不良反應，主要表現為白細胞、血小板、血紅蛋白下降等，嚴重時全血細胞減少［16］，全血細胞減少的報道多見于風濕病患者在使用低劑量MTX 后，導致全血細胞減少的原因可能是MTX 與其他藥物聯用［17］，而且在腎衰竭患者中全血細胞減少的嚴重程度和發生頻率明顯增加［18］，建議在這類患者中減少MTX 的使用。有的研究表明，攜帶亞甲基四氫葉酸還原酶（methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）基因C677T 和A1298C 的ALL 患兒更容易發生白細胞減少和中性粒細胞減少，故認為葉酸代謝途徑的遺傳多態性與ALL 患兒中MTX 治療后出現的血液學不良反應有關［19］。臨床使用HD-MTX 期間，應監測血象，當出現粒細胞缺乏時，可予以重組人粒細胞刺激因子治療，中性粒細胞減少伴有發熱時，首先考慮感染并根據病原學相關檢查合理使用抗生素。

2.1.3 黏膜炎 MTX 雖然能夠有效殺死腫瘤細胞，但是對增生活躍的黏膜組織細胞也會快速滅殺，接受HD-MTX 化療的患者常常會出現黏膜炎，程度不同，主要損傷部位為口腔、胃腸道、眼部等，嚴重者因大面積黏膜破壞可合并嚴重感染、出血、代謝紊亂，甚至出現死亡。嚴重的黏膜炎不僅影響MTX 的治療效果，還導致住院時間延長，增加患者額外的經濟負擔，甚至增加病死率。口腔炎早期表現為輕度紅斑水腫，嚴重口腔炎可引起潰瘍、出血、感染（往往消化道也有潰瘍），患兒因疼痛影響進食。研究表明，MTX 引起的黏膜炎和腹瀉與亞甲基四氫葉酸還原酶MTHFR C677T 以及MTHFR A1298C 多態性顯著相關（均P＜0.05）［20］。MTX 可以改變口腔和腸道菌群的多樣性和主要成分，從而影響與黏膜上皮損害相關的炎性反應，在小鼠研究和類風濕關節炎患者中，響應MTX 的微生物群組成的這些變化與MTX 誘導的黏膜炎的發展有關［21-22］。此外，在使用HD-MTX 期間，患兒血中25-羥維生素D3水平明顯下降，Oosterom 等［23］推測維生素D 水平的降低可能與ALL 兒童應用大劑量MTX 所致嚴重口腔黏膜炎有關。一旦發生黏膜炎，對癥和支持治療是主要手段，口腔疼痛常常影響進食，適當使用阿片類鎮痛藥止痛。MTX 相關腸道黏膜損傷主要臨床表現為惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、食欲不振、肛周潮紅、膿腫等，Palifermin可用于預防HD-MTX腸道黏膜炎［24］。

2.1.4 神經毒性 HD-MTX 可穿透血-腦屏障進入顱內殺滅白血病細胞，但同時也會損傷腦神經。目前，HD-MTX 導致神經毒性的機制仍不十分清楚。在全基因組關聯研究中，所有患者都未能最終確定MTX 神經毒性的任何預測遺傳標志。Bhojwani 等［25］報道，應用HD-MTX 治療的ALL 患兒神經系統不良事件的發生率為3.8%（14/369）；在這項研究中，對369例接受治療的兒童進行了4個時間點的檢查，其中14 例患者出現了與MTX 治療有關的神經毒性，另外355 例無癥狀患者中，有73 例（20.6%）和14 例有癥狀患者均發生白質腦病，直到治療結束，74.0%的無癥狀患者和58.0%的有癥狀患者持續存在白質腦病，但這些患者均能堅持到化療結束；該研究還發現神經毒性發生率與MTX 劑量相關，且患者的神經多態性基因可能增加MTX 對神經毒性的敏感性。HD-MTX 的神經毒性雖然是一種罕見的不良反應，但在與特定藥物聯合化療后可能會增加顱內出 血 的 風 險。Xin 等［26］報 道 了1 例 患 有IKZF1 缺 失 和BCR-ABL1 陽性的11 歲ALL 男性患兒在HD-MTX（5 g/m2）鞏固化療期間曾出現膽囊炎、骨髓抑制、口腔黏膜炎、皮疹和肝功能損害，經治療后康復，然而在維持治療階段，在口服低劑量MTX（25 mg/m2）的第1天就發生了顱內出血，最后遺留了包括偏癱在內的神經系統后遺癥，他們考慮這些嚴重的不良反應除了是HD-MTX與達沙替尼聯合使用后MTX排泄延遲所致外，還考慮與患兒的IKZF1基因變異有關。

國外有些兒童血液病中心，常常在患兒吸入一氧化二氮（N2O）全身麻醉后做腰椎穿刺，然后鞘內注射MTX。但有報道在吸入N2O 全身麻醉下進行鞘內注射MTX 后4～5 d出現嚴重神經毒性［27-28］。

2.1.5 過敏反應 MTX 已被廣泛使用超過50 年，近年也有ALL 患兒在應用大劑量MTX 后出現嚴重過敏反應及表皮壞死松解癥的相關報道［29］。在治療類風濕關節炎時，MTX 常常低劑量使用，過敏性肺炎最常發生在開始低劑量口服MTX 的第1年，成人也有使用MTX 治療30年后才發病的報道［30］。雖然過敏反應罕見，但是臨床工作中仍需要注意。

2.1.6 皮膚毒性 皮膚毒性通常與表皮壞死和皮膚潰瘍有關［31-32］。MTX 引起的皮膚毒性包括麻疹狀皮疹、光敏和皮膚色素沉著，由MTX 造成的Stevens-Johnson 綜合征［33］和中毒性表皮壞死癥（TEN）［34］雖然罕見，但可以是致命的。

2.1.7 其他不良反應 MTX 是一種葉酸還原酶抑制劑，其抑制腫瘤生長的作用機制是抑制嘌呤核苷酸、脫氧核苷酸合成從而抑制DNA 合成。在抑制DNA 合成時就有可能導致DNA 易位、重構等，有引起第二腫瘤［35］的可能。在孕婦中使用MTX 甚至可能造成胎兒先天畸形［36］。HD-MTX 化療還會引起脫發、食欲下降等一般化療導致的不良反應。

2.2 解救措施 HD-MTX 的不良反應較多，臨床應用時常采用CF 解救方案。Goldin 等［37］最早報道了CF 解救方案。CF 解救可以避免HD-MTX 化療過程中嚴重的不良反應，不會對下一療程的化療產生影響，但CF 也在一定程度上解救了腫瘤細胞，如果CF 解救次數過多，就會降低MTX的臨床療效。一般在HD-MTX 開始靜脈輸注36 h 后予以CF靜脈注射，每隔6 h 1次，然后根據MTX血藥濃度調整CF解救次數和劑量，當MTX 的血清濃度小于0.1 μmol/L（或實驗室最低檢測限）時停止CF解救。如果既往使用MTX所致明顯黏膜炎或任何原因的回盲部炎癥者可增加解救次數，36 h前出現明顯不良反應者可以提前解救。

盡管給予了足夠的CF解救，但是仍有20%的患者發生了嚴重的黏膜炎（Ⅲ/Ⅳ級）［38］。為了防止機體長時間暴露于MTX，減少腎小管中的MTX 結晶，HD-MTX 輸注前和輸注后常給予水化、堿化等支持治療。這是因為當尿液pH 值從6升高到7時MTX溶解度上升10倍［39-40］。

除了亞葉酸鈣解救并聯合水化、堿化之外，血液凈化尤其適合合并有急性腎損傷的ALL患者。血液凈化方法目前主要包括血液透析（hemodialysis，HD）、持續腎替代療法（continuous renal replacement therapy，CRRT）、血漿置換、血液灌流或上述方法聯合［41］的血液凈化方法。HD 適用于腎功能不全患者。有研究報道了1例移植后淋巴增生性疾病和腎功能損害后使用高通量血液透析成功清除了體內過量的MTX，CRRT可以去除比高通量HD更大的分子，防止血漿藥物水平的反跳，而且對于血液動力學不穩定的患者較安全。

當MTX濃度超過臨界限度時，單憑CF解救并不足以預防其毒性作用，而血液凈化又會造成侵入性損害，而且不是所有醫院都能使用這些血液凈化技術。2012 年，美國食品藥品監督管理局（FDA）批準使用一種新型的MTX解救藥物——羧肽酶，它在體內可以將MTX 轉換化為無毒性的4-脫氧-4-氨基-N10-甲基蝶酸和谷氨酸，為HD-MTX 誘導的腎功能不全患者和MTX 消除延遲患者提供了一條非腎消除途徑。Ramsey 等在《The Oncologist》上發表了關于《高劑量甲氨蝶呤致急性腎損傷和甲氨蝶呤清除延遲患者應用羧肽酶的共識指南》，指南中提出對于使用1～8 g/m2HD-MTX的患者，當患者輸注HD-MTX 時間不超過24 h，如果36 h MTX 濃度在30 μM 以上，42 h 濃度在10 μM 以上，或48 h 濃度高于5 μM，血清肌酐相對于基線測量顯著升高（指示HD-MTX 誘導的急性腎損傷），可以使用羧肽酶。但是羧肽酶價格昂貴且使用具有局限性，目前我國臨床上應用羧肽酶經驗較少，仍有待更多臨床應用。

3 HD-MTX在ALL中個體化治療的研究進展

因為ALL 是一種高度異質性疾病，所以ALL 患者對HD-MTX 的治療效果存在較大差異性。有研究發現，ALL患者葉酸途徑的遺傳多態性與HD-MTX的血液不良反應密切相關，3 種基因（DHFR、MTHFR、TYMS）的顯性等位基因均與血液學毒性有關，故個體化給藥時應結合患者葉酸的基因型。治療效果的差異性除了可能與葉酸代謝途徑的基因多態性有關外，還可能與ALL 患者的MTX 轉運蛋白的基因多態性、MTX作用靶標相關的基因多態性等相關，而患者自身基礎疾病也可影響MTX 代謝。目前兒童ALL 的個體化治療研究比成人多，在ALL 患兒中實施的個體化治療時需要監測MTX 的藥物濃度，并根據血藥濃度進行對應處理，力求達到最佳治療效果并同時減少MTX不良反應。

目前很多國家致力于在ALL 兒童中建立MTX 的群體藥代動力學模型，以便能根據每位患者的人體測量學和生理學特征設計個性化劑量方案。

因多種因素影響ALL 患者個體化治療的實施及療效，為提高HD-MTX 的療效并降低其不良反應，需綜合患者自身情況、免疫分型、基礎疾病、染色體分型及MTX 藥動學/藥效學相關酶和蛋白的基因多態性等多方面因素來調整MTX的使用劑量及采取合適的解救措施。

4 小結

應用HD-MTX 治療ALL 已有多年臨床經驗，目前兒童ALL 的HD-MTX 治療比以前更系統化，但其不良反應不能忽視，臨床中應做到對不良反應早發現、早防治，從而提高ALL 患兒的整體療效和治療后的生活質量。隨著社會醫療水平的不斷提高，MTX的個體化治療成為熱潮，個體化治療中基因多態性、染色體分型等研究逐漸增多，但是HD-MTX聯合CF 方案治療ALL 兒童的研究空間仍非常大，還需更多的研究數據指導用藥以提高兒童ALL療效。