开拓肿瘤化疗的新思路――密集式低剂量化疗的启示
【关键词】 肿瘤
【摘要】 近年来密集式低剂量化疗在小剂量化疗的基础上开始在临床上应用，这种给药方式称节律性化疗（metronomic chemotherapy)。与传统的最大耐受量化疗不同，主要是剂量低，间歇期短，能持续应用。本文对密集式化疗的作用机制、药物种类、剂量、应用方式、持续时间、检测标记物、毒副作用等方面的现状和前景进行综述。
【关键词】 密集式；低剂量；化疗；肿瘤
200多年前，Hunter已提出血管生长（angiogenesis）的见解，用以描述发育期间驯鹿角中新生血管的生长。100多年前学者们就注意到肿瘤中血管数多于正常组织的现象，但仅认为是一种炎症反应，并非肿瘤生长所必需。直到1971年，Folkman才正式提出“肿瘤生长依赖于血管生成”的观点，并在进一步研究中发现，实体肿瘤形成初，肿瘤细胞的营养获取及废物的排出是依靠弥散实现，因而生长缓慢；当实体肿瘤直径超过1~2mm时，弥散方式将不能满足肿瘤存活和生长需要。此时，如无新生血管长入，肿瘤组织将发生退化；一旦新生血管长入，肿瘤将迅速生长，且浸润和转移能力大大加强。Folkman等［1，2］把这一现象称为“血管生长切换机制（the balance for the angiogenesis switch）”。因此肿瘤血管生成是肿瘤发生、的必要条件，也是所有实体肿瘤的共性。基于上述成果，抗肿瘤血管新生已成为一类新的抗癌靶点。
在过去的半个多世纪里细胞毒化疗药物的应用是以达到破坏肿瘤细胞为目的，以最大耐受量MTD为基础。所设计的化疗方案目前已成为肿瘤综合的重要组成部分。这种传统的化疗方法经过几代肿瘤学家努力和新药的不断问世，在全球范围内大规模临床随机对照试验指导下，肿瘤化疗已取得长足的进步［3，4］。但这种最大耐受量方案取得的成绩至今未获明显的突破，似乎到达“平台期”。而且毒副作用大、费用昂贵已成为共识。近几年分子靶向药物治疗的崛起，则是改变治疗靶向新尝试的趋势，但高昂的医疗费用却限制它的推广应用。2004年ASCO大会Koto报道长期口服优福定2年的随机Ⅲ期临床试验使早期非小细胞肺癌5年生存率达85%，较对照组明显延长，给肿瘤治疗带来新希望。这种长期低剂量治疗结果很可能与抗血管生成有关。类似的治疗模式Robert在2004年JUNE杂志做了详细的阐述。
1 低剂量化疗的由来
早在1978年Lotem和Sachs相继提出急性白血病的某些克隆能在体外被低浓度的抗肿瘤药诱导分化。次年Baccarani首先用低剂量Ara-c成功治疗1例白血病前期患者。20世纪80年代许多报道有关低剂量Ara-c治疗急性白血病有效的病例，体外试验也证实低浓度Ara-c具有分化诱导作用，但临床观察Ara-c 10mg/d的低浓度仍有不少病例出现骨髓抑制。故当时认为低剂量化疗靶向仍是损害肿瘤细胞的DNA，且无取得肿瘤细胞诱导分化的直接证据。显然这种低剂量化疗的机制还不十分清楚。20世纪90年代在血液肿瘤的治疗方案中除Ara-c外，还有阿克拉霉素、去甲氧柔红霉素、足叶乙苷等采用低剂量方案并取得成功。至20世纪90年代后期在实体瘤的治疗中出现低剂量氟尿嘧啶持续滴注治疗消化道肿瘤，低剂量诺维本治疗非小细胞肺癌的报道，但机制仍然模糊。近年来，在以抗血管生成为基础的化疗药物的研究中发现，一些化疗药在很低浓度剂量下具有很强的抗血管生成作用，而一些化疗药在接近最大毒性浓度下才呈现出抗血管生成的活性［5］。2000年Hanahan和Browder分别将这种小剂量，密集式的给药方式称为小剂量化疗（metronomic chemotherapy）和抗血管生成化疗（antiangiogenic chemotherapy）［6，7］。与传统的化疗方案相比，这种以抗血管生成为基础的小剂量化疗具有毒副作用小、费用较低的优势而且将低剂量化疗与许多靶向及相对非毒性抗肿瘤药联合使用可以增强疗效，延长病人的生存率［8］，并具有战略意义。这种小剂量性化疗以低剂量、密集式、间歇期短为给药特点，打破了肿瘤治疗现存的这一僵局，为肿瘤病的诊断和治疗提供了新思路。
2 低剂量化疗面临的问题
2.1 低剂量化疗可能存在的机制 （1）传统的MTD化疗是通过抑制损伤肿瘤细胞DNA复制或代谢的酶来干扰细胞的分裂。由于缺乏特异性，这些化疗药也同时破坏正常细胞的分裂而产生副作用。同样肿瘤新生血管中内皮细胞也可受化疗药物的影响［9］。产生抗血管生成作用。早在1991年Kerbel报道对有的化疗药耐药的肿瘤细胞可通过该药的毒副作用使肿瘤血管内皮细胞减少或损伤，达到抗肿瘤目的［10］。Browder在研究中证实给予环磷酰胺以最大耐受量的1/3量皮下注射可引起已对该药耐药的鼠的皮下肿块消退，分析原因是由于肿瘤内皮细胞的凋亡［7］。但在2~3周的停药期可复发，因此如果增加给药频率可以产生累积作用［11］。（2）低剂量化疗药物与抗血管生成药结合能增强化疗药对血管内皮细胞的作用。Klenment给予1/20~1/10的MTD量长春新碱，每周2次，结合抗VEGF-R2抗体（DC101）在SCID小鼠中进行试验，这一治疗由于毒性小可长达7个月。相反，单独使用长春新碱或DC101，虽然无毒性但易复发，小鼠仅存活1~2个月［12］。故机制为低剂量长春新碱具有显著的抗血管生成作用［12］。Browder等用抗血管生成抑制剂TNP470和每周1次环磷酰胺治疗对环磷酰胺耐药的移植性肿瘤发现能引起肿块明显的持续消退。由此可见，低剂量密集式化疗的靶是针对肿瘤血管内皮细胞。（3）低剂量密集式化疗的机制也可能具有对肿瘤细胞的直接作用或诱导分化作用，但无直接依据。
2.2 低剂量化疗的适应证 根据现有的临床资料和试验研究还很难清楚地指出哪些恶性肿瘤患者适用这种治疗模式。但这种治疗所带来的益处使应用范围越来越广泛。如低剂量持续滴注3周方案调整为2周方案［13，14］，一次冲击式改为每周治疗［15］，低剂量持续口服［15］等临床研究正涉及多种肿瘤和各期患者。目前这种低剂量密集式治疗较多用于：（1）用标准的MTD方案后紧接长期低剂量密集式化疗维持［16］。（2）进展相对缓慢的早期肿瘤术后辅助治疗［15］。（3）对多种药物耐药的晚期转移性恶性肿瘤［17，18］。（4）无标准方案治疗的恶性肿瘤的研究性化疗［14］。（5）年老体弱或条件差的患者及承受不住常规MTD化疗的患者。
2.3 低剂量化疗产生耐药性及复发的可能机制 低剂量化疗结合抗血管生成药物耐药性产生的原因可能与以下几个因素有关：（1）肿瘤血管的内皮细胞比例低；（2）内皮细胞受到自体高浓度的VEGF和bFGF等因子的保护［19，20］；（3）抗血管生成的作用常常被化疗药物的作用所掩盖但化疗后重建内皮细胞和血管可能分化更好，更成熟，对抗血管生成治疗耐药［20］。
2.4 抑制血管生成药物的种类 几乎所有化疗药物都具有抗血管生成作用，但有的药物在很小剂量而有的却在几乎达到常规剂量时才显示其抑制内皮细胞作用，药物之间差异极大［5］。为了筛选出有实际意义的抗血管生成化疗药物，Miller等［6］提出4项标准：（1）差异的细胞毒性：该类化疗药物杀伤或抑制内皮细胞的药物剂量应低于对肿瘤细胞的毒性剂量；（2）干扰内皮细胞功能：该类化疗药物应在尚未引起内皮细胞死亡的情况下干扰内皮细胞功能；（3）明确的作用机制：迄今血管生成的基本过程已较明确，在确认化疗药物具有抗血管生成效应之前，尚需确定该药是通过抑制血管生成的哪一个具体环节而发挥作用的；（4）体内抑制血管生成：很多药物体外可显示对内皮细胞生长有抑制作用，但在体内却无抗血管生成作用，因此，该类化疗药物需具有体内抑制血管生成效果。以抗血管生成化疗药物筛选的4项标准衡量，研究较深入的已被证实的抗血管生成化疗药物主要有环磷酰胺、紫杉醇、长春新碱、甲氨蝶呤、足叶乙苷、地塞米松、干扰素等。随着研究的深入将有更多的药物投入到临床研究中。
2.5 药物的适宜剂量和间隔时间 目前几乎所有的研究和临床试验，对于确定药物抑制血管内皮细胞的最低浓度和给药的频率都是经验性的。这是这种治疗策略最需解决和最困难的课题。尽管有试验提示给予MTD量的1/3能抑制肿瘤血管内皮细胞的增殖和迁移及肿块的退缩，体外的动物模型和肿瘤细胞系也说明各种药物不同浓度发挥血管生成的抑制作用。但如何掌握肿瘤治疗选择药物的最低浓度还很模糊，缺乏大样本临床研究的支持。同样给药的时间，现存的资料有持续每周1次、每周2次等模式，带有盲目性和浓厚的经验性。进一步的研究需要寻找血管生成的确切标记物。通过监测标记物选择药物的最低浓度和最适宜剂量。
2.6 监测血管生成的标记 VEGF曾在低剂量密集式化疗中作为判断血管生成的指标，被广泛应用。但由于肿瘤细胞的自分泌影响。其值变化只能反映病情的变化，不能作为抑制血管生成的直接标记物。MVD虽直接测定微血管的密度，但因操作困难加上主观因素的干扰，故不常采用。最近有一个研究观察到低剂量环磷酰胺注射5天，可导致TSP1（血小板反应素1）mRNA和蛋白水平在内皮细胞中明显增加。在野生型和TSP1缺乏小鼠模型中给予小剂量的环磷酰胺，在TSP1缺乏的小鼠中无抗血管生成和抗癌作用，但在野生型小鼠中却相反［20，21］。
TSP1是一种内源性血管生成抑制剂，由细胞外基质分泌。进入外周循环，结合到CD36受体被激活在内皮细胞上表达。这种复合物能阻断内皮细胞增殖和促进其凋亡。TSP1也能绑定并隔绝VEGF从而抑制内皮细胞的前血管生成活性。所以密集式低剂量化疗可能通过诱导内皮细胞特异性介质来间接发挥作用。Izumi和Garcia-Barros相继报道证实抗CerBb2单抗赫赛汀不仅抑制VEGF表达而且诱导TSP1，起到抑制血管生成的作用。目前TSP1测定已在众多实验室建立。
肿瘤血管的生成如同胚胎早期管道的发生、发育。早在1997年Asahara报道50%以上新生血管的内皮细胞来源于骨髓循环内皮前身细胞（CEPs），通过生长因子从骨髓动员进入外周血循环，成为循环内皮细胞（CECs），迁移到血管生成位置，且分化为成熟内皮细胞，形成血管。Bertolini等［21］报道免疫缺陷型小鼠中皮下注射人淋巴瘤细胞，当用MTD的环磷酰胺时外周血中增加的CEPs可显著短暂降低。在停药期CEPs迅速反弹。相反，以小剂量的环磷酰胺，每周给药，CEPS持续下降并且无代偿样反弹，这就解释MTD化疗不能持续抑制肿瘤的血管生成，肿瘤复发至少部分与停药期肿瘤血管的修复有关。最近发现给直肠癌患者输注Avastin能导致CECs和CEPs迅速下降，提示抗血管抑制剂通过CECs和CEPs发挥抗血管生成作用。所以CECs和CEPs的测定有助监测抗血管生成药物的活性和适宜剂量。
2.7 低剂量化疗可能存在的毒副作用 与传统的高冲式化疗相比，这种低剂量、短间歇期、频繁投药的密集式低剂量化疗的各种毒副反应发生率均低于高冲式化疗组。特别是白细胞和血小板减少、血红蛋白降低、恶心呕吐及肌肉关节痛等毒副反应发生率，高冲式化疗组明显高于低密式化疗组，差异有非常显著性（P＜0.005）；腹泻发生率高冲式化疗组亦高于低密式化疗组，差异有显著性（P＜0.05）；便秘、周围神经炎、肝功能异常、肾功能异常、心电图异常等发生率，两组差异无显著性（P＞0.05）；脱发发生率两组无差异。高冲式化疗组发生与化疗相关死亡2例，化疗死亡率为3.7%，2例均死于全血象下降，尤以白细胞及血小板下降为重，出现广泛性皮肤黏膜出血及呕血、便血，最终因肝肾功能急性衰竭死亡。高密式化疗组未发生与化疗相关死亡［22］。但因持续时间延长，潜在的副作用包括继发性肿瘤不可忽视。已有报道长期口服环磷酰胺引起淋巴细胞减少；另有研究指出延长低剂量temozolamide的口服时间导致病人发生免疫T细胞减少［23］。
3 未来的研究方向
笔者已经阐述了密集式低剂量化疗的潜在空间，特别是与抗血管药物同时应用时。然而，面对临床工作者的问题是组织大样本的随机对照试验在实践和经验中摸索出给药时间和给药周期。同时研究将进一步发现新的标记物以确定剂量的选择和筛选抗血管生成药物的活性，药物间的联合，间歇期的确定，是否采用如分子靶向治疗或中药调理式的长期维持治疗。这些将是今后长时间探讨的问题。总之，密集式低剂量的化疗由于治疗靶向的换位思考，加上毒副作用小、花费低、前期临床试验的可行性等优势，相信这种化疗模式前景十分诱人。
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