446-86-6 / 硫唑嘌呤的作用機制是什么

【概述】

硫唑嘌呤(Azathioprine)，別名：依木蘭，依米蘭，化學名稱：6-[(１-甲基-4-硝基-1H-咪唑基-5-)硫代]-1H-嘌呤(6-[(1-Methyl-4-nitro-1-H-imidazol-5-yl)thio]-1H-purine)，硫唑嘌呤是嘌呤、鳥嘌呤和次黃嘌呤的化學類似物，人工合成于1959年，1962年首次應用于腎移植受者。時至今日,尤其是在我國，硫唑嘌呤仍是抗腎移植排斥的主要武器。硫唑嘌呤作為一種高效的免疫抑制劑，除激素外，是臨床上使用最廣泛治療多發性硬化癥、炎癥性腸病、器官移植、以及各種自身免疫性疾病等的藥物。

【藥理作用】

硫唑嘌呤系巰嘌呤(6-MP)的衍生物，經口服后迅速地和幾乎完全地從腸道吸收，吸收后平均地分布于全身各器官和組織，但不能通過血腦屏障，且依靠嘌呤氧化酶的作用而轉化為6-巰基嘌呤，進而變成具有免疫抑制作用的硫次黃嘌呤核苷酸而發揮其藥理學作用，能抑制DNA合成，從而抑制淋巴細胞的增殖，即阻止抗原敏感淋巴細胞轉化為母細胞，產生免疫抑制作用。

【作用方式】

硫唑嘌呤的作用方式：已知硫唑嘌呤有下列幾種作用機制，①干擾嘌呤基的產生和DNA、RNA的合成而影響細胞的分化，它對迅速分裂的細胞系如骨髓的作用最大；②抑制T細胞的一切功能和細胞介導的免疫反應；③抑制混合性淋巴細胞反應；④減少對各種抗原的抗體形成；⑤其分子中的咪唑部分對巰基和氨基基團有烷化物的作用,科阻滯酶的活性部分和掩蔽重要的抗原位置；⑥抑制核白細胞核單核細胞的功能；⑦抑制前列腺的產生。

【藥理作用機制】

1.AZA體內代謝過程 AZA在體內的代謝途徑（見圖1):藥物前體AZA通過谷胱甘肽轉移酶(GST)轉化為6-MP,6-MP在體內有三種代謝途徑：①在次黃嘌呤磷酸核糖轉移酶（HGPRT)的作用下轉化為6-硫基次黃嘌呤核苷一磷酸(6-TIMP),6-TIMP在肌苷單磷酸脫氫酶（IMPDH)和鳥嘌呤單磷酸合成酶（GMPS)的作用下轉化成6-硫基鳥嘌呤單磷酸（6-TGMP)，6-TGMP在核苷二磷酸激酶（NDPK)作用下轉化為6-硫基鳥嘌呤三磷酸（6-TGTP)及2-脫氧-6-硫基鳥嘌呤三磷酸（2-deoxy-6-TGTP)；②在黃嘌呤氧化酶(XO)作用下轉化為非活性產物6-硫尿酸(6-TU)；③在巰基嘌呤甲基轉移酶（TPMT)作用下轉化為非活性產物6-甲基巰基嘌呤(6-MeMP)。

圖1為硫唑嘌昤體內代謝過程

2.作用機制 AZA發揮抗腫瘤及免疫抑制的經典作用機制：代謝生成的6-TGTP和與2-deoxy-6-TGTP與細胞DNA、RNA整合，通過錯配修復途徑觸發細胞周期停滯和凋亡；代謝生成的6-MwTIMP抑制嘌呤類物質的從頭合成，從而特異性地針對有絲分裂S期的細胞產生毒副作用;6-TGTP整合到DNA而損害DNA正常結構導致細胞大小和多核形態改變。 最近研究發現,在CD4+ T細胞內，在CD28分子共刺激下，Vav磷酸化后與Racl(Rac GTP酶）結合暴露其與GTP結合位點，從而發揮GTP酶作用，激活下游信號。6-TGTP替代體內的GTP與Racl結合,而Vav無法與其解離,從而導致與TGTP結合的Racl積聚,抑制GTP與Racl結合，影響Racl下游靶基因表達，激活線粒體途徑凋亡，也就是，AZA通過調節Rac1的活性將CD28的共刺激信號轉化為細胞凋亡信號,具體信號傳導見圖2,這種作用機制的發現可能可以解釋AZA的免疫抑制效應并對于器官移植和自身免疫疾病的新型特異性治療方案的制定有重要意義,對于依賴病理性記憶T細胞的自身免疫疾病和慢性炎癥疾病有特別重要的意義。

圖2為硫唑嘌呤發揮免疫相關作用機制

【制備方法】

1.1-甲基-4,5-二硝基咪唑路線 1-甲基-4,5-二硝基咪唑與6-巰基嘌呤在1.5%的NaOH水溶液中反應生成硫唑嘌呤，縮合步驟收率為82%。

圖3為1-甲基-4,5-二硝基咪唑路線

2.5-氯-1-甲基-4-硝基咪唑合成路線 以草酸二乙酯為起始原料，經甲胺胺化得乙酰二甲胺,環合，五氯化磷氯化后得混合液，萃取，減壓蒸餾得5-氯-1-甲基咪唑，硝化后得5-氯-1-甲基-4-硝基咪唑，再與6-巰基嘌呤在NaOH水溶液中縮合得最終產物6-[(１-甲基-4-硝基-1H-咪唑基-5-)硫代]-1H-嘌呤，見圖4示。

圖4為5-氯-1-甲基-4-硝基咪唑合成路線

【臨床應用】　

AZA作為一種免疫抑制藥應用于臨床治療已有50多年，目前研究最多的是用于預防異體器官移植后急性排斥反應、炎癥性腸病、自身免疫性肝炎雖然國內外各種研究顯示可以作為多種免疫性疾病（小兒急性淋巴細胞白血病、系統性紅斑狼瘡、多發性硬化癥、原發性膽汁硬化癥等）的二線藥物但循證醫學證據不足，尚待大規模的循證研究。目前國內外的研究大部分集中AZA的治療階段、治療范圍和最佳劑量以期望取得更好的療效。

1.器官移植后急性排斥反應 AZA作為一種抗增殖的免疫抑制藥，用于器官移植術后的最初12-18個月，有利于減少急性細胞型排斥反應和增加患者及移植體的生存時間。雖然目前臨床上認為霉酚酸酯（MMF）比AZA更能減輕急性排斥反應不過對于慢性排斥反應兩者沒有明顯差別。但由于MMF的不良反應較輕故國內大部分醫院選擇MMF作為移植后主要的免疫抑制藥，但也需要嚴格進行血藥濃度監測，以提高療效和避免不良反應。

2.炎癥性腸病（IBD） IBD是一種以反復緩解和復發為特征的慢性消化道炎癥性疾病，各種炎性細胞及細胞因子、炎性介質等參與其黏膜免疫損傷過程。雖然糖皮質激素仍是IBD的主要治療藥物但其不良反應（cushing面容、水牛背、骨質疏松）及減量過程中的病情反復極大地降低了其療效。然而加用免疫抑制藥后可逐漸減少其用量甚至停藥，增加IBD治療患者的耐受性和依從性。AZA作為免疫抑制藥治療IBD的金標準可提高黏膜愈合率、延長無激素緩解期、減少并發癥、減少手術率、減少復發次數”故應用于潰瘍性結腸炎（UC）時主要適用于對糖皮質激素依賴的UC病例、重癥難治性及維持緩解用藥能降低UC的復發率，能有效緩解UC患者的癥狀和體征；應用于克羅恩病（CD）時，主要適用于激素療效不佳的輕、中度炎癥、瘺管性病變、手術后用藥、激素依賴或無效及激素誘導緩解后的維持治療對并發瘺管、腸道狹窄具有一定效果。

3.自身免疫性肝炎（AIH） AIH是一類病因不明的疾病可引起急性和慢性肝臟疾病，以T細胞、B細胞、漿細胞（與高丙種球蛋白血癥和自身抗體產生有關）富集性肝炎為特征。AZA作為AIH的標準治療藥物之一其療效已得到多項臨床試驗的證明。2011年英國胃腸病學會均指出中重度肝內炎癥的AIH患者（血清AST或ALT>5倍正常上限且γ-球蛋白>2倍正常上限;肝組織學存在橋接樣壞死或多小葉壞死表現）應接受AZA治療。另外還指出，年輕患者有臨床癥狀且肝活檢證實肝硬化的AIH患者可考慮行免疫抑制治療，但是無論臨床癥狀嚴重與否，兒童AIH患者應在確診后應立即啟動治療。

4.其他 小兒急淋巴細胞白血病（ALL）的鞏固期和維持期治療、系統性紅斑狼瘡（SLE）的中度嚴重病例、臟器功能惡化緩慢患者、多發性硬化癥（MS）中頻繁復發和需要大量激素治療患者、特發性視網膜血管炎、彌漫性增殖性IgA腎病、ANCA相關性血管炎的維持緩解期治療、另外，過去主張使用AZA原發性膽汁硬化癥，但隨機臨床試驗表明并沒有明顯降低PBC患者的死亡率，然而不良反應明顯，故目前不主張單純應用于PBC治療。

【不良反應】

1.劑量依賴性不良反應 劑量依賴性不良反應表現在造血系統損害，這類不良反應是可逆的，可通過及時減量或停用得到緩解。AZA干擾核酸（尤其是DNA）的生物合成，抑制細胞分裂增殖，而由于骨髓增生活躍，對AZA的敏感性比免疫系統高，容易發生骨髓抑制及骨髓細胞基因突變（AZA相關性s-AML/s-MDS),并且呈明顯的時間和劑雖依賴性。所以治療前存在嚴重血細胞減少者（WBC<2.5×10^9 L-1或血小板<50×10^9 L-1)，或已知有TPMT活性完全缺乏者禁用（因為可能導致6-TGNSs蓄積引起骨髓抑制）。

2.非劑量依賴性不良反應（AZA過敏癥） AZA過敏癥是一類罕見的異質性的和非劑量依賴性的臨床綜合征，多見于用藥前4周，臨床表現多變，從局部嗜中性粒細胞疾病到系統綜合征包括肝臟損害、胰腺炎、胃腸道反應、惡心、嘔吐、腹瀉、發熱、骨髓抑制、胰腺炎、肝炎、皮損嗜中性粒細胞皮膚病）、心力衰竭等。 （1）肝臟損害 AZA常見的不良反應，多為輕度臨床表現為肝區隱痛、厭食、阻塞性黃疸、轉氣酶升高等其發病原因主要有藥物性肝中毒、病毒性肝炎、巨細胞病毒（CMV）感染。一般認為，AZA致肝損害機制是其代謝產物6-MeMP在肝內蓄積，干擾特殊代謝過程，引起組織脂肪變性而壞死。 （2）胰腺炎 （3）其他 可能出現胃腸道反應、關節痛/肌痛、感覺異常、脫發、發熱、非胰腺炎性腹痛、結節性再生性增生（其程度可能呈劑量依賴性或者與TGNs的蓄積量有關）、心神不寧等,增加腫瘤的發生率。

【主要參考資料】

[1]沈如飛,曾繁典,師少軍.硫唑嘌呤的藥理作用和臨床應用研究進展[J].中國藥師,2013,16(09):1409-1412.

[2]顏秋梅. 免疫抑制劑硫唑嘌呤合成新工藝研究[D].浙江工業大學,2010.