促紅細(xì)胞生成素臨床應(yīng)用的進(jìn)展

促紅細(xì)胞生成素臨床應(yīng)用的進(jìn)展1促紅細(xì)胞生成素的藥理促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin，EPO)是一種分子量約30～39kD的糖蛋白，為強(qiáng)效的造血生成因子，在0.05～1U/mL時(shí)即呈劑量依賴效應(yīng)。EPO主要由腎臟的氧感受器受缺氧刺激后產(chǎn)生，由皮質(zhì)腎單位的腎小管周圍毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞或成纖維細(xì)胞合成，也可由肝臟、巨噬細(xì)胞、有核紅細(xì)胞產(chǎn)生，但腎外產(chǎn)生量不足總產(chǎn)生量的10％～15％。EPO的產(chǎn)生受機(jī)體內(nèi)血容量和氧分壓的調(diào)節(jié)，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(xì)胞，可刺激祖紅細(xì)胞及早幼紅細(xì)胞形成成熟的紅細(xì)胞集落，對(duì)紅細(xì)胞造血過(guò)程的調(diào)節(jié)尚需其他細(xì)胞因子(如IL-3、GM-CSF和IL-1等)的協(xié)同作用才能完成。目前關(guān)于EPO治療貧血的機(jī)制不清楚，可能的機(jī)制有：1)EPO與紅細(xì)胞干細(xì)胞上的受體結(jié)合并激活，使之發(fā)展成為成熟的紅細(xì)胞；2)EPO能夠快速啟動(dòng)原癌基因c-myc表達(dá)，發(fā)揮抗凋亡并維持細(xì)胞存活的作用。EPO并不能直接促進(jìn)染色體復(fù)制和有絲分裂，所以與其說(shuō)EPO促進(jìn)了紅細(xì)胞前體的增殖和分化，不如說(shuō)是EPO強(qiáng)大的抗凋亡作用，使紅系祖細(xì)胞得以存活并最終向成熟紅細(xì)胞分化。2EPO在腎性貧血中應(yīng)用的臨床價(jià)值EPO是最早應(yīng)用于臨床的細(xì)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(duì)于腎性貧血、再生障礙性貧血、多發(fā)性骨髓瘤及陣發(fā)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(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生，腎臟疾患引起的貧血是EPO的首選適應(yīng)證。目前研究證明，EPO能顯著改善腎性貧血患者的生活質(zhì)量、活動(dòng)能力、有氧活動(dòng)水平、性能力和免疫功能。由于可減少輸血次數(shù)甚至不輸血，使用EPO后患者輸血相關(guān)并發(fā)癥(包括鐵負(fù)荷過(guò)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(fā)癥發(fā)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(fā)癥的預(yù)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(yīng)達(dá)到血紅蛋白目標(biāo)濃度。3腎性貧血治療的靶目標(biāo)3.1DOQI推薦靶目標(biāo)2000年美國(guó)“腎臟病患者生存質(zhì)量”(K/DOQI)指南提出血紅蛋白目標(biāo)濃度：血紅蛋白為110～120g/L，血細(xì)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(yīng)增加原來(lái)每周總劑量的25％；若血紅蛋白水平每月上升＞20g/L，應(yīng)減少每周總劑量的25％～50％。血紅蛋白水平應(yīng)在4個(gè)月內(nèi)達(dá)到目標(biāo)值。維持治療階段，需每1～2個(gè)月監(jiān)測(cè)一次血紅蛋白，如果血紅蛋白水平改變超過(guò)10g/L，應(yīng)按原每周總劑量的25％來(lái)逐步調(diào)整劑量。3.2當(dāng)前關(guān)于血紅蛋白正?；挠^點(diǎn)目前沒(méi)有足夠的證據(jù)表明，需要將Hb常規(guī)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(fēng)險(xiǎn)。因此，目前K/DOQI工作組推薦，EPO治療腎性貧血過(guò)程中，必須根據(jù)患者的實(shí)際情況，在110～140g/L范圍內(nèi)個(gè)體化調(diào)整治療靶目標(biāo)值。有明顯合并癥患者最合適的Hb濃度可能有所不同：有嚴(yán)重心血管疾病的患者不推薦Hb濃度＞120g/L，除非有持續(xù)嚴(yán)重的癥狀(如心絞痛等)；糖尿病特別是同時(shí)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(xì)胞貧血的患者，治療的目標(biāo)應(yīng)將紅細(xì)胞生成刺激劑(ESA)劑量調(diào)整至鐮狀血紅蛋白水平不超過(guò)原來(lái)的30％，這些患者由于持續(xù)溶血引起紅細(xì)胞破壞，即使用了大劑量的ESA治療后，患者Hb也不可能超過(guò)70～80g/L。下列患者需要較高的靶目標(biāo)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(dòng)量大的患者；無(wú)缺血性心臟病證據(jù)者。4EPO抵抗EPO抵抗是指在鐵儲(chǔ)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(xù)4～6月，仍不能達(dá)到血球壓積靶目標(biāo)，或不能維持上述靶目標(biāo)。引起促紅素低反應(yīng)性最常見(jiàn)的原因是鐵缺乏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在CHF人群中，鐵缺乏的發(fā)生率高達(dá)25％～37.5％。EPO使用后進(jìn)一步增加了對(duì)鐵的需求。其他導(dǎo)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(yàn)抽血等。鐵缺乏可分為絕對(duì)鐵缺乏和功能性鐵缺乏。常用的診斷方法包括轉(zhuǎn)鐵蛋白飽和度(最適范圍為20％～50％)、鐵蛋白(最適范圍為100～800ng/mL)和低色素性紅細(xì)胞比例(合適范圍為低于10％)等。其他導(dǎo)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(fā)性骨髓瘤、純紅細(xì)胞再生障礙、透析不充分等。5EPO引起的單純紅細(xì)胞再生障礙EPO引起的單純紅細(xì)胞再生障礙(pureredcellapla-sia，PRCA)是一種少見(jiàn)而嚴(yán)重的藥物不良反應(yīng)，在1989至1998年期間僅有極少的個(gè)例報(bào)道，但以后報(bào)道的例數(shù)顯著上升，至2002年達(dá)到高峰，2002年以后顯著下降，至2004年全球約有250例發(fā)生。調(diào)查顯示，絕大多數(shù)發(fā)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(lái)自使用了其他公司產(chǎn)品的病例，包括EPO-β(Roche公司生產(chǎn))使用者11例，美國(guó)市場(chǎng)的EPO-α(Am-gen公司生產(chǎn))使用者8例。引起PRCA的主要原因?yàn)樽陨砜贵w介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，目前認(rèn)為相關(guān)的危險(xiǎn)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(guó)市場(chǎng)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(yù)充注射器、注射器未包橡皮塞等。絕大多數(shù)患者在EPO使用6～18個(gè)月后發(fā)生PRCA，表現(xiàn)為m突然下降并需要輸血，伴網(wǎng)織紅細(xì)胞減少(＜20109/L)，白細(xì)胞和血小板數(shù)目正常，骨髓穿刺有核紅細(xì)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(fā)生PRCA，由于自身抗體不僅作用于自身產(chǎn)生的EPO，而且可中和目前市場(chǎng)上所有的EPO制劑，故應(yīng)停用一切EPO。除了試用免疫抑制劑和血漿置換外，肽類紅細(xì)胞生成刺激劑Hematide和抗EPO抗體不存在交叉反應(yīng)，目前正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。6EPO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(dá)主要由低氧誘導(dǎo)因子依賴的機(jī)制控制。肝臟內(nèi)EPO表達(dá)由其他轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控，包括WT1及GATA轉(zhuǎn)錄因子家族。許多腎外組織和細(xì)胞都表達(dá)EPO，如星形細(xì)胞、神經(jīng)元、陰道上皮細(xì)胞、男性生殖器官、乳腺、胎盤滋養(yǎng)細(xì)胞、骨髓巨噬細(xì)胞及紅系祖細(xì)胞。在許多非造血組織，如大腦、直腸、心臟、腎臟、平滑肌、肌原細(xì)胞和血管內(nèi)皮，都可發(fā)現(xiàn)EPO新的生物作用：內(nèi)源性EPO在非造血組織有信號(hào)傳導(dǎo)作用；在不同程度的損傷中，外源性EPO可調(diào)節(jié)器官功能和細(xì)胞應(yīng)激。因此，EPO除了對(duì)哺乳類動(dòng)物的造血調(diào)節(jié)有重要作用外，其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(無(wú)論由內(nèi)源性還是外源性激活，無(wú)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(hù)因子。6.1在神經(jīng)系統(tǒng)的應(yīng)用EPO具有促進(jìn)交感傳導(dǎo)、防止大腦萎縮、改善小鼠認(rèn)知功能等作用，提示其在神經(jīng)精神疾病中的潛在價(jià)值。對(duì)急性短暫缺血性中風(fēng)患者在出現(xiàn)癥狀8h內(nèi)靜脈注射EPO，結(jié)果顯示，經(jīng)EPO治療1月后患者的神經(jīng)功能顯著改善，同時(shí)梗死灶明顯縮小。在健康志愿者中，EPO可調(diào)節(jié)認(rèn)知能力，促進(jìn)記憶恢復(fù)，有益于情感的處理，對(duì)情緒和語(yǔ)言流利也有好處。對(duì)慢性精神分裂癥患者給予EPO40000U/wk，3月后患者的認(rèn)知能力明顯改善。6.2在心血管系統(tǒng)的應(yīng)用貧血常見(jiàn)于CHF患者，是導(dǎo)致住院和死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，EPO的促紅細(xì)胞生成作用可糾正貧血，因此對(duì)心衰患者有潛在作用。對(duì)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(xié)會(huì)(NYHA)制訂的心功能分級(jí)，增加左室射血分?jǐn)?shù)，減少利尿劑的使用，改善運(yùn)動(dòng)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(dòng)物研究提示，EPO可能對(duì)心功能有直接作用。需注意的是，慢性心衰患者內(nèi)源性EPO升高，且EPO水平升高可能是患病率和死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。未來(lái)需進(jìn)一步明確EPO治療對(duì)急性冠脈綜合征和慢性心衰患者的效益風(fēng)險(xiǎn)比。6.3EPO的腎臟保護(hù)作用經(jīng)證實(shí)，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(nèi)若干細(xì)胞“存活”路徑，如P13K/Akt路徑或熱休克蛋白70。研究表明，對(duì)各種急性腎損傷動(dòng)物模型給予重組EPO可減少腎臟組織凋亡，保護(hù)組織和器官功能，改善腎功能。最近的研究發(fā)現(xiàn)，EPO還可通過(guò)刺激內(nèi)皮NO合成酶，增加局部NO的生物效應(yīng)。EPO也是內(nèi)皮祖細(xì)胞最強(qiáng)有力的刺激物之一，而內(nèi)皮祖細(xì)胞的動(dòng)員有助于動(dòng)脈損傷后內(nèi)皮恢復(fù)，促進(jìn)缺血區(qū)域新生血管形成，上述作用部分依賴局部NO的生物效應(yīng)。7新型ESA7.1Darbepoetinalfa包含數(shù)量較多唾液酸殘基的重組EPO具有更長(zhǎng)的循環(huán)半衰期，因而在體內(nèi)具有更強(qiáng)的生物作用。通過(guò)定位誘導(dǎo)基因突變改變氨基酸序列，使darbepoetinalfa最多可攜帶22個(gè)唾液酸殘基，而重組或內(nèi)源性EPO最多才攜帶14個(gè)。增加的N連接的糖鏈?zhǔn)笶PO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darbepoetinalfa在體內(nèi)具有更強(qiáng)的代謝穩(wěn)定性。靜脈注射darbepoetinalfa后，清除半衰期延長(zhǎng)至epoetinalfa(8.5h)的3倍(25.3h)，皮下注射則可使半衰期由24h延長(zhǎng)至約48h。因此，使用darbepoetinalfa后，可避免頻繁給藥，多數(shù)患者每周一次或隔周一次給藥，少數(shù)患者甚至可每月1次給藥。7.2EPO受體持續(xù)刺激劑(ContinuousEPOReceptorActivator，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(guò)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(guī)EPO的2倍。CERA的循環(huán)半衰期顯著延長(zhǎng)至130h，因此可每2周或一月1次給藥，此產(chǎn)品最近已得到美國(guó)和歐洲許可證。CERA的代謝情況可能與現(xiàn)有產(chǎn)品不同，它與EPO受體作用后細(xì)胞內(nèi)化可能較少，仍需進(jìn)一步觀察其臨床效果和不良反應(yīng)。7.3小分子肽類紅細(xì)胞生成刺激劑大約10年前發(fā)現(xiàn)若干約含20個(gè)氨基酸的小分子肽類，其序列與EPO不同，但可與EPO受體結(jié)合。這些小分子肽類可引起EPO受體構(gòu)象改變，激活JAK2激酶/STAT-5及其他胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)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(nèi)的半衰期為14～60h，取決于給藥劑量。小鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí)這些肽類主要由腎臟清除。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Hematide可刺激造血。Ⅰ期臨床試驗(yàn)表明，靜脈注射Hematide可使網(wǎng)織紅細(xì)胞計(jì)數(shù)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(fā)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(yōu)勢(shì)還包括：室溫下更穩(wěn)定；免疫原性更低；生產(chǎn)流程更簡(jiǎn)單，產(chǎn)品更便宜；不需要干細(xì)胞和基因工程技術(shù)等。此外，Hematide與EPO抗體不存在交叉反應(yīng)，因此，即使患者產(chǎn)生了抗Hematide抗體，這些抗體也不會(huì)中和患者自身的內(nèi)源性EPO，患者不會(huì)產(chǎn)生PRCA。反之，即使患者存在抗體介導(dǎo)的PRCA，Hematide也不會(huì)被抗EPO抗體中和，Hematide治療仍有效。7.4低氧誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子穩(wěn)定劑非缺氧狀態(tài)下，若低氧誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子(HIF)失活，EPO基因表達(dá)即受抑。a-脯氨酰及天冬酰胺酰的羥化可導(dǎo)致HIF失活，而HIF-a羥化酶需要氧、鐵和2-酮戊二酸。因