Подробно о циклофосфане - циклофосфан

Циклофосфан — Cyclophosphanum.
Синонимы: Циклофосфамид, Эндоксан, B-518-ASTA, Clafen, СТХ, Cyclophosphamid, Cyclophosphamide, Cyclophosphamidum, Cyclophosphane, Cyclotosin, Cytofosfan, Cytophosphan, Cytoxan, Endoxan, Endoxana, Enduxam, Enduxan, Genoxal, Miltoxan, Mitoxan, Neosar, NSC-26 271, Procytox, Sendoxan.
Циклофосфан является алкилирующим соединением из группы фосфорилированных хлорэтиламинов. Синтез таких соединений был предпринят с целью получения веществ с латентной активностью. Предполагалось, что при попадании в организм эти высокореакционные продукты под действием фосфатазы будут подвергаться ферментативному расщеплению по связи Р—N. Учитывая, что в злокачественных опухолях по сравнению с нормальными клетками повышено содержание кислой фосфатазы, соединения такого типа должны активироваться преимущественно в опухолевых клетках. В то же время считалось, что фосфорилирование хлорэтил аминов в результате образования амидной связи может привести не только к снижению основности атома азота, но и к уменьшению реакционной способности хлорэтильных групп, а следовательно, — к уменьшению токсичности. Полученные вещества действительно оказались малотоксичными, но обладали слабой антибластической активностью.
Так был осуществлен синтез циклических фосфорилированных хлорэтиламинов, среди которых был выделен 2-оксо-2-ди(Р-хлорэтил)- аминотетрагидро-2,1,3-фосфоксазин, получивший название циклофосфан.
Для этого препарата характерно наличие N-триметиленовой группы, а также двух хлорэтильных групп. Это белый кристаллический порошок без запаха, хорошо растворим в воде, спирте, хлороформе, бензоле, диоксане, трудно растворим в изотоническом растворе хлорида натрия, эфире и ацетоне.
Фармакологические свойства и терапевтическое действие. По биологическим свойствам и механизму действия циклофосфан значительно отличается от других производных хлорэтиламина. Это вызвано тем, что циклофосфан является «транспортной» формой, которая приобретает биологическую активность в организме.
Препарат обладает невысокой токсичностью и высокой кумуляцией токсического действия: введение его в течение 4 дней по 1/4 от LD50 приводит к более выраженной интоксикации, чем при однократном введении такой же суммарной дозы. При многократном ежедневном применении препарата в МПД в течение 2 нед. удается ввести препарата немного больше, чем при однократном введении, что также может свидетельствовать о слабой обратимости токсического действия.
Токсическое влияние однократной высокой дозы циклофосфана выражается ухудшением общего состояния животных, снижением массы тела, сонливостью, вялостью, появлением цистита, нарушением функции пищеварения, угнетением гемопоэза. У животных возникают конъюнктивиты, мелкие кровоизлияния, а иногда и некрозы на коже. Гибель животных от LDjo наступает в течение 3 нед.
Циклофосфан проявил себя как высокоактивный противоопухолевый препарат, обладающий довольно широким спектром активности. Чувствительными к нему в эксперименте оказались перевивные, индуцированные и спонтанные опухоли различного генеза и морфологического строения: солидные опухоли эпителиального, соединительнотканного и лимфоидного происхождения, различные формы лейкозов.
Чувствительной оказалась модель лимфогранулематоза у мышей линии 5IL/j, а также модель асцитной формы перевиваемого рака яичников человека. Выраженный терапевтический эффект отмечен на гетеротрансплантатах миосаркомы HS-1 и плоскоклеточного рака кожи человека. Резистентными к препарату оказались штаммы хондросаркомы и ангиосаркомы человека, а также первичные культуры внутримозговых опухолей человека.
Циклофосфан тормозит развитие постоперационных рецидивов и отдаленных метастазов перевивной саркомы ССК, хлоролейкемии у крыс, карциносаркомы DS и спонтанного рака молочной железы у мышей линии СЗНА, оказывает выраженное антиметастатическое дейстие при карциноме Брауна—Пирс у кроликов, карциносаркоме Уокера у крыс, причем в 40—50% случаев отмечается полное излечение животных. Уменьшение частоты возникновения индуцированных метилхолантреном опухолей у мышей и увеличение продолжительности жизни животных наблюдается даже при двукратном введении циклофосфана в дозе 100 мг/кг.
Активность препарата зависит от метода и режима введения. В эксперименте показано, что внутривенный метод имеет преимущества перед пероральным, а наиболее эффективным признается регионарное внутриартериальное введение. Торможение роста перевивных опухолей более выражено при однократном применении препарата в МПД. Циклофосфан имеет высокий химиотерапевтический индекс и большую широту терапевтического действия, проявляет относительно слабую избирательность действия.
Антибластический эффект препарата сопровождается отчетливыми морфологическими признаками повреждения опухолевой ткани: угнетается митотическая активность, отмечается дискомплексация клеток, их резкий полиморфизм (большое количество гигантских уродливых многоядерных клеток, патологические митозы, множественные очаги некроза), наблюдаются выраженные дистрофические и дегенеративные изменения, приводящие к гибели и лизису клеток. При этом повышается активность лизосомальных и митохондриальных ферментов, а также уровень цАМФ и цГМФ. В дальнейшем на месте гибели опухолевых элементов и вокруг зоны некроза происходит разрастание соединительной ткани. При этом значительно изменяется кровеносная сеть опухоли: сосуды расширяются, плотность капиллярного русла и дренажные свойства сосудистой стенки повышаются.
Циклофосфан в отличие от других хлорэтиламинов обладает менее выраженной лейкотоксичностью. Глубокие и стойкие изменения во всех ростках кроветворения крыс и мышей выявлены лишь при введении циклофосфана в токсических и субтоксических дозах. Общее количество лейкоцитов снижается более чем на 50% в первые 5 дней, а к 10-му дню — на 70—80%. Наиболее чувствителен к препарату лимфопоэз — содержание лимфоцитов снижается параллельно числу лейкоцитов. При этом повышается интенсивность ультрафиолетовой флуоресценции лимфоцитов крови. Количество же гранулоцитов уменьшается незначительно, затем оно относительно увеличивается. Сдвиги тромбоцитопоэза и эритропоэза несущественны. Восстановление гемопоэза происходит в течение 2—3 нед. и завершается в течение 1 мес.
В костном мозге животных увеличивается число незрелых клеток миелоидного ряда с повышенной баэоф илией цитоплазмы и уменьшается содержание элементов эритропоэза. Появляются большие палочкоядерные и сегментоядерные нейтрофилы с гиперсегментированными и гиперфрагментированными ядрами, а также многоядерные клетки. Начальные признаки восстановления миелопоэза отмечаются уже через 1 нед. Репаративные процессы сопровождаются возникновением очагов гемопоэза и стволовых гемопоэтических клеток в печени животных.
Результаты цитохимических исследований элементов миелопоэза свидетельствуют о функциональной перестройке их цитоплазмы, что сопровождается увеличением содержания ШИК-положительных веществ, появлением суданофильных гранул, богатых пероксидазой, повышением активности кислой и щелочной фосфатаз.
Угнетение гемопоэза животных после введения препарата в МПД нестойкое, длится всего 3—5 дней, после чего наступает быстрая регенерация. Миелограмма нормализуется через 2 нед., хотя к этому сроку еще не происходит полной обратимости токсического действия препарата.
В эксперименте и в клинике в период применения препарата обнаружено снижение свертывающей и повышение фибринолитической активности крови. Влияние его на пищеварительный тракт выражено меньше, чем у других хлорэтиламинов.
При введении токсической дозы, равной LDso, у здоровых животных происходят нарушения функций ряда органов и систем организма. Препарат обладает выраженной гепатотропностью. Известно, что печень обладает высоким уровнем и напряженностью процессов биосинтеза и по интенсивности некоторых реакций не уступает процессам, протекающим в опухоли. Особенно чувствительна к препарату печень собак. У них значительно ухудшаются антитоксическая, белковообразовательная и поглотительновыделительная функции. Эти изменения довольно стойкие. Препарат вызывает также быстро наступающее продолжительное обеднение печеночных клеток гликогеном, сочетающееся с развитием жировой дистрофии и некрозом. Заметно повышается сорбционная способность печени, тормозится прирост ее массы у растущих животных. В то же время повышается уровень глюкозы в крови и усиливается адреналовая гипергликемия.
После введения препарата в МПД возникают деструктивные и дистрофические изменения в печени с появлением серозного воспаления и очагов микронекроза, они сопровождаются обратимым угнетением активности ретикулоэндотелиальных клеток.
Токсическое действие препарата отражается на состоянии окислительно-восстановительных процессов: снижается активность альдолазы и пероксидазы крови, повышается активность аспартатаминотрансферазы. Активность аланинаминотрансферазы существенно не изменяется.
Хромато-масс-спектроскопическим методом установлено, что значительное количество циклофосфана локализуется в митохондриях клеток печени и в меньшей мере — в микросомальной фракции. Ультрамикроскопические изменения также более резко выражены в митохондриальном, чем в белоксинтезирующем аппарате печеночных клеток.
Токсическое действие препарат оказывает на почки: изменяется их функция и водно-электролитный обмен, снижается диурез, возникает токсический нефроз, набухают стенки артериол, происходит дегенерация эпителия канальцев, появляются дизурия и гематурия.
Содержание общего белка сохраняется либо снижается, но изменяется состав сывороточных белков: уменьшается содержание альбуминов, увеличивается — а-, р- и у-глобулинов, снижается альбумино-глобулиновый коэффициент, а также содержание сульфгидрильных, аминных и карбоксильных групп белков сыворотки крови.
Препарат вызывает изменения в эндокринной системе: нарушается эстральный цикл, снижается функция щитовидной железы. Происходит торможение накопления клеточных элементов в рыхлой соединительной ткани, снижаются число и активность перитонеальных макрофагов, а также биоэлектрическая активность головного мозга.
О повреждении циклофосфаном клеток органов свидетельствует повышение их сорбционной способности. Большие дозы циклофосфана вызывают инволюцию вилочковой железы, уменьшение числа лимфоидных элементов в селезенке и лимфоузлах, что приводит к угнетению иммунологических реакций организма.
Нарушения выявлены и в органах пищеварения: развиваются атрофические и дистрофические изменения в слизистой оболочке желудка, тощей и толстой кишках, воспалительная инфильтрация стромы и подслизистого слоя.
Общепризнано, что циклофосфан является препаратом с выраженным иммунодепрессивным действием: он снижает фагоцитарную активность лейкоцитов, повреждает разные популяции лимфоцитов, особенно В- системы, уменьшает бактерицидность крови, способность лимфоцитов к бласттрансформации.
Особенностью циклофосфана является низкая обратимость токсического действия: от МПД оно исчезает через 26 дней, тогда как обратимость здоровых тканей равна нулю уже через 24 ч. Характерна также высокая кумуляция токсичности.
Под влиянием препарата в терапевтических дозах у здоровых животных возникают умеренные обратимые дегенеративно-дистрофические изменения в печени. В случае успешной химиотерапии животных с опухолями отмечается даже тенденция к нормализации ее структуры и функции, хотя масса органа несколько уменьшается. Сдвиг в сторону нормализации происходит и в основных показателях энцефалограммы. Рост молодых крыс под влиянием малых доз циклофосфана ускоряется. Дыхание, кровообращение и фагоцитарная активность макрофагов существенно не изменяются.
Обратимые атрофические изменения обнаружены также в лимфоидных и пищеварительных органах. В крови отмечается лейкопения и тромбоцитопения. Показатели красной крови даже несколько повышаются, наблюдается тенденция к угнетению миелопоэза.
Механизм действия. В механизме антибластического действия циклофосфана ранее большое значение уделялось изменениям содержания дифосфопиридиннуклеотидов (Д11Н) в опухолевой клетке. Снижая уровень ДПН в опухоли, препарат в то же время не влиял на ДПН печени и других органов.
Однако цитофотометрически обнаружено, что содержание ДПН в опухоли уменьшается лишь через 3—4 дня после введения циклофосфана, а отчетливые морфологические изменения в опухолевых клетках обнаруживаются уже в течение 1-х суток. Оказалось, что в опухолевой ткани под влиянием препарата прежде всего изменяется соотношение ДНК и РНК. Общее содержание НК возрастает в 2,3 раза за счет РНК, так как содержание ДНК заметно не изменяется. При этом ДНК опухолевых клеток деполимеризуется, изменяются ее вязкость и другие физико-химические параметры, при ультрацентрифугировании увеличивается количество низкомолекулрных частиц ДНК.
В клетках асцитной опухоли Эрлиха циклофосфан, начиная с дозы 60 мг/кг, тормозит включение Н-тимидина. После введения препарата в дозе 120 мг/кг включение 3Н-тимидина снижается на 70%.
Ауторадиографически обнаружена задержка образования ДНК в пролиферирующих тканях — криптах двенадцатиперстной кишки и в плоском эпителии языка. Уже через 8 ч уменьшается на 50% включение радиоактивного фосфора во фракцию ДНК опухоли и селезенки, при этом заметно снижается и активность ДНК-азы.
Под влиянием циклофосфана происходит снижение митотического индекса и торможение синтеза ДНК. Угнетение синтеза ДНК приводит к увеличению средней продолжительности периодов S и G2, вызывает первичное и вторичное блокирование фазы G2. Влияние препарата на клеточный цикл зависит от дозы. При этом удлинение периода G2 вызывают и такие дозы, которые не оказывают влияния на интенсивность включения Н-тимидина и длительность S-фазы. Часть популяции блокируется в фазе Gfe. Циклофосфан способен нарушать клеточный цикл в фазе Go, но только после вступления этих клеток в деление, что может приводить к блокированию в фазах S и Ch.
Изменения, вызванные циклофосфаном в клеточном цикле опухоли, довольно стабильные и сохраняются длительно. Примечательно, что наилучший эффект достигается при введении препарата в период, предшествующий максимальной митотической активности, т.е. когда большинство клеток находится в премитотической фазе перед выходом в митоз.
В механизме действия препарата важная роль придается также альтерации структуры митохондрий, приводящей к нарушению энергетики клетки. Это основано на том, что уже через несколько часов после воздействия препарата выявляются отчетливые ультрамикроскопические изменения в митохондриях опухолевых клеток. Они разбухают, их кристы дезорганизуются, разрушается внутренняя мембрана, происходит распад на отдельные фрагменты. А это в свою очередь ведет к нарушению окислительного фосфорилирования и дыхания, что подтверждается при фазовоконтрастных, биохимических и цитохимических исследованиях.
Таким образом, циклофосфан поражает две жизненно важные системы опухолевой клетки — молекулы ДНК и мембранный аппарат.
В реализации противоопухолевой активности также играет роль реакционная способность тканевых SH-групп, содержание которых в чувствительных опухолях снижается уже через 15—20 мин после введения циклофосфана.
Циклофосфан, как и другие алкилаты, оказывает цитогенетическое действие, мутагенный эффект четко выявляется в клетках костного мозга при введении препарата в высоких дозах. Он выражается в возникновении множественных хромосомных аберраций преимущественно хроматидного типа, что свидетельствует об избирательном повреждении клеток в фазе S или G2. Максимум аберраций наблюдается через 24 ч после введения препарата. Хроматидный характер повреждений позволяет отнести циклофосфан к мутагенам «задержанного» типа.
Высказывается мнение, что в реализации антибластического эффекта определенную роль играет повышение иммуногенности опухолевых клеток, а также увеличение нуклеотидов.
Фармакокинетика и метаболизм. Циклофосфан оказался неактивным in vitro и проявляет довольно высокую цитостатическую активность in vivo. С помощью у-(4-нитробензил)-пиридина препарат in vitro не определяется. Биологическую активность препарат проявляет после попадания в организм. Об активации его в организме свидетельствует тот факт, что после инкубации в течение 1 ч с циклофосфаном (в концентрации 10`3) клетки саркомы Иошида полностью сохраняют жизнеспособность при трансплантации, так же как и клетки асцитной формы опухоли Эрлиха после контакта с препаратом в течение 4 ч. При инкубации препарата с асцитными клетками Эрлиха и клетками Hela цитотоксический эффект отсутствует. В условиях же организма дыхание клеток опухоли Эрлиха снижается на 50—60%.
Ранее предполагалось, что активирование циклофосфана происходит в опухолевой ткани путем гидролитического расщепления под влиянием фосфатаз и фосфамидаз. Установлено, что препарат активируется главным образом в печени при энзиматическом окислении в ее микросомах с участием микросомальных оксидаз и в легких. В последнее время показано, что активация его может происходить и в крови, а также в воде после ее оксигенации.
Считается, что начальная фаза превращения неактивной формы циклофосфана в активную состоит в раскрытии кольца, в котором электроотрицательный остаток фосфорной кислоты соединен с положительно заряженным остатком ди-(Р-хлорэтил)-амина. При этом освобождается гидроксильная группа фосфорной кислоты, а при определенных физиологических условиях может отщепиться и хлорэтиламинная группа. Первой ступенью активирования является процесс окисления, так как in vitro препарат активируется в присутствии трифосфопиридиннужлеотнда. В печени циклофосфан вначале превращается в 4-гидро ксициклофосфан, переходящий в свою таутомерную форму — альдофосфамид. Из последнего затем образуются акролеин и N-ди-(2-хлорэтил)диамид фосфорной кислоты. Эти соединения также проявляют высокую антибластическую активность. Тем не менее, конечными продуктами биотрансформации циклофосфана, которые выделяются из организма с мочой, оказались 4-кето циклофосфан и 2- карбоксиэтиловый эфир ди-(2-хлорэтил)диамидафосфорной кислоты.
Циклофосфан способен окисляться как химическим, так и ферментативным путем до акролеина и N-дн(2-хлорэтил)диамида фосфорной кислоты.

Таким образом, в процессе метаболизма циклофосфана образуется 5 различных по химической природе соединений. Три из них — 4- гидроциклофосфан- N-ди(2-хлорэтил)диамид фосфорной кислоты и альдофосфамид обладают высокой противоопухолевой активностью в эксперименте. Два метаболита — 4-кетоциклофосфан и 2-карбоксиэтиловый эфир ди(-2-хлорэтил)диамида фосфорной кислоты оказались неактивными в онкологическом эксперименте.
Препарат обладает способностью к комплексообраэованию, соединяясь в крови с белками сыворотки крови, главным образом с альбуминами. При этом происходит трансформация белков, их глобулинизация.
Активация циклофосфана в организме происходит довольно быстро. Уже через 15 мин после внутрибрюшинного введения животным отмечается максимальная концентрация препарата в сыворотке крови, которая сохраняется в течение 1 ч. Затем концентрация постепенно снижается и через 2 ч определяется лишь 50% от максимальной радиоактивности. Препарат циркулирует в крови около 6 ч- через 24 ч в крови не определяется. Выводится почками и через 1,5 ч в моче обнаруживаются различные продукты биотрансформации и активный циклофосфан. Основная часть препарата выделяется с мочой в течение 6—8 ч, а через 24 ч определяются лишь его следы.
После внутривенного введения циклофосфан обнаруживается во всех органах и в опухоли. Уже в первые минуты происходит неравномерное его распределение. Через 5 мин после внутривенного введения на фоне низкого содержания в почках, селезенке и опухоли высокая концентрация препарата обнаруживается в легких, печени и крови.
После введения 3Н-циклофосфана в опухолевой ткани определяется более высокая радиоактивность, чем в нормальной. В то же время при введении у-4-нитробензилпиридина самая высокая концентрация определяется в печени, почках, в легких, а самая низкая — в опухоли. Распределение препарата в тканях интактных и животных с опухолями происходит одинаково, но у животных с опухолями его концентрация в органах обычно ниже.
Показания к применению препарата. Циклофосфан уже много лет успешно применяется в онкологической практике. Он обладает очень широким спектром антибластической активности, проявляя хороший лечебный эффект Не только при ряде злокачественно протекающих системных заболеваниях крови и кроветворных органов, но также и при многих видах солидных опухолей. Препарат используют прежде всего для лечения острого лимфобластного лейкоза, хронического лимфолейкозе, лимфогранулематоза, неходжкинских злокачественных лимфом, миеломной болезни, эритремии. Хороший лечебный эффект может быть достигнут при раке молочной железы, раке легкого, семиноме яичка, опухоли Вилмса, саркоме мягких тканей, Юинга и Калоши, костной ретикулосаркоме, нейробластоме, раке носоглотки, опухоли миндалин, раке щитовидной железы, злокачественной тимоме, эмбриональной рабдомиосаркоме. Частичная ремиссия может наступить у больных раком мочевого пузыря и почек, меланоме.
Способ применения. Циклофосфан применяется внутривенно, внутримышечно, внутрибрюшинно, внутриплеврально и внутрь (в зависимости JN показаний).    
Внутривенно, внутримышечно или внутрь вводят ежедневно по 0,2 И (100—150 мг/м, или 3 мг/кг) либо по 0,4 г (200—350 мг/м2, или 6 мг/кг) препарата через день. Возможно применение в высоких дозах — по 1 г (600— 750 мг/м, или 15 мг/кг) внутривенно 1 раз в 5 дней. Иногда интервалы между введениями увеличивают до 2—3 нед., повышая при этом дозу циклофосфана до 2—-3 г (1500—2000 мг/м2, или 30—45 мг/кг). При всех: режимах лечения суммарная доза препарата колеблется от 6 до 12 г. В случае отсутствия объективного эффекта после приема 3—5 г циклофосфана: лечение им прекращают. Для длительного поддерживающего лечения- удобнее принимать циклофосфан в таблетках. Более эффективным признается лечение высокими дозами препарата.
Иногда режимы лечения циклофосфаном комбинируют — вначале назначают высокую (ударную) дозу (по 2—3 г), а через 2 нед. — по 1 г каждые 5 дней. При субъективном и объективном улучшении проводят курс поддерживающей терапии таблетированной формой препарата.
Побочное действие. В период лечения, особенно при передозировке или повышенной чувствительности к циклофосфану, могут возникать нарушения со стороны органов пищеварения, различные проявления токсичности: потеря аппетита, тошнота и рвота, иногда — диарея, стоматит, изредка — нарушения функций печени. Угнетение кроветворения проявляется лейкопенией, реже — тромбоцитопенией и анемией. Лейкопения чаще бывает отсроченной.
У отдельных больных возникают головокружение, дизурические явления, геморрагический цистит, гиперпигментация, часто — алопеция, ломкость ногтей. Ухудшение состояния сердечно-сосудистой системы наблюдается лишь у больных с отягощенным анамнезом и при введении очень больших доз препарата.
Побочные явления в основном обратимы и могут быть ослаблены или устранены при снижении дозы препарата или увеличении промежутков между его введениями.
Противопоказания. Циклофосфан не рекомендуется применять при выраженной лейкопении, анемии, тромбоцитопении, в терминальной стадии болезни, при тяжелых заболеваниях печени, почек, кахексии.
Форма выпуска. Циклофосфан для инъекций выпускают в виде стерильного порошка в герметически закрытых флаконах по 0,2 г (200 мг): для перорального применения — в таблетках по 0,05 г (50 мг), покрытых оболочкой. В упаковке по 50 таблеток.
Хранят препарат в сухом, защищенном от света месте при температуре не выше 10 °С по списку А.
Главным поставщиком препарата в Европе является германская фирма «Asta», а в США — фирма «Bristol Myers Squibb». Препарат производится также в Украине, России, Латвии, Бельгии, Мексике, Чехии, Швейцарии, Швеции, Италии.

Возможные побочные явления. Тошнота, рвота, изъязвления слизистых оболочек рта, желудка и кишок, кожи, выпадение волос, головокружение, ухудшение зрения, дизурические явления, геморрагический цистит, гепатит, гематурия, угнетение кроветворения (анемия, лейкопения, тромбоцитопения), нарушение иммунитета. При внутринлевральном введении циклофосфана могут появиться лихорадка (на 2—3-й день), кашель, боль в груди.

Лечение осложнений и отравлений. См. Новэмбихин.