促红细胞生成素临床应用的进展

周　莹　丁　峰

中图分类号：R97

文献标识码：A

文章编号：1006—1533(2009)07—0297—04

1促红细胞生成素的药理

促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)是一种分子量约30～39kD的糖蛋白，为强效的造血生成因子，在0.05～1U/mL时即呈剂量依赖效应。EPO主要由肾脏的氧感受器受缺氧刺激后产生，由皮质肾单位的肾小管周围毛细血管内皮细胞或成纤维细胞合成，也可由肝脏、巨噬细胞、有核红细胞产生，但肾外产生量不足总产生量的10％～15％。EPO的产生受机体内血容量和氧分压的调节，在失血或低氧的刺激下，EPO水平迅速上升。

EPO活性单一，只作用于骨髓巨核前体细胞，可刺激祖红细胞及早幼红细胞形成成熟的红细胞集落，对红细胞造血过程的调节尚需其他细胞因子(如IL-3、GM-CSF和IL-1等)的协同作用才能完成。目前关于EPO治疗贫血的机制不清楚，可能的机制有：1)EPO与红细胞干细胞上的受体结合并激活，使之发展成为成熟的红细胞；2)EPO能够快速启动原癌基因c-myc表达，发挥抗凋亡并维持细胞存活的作用。

EPO并不能直接促进染色体复制和有丝分裂，所以与其说EPO促进了红细胞前体的增殖和分化，不如说是EPO强大的抗凋亡作用，使红系祖细胞得以存活并最终向成熟红细胞分化。

2EPO在肾性贫血中应用的临床价值

EPO是最早应用于临床的细胞因子，是迄今所知作用最单一且安全可靠的升血红蛋白制剂。对于肾性贫血、再生障碍性贫血、多发性骨髓瘤及阵发性夜间血红蛋白尿等均有一定疗效。由于EPO主要由肾小管内皮细胞产生，肾脏疾患引起的贫血是EPO的首选适应证。

目前研究证明，EPO能显著改善肾性贫血患者的生活质量、活动能力、有氧活动水平、性能力和免疫功能。由于可减少输血次数甚至不输血，使用EPO后患者输血相关并发症(包括铁负荷过重、血源性感染等)有所减少。更重要的是，EPO可降低心血管并发症发生率，使左心室肥厚消退，从而有助于尿毒症患者心血管并发症的预防和治疗。因此，充血性心力衰竭(CHF)患者不论是什么年龄、何种种族，均应达到血红蛋白目标浓度。

3肾性贫血治疗的靶目标

3.1DOQI推荐靶目标

2000年美国“肾脏病患者生存质量”(K/DOQI)指南提出血红蛋白目标浓度：血红蛋白为110～120g/L，血细胞比容(Hot)为33％～36％。血红蛋白水平控制在每月升高10～20g/L。若血红蛋白水平每月上升＜10g/L，应增加原来每周总剂量的25％；若血红蛋白水平每月上升＞20g/L，应减少每周总剂量的25％～50％。血红蛋白水平应在4个月内达到目标值。维持治疗阶段，需每1～2个月监测一次血红蛋白，如果血红蛋白水平改变超过10g/L，应按原每周总剂量的25％来逐步调整剂量。

3.2当前关于血红蛋白正常化的观点

目前没有足够的证据表明，需要将Hb常规维持在≥13g/dL。不管是较早的Besarab等的研究，还是较近的CHOIR和CREATE研究，均显示较高的血红蛋白可增加患者的死亡风险。因此，目前K/DOQI工作组推荐，EPO治疗肾性贫血过程中，必须根据患者的实际情况，在110～140g/L范围内个体化调整治疗靶目标值。有明显合并症患者最合适的Hb浓度可能有所不同：有严重心血管疾病的患者不推荐Hb浓度＞120g/L，除非有持续严重的症状(如心绞痛等)；糖尿病特别是同时合并外周血管疾病的患者中，推荐缓慢升高Hb浓度＞120g/L水平；慢性低氧性肺部疾病的患者，可能从更高的Hb获益；有CHF的镰状细胞贫血的患者，治疗的目标应将红细胞生成刺激剂(ESA)剂量调整至镰状血红蛋白水平不超过原来的30％，这些患者由于持续溶血引起红细胞破坏，即使用了大剂量的ESA治疗后，患者Hb也不可能超过70～80g/L。下列患者需要较高的靶目标值：透析前已存在左心室肥厚(LVH)，且体力较好的年轻人；体力活动量大的患者；无缺血性心脏病证据者。

4EPO抵抗

EPO抵抗是指在铁储备充足的前提下，每周静脉给予450U/kg(或皮下给予300U/kg)剂量的促红素持续4～6月，仍不能达到血球压积靶目标，或不能维持上述靶目标。

引起促红素低反应性最常见的原因是铁缺乏。据统计，在CHF人群中，铁缺乏的发生率高达25％～37.5％。EPO使用后进一步增加了对铁的需求。其他导致铁缺乏的原因包括食欲低下、胃肠道失血、透析后残留血液、检验抽血等。铁缺乏可分为绝对铁缺乏和功能性铁缺乏。常用的诊断方法包括转铁蛋白饱和度(最适范围为20％～50％)、铁蛋白(最适范围为100～800 ng/mL)和低色素性红细胞比例(合适范围为低于10％)等。

其他导致促红素抵抗的原因包括：感染/炎症、慢性失血、纤维性骨炎、铝中毒、血红蛋白病、叶酸或维生素B，：缺乏、溶血、多发性骨髓瘤、纯红细胞再生障碍、透析不充分等。

5EPO引起的单纯红细胞再生障碍

EPO引起的单纯红细胞再生障碍(pure red cell apla-sia，PRCA)是一种少见而严重的药物不良反应，在1989至1998年期间仅有极少的个例报道，但以后报道的例数显著上升，至2002年达到高峰，2002年以后显著下降，至2004年全球约有250例发生。调查显示，绝大多数发生PRCA患者(195例)均接受Ortho－Biotech公司的EPO-α制剂(商品名为Eprex/Erypo)，给予途径均为皮下注射。其他少量病例来自使用了其他公司产品的病例，包括EPO-β(Roche公司生产)使用者11例，美国市场的EPO-α(Am-gen公司生产)使用者8例。引起PRCA的主要原因为自身抗体介导的免疫反应，目前认为相关的危险因素主要包括：1)皮下注射途径，这和静脉注射途径较少免疫原性的原则相符；2)处方成分因素，如1998年以后Ortho-Biotech公司美国市场以外的EPO-α以聚山梨醇酯80取代白蛋白，特别是在未合适冷藏情况下；3)其他因素，如含硅的预充注射器、注射器未包橡皮塞等。

绝大多数患者在EPO使用6～18个月后发生PRCA，表现为m突然下降并需要输血，伴网织红细胞减少(＜2010⁹/L)，白细胞和血小板数目正常，骨髓穿刺有核红细胞几乎消失(＜5％)。确诊需要在血清中检出具有中和作用的抗EPO抗体。

一旦发生PRCA，由于自身抗体不仅作用于自身产生的EPO，而且可中和目前市场上所有的EPO制剂，故应停用一切EPO。除了试用免疫抑制剂和血浆置换外，肽类红

细胞生成刺激剂Hematide和抗EPO抗体不存在交叉反应，目前正在进行临床试验。

6EPO的非造血作用

EPO作用的主要部位是在胚胎肝脏及成人肾脏。且EPO基因的表达主要由低氧诱导因子依赖的机制控制。肝脏内EPO表达由其他转录因子调控，包括WT1及GATA转录因子家族。许多肾外组织和细胞都表达EPO，如星形细胞、神经元、阴道上皮细胞、男性生殖器官、乳腺、胎盘滋养细胞、骨髓巨噬细胞及红系祖细胞。在许多非造血组织，如大脑、直肠、心脏、肾脏、平滑肌、肌原细胞和血管内皮，都可发现EPO新的生物作用：内源性EPO在非造血组织有信号传导作用；在不同程度的损伤中，外源性EPO可调节器官功能和细胞应激。因此，EPO除了对哺乳类动物的造血调节有重要作用外，其信号转导(无论由内源性还是外源性激活，无论是自分泌还是旁分泌作用)在许多非造血器官中已成为主要的组织保护因子。

6.1在神经系统的应用

EPO具有促进交感传导、防止大脑萎缩、改善小鼠认知功能等作用，提示其在神经精神疾病中的潜在价值。对急性短暂缺血性中风患者在出现症状8h内静脉注射EPO，结果显示，经EPO治疗1月后患者的神经功能显著改善，同时梗死灶明显缩小。在健康志愿者中，EPO可调节认知能力，促进记忆恢复，有益于情感的处理，对情绪和语言流利也有好处。对慢性精神分裂症患者给予EPO 40 000U/wk，3月后患者的认知能力明显改善。

6.2在心血管系统的应用

贫血常见于CHF患者，是导致住院和死亡的独立危险因素，EPO的促红细胞生成作用可纠正贫血，因此对心衰患者有潜在作用。对贫血的慢性心衰患者给予重组EPO或darbepoetin-alfa可改善纽约心脏协会(NYHA)制订的心功能分级，增加左室射血分数，减少利尿剂的使用，改善运动能力。另外，EPO具有非依赖造血的直接心脏作用。小鼠急性心梗后3～6wk给予重组EPO，并不减小梗死灶，但可显著改善心功能，增加心肌血管生成，降低心房利钠肽水平。在小鼠心梗后慢性心衰模型中给予EPO治疗，心功能改善，血管新生增加，心肌炎症因子水平(如IL-1β、IL-6、TNF-α和TGF-β)降低，心肌纤维化显著减少。上述动物研究提示，EPO可能对心功能有直接作用。需注意的是，慢性心衰患者内源性EPO升高，且EPO水平升高可能是患病率和死亡率的独立预测因子。未来需进一步明确EPO治疗对急性冠脉综合征和慢性心衰患者的效益风险比。

6.3EPO的肾脏保护作用

经证实，EPO受体存在于血管及非血管的肾组织中，且重组EPO可激活肾组织内若干细胞“存活”路径，如P13K/Akt路径或热休克蛋白70。研究表明，对各种急性肾损伤动物模型给予重组EPO可减少肾脏组织凋亡，保护组织和器官功能，改善肾功能。最近的研究发现，EPO还可通过刺激内皮NO合成酶，增加局部NO的生物效应。EPO也是内皮祖细胞最强有力的刺激物之一，而内皮祖细胞的动员有助于动脉损伤后内皮恢复，促进缺血区域新生血管形成，上述作用部分依赖局部NO的生物效应。

7新型ESA

7.1Darbepoetin alfa

包含数量较多唾液酸残基的重组EPO具有更长的循环半衰期，因而在体内具有更强的生物作用。通过定位诱导基因突变改变氨基酸序列，使darbepoetin alfa最多可携带22个唾液酸残基，而重组或内源性EPO最多才携带14个。增加的N连接的糖链使EPO的分子量由30.4增加至37.1kD，碳水化合物的含量由40％升至约52％，最终使darbepoetin alfa在体内具有更强的代谢稳定性。静脉注射darbepoetin alfa后，清除半衰期延长至epoetin alfa(8.5h)的3倍(25.3h)，皮下注射则可使半衰期由24h延长至约48h。因此，使用darbepoetin alfa后，可避免频繁给药，多数患者每周一次或隔周一次给药，少数患者甚至可每月1次给药。

7.2EPO受体持续刺激剂(Continuous EPO Receptor Activator，CERA)

合成CERA的方法是将甲氧基一聚乙烯二醇多聚体链整合到EP0分子中，通过酰胺键与丙氨酸的N-端氨基和赖氨酸的δ-端氨基相连，最终得到的CERA分子量约为常规EPO的2倍。CERA的循环半衰期显著延长至130h，因此可每2周或一月1次给药，此产品最近已得到美国和欧洲许可证。CERA的代谢情况可能与现有产品不同，它与EPO受体作用后细胞内化可能较少，仍需进一步观察其临床效果和不良反应。

7.3小分子肽类红细胞生成刺激剂

大约10年前发现若干约含20个氨基酸的小分子肽类，其序列与EPO不同，但可与EPO受体结合。这些小分子肽类可引起EPO受体构象改变，激活JAK2激酶/STAT-5及其他胞内信号传导途径，刺激造血。例如，Hematide是聚乙二醇修饰合成的二聚体肽类，在猴体内的半衰期为14～60h，取决于给药剂量。小鼠实验证实这些肽类主要由肾脏清除。动物实验证实，Hematide可刺激造血。Ⅰ期临床试验表明，静脉注射Hematide可使网织红细胞计数和血红蛋白浓度升高，此作用呈剂量依赖性。Ⅱ期临床研究表明，Hematide可纠正CHF并发的贫血，维持透析患者血红蛋白浓度。Hematide可静脉给药，亦可皮下注射，最佳治疗剂量为0.025～0.05mg/kg，一月1次即可。

该药的优势还包括：室温下更稳定；免疫原性更低；生产流程更简单，产品更便宜；不需要干细胞和基因工程技术等。此外，Hematide与EPO抗体不存在交叉反应，因此，即使患者产生了抗Hematide抗体，这些抗体也不会中和患者自身的内源性EPO，患者不会产生PRCA。反之，即使患者存在抗体介导的PRCA，Hematide也不会被抗EPO抗体中和，Hematide治疗仍有效。

7.4低氧诱导转录因子稳定剂

非缺氧状态下，若低氧诱导转录因子(HIF)失活，EPO基因表达即受抑。a-脯氨酰及天冬酰胺酰的羟化可导致HIF失活，而HIF-a羟化酶需要氧、铁和2-酮戊二酸。因此，缺铁或2-酮戊二酸拮抗剂均可干扰HIF-a羟化酶的作用。HIF稳定剂即为2-酮戊二酸拮抗剂，可促进EPO表达。该药也可上调造血过程中的其他基因，尤其是改善铁利用的基因。临床试验显示，健康对照组和CHF患者给予HIF稳定剂后，血浆EPO水平和网织红计数均升高。Ⅱ期临床实验证实，HIF稳定剂(FG-2216)可纠正CHF患者的贫血，该药可口服。

HIF稳定剂也有明显的局限性，主要是由于抑制脯氨酰羟化酶可上调上百种基因，其中除了促造血基因外，也包括其他缺氧敏感的基因(如血管内皮生长因子)，因此，HIF稳定剂可能有促进肿瘤生长的潜在危险。