甲氨蝶呤在疾病中的治疗药物监测

阿姆斯特丹大学医学中心Robert de Jonge博士、Gerrit Jansen博士、Ittai Muller MSc和Helen Gosselt MSc教授是开创性的分析方法，可用于理解为什么患者对用于治疗类风湿性关节炎的锚药物甲氨蝶呤有不同的反应。他们的工作已经开始揭示甲氨蝶呤作用机制背后的关键因素，包括甲氨蝶呤聚谷氨酸化合物和一种称为叶酸聚谷氨酸合成酶的酶。最终，他们的研究可能导致开发个体化治疗类风湿性关节炎和其他疾病的药物治疗，包括炎症性肠病。

甲氨蝶呤(MTX)是一种叶酸类似物，已作为治疗药物使用超过60年。它的工作原理是阻止细胞使用叶酸合成DNA，并经常被开给某些类型的癌症或炎症的患者，如风湿性关节炎和炎症性肠病(IBD)。

历史上，高剂量的甲氨蝶呤被用于治疗癌症，如儿童急性淋巴细胞白血病，一些实体肿瘤，儿童白血病的维持治疗通常包括低剂量口服甲氨蝶呤。此后，甲氨蝶呤被低剂量用于治疗慢性自身免疫性疾病，如风湿性关节炎和克罗恩病。

氨甲喋呤由于其成本低、安全性好、有效性高，加上其已有的临床病史，目前是类风湿性关节炎的一线治疗药物。然而，大约40%的类风湿性关节炎患者对甲氨蝶呤没有反应，也没有表现出临床改善。提出的无反应的原因包括患者在甲氨蝶呤摄取和/或代谢方面的差异，不符合药物方案或甲氨蝶呤剂量不足的处方。这种缺乏反应可能发生在治疗过程的早期，也可能发生在对MTX最初反应后，即3-6个月的治疗后。这些患者必须接受更昂贵的二线治疗。

大约40%的类风湿性关节炎患者对甲氨蝶呤没有反应，也没有表现出临床改善。

尽管对甲氨蝶呤缺乏反应可能是由于剂量不足，但在决定甲氨蝶呤的剂量时必须谨慎，因为过量服用患者的剂量风险不受控制地增加，并可能导致毒性副作用。预测模型,选择合适的药物在治疗期间和治疗药物监测MTX治疗的初始阶段可能是一个有用的工具来确定病人是否会响应药物,因此告知正确的剂量为每个病人。

遗传因素也可能影响甲氨蝶呤的摄取和代谢，因此筛选患者以观察他们表达的基因为个性化治疗提供了一种新的方法。不幸的是，对MTX治疗反应的遗传关联并不一致，这意味着这不是目前筛查患者的可行选择。另一个限制是缺乏高质量的分析技术来研究类风湿关节炎的细胞类型。

患者对甲氨蝶呤反应差异的原因尚不完全清楚;加深我们对这一点的理解是Robert de Jonge教授、Gerrit Jansen博士、Ittai Muller MSc、Helen Gosselt MSc和阿姆斯特丹大学医学中心的同事们的研究重点。

MTX的工作方式
MTX的作用机制与其在类风湿关节炎和癌症中的临床疗效是重叠的。在通过一种称为还原叶酸载体的转运蛋白摄取MTX之后，MTX作用机制中的一个重要步骤是通过一种称为叶酸聚谷氨酸合成酶(fpg)的酶将MTX转化为活性代谢物，称为MTX-聚谷氨酸(MTX- pgs)。这些MTX-PGs不能被细胞输出;因此被保留在负责驱动类风湿关节炎炎症过程的免疫细胞中。此外，MTX-PGs通过强烈抑制细胞内的酶来增强药物的效力。由于这些酶通常参与DNA合成，它们的抑制导致细胞增殖和激活减少。激活的炎症细胞越少，临床症状和疼痛就越少。

治疗药物监测
MTX治疗药物监测的目的是测量类风湿性关节炎患者血细胞中MTX- pgs的水平，并将这些水平与治疗反应联系起来。de Jonge教授预计，较高的MTX-PGs积累将促进对药物治疗的更好的反应，而较低水平的MTX-PGs可能出现在无反应的患者中。由此可以推测，fpg的酶活性可能很重要，因为低fpg活性会导致MTX转化为MTX- pgs的减少，因此对治疗的反应较差。

这突出了个性化治疗方案的必要性，设计适合个别患者，而不是使用
“一刀切”的方法。

为了实现这一目标，在类风湿关节炎患者接受甲氨喋呤治疗期间，通过分析血红细胞中甲氨喋呤- pg水平，对甲氨喋呤进行治疗药物监测。使用的分析技术是质谱法，这是一种通过使用它们的质量来产生特定分子独有的光谱模式来识别样品中的分子的方法。结果显示，在9个月的甲氨喋呤治疗期间，较高的甲氨喋呤- pgs确实与较低的疾病严重程度相关，但甲氨喋呤- pgs与不良反应无关。这些发现为在MTX治疗药物监测中使用MTX- pg浓度提供了支持。

先前的研究表明，在接受相同剂量的甲氨蝶呤治疗类风湿关节炎的患者中，红细胞中甲氨蝶呤- pgs的水平存在巨大差异。这突出了个性化治疗方案的必要性，设计适合个别患者，而不是使用“一刀切”的方法。

瞄准正确的血细胞
测量红细胞中MTX-PG水平可作为白细胞中MTX-PG水平的替代标记物，白细胞参与类风湿关节炎的免疫和炎症反应。因此，与其测量红细胞中的MTX- pg，不如直接测量白细胞中的MTX- pg水平和fpg活性更有意义，特别是因为fpg活性的丧失与MTX活性的降低有关。阿姆斯特丹大学医学中心的研究小组最近的工作证明了使用质谱分析白细胞中MTX-PG水平和fpg活性的可行性，这是之前从未做过的。在此之前，fpg活性和MTX-PG的评估是使用基于放射性物质的测定，这是劳动密集型的，需要相对大量的细胞。使用质谱法的优点是不需要放射性物质，而且灵敏度高，即使细胞数量少。

未来的计划
早期有效治疗类风湿性关节炎对减少关节不可逆损伤和长期残疾非常重要，因此，更多地了解甲氨蝶呤应答背后的机制可以帮助指导风湿病专家根据患者对甲氨蝶呤是否应答进行个性化治疗。

de Jonge教授及其同事最近发表的研究成果包括一个基于患者年龄、性别、叶酸水平和基因表达等特征的mtx预测模型。该模型还纳入了以前的研究结果，这些研究表明，较高的MTX- pg水平与疾病严重程度的降低有关，增加MTX剂量会导致红细胞中MTX- pg的积累。这与他们已经建立的新型质谱分析方法一起，为进一步研究甲氨喋呤的治疗药物反应铺平了道路。

de Jonge教授建议，未来的治疗药物监测研究可能会确定血红细胞和/或白细胞中MTX积累的目标临界值。这将促进药物治疗的最佳反应，因为最佳的甲氨蝶呤剂量可以在治疗过程的早期得到确认，从而导致更有效和更安全的使用甲氨蝶呤。此外，治疗药物监测可能有助于避免给患者开出不必要的高剂量甲氨蝶呤，因为有些患者可能需要比其他人更低的剂量才能看到临床症状的改善。总的来说，对甲氨蝶呤治疗药物的监测将产生数据，这些数据将有助于实施预测模型，以优化和个性化甲氨蝶呤治疗类风湿性关节炎和其他疾病，并将帮助风湿病学家开出最佳的甲氨蝶呤剂量，以获得最大的效果和最小的副作用。