蒽环类药物【蒽环类药物】蒽环类药物（英语：Anthracyclines）或蒽环类抗生素（英语：Anthracycline antibiotics）是一类来源于波赛链霉菌青灰变种（Streptomyces peucetius var. caesius）的化疗药物 。
基本介绍药品名称：蒽环类药物
外文名称：Anthracyclines
主要适用症：癌症
一、简介蒽环类药物，包括阿霉素、表阿霉素、柔红霉素 和阿克拉霉素等广泛地用于治疗血液系统恶性肿 瘤和实体肿瘤，如急性白血病、淋巴瘤、乳腺癌、胃 癌、软组织肉瘤和卵巢癌等 。蒽环类药物可以与其 他化疗药物及分子靶向药物联合套用，以蒽环类药 物为基础的联合治疗通常是一线治疗的标準方案 。蒽环类药物的抗瘤谱广，抗瘤作用强，疗效确切，不 可或缺，但是可以引起脱髮、骨髓抑制和心脏毒性 等毒副反应 。针对骨髓抑制可採用造血刺激因子进行防治，而心脏毒性是 蒽环类药物最严重的毒副作用 。二、作用机理蒽环类药物主要有三种作用机理：⒈通过嵌入DNA双链的硷基之间，形成稳定複合物，抑制DNA複製与RNA合成，从而阻碍快速生长的癌细胞的分裂 。⒉抑制拓扑异构酶II，影响DNA超螺旋转化成为鬆弛状态，从而阻碍DNA複製与转录 。有研究显示拓扑异构酶II抑制剂（除蒽环类药物还包括依託泊苷等）能够阻止拓扑异构酶II的翻转，而这点对于它从它的核酸底物上脱离是必需的 。这就意味着，拓扑异构酶II抑制剂使拓扑异构酶II的複合物在DNA链断裂之后才能更稳定，导致后者催化了DNA的破坏；同时，拓扑异构酶II抑制剂还能阻碍连线酶对DNA的修复 。⒊螯合铁离子后产生自由基从而破坏DNA、蛋白质及细胞膜结构 。三、常用蒽环类药物1.柔红霉素（道诺霉素）第一代蒽环类抗肿瘤抗生素，用于各种类型的急性白血病（包括粒细胞性、淋巴细胞性和单核细胞性以及粒-单核细胞性）、红白血病、慢性粒细胞性白血病、恶性淋巴瘤，也可用于神经母细胞病、尤因肉瘤和肾母细胞瘤等 。2.阿霉素（多柔比星）抗瘤谱较广，适用于急性白血病（淋巴细胞性和粒细胞性）、恶性淋巴瘤、乳腺癌、支气管肺癌（未分化小细胞性和非小细胞性）、卵巢癌、软组织肉瘤、成骨肉瘤、横纹肌肉瘤、尤文肉瘤 。肾母细胞瘤、神经母细胞瘤、膀胱癌、甲状腺癌、前列腺癌、头颈部鳞癌、睪丸癌、胃癌、肝癌等 。3.阿柔比星阿柔比星对急性白血病、恶性淋巴瘤、胃癌、肺癌、乳腺癌和卵巢癌等有卓越疗效，对阿霉素、柔红霉素耐药的病例亦有效，并且脱髮、口腔炎等均较轻 。此外，还有表阿霉素（表柔比星）、伊达比星、戊柔比星（仅用于治疗膀胱癌）、米托蒽醌（属衍生物蒽醌类）等 。另外，作为抗生素的一种，蒽环类药物也具有抗菌活性，但由于毒性过大，它们从未被用于治疗感染 。四、作用机理蒽环类药物主要有三种作用机理：1.通过嵌入DNA双链的硷基之间，形成稳定複合物，抑制DNA複製与RNA合成，从而阻碍快速生长的癌细胞的分裂 。2.抑制拓扑异构酶II，影响DNA超螺旋转化成为鬆弛状态，从而阻碍DNA複製与转录 。有研究显示拓扑异构酶II抑制剂（除蒽环类药物还包括依託泊苷等）能够阻止拓扑异构酶II的翻转，而这点对于它从它的核酸底物上脱离是必需的 。这就意味着，拓扑异构酶II抑制剂使拓扑异构酶II的複合物在DNA链断裂之后才能更稳定，导致后者催化了DNA的破坏；同时，拓扑异构酶II抑制剂还能阻碍连线酶对DNA的修复 。3.螯合铁离子后产生自由基从而破坏DNA、蛋白质及细胞膜结构 。五、心脏毒性及其预防措施1.蒽环类药物的心脏毒性的临床类型蒽环类药物可引起心脏毒性分为早期和晚期，前者包括急性、亚急性和慢性 。1.1急性或亚急性心脏毒性急性或亚急性心脏毒性在蒽环类药物治疗中或治疗后几天至数周发生，具有以下几种特徵性表现：(1)QRS波低电压、QT间期延长、非特异性ST-T段改变等；(2)一过性心律失常：以窦性心动过速最常见,也可出现发生各种室上性、交界性、室性心律失常；(3)各型房室和束支传导阻滞 。这些电生理学改变很少导致临床症状,而亚急性心脏毒性导致急性左心衰竭、心包炎或致命的心包炎-心肌炎综合徵等情况也较少出现 。1.2慢性心脏毒性慢性心脏毒性通常是指发生在化疗结束后1年以内出现的心脏损伤，此类型在临床上最为常见 。其发生率与总剂量、峰值水平及是否同时合用其他具有心脏毒性的抗肿瘤药物有关 。以充血性心力衰竭和（或）心肌病为特徵，临床症状发作多隐匿，多为不可逆改变 。相关检查可见心脏增大、左心室射血分数(LVEF)降低、ST-T段改变等，可迅速进展为双室心衰，多在8周内死亡，死亡率高达30%~60% 。1.3晚期心脏毒性晚期心脏毒性见于化疗结束1年以后，主要包括隐匿性心室功能障碍、充血性心力衰竭及心律失常 。晚期发作心脏毒性与药物累积量及用药次数呈正相关 。患者日常生活无心功能损害的症状，但感染、手术、妊娠等应激情况可使心脏负担加重，诱发症状出现 。2.病理 蒽环类药物致心脏毒性会导致的心肌病理改变，包括许多亚细胞结构如核仁、线粒体、肌浆网、溶酶体、肌纤维等 。随着蒽环类药物总剂量的增加，心肌损伤的程度逐渐加重，并从可逆性损伤转变为不可逆性损伤，可观察到的主要改变是：肌浆网扩张和肌纤维消失 。病变早期阶段，这些改变出现在散在的心肌细胞中，随着心脏毒性的发展，病变细胞逐渐增加，大部分心肌受累 。发展到晚期阶段，出现散在的心肌细胞消失，由纤维组织取代 。电镜观察可见T管系统和肌浆扩张融合，纤维失去肌动蛋白和肌球蛋白，间质细胞和纤维增生 。这种病理改变是蒽环类抗癌药所特有的，与病毒性心肌病变或缺血性心肌损伤截然不同 。此病理改变影响心肌收缩力，从而导致心功能障碍 。3.发生机制氧化应激学说、代谢产物学说、钙超载学说、免疫反应学说等 。3.1自由基损伤学说蒽环类抗肿瘤药物心脏毒性的产生机制目前尚不十分明确，以往的大部分研究认为蒽环类药物对心肌的损伤与其在体内形成大量自由基有关 。蒽环类药物中的蒽醌基团在多种还原酶及NADH脱氢酶等酶系统的作用下，还原为半醌自由基，再经过一系列电子传递过程生成超氧阴离子(O-2)和羟自由基(OH-) 。这些自由基可以引起线粒体、微粒体脂质过氧化，对多种细胞产生强烈的损伤作用 。正常心肌中抗氧化酶系如超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase，SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GlutathionePeroxidase，GSH-Px)水平较其他组织低，而蒽环类抗肿瘤药物又能降低心肌中GSH-Px及SOD的含量，使蒽环类抗肿瘤药物产生的自由基及超氧化物不能被及时清除，而损伤心肌细胞 。另外，蒽环类抗肿瘤药物还可以通过非酶途 径产生自由基，其对Fe3+有很高的亲和力，产生蒽环-铁螯合物，螯合物可以通过电子进行巯基化合物到氧分子间的传递 。蒽环-铁螯合物对心脏磷脂的亲和力很高，当与心磷脂结合后会导致细胞器膜功能的损伤而产生心脏毒性 。3.2钙超载及能量代谢障碍 正常心肌细胞中Ca2+大部分储存于线粒体、肌浆网及肌膜上，Ca2+在维持心肌细胞兴奋-收缩偶联中起重要作用 。蒽环类药物可以通过激活肌浆网上的Ca2+通道，使肌浆网释放到胞浆的Ca2+增加，细胞内游离Ca2+浓度快速增加可影响心电活动从而导致各种心律失常，此为钙超载 。蒽环类药物还能抑制心肌细胞肌浆网膜上的Ca2+-ATP酶基因表达，影响Ca2+-ATP酶的生物合成，使其活性降低，肌浆网摄取Ca2+能力下降，线粒体产生ATP减少，心肌能量代谢障碍，加重细胞损伤，甚至导致心肌细胞死亡 。3.3铁离子代谢紊乱 研究发现，蒽环类药物心脏毒性的另一重要机制可能是铁调节蛋白-铁效应原件结合的改变 。正常生理条件下，心肌细胞内只有极少量的具有生物活性的游离铁，大部分铁离子都是与铁蛋白结合，以结合铁的形式存在的 。铁蛋白则作为心肌细胞内铁的主要储存形式，可以防止铁离子逸出，避免对组织和细胞的损伤 。在病理条件下，某些还原剂可还原铁蛋白，使之释放有活性的Fe2+，通过参与催化Haber-Weiss反应，产生氧自由基，从而对心肌产生毒性作用 。其他理论：还有细胞凋亡学说、免疫反应学说等，但这些学说都尚未得到深入研究 。4预防措施4.1限制累积剂量限制累积剂量是预防蒽环类药物心脏毒性的最重要的措施之一 。阿霉素的累积剂量应限制在550mg·m以内，表柔比星的累积剂量应小于900mg·m，柔红霉素、米托蒽醌等蒽环类药物尚无明确的累积剂量被推荐 。4.2改变给药方法临床研究发现，阿霉素缓慢静脉输注（>6h）可显着减少药物毒性，但其抗肿瘤效果可能受影响 。4.3脂质体蒽环类药物的套用目前套用的脂质体蒽环类药物有脂质体柔红霉素、脂质体阿霉素和聚乙二醇包被的脂质体阿霉素，这些药物的套用既提高了疗效，又减少了毒副反应 。其中聚乙二醇包被的脂质体阿霉素较前两者具有更长的药物半衰期，它们疗效相当，但心脏毒性的发生率更低 。4.4自由基清除剂蒽环类药物引起心肌毒性的最重要的机制是自由基产生并不能及时清除，而造成心肌损伤 。故若使用自由基清除剂则可达到保护效果 。如甲基黄酮醇胺可显着降低蒽环类药物诱导心肌损伤小鼠的血清肌酸激酶和乳酸盐脱氢酶的含量，显着增加心肌组织中SOD活性，增强氧自由基清除系统的功能，从而减轻氧自由基对心肌的损伤 。4.5钙拮抗剂钙超载学说也是蒽环类药物引起心肌毒性的另一重要的机制，故钙离子拮抗剂也具有保护心肌作用 。如钙拮抗剂维拉帕米有已为大量的临床治疗研究证明有心肌保护性，其对蒽环类药物诱导的活体脂质过氧化损伤有抑制作用 。也有相关研究证实1,6-二磷酸果糖能促进ATP合成增加，将更多的钙离子从肌浆浆液泵入肌浆网或细胞外，从而降低细胞钙离子浓度 。能通过降低心肌细胞内游离钙和对活性的改变，起到减轻阿霉素对心肌的毒性作用 。4.6线粒体保护剂蒽环类药物能引起心肌能量代谢障碍，而线粒体在能量代谢中起主要作用，所以套用线粒体保护剂也成为保护心肌的重要措施之一 。西红花酸能显着降低线粒体DNA断裂程度及升高线粒体膜电位，提高细胞色素C氧化酶活性及其亚基IImRNA表达水平，明显降低心肌线粒体超氧阴离子含量，提高GSH-PX活性，由此表明西红花酸能明显减轻阿霉素心肌线粒体损伤 。国内还曾有学者套用银杏片、薯蓣皂苷片等药物进行研究的，也得到心肌损害减少的结果 。4.7细胞凋亡抑制剂虽然蒽环类引起细胞凋亡学说仍未深入研究，而且细胞凋亡抑制剂的作用也存在争议，但越来越多的学者认为在蒽环类药物所致的心肌病发生、发展过程中细胞凋亡发挥重要作用 。研究发现，通过体内及体外实验研究发现，脂联素可以通过上调AMPK信号途径来减轻阿霉素引起的心肌凋亡作用 。4.8铁离子螯合剂铁离子螯合剂如右丙亚胺等 。右丙亚胺是2-二氧丙嗪複合物，水解形成3种EDTA类似物，3种水解产物不仅可以与游离态铁离子螯合，而且可以从Fe3+-蒽环类药螯合物中夺取Fe3+，从而减少氧自由基产生，进而抑制蒽环类药物的心脏毒性 。4.9抗氧化剂大量研究表明，一些具有抗氧化作用的药物(如维生素E、维生素C、维生素A、N-乙醯半胱氨酸、谷胱甘肽、熊果酸、褪黑素等)的心脏保护作用并不理想 。但对于褪黑素和维生素E，Wahab等[30]持有不同观点 。他们的研究表明褪黑素与维生素E具有明显的心脏保护作用，尤以褪黑素更为显着，且二者均有助于提高蒽环类药物的抗肿瘤作用 。所以褪黑素的心肌保护作用是否理想还有待进一步研究 。黄酮类化合物(如槲皮素、monoHER、quercitrin等)，具有铁螯合作用、抗氧化作用和碳醯还原酶抑制作用，因而能够减轻蒽环类药物的心脏毒性] 。4.10中药对于蒽环类药物心肌损伤保护剂，国内学者也在中药方面做了大量研究 。包括银杏叶提取物(EGb761)、黄芪、黄芩苷、水飞蓟宾、刺五加叶皂苷、生脉注射液等的中药能通过调控体内自由基的平衡来对抗心脏毒性，经药理及临床研究表明可对蒽环类药物造成的心脏毒性起到保护作用 。