地西他滨的作用是什么

【概述】

地西他滨(decitabine, 5-氮杂-2′-脱氧胞苷,商品名为Dacogen)为胞嘧啶类似物,特异的DNA甲基化转移酶抑制剂,可逆转DNA的甲基化过程,激活沉默失活的抑癌基因。地西他滨由MGI制药与SuperGen公司开发, 2006年5月获美国FDA批准上市,适应证为各种类型的骨髓增生异常综合征。

【理化性质】

地西他滨外观为白色至类白色细微粉末,化学名称:4-氨基-1-(2-脱氧-β-D-赤式-呋喃核糖)-1,3,5-三嗪-2(1H)-酮,分子式:C8H12N4O4,相对分子质量:228.21。微溶于乙醇/水(50/50)、甲醇/水(50/50)、甲醇,略溶于水,溶于二甲基亚砜(DMSO)[2]。应置于25℃下保存,允许范围15℃～30℃。

【作用机制】

地西他滨通过磷酸化后直接掺入DNA,抑制DNA甲基化转移酶,引起DNA低甲基化和细胞分化或凋亡来发挥抗肿瘤作用。体外试验显示,地西他滨可抑制DNA甲基化,并且在产生该作用的浓度下不会明显抑制DNA的合成。地西他滨诱导肿瘤细胞的低甲基化,从而恢复控制细胞分化增殖基因的正常功能。在快速分裂的细胞中,掺入DNA的地西他滨可与DNA甲基转移酶共价结合从而产生细胞毒性作用,而非增殖期细胞则对地西他滨相对不敏感。地西他滨是S周期特异性药物。体外研究证实,1μmol?L-1地西他滨作用1h,白血病细胞集落数减少15%～44%;作用24h,集落数减少95%,其杀白血病细胞呈时间依赖性。

【药理作用】

地西他滨作为特异的DNA甲基化转移酶抑制剂,可逆转DNA的甲基化过程,诱导肿瘤细胞向正常细胞分化或诱导肿瘤细胞凋亡。在肿瘤细胞内,地西他滨被脱氧胞苷激酶磷酸化,以磷酸盐的形式与DNA掺合。高浓度的地西他滨掺合可抑制DNA合成诱导细胞死亡,发挥其细胞毒作用;低浓度的地西他滨掺合可替代肿瘤细胞内的胞嘧啶与DNA甲基化转移酶共价结合,使DNA甲基化转移酶失活但不会导致细胞死亡。

在以髓性细胞白血病患者为研究对象的临床试验中观察到,给予地西他滨治疗5d后,全部染色体组中5-甲基胞嘧啶/胞嘧啶及重复DNA组件的甲基化程度分别下降14%和9%。在5～20mg?m-2?d-1内,甲基化程度的减弱与用药剂量线性相关(r=0.88;P=0.05),并且甲基化的减弱程度与临床疗效也有一定的相关性;当用药剂量超过20mg?m-2?d-1时,甲基化的减弱程度没有增加,而是呈平台趋势,同时临床疗效也没有增强而是呈减弱趋势,这种现象在使用高剂量(100～180mg?m-2?d-1)地西他滨进行治疗的慢性髓系白血病患者中可以观察到。 地西他滨在镰状细胞性贫血中独特的活性机制在于其影响胎儿血红蛋白(HbF)基因的活性,这种基因在出生后通常处于静默状态。

地西他滨通过蛋白酶作用通路,选择性降解DNA甲基化转移酶-1,继发提高组蛋白乙酰化水平,激活r-球蛋白基因提高HbF在体内的表达,减缓疾病恶化进程。 地西他滨的抗肿瘤活性并不仅仅来自于其特异的DNA甲基化转移酶抑制作用,其他的作用机制还在研究中。地西他滨可以诱导某些基因局部染色体重组,可增加细胞中组蛋白去乙酰基酶-1的释放,解除p21WAF1的抑制作用。地西他滨和组蛋白去乙酰基酶抑制剂联合应用,可加强染色体重组,激活非甲基化原因沉默失活的抑癌基因。 地西他滨是细胞周期S期特异性药物,可诱导人白血病细胞终端分化,并减少集落生成,其在细胞内的失活主要为胞苷脱氨酶的脱氨作用。以L1210白血病大鼠模型为研究对象,地西他滨和胞苷脱氨酶抑制剂Zebularine联合应用,大鼠生存期比单用地西他滨或Zebularine显著延长,这为临床上联合用药提供了理论依据。

【药动学】

12例患者(8男4女,50～87岁,6例MDS患者,6例急性髓细胞白血病患者),静脉滴注地西他滨15mg?m-2,每8h一次,连续3d,6周一个疗程,其中5例接受了2个疗程的治疗。给予单剂量的地西他滨后,血药浓度值ρmax为79μg?L-1,达峰时间tmax为2.67h,药时曲线下面积AUC0～∞为170μg?h?L-1。连续3d的给药过程中,ρmax、AUC波动不大,第3天的AUC与第1天的AUC比值为0.92。从接受2个疗程的患者的药动学数据可以看出,个疗程的ρmax为49μg?L-1,第二个疗程的ρmax为62.7μg?L-1,两者之间没有统计学上的差异,这表明地西他滨在血液中没有蓄积。地西他滨在体内的表观分布容积Vd为75.8L?m-2,血浆清除率CL为122L?h-1?m-2,消除半衰期t1/2为0.58h。

【制备方法】

1.2-脱氧-D-核糖在吡啶作用下与乙酐进行乙酰化，再在TMSOTf作用下与5-氮杂胞嘧啶偶联得1-(3,5-二-O-乙酰基-2-脱氧-D-核糖)-5-氮杂胞嘧啶，最后经氨气脱保护、甲醇重结晶得抗肿瘤药地西他滨，总收率约32％。 具体实验步骤如下： （1）1,3,5-三-O-乙酰基-2-脱氧-D-核糖(2) 2-脱氧-D-核糖(20g，149mmol)和新蒸吡啶(60ml，736mmol)加至250ml三颈瓶中，0℃氮气保护下慢慢滴加乙酐(49.2ml，520mmol)，滴毕升至室温反应25h。加入二氯甲烷(400ml)，冰浴下加饱和碳酸氢钠溶液(约400ml)调至中性，静置分层，水相用二氯甲烷萃取(100ml×2)，合并有机相，依次用1mol/L盐酸(200ml×3)、饱和碳酸氢钠溶液(200ml)和饱和盐水(200ml)洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液蒸干，剩余油状物于冰箱静置48h，加入少量异丙醚，抽滤，滤液蒸除异丙醚，剩余油状3(31.1g)直接用于下步反应。 （2）1-(3,5-二-O-乙酰基-2-脱氧-D-核糖)-5-氮杂胞嘧啶(3) 5-氮杂胞嘧啶(2g，17.8mmol)、六甲基二硅胺烷(HMDS)(120ml，575.5mmol)和催化量硫酸铵(2.7mg)加至250ml三颈瓶中，氮气保护下加热回流至澄清，继续回流1h。减压蒸除过量HMDS，加入1,2-二氯乙烷(120ml)后冷却至室温，加入TMSOTf(4.4ml，24.2mmol)，同温搅拌1h。慢慢滴加如上所得2(3.12g，12mmol)的1,2-二氯乙烷(60ml)溶液，滴毕室温反应12h，加饱和碳酸氢钠溶液调至中性，用水(100ml×3)洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液蒸干，得3(2.4g，64.2％)，Rf0.4(展开剂：二氯甲烷-甲醇，9∶1)，直接用于下步反应。 （3）地西他滨(1) 3(1g，3.2mmol)和甲醇(30ml)加至50ml三颈瓶中，室温通入氨气，TLC显示反应结束后，反应液蒸干，剩余物快速柱色谱纯化(洗脱剂：二氯甲烷-甲醇，9∶1)，产物[0.84g，α/β=22∶78(HPLC法)]用甲醇重结晶，得1(0.45g，61.6％)。

图1为合成地西他滨的路线1

2.5－氮杂胞嘧啶经六甲基二硅胺烷硅烷化保护，再与1－氯－3，5－对甲基苯甲酰基－脱氧－D－呋喃核糖在四氯化锡的作用下缩合得到1－(3，5－二－O－对氯苯甲酰基－2－脱氧－β－D－呋喃核糖)－5－氮杂胞嘧啶，最后经脱保护、重结晶制得地西他滨。 具体实验步骤如下： （1）2，4－二－(三甲基硅)－5－氮杂胞嘧啶(3)的合成 三口反应瓶中加入5－氮杂胞嘧啶20g(179mmol)和六甲基二硅胺烷(HMDS)300mL(478mmol)，室温搅拌10min后加入硫酸铵0．2g，加热至回流，反应液澄清后，减压蒸除过量的HMDS，浓缩至干后得到42．7g固体3，收率93．4%。 （2）1－(3，5－二－O－对甲基苯甲酰基－2－脱氧－β－D－呋喃核糖)－5－氮杂胞嘧啶(2)的合成 向三口反应瓶中加入如上所得的3、1－氯－3，5－二－O－对甲基苯甲酰基－脱氧－D－呋喃核糖35g(90mmol)、二氯甲烷1600mL，室温下滴加四氯化锡21mL(180mmol)，同温下反应6h，TLC(展开剂:二氯甲烷∶甲醇=9∶1)，监测反应完全后向反应液中加入水200mL，搅拌5min，分去水相，有机相用碳酸氢钠溶液调节pH7，分去水相，有机相用水500mL洗涤后用无水硫酸钠干燥、过滤，滤液浓缩至干，残留物用甲苯/乙醇重结晶，得16．4g白色固体2，收率39.2%。 （3）三口反应瓶加入216．4g、无水乙醇170mL和乙醇钠0．4g，在氮气保护条件下室温反应4h，TLC监测反应完全后，过滤，滤饼真空干燥后用乙醇重结晶得4．8g白色固体1，收率:60．0%。

图2为合成地西他滨的路线1

【应用】

1.骨髓增生异常综合征

2.镰状细胞性贫血

3.髓性细胞白血病

4.其他 临床研究表明,地西他滨对其他实体瘤也有疗效,如肺癌、食管癌、胸膜癌等。地西他滨与白介素-2联合应用,治疗黑素瘤肾细胞癌时发挥协同作用;与顺铂联用,治疗子宫颈鳞状上皮细胞癌;地西他滨也可用于治疗非小细胞肺癌,但也有研究者指出,地西他滨与顺铂联用治疗非小细胞肺癌的疗效并没有比单用顺铂好。

【不良反应】

在针对MDS患者的3期临床研究中,地西他滨组常见的血液学不良反应为嗜中性粒细胞减少,血小板减少及发热引起的中性粒细胞减少和白细胞减少。骨髓抑制是治疗中最常见的不良反应,也是导致用药减量或中断治疗的主要原因。治疗过程中,6例因潜在的疾病和骨髓抑制死亡。地西他滨组83例中有8例因不良反应中断治疗,而支持疗法组81例中仅有1例因不良反应中断治疗。其他疾病的临床研究中最常见的血液学不良反应也是骨髓抑制;地西他滨治疗中常见的非血液学不良反应为发热,恶心,呕吐,腹泻等。地西他滨对孕妇及胎儿的伤害未见明确的临床研究报道,但动物试验表明,妊娠期的大鼠腹腔注射地西他滨,未观察到对大鼠的明显伤害,但胎儿的存活率和体重明显下降,因此建议女性患者使用地西他滨治疗时避免怀孕。对于男性患者,采用地西他滨治疗时也建议采取避孕措施。

【药物相互作用】

体外研究表明,地西他滨不是细胞色素P450酶的底物,与细胞色素P450酶不发生相互作用,并且其血浆蛋白结合率很低(< 1%)。 地西他滨为DNA甲基化转移酶抑制剂,和组蛋白去乙酰基酶抑制剂联合应用,协同作用激活甲基化失活的抑癌基因,加强染色体重组,激活非甲基化原因沉默失活的抑癌基因,在动物试验中,地西他滨和胞苷脱氨酶抑制剂Ze-bularine联合应用,大鼠生存期比单用地西他滨或Zebularine显著延长。在临床上,地西他滨与白介素-2联合治疗黑素瘤肾细胞癌有协同作用;与顺铂联用,可用于治疗子宫颈鳞状上皮细胞癌。

【主要参考资料】

[1]胡艳玲,傅得兴,胡欣.地西他滨的药理作用和临床评价[J].中国药学杂志,2008(02):81-84.

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[3]李谢,陈林,孙强,宗在伟.地西他滨的合成研究[J].化工时刊,2010,24(11):42-44.

[4]谭昀.治疗骨髓增生异常综合征新药———地西他滨[J].中国新药杂志,2010.19(2):91-94.