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文章编号：1001-0025-(2000)04-0221-04
砷剂的代表性药物三氧化二砷(As2 O3 )是众所周知的传统中药毒药“砒霜”的主要成分，随着医学的进步、科技的发展，它在攻克急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytic leukemia，APL)的过程中，显示出卓越的疗效。As2 O3 治疗APL主要机理是，小剂量、低浓度有诱导细胞分化的作用；大剂量、高浓度有诱导细胞凋亡的作用。As2 O3 是继全反式维甲酸(all-trans retinoic acid，ATRA)之后治疗APL更有效的药物[1，2] 。
1 As2 O3 治疗APL的适应证及优点
1.1 适应证
As2 O3 治疗APL的适应证[3，4] ：①初治的APL，特别是t(15;17)易位，PML-维甲酸受体α(promyelocytic leukemia gene product-retinoic acid receptor α,PML-RARα)融合基因阳性者；②ATRA或联合化疗治疗无效的难治性或复发的APL；③不能耐受或不宜用ATRA或联合化疗的APL；④APL完全缓解后，需巩固维持化疗者；⑤伴有早幼粒细胞增多的其它类型白血病，如慢性粒细胞白血病(chronic myeloid leukemia,CML)急非淋变的M2 b型或M4 亚型或CML；⑥骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndrome,MDS)的高危组阶段。后2点(⑤、⑥)有待临床继续观察和总结。
1.2 As2 O3 治疗APL的优点
As2 O3 治疗APL的优点[5] 为：①尚未发现严重的骨髓抑制及明显的对心、肝、肾、肺等脏器损害；②因As2 O3 不能透过“血脑屏障”，所以应用本药不能阻止脑膜细胞白血病的发生，但多数病例的脑脊液中APL细胞浸润较轻，通过鞘内给药(如氨甲喋呤、阿糖胞苷、地塞米松)可以控制；③几乎所有APL病例经As2 O3 治疗后，皆可避免弥散性血管内凝血(disseminated intravascular coagulation，DIC)；④完全缓解率、长期存活率均高，复发率低，不良反应轻；⑤与ATRA和其他化疗药物无交叉耐药。
2 As2 O3 的禁忌证和毒副作用
2.1 禁忌证
As2 O3 治疗APL的禁忌证[6] ：①APL伴有严重的肝、肾功能障碍，尤其是严重的肝脏损害者；②使用砷剂巩固治疗过程中APL复发者；③妊娠或孕妇患APL者；④有明显砷中毒表现者；⑤使用砷剂治疗，已达到或接近中毒剂量(60 mg左右)者。
2.2 As2 O3 的毒副作用
As2 O3 的毒副作用[7，8] ：①皮疹(丘疹、红斑样改变)、皮肤瘙痒、色素沉着或面部浮肿；②消化道症状：恶心、呕吐、轻度腹泻等；③心脏损害：心律不齐，心电图显示T波改变，传导阻滞等；④神经症状：双侧或一侧肢体或下肢麻木，行走轻度不适感；⑤肝、肾功能损害：谷丙转氨酶不同程度升高，尿常规异常或偶见胸水、腹水等；⑥治疗过程中，可见一过性白细胞增高，并见中、晚幼粒(当WBC≥50×109 /L时，可用小剂量羟基脲、阿糖胞苷等进行治疗)，上述不良反应多为可逆性，停药或相应处理后多可恢复正常。As2 O3 的毒副作用相对较轻，一般无严重后果。
3 As2 O3 的使用方法
治疗APL既可单用又可合用。单独使用方法是：As2 O3 10 mg(即癌灵Ⅰ号制剂10 ml)加0.9%生理盐水或5%葡萄糖溶液500 ml或250 ml,静脉点滴3 h～4 h，Qd，28 d为1个疗程，中间停药7 d～10 d，再开始第2个疗程的治疗。APL完全缓解一般需3个～4个疗程[1] 。合用的方法是：As2 O3 联合使用高三尖杉酯碱，或阿糖胞苷，或米托蒽醌，或足叶乙甙等。具体用药剂量，要因人因病情而异。单用与合用，可以酌情相互交替使用[7] 。
4 As2 O3 治疗APL的机理
4.1 治疗APL的机理
90%以上的APL，其细胞遗传学特点是染色体t(15；17)易位，即15号染色体上的APL基因PML和17号染色体的RARα基因相互易位融合，表达为PML-RARα融合蛋白[9] 。PML是一种磷酸化蛋白，具有与肿瘤抑制因子Rb相似的生长抑制特性，并呈现细胞周期相关的特异性表达，在G1 期高度表达。APL发病的主要分子基础是PML-RARα融合蛋白的过度表达，它既能阻止细胞的分化，又能阻断细胞的凋亡[10] 。而As2 O3 能快速调变和降解PML-RARα融合蛋白，清除其对细胞分化、凋亡的阻遏作用，发挥抗APL的效果，即在mRNA和蛋白水平上，有效地下调凋亡抑制基因bcl-2表达，从而诱导了APL细胞的分化和凋亡[11] 。研究发现，低浓度0.1 μmol/L以下的As2 O3 可使APL细胞部分诱导分化，高浓度0.5 μmol/L～2.0 μmol/L的As2 O3 可使APL细胞发生凋亡。As2 O3 诱导细胞凋亡的过程，不依赖维甲酸信号途径，可能通过PML/PML-RARα及其相关基因或蛋白的调节来实现[9～11] 。As2 O3 还有诱导CML急变者的骨髓细胞株K562 细胞凋亡和抑制其生长的作用。As2 O3 可抑制BCR/ABL蛋白的酪氨酸蛋白激酶活性，使BCR/ABL蛋白的酪氨酸磷酸化降低，并使细胞内多种蛋白酪氨酸磷酸化减少[12] 。As2 O3 也能通过降低JAK2 蛋白表达，干扰BCR/ABL致癌信号传递及影响某些凋亡调控基因表达，诱导K562 细胞凋亡及抑制其生长。另外，促进细胞凋亡，还可增加化疗药物对CML细胞的敏感性，提高对CML化疗的疗效[12～14] 。这为治疗CML和CML急变提供了一定的理论根据和启示。
另外，参与细胞凋亡的调控基因较多，如P 53、c-myc、bcl-2基因家族等，其中的bcl-2是细胞凋亡的强有力的广谱抑制剂，而调节蛋白BAX与bcl-2结合成异二聚体，它能阻遏bcl-2抗凋亡效应[15，16] 。即As2 O3 下调bcl-2基因表达，使bcl-2/BAX比值下降，也是促进APL细胞凋亡的机制之一。
4.2 As2 O3 阻止DIC发生的机理
APL常并发DIC，其主要原因是APL细胞表面的组织因子(tissue factor,TF)异常高度表达所致[17] 。TF抗原水平的mRNA转录水平升高，促凝活性(procoagulant activity,PCA)逐渐增加，上调了APL细胞的TF和PCA的表达，从而诱发了DIC[17] 。由于As2 O3 和ATRA一样，均可随着时间的延长使APL的TF和PCA的表达逐渐下调，从而阻止了APL经常合并的DIC的发生[18] 。这一点与应用柔红霉素可上调APL细胞的TF和PCA的表达，容易诱发DIC，形成了截然相反的对照[17，18] 。
5 As2 O3 作用下的APL细胞凋亡
5.1 As2 O3 对APL的治疗效果
As2 O3 对APL的治疗有效率高达90%左右，其完全缓解率亦在80%以上；而对复发、难治的APL的有效率可达60%以上，其完全缓解率亦在50%左右，而且表现出与ATRA等药物无交叉耐药，即ATRA的预处理并不影响As2 O3 对APL细胞的凋亡诱导作用[3] 。As2 O3 可使APL细胞膜破坏，DNA、RNA合成抑制，克隆增殖能力丧失，从而有效地治疗APL[19] 。经荧光原位杂交技术和末端脱氧核苷酸转移酶标记反应证实：As2 O3 促进APL细胞凋亡发生2种形态变化。其一使大部分APL细胞呈“中幼粒样细胞”的变化；其二使相当数量的APL细胞呈胞浆缺如的“退化样细胞”的改变[20] 。
5.2 光镜、电镜对APL凋亡细胞的观察
光镜下的APL凋亡细胞其伪足和瘤状突起减少，核染色质或均匀散在核膜边缘，或呈半球状聚集于核边缘，奥氏小体减少或消失，核呈分叶状或碎片，最终变为仅有细胞膜包被的“凋亡小体”，被组织细胞所吞噬[21] 。而透视电镜下的APL凋亡细胞，其核破裂、核仁分解成细小颗粒，核染色质浓缩成“半月状”附着于核膜，线粒体、核糖体尚存留，扩张的内质网与细胞膜融合呈凹陷状或空泡状，细胞表面的“绒毛”和细胞连接处减少或消失，整个细胞崩解为大小不等、分别有质膜包裹的“凋亡小体”，当被组织细胞吞噬之后，由其溶酶体将“凋亡小体”进一步降解、消化[22] 。
5.3 细胞凋亡和细胞坏死的关系
两者既互相关连，又有区别。如细胞毒T淋巴细胞杀伤靶细胞，就是通过“坏死”和“凋亡”两种方式实现的。坏死是指分泌穿孔素和细胞溶解素在靶细胞之间，导致细胞的溶解和消亡；而凋亡是指向靶细胞传递激活核内切酶的信号，导致DNA降解，使靶细胞发生程序性死亡[23] 。细胞凋亡是由核内DNA断裂所引起，而细胞坏死乃是细胞膜的功能改变所致。凋亡的后期也将发生继发性细胞膜改变，形成继发性坏死。在坏死末期，细胞核内的DNA也将产生降解，因此，细胞凋亡和细胞坏死是2种不同途径的死亡。细胞凋亡多为单个散在发生，核染色质固缩，凝集不匀，核碎裂成“凋亡小体”，DNA降解常在早期发生，不伴炎性反应[?] 。而细胞坏死常为灶性或片状出现，多伴炎性反应[24] 。As2 O3 对APL的作用主要是促进其凋亡，达到治疗乃至治愈APL。
6 As2 O3 中毒的防治
持续2 h静滴10 mg的As2 O3 ，测得高峰血浓度为0.94 mg±0.37 mg/L,峰值持续时间约为4 h。治疗过程中，24 h尿排砷量为每日给药量的1%～8%，末梢砷蓄积上升较明显，最高时可达用药前的5倍～7倍。砷进入人体后，约95%与细胞内的血红蛋白相结合，再分布到全身各组织器官，通过血浆、血红蛋白或组织间平衡与再分布，80%的砷停留在肝、肾、胃、肠、脾、肺等部位，大部分通过肾脏、胃肠道排出，亦可经皮肤、腺体排除微量。砷排出较为缓慢，其平均血浆分布半衰期为0.89 h±0.29 h，消除半衰期为12.3 h±3.31 h，故砷可在头发、指(趾)甲及骨骼内蓄积。砷中毒剂量为10 mg～50 mg(有个体差异)，致死剂量约为60 mg，因此，长期用砷剂治疗的患者，应警惕砷持续蓄积所造成的慢性砷中毒，一旦发现明显的毒副作用，要立刻监测微量元素(尤其是砷)，进行砷剂量蓄积测定，酌情及时停药或予以相应治疗。对接近致死剂量的患者，还必须做排砷治疗。一般来说，常规剂量的砷剂治疗，还是比较安全的[2，18] 。
综上所述，As2 O3 对APL的疗效肯定且具有特异性，也是比较安全的。由于ATRA和As2 O3 对APL细胞株HL-60有协同作用，使诱导细胞的凋亡作用增强，经试用治疗非APL的急性白血病，发现有部分成功的病例[20] 。这些提示，对As2 O3 的深入探索，研究和开发有价值和前途。
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收稿:1999-11-25 ;修稿:2000-06-08 , 百拇医药