五酯胶囊对环磷酰胺致肾脏和神经毒性的保护作用及临床应用探索

Cyclophosphamide (CTX), a cytotoxic alkylating agent, is widely used in chemotherapeutic regimens of malignant hematonosis, certain solid tumors and autoimmune disorders, with side effects of bone marrow depression, gastrointestinal, hepatotoxicity, nephrotoxicity and neurotoxicity. Wuzhi Capsule, a TCM preparation which exerted a protective effect toward drug-induced hepatotoxicity, also could protect and improve the function of the brain and kidney. The nephrotoxic and neurotoxic chloroacetaldehyde, was yielded in equimolar amount of 2-DCECP from CTX only by CYP3A4 enzyme. Thus, assay of 2-DCECP could indirectly indicate the concentration of chloroacetaldehyde, and 2-DCECP could be considered as the “toxic biomarker” of CTX. We have developed and validated a rapid, novel and reliable UHPLC-MS/MS method for simultaneous determination of CTX and 2-DCECP in rat and human plasma. A further study demonstrated that the use of CTX and ketoconazole in rats provided magnitude decrease of exposure of 2-DCECP (51% AUC decrease) as a consequence of CYP3A inhibition, but insignificantly affected that of CTX. The object of our study was to find whether concomitant administration of Wuzhi Capsule, might be capable of detoxifying the toxic metabolite of CTX by inhibiting the toxic metabolic pathway, and the short-term safety profile of therapeutic doses of CTX in lymphoma patients. In the present study, we investigated, (1) in vitro chemical inhibition of Wuzhi Capsule on CTX metabolism by human CYP3A4 enzyme; (2) the protective effect of Wuzhi Capsule on CTX-induced kidney damage and neurotoxicity on rats; (3) and on multiple myeloma patients in a prospective, randomized controlled trials. This study also provided a promising application of Drug-Drug Interaction between two drugs, to (partly) detoxify one of them by modulation of its CYP-mediated metabolism.

烷化剂环磷酰胺广泛用于各种恶性肿瘤和自身免疫性疾病，但存在骨髓抑制、肝肾毒性、消化道和神经毒性等不良反应。五酯胶囊为临床常用的保肝护肝药，对脑、肾等重要器官也具有保护功能。课题组前期已建立UHPLC-MS/MS方法测定大鼠和人血浆中环磷酰胺及其毒性生物标志物的含量，并从药物代谢角度在体内外模型上证实了酮康唑降低其肾脏和神经毒性代谢产物生成量，但不显著影响环磷酰胺药动学行为。基于此，本课题以五酯胶囊作为研究对象，基于药物代谢性相互作用，从体外细胞水平和体内整体动物两个方面研究其对环磷酰胺引起的肾脏和神经毒性的影响，并在此基础上开展在多发性骨髓瘤患者中的前瞻性研究，探索五酯胶囊对环磷酰胺致肾脏和神经毒性的保护作用，同时确保环磷酰胺的抗肿瘤效果，最终为临床上服用环磷酰胺所致的不良反应提供一种可行的解决方法。本项目亦为以解决药物毒副作用为目标的合并用药提供了一种研究思路。

本课题以五酯胶囊（WZC）作为研究对象，基于药物代谢性相互作用，从体外细胞水平和体内整体动物两个方面研究其对环磷酰胺（CTX）引起的肾脏和神经毒性的影响，并在此基础上开展在多发性骨髓瘤患者中的前瞻性研究，探索WZC对CTX致肾脏和神经毒性的保护作用，同时确保CTX的抗肿瘤效果，最终为临床上服用CTX所致的不良反应提供一种可行的解决方法。本项目亦为以解决药物毒副作用为目标的合并用药提供了一种研究思路。. 首先通过动物实验证实了合用WZC可以通过抑制CTX侧链代谢来减少毒性代谢产物氯乙醛的生成量，推测可能与CYP3A4抑制密切相关；在此基础上，考察WZC不同给药剂量、给药频次对CTX代谢抑制的规律，得出，在CTX给药前半小时给予高剂量WZC（300 mg/kg）能最大限度降低氯乙醛的生产量（Cmax和AUC分别减少了33.10%、35.51%），并能大幅度减少肝肾脑器官毒性和整体机体的损伤。若降低WZC剂量或增加给药频次，则不利于降低毒性产物氯乙醛给患者所带来的肾损伤和神经损伤。. 其次通过体外酶孵育和动物实验证实了WZC是通过抑制CYP3A4酶活性从而发挥抑制CTX侧链代谢的作用，且WZC中发挥CYP3A4酶抑制作用的化合物主要为五味子酯甲，其对CYP3A4酶具有可逆抑制作用，不具有时间、浓度依赖性及NADPH依赖性。同时，WZC通过同步促进CTX主链的代谢产物的排泄，从而不影响CTX及其主链代谢产物在大鼠体内的暴露量。. 然后基于代谢抑制的作用原理，对比考察了WZC及北五味子提取物（SCE）对CTX导致的神经毒性和肝肾毒性的代谢学机制研究，虽然前者抑制CTX侧链代谢能力强于WZC，但前者对CTX主链代谢有影响（4-keto CTX 暴露量下降约1/3）；再者，由于WZC促进CTX主链代谢产物的排泄能力强于SCE，因此合用WZC时，CTX主链代谢产物体内暴露量不变，即不改变CTX的疗效。. 最后开展临床试验，考察五酯胶囊抑制CTX毒性侧链代谢的作用。结果表明，合用WZC（24 h内给药3次，每次2粒）能使得肿瘤患者在CTX给药后2 h时的毒性代谢产物产生量降低近1/4，与肝肾及神经毒性标志物的变化趋势一致。