芳香化酶抑制在兒童青少年生長發(fā)育疾病中的應用(綜述)
AI—aromatase inhibitor 芳香化酶抑制劑
CAH—congenital adrenal hyperplasia 先天性腎上腺增生
CYP19—cytochrome P450 XIX 細胞色素P450 XIX
FMPP—familial male precocious puberty 家族性男性性早熟
MAS—McCune-Albright syndrome McCune-Albright 綜合癥
GnRH—gonadotropin-releasing hormone 促性腺激素釋放激素
BMD—bone mineral density骨礦物質密度
背景
目前，芳香化酶抑制劑（aromatase inhibitors，AIs) 已經用于治療許多疾病，其范圍由成年婦女對雌性激素反應的乳腺癌和子宮內膜異位，到兒童青少年外周性性早熟、先天性腎上腺增生（CAH）、矮身高和男性乳腺發(fā)育。在1990s中期，2名20s歲年輕成年男子的案例報告發(fā)現(xiàn)了雌性激素對骨骼成熟的重要作用，擴展了芳香化酶抑制劑在兒童和青少年的應用。一名為雌性激素受體缺乏，另一名為芳香化酶基因失活突變，盡管二者成年青春期發(fā)育，但均有高身高和未融合的骨骺；其它臨床和生化特征有骨質減少、胰島素抵抗、血清促性腺激素水平升高、精子減少和精子活力下降。在本文中，我們簡要綜述AIs的作用機制，報告當前可應用的藥物，評價已經發(fā)表的AIs應用于兒童青少年的資料。
抑制芳香化酶活性價值由無意中發(fā)現(xiàn)有腎上腺毒性的抗癲癇藥物-氨魯米特（aminoglutethimide）改善乳腺癌臨床結果發(fā)展而來。最初，曾歸因于氨魯米特引起的腎上腺類固醇生成的阻斷，直到Thompson和Siiteri的開拓性研究證明氨魯米特阻斷芳香化酶（細胞色素P450 XIX[CYP19]）活性，人們的認識才發(fā)生了改變。從那時起，發(fā)現(xiàn)了許多抑制這種重要酶活性的化合物。芳香化酶是一種由兩種蛋白形成的絡合物，CYP19和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸-細胞色素P450還原酶。CYP19基因單拷貝位于染色體15q21.2，由在不同組織中有不同表達的9個啟動子的相互作用引起特定組織的表達。
芳香化酶化學反應的凈效應是使雄性激素底物類固醇A環(huán)芳香化為雌性激素（圖1）。其過程為通過在C-19位置上的3氧合序列，產生19-羥和19,19-雙羥的中間產物。然后，C-19和Iβ,2β-氫被去除，導致A環(huán)的芳香化。雖然普遍認為雄性激素(雄烯二酮和睪酮)是芳香化酶的底物，但雌性激素也可作為芳香化酶的底物，其反應生成兒茶酚雌性激素，2-羥基雌性激素和6α-羥基雌性激素，它們誘發(fā)或促進對雌性激素反應的惡性腫瘤。因此，雄性激素和雌性激素為芳香化酶的競爭性抑制物，雄性激素和雌性激素二者的衍生物作為AIs已經得到驗證。
一般而言，AIs有兩種不同的結構類型。I型或類固醇衍生物（圖1）通常由雄烯二酮與N-端序列疏水區(qū)域或接近區(qū)域的催化位點非可逆的結合衍生而來；II型或是非類固醇抑制劑（圖2）為咪唑/三唑化合物，或是苯巴比通（例如氨魯米特）。非類固醇AIs以與芳香化酶P450的可逆結合為特征。
第一代和第二代AIs可降低 < 90%的芳香化酶活性（表1），最新的第三代抑制劑降低的芳香化酶活性 > 97%。第三代非類固醇抑制劑為三唑的衍生物，例如來曲唑（letrozole）和阿那曲唑（anastrozole）。通過雜環(huán)氮的相互作用，抑制劑與P450芳香化酶活性位點結合，這是第三代抑制劑活性顯著增加的關鍵。表1列出了各種AIs，包括了芳香化酶抑制劑的效力和劑量。除了效力增強之外，第三代AIs比以前的抑制劑有較長的半衰期（2天），可每天一次口服處理。來曲唑（2.5mg）和阿那曲唑（1mg）的價格約$10/片。
外周性性早熟
迄今，AIs用于治療2種形式的外周性性早熟：家族性男性性早熟（familial male precocious puberty，F(xiàn)MPP)和McCune-Albright綜合癥（McCune-Albright syndrome，MAS)。雖然使用第一代藥物獲得了最初的治療經驗，但最近的興趣集中在第三代AIs的應用可能性上，第三代AIs有更大的選擇性、更長的半衰期，效力更強。由于這兩種疾病罕見而妨礙了這方面的進展，難以在單一治療機構進行有意義的臨床試驗，通常必須進行多中心的研究來搜集到能夠說明安全性和有效性問題的樣本。幸運的是，最近幾年這方面的協(xié)作研究有所增加，可改善我們對受累病人提供最佳臨床治療的能力。下面我們回顧對這些疾病使用AIs的當代資料。
家族性男性性早熟
AI治療FMPP有效性的最初報告是使用第一代藥物-睪內脂（testolactone）。當與抗雄性激素安體舒通（spironolactone）聯(lián)合治療時，小樣本（n=9）FMPP男孩對治療的反應大于兩種藥物的單獨治療,聯(lián)合治療≥6個月以后，生長和骨成熟速度顯著下降。除了對身體參數的有益作用外，攻擊行為和痤瘡得以改善。在一項長期研究中，對8名病人以睪內脂和安體舒通治療2-2.4年，在青春期開始時又增加了促性腺激素釋放激素（GnRH）類似物（德舍瑞林，deslorelin）。雖然這種治療法有效恢復青春期前的生長速度、促性腺激素濃度和骨齡增加速度，但研究結束時的預測成年身高無變化。在后來的追蹤報告中，經6年聯(lián)合治療后預測的成年身高平均增加12.9cm。雖然數據有限，但其它有效治療的選擇很少，所以實際上以其陽性結果確立的安體舒通和睪內脂為這種疾病的一線治療方法以有多年了。隨著有類似作用機制的更新和更強力藥物的出現(xiàn)，注意力已經轉向了治療FMPP的供選方案方面。在2名FMPP病人，已經報告了以抗雄性激素比卡魯胺（bicalutamide）結合第三代AI阿那曲唑的新聯(lián)合療法，治療16-44個月。在這2名男孩，生長速度、骨成熟速度和青春期發(fā)育進展顯著下降而無不利事件。兩種藥物每天只需服用一次，這是與早期治療方法相比的另一個優(yōu)點。一項國際性的前瞻性多中心研究正在進行，無疑將能夠提供更有價值的比卡魯胺和阿那曲唑治療FMPP男孩性早熟安全性和有效性的資料。
McCune-Albright綜合癥
與AIs（聯(lián)合抗雄性激素）治療FMPP普遍陽性結果不同，這種化合物對MAS兒童的治療經驗是混淆的。使用第一、第二和第三代AIs治療這種疾病的性早熟數據（主要在女孩）很有限。最初的一項睪內脂短期治療5名MAS女孩的試驗研究似乎是有益的，但當追蹤更長時間時，在3年治療后許多病人的治療有效性降低，不僅出現(xiàn)卵巢囊腫，而且大部分病人有周期性陰道出血。另外一個困難是順從性，因為在使用睪內脂時需要每天4次服藥。使用第二代AI法曲唑（fadrazole）治療MAS性早熟的試驗也令人失望，除有效性不理想外，法曲唑還引起劑量依賴性的皮質醇和醛固酮生物合成的亞臨床抑制，因而放棄了這種藥物應用于MAS的進一步努力。在那項研究中，和睪內脂一樣，睪酮和雄烯二酮水平高于青春期前范圍，但未觀察到男性化。直到最近，才有了唯一的一項關于第三代AI阿那曲唑和來曲唑治療MAS的報告。但是，最近完成的以阿那曲唑治療1年的27名MAS女孩的多中心研究數據尚未分析，但是阿那曲唑對這些病人的陰道出血和性早熟指標的效果不明顯；未觀察到不利事件。最近發(fā)表的9名MAS和性早熟女孩試驗性研究中，應用來曲唑治療36個月，減慢了生長速度和骨齡的增長速度，僅少數出現(xiàn)陰道出血情節(jié)；但在24-36個月，卵巢體積和囊腫增大，一名女孩出現(xiàn)卵巢扭轉。根據后者觀察結果，得出了目前尚無治療MAS兒童性早熟的“金標準”的結論。
先天性腎上腺增生
審慎使用傳統(tǒng)的方法（氫化可的松和氟氫可的松）治療CAH兒童可使其達到父母身高中值的身高。在開始治療較晚的單純男性化或暴露于每天 >15 mg/m2劑量的糖皮質激素或強的松的兒童，傾向于出現(xiàn)身高較差的結果。盡管如此，在適當監(jiān)測和順從情況下以傳統(tǒng)方法治療兒童的平均成年身高約為-1.4 SDS。在某些病人，需要超生理劑量的糖皮質激素來抑制過多的腎上腺雄性激素分泌。長期雄性激素分泌增加或糖皮質激素暴露都對成年身高有不利影響。自從1990s以來，國家衛(wèi)生研究所就在進行一項長期臨床試驗，來評價除了相對低替代劑量的氫化可的松（每天8 mg/m2)和氟氫可的松外，增加抗雄性激素氟他胺（flutamide，每天10 mg/kg分兩次)和AI睪內脂(每天40 mg/kg分3次)的治療效果。這項研究的期中報告描述了4種治療方案與傳統(tǒng)治療(氫化可的松，每天13 mg/m2和氟氫可的松)比較的隨機分組長期并行的兒童，2年后接受試驗治療方案的兒童血清雄性激素水平升高，但仍然有正常的線性生長和骨成熟速度，未見重大長期不利事件。這項試驗仍然在進行，保持全員參加（32名病人）已經2年。2004年5月后實驗組病人已由睪內脂轉向來曲唑，來曲唑有非常好的耐受性。在這些數據經過嚴格的評價和發(fā)表之前，必須將這種治療方案看作為試驗性的。
青春期男子乳腺發(fā)育
男子乳腺發(fā)育說的是乳房腺體組織良性增生，約60%的青春期男孩可檢測出來。這種臨床表現(xiàn)是在乳房組織水平上雌性激素刺激作用與雄性激素的抑制作用不平衡所引起。在組織學上，開始以乳腺增生為特征，并形成脈管結締組織。如果超過一年，可能出現(xiàn)與乳腺擴張和基質透明化增強有關的慢性纖維性變化。但大部分青春期男性乳腺發(fā)育會自然溶解，25%的可能存在≥2年。曾經使用抗雌性激素、非可芳香化雄性激素（包括雙氫睪酮）和第一代AIs治療男子乳腺發(fā)育，有效性不同。大部分報告的病人樣本很小，無對照組。2004年，Plourde et al報告了唯一一項對青春期男子乳腺發(fā)育的青少年使用AI的隨機化、安慰劑對照研究。在研究開始時，病人出現(xiàn)乳腺發(fā)育至少6個月，已經穩(wěn)定或仍在增長。試驗研究使用超聲法評價了11-18歲男孩6個月阿那曲唑或安慰劑試驗前后的乳房體積，乳房體積減小50%以上為陽性反應。與治療前相比，在6個月時阿那曲唑顯著增加了睪酮/雌二醇比例（阿那曲唑組166%與安慰劑組39%），但是兩組間乳房體積顯著減小的男孩百分數無顯著性差異（分別為38%與31%），兩組的乳房疼痛都減弱。阿那曲唑治療組的雌二醇水平下降20%，促性腺激素和睪酮水平增加。生物化學變化與臨床反應無相關。作者假定，如果在乳房組織的增生期較早開始治療，可能觀察到AI的效果。而且所使用的雌二醇測定方法很不靈敏，難以評價雌性激素的下降程度。作者提出，甚至在少量雌性激素的情況下也可能出現(xiàn)男子乳腺發(fā)育。雖然更有效地酶阻斷和較早開始治療可能是有效的，但在認可AIs治療青少年男子乳腺發(fā)育前，需要另外的隨機化對照實驗來檢驗這個假設。缺少靈敏性的商用雌二醇測定方法可能難以監(jiān)測青少年芳香化酶阻斷的有效性。
在一項以抗雄性激素比卡魯胺治療的114名前列腺癌成年患者的隨機化、安慰劑-對照研究中，評價了它莫西芬（抗雌性激素，20mg/d）和阿那曲唑(1 mg/d)預防男子乳腺發(fā)育的作用。它莫西芬顯著減少了48周比卡魯胺治療后男子乳腺發(fā)育的發(fā)生（10%與安慰劑73%），阿那曲唑的效果與安慰劑無差異（51%）。可能雌性激素受體阻斷比AIs更有效預防男子乳腺發(fā)育。
在Peutz-Jeghers綜合癥塞爾托利細胞癌有關的芳香化酶過多男孩，和累及芳香化酶基因的結構性活性突變家族中，可能出現(xiàn)男子乳房發(fā)育。雖然報告極端有限，但對AI治療的反應大于青春期男子乳腺發(fā)育。
矮身高
矮身高兒童是兒科內分泌臨床的主要治療疾病之一。目前增加成年身高的策略為僅以生長激素治療或聯(lián)合GnRH類似物抑制青春期發(fā)育的治療。這些方法是昂貴的和侵害性的（因需要注射），對正常生理年齡出現(xiàn)青春期的兒童GnRH類似物治療可能導致潛在的代謝性失常。因此，以AIs作為一種延遲骨骺融合而延長線性生長的可能備選方案引起了廣泛的興趣。在得到廣泛的認同之前，重要的是檢驗矮身高男孩應用AIs的現(xiàn)有數據，強調其局限性和仍然存在的問題。
關于使用AIs治療矮身高男孩的文獻僅限于少數原始研究和2篇綜述。表2為PubMed引用的6篇英文文獻資料?？偲饋砜?，這些數據提示，AIs通過降低骨齡增長、保持生長速度，具有增加矮身高兒童成年身高的作用。雖然僅限于一項研究報告，但現(xiàn)有的接近成年身高的數據說明，初始治療中身高的增加可持續(xù)到成年。
表2見附頁（橫排的表2）
在發(fā)表的報告中有幾項普遍的特征，所有干涉數據僅限于男性病人（有1項摘要報告了女性病人的治療），所使用的AIs（阿那曲唑和來曲唑）看來耐受性良好。當測量時，接受治療受試者的雌性激素水平顯著下降，而睪酮、卵泡刺激素和黃體生成激素水平顯著升高。推測起來，卵泡刺激激素水平的增加是2項試驗中睪丸體積增大的主要原因。高濃度的睪酮水平未得到系統(tǒng)的評價，但重要的是，要看到睪酮水平有相當程度的增加，而且其數值可能達到成年男性參考標準范圍之上。在體質性生長和青春期延遲病人試驗中所報告的水平最高，初始治療組以及跟蹤到接近成年身高的亞組病人平均睪酮水平分別達到1416 ng/dL (49.1 nmol/L)和1863 ng/dL (64.6 nmol/L)，而對照組分別為456 ng/dL (15.6 nmol/L)和542 ng/dL (18.8 nmol/L)。這些研究所報告其它特征是某些病人在接受AIs過程中出現(xiàn)男子乳腺發(fā)育，這種現(xiàn)象和水平下降但仍然可測的雌二醇共同說明，這些方案可能都未充分阻斷芳香化酶活性。在每一項報告中，停止治療6個月后AIs所引起的激素變化均轉為正常。最后，盡管治療過程中雌二醇缺乏引起胰島素樣生長因子-1水平變化，但治療組的生長速度均能保持。
雖然這些報告是鼓舞人心的，但謹慎解釋其結果是重要的。綜合這些報告來看，治療的病人僅61名，只有2項隨機化、雙盲、安慰劑對照試驗。6篇原始報告中的3篇來自同一研究組，其中2篇包括了相同的初始治療病人，僅有9名病人追蹤到了接近成年身高，尚無成年身高對照試驗的報告。此外，有1項生長激素缺乏病人的研究發(fā)現(xiàn)，以AI治療病人的平均預測成年身高無變化。
在這項對生長激素缺乏男孩的研究中，AI治療無效的原因尚不清楚。理論上，可能是由于阿那曲唑阻斷酶活性的有效性不如來曲唑，或是干涉的時間過短（12個月）?；蛘?，該研究可能指出了AIs增加成年身高能力有重要的限度。支持第一個假設的是至今僅以摘要形式報告的在研隨機化、雙盲、安慰劑對照試驗。這項試驗包括了52名生長激素缺乏男孩，隨機分配接受生長激素加阿那曲唑治療，到目前為止，證實接受AI治療24個月的男孩預測成年身高增加了2cm。相反，有效性限度的可能性得到另一項40名特發(fā)性矮身高兒童治療2年（20名接受阿那曲唑2年）的非盲試驗研究摘要的支持。在這項研究中，治療似乎減慢了骨成熟，增加了預測成年身高。同樣，應當看到在1項發(fā)表的報告中的3名病人骨齡的增長大于生活年齡，1名病人在治療中預測成年身高下降了3.5cm。
雖然AIs治療的總體結果鼓舞人心而且AIs的應用在迅速推廣，但我們同意上述研究的幾名作者的建議，內分泌醫(yī)生應當謹慎，AIs應優(yōu)先在精心的臨床對照試驗中應用。尚需有關成年身高的資料。如果證明AIs增加成年身高，那么仍然需要研究最佳藥物和劑量、治療持續(xù)時間的問題，而且不管基礎診斷如何，干涉治療是否同樣有效（例如特發(fā)性矮身高、體質性生長和成熟延遲和生長激素缺乏病人的身高增加相似嗎？）。成年身高（不是預測身高）增加的平均數和范圍是多少？存在預測身高增加的影響因素嗎？例如開始治療時的生活年齡或骨齡。在1項報告中，結果與開始治療時的骨齡無關，但基線平均骨齡僅為9.1±2.3歲。對于骨齡更大的兒童，干涉的效果如何尚不清楚。
安全性問題
對于矮身高和其它適用癥，關鍵的是要在將來的臨床試驗中獲得更多的安全性資料?，F(xiàn)有的短期資料是安全的，但缺乏長期資料，而且試驗中治療的兒童青少年數量仍然較少。對于矮身高來講安全問題最為重要，因為可能要進行治療的兒童少年數量很大。問題的一個方面是治療中雌二醇濃度下降對骨礦物質密度(BMD)的潛在影響。雖然這方面的數據有限，但在發(fā)表的幾項報告中都評價了腰椎、股骨頸和全身BMD，以及骨生成標志，例如堿性磷酸酶和骨鈣素?，F(xiàn)有的資料是安全的，說明了在青春期進展中接受AIs組和對照組病人的骨密度增加相似，甚至有1項研究報告在AI處理中腰椎體積BMD（與面積BMD相反）增加。雖然使男孩青春期進展得以保持或甚至可能短暫提前的能力是AIs有吸引力的特征，但潛在的對精子生成和活力的影響是另一個重要問題。對于這個問題，尚未對AIs治療的兒童青少年進行充分的估價，所以有必要在大樣本長期追蹤研究中檢驗正常的精子生成。關于其它安全性問題，Hero et al報告，在2年的治療中芳香化酶抑制劑降低了男孩高密度脂蛋白膽固醇，減少了相對的脂肪量，但未觀察到對胰島素敏感性的顯著影響。
在對AI治療利與弊的估價中，獲取更多的骨健康、生殖功能、脂和碳水化合物代謝以及腎上腺功能的資料是很重要的。這些安全性補充資料對于充分監(jiān)測影響這些藥物臨床應用的、在目前研究的少數病人中尚未發(fā)現(xiàn)的相對罕見副作用至關重要。
結論
第三代AIs在治療兒童特定內分泌疾病中的作用在逐漸顯現(xiàn)。這些AIs具有良好的耐受性，而且也是每天口服一次的便利藥物；但是仍然需要AIs對骨礦物質的獲得、精子生成和超生理劑量的睪酮水平長期影響的安全性資料。此外，也缺乏大部分適用癥的決定性數據。AIs與抗雄性激素聯(lián)合應用是限于男性性早熟的治療選擇，目前正在進行的臨床試驗數據可能提供支持比卡魯胺與阿那曲唑聯(lián)合治療的補充證據。將類似的治療作為CAH傳統(tǒng)治療的輔助手段，可應用較低的糖皮質激素劑量，有效地增加成年身高并預防早期的男性化，檢驗這個假設的長期研究結果即將發(fā)表。AIs對MAS女孩的有效性似乎是有限的；卵巢囊腫的生成與發(fā)展進一步減小了在這類病人中的應用價值。在特發(fā)性矮身高、生長激素缺乏或體質性延遲男孩，AIs的應用可能增加成年身高；但缺乏成年身高的數據，也尚無鑒別哪些兒童可能獲益最大的研究資料。在建議作為增加成年身高的常規(guī)治療之前還需補充對照研究。目前尚無第三代AIs減少青春期男子乳房發(fā)育的證據；尚需進行檢驗開始治療前6個月可能有效及確立更有效阻斷假設的研究。因此，盡管這些藥物在治療某些兒科內分泌疾病中有潛在的前途，但我們認為應當謹慎地在臨床對照試驗之外使用這些藥物。
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