Начало >> Статьи >> Архивы >> Противоопухолевые препараты

Аспарагиназа - Противоопухолевые препараты

Оглавление
Противоопухолевые препараты
Введение
Адриамицин
Аспарагиназа
Бензотэф
Блеомицетин
Блеомицин
Брунеомицин
Винбластин
Винкристин
Гексафосфамид
Гидроксимочевина
Дактиномицин
Дегранол
Депостат
Дибунол
Дийодбензотэф
Дипин
Доксорубицин
Допан
Зитазониум
Имифос
Карминомицин
Колхамин
Лофенал
Меркаптопурин
Метотрексат
Миелобромол
Миелосан
Митолактол
Митрамицин
Натулан
Нитрозоалкилмочевина
Платидиам
Платин
Подофиллин
Пролотестон
Проспидин
Розевин
Рубомицин
Сарколизин
Спиробромин
Тиодипин
Тиофосфамид
Фарморубицин
Фентирин
Фопурии
Фотрин
Фторафур
Фторбензотеф
Фторурацил
Хлодитан
Хлорбутин
Циклофосфан
Цитарабин
Цитембена
Эмбихин
Онкологические заболевания, при которых используется лекарственная терапия

АСПАРАГИНАЗА — ASPARAGINASUM
Синонимы: краснитии, лейназа, Asparaginase, Colaspase, Crasnltine, Elspar, Krasnitin, Krasnitinum, Kridolase -Asparaginase, Leucasa, Leunasa, Lyovan, NSC-109229.
Аспарагиназа является первым и пока еще единственным препаратом ферментного происхождения, применяющимся при лечении острых лейкозов.
История обнаружения антилейкозной активности фермента берет начало от установления в эксперименте того факта, что сыворотка морской свинки с высоким уровнем L-аспарагиназы ингибирует развитие лимфосаркомы Гарднера. В дальнейшем были развернуты исследования по изысканию источников получения и изучению биологических, биохимических, фармакологических и других свойств этого фермента.
L-аспарагиназа является широко распространенным в природе ферментом и встречается у грибков, дрожжей, растений, бактерий и некоторых животных. Подробно изучены два источника получения фермента для медицинских целей — сыворотка морской свинки и бактерии. Использование сыворотки морских свинок для получения L-аспарагиназы оказалось проблематичным ввиду неэкономичности, громоздкости и трудоемкости метода. На курс одного лейкозного больного необходимо около одного миллиона единиц фермента, что равноценно использованию 30 000 морских свинок. Фермент, выделенный из дрожжей, оказался неэффективным при лейкозе. Некоторые штаммы Pseudomonas довольно богаты L-аспарагииазой, однако возможности использования фермента с лечебной целью сомнительны. Из многочисленных микроорганизмов наиболее доступным и активным продуцентом оказалась кишечная палочка — Е. coli. Полученный из различных штаммов этих бактерий препарат хорошо изучен и оказался активным в противоопухолевом отношении.
Благодаря использованию современных эффективных технологических методов удалось получить высокоочищенные препараты, которые с успехом используются у больных. Относительная устойчивость аспарагиназы из Е. coli к термической денатурации позволяет очистить фермент от большого количества примесного белка нагреванием. Фермент высокой степени очистки обычно получают путем использования нескольких методов,— таких, как фракционирование неорганическими солями и органическими растворителями, избирательная адсорбция, хроматографии и гель-фильтрация, электрофорез и др.
Во многих странах мира аспарагиназу в промышленном масштабе производят из различных источников и продуцентов. Клиническое значение приобрела только аспарагиназа, полученная из Е. coli. В СССР также разработана технологическая схема выделения и очистки фермента из Е. coli, а кроме того, получен высокоочищенный препарат L-глютаминаза-аспарагииаза 2 из Pseudomonas aurantiaca. Коммерческие препараты аспарагиназы, выделенные из различных штаммов Е. coli, выпускаются фирмой «Вауег» (ФРГ) под названием «краснитин», фирмой «Куота» (Япония) под названием «лейназа» и в Советском Союзе — «аспарагиназа».
Отечественная аспарагиназа представляет собой L-аспарагинаминогидролазу, полученную в кристаллическом виде из Е. coli АТСС—9637. Оптимум pH активности фермента 6,5—7,5. При изменении pH в кислую или щелочную сторону ее снижение носит пологий характер. Соотношение активностей фермента при pH 5,0 и 7,2 составляет примерно 0,87. Лечебный препарат в очищенном виде представляет собой аморфную пористую массу белого цвета, хорошо растворимую в воде и практически нерастворимую в спирте, эфире и хлороформе. В растворенном виде препарат сохраняет активность в течение 24—48 ч при 4 °С.

Фармакологические свойства и противоопухолевое действие.


Отечественная аспарагиназа, а также краснитин и лейназа отличаются низкой острой токсичностью. Полулетальная доза (LD50) аспарагиназы для мышей и крыс при однократном внутривенном введении составляет примерно 200 000 МЕ/кг. Более чувствительны к препарату кошки и собаки, LD50 (доза, вызывающая гибель 50 % животных) для них значительно ниже и находится в пределах 50 000 МЕ/кг. Отмечены видовые и половые различия в чувствительности к препарату. В дозе 2000 МЕ/кг при введении один раз в неделю фермент замедляет прирост массы растущих крыс-самцов, не влияя на этот показатель у самок.
По параметрам токсичности и антилейкозному действию отечественная аспарагиназа подобна краснитину. После введения фермента в токсических дозах интоксикация проявляется в нарушении координации движений, урежении дыхания, потере веса, снижении двигательной активности и мышечного тонуса, анорексии, саливации, появлении тремора и судорог. Животные сидят неподвижно. Гибель чаще наступает в первые 3 ч после введения препарата, реже — через сутки и позднее. Выжившие животные через 2—3 сут постепенно прибавляют в весе.
Хроническая токсичность при многократном и длительном введении аспарагиназы выявляется лишь при применении высоких доз. При этом несколько замедляется прирост массы самцов. Показатели крови (число эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина), как и весовые коэффициенты органов, при этом не изменяются, что может свидетельствовать о низкой кумулятивной токсичности препарата.
В эксперименте аспарагиназа проявляет антибластическую активность, приводя к торможению развития перевивных лейкоза и лимфосаркомы и значительному увеличению продолжительности жизни животных.
Наибольшую чувствительность к ферменту проявили лимфосаркома Гарднера 6C3HED и лимфаденоз L-5178 (Фишера) у мышей, в особенности подштамм L-5178у, отличающийся по цитогенетическим характеристикам. Процесс полной регрессии лимфомы Гарднера под влиянием аспарагиназы приводит к возникновению иммунитета к последующим перевивкам этой опухоли. Эффект у животных с асцитной формой лимфомы L-5l78 достигается уже при введении очень малых (25 МЕ/кг) доз фермента. В более высоких дозах (от 50 до 1000 МЕ/кг) аспарагиназа вызывает увеличение продолжительности жизни в среднем на 92—182 % у животных с L-5178у, тогда как у мышей с L-5178 —лишь на 28—60 %. Применение оптимальной дозы препарата (500 МЕ/кг) приводит к полному излечению 60—70 % животных с этой лимфомой. Выраженный лечебный эффект достигается как при курсовом введении фермента, так и при разовом его применении в высокой дозе. Полной регрессии можно достичь у животных с лимфомой EARAD-1. Даже у собак с лимфосаркомой аспарагиназа приводит к полному исчезновению опухоли и ее клинических признаков в течение двух месяцев. При этом на протяжении длительного времени рецидива опухоли не наблюдается. Увеличение продолжительности жизни в 1,5—2 раза отмечается в результате значительной регрессии опухоли штамма Р-1798 и лимфосаркоме крыс Murphy Sturm.
Введение фермента одновременно с имплантацией опухолевых клеток штамма ДВА/2 предотвращает развитие опухолей у животных.
Существенное значение имеют сроки введения препарата. При инъекции фермента мышам сразу после инокуляции лейкозных клеток эффекта не наблюдается. Применение же фермента через 7 суток после перевивки лейкоза вызывает полное излечение животных.
Результаты лечения аспарагиназой отдельных экспериментальных опухолей поразительны по скорости проявления и степени эффективности — большие по размеру чувствительные опухоли исчезают за 2—3 сут. В регрессирующей лимфоме Гарднера уже через 48 ч после введения фермента содержится более 90% некротических клеток, а через 72 ч обнаруживаются лишь единичные жизнеспособные клетки.
Клетки саркомы Йенсена в культуре способны возобновлять рост при пересеве лишь после 24—48 -часового выдерживания их в среде с ферментом, при более длительной экспозиции культуры погибают.
Аспарагиназу выгодно отличают высокая специфичность и строго избирательное каталитическое действие на лимфоидные опухоли. Значительно увеличивается продолжительность жизни мышей с лейкемией ВАРАД-1 и др. По данным зарубежной литературы, фермент проявлял антибластическое действие при 32 видах различных лимфом. Чувствительными к аспарагиназе оказались и такие солидные опухоли крыс, как карциносаркома Уокера, саркома Йеисена и фибросаркома крыс. Отчетливое, но нестойкое снижение лейкоцитов крови при введении препарата отмечается у животных с лейкозами Раушера и Фрейнда, а также с гемоцитобластозом La. Не получено эффекта при лимфоме ЛИО-1 и лимфоидной лейкемии мышей L-1210, с асцитной опухолью Эрлиха и лимфомой В-5147. Фермент проявил цитотоксическое действие и на различных лейкозных и опухолевых клетках в культуре ткани.

Аспарагиназа тормозит включение меченого Н-тимидина в ДНК клеток лимфомы Беркитта на 96,3—98,4 %. Такой же эффект обнаружен на клеточных культурах лимфомы ЛТЛ и лимфоаденоза L-5178 Фишера. Инкубация клеток лимфолейкоза человека с аспарагиназой приводит к гибели 77 % клеточных элементов. Несколько меньшую цитотоксичность проявляет фермент на клетках лимфомы ЛТЛ и рака яичника человека CaOv. Культуры клеток лимфомы ЛИО-1 и лейкоза L-1210 также оказались к нему резистентными. Таким образом, многочисленные экспериментальные исследования выявили уникальное высоко избирательное противолейкозное свойство аспарагиназы— ее высокий химиотерапевтический индекс.
Аспарагиназа — препарат белковой природы и подобно многим другим белкам в организме проявляет антигенные свойства, вызывающий у животных анафилактические реакции, характер и выраженность которых сходны с действием альбумина. Иммунодепрессивное действие на 90 % проявляется лишь в высоких дозах, находящихся на уровне LD10 и выше. Препараты аспарагиназы угнетают продукцию гемагглютининов против эритроцитов барана, если их вводить до инъекции антигена. При введении ферментов после антигена иммунодепрессивный эффект отсутствует. Существенно подавляют они продукцию гемолизинов независимо от срока введения антигена. Все аспарагиназы, полученные из Е. coli, обладают перекрестной антигенностью, тогда как фермент, выделенный из других бактерий, не имеет общих антигенов с препаратами из Е. coli. При взаимодействии аспарагиназ с соответствующими антителами их ферментативная активность снижается почти вдвое. Установлена корреляция между титром антител и скоростью очистки крови от препарата. Так, у иммунных мышей очистка плазмы происходит в течение 30 мин после внутривенного введения L-аспарагиназы, при этом содержание препарата, циркулирующего в крови, быстро возвращается к норме. У неиммунизированных животных фермент определяется в кровеносном русле в течение 48 ч после инъекции, а L-аспарагин в крови отсутствует. Это свидетельствует о том, что образование в крови иммунных антител может свести к нулю противолейкозную активность аспарагиназы.
Подтверждением этому служат данные о неэффективности лечения препаратом животных с перевивной лимфомой, предварительно проиммунизированных этим ферментом, так как в крови их накапливаются антитела к аспарагиназе. Антисыворотки с ферментами обладают перекрестной активностью. Для преодоления иммунологической несовместимости препарата предлагается использовать вместо нативных так называемые иммобилизованные в виде микрокапсул ферменты, которые пребывают в организме более длительное время, а их полураспад увеличивается с 2 до 60—72 ч.
Широта терапевтического действия аспарагиназы мала. Она не проявляет перекрестной резистентности с другими цитостатическими препаратами и с успехом может применяться при опухолях, устойчивых к химиотерапии.
Для нормальных тканей аспарагиназа малотоксична. Введение фермента здоровым мышам в терапевтических дозах не приводит к потере массы тела и другим проявлениям токсичности, хотя в процессе лечения лейкозных мышей масса их снижается. Каких-либо существенных морфологических изменений в мозгу, легких, сердце, печени и селезенке, поджелудочной железе, толстом и тонком кишечнике, в мышцах мелких животных и даже обезьян не обнаруживается. Клетки селезенки также устойчивы к действию фермента, менее резистентна клетки тимуса.
Даже в высоких дозах, достигающих или превышающих МПД, аспарагиназа, в отличии от большинства алкилирующих веществ, не вызывает выраженной миелодепрессии, однако диапазон ее возможных побочных токсических эффектов на другие органы, включая печень, поджелудочную железу, почки и мозг, расширяется. Препарат проявляет пирогенность и эмбриотоксичность.
Фермент может вызывать временную лимфопению, но практически не затрагивает другие ростки кроветворения. В связи с тем что аспарагиназа отщепляет аммиак от аспарагина и глутамина, длительное применение ее в высоких дозах может привести к развитию аммониемии.

Фармакокинетика и метаболизм.

Время циркуляции аспарагиназы в крови и сроки выделения ее из организма различны у разных видов животных. Скорость выведения фермента из плазмы крови крыс значительно выше, чем таковая у кроликов и мышей. Уровень ферментативной активности препарата в крови зависит также от способа его введения. Наиболее высокие показатели аспарагиназы в крови наблюдаются при внутривенном введении, а при внутрибрюшинном и особенно при внутримышечном уровень ее примерно в 3—4 раза ниже. Максимум содержания фермента в циркулирующей крови после его однократного внутривенного применения регистрируется уже в первые минуты, тогда как при других способах введения — лишь через 2 ч. Препарат циркулирует в крови животных на протяжении 8—10 ч и через 12 ч почти полностью исчезает из плазмы и не определяется.
Динамика содержания фермента в крови кроликов при многократном введении отличается от таковой других препаратов. По мере увеличения числа инъекций аспарагиназы и удлинения сроков после первого ее введения скорость выведения фермента из крови возрастает. Через 25—30 сут (6—7 инъекций) она вдвое превышает скорость очищения крови после первой инъекции.
У человека период полураспада фермента после внутривенного введения колеблется в пределах 8—30 ч. При ежедневном применении препарата удается поддерживать его достаточный уровень в крови, причем следы фермента можно обнаружить в плазме крови еще в течение 10 сут после окончания курса лечения. В моче препарат не обнаруживается в связи с быстрой его биотрансформацией в организме.
Метаболические сдвиги в организме под влиянием аспарагиназы связаны с обменом аспарагина, синтезируемого преимущественно клетками печени под влиянием аммиак-зависимой аспарагинсинтетазы. Наибольшей аспарагинсинтетазной активностью обладает микросомальная фракция клеток печени, а в лейкоцитах она незначительна. Аспарагин и глутамин являются эссенциальными факторами роста и развития не только нормальных, но и опухолевых и лейкозных тканей.
В некоторых лейкозных клетках отсутствует или находится в незначительных количествах фермент аспарагинсинтетаза, тогда как в большинстве солидных опухолей человека он имеется. В связи с его низким содержанием клетки лишены способности синтезировать аспарагин, захватывая экзогенный аспарагин из циркулирующей крови. Аспарагиназа, являясь катализатором распада аспарагина, лишает их этих источников. Попадая в организм, этот фермент кроме дезаминирования аспарагина способен катализировать его гидролиз с выделением аммиака.
Аспарагинсинтетазная дефектность некоторых лейкозных клеток и лимфосарком является показателем их чувствительности к аспарагиназе. Нарушение метаболизма аминокислоты аспарагина, его дефицит в лейкозных клетках и истощение в плазме крови, естественно, приводят к нарушению синтеза белка, а отсюда — к торможению развития лейкозного процесса. Угнетение белкового синтеза — это наиболее ранние и ощутимые биохимические изменения, возникающие под влиянием аспарагиназы.

Механизм действия.

Цитостатические механизмы влияния аспарагиназы значительно отличаются от механизма действия других противоопухолевых препаратов и направлены на изменение биохимического гомеостаза. В механизме антилейкозного действия аспарагиназы особо важным является тот факт, что фермент в организме, особенно в лейкозных клетках с высокой пролиферативной активностью, создает дефицит аспарагина.
А так как аспарагин входит в состав белков, следовательно, снижение его концентрации приводит к ослаблению или прекращению белкового синтеза, что в свою очередь оказывает влияние на мембраны лейкозных клеток, их метаболизм и деление. Вот почему чувствительность малигнизированных клеток и тканей тесно связана с аспарагин-зависимостью клеток. Оказалось, что к действию аспарагиназы наиболее чувствительны опухолевые клетки, неспособные синтезировать аспарагин в связи с дефицитом в них фермента аспарагинсинтетазы. В чувствительных к аспарагиназе клетках лейкоза ЛТЛ и культуры лимфомы Беркитта фермент в концентрации 50 МЕ/мл на 97— 98 % тормозит включение 3Н-тимидина в ДНК. В той же концентрации препарат не влияет на уровень включения меченого нуклеозида в ДНК клеток лейкозов L-1210 и, ЛИО-1 и клеток линии CaOv рака яичников человека, устойчивых к аспарагиназе.
Снижение интенсивности синтеза белка при уменьшении концентрации аспарагина в бластных клетках, ингибируемых аспарагиназой, подтверждено экспериментально. Это, естественно, приводит к отмиранию и рассасыванию опухолевых клеток, а в результате попадания в кровь специфических антигенов из распадающихся клеток включаются иммунные механизмы организма.
Препарат является циклозависимым и в период митотического цикла действует на фазу G.
Ранее считалось, что потребность в экзогенном аспарагине является уникальным свойством высокочувствительных лимфом, отвечающим на введение аспарагиназы. Однако позднее было доказано, что нормальные лимфоциты также нуждаются в экзогенном аспарагине. Обнаружено сходство между клетками лимфоидных опухолей и нормальными лимфоцитами по содержанию гликопротеидов в клеточной стенке. Поэтому разрушению внеклеточного пула аспарагина и лизису могут подвергаться не только клетки опухолей, но и нормальные лимфоциты, что в свою очередь приводит к развитию временных лимфопений и кратковременных ремиссий при лимфолейкозах.

Показания к применению.

Спектр антибластического действия аспарагиназы ограничивается главным образом острым лимфобластным лейкозом (преимущественно у детей). Ремиссии можно достичь также при лимфосаркоме и ретикулосаркоме, а иногда и в случаях обострения хронической миелоидной лейкемии. Особенно хороший эффект препарат вызывает у больных, ранее не подвергавшихся химиотерапии. При этом ремиссии можно наблюдать даже в случаях рефрактерности к другим противоопухолевым препаратам. Включение аспарагиназы в состав лекарственных комбинаций с винкристином и преднизолоном позволяет получить полные ремиссии у 97 % больных острым лимфобластным лейкозом.

Способ применения и дозы.

Аспарагиназу вводят больным внутривенно ежедневно в суточной дозе 200—300 МЕ/кг. Суммарная курсовая доза препарата 300 000—400 000 ME. Возможно применение его в виде медленной инфузии в течение 30 мин. Иногда проводят интенсивный курс лечения, увеличивая суточную дозу фермента и сокращая сроки лечения.

Побочное действие.

Токсические свойства препарата выражены нерезко. Применение его ограничивается такими нежелательными явлениями, как быстрое его разрушение в организме, подавление активности образующимися антителами и аллергические осложнения. Переносимость аспарагиназы индивидуальна. Осложнения, возникающие у больных во время лечения, имеют ряд особенностей и выражаются в основном в токсическом действии на печень, почки, поджелудочную железу и центральную нервную систему. У больных могут появиться недомогание, тошнота, рвота, анорексия, иногда — снижение массы тела, лихорадка. Побочные эффекты дозозависимы.
Биохимические признаки недостаточности функции печени возникают уже в первые две недели лечения. Нарушается прежде всего протеинсинтезирующая функция с уменьшением содержания общего белка, гипоальбуминемией, иногда сопровождаемой анасаркой. Содержание глобулинов обычно не изменяется. У отдельных больных отмечается угнетение свертывающей системы крови с умеренно выраженным геморрагическим синдромом, обусловленное дефицитом ряда образуемых печенью коагуляционных факторов, снижением содержания протромбина, фибрина. В крови могут повышаться уровни остаточного азота, билирубина, трансаминаз, щелочной фосфатазы, иногда появляются гипохолестеринемия и повышенная задержка бромсульфалеина. Гепатотропный эффект чаще возникает и выражается сильнее у больных с исходной патологией печени.
Описаны случаи почечной недостаточности, развития панкреатита, протекающего без повышения содержания панкреатической амилазы и липазы в сыворотке крови, что связано с нарушением их синтеза. Уменьшение содержания эндогенного инсулина может привести к развитию гипергликемии.
Имеют место случаи возникновения аллергических реакций в виде озноба, зуда и высыпаний на коже, отека век, крапивницы и даже анафилактического шока, угнетения образования антител и торможения реакции замедленного типа.
Неврологические расстройства чаще проявляются депрессией разной степени выраженности, сонливостью, изредка — нарушением сознания. У отдельных больных наблюдается уменьшение числа лейкоцитов (за счет лимфоидных элементов) и тромбоцитов.
Неблагоприятные реакции при лечении аспарагиназой обычно непостоянны и обратимы. В процессе химиотерапии необходимы тщательный контроль за морфологическим составом крови, показателями ее свертывающей системы, содержания сахара и азота, общего белка, контроль за функцией печени и почек.

Противопоказания.

Аспарагиназу не рекомендуется применять при беременности, тяжелых сопутствующих заболеваниях печени, почек, поджелудочной железы, при выраженных лейко- и тромбоцитопениях.

Форма выпуска и хранение.

Аспарагиназа выпускается во флаконах, содержащих по 5000 и ли 10 000 ME препарата и 80 мг маннитола. В упаковке имеется 10 флаконов с препаратом и 10 ампул стерильного физиологического раствора хлорида натрия. Хранить препарат следует в защищенном от света прохладном месте при температуре не выше 8 °С. В холодильнике упакованный фермент может сохраняться в течение 4 лет.
Rp.: Asparaginasi 10 000 ME
D. t. d. № 30 in ampull.
S. Для внутривенных инъекций.



 
« Проблема патологии роста в детском возрасте   Профессиональные поражения тканей полости рта »