肿瘤的时辰化疗

20世纪80年代后期肿瘤化疗取得了很大进展。但癌细胞对抗肿瘤药物的抗药性、抗肿瘤药物对用药者的毒性反应依然在，很大程度上限制了肿瘤化疗的发展。现有的肿瘤化疗方案对恶性淋巴瘤、睾丸癌、绒毛膜癌等的治愈率可达到50%～90%，但并非对所有肿瘤化疗均能取得良好疗效。针对目前化疗药物应用的局限性，在肿瘤化学治疗中引入时辰治疗学的概念，人们提出了“时辰化学治疗（chrono-chemotherapy）”这一崭新的概念。时辰化学治疗又称时辰化疗，即根据人体的生物节律，对肿瘤患者在最佳给药时间给予化疗药物，尽可能使每种药物均发挥其最大疗效、产生最小的毒性反应。肿瘤的时辰化疗法具有显著的科学性，近20年来迅速兴起并应用于临床，已经逐渐成为肿瘤化疗的前沿课题之一。

（一）发展概况

欧共体肿瘤研究治疗协作组（European Organization for Research and Treatment of Cancer，EORTC）是成立于1996年的肿瘤时辰化疗国际组织，曾针对不同恶性肿瘤进行了大规模的时辰治疗临床试验。Levi等报道EORTC 05962研究结果，来自15个中心的107例胰腺癌患者接受时辰化疗，氟尿嘧啶（Fluorouracil，5-FU）达峰时间在04:00（22:00—10:00给药），顺铂（Cisplatin，DDP）达峰时间在16:00（10:00—22:00给药），连用5d，每21天为一周期。加用顺铂（按体表面积100mg/m2）的这一时辰化疗方案可相对延长患者的无进展生存时间，减少20%死亡率，患者中位生存时间从514个月提高到813个月。Asao等对29例T2～T4期进展型低位直肠癌患者在放疗第2、4周的夜间睡眠期辅以“氟尿嘧啶＋亚叶酸（Leucovorin，LV）”的时间化疗，肿瘤患者的缓解率明显提高，患者放疗敏感性同时提高。其中，11例接受手术切除的肿瘤患者中，3例标本切缘未见残留病灶。Levi等研究发现，与常规化疗相比，时间化疗可以使药物的不良反应减少5倍。在欧洲9个研究中心报道的116例转移性直肠癌中，时间化疗和常规化疗的患者各58例，两组治疗方案的有效率分别为51%和29%，药物毒性反应的发生率亦有区别。此外在对乳腺癌、卵巢癌和肺癌患者的治疗中，时间化疗方案也取得了较好的效果。

（二）时辰化疗的基础——昼夜节律与肿瘤的治疗

1．正常细胞昼夜节律与肿瘤治疗密切相关　抗肿瘤药物的作用目标不仅是癌细胞，也可能是正常细胞。掌握正常细胞的昼夜节律对避免抗肿瘤药物的毒性非常重要。如了解正常细胞DNA合成的昼夜节律，就可以避免在正常细胞DNA合成的高峰时期使用抑制DNA合成的抗肿瘤药物，从而减轻药物的毒性。有报道，DNA合成的节律在不同细胞呈现不同的特点，有着不同的高峰时期，在口腔黏膜细胞其高峰为20:00，直肠黏膜细胞为07:00，骨髓细胞为12:00—20:00。

2．肿瘤的生长具有明显的时间节律性　掌握肿瘤细胞的昼夜节律对于增强抗肿瘤药物的作用具有重要影响。肿瘤组织与正常组织在细胞生长、代谢及其对治疗的生物反应方面具有不同的节律特征。研究它们生命活动的节律特征，寻找两者节律的位相间的差异，不仅可以探讨肿瘤发生、发展的机制，更可为肿瘤的时辰治疗提供理论依据。了解不同肿瘤的昼夜节律差异，可以充分发挥抗肿瘤药物的作用，如将DNA合成作为参数，卵巢癌的高峰为11:00—15:00，肺癌为06:00—12:00或00:00—06:00，头颈部癌为10:00。因此针对不同的肿瘤类型结合上述时间应用抑制DNA合成的抗肿瘤药，可增强药物的疗效。

对B6D2F1小鼠的研究发现，破坏SCN区导致昼夜节律紊乱后的GOS骨肉瘤模型小鼠和P03胰腺癌模型小鼠的肿瘤生长显著加快。对乳腺癌组织中节律相关基因表达的研究发现，绝大多数（＞95%）乳腺肿瘤细胞的3种Per基因（Per1、Per2、Per3）表达失调。体外培养的肿瘤细胞其分裂速度具有明显的时间节律性。体内研究证实实体瘤尤其是巨块型肿瘤组织的血供在晚间显著增多。肿瘤血管的容量、血流量、血管渗透性均具有明显的时间节律性，肿瘤组织血供的昼夜节律性变化不仅影响肿瘤生长速度的时间节律，同时对瘤体内药物浓度的昼夜节律变化也具有决定性的影响。宿主内分泌节律的改变可能也是恶性肿瘤生长速度具有时间节律性的机制之一，当调整荷瘤宿主内分泌的日节律时，能明显抑制肿瘤的生长速度。

3．生物体时间节律的改变可促进肿瘤的形成和生长　试验表明对视上核SCN进行立体定向破坏，可导致明显的静止-活动节律和体温节律的抑制，使肿瘤的生长加快、动物的生存时间缩短。持续的亮光或黑暗条件对小鼠骨肉瘤的生长并没有影响，但人为地将24h昼夜变化提前8h（将开灯时间提前8h），将促进肿瘤的生长，同时皮质醇和淋巴细胞的节律也发生改变。研究发现颠倒大鼠的昼夜节律，其外周血白细胞下降48%，嗜中性粒细胞的噬菌作用下降7%，血浆溶血素水平也显著下降，肿瘤生长速度明显加快，动物生存期缩短。在对78 000名护士的调查中发现，倒夜班的工作年限与患乳腺癌的风险呈正相关，工作年限越长患乳腺癌的风险越高。生物节律的改变对肝癌的形成和生长亦有促进作用。

昼夜节律的改变不仅影响肿瘤的生长，而且影响肿瘤患者的生存。是否具有正常的昼夜节律是一个独立预后因素，完全独立于其他的常规预后因素（如一般状况、有无肝转移、肿瘤的大小、瘤灶的数目等）。当以静止-活动节律反映机体的节律时发现结直肠癌患者中保持明显昼夜节律的肿瘤患者其4年生存率明显较高。

在肿瘤组织、移植肿瘤的动物模型及肿瘤患者体内均可见节律改变现象，且愈趋于疾病晚期节律异常表现愈为明显，常表现为振幅下降、相位改变、周期改变，以及内分泌、代谢、免疫和休息-活动周期的波峰波谷的异常等。正常的生物节律不仅可预防肿瘤生长，且有助于肿瘤的治疗。

（三）时辰化疗的药理学基础

临床治疗中，合理用药要求在作用的靶组织内保持较高的药物浓度，并将药物毒性反应控制在合理的可接受范围内，从而尽可能在获取最大疗效的同时尽量减轻药物的毒性反应。药理学常采用治疗指数（therapeutic index，TI），即半数致死量（LD50）/半数有效量（ED50），进行药物安全性的评价。时辰药理学则使用时辰治疗指数（chronotherapeutic index，CTI）来评价药物的安全性。CTI实质上反映了药物疗效和毒性随人体各种生理、病理节律的变化呈现出的周期性节律变化，同一种药物在不同时间给药，其CTI是不同的。时辰治疗的目的是选择药物最佳的CTI，从而获得最佳疗效并将药物毒性减至最低。

抗肿瘤药物时辰药理学的研究内容是抗肿瘤药物对机体和肿瘤组织产生作用及机体对抗肿瘤药物生物反应的节律性变化。通过抗肿瘤药物对正常组织、肿瘤组织及药动学三者之间的节律变化规律及其相互作用的研究，确定可对肿瘤细胞产生最大杀伤作用的给药时机，从而制订以肿瘤及正常组织生物节律为依据的最佳给药方案。抗肿瘤药物时辰治疗的方案可避免在对正常组织损伤较大的时间给药，达到提高抗肿瘤药物CTI的目的，从而改善患者的生存质量。

抗肿瘤药物的时辰药效学取决于抗肿瘤药物的药动学、肿瘤组织对药物的敏感性及机体对药物耐受性的近日节律变化。早在20世纪70年代末期就有学者发现，顺铂在大鼠体内经尿液排泄的速率在活动相（即夜间）明显高于休息相（即白天），不同时间给予相同剂量的顺铂，其毒性具有明显差异。人们通过研究肿瘤细胞增殖、代谢的时间规律，可以了解在不同时间应用不同机制抗肿瘤药物后肿瘤组织的生物节律变化。了解机体组织细胞生长代谢的时辰生物学节律，兼顾肿瘤细胞与正常细胞生物节律的变化情况，并结合抗肿瘤药物本身的药动学变化规律，有助于确认一日当中药物毒性反应最强的时段，对确定抗肿瘤药物的最佳给药时间、减轻或避免抗肿瘤药物的毒性反应具有重要意义。

目前人们已经掌握了30多种抗肿瘤药物的治疗效果和细胞毒性的时间节律，这些节律性的发生机制涉及了细胞代谢、增殖过程及药动学时间节律性等。

用于肿瘤治疗的化疗药物，在杀灭肿瘤细胞的同时，对体内代谢活跃及处于不断增生、更新的组织细胞也产生明显的损伤作用，如骨髓和胃肠道往往因化疗药物对正常细胞的损伤而成为肿瘤治疗过程中最主要的剂量限制性靶器官。

所有类型造血细胞如骨髓干细胞、祖细胞、粒细胞/巨噬细胞克隆形成单位及红细胞克隆形成单位等，其细胞分裂和释放都具有近日节律变化。在测定19例健康受试者骨髓细胞DNA合成的近日节律时发现，DNA合成相细胞百分比最高值为（17.6±0.6）%，相位位于08:00—16:00，最低值（8.7±0.6）%，相位位于20:00—04:00，两者相差2倍。在啮齿类动物胃肠道全程，从舌、食管、胃、十二指肠、回肠、结肠到直肠，由[3H]-胸腺嘧啶（TdR）反应的黏膜上皮细胞DNA合成均表现出近日节律，虽然不同部位的振幅有所不同，但相位却非常接近。人类结直肠黏膜细胞DNA合成亦具有近日节律，峰值相位于07:00左右。将骨髓细胞与直肠黏膜细胞DNA合成的规律进行对比，会发现这两个重要的毒性靶组织其细胞DNA的合成具有相似的近日节律性，均表现为上午比傍晚及夜间高。表7-2归纳了机体易受抗肿瘤药物损伤的一些正常组织的近日节律变化规律。

表7-2　常见正常组织细胞生长代谢的近日节律

（四）时辰化疗的优势

细胞的昼夜节律调节着抗肿瘤药物的代谢动力学。抗肿瘤药物的时辰化疗正是根据人体24h生物节律即“生物钟”的变化，选择在化疗药物毒性最小的时间应用药物的治疗方法。

1．改善患者生活质量　以欧洲生命质量协作组肿瘤核心量表第三版（quality of life questionnaire：core 30，EORTC QLQ-C30）为标准，对62例采用时辰给药方式治疗的肿瘤患者的生活质量进行自我问卷调查，分别于化疗前第1天及化疗结束后1周对所有患者进行2次评估，结果显示时辰化疗的患者生活质量更好。

2．提高药物疗效、降低药物毒性　目前已发现30多种抗肿瘤药物疗效和不良反应的差异与给药时间有关。这30余种抗肿瘤药物的疗效或机体耐受性随昼夜节律改变的波动范围可达50%以上。

对46例行胃癌D2根治术后的ⅠA期胃癌患者跟踪随访观察的结果显示时辰化疗组和常规化疗组的1年生存率分别为90.9%（20/22）和83.3%（20/24），3年生存率分别为72.7%、33.3%，1年无疾病进展率分别为81.8%和50%，3年无疾病进展率分别为54.5%和16.7%，时辰化疗组1、3年无进展生存率和3年总生存率明显提高且不良反应明显减轻。对卵巢癌患者采用“多柔比星（Adriamycin，ADM）＋DDP”时间化疗，ADM 06:00给药，12h后于18:00再给予DDP，5年生存率达44%，而颠倒两者的给药时间，5年生存率仅11%。金风等对60例鼻咽癌患者进行了研究，时间化疗的方案为氟尿嘧啶750mg/（m2· d），22:00—10:00；DDP按体表面积80mg/m2，10:00—22:00给药，连用3d，14d为一周期，2周期化疗后再行放疗。时辰化疗与常规化疗的总有效率分别为96%、69.3%，且时辰化疗组淋巴细胞CD8较化疗前显著下降，CD3、CD4则显著性上升。按时间节律用药一方面能解除肿瘤对机体的免疫抑制进而产生更强杀伤瘤细胞的作用，另一方面也降低了对淋巴系统非选择性的杀伤作用。

放线菌素D（Dactinomycin）、氟尿嘧啶、阿糖胞苷（Cytarabine，Ara-C）等药物抑制大鼠角膜细胞分裂的药效节律十分明显，药效最大的用药时间依次是放线菌素D为14:00用药，氟尿嘧啶为23:00，Ara-C为23:00。

环磷酰胺（Cyclophosphamide，CTX）抑制细胞分裂作用的药效维持时间也具昼夜节律特性，09:00用药时药效维持时间长达39h，而18:00用药时其药效仅能维持21h。

抗肿瘤药的毒性节律有以下特点：不同药物的毒性节律差异大，即使是同一抗肿瘤药，因用药个体不同，药物的毒性节律差别也很大；同一个药物的节律因测定指标不同，其节律也不同，如异环磷酰胺（Ifosfamide），随药物剂量的增加，毒性效应的峰、谷值位相会发生变化，峰值相位从明初期渐次向暗初期移动；柔红霉素（Daunorubicin）、多柔比星对小鼠致死率的节律性，随用药后时间的推移而变化。柔红霉素使全体动物25%死亡剂量的峰值时是20:00用药组，谷值时是04:00用药组，但使50%死亡剂量的峰值时是24:00用药组，谷值时是08:00用药组；动物死亡率继续升高情况下，其对应的剂量峰值时仍为24:00，但谷值时分别移至12:00（死亡率为75%）和16:00（死亡率为90%）。抗肿瘤药的毒性节律甚为复杂，临床应用时应全面充分考虑所有因素。

抗肿瘤药对骨髓的影响是评价抗肿瘤药毒性的重要指标。骨髓DNA的合成具有昼夜节律性。在DNA合成峰值时给予阿糖胞苷，药物的骨髓抑制作用明显大于在合成的谷值时给药。顺铂的毒性节律与尿量节律相关，在尿量谷值时给药其肾毒性更大，这与在该时刻给药药物排泄慢有关，药物排泄慢必然导致肾脏内较高的药物浓度持续时间长，故肾毒性更大。

影响时辰治疗疗效的因素还包括性别因素、肿瘤位置、节律紊乱、个体差异等，在对患者采用时辰治疗方案时，治疗方案需个体化。时辰治疗研究的开展将有助于进一步提高对肿瘤的治疗效果。

（五）展望

时辰治疗方案符合人体生物节律特性，具有高效低毒、可提高患者生活质量的优点。近年来，随着人们对昼夜节律和钟控基因的认识，通过大量的基础研究和临床实践，更加深入、明确的了解了昼夜节律及钟控基因与恶性肿瘤的发生发展、转移的关系；根据时辰药理学原理设计的定时释药、脉冲释药、微球制剂、电脑控制的多通道编程输液泵等方法，为时辰治疗提供了有效途径。这些研究进展，使得进一步完善肿瘤时辰治疗学的临床方案，逐步实现治疗方案的个体化成为可能，为恶性肿瘤治疗方法的改进提供了新的思路。

时辰化疗较常规化疗具有优势，但不同人群，不同种族间的时辰依赖性是否存在差异，有待于进一步研究。