學習重點 掌握 cisplatin 的結構:中心為Pt(II),呈平面四方形(square planar),具有順式排列的兩個氨配位基與兩個氯離去基。 理解水合活化:cisplatin 屬於前驅藥,氯配位基被水取代後形成活性物種;monoaquo 與 diaquo 均為活性型。 牢記 DNA 標的與交聯形式:主要結合guanine 的 N-7,形成同一股相鄰 guanine 之間的股內交聯。 辨認代表性毒性:在本單元的毒性選項中,cisplatin 應選腎損傷;水化、適當利尿及 sodium thiosulfate 的保護作用也是重點。 核心觀念 一、基本結構與雙官能性 Cisplatin(順鉑)的化學名為 cis-diamminedichloroplatinum(II),可寫為 cis-[Pt(NH3)2Cl2],是結構最簡單的含鉑抗癌藥。中心鉑的氧化態為+2,因此寫作 Pt(II),不是 Pt(III)。 鉑周圍的四個配位位置位於同一平面,構成平面四方形。兩個 NH3 彼此相鄰、兩個 Cl 也彼此相鄰,稱為順式(cis);相鄰配位位置的夾角約為 90 度。不可將此結構認成四面體。 兩個 Cl 是可被取代的離去基,使藥物能先後與 DNA 形成兩個配位鍵,因此具有雙官能性(bifunctional)。兩個 NH3 則是作用過程中通常保留的載體配位基。順式排列有利於形成其代表性的相鄰鹼基交聯;transplatin 無法產生相同的主要交聯模式,抗癌活性很差。 二、水合活化與活性態結構辨認 Cisplatin 的活化主要是水合取代(aquation):水分子取代原本與鉑配位的氯離子。此處不是單純將藥物溶於水,也不是靠鉑由二價變成三價來活化。 細胞外較高的氯離子濃度有助於維持二氯形式;進入氯離子濃度較低的細胞環境後,較容易發生水合,產生可與 DNA 反應的親電子物種。 形式結構表示辨認重點 二氯原藥cis-[Pt(NH3)2Cl2]整體中性,需經水合活化 Monoaquo formcis-[Pt(NH3)2Cl(H2O)]+一個 Cl 被水取代,帶一個正電荷,為活性型 Diaquo formcis-[Pt(NH3)2(H2O)2]2+兩個 Cl 均被水取代,帶兩個正電荷,為活性型 辨認典型活性態結構圖時,先找中心 Pt 與保留的兩個 NH3,再看是否有一個或兩個 Cl 被 H2O 取代,並核對電荷。兩個 NH3 仍應彼此相鄰;水合前後,鉑仍為Pt(II)。錯合物的整體正電荷與中心金屬的氧化態是不同概念,不可混為一談。 Monoaquo 已具有活性,不必等到兩個 Cl 全部被水取代才開始與 DNA 反應。 三、DNA 結合位置與主要交聯模式 水合後的鉑可與 DNA 鹼基上的親核部位形成配位鍵,最重要的結合位置是鳥嘌呤(guanine)的 N-7。Guanine 的 N-9 通常是連接去氧核糖、形成醣苷鍵的位置,不是本單元所考的結合位置。 Cisplatin 可先與一個鹼基結合,再形成第二個鍵結。最具代表性的產物為同一股 DNA 上兩個相鄰 guanine 的 1,2-股內交聯,可記為 d(GpG) 交聯。交聯使 DNA 結構彎曲、變形,干擾複製與轉錄,進而促進細胞死亡。 交聯形式意義在 cisplatin 作用中的地位 Guanine–guanine 股內交聯同一股上的兩個 guanine 連結主要、最具代表性 Adenine–guanine 股內交聯同一股上的 adenine 與 guanine 連結可形成,但不是主要形式 股間交聯連結 DNA 的兩條不同股可形成,但比例較少 Intrastrand 是股內,interstrand 是股間。判斷時要同時看「連結哪些鹼基」與「是否位於同一股」,不能只看到 cross-linking 就作答。 Cisplatin 常被歸為類烷化劑,因為它與烷化劑同樣可造成 DNA 損傷與交聯,但其作用是鉑與 DNA 形成配位鍵,並非轉移烷基。在 cisplatin、busulfan、procarbazine、cyclophosphamide 的比較中,股內交聯的代表藥是 cisplatin。其他烷化藥也可能造成多種 DNA 損傷,不宜一概說它們絕對不能形成股內交聯。 四、腎毒性與保護措施 腎毒性(nephrotoxicity/renal damage)是 cisplatin 的代表性、劑量限制性毒性,主要涉及腎小管損傷,可伴隨電解質流失。在腎損傷、心臟毒性、周邊神經病變與口腔炎的比較中,應選腎損傷。 Cisplatin 也可能引起嚴重噁心嘔吐、耳毒性及周邊神經病變。因此,「最常見」須配合題目列出的選項判斷,不宜延伸成所有不良反應之中,腎毒性必然最常發生。 Saline 水化:利用生理食鹽水補充體液、維持尿量,促進腎臟排泄並降低腎毒性。Saline 是水化用輸液,並非利尿劑。 Mannitol 利尿:屬滲透性利尿劑,可在適當情況下增加尿量、促進排泄;使用須依治療方案與病人狀況決定,並非人人必須使用。 Sodium thiosulfate:硫代硫酸鈉可與具反應性的鉑結合、使其失活,具有降低腎毒性的作用,不能說它「無法減少腎毒性」。實際使用涉及給藥途徑與時機,並非所有 cisplatin 療程都常規合併。 常考陷阱 「屬於 Pt(III) complex」:錯。Cisplatin 是 Pt(II);水合後帶正電,也不代表鉑變成三價。 「呈四面體」:錯。應為平面四方形,並保有順式排列。 「只有 diaquo form 有活性」:錯。Monoaquo 與 diaquo 都是活性型。 「活化時 NH3 被水取代」:錯。典型水合活化是 Cl 被水取代,兩個 NH3 保留。 「只有單官能性」:錯。兩個可被取代的離去基,使其具雙官能性並能形成交聯。 「主要結合 guanine N-1、N-3 或 N-9」:錯。應記 guanine 的 N-7。 「主要形成 GG 股間交聯」或「主要形成 GA 股內交聯」:都錯在主要形式;正確組合是GG 股內交聯。 「Saline 或 mannitol 可促進排泄」:可成立,但兩者分別是水化輸液與滲透性利尿劑。 「Sodium thiosulfate 無法降低腎毒性」:錯。其與鉑結合的作用可提供保護。 「有周邊神經病變,所以毒性選它」:不能只憑「會發生」判斷;本單元比較的代表性毒性應選腎損傷。 記憶口訣 「二價、方平、順式鉑」:Pt(II)、平面四方形、cis 排列。 「氯換水,氨留下;一水兩水都活化」:辨認 monoaquo 與 diaquo 活性態。 「鳥七、同股、雙鳥連」:Guanine N-7、股內交聯、相鄰 GG 為主。 「順鉑記腎,水化利尿;硫代硫酸可護腎」:串聯代表毒性與保護觀念。