PLoS ONE: Fase I Evaluering af intravenøs ascorbinsyre i kombination med gemcitabin og Erlotinib i patienter med metastatisk pancreas Cancer

Abstrakt

Baggrund

Prækliniske data understøtter yderligere undersøgelse af ascorbinsyre i bugspytkirtelkræft . Der er i øjeblikket ikke tilstrækkelige sikkerhedsdata i mennesker, især når ascorbinsyre er kombineret med kemoterapi.

Metoder og Resultater

14 forsøgspersoner med metastatisk stadie IV kræft i bugspytkirtlen blev rekrutteret til at modtage en otte ugers cyklus af intravenøs ascorbinsyre (tre infusioner om ugen), ved anvendelse af en dosiseskalerende design, sammen med standard behandling af gemcitabin og erlotinib. Af 14 rekrutterede emner tilmeldt, ni gennemførte studiet (tre i hver dosis tier). Der var femten ikke-alvorlige bivirkninger og otte alvorlige bivirkninger, alle sandsynligvis relateret til progression af sygdom eller behandling med gemcitabin eller erlotinib. Anvendelse RECIST 1.0 kriterier, syv af de ni personer havde stabil sygdom, mens de to andre havde progressiv sygdom.

Konklusioner

Disse indledende sikkerhedsdata ikke afslører øget toksicitet med tilsætning af ascorbinsyre til gemcitabin og erlotinib i bugspytkirtlen kræftpatienter. Dette, kombineret med den observerede respons på behandling, tyder på et behov for en fase II undersøgelse af længere varighed

Prøve registrering

Clinicaltrials.gov NCT00954525

Henvisning:. Monti DA , Mitchell E, Bazzan AJ, Littman S, Zabrecky G, Yeo CJ, et al. (2012) Fase I Evaluering af intravenøs ascorbinsyre i kombination med gemcitabin og Erlotinib i patienter med metastatisk kræft i bugspytkirtlen. PLoS ONE 7 (1): e29794. doi: 10,1371 /journal.pone.0029794

Redaktør: Jose Luis Perez-Gracia, Universitetsklinikken i Navarra, Spanien

Modtaget: 27. september 2011; Accepteret: December 3, 2011; Udgivet: januar 17, 2012 |

Dette er en åben-adgang artiklen, fri for alle ophavsrettigheder, og kan frit gengives, distribueres, overføres, ændres, bygget på, eller på anden måde bruges af alle til ethvert lovligt formål. Værket gøres tilgængeligt under Creative Commons CC0 public domain dedikation

Finansiering:. Denne forskning blev understøttet af en gave fra Marcus Foundation. M.L. blev støttet af Intramural Research Program, NIDDK, NIH (ZIA DK053212-05). De finansieringskilder havde ingen rolle i studie design, indsamling og analyse af data, beslutning om at offentliggøre, eller forberedelse af manuskriptet

Konkurrerende interesser:.. Forfatterne har erklæret, at der ikke findes konkurrerende interesser

Introduktion

kræft i bugspytkirtlen overlevelse fortsætter med at være blandt de korteste af alle kræfttilfælde, og der er et presserende behov for nye behandlingsformer. Størstedelen af ​​patienter med kræft i bugspytkirtlen allerede har metastatisk sygdom ved klinisk præsentation [1], og mange patienter fremskridt hurtigt, selv med standardbehandling af gemcitabin alene eller gemcitabin plus erlotinib [2], [3], [4].

ascorbinsyre (ascorbat, vitamin C) i kræftbehandling har haft en labyrintisk historie [5]. Flere årtier siden, observationelle og anekdotiske kliniske data opnået ved Cameron og Pauling foreslog en uventet stigning i overlevelsen hos nogle patienter, der fik 10 gram askorbinsyre dagligt sammenlignet med tilbagevirkende kraft kontroller [6], [7]. Men viste to dobbelt-blindede placebo-kontrollerede forsøg ikke effekten af ​​den samme ascorbinsyre dosis [8], [9], og dermed, ascorbat blev afskediget fra terapeutisk behandling i 1985 [10]. En nyere gennemgang og analyse af patienter i behandling med orale doser af ascorbinsyre viste ingen fordel i kræftpatienter [11].

Siden da fornyet interesse for ascorbinsyre og kræftbehandling opstod serendipitously fra kliniske farmakokinetiske studier af ascorbinsyre hos raske voksne [12], [13]. I disse studier til at bestemme sande biotilgængelighed, fag modtaget både oral og intravenøs ascorbat. Når ascorbinsyre blev givet intravenøst ​​i doser på over 0,5 gram, blev det konstateret, at den sædvanlige stram styring af askorbinsyrekoncentrationer med orale doser blev omgået. Kun intravenøs administration resulterede i meget høje askorbinsyrekoncentrationer indtil renal udskillelse genoprettet homeostase. Med disse farmakokinetiske data som baggrund, efterforskere revisited det tidligere arbejde på kræft og fandt, at i de undersøgelser af Cameron og Pauling, fik patienterne både intravenøs og oral ascorbat, mens patienter fra de senere undersøgelser kun modtaget orale doser.

Detaljerede farmakokinetiske undersøgelser på mennesker og dyr har bekræftet, at intravenøs ascorbat i farmakologiske doser kan producere peak plasmakoncentrationer, der er flere hundrede gange højere end dem, muligt fra maksimale orale doser [12], [13]. I celle- og dyreforsøg, sådanne farmakologiske koncentrationer af ascorbat dræbe en række cancer celletyper, men ikke normale celler, og mindske tumorvækst i mus [14], [15]. Hos mennesker, plasma askorbat koncentrationer produceret af indtag af vitamin C-rige fødevarer (frugt og grøntsager) er normalt 0,1 mM, og ved højere indtag fra kosttilskud er 0,15 mM [13], [16], [17]. Hos gnavere baseline plasma askorbat koncentrationer er ca. 0,05 mM. Når parenterale farmakologiske askorbat doser administreres til dyr eller mennesker, maksimal plasmakoncentration er så høje som 30 mM [15], [18]. På tværs denne brede vifte af koncentrationer, ascorbat i plasma let diffunderer ind ekstracellulære væske [15], [19]. Ved ekstracellulære koncentrationer fluid ascorbat over 3-4 mM, hydrogenperoxid koncentrationer over 5 um er påviselige i denne væske, men ikke i blod [14], [15], [19]. Sådanne hydrogenperoxid koncentrationer ellers ikke forekomme med fysiologiske ascorbat koncentrationer. Hydrogenperoxid plus ascorbat i ekstracellulære væske resulterer i dannelse af reaktive oxygenformer, som er selektivt toksisk for cancerceller, men ikke normale væv [14], [15]. , Farmakologiske ascorbat er således et pro-drug til produktion af vedvarende koncentrationer af hydrogenperoxid i ekstracellulære væske, men ikke blod [14], [15], [19].

Der er begrænsede humane data om brugen af farmakologiske ascorbat trods overraskende nuværende udbredte brug af udøvere af komplementær og alternativ medicin [5]. Et klinisk sikkerhedsundersøgelse af farmakologisk ascorbat i patienter med en lang række avancerede kræftformer afslørede ikke uheldige virkninger [18].

Kræft i bugspytkirtlen er følsom over for farmakologisk ascorbat både in vitro og i dyremodeller [15]. Nye beviser i begge modelsystemer indikerer, at ascorbat har synergieffekter med gemcitabin [20]. Når farmakologisk ascorbat blev kombineret med gemcitabin blev synergi observeret i alle otte celle testet in vitro linjer. I musemodeller, ascorbate- gemcitabin kombinationer var mere effektiv til at hæmme tumorvækst i forhold til gemcitabin alene og også produceret gemictabine dosis-besparende effekter.

I betragtning af hvad der vides om den relative sikkerhed af farmakologisk ascorbat og dets potentiale for effekt , der er koblet til det presserende behov for nye behandlinger, gennemførte vi et fase i forsøg med intravenøs ascorbat tilføjet til gemcitabin og erlotinib hos patienter med stadie IV metastatisk pancreas ductal adenokarcinom med det specifikke primære formål er at vurdere sikkerheden og den sekundære formål er at vurdere respons på behandlingen . Vi undersøgte bivirkninger, målt peak plasma askorbinsyrekoncentrationer efter infusioner, og udført imaging før og efter behandling.

Metoder

Etik Udtalelser

Denne forskning blev godkendt af Thomas Jefferson University Board Institutional Review. Skriftligt informeret samtykke, der er godkendt af Thomas Jefferson University Institutional Review Board, blev modtaget fra alle patienter, der deltog i undersøgelsen. Clinical Investigation blev udført i overensstemmelse med principperne i Helsinki-erklæringen.

Studie design

Det var en fase I undersøgelse med patienter med histologisk eller cytologisk bekræftet metastatisk stadie IV pancreas ductal adenocarcinom, gennemført ved Thomas Jefferson University og Hospital mellem juli 2009 og juli 2011. studiet var et åbent, dosis-eskalerende retssag at udnyttet en 3 + 3 + 3 design (se figur 1 for CONSORT diagram [21]). Protokollen for undersøgelsen og støtte CONSORT tjekliste er tilgængelige som underbyggende oplysninger; se protokollen S1 og Tjekliste S1. Patienterne blev henvist af undersøgelsens onkologer, der var bekendt med de kriterier undersøgelse inklusion /eksklusion. Alle henviste patienter er inkluderet i data præsenteret. Det er dog muligt, at nogle patienter, som opfyldte undersøgelsens blev henvist til en anden konkurrerende retssag. Rekruttering opstod juli 2009 til juli 2011. Den første gruppe modtog 50 gram intravenøs ascorbat per infusion, den anden gruppe modtog 75 g /infusion, og den tredje gruppe modtog 100 g /infusion. En cyklus bestod af tre infusioner ugen udført på forskellige dage, i 8 uger (højst fireogtyve infusioner total pr dosisniveau). Et hundrede gram pr infusion var det vejledende loft dosis til denne undersøgelse, fordi denne dosis blev anslået til at producere en blod stort nok til at opnå den foreslåede virkningsmekanisme udarbejde hydrogenperoxid [22]. Halvtreds gram blev valgt som start dosis baseret på tilgængelige sikkerhedsdata [5], [20]. Ascorbat blodet blev trukket umiddelbart efter det første mål dosis blev nået, og igen på den sidste dosis af cyklussen for patienterne i de 75 g og 100 g dosering tiers.

følgende kriterier Salg The inklusion og eksklusion blev anvendt til emnet rekruttering til undersøgelsen. Patienterne havde nydiagnosticeret, stadie IV pancreas ductal adenocarcinom, var ikke berettiget til kirurgisk resektion, og endnu ikke var blevet behandlet. Diagnosen blev oprettet ved histologi eller cytologi. Patienterne havde en Eastern Cooperative Oncology Group (ECOG) Ydelse Status for 0-2. Laboratorie krav var en absolut neutrofiltal ≥1,500 /mm3, hæmoglobin 8 g /dl, blodplader ≥100,000 /mm3, total bilirubin ≤1.5 mg /dl, kreatinin ≤2.0 mg /dl, transaminaser ≤2.5 × øvre grænse, urin urinsyre syre 1000 mg /d, urin pH 6, og urin oxalat 60 mg /d. Patienter blev ekskluderet, hvis de havde dokumenteret glucose-6-fosfat-dehydrogenase (G6PD) mangel eller en historie af oxalat nyresten, da høje niveauer af ascorbinsyre er kendt for at forårsage hæmolyse i G6PD mangelfuld enkeltpersoner og nyresten hos patienter med en allerede eksisterende risiko for oxalat sten. Patienter blev udelukket, hvis de i øjeblikket modtog kemoterapi eller strålebehandling eller indskrevet i andre forsøg i øjeblikket, eller i det foregående 1 måned. Patienter med co-morbid tilstand, der ville påvirke overlevelse såsom slutstadiet kongestiv hjerteinsufficiens, ustabil angina, myokardieinfarkt inden for 6 uger studier, eller kronisk aktiv hepatitis eller cirrose blev også udelukket.

Alle emner, der opfylder udvælgelseskriterierne blev indskrevet til at modtage gemcitabin, erlotinib, og intravenøs ascorbat som første linje behandling. Gemcitabin blev administreret intravenøst ​​i en dosis på 1000 mg /m

2 over 30 minutter, på dag 1, en gang ugentligt i 7 uger efterfulgt af en 1 uges pause. Erlotinib blev givet oralt i en enkelt daglig dosis på 100 mg per dag i otte uger.

Data blev opnået med hensyn til laboratorieværdier og bivirkninger i hele behandlingsperioden. Askorbinsyrekoncentrationer i serummet blev målt ved HPLC med coulometrisk elektrokemisk detektion [13]. Overvågning og bivirkninger blev evalueret ved standard National Cancer Institute (NCI) kliniske kriterier 3,0 [23]. I begyndelsen og slutningen af ​​ascorbat behandlingscyklus, blev forsøgspersonerne vurderet af røntgen computertomografi (CT) scanning af brystet, maven, og bækken, for mulig respons på behandling baseret på respons evalueringskriterier i solide kræftsvulster (RECIST 1.0) kriterier [24]. Eksperten radiolog, der evaluerede CT-billeder blev blindet til patientbehandling.

ascorbinsyre Forberedelse

ascorbinsyre Injection USP blev leveret af Bioniche Pharma (Rosemont IL) som steril opløsning af ascorbinsyre i vand til parenteral anvendelse. Produktet blev leveret i sterile 50 ml engangsbrug glasampuller. Hver ml indeholder ascorbinsyre 500 mg (2,84 mmol), dinatriumedetat 0,025%, og vand til injektion med pH (interval 5.5 til 7,0) justeret med natriumhydrogencarbonat, dermed tilvejebringe ~2.84 mmol natrium og en osmolalitet på 2,84 + 2,84 = 5,7 mOsm /ml

Resultater

Patient Kohorte

for at opfylde målet om 9 patienter fuldførte forsøget, 14 patienter blev rekrutteret fra juli 2009 til juli 2011:. 4 hanner og 10 hunner, gennemsnitsalder på 64,4 ± 10,0 (interval 47-81) (tabel 1). Alle patienter havde stadium IV pancreatisk duktalt adenokarcinom. Ni patienter (tre i hver dosis tier) modtog den fulde cyklus af ascorbinsyre plus gemcitabin og erlotinib, med fuld cyklus defineres som mindst 24 ± 6 ascorbinsyre behandlinger for 8 ± 1 uge. Disse ni individer blev evalueret ved CT billeddannelse før og efter behandling. Fem af de fjorten inkluderede patienter ikke fuldføre studiet, og derfor ikke var evaluerbare ved CT scanning. Af disse to emner (003 og 007) valgte ikke at fortsætte, fordi det var for svært at komme ind til de behandlinger, og tre fag døde af hurtig sygdomsprogression: omfattet 009 efter 5 ugers behandling; emne 011 efter 3 ugers behandling, og med forbehold 013 efter 1 uges behandling.

Sikkerhed og Bivirkninger

Når patienterne fik intravenøs ascorbinsyre, de ofte rapporteret mild svimmelhed eller kvalme der var forventet fra den osmotiske belastning og løses med at spise og drikke. Samlet set for den samlede kohorte af 14 patienter, der var 23 i alt bivirkninger med 8 være alvorlige bivirkninger. Bivirkningerne er vist i tabel 2. Alle disse bivirkninger var sandsynligvis tilskrives sygdomsprogression eller samtidig behandling med gemcitabin og /eller erlotinib. Med hensyn til de alvorlige bivirkninger: en mandlig emne blev indlagt med lav hæmoglobin grund af en intern bløder og derefter blev efterfølgende placeret på hospice pleje. To individer blev fundet at have en lungeemboli sandsynligvis relateret til den underliggende pancreascancer, der har en rapporteret en hyppighed af lungeemboli mellem 20-50% [25]. Tre forsøgspersoner døde af progression af den underliggende kræft, som bestemt klinisk og med bekræftelse af data sikkerhed og overvågning bord. En patient blev indlagt to gange, én gang for anæmi symptomer og én gang for en urinvejsinfektion, som begge løst. En mandlig emne blev indlagt med mavesmerter og ileus som set i bakspejlet var til stede ved undersøgelsen debut, og han modtog total parenteral ernæring og nasogastrisk sonde feeds, men blev til sidst sat på hospice pleje før de dør af den underliggende kræft. Ingen af ​​disse individer modtog fuld behandling med intravenøs ascorbinsyre. Ingen af ​​disse bivirkninger syntes at være specifikt relateret til ascorbinsyre behandling, da hver af disse begivenheder er ofte observeret i den normale progression af bugspytkirtlen kræftpatienter og /eller gemcitabin og erlotinib behandling.

Farmakologi

ascorbinsyre koncentrationer blev målt umiddelbart efter infusion ende i de seks patienter, der fik de to øvre doseringsformer lag af enten 75 g eller 100 g pr infusion (se figur 2). Millimolar koncentrationer blev opnået som forventet, især blandt dem, der modtager 100 g pr infusion. For disse patienter var plasma ascorbat-niveau mellem 25,3 og 31,9 millimol /liter. De havde ingen stigning i bivirkninger sammenlignet med de andre dosering tiers eller hvad man kunne forvente fra gemcitabin og erlotinib alene eller fra sygdomsprogression.

Den grønne linje repræsenterer den højeste plasmakoncentration forventet med maksimalt tålte orale doser af ascorbinsyre [13].

reaktion på behandling

for at vurdere behandlingsrespons ved billedbehandling, alle ni patienter, som fuldførte protokollen gennemgik før og efter behandling CT-scanninger eller PET -CT scanninger. Scanninger blev evalueret ved en ekspert radiolog blindet for den kliniske tilstand af patienterne, for ændringen i størrelsen af ​​den primære tumor (figur 3) samt ved RECIST 1,0 kriterier (tabel 3). Som vist i figur 3, otte ud af ni patienter havde en reduktion i størrelsen af ​​den primære tumor (med én patient med ingen ændring i størrelse). Ved RECIST 1.0 kriterier, 7 patienter havde stabil sygdom og 2 patienter havde progressiv sygdom (ikke-respondenter). Desuden har 3 patienter ikke har post-imaging resultater, fordi de døde før afslutningen af ​​behandlingsperioden. Med omfattede disse patienter, det samlede beløb for progressiv sygdom (ikke-respondenter) er 5 patienter. Der var ingen særlige kendetegn vedrørende de patienter, der døde under undersøgelsen sammenlignet med dem, der gennemførte undersøgelsen. Endelig, selv om vores analyser var fokuseret på behandlingen otte ugers periode, opnåede vi yderligere data for foreløbige overlevelse vurderinger. Den anslåede gennemsnitlige progressionsfri overlevelse målt fra den første dag i behandlingen, indtil tegn på progression var 89 dage (SD 77 dage) og den samlede overlevelse var 182 dage (SD 155 dage).

diskussion

målene for denne fase i forsøg var at give en første evaluering af ascorbinsyre sikkerhed tilføjet til gemcitabin og erlotinib hos patienter med stadie IV kræft i bugspytkirtlen, at måle, om forudsagt askorbinsyrekoncentrationer kunne opnås, og at foreløbigt vurdere enhver respons på behandlingen. I de ni patienter, som fuldførte undersøgelsen blev askorbinsyrekoncentrationer nåede sikkert og med minimale associerede bivirkninger, der kunne tilskrives ascorbinsyre. Samlet har de sikkerhedsdata ikke afsløre andre, end hvad man kunne forvente for progression af kræft i bugspytkirtlen og /eller behandling med gemcitabin og erlotinib bivirkninger. Dødsfald af tre patienter, der døde før afslutte undersøgelsen henføres til underliggende og hastigt fremrykkende sygdom, som bekræftet af data Sikkerhed og overvågningsorgan.

Peak ascorbinsyre koncentrationer blev nået så højt som 30 millimol /L i højeste dosis gruppe. Disse koncentrationer svarer til rapporterede koncentrationer i patienter, der fik ascorbinsyre intravenøst ​​uden samtidig kemoterapi [20]. For en referenceramme, de sædvanlige plasma askorbinsyrekoncentrationer i mennesker er 0,010-0,080 millimol /L og er afhængige af kosten og supplere indtagelsen. Selv med massiv oral tilskud af mange gram dagligt taget hvert par timer, behøver plasma askorbinsyrekoncentrationer i mennesker ikke overstige 0,25 millimol /l [13]. Dataene fra dette forsøg indikerer, at farmakologiske askorbinsyrekoncentrationer var opnåeligt i patienter, som fik intravenøs ascorbinsyre i kombination med gemcitabin og erlotinib.

CT billeder ved begyndelsen og slutningen af ​​8 ugers behandling afslørede, at primær tumorstørrelse (target læsion) faldt i 8 ud af 9 forsøgspersoner; var stabil i den ene emne, der ikke har et fald; og specifikt faldt i de tre forsøgspersoner, som fik den højeste ascorbinsyre dosis (se tabel 3 og figur 3). Klinisk disse fund er ikke typiske med behandling med gemcitabin alene eller med gemcitabin plus erlotinib [26], [27], [28], [29], [30], [31].

opførsel uden for målgruppen læsioner også var samstemmende. I den højeste ascorbat dosisgruppen, uden for målgruppen læsioner var enten forbedret eller stabil, og 7 af 9 patienter, som havde før og efter behandling CT scanning evalueringer havde stabile eller forbedrede ikke target læsioner. Men da 3 yderligere patienter døde af hurtig progression af sygdommen det samlede resultat vil foreslå, at 7 af 12 patienter havde stabil sygdom. Dataene er i overensstemmelse med observerede synergi mellem gemcitabin og farmakologisk ascorbat i celle- og dyreforsøg [20].

Det bemærkes, at RECIST 1.0 kriterier for stabil sygdom er inklusive en 19%

øge

i mål læsioner [24]. Andre undersøgelser af gemcitabin effekt i bugspytkirtelkræft, der kategoriserer sygdom stabil giver ikke detaljer vedrørende mål læsion stiger under 20%, hvilket betyder, at personer med target læsion størrelse stiger op til 19% stadig betragtes som stabile sygdom. Derfor vigtigheden af ​​vores fund af target størrelse

falde

i 8 af 9 fag kan være undervurderet. RECIST 1.0 kriterier for partielt respons kræver, at der er mindst et fald på 30% i target læsioner uden definitiv stigning i ikke-target-læsioner. Desuden er mange effektstudier af gemcitabin baserede terapier for bugspytkirtlen kræftpatienter omfatter både metastatisk og lokalt avancerede patienter [26]. Vores undersøgelse omfattede kun metastatiske patienter.

Der var andre potentielle problemer med korrekt opfange effekten signal af ascorbinsyre plus gemcitabin og erlotinib i dette forsøgsdesign. Ascorbinsyre kan handle anderledes end klassiske cytotoksisk kemoterapi. Især i modsætning til mange cancerterapier, ascorbat synes ikke at have toksicitet på hurtigt delende normale celler, såsom dem i tarm celler, hårfollikelceller og knoglemarv. På grund af fraværet af tilsyneladende væv toksicitet, kan virkningerne af ascorbinsyre behandling på humane tumorer forventes at være mere gradvis, og som en naturlig følge kræve længere behandling. Denne mulighed er i overensstemmelse med observationer fra case rapporter om patienter, der fik intravenøs ascorbinsyre som behandling for flere typer af kræft [20], [32], [33].

I betragtning af den mulighed, at længere ascorbinsyre behandling er nødvendigt at se sygdom forbedring af RECIST 1.0 kriterier, og den noget opmuntrende resultater i de ni emner i dette forsøg, studere en længere behandlingsperiode på dosering af 100 gram synes berettiget. Selv om vores bestemmelse af progressionsfri overlevelse og samlet overlevelse var sammenlignelige med værdier, der tidligere er rapporteret for gemcitabin /erlotinib behandling alene [34], data er begrænset af den korte behandlingstid med ascorbat. Vores primære mål var at evaluere sikkerheden af ​​kombinationsbehandlingen og give en foreløbig vurdering af behandlingseffekt. Fordi ascorbinsyre synes at være sikkert med samtidig gemcitabin og erlotinib, ville en næste rimeligt skridt være et fase II studie med patienter randomiseret til ascorbinsyre plus gemcitabin /erlotinib versus gemcitabin /erlotinib alene for en længere varighed behandling og vurdere for progressionsfri og samlede overlevelse.

Støtte oplysninger

protokol S1.

forsøgsprotokol

doi:. 10,1371 /journal.pone.0029794.s001

(PDF)

Tjekliste S1.

CONSORT Tjekliste

doi:.. 10,1371 /journal.pone.0029794.s002

(DOC)

Tak

Vi anerkender Michael Mathews for hjælp med koordinering forskning