大剂量甲氨蝶呤在儿童急性淋巴细胞白血病中的应用及研究进展

严梓 翟宗 王易

1上海市同济医院儿科 200065；2苏州大学附属儿童医院血液科 215003

急性淋巴细胞白血病（acute lymphocytic leukemia，ALL）在儿童急性白血病（acute leukemia，AL）中最常见，占儿童AL 的75%～80%［1］。ALL 被认为是一种高度异质性恶性血液肿瘤，甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）是治疗ALL的常用化学药物，大剂量MTX（high-dose methotrexate，HD-MTX）已经逐渐代替头颅放疗（cranial radiotherapy，CRT）成为预防和治疗中枢神经系统白血病（central nervous system leukemia，CNSL）的 重 要 手 段。 与 放 疗 相 比，HD-MTX远期疗效好，对患儿的智力和心理行为没有不良影响，已经成为ALL儿童预防骨髓外白血病的主要措施，更是全身化疗的重要部分，显著提高了ALL 患儿的无病生存率（disease-free survival，DFS）和总生存率（overall survival，OS）。

目前应用HD-MTX 治疗ALL 已有多年临床经验，随着联合化疗方案不断改进升级，使得ALL 患儿生存期逐渐延长，生活质量得到明显改善，尤其是HD-MTX能防治骨髓外白血病（特别是中枢神经系统复发）。在临床使用MTX 之前，预防和治疗CNSL 的手段主要是CRT，但是CRT 会引起白质脑病、眼损伤、偏头痛样疾病、内分泌紊乱，甚至继发第二肿瘤［2-4］。这些严重后遗症限制了CRT 在儿童中的临床应用，因此临床上ALL 患儿已经逐渐减少使用CRT。目前对于MTX 的应用，主要是采取鞘内注药和中大剂量化疗，HD-MTX 的不良反应主要有肝肾功能损害、骨髓抑制、口腔黏膜炎等，MTX 鞘内注射后的不良反应相对较轻，HD-MTX主要是静脉给药，个体差异大，不良反应重，有些严重不良反应甚至导致死亡。因此HD-MTX相关不良反应的防治与监测显得极为重要。本文主要阐述HD-MTX在儿童ALL中的应用、不良反应及临床解救方案、个体化治疗等相关进展。

1 HD-MTX在儿童ALL中的应用

ALL 的诊断采取MICM 诊断模式，即形态学（morphology，M）、免 疫 学（immunology，I）、细 胞 遗 传 学（cytogenetics、cell genetics，C）和 分 子 生 物 学（molecular biology，M）的分型标准。儿童ALL 的5 年无病生存率（5-year disease-free survival rate，5y-DFS）可达80%以上，发达国家90%以上［5］。与ALL 预后相关不良因素主要有免疫表型为T 型、初诊时中枢神经系统受累、年龄＞10 岁、白细胞计数＞50×109/L 等。在ALL 患者中HD-MTX 主要应用于巩固强化阶段，能有效防治CNSL及睾丸、眼部浸润等。

ALL 容易累及中枢神经系统，除使用MTX、Ara-c、Dex联合鞘内注射之外，HD-MTX 也是防治CNSL 的主要手段，其他方法还有CRT、异基因造血干细胞移植和最新研究的靶向药物等。低剂量MTX 不能透过血-脑屏障和血-睾屏障，目前儿童ALL 巩固治疗和防治髓外浸润的重要方案是采用HD-MTX联合甲酰四氢叶酸钙（calcium folinate，CF）解救正常细胞。HD-MTX 常用的治疗方法为：第1 天采用1.0～3.0 g/m2MTX，对于高危患儿或T系ALL（T-ALL），可考虑增加至5.0 g/m2，持续静脉滴注24 h（初始1 h 内给药为总量的1/3，在接下来的23 h 给药剩余的全部2/3）；在HD-MTX 开始滴注36 h（有些地区的化疗方案是42 h）后予CF 解救，同时联合水化、碱化的支持疗法。此给药方法在ALL 患者诱导缓解后，连用4 个疗程，可显著提高ALL 患者的长期无事件生存率（event-free survival，EFS），并能明显降低CNSL和睾丸白血病的复发率。

2 HD-MTX不良反应及解救措施

通过HD-MTX 结合三联鞘内注射目前已基本替代放疗，MTX 是治疗ALL 的有效化疗药物。虽然亚叶酸钙可特异性解救其对正常细胞的毒性，但亚叶酸钙的给药次数以及总剂量的控制该如何做到恰到好处，仍然需要不断探索改进。通常HD-MTX 采取静脉持续输注，长时间的输注可导致毒性在体内作用时间延长，严重者可引起不可逆的不良反应，甚至导致死亡。HD-MTX 常见的不良反应有黏膜炎、肝肾毒性、胃肠道反应、骨髓抑制等［6］。

2.1 HD-MTX不良反应

2.1.1 肝肾毒性 肝肾毒性是HD-MTX较常见的不良反应。MTX 最终可经多药耐药蛋白主动排出，大部分以原型通过肾脏排出体外，肾排泄占MTX 清除量的70%～90%；小部分经肝脏代谢，占MTX 清除量的5%～10%［7-8］。有研究在年轻女性患者中发现了MTX 的代谢产物7-羟基MTX可直接损害肝脏。HD-MTX 诱发肾毒性的危险因素除与患儿年龄、MTX 剂量有关外，还与男性、低白蛋白血症有关［9］。HD-MTX 可导致肾功能不全甚至肾衰竭，使用HD-MTX 后的肾毒性通过监测肾功能指标来评估，在HD-MTX 输注开始后36 h内，血浆肌酐增加25 μM或1.5倍可预测MTX消除延迟，提示需加强水化和碱化，以避免进一步的肾脏毒性并且能促进MTX 消除［10］。王瑾等［11］发现，MTX 给药后24～48 h 内血清肌酐水平却未见明显变化，而给药24 h 后肌酐清除率（creatinine clearance rate，CCR）较给药前下降明显，给药48 h CCR 较给药前下降＞50%，提示HD-MTX 化疗对肾功能持续损害，而肾功能不全者更易导致MTX 排泄延迟，此类患者因体内MTX 暴露量增加，进一步加重肝肾、皮肤、黏膜等损伤，甚至继发感染、出血、多脏器功能衰竭等，导致死亡。

另外，使用HD-MTX期间如果静脉联用其他药物，也会影响MTX 的清除。这些药物包括利尿剂、质子泵抑制剂和磺胺类抗生素、钙通道阻滞剂以及酪氨酸激酶抑制剂（TKI）［9，12-15］等，这表明在使用MTX 之前对相互作用的药物进行仔细的审查是非常必要的。

2.1.2 骨髓抑制 MTX 能杀灭白血病细胞，同时也会杀伤骨髓细胞，骨髓抑制也是较常见的不良反应，主要表现为白细胞、血小板、血红蛋白下降等，严重时全血细胞减少［16］，全血细胞减少的报道多见于风湿病患者在使用低剂量MTX 后，导致全血细胞减少的原因可能是MTX 与其他药物联用［17］，而且在肾衰竭患者中全血细胞减少的严重程度和发生频率明显增加［18］，建议在这类患者中减少MTX 的使用。有的研究表明，携带亚甲基四氢叶酸还原酶（methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）基因C677T 和A1298C 的ALL 患儿更容易发生白细胞减少和中性粒细胞减少，故认为叶酸代谢途径的遗传多态性与ALL 患儿中MTX 治疗后出现的血液学不良反应有关［19］。临床使用HD-MTX 期间，应监测血象，当出现粒细胞缺乏时，可予以重组人粒细胞刺激因子治疗，中性粒细胞减少伴有发热时，首先考虑感染并根据病原学相关检查合理使用抗生素。

2.1.3 黏膜炎 MTX 虽然能够有效杀死肿瘤细胞，但是对增生活跃的黏膜组织细胞也会快速灭杀，接受HD-MTX 化疗的患者常常会出现黏膜炎，程度不同，主要损伤部位为口腔、胃肠道、眼部等，严重者因大面积黏膜破坏可合并严重感染、出血、代谢紊乱，甚至出现死亡。严重的黏膜炎不仅影响MTX 的治疗效果，还导致住院时间延长，增加患者额外的经济负担，甚至增加病死率。口腔炎早期表现为轻度红斑水肿，严重口腔炎可引起溃疡、出血、感染（往往消化道也有溃疡），患儿因疼痛影响进食。研究表明，MTX 引起的黏膜炎和腹泻与亚甲基四氢叶酸还原酶MTHFR C677T 以及MTHFR A1298C 多态性显著相关（均P＜0.05）［20］。MTX 可以改变口腔和肠道菌群的多样性和主要成分，从而影响与黏膜上皮损害相关的炎性反应，在小鼠研究和类风湿关节炎患者中，响应MTX 的微生物群组成的这些变化与MTX 诱导的黏膜炎的发展有关［21-22］。此外，在使用HD-MTX 期间，患儿血中25-羟维生素D3水平明显下降，Oosterom 等［23］推测维生素D 水平的降低可能与ALL 儿童应用大剂量MTX 所致严重口腔黏膜炎有关。一旦发生黏膜炎，对症和支持治疗是主要手段，口腔疼痛常常影响进食，适当使用阿片类镇痛药止痛。MTX 相关肠道黏膜损伤主要临床表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻、食欲不振、肛周潮红、脓肿等，Palifermin可用于预防HD-MTX肠道黏膜炎［24］。

2.1.4 神经毒性 HD-MTX 可穿透血-脑屏障进入颅内杀灭白血病细胞，但同时也会损伤脑神经。目前，HD-MTX 导致神经毒性的机制仍不十分清楚。在全基因组关联研究中，所有患者都未能最终确定MTX 神经毒性的任何预测遗传标志。Bhojwani 等［25］报道，应用HD-MTX 治疗的ALL 患儿神经系统不良事件的发生率为3.8%（14/369）；在这项研究中，对369例接受治疗的儿童进行了4个时间点的检查，其中14 例患者出现了与MTX 治疗有关的神经毒性，另外355 例无症状患者中，有73 例（20.6%）和14 例有症状患者均发生白质脑病，直到治疗结束，74.0%的无症状患者和58.0%的有症状患者持续存在白质脑病，但这些患者均能坚持到化疗结束；该研究还发现神经毒性发生率与MTX 剂量相关，且患者的神经多态性基因可能增加MTX 对神经毒性的敏感性。HD-MTX 的神经毒性虽然是一种罕见的不良反应，但在与特定药物联合化疗后可能会增加颅内出 血 的 风 险。Xin 等［26］报 道 了1 例 患 有IKZF1 缺 失 和BCR-ABL1 阳性的11 岁ALL 男性患儿在HD-MTX（5 g/m2）巩固化疗期间曾出现胆囊炎、骨髓抑制、口腔黏膜炎、皮疹和肝功能损害，经治疗后康复，然而在维持治疗阶段，在口服低剂量MTX（25 mg/m2）的第1天就发生了颅内出血，最后遗留了包括偏瘫在内的神经系统后遗症，他们考虑这些严重的不良反应除了是HD-MTX与达沙替尼联合使用后MTX排泄延迟所致外，还考虑与患儿的IKZF1基因变异有关。

国外有些儿童血液病中心，常常在患儿吸入一氧化二氮（N2O）全身麻醉后做腰椎穿刺，然后鞘内注射MTX。但有报道在吸入N2O 全身麻醉下进行鞘内注射MTX 后4～5 d出现严重神经毒性［27-28］。

2.1.5 过敏反应 MTX 已被广泛使用超过50 年，近年也有ALL 患儿在应用大剂量MTX 后出现严重过敏反应及表皮坏死松解症的相关报道［29］。在治疗类风湿关节炎时，MTX 常常低剂量使用，过敏性肺炎最常发生在开始低剂量口服MTX 的第1年，成人也有使用MTX 治疗30年后才发病的报道［30］。虽然过敏反应罕见，但是临床工作中仍需要注意。

2.1.6 皮肤毒性 皮肤毒性通常与表皮坏死和皮肤溃疡有关［31-32］。MTX 引起的皮肤毒性包括麻疹状皮疹、光敏和皮肤色素沉着，由MTX 造成的Stevens-Johnson 综合征［33］和中毒性表皮坏死症（TEN）［34］虽然罕见，但可以是致命的。

2.1.7 其他不良反应 MTX 是一种叶酸还原酶抑制剂，其抑制肿瘤生长的作用机制是抑制嘌呤核苷酸、脱氧核苷酸合成从而抑制DNA 合成。在抑制DNA 合成时就有可能导致DNA 易位、重构等，有引起第二肿瘤［35］的可能。在孕妇中使用MTX 甚至可能造成胎儿先天畸形［36］。HD-MTX 化疗还会引起脱发、食欲下降等一般化疗导致的不良反应。

2.2 解救措施 HD-MTX 的不良反应较多，临床应用时常采用CF 解救方案。Goldin 等［37］最早报道了CF 解救方案。CF 解救可以避免HD-MTX 化疗过程中严重的不良反应，不会对下一疗程的化疗产生影响，但CF 也在一定程度上解救了肿瘤细胞，如果CF 解救次数过多，就会降低MTX的临床疗效。一般在HD-MTX 开始静脉输注36 h 后予以CF静脉注射，每隔6 h 1次，然后根据MTX血药浓度调整CF解救次数和剂量，当MTX 的血清浓度小于0.1 μmol/L（或实验室最低检测限）时停止CF解救。如果既往使用MTX所致明显黏膜炎或任何原因的回盲部炎症者可增加解救次数，36 h前出现明显不良反应者可以提前解救。

尽管给予了足够的CF解救，但是仍有20%的患者发生了严重的黏膜炎（Ⅲ/Ⅳ级）［38］。为了防止机体长时间暴露于MTX，减少肾小管中的MTX 结晶，HD-MTX 输注前和输注后常给予水化、碱化等支持治疗。这是因为当尿液pH 值从6升高到7时MTX溶解度上升10倍［39-40］。

除了亚叶酸钙解救并联合水化、碱化之外，血液净化尤其适合合并有急性肾损伤的ALL患者。血液净化方法目前主要包括血液透析（hemodialysis，HD）、持续肾替代疗法（continuous renal replacement therapy，CRRT）、血浆置换、血液灌流或上述方法联合［41］的血液净化方法。HD 适用于肾功能不全患者。有研究报道了1例移植后淋巴增生性疾病和肾功能损害后使用高通量血液透析成功清除了体内过量的MTX，CRRT可以去除比高通量HD更大的分子，防止血浆药物水平的反跳，而且对于血液动力学不稳定的患者较安全。

当MTX浓度超过临界限度时，单凭CF解救并不足以预防其毒性作用，而血液净化又会造成侵入性损害，而且不是所有医院都能使用这些血液净化技术。2012 年，美国食品药品监督管理局（FDA）批准使用一种新型的MTX解救药物——羧肽酶，它在体内可以将MTX 转换化为无毒性的4-脱氧-4-氨基-N10-甲基蝶酸和谷氨酸，为HD-MTX 诱导的肾功能不全患者和MTX 消除延迟患者提供了一条非肾消除途径。Ramsey 等在《The Oncologist》上发表了关于《高剂量甲氨蝶呤致急性肾损伤和甲氨蝶呤清除延迟患者应用羧肽酶的共识指南》，指南中提出对于使用1～8 g/m2HD-MTX的患者，当患者输注HD-MTX 时间不超过24 h，如果36 h MTX 浓度在30 μM 以上，42 h 浓度在10 μM 以上，或48 h 浓度高于5 μM，血清肌酐相对于基线测量显著升高（指示HD-MTX 诱导的急性肾损伤），可以使用羧肽酶。但是羧肽酶价格昂贵且使用具有局限性，目前我国临床上应用羧肽酶经验较少，仍有待更多临床应用。

3 HD-MTX在ALL中个体化治疗的研究进展

因为ALL 是一种高度异质性疾病，所以ALL 患者对HD-MTX 的治疗效果存在较大差异性。有研究发现，ALL患者叶酸途径的遗传多态性与HD-MTX的血液不良反应密切相关，3 种基因（DHFR、MTHFR、TYMS）的显性等位基因均与血液学毒性有关，故个体化给药时应结合患者叶酸的基因型。治疗效果的差异性除了可能与叶酸代谢途径的基因多态性有关外，还可能与ALL 患者的MTX 转运蛋白的基因多态性、MTX作用靶标相关的基因多态性等相关，而患者自身基础疾病也可影响MTX 代谢。目前儿童ALL 的个体化治疗研究比成人多，在ALL 患儿中实施的个体化治疗时需要监测MTX 的药物浓度，并根据血药浓度进行对应处理，力求达到最佳治疗效果并同时减少MTX不良反应。

目前很多国家致力于在ALL 儿童中建立MTX 的群体药代动力学模型，以便能根据每位患者的人体测量学和生理学特征设计个性化剂量方案。

因多种因素影响ALL 患者个体化治疗的实施及疗效，为提高HD-MTX 的疗效并降低其不良反应，需综合患者自身情况、免疫分型、基础疾病、染色体分型及MTX 药动学/药效学相关酶和蛋白的基因多态性等多方面因素来调整MTX的使用剂量及采取合适的解救措施。

4 小结

应用HD-MTX 治疗ALL 已有多年临床经验，目前儿童ALL 的HD-MTX 治疗比以前更系统化，但其不良反应不能忽视，临床中应做到对不良反应早发现、早防治，从而提高ALL 患儿的整体疗效和治疗后的生活质量。随着社会医疗水平的不断提高，MTX的个体化治疗成为热潮，个体化治疗中基因多态性、染色体分型等研究逐渐增多，但是HD-MTX联合CF 方案治疗ALL 儿童的研究空间仍非常大，还需更多的研究数据指导用药以提高儿童ALL疗效。