PLoS ONE: Farmakokinetiske Undersøgelse af adjuverende Gemcitabin Terapi for galdevejene Cancer efter Major hepatektomi (KHBO1101)

Abstrakt

Baggrund

galdevejene kræft (BTC) patienter, der har gennemgået kirurgisk resektion med større hepatektomi kan ikke tåle standard gemcitabin regime (1.000 mg /m

2 på dag 1, 8 og 15 hver 4. uge) på grund af alvorlige toksiciteter, såsom myelosuppression. Vores doseringsforsøg adjuverende gemcitabin behandling for galdevejene kræft efter større hepatektomi fastslået, at den anbefalede dosis er 1.000 mg /m

2 på dag 1 og 15 hver 4. uge. Her har vi evaluere farmakokinetik og farmakodynamik gemcitabin i disse fag.

Metoder

Vi evaluerede BTC patienter planlagt til at gennemgå kirurgisk resektion med større hepatektomi efterfulgt af gemcitabin behandling. En farmakokinetisk evaluering af gemcitabin og dets hovedmetabolit, 2 ‘, 2’-difluorodeoxyuridine (dFdU), blev udført ved den initiale administration af gemcitabin, der blev givet ved intravenøs infusion over 30 minutter ved en dosis på 800-1.000 mg /m

2. Fysisk undersøgelse og bivirkninger blev monitoreret i 12 uger.

Resultater

Tretten patienter blev inkluderet fra august 2011 til januar 2013 med 12 til sidst udfylde farmakokinetisk undersøgelse. Otte patienter havde hilar cholangiocarcinoma, tre havde intrahepatisk cholangiocarcinoma, og én havde overfladisk sprede typen cholangiocarcinom. Den mediane interval fra kirurgi til første administration af gemcitabin var 65,5 dage (interval, 43-83 dage). Vi observerede følgende toksiciteter: neutropeni (n = 11, 91,7%), leukopeni (n = 10, 83,3%), trombocytopeni (n = 6, 50,0%), og infektion (n = 5, 41,7%). Grad 3 eller 4 neutropeni blev observeret i 25% (n = 3) af patienterne. Der var forskelle i clearance af gemcitabin og dFdU mellem vores fag og de personer, som ikke havde gennemgået hepatektomi.

Konklusion

Større hepatektomi påvirkede ikke farmakokinetik gemcitabin eller dFdU.

prøve registrering

Umin-CTR i (JPRN) UMIN000005109

Henvisning: Fujiwara Y, Kobayashi S, Nagano H, Kanai M, Hatano E, Toyoda M, et al. (2015) Farmakokinetiske Undersøgelse af adjuverende Gemcitabin Terapi for galdevejene Cancer efter Major hepatektomi (KHBO1101). PLoS ONE 10 (12): e0143072. doi: 10,1371 /journal.pone.0143072

Redaktør: Gregory Lesinski, The Ohio State University, USA

Modtaget: 23, 2015; Accepteret: 29 oktober 2015; Udgivet: December 3, 2015

Copyright: © 2015 Fujiwara et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed: Alle relevante data er inden for papir og dens støtte Information filer

finansiering:.. forfatterne modtaget nogen specifik finansiering til dette arbejde

Konkurrerende interesser: forfatterne har følgende interesser: Y. Fujiwara har modtaget forskning finansiering fra Eli Lilly. M. Kanai har modtaget forskningsmidler fra Taiho. E. Hatano har modtaget forskningsmidler fra Eli Lilly. T. Ioka har modtaget forskningsmidler fra Taiho og Yakult og har honorarer fra Eli Lilly, Taiho, og Yakult. Den forskningsmidler fra Eli Lilly, Taiho og Yakult vedrører ikke denne undersøgelse. Der er ingen patenter, produkter i udvikling eller markedsførte produkter til at erklære. Dette ændrer ikke forfatternes tilslutning til alle PLoS ONE politikker om datadeling og materialer som beskrevet online i vejledningen for forfattere.

Introduktion

galdevejene kræft (BTC) er en af den mest dødelige maligniteter, og kirurgi er den eneste potentielt helbredende behandling [1, 2]. En passende kirurgisk procedure, såsom hepatektomi eller pancreatoduodenectomy, vælges i henhold til stedet og omfanget af galdegang involvering af tumoren [3]. Men en positiv resektion margin, mikrometastaser i lymfeknuder og bughinden, og infiltration i galdegangene og blodkar er alle forbundet med en høj risiko for tilbagefald [4]. Reduktion af risikoen for tilbagefald og forbedre overlevelsesrater i disse patienter kræver derfor en tværfaglig tilgang, der involverer adjuverende kemoterapi [5].

Der er opnået Beskedne respons i fase II studier med gemcitabine- eller fluoropyrimidin kemoterapi i BTC patienter og disse behandlinger er derfor almindeligt anvendt til behandling inoperabel eller tilbagevendende BTC i daglig klinisk praksis [6-14]. I ABC-02 studiet, cisplatin og gemcitabin kombinationsterapi demonstrerede overlegenhed over gemcitabin monoterapi og er i øjeblikket den standardbehandling for fremskreden BTC [15]. Men på trods af udviklingen af ​​egnede regimer for dem med avanceret BTC, ingen standard adjuverende behandling for opereret BTC er endnu ikke blevet fastslået,. I 2007 blev en randomiseret fase III undersøgelse med gemcitabin monoterapi hos patienter med BTC som undergik kirurgi indledt i Japan.

Flere tidligere kliniske forsøg og case rapporter har vist, at patienter med BTC, der har gennemgået kirurgisk resektion med stor hepatektomi tolererer ikke standard dosis af gemcitabin (1000 mg /m

2 på dag 1, 8, og 15 hver 4. uge eller 1000 mg /m

2 på dag 1 og 8 hver 3. uge) til fremskredne solide tumorer , at udvikle alvorlige toksiciteter såsom neutropeni, thrombocytopeni, og infektion [16-19]. Baseret på disse resultater, blev protokollen af ​​ovennævnte japanske fase III forsøg med adjuverende gemcitabin monoterapi i en dosis på 1000 mg /m

2 på dag 1, 8, og 15 hver 4. uge revideret for at begrænse retten til dem, der havde extrahepatisk galdegang kræft. Bortset fra denne revision, Kansai Lever og galdeveje Oncology Group (KHBO) gennemførte en dosis-finding studie af adjuverende gemcitabin behandling i BTC patienter efter større hepatektomi (KHBO1003) og anbefalede et regime af gemcitabin ved 1000 mg /m

2 på dag 1 og 15 hver 4. uge [20].

Gemcitabin (2 ‘, 2’-difluordeoxycytidin, dFdC) er en pyrimidin antimetabolit aktiveres af deoxycytidinkinase via intracellulære phosphorylering til et monophosphat og efterfølgende omdannelse til difosfat (dFdCDP ) og triphosphat (dFdCTP) former. Den cytotoksiske trifosfat nukleotid metabolit dFdCTP inkorporeres i DNA, hvor det efterfølgende hæmmer syntese og reparation via maskeret kædeterminering. Gemcitabin deamineres til den inaktive metabolit 2 ‘, 2’-difluorodeoxyuridine (dFdU) af cytidindeaminase (CDA), som udtrykkes i plasmaet, perifert væv og lever. I betragtning af, at CDA udtryk er højest i leveren [21], vi hypotese, at store hepatektomi kunne påvirke farmakokinetikken (PK) af gemcitabin.

Parallelt med vores doseringsforsøg af adjuverende gemcitabin behandling hos patienter med BTC undergår kirurgisk resektion med større hepatektomi (KHBO1003), gennemførte vi også en PK og farmakodynamisk (PD) undersøgelse (KHBO1101) at belyse mekanismerne bag behovet for en reduceret dosis af gemcitabin til patienter med større hepatektomi.

patienter og metoder

protokollen for dette forsøg og støtte TREND tjekliste er tilgængelige som underbyggende oplysninger; se S1-S3-filer.

Undersøgelse design og resultatet

Denne KHBO1101 undersøgelse (UMIN000005109) er designet af den KHBO gruppen og udført på Kobe Universitetshospital, Osaka University, og Kyoto University. Protokollen blev godkendt af etiske komité på Kobe University Graduate School of Medicine, Institutional Review Board på Osaka University Graduate School of Medicine, etiske komité ved Kyoto University Graduate School og Det Medicinske Fakultet og alle deltagere forudsat skriftligt informeret samtykke. Patient registrering og forvaltning af data blev udført ved en uafhængig datacenter på Osaka Medical Center for Kræft og hjerte-karsygdomme. Alle forsøgspersoner blev inddraget på tværs af de tre institutter fra august 8, 2011 til 11 januar 2013 og blev fulgt op indtil 25. januar 2013. Undersøgelsen formål var at belyse mekanismerne bag behovet for en reduceret dosis af gemcitabin til patienter med større hepatektomi . Det primære endpoint var farmakokinetikken af ​​gemcitabin og dets metabolitter hos patienter med adjuverende gemcitabin behandling for BTC efter større hepatektomi. Sekundære effektmål var sikkerhed og bivirkning i adjuverende gemcitabin behandling for BTC efter større hepatektomi.

kriterier PATIENTUDVÆLGELSE

Emner var patienter med BTC, der var til at gennemgå kirurgisk resektion med stor hepatektomi og efterfølgende modtage gemcitabin terapi senest 12 uger efter operationen. Vi definerede større hepatektomi som resektion af tre eller flere af Couinaud hepatiske segmenter, eksklusive segment 1. Salg

Inklusionskriterier var en diagnose af histologisk bekræftet biliær cancer tarmkanalen, herunder intrahepatisk eller ekstrahepatisk cholangiocarcinom, galdeblæren cancer eller ampullary cancer ; Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) performance status på 0 eller 1; alder 20 år eller ældre; ingen forudgående behandling, undtagen kirurgi; og tilstrækkelig knoglemarvsfunktion (neutrofiltal ≥ 1500 /mm

3, trombocyttal ≥ 100.000 /mm

3), leverfunktionen (total bilirubin ≤ 3 gange den øvre grænse for normal [ULN], aspartataminotransferase [ASAT ] /alanin aminotransferase [ALT] ≤ 5 gange ULN) og nyrefunktion (serumkreatinin ≤ 1,2 mg /dl og kreatininclearance ≥ 60 ml /min).

Eksklusionskriterier var lungefibrose eller interstitiel pneumoni, svær hjertesygdomme, ukontrolleret diabetes mellitus, aktiv infektion, graviditet eller amning, kvinder i den fødedygtige alder (medmindre at bruge effektiv prævention), alvorlig overfølsomhed over for medicinen, psykiatrisk lidelse, og enhver anden alvorlig medicinsk tilstand. Alle laboratorieprøver er nødvendige for at vurdere berettigelse blev afsluttet med mindst 14 dage før påbegyndelse af gemcitabin behandling. Individer, som opfyldte disse kriterier, og derefter gennemgik kirurgisk resektion uden alvorlige postoperative komplikationer startede behandlingsregime.

Behandling og behandling vurderinger

senest 12 uger efter kirurgisk resektion, gemcitabin blev intravenøst ​​infunderet over 30 min ved en dosis på 800-1000 mg /m

2 som enten adjuverende behandling til fuldstændig resektion eller palliativ terapi for ufuldstændig resektion. Dosis og tidsplan for gemcitabin blev bestemt ved investigators skøn. Fysisk status, performance status, og bivirkninger blev monitoreret i 12 uger efter initiering af gemcitabin. Komplet blodtælling og serum kemi blev vurderet ved initiering af gemcitabin behandling og derefter ugentligt. Bivirkninger blev defineret i henhold til Common Toxicity Criteria for bivirkninger (CTCAE) version 4.0.

PK vurdering og analyse

Blodprøver blev opnået fra patienter før 30-min gemcitabin infusion, umiddelbart ved slutningen af ​​infusionen, og derefter ved 15, 30, 60 og 90 min og 2 og 3 timer efter afslutning af infusionen. Ved hvert tidspunkt, blev 5 ml blod udtaget i hepariniserede rør, der var blevet indlæst med 50 pi af en 10 mg /ml opløsning af tetrahydrouridin at forhindre

ex vivo

deaminering. Blodprøver blev straks centrifugeret ved omkring 1.500

g

i 10 minutter ved 4 ° C og opbevaret ved -20 ° C indtil analyse.

Plasma niveauer af gemcitabin og dFdU blev bestemt under anvendelse flydende schromatografi tandem massespektrometri (LC-MS /MS) med modifikation af en tidligere rapporteret fremgangsmåde [22, 23]. Den nedre grænse for kvantificering (LLQ) var 0,1 ng /mL. Arealet under plasma-kurven koncentration-tid fra 0 til uendeligt (AUC

0-∞,), maksimal koncentration (C

max), clearance (CL) og fordelingsvolumen baseret på den terminale fase (Vz /m

2) blev beregnet ved hjælp af kommerciel software (WinNonlin-version 4.01,. Pharsight Corporation, Mountain View CA, USA)

Statistisk analyse

PK rapport i indlægssedlen af ​​gemcitabin stater, CL (middelværdi ± standardafvigelse [SD]) ved 1.000 mg /m

2 er 85,6 ± 17,8 l /h /m

2 for patienter med kræft i bugspytkirtlen [24]. Vi skønnede derfor, at mindst 10 personer ville være forpligtet til at påvise en forskel i log-transformerede CL gemcitabin 25% ved en effekt på 80% og betydningen af ​​

s

0,05, under antagelse af en SD af 30 for farmakokinetiske parametre. Tilmelding på 13 emner er tilladt for dropouts.

Alle data undtagen AUC

0-∞, C

max, og CL er udtrykt som middelværdi ± SD. Data for AUC

0-∞, C

max, og CL er udtrykt som den geometriske middelværdi og rækkevidde. Statistisk analyse af AUC

0-∞, C

max, og CL af gemcitabin til medianen intervallet fra kirurgi til første administration af gemcitabin blev udført ved anvendelse af Mann-Whitney-test, med

s

0.05 bliver betragtet som signifikant. Alle statistiske analyser blev udført ved hjælp af kommerciel software (NCSS LLC, Kaysville UT, USA).

Resultater

Patient karakteristika

Tretten patienter blev inkluderet på tværs af de tre institutter. En patient blev udelukket fra PK og PD-analyse, fordi gemcitabin ikke kunne intravenøst ​​infunderet ved en konstant hastighed (figur 1). De kliniske karakteristika for de 12 patienter, som gennemførte undersøgelsen er opsummeret i tabel 1. Median alder var 65,5 år (range, 26-80 år). Otte patienter havde hilar cholangiocarcinoma, tre havde intrahepatisk cholangiocarcinoma, og én havde overfladisk sprede type extrahepatisk cholangiocarcinom. Alle patienter gennemgik kirurgisk resektion med større hepatektomi. Den mediane interval fra kirurgi til første administration af gemcitabin var 65,5 dage (interval, 43-83 dage). Medianen faktiske resekteres lever vægt var 480 g (interval, 200-711 g). Medianen estimeret rest levervolumen var 908 ml (spændvidde, 407-1261 ml). Medianen estimeret rest-til-alt-lever-volumen forholdet var 67,6% (interval, 36,4% -82,7%).

Tabel 2 viser den planlagte dosis og tidsplan for adjuverende gemcitabin terapi . Gemcitabin blev administreret ved 1.000 mg /m

2 til 10 (83,3%) af de 12 patienter og 800 mg /m

2 til de resterende 2 (16,7%). Seks (50%) patienter blev behandlet med standarddosis af gemcitabin (1000 mg /m

2 på dag 1, 8 og 15 hver 4. uge eller 1000 mg /m

2 på dag 1 og 8 hver 3 uger) til behandling af fremskredne solide tumorer.

Toksicitet

fælles hæmatologiske og ikke-hæmatologiske bivirkninger observeret under de 12 uger er opsummeret i tabel 3. der blev observeret følgende toksiciteter i en andel af emner: neutropeni (91,7%), leukopeni (83,3%), trombocytopeni (50,0%), og infektion (41,7%). Grad 3 galdevejene infektion udviklet i 2 patienter (16,7%) og grad 3 eller 4 neutropeni hos 3 patienter (25,0%). Toksicitet af sværhedsgrad 3 eller flere optrådte kun hos patienter, som var blevet behandlet med standarddosis af gemcitabin til behandling af fremskredne solide tumorer. Den mediane interval fra kirurgi til første administration af gemcitabin med og uden grad 3 eller flere toksicitet var 67 dage (interval, 45-78 dage) og 64 dage (interval, 43-83 dage), henholdsvis (

s

= 0,78).

Farmakokinetik

PK profil gemcitabin og dets metabolit dFdU i vores patienter er opsummeret i tabel 4, og betyde plasmakoncentration-tid-profiler er vist i figur 2 .

AUC for gemcitabin på 1.000 mg /m

2 og dets metabolit dFdU i japanske BTC patienter med større hepatektomi var 9,93 ± 1,87 og 95,2 ± 49,2 mg /l /t , henholdsvis. Der er ingen beviser for, at de AUC af gemcitabin og dFdU i japanske BTC patienter med større hepatektomi var forskellige fra dem i emner af en fase 1 forsøg udført i USA (9,93 ± 1,87 vs. 8,68 ± 7,42, P = 0,31; 95,2 ± 49,2 vs. 161 ± 348, P = 0,68 henholdsvis) [25]. Der er en marginal beviser for, at der var forskelle i CL af gemcitabin mellem vores fag og emnerne for ovennævnte fase 1-studie gennemført i USA (97,8 ± 24,6 vs. 85,6 ± 17,8,

p

= 0,18; vs 129 ± 172,

s

= 0,08) [25]. Det er mest sandsynligt, at vi ikke kunne få en p-værdi 0.05 fordi stikprøvestørrelse for hver undersøgelse var for lille. Den gennemsnitlige AUC-forhold på dFdU til gemcitabin på 1.000 mg /m

2 var ikke væsentligt lavere end hos patienter med fremskredne solide tumorer (9.58 ± 5.10 vs. 13,5 ± 20,6,

s

= 0,28) [ ,,,0],24]. De geometriske hjælp af CL af gemcitabin med og uden klasse 3 eller flere toksiciteter var 96,7 ± 11,5 og 98,7 ± 30,5 l /t /m

2, henholdsvis (

s

= 0,90). Faktisk resektion lever vægt, anslået rest levervolumen og forventet rest-til-total levervolumen forholdet ikke korrelerer med CL af gemcitabin eller toksiciteter af grad 3 eller 4 (figur 3).

○ (cirkel) patienter uden grad 3 toksicitet; ▲ (trekant), patienter med grad 3 eller 4 neutropeni; ■ (firkant), patienter med grad 3-infektion

Diskussion

Flere undersøgelser har vist, at BTC patienter, der har gennemgået større hepatektomi ikke tåler standard dosis af gemcitabin for metastatiske solide tumorer (1.000 mg /m

2 på dag 1, 8 og 15 hver 4. uge), udvikle alvorlige toksiciteter, såsom neutropeni, thrombocytopeni, og infektion [16-19]. I vores dosis-finding studie af adjuverende gemcitabin behandling hos disse patienter (KHBO1003), men vi fandt, at en dosis regime af gemcitabin ved 1000 mg /m

2 på dag 1 og 15 hver 4. uge blev veltolereret i disse patienter [20]. Her at klarlægge mekanismerne bag forskelle i tolerance af gemcitabin mellem patientgrupper, vi undersøgte indflydelsen af ​​stor hepatektomi på farmakokinetikken af ​​gemcitabin eller dFdU i patienter med BTC efter større hepatektomi. Mens vi forventede et fald i clearance af gemcitabin i større hepatektomi patienter, fandt vi, at clearance var 100 ± 22,9 l /t /m

2, med AUC-værdier på 9,93 ± 1,87 mg /l /t for gemcitabin på 1.000 mg /m

2 og 95,2 ± 49,2 mg /l /h for dFdU. Disse kontaktlinser og AUC var ikke signifikant forskellige fra dem hos japanske patienter med kræft i bugspytkirtlen, men intakte lever [24, 26] (tabel 4), hvilket indikerer, at store hepatektomi ikke påvirker farmakokinetikken af ​​gemcitabin eller dFdU trods disse patienter oplever øget hæmatologisk toksicitet når efter dosis tidsplan anbefales til patienter med intakt leverfunktion.

i en tidligere

in vivo

studie i rotter intravenøst ​​administreret 24 mg /kg gemcitabin 2 dage efter operationen, gemcitabin-koncentration på 2 timer efter injektionen var signifikant højere hos rotter, der havde gennemgået partiel hepatektomi end i sham-opererede dyr (12.700 ± 1.039 vs. 10.283 ± 740 ng /dl henholdsvis

s Restaurant 0,01) [27, 28] . Men ved administration af 24 mg /kg, 14 dage efter delvis hepatektomi og færdiggørelse af leverregenerering, koncentrationer ved 2 timer var omtrent den samme som i sham-opererede dyr. Derudover efter partiel hepatektomi hos mennesker (

n

= 4), administration af en standard dosis af gemcitabin medførte ikke unormalt forhøjede blodkoncentrationer [27]. Den undersøgelse på rotter viste, at i den tidlige periode efter operationen, blev gemcitabinkoncentration påvirket af leverresektion, men blev mindre påvirket efter afslutningen af ​​leverregenerering. I vores PK studie, median interval fra kirurgi til første administration af gemcitabin var 65,5 dage (interval, 43-83 dage). . Denne forholdsvis lange interval kan forklare vores fund, at større hepatektomi ikke påvirkede farmakokinetikken af ​​gemcitabin eller dFdU

Gemcitabin undergår deaminering i dFdU via en af ​​to mulige metaboliske veje: CDA i lever, plasma, og perifere væv ; eller ved transport ind i cellen gennem den menneskelige equilibrativ nukleosid transporter (hent) efter intracellulær phosphorylering [29, 30]. I den foreliggende undersøgelse blev knoglemarv sig at være mere følsomme over for gemcitabin i opererede patienter end hos ikke-opererede patienter, hvilket resulterer i et behov for at justere dosis for at undgå toksicitet. Men som vi var ude af stand til at analysere cellulær PK af gemcitabin og dFdU i cirkulerende mononukleære celler, virkningen af ​​større hepatektomi på cellulær akkumulering i knoglemarv fortsat ukendt.

En mulig årsag til den lave tolerance af BTC patienter efter større hepatektomi til standardbehandling af gemcitabin kan skyldes problemer med deres knoglemarv i association med selve operationen og efter hepatektomi leverregenerering. Leverregenerering er en kompleks proces, der består af signalering kaskader involverer vækstfaktorer, cytokiner, matrix remodellering og tilbagemelding af flere stimulation- og væksthæmning-relaterede signaler [31]. Knoglemarven hos rotter er rapporteret at indeholde progenitorer af hepatiske ovale celler, som er involveret i leverregenerering [32]. Denne regenerering proces kan have en negativ indflydelse knoglemarv opsving efter kemoterapi, trods observationer at levervægt genoprettes inden for 1-2 uger efter hepatektomi hos mennesker [33, 34]. Til vores viden, men er tilgængelige på hvorvidt levervolumen /vægt regenerering er samtidig med leverfunktionen nyttiggørelse eller hvis de to er forskudt få data.

Konklusioner

Vi fandt, at større hepatektomi ikke påvirke PK af gemcitabin eller dFdU, selvom standarden regime var årsag relativt høj hæmatologisk toksicitet. Vi nu planlægger et fase II forsøg at evaluere effekten af ​​den anbefalede nedsat dosis af gemcitabin (fra KHBO1003) i BTC patienter efter større hepatektomi.

Støtte Information

S1 fil. . TREND Statement Tjekliste

doi: 10,1371 /journal.pone.0143072.s001

(PDF)

S2 fil. Klinisk undersøgelse Protocol (japansk udgave)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0143072.s002

(PDF)

S3 fil. Klinisk undersøgelse Protocol (engelsk udgave)

doi:. 10,1371 /journal.pone.0143072.s003

(PDF)

Tak

Vi takker alle de patienter, der deltog i denne undersøgelse samt deres familier. Vi takker Masami Kashibo for hendes sekretærbistand og de ansatte i Kansai Lever og galdeveje Oncology Group.