學習重點 Topotecan、irinotecan 抑制 topoisomerase I;etoposide、teniposide、doxorubicin、daunorubicin 與 mitoxantrone 則與 topoisomerase II 抑制作用有關。 結構辨識:irinotecan 含 piperidine(哌啶);teniposide 含 thiophene(噻吩);etoposide、teniposide 為 podophyllotoxin 衍生物。 Irinotecan 經羧酸酯酶水解生成活性代謝物 SN-38,再由UGT1A1 葡萄糖醛酸化解毒。UGT1A1 活性不足會增加嚴重嗜中性白血球缺乏症的風險。 Etoposide、teniposide 主要作用於晚 S 期與 G2 期。Etoposide 可治療睪丸癌,禿髮通常可逆;低白蛋白會增加其毒性風險。 微管藥物、抗代謝藥與拓樸異構酶抑制劑須分清楚;「都抑制拓樸異構酶」不代表抑制同一型酵素。 核心觀念 一、拓樸異構酶的功能與藥物分類 DNA 複製與轉錄時,需要拓樸異構酶暫時切開 DNA、解除纏繞,再將斷端接回。第一型切開單股 DNA,通常不需 ATP;第二型切開雙股 DNA,需要 ATP。 喜樹鹼類與鬼臼毒素衍生物可穩定 DNA 與拓樸異構酶的切割複合體,阻止 DNA 重新接合,使 DNA 損傷累積。因此,「穩定 DNA–topoisomerase II complex」是 etoposide 的典型機轉。 類別代表藥物辨識重點 Topo I 抑制劑Topotecan、irinotecan喜樹鹼類,主要在 S 期發揮細胞毒性 Topo II 抑制劑Etoposide、teniposide鬼臼毒素衍生物,主要作用於晚 S 期與 G2 期 其他具有 Topo II 抑制作用的抗癌藥Doxorubicin、daunorubicin、mitoxantrone兼具 DNA 嵌入等作用;前兩者屬 anthracyclines DactinomycinActinomycin D主要嵌入 DNA、抑制轉錄;亦可干擾 topo II,本單元相關分類題將其列於 topo II 作用藥物 Etoposide 與 topotecan 都能抑制拓樸異構酶,但前者抑制 II 型,後者抑制 I 型。 二、喜樹鹼類:Topotecan 與 Irinotecan 兩者皆為 camptothecin 衍生物,具有五環骨架;其中內酯環(lactone)對活性很重要。 Topotecan:帶有二甲胺甲基側鏈,並非 piperidine 環。可用於卵巢癌及小細胞肺癌;重要毒性為骨髓抑制,也可能引起腹瀉,部分病人症狀可相當嚴重。 Irinotecan:側鏈含兩個 piperidine 環,是結構辨識重點。屬前驅藥,常用於大腸直腸癌;重要毒性為嗜中性白血球減少與嚴重腹瀉。 兩者均抑制第一型拓樸異構酶。不可因 topotecan 也會造成骨髓抑制,就將它歸入第二型抑制劑。 三、Irinotecan 的活化、解毒與 UGT1A1 Irinotecan → CES 水解 → SN-38 → UGT1A1 葡萄糖醛酸化 → SN-38G。這條路徑要區分「產生活性物」與「使活性物失活」。 步驟酵素與反應意義 活化羧酸酯酶(CES)進行 hydrolysis將 irinotecan 轉為活性較強的 SN-38 解毒UGT1A1 進行 glucuronidation將 SN-38 轉為活性低的葡萄糖醛酸結合物 SN-38G,利於排除 其他代謝支路CYP3A4 參與氧化代謝主要形成活性較低的代謝物;不可直接將 CYP3A4 寫成生成 SN-38 的主要活化酵素 UGT1A1 活性降低,會使 SN-38 暴露量增加,導致嚴重嗜中性白血球缺乏症,亦可能增加嚴重腹瀉風險。與活性降低相關的常見變異包括 UGT1A1*28 與 UGT1A1*6;風險須依基因型與治療條件評估。 SN-38G 排入腸道後,可被細菌的 β-glucuronidase 去除葡萄糖醛酸,重新形成 SN-38,造成腸黏膜傷害,與延遲性腹瀉有關。 若問缺乏何種代謝能力容易造成嚴重嗜中性白血球缺乏,關鍵是glucuronidation。Hydrolysis 是活化反應;sulfate conjugation 與 acetylation 均不是此處的主要解毒反應。 四、鬼臼毒素衍生物:Etoposide 與 Teniposide 兩者均為半合成 epipodophyllotoxin 配醣體,可歸入 podophyllotoxin 衍生物。原型 podophyllotoxin 作用於微管,但 etoposide、teniposide 的抗癌機轉是穩定 DNA–topo II 切割複合體,阻止 DNA 再接合,主要作用於晚 S 期與 G2 期。 比較項目EtoposideTeniposide 結構辨識糖基具有 ethylidene 縮醛結構糖基取代部分含 thiophene,為含硫五員芳香雜環 臨床重點睪丸癌、小細胞肺癌可用於兒童急性淋巴性白血病 共同毒性骨髓抑制、禿髮等骨髓抑制等 Etoposide 所致禿髮通常可逆。它與血漿蛋白、尤其白蛋白高度結合;低白蛋白可使游離藥物比例增加,提高毒性風險,因此不能說其毒性與白蛋白量無關。 Thiophene 含硫;furan 含氧;pyrrole 含氮;oxazole 同時含氧與氮。辨識 teniposide 時,應抓住含硫五員環。 五、易混淆的作用機轉與綜合觀念 藥物正確分類或作用 Paclitaxel、docetaxel穩定微管、阻止解聚,干擾 M 期 Vinblastine長春花來源,抑制微管聚合,干擾 M 期 Cytarabine、methotrexate、thioguanine抗代謝藥,主要干擾 S 期 Moxifloxacin抗菌藥,抑制細菌 DNA gyrase(topo II)及 topo IV Gemcitabine人工合成的核苷類抗代謝藥,並非植物衍生藥 Capecitabine5-FU 前驅藥,屬抗代謝藥 Sorafenib多標靶激酶抑制劑,非抗代謝藥 DNA 錯配修復(MMR)缺失可參與 carboplatin 等鉑類藥物的抗藥性,但不能據此推定必然對 oxaliplatin 交叉抗藥。Oxaliplatin 具有 DACH 配體,其 DNA 加成物的辨識及細胞反應不同,在此機轉下仍可能保有活性。 常考陷阱 「Topotecan 是 topo II 抑制劑」錯誤。本單元的 topotecan、irinotecan 均屬 topo I;etoposide、teniposide 則屬 topo II。 「穩定複合體」不等於「穩定微管」。Etoposide 穩定 DNA–topo II 切割複合體;docetaxel、paclitaxel 穩定微管。 不能因 moxifloxacin 是抗菌藥,就排除其 topo II 作用。它抑制細菌的酵素;docetaxel 才是作用於微管的藥物。 「Etoposide 是 podophyllotoxin」應理解為鬼臼毒素衍生物。不可進一步誤認它與原型一樣以微管為主要標的。 「缺乏水解能力導致 SN-38 累積」錯誤。水解負責生成 SN-38;葡萄糖醛酸化不足才是本單元所考的解毒障礙。 「MMR 缺失必然使 oxaliplatin 交叉抗藥」過度推論。同屬鉑類,不代表每種抗藥機轉都相同。 記憶口訣 「替康打一,鬼臼打二」:topotecan、irinotecan 抑制 I 型;etoposide、teniposide 抑制 II 型。 「伊立雙哌啶,替尼帶噻吩」:irinotecan 對應 piperidine;teniposide 對應 thiophene。 「水解活化,醛酸解毒;1A1 弱,白血球落」:CES 生成 SN-38,UGT1A1 負責葡萄糖醛酸化。 「依托治睪丸,白蛋白低毒性高」:連結 etoposide 的用途與蛋白結合考點。