Využití infuzního vitaminu C v onkologii v rámci nutriční farmakologie (klinická studie PACMAN)
03.06.2013 22:35V poslední době si řada odborníků pokládá otázku, jak je možné, že se více než 30 let diskutuje o využití vitaminu C v onkologii, aniž by byl jeho potenciál v tomto oboru adekvátně zužitkován. Odpověď na tuto otázku je velmi jednoduchá: Dnes je zřejmé, že integrační vývoj pozastavila neznalost detailní farmakokinetiky a z toho plynoucí neschopnost alespoň rámcově popsat účinek závislý na dávce. Tento proces byl úspěšně nastartován v posledním desetiletí, a proto dnes máme k dispozici informace, které překonávají znalosti získané v 80. či 90. letech.
Využitím těchto informací na poli nutriční farmakologické intervence, která je ve formě parenterální výživy součástí základní onkologické léčby, může dojít k jejímu posílení a tím i k navýšení šance na uzdravení či prodloužení života u onkologických pacientů. Navíc byl teprve v posledních letech zmapován a popsán selektivně prooxidativní, cytotoxický účinek, kterým vitamin C působí na některé linie nádorových buněk.
Zvýšená potřeba
Podle doporučení Evropské společnosti pro klinickou výživu a metabolismus (ESPEN) je potřeba vitaminu C u onkologických pacientů zvýšená. V této souvislosti je zřejmé, že dávky vitaminu C pro krytí deficitu musejí být u tohoto typu pacientů vysoké, jelikož u malignit je ve zvýšené míře přítomný oxidativní stres a chronický zánět, které vytvářejí příznivé podmínky pro vznik nádorového bujení a negativně ovlivňují prognózu onkologických pacientů. Potřeba vitaminu C, jako látky potlačující oxidativní stres a působící protizánětlivě, je proto u těchto pacientů vyšší.
Nelze předpokládat, že by deficit vitaminu C u onkologických pacientů saturovala na fyziologickou, či dokonce farmakologickou úroveň denní dávka 100–200 mg, která u zdravého jedince slouží k zajištění fyziologických funkcí, tj. biochemických reakcí, ve kterých vitamin působí jako kofaktor (např. eliminační reakce v játrech, biosyntézy neurotransmiterů, kolagenu, karnitinu, žlučových kyselin, resorpce železa ze zažívacího traktu), a k udržení rovnováhy na úrovni oxidačně-redukčního potenciálu v extra- a intracelulárních prostorech.
Cytotoxická hladina
Z výše uvedeného bylo odvozeno, že k normalizaci výrazně snížené hladiny askorbátu v krvi a k redukci hladiny prozánětlivých cytokinů je nutné podání vitaminu C v gramových množstvích (Du, Yuan 2003; Long, Maull 2003). Například pro dosažení protizánětlivých účinků vitaminu C je nutné vytvořit v krvi téměř 15x vyšší koncentraci, než je koncentrace fyziologická, což je možné dokázat pouze nitrožilním podáním vitaminu C. Při perorálním podání lze kvůli omezeným transportním možnostem ve střevě dosáhnout v krevní plasmě koncentrací, které jsou schopny zajistit pouze již uvedené fyziologické účinky (Wang, Mackenzie 2000; McDonald, Thumser 2002).
Pro dosažení cytotoxické hladiny vůči některým liniím maligních buněk je třeba ještě vyšších hladin. Z farmakologického pohledu je třeba respektovat závislost účinku vitaminu C na dávce, přičemž je třeba rozlišovat účinky fyziologické (dávka 0,0027 g/kg tělesné hmotnosti), imunomodulační (0,1 g/kg), protizánětlivé (0,2–0,6 g/kg t. hm.) a tumorselektivně cytotoxické (0,75–1,75 g/kg t. hm.). Ve farmakologii se jedná o běžnou situaci. Například ASA má v denní dávce 75–100 mg účinky antitrombotické, v dávce 325–650 mg antipyreticko-analgetické a v dávce 1000 mg antimigrenózní. Podle užité dávky vitaminu C lze očekávat fyziologické či farmakologické účinky.
Obavy pouze v rovině teoretické
S ohledem na vysoké intravenózně podávané dávky vitaminu C se často ozývají kritické hlasy, že taková dávka má svá rizika související s tvorbou oxalátů. Jak ukazují poslední studie (Hoffer et al. 2008; Welsh et al. 2013), u onkologicky nemocných s normální funkcí ledvin (a bez urolitiázy) při výchozím vyšetření je parenterální aplikace vitaminu C ve vysokých dávkách bezpečná, v žádné ze studií autoři neuvádějí vznik oxalátové urolitiázy jako následku podávání vitaminu C těmto pacientům.
Nadbytek vitaminu C se eliminuje močí, ovšem s ohledem na dnes již známou farmakokinetiku lze předpokládat, že u pacientů s výrazným deficitem askorbátu (např. u onkologických pacientů) se jedná o minoritní množství. Gramové dávky vitaminu C jsou zužitkovány v rámci oxidačněredukčních a dalších dějů na úrovni tkání, přičemž například buňky imunitního (monocyty, lymfocyty) a nervového (neurony) systému akumulují extrémně vysoká množství vitaminu C. Z hlediska eliminace vitaminu C v organismu tedy nelze na úrovni ledvinné clearance uplatnit lineární závislost vztahující se pouze k biologickému poločasu vitaminu C v krvi. Právě z této linearity vycházejí obavy spojené s urolitiázou, které leží pouze v rovině teoretické, ale v praxi se v uvedených studiích nepotvrdily.
Klinická studie PACMAN
Jak již bylo zmíněno výše, vitamin C podaný parenterálně ve farmakologických dávkách významně přispívá ke zvýšení antioxidační ochrany tkání. U pacientů s některými onkologickými chorobami svým protinádorovým účinkem (selektivně prooxidativním působením na nádorové buňky) přispívá ke zvýšení účinnosti chemoterapie a zlepšení kvality života nemocných.
Jak ukázaly preklinické modely, vysoké dávky vitaminu C působí příznivě i při léčbě karcinomu pankreatu. V roce 2013 byly v časopise Cancer Chemotherapy and Pharmacology publikovány výsledky klinické studie fáze I PACMAN (Pharmacological Ascorbate with gemcitabine for the Control of Metastatic And Node-positive pancreatic cancer), v níž byla hodnocena účinnost a bezpečnost vitaminu C v kombinaci s gemcitabinem v léčbě pacientů s metastazujícím karcinomem pankreatu (Welsh et al. 2013). O této studii přinášíme základní informace.
Možnosti terapie karcinomu pankreatu
Incidence karcinomu pankreatu vzrůstá, přičemž mortalita na tento nádor je vyšší než 80% (Siegel et al. 2012). Přestože je v USA na 4. místě mezi onkologickými příčinami úmrtí, pokroky v léčbě tohoto tumoru nejsou tak rychlé, jako je tomu u jiných maligních tumorů (Winstead et al. 2009). Zavedení léčby gemcitabinem dle Burrise (Burris et al. 1997) znamenalo značný pokrok v léčbě.
Kombinační režim FOLFIRINOX (leukovorin + 5-fluorouracil + irinotekan + oxaliplatina) pak přinesl zvýšení celkového přežití pacientů oproti monoterapii gemcitabinem, ale za cenu zvýšené toxicity léčby (Conroy et al. 2011). Proto je třeba hledat další terapeutické možnosti, které by byly pacienty lépe tolerovány. Jednu z nich by mohla představovat kombinace gemcitabinu s vysokodávkovaným vitaminem C, která byla testována ve studii fáze I PACMAN.
Vitamin C – nová možnost v onkologické léčbě
Vitamin C (kyselina askorbová, askorbát) ve farmakologických koncentracích má schopnost působit v lidském organismu jako antioxidant i prooxidant. Jako antioxidant se uplatňuje v ochraně nenádorových buněk a tkání. K jeho prooxidativnímu působení v některých nádorových buňkách přispívají faktory charakteristické právě pro nádorové buňky, například přítomnost tzv. katalytických kovů (iontů dvojmocného železa apod.) v jejich okolí (Buettner et al. 1996).
Farmakologické plasmatické hladiny askorbátu (kterých je možné docílit intravenózní aplikací vysokých dávek vitaminu C), odpovídající řádově 100–1000násobku fyziologické hladiny, mají schopnost vyvolat v okolí nádorových buněk produkci peroxidu vodíku a přestup peroxidu do nitra těchto buněk. To je jeden z faktorů, kterými v těchto buňkách vzniká oxidativní stres, jenž je může poškodit a vést k jejich apoptóze.
Askorbát ve farmakologických hladinách, dosažitelných u člověka intravenózním podáním, tímto prooxidativním mechanismem selektivně způsobuje zánik buněk karcinomu pankreatu (Chen et al. 2005, 2007; Du et al. 2010). Navíc preklinické modely ukázaly, že přidání vitaminu C ve farmakologické dávce ke gemcitabinu může přispět ke zlepšení výsledků léčby (Espey 2011).
Cíle studie
Perorálním podáním vitaminu C nelze docílit potřebné plasmatické hladiny; k dosažení farmakologických hladin askorbátu je zapotřebí parenterální aplikace. S přihlédnutím k této skutečnosti a na základě uvedených preklinických výsledků se autoři rozhodli provést klinickou studii fáze I, ve které byla ověřována účinnost a bezpečnost přidání vysokodávkovaného intravenózně podaného vitaminu C ke gemcitabinu u pacientů s adenokarcinomem pankreatu.
Při stanovení dávek vitaminu C bylo kritériem dosažení plasmatické hladiny minimálně 350 mg/ dl. Hlavními sledovanými parametry byly profil toxicity při intravenózním podání vitaminu C a vliv podané dávky na plasmatickou hladinu, dále účinnost a bezpečnost léčby při podávání vitaminu C 2x týdně. Byla hodnocena zátěž způsobená onemocněním, hmotnost, performance status, laboratorní parametry, doba do progrese onemocnění a doba celkového přežití.
Kritéria pro výběr pacientů
Do studie bylo zařazeno 9 pacientů s metastazujícím adenokarcinomem pankreatu, kterým byl kromě gemcitabinu aplikován intravenózně vitamin C v dávce 50– –125 g. Dávkování bylo řízeno Simonovou akcelerovanou titrací tak, aby byla dosažena cílová postinfuzní plasmatická hladina askorbátu 350 mg/dl.
Zařazení pacienti měli neresekabilní, histologicky nebo cytologicky potvrzený metastazující nebo rekurentní adenokarcinom pankreatu s postižením regionálních lymfatických uzlin. Vzhledem k tomu, že podání vysokodávkovaného vitaminu C je kontraindikováno u pacientů s deficiencí glukózo-6-dehydrogenázy (G6DP) a s poruchou funkce ledvin, byli do studie zařazeni pouze nemocní s normální (nesníženou) aktivitou G6DP a normálními hodnotami kreatininu v plasmě či clearance kreatininu.
K dalším kritériím pro zařazení patřil performance status pacientů (hodnocení fyzické aktivity), s hodnotami 0, 1 nebo 2 (dle škály ECOG), a předpokládaná délka dožití (life expectancy) minimálně 3 měsíce. Zároveň byli vyloučeni nemocní s komorbiditami, jako je městnavé srdeční selhání, nestabilní angina pectoris nebo infarkt myokardu, v průběhu 6 měsíců zařazování do studie.
Metodika léčby
Gemcitabin byl podáván podle metody Burrise et al. intravenózní infuzí v dávce 1000 mg/m2 tělesného povrchu ve 30minutové infuzi v následujícím schématu: 3 po sobě jdoucí týdny aplikace 1x týdně, poté jednotýdenní pauza. Pokud jde o vitamin C, pacientům byla aplikována testovací dávka 15 g ve 250 ml 5% vodného roztoku dextrózy infuzí trvající 30 minut. Pokud tato dávka byla tolerována, následovala v průběhu kalendářního týdne druhá, stejně vysoká. Poté byla 2x týdně podávána zvyšující se dávka až do dosažení plasmatické hladiny askorbátu 350 mg/dl.
Infuze s vitaminem C byly podávány ve čtyřtýdenním cyklu (tj. i v týdnu, kdy nebyl aplikován gemcitabin). Protože cílem studie bylo sledování tolerance podávání vysokých dávek vitaminu C, byla definována toxicita limitující dávku (dose-limiting toxicity, DLT), a to jako nehematologická toxicita související s podáním askorbátu; výskyt DLT by byl důvodem pro přerušení aplikace vitaminu C. Při absenci DLT bylo v aplikaci vitaminu C pokračováno; důvodem k případnému přerušení by byla progrese onemocnění dle kritérií RECIST (Response Evaluation Criteria In Solid Tumors).
Krev pro stanovení laboratorních parametrů byla odebírána před podáním infuzí a po jejich ukončení. Mezi tyto parametry patřila např. hladina F2-isoprostanů jako kritérium endogenního oxidativního stresu. F2-isoprostany jsou látky podobné prostaglandinům a vznikají in vivo peroxidací kyseliny arachidonové, iniciovanou volnými radikály. Pro stanovení intracelulárního oxidativního stresu byl měřen poměr koncentrace GSH/GSSG (redukované a oxidované formy glutathionu) v erytrocytech. Vyšetření pomocí CT bylo prováděno na počátku studie a následně po ukončení každých dvou cyklů léčby.
Výsledky
9 pacientů absolvovalo minimálně jednoměsíční cyklus léčby. Šest z nich si v průběhu léčby udrželo stabilní performance status nebo se u nich tento status zlepšil. Průměrné trvání léčby dosahovalo 6 měsíců (177 dní, v rozmezí 69– –556 dní). Podané dávky vitaminu C k dosažení cílové plasmatické hladiny askorbátu 350 mg/dl se pohybovaly mezi 50 a 125 g na jednu infuzi. U typického pacienta z této skupiny se po podání dávky 75 g vytvořily hladiny kolísající mezi 350 a 630 mg/dl, přičemž u všech pacientů i při největším poklesu hladin mezi infuzemi byla plasmatická hladina askorbátu významně vyšší než výchozí hladina před zahájením léčby.
Uvedená cílová hladina, dosažená ve studii během jedné hodiny po infuzi, má podle preklinických studií selektivně protinádorový účinek (Du et al. 2010). Doba do progrese činila ve skupině v průměru 26 týdnů (SD = 7), celkové přežití u pacientů, kteří dokončili nejméně dva cykly léčby, dosahovalo v průměru 13 měsíců (SD = 2 měsíce). Hmotnostní pokles u pacientů za dobu léčby odpovídal v průměru 5,3 kg.
Pokud jde o bezpečnost a toxicitu vysokodávkovaného vitaminu C, nebyly zaznamenány žádné projevy toxicity limitující dávku (DLT) ani žádné závažné nežádoucí účinky vitaminu C. Nežádoucí účinky se ve studii vyskytly jen vzácně a byly srovnatelné s projevy doprovázejícími monoterapii gemcitabinem, zaznamenanými v publikovaných studiích. Tyto nežádoucí účinky lze tedy připsat gemcitabinu, nikoli askorbátu. Možnou souvislost s podáním vitaminu C mohl mít jen výskyt konstitučních nezávažných projevů jako nauzea (n = 6) či průjem (n = 4). S askorbátem pravděpodobně souvisel pocit žízně a suchosti v ústech (n = 4); tyto přechodné projevy vymizely během stejného dne po ukončení infuze.
Byla hodnocena i bezpečnost podávání askorbátu z hlediska možného ohrožení organismu oxidativním stresem. Stanovení F2-isoprostanů (biomarkerů oxidativního stresu) v krvi ukázalo, že jejich hladina po infuzích vitaminu C spíše klesá, což znamená, že podaný askorbát nezpůsobuje systémový oxidativní stres. Hodnocení glutathionového systému (GSH/GSSG), jehož úkolem v organismu je kompenzování systémového oxidativního stresu, ukázalo, že aplikace vysokých dávek askorbátu nevede k depleci redukované formy (GSH). Nesnížená hladina GSH svědčí o tom, že podání askorbátu ve farmakologické dávce (přes své prooxidativní působení na nádorové buňky) neohrožuje zdravé erytrocyty oxidativním stresem a glutathionový systém v erytrocytech zůstává stabilní.
Diskuse
Výsledky studie PACMAN autoři porovnali s jinými studiemi, které se zabývaly rolí farmakologických hladin askorbátu v léčbě maligních onemocnění. Např. ve studii toxicity fáze I Hoffer et al. (2008) podávali pacientům s pokročilými maligními tumory a maligními hematologickými chorobami askorbát v dávce 0,4–15 g/kg hmotnosti 3x týdně, přičemž 5 pacientů dostávalo nejvyšší dávku. Všichni pacienti askorbát dobře tolerovali. Samotný askorbát k léčbě onemocnění nepostačoval, autoři předpokládají, že k efektivním výsledkům by mohlo vést jeho kombinování s cytotoxickými nebo jinými redox-aktivními molekulami.
Monti et al. (2012) podávali ve své studii 14 pacientům s metastazujícím karcinomem pankreatu intravenózně vitamin C v kombinaci s gemcitanibem a erlotinibem. Dávku askorbátu zvyšovali až do cílové dávky 100 g 3x týdně. Závažnější nežádoucí účinky, pokud se vyskytly, vznikly podle autorů ve spojitosti s onemocněním či chemoterapií, nikoli s askorbátem. Montiho studie však byla příliš krátká (8 týdnů), aby mohla definitivně zhodnotit snášenlivost askorbátu. U osmi z devíti pacientů došlo ke zmenšení primárních tumorů.
Monti et al. uvádějí, že u jejich pacientů průměrná doba bez progrese činila 12,7 týdne a celková doba přežití 6 měsíců. Ve studii PACMAN byl vitamin C podáván až do okamžiku progrese (podle kritérií RECIST). Průměrná doba do progrese v této studii činila 26 týdnů a celková doba přežití 12 měsíců (n = 9). Přestože žádná z dosavadních studií nebyla dostatečně velká, aby bylo možné činit závěry ohledně terapeutické účinnosti askorbátu, je třeba zdůraznit délku doby do progrese a dobu přežití ve studii PACMAN (kombinace askorbátu s gemcitabinem), např. oproti studii Burrise et al., ve které byla použita monoterapie gemcitabinem.
Doba do progrese činila v Burrisově studii 9 týdnů a celková doba přežití přibližně 6 měsíců, což jsou výrazně kratší časové úseky než při kombinaci gemcitabinu s askorbátem ve studii PACMAN. Připomeňme znovu, že režim FOLFIRINOX v multicentrické studii také zvyšoval délku přežití oproti monoterapii gemcitabinem, a to o 4,3 měsíců. Komplikací ovšem byla signifikantně nižší kvalita života a závažné nežádoucí účinky, spojené s relativně vysokou toxicitou režimu FOLFIRINOX.
Závěr
K ověření účinnosti a bezpečnosti vysokodávkovaného vitaminu C v kombinaci s chemoterapií bude samozřejmě třeba dalších studií, ale již nyní je třeba zdůraznit, že ve studii PACMAN přidání intravenózního askorbátu ke gemcitabinu nebylo zdrojem žádných závažných nežádoucích účinků. Navíc infuze vysokodávkovaného vitaminu C vedly ke zvýšení plasmatické hladiny askorbátu i v období mezi infuzemi (oproti výchozí hladině před zahájením léčby). I tento dlouhodobý efekt intravenózního podávání vitaminu C je důležitým zjištěním, především vzhledem k prospěšnému působení askorbátu v organismu.
Redukční potenciál intracelulárního pufrovacího glutathionového systému si ve studii PACMAN v průběhu léčby zachoval stabilitu. Plasmatické hladiny F2-isoprostanů po infuzích vitaminu C klesaly, což naznačuje protektivní funkci askorbátu vůči normálním, nenádorovým tkáním. Právě tato ochranná funkce askorbátu by mohla vysvětlovat zjevný pokles nežádoucích účinků při kombinaci askorbát/gemcitabin oproti monoterapii gemcitabinem, navíc i nižší pokles hmotnosti a stabilnější skóre pro performance status během léčby kombinací askorbát/ gemcitabin.
Na závěr lze shrnout, že intravenózní aplikace vitaminu C v dávce 50–125 g 2x týdně ve studii PACMAN vedla k plasmatickým hladinám askorbátu v hodnotách minimálně 350 mg/dl, aniž by toto zvýšení hladiny bylo doprovázeno jakýmikoli významnějšími nežádoucími účinky nebo zvýšením toxicity léčby. Léčba kombinací vysokodávkovaného intravenózního vitaminu C s gemcitabinem u nemocných s metastatickým či neresekabilním adenokarcinomem pankreatu byla bezpečná a pacienty dobře tolerovaná. Na tuto studii fáze I by měla navazovat studie fáze II, která by dále ověřovala protinádorovou účinnost této kombinace.
Zpracování dané problematiky je součástí edukačních aktivit podpořených v rámci projektu Popularizace zdraví – Po. Zdrav.
———
Zpět