2353-33-5 / 地西他濱的作用是什么

【概述】

地西他濱(decitabine, 5-氮雜-2′-脫氧胞苷,商品名為Dacogen)為胞嘧啶類似物,特異的DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制劑,可逆轉(zhuǎn)DNA的甲基化過程,激活沉默失活的抑癌基因。地西他濱由MGI制藥與SuperGen公司開發(fā), 2006年5月獲美國FDA批準(zhǔn)上市,適應(yīng)證為各種類型的骨髓增生異常綜合征。

【理化性質(zhì)】

地西他濱外觀為白色至類白色細(xì)微粉末,化學(xué)名稱:4-氨基-1-(2-脫氧-β-D-赤式-呋喃核糖)-1,3,5-三嗪-2(1H)-酮,分子式:C8H12N4O4,相對分子質(zhì)量:228.21。微溶于乙醇/水(50/50)、甲醇/水(50/50)、甲醇,略溶于水,溶于二甲基亞砜(DMSO)[2]。應(yīng)置于25℃下保存,允許范圍15℃～30℃。

【作用機(jī)制】

地西他濱通過磷酸化后直接摻入DNA,抑制DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶,引起DNA低甲基化和細(xì)胞分化或凋亡來發(fā)揮抗腫瘤作用。體外試驗顯示,地西他濱可抑制DNA甲基化,并且在產(chǎn)生該作用的濃度下不會明顯抑制DNA的合成。地西他濱誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的低甲基化,從而恢復(fù)控制細(xì)胞分化增殖基因的正常功能。在快速分裂的細(xì)胞中,摻入DNA的地西他濱可與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶共價結(jié)合從而產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用,而非增殖期細(xì)胞則對地西他濱相對不敏感。地西他濱是S周期特異性藥物。體外研究證實,1μmol?L-1地西他濱作用1h,白血病細(xì)胞集落數(shù)減少15%～44%;作用24h,集落數(shù)減少95%,其殺白血病細(xì)胞呈時間依賴性。

【藥理作用】

地西他濱作為特異的DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制劑,可逆轉(zhuǎn)DNA的甲基化過程,誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞向正常細(xì)胞分化或誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。在腫瘤細(xì)胞內(nèi),地西他濱被脫氧胞苷激酶磷酸化,以磷酸鹽的形式與DNA摻合。高濃度的地西他濱摻合可抑制DNA合成誘導(dǎo)細(xì)胞死亡,發(fā)揮其細(xì)胞毒作用;低濃度的地西他濱摻合可替代腫瘤細(xì)胞內(nèi)的胞嘧啶與DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶共價結(jié)合,使DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶失活但不會導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

在以髓性細(xì)胞白血病患者為研究對象的臨床試驗中觀察到,給予地西他濱治療5d后,全部染色體組中5-甲基胞嘧啶/胞嘧啶及重復(fù)DNA組件的甲基化程度分別下降14%和9%。在5～20mg?m-2?d-1內(nèi),甲基化程度的減弱與用藥劑量線性相關(guān)(r=0.88;P=0.05),并且甲基化的減弱程度與臨床療效也有一定的相關(guān)性;當(dāng)用藥劑量超過20mg?m-2?d-1時,甲基化的減弱程度沒有增加,而是呈平臺趨勢,同時臨床療效也沒有增強(qiáng)而是呈減弱趨勢,這種現(xiàn)象在使用高劑量(100～180mg?m-2?d-1)地西他濱進(jìn)行治療的慢性髓系白血病患者中可以觀察到。 地西他濱在鐮狀細(xì)胞性貧血中獨(dú)特的活性機(jī)制在于其影響胎兒血紅蛋白(HbF)基因的活性,這種基因在出生后通常處于靜默狀態(tài)。

地西他濱通過蛋白酶作用通路,選擇性降解DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶-1,繼發(fā)提高組蛋白乙?；?激活r-球蛋白基因提高HbF在體內(nèi)的表達(dá),減緩疾病惡化進(jìn)程。 地西他濱的抗腫瘤活性并不僅僅來自于其特異的DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制作用,其他的作用機(jī)制還在研究中。地西他濱可以誘導(dǎo)某些基因局部染色體重組,可增加細(xì)胞中組蛋白去乙?；?1的釋放,解除p21WAF1的抑制作用。地西他濱和組蛋白去乙?；敢种苿┞?lián)合應(yīng)用,可加強(qiáng)染色體重組,激活非甲基化原因沉默失活的抑癌基因。 地西他濱是細(xì)胞周期S期特異性藥物,可誘導(dǎo)人白血病細(xì)胞終端分化,并減少集落生成,其在細(xì)胞內(nèi)的失活主要為胞苷脫氨酶的脫氨作用。以L1210白血病大鼠模型為研究對象,地西他濱和胞苷脫氨酶抑制劑Zebularine聯(lián)合應(yīng)用,大鼠生存期比單用地西他濱或Zebularine顯著延長,這為臨床上聯(lián)合用藥提供了理論依據(jù)。

【藥動學(xué)】

12例患者(8男4女,50～87歲,6例MDS患者,6例急性髓細(xì)胞白血病患者),靜脈滴注地西他濱15mg?m-2,每8h一次,連續(xù)3d,6周一個療程,其中5例接受了2個療程的治療。給予單劑量的地西他濱后,血藥濃度最大值ρmax為79μg?L-1,達(dá)峰時間tmax為2.67h,藥時曲線下面積AUC0～∞為170μg?h?L-1。連續(xù)3d的給藥過程中,ρmax、AUC波動不大,第3天的AUC與第1天的AUC比值為0.92。從接受2個療程的患者的藥動學(xué)數(shù)據(jù)可以看出,第一個療程的ρmax為49μg?L-1,第二個療程的ρmax為62.7μg?L-1,兩者之間沒有統(tǒng)計學(xué)上的差異,這表明地西他濱在血液中沒有蓄積。地西他濱在體內(nèi)的表觀分布容積Vd為75.8L?m-2,血漿清除率CL為122L?h-1?m-2,消除半衰期t1/2為0.58h。

【制備方法】

1.2-脫氧-D-核糖在吡啶作用下與乙酐進(jìn)行乙酰化，再在TMSOTf作用下與5-氮雜胞嘧啶偶聯(lián)得1-(3,5-二-O-乙酰基-2-脫氧-D-核糖)-5-氮雜胞嘧啶，最后經(jīng)氨氣脫保護(hù)、甲醇重結(jié)晶得抗腫瘤藥地西他濱，總收率約32％。 具體實驗步驟如下： （1）1,3,5-三-O-乙酰基-2-脫氧-D-核糖(2) 2-脫氧-D-核糖(20g，149mmol)和新蒸吡啶(60ml，736mmol)加至250ml三頸瓶中，0℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下慢慢滴加乙酐(49.2ml，520mmol)，滴畢升至室溫反應(yīng)25h。加入二氯甲烷(400ml)，冰浴下加飽和碳酸氫鈉溶液(約400ml)調(diào)至中性，靜置分層，水相用二氯甲烷萃取(100ml×2)，合并有機(jī)相，依次用1mol/L鹽酸(200ml×3)、飽和碳酸氫鈉溶液(200ml)和飽和鹽水(200ml)洗滌，無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液蒸干，剩余油狀物于冰箱靜置48h，加入少量異丙醚，抽濾，濾液蒸除異丙醚，剩余油狀3(31.1g)直接用于下步反應(yīng)。 （2）1-(3,5-二-O-乙?；?2-脫氧-D-核糖)-5-氮雜胞嘧啶(3) 5-氮雜胞嘧啶(2g，17.8mmol)、六甲基二硅胺烷(HMDS)(120ml，575.5mmol)和催化量硫酸銨(2.7mg)加至250ml三頸瓶中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱回流至澄清，繼續(xù)回流1h。減壓蒸除過量HMDS，加入1,2-二氯乙烷(120ml)后冷卻至室溫，加入TMSOTf(4.4ml，24.2mmol)，同溫攪拌1h。慢慢滴加如上所得2(3.12g，12mmol)的1,2-二氯乙烷(60ml)溶液，滴畢室溫反應(yīng)12h，加飽和碳酸氫鈉溶液調(diào)至中性，用水(100ml×3)洗滌，無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液蒸干，得3(2.4g，64.2％)，Rf0.4(展開劑：二氯甲烷-甲醇，9∶1)，直接用于下步反應(yīng)。 （3）地西他濱(1) 3(1g，3.2mmol)和甲醇(30ml)加至50ml三頸瓶中，室溫通入氨氣，TLC顯示反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液蒸干，剩余物快速柱色譜純化(洗脫劑：二氯甲烷-甲醇，9∶1)，產(chǎn)物[0.84g，α/β=22∶78(HPLC法)]用甲醇重結(jié)晶，得1(0.45g，61.6％)。

圖1為合成地西他濱的路線1

2.5－氮雜胞嘧啶經(jīng)六甲基二硅胺烷硅烷化保護(hù)，再與1－氯－3，5－對甲基苯甲?；撗酰璂－呋喃核糖在四氯化錫的作用下縮合得到1－(3，5－二－O－對氯苯甲?；?－脫氧－β－D－呋喃核糖)－5－氮雜胞嘧啶，最后經(jīng)脫保護(hù)、重結(jié)晶制得地西他濱。 具體實驗步驟如下： （1）2，4－二－(三甲基硅)－5－氮雜胞嘧啶(3)的合成 三口反應(yīng)瓶中加入5－氮雜胞嘧啶20g(179mmol)和六甲基二硅胺烷(HMDS)300mL(478mmol)，室溫攪拌10min后加入硫酸銨0．2g，加熱至回流，反應(yīng)液澄清后，減壓蒸除過量的HMDS，濃縮至干后得到42．7g固體3，收率93．4%。 （2）1－(3，5－二－O－對甲基苯甲?；?－脫氧－β－D－呋喃核糖)－5－氮雜胞嘧啶(2)的合成 向三口反應(yīng)瓶中加入如上所得的3、1－氯－3，5－二－O－對甲基苯甲酰基－脫氧－D－呋喃核糖35g(90mmol)、二氯甲烷1600mL，室溫下滴加四氯化錫21mL(180mmol)，同溫下反應(yīng)6h，TLC(展開劑:二氯甲烷∶甲醇=9∶1)，監(jiān)測反應(yīng)完全后向反應(yīng)液中加入水200mL，攪拌5min，分去水相，有機(jī)相用碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)pH7，分去水相，有機(jī)相用水500mL洗滌后用無水硫酸鈉干燥、過濾，濾液濃縮至干，殘留物用甲苯/乙醇重結(jié)晶，得16．4g白色固體2，收率39.2%。 （3）三口反應(yīng)瓶加入216．4g、無水乙醇170mL和乙醇鈉0．4g，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下室溫反應(yīng)4h，TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后，過濾，濾餅真空干燥后用乙醇重結(jié)晶得4．8g白色固體1，收率:60．0%。

圖2為合成地西他濱的路線1

【應(yīng)用】

1.骨髓增生異常綜合征

2.鐮狀細(xì)胞性貧血

3.髓性細(xì)胞白血病

4.其他 臨床研究表明,地西他濱對其他實體瘤也有療效,如肺癌、食管癌、胸膜癌等。地西他濱與白介素-2聯(lián)合應(yīng)用,治療黑素瘤腎細(xì)胞癌時發(fā)揮協(xié)同作用;與順鉑聯(lián)用,治療子宮頸鱗狀上皮細(xì)胞癌;地西他濱也可用于治療非小細(xì)胞肺癌,但也有研究者指出,地西他濱與順鉑聯(lián)用治療非小細(xì)胞肺癌的療效并沒有比單用順鉑好。

【不良反應(yīng)】

在針對MDS患者的3期臨床研究中,地西他濱組常見的血液學(xué)不良反應(yīng)為嗜中性粒細(xì)胞減少,血小板減少及發(fā)熱引起的中性粒細(xì)胞減少和白細(xì)胞減少。骨髓抑制是治療中最常見的不良反應(yīng),也是導(dǎo)致用藥減量或中斷治療的主要原因。治療過程中,6例因潛在的疾病和骨髓抑制死亡。地西他濱組83例中有8例因不良反應(yīng)中斷治療,而支持療法組81例中僅有1例因不良反應(yīng)中斷治療。其他疾病的臨床研究中最常見的血液學(xué)不良反應(yīng)也是骨髓抑制;地西他濱治療中常見的非血液學(xué)不良反應(yīng)為發(fā)熱,惡心,嘔吐,腹瀉等。地西他濱對孕婦及胎兒的傷害未見明確的臨床研究報道,但動物試驗表明,妊娠期的大鼠腹腔注射地西他濱,未觀察到對大鼠的明顯傷害,但胎兒的存活率和體重明顯下降,因此建議女性患者使用地西他濱治療時避免懷孕。對于男性患者,采用地西他濱治療時也建議采取避孕措施。

【藥物相互作用】

體外研究表明,地西他濱不是細(xì)胞色素P450酶的底物,與細(xì)胞色素P450酶不發(fā)生相互作用,并且其血漿蛋白結(jié)合率很低(< 1%)。 地西他濱為DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶抑制劑,和組蛋白去乙酰基酶抑制劑聯(lián)合應(yīng)用,協(xié)同作用激活甲基化失活的抑癌基因,加強(qiáng)染色體重組,激活非甲基化原因沉默失活的抑癌基因,在動物試驗中,地西他濱和胞苷脫氨酶抑制劑Ze-bularine聯(lián)合應(yīng)用,大鼠生存期比單用地西他濱或Zebularine顯著延長。在臨床上,地西他濱與白介素-2聯(lián)合治療黑素瘤腎細(xì)胞癌有協(xié)同作用;與順鉑聯(lián)用,可用于治療子宮頸鱗狀上皮細(xì)胞癌。

【主要參考資料】

[1]胡艷玲,傅得興,胡欣.地西他濱的藥理作用和臨床評價[J].中國藥學(xué)雜志,2008(02):81-84.

[2]季競競,楊守寧,董冬吟,楊琍蘋.地西他濱的合成[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2007(07):468-469.

[3]李謝,陳林,孫強(qiáng),宗在偉.地西他濱的合成研究[J].化工時刊,2010,24(11):42-44.

[4]譚昀.治療骨髓增生異常綜合征新藥———地西他濱[J].中國新藥雜志,2010.19(2):91-94.