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에피루비신

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1. 개요

에피루비신은 독소루비신의 4'-에피-이성질체로, DNA와 결합하여 DNA 및 RNA 생합성을 억제하는 작용 기전을 가진 항암제이다. 급성 백혈병, 악성 림프종, 유방암, 난소암 등 다양한 암 치료에 사용되며, 다른 항악성 종양제와 병용하여 유방암 수술 전후 화학 요법에 활용된다. 에피루비신은 자유 라디칼 생성, 토포아이소머라제 II 활성화 등을 통해 암세포 사멸을 유도하며, 부작용으로는 탈모, 구역질, 심장 독성 등이 나타날 수 있다. 1980년에 첫 임상 시험이 발표되었으며, 1999년 미국 FDA의 승인을 받아 2007년 특허가 만료되었다.

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에피루비신 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보
에피루비신 2D 구조
에피루비신 2D 구조
에피루비신 공-막대 모델
에피루비신 공-막대 모델
IUPAC 명칭(8S,10S)-10-{[(2R,4S,5R,6S)-4-아미노-5-하이드록시-6-메틸옥산-2-일]옥시}-6,8,11-트라이하이드록시-8-(2-하이드록시아세틸)-1-메톡시-5,7,8,9,10,12-헥사하이드로테트라센-5,12-다이온
상품명엘렌스
Drugs.com에피루비신 염산염
MedlinePlusa603003
임신 범주 (호주)D
임신 범주 (미국)D
법적 지위 (미국)처방전 필요
법적 지위 (영국)POM
투여 경로정맥 주사
약리학 정보
생체 이용률해당 없음
단백질 결합77%
대사간 글루쿠론산화 및 산화
제거 반감기해당 없음
배설담즙 및 신장
화학 정보
CAS 등록번호56420-45-2
ATC 코드L01DB03
PubChem41867
DrugBankDB00445
ChemSpider ID38201
UNII3Z8479ZZ5X
KEGGD07901
ChEBI47898
ChEMBL417
분자식C27H29NO11
SMILESO=C2c1c(O)c5c(c(O)c1C(=O)c3cccc(OC)c23)C[C@@](O)(C(=O)CO)C[C@@H]5O[C@@H]4O[C@H]([C@H](O)[C@@H](N)C4)C
StdInChI1S/C27H29NO11/c1-10-22(31)13(28)6-17(38-10)39-15-8-27(36,16(30)9-29)7-12-19(15)26(35)21-20(24(12)33)23(32)11-4-3-5-14(37-2)18(11)25(21)34/h3-5,10,13,15,17,22,29,31,33,35-36H,6-9,28H2,1-2H3/t10-,13-,15-,17-,22-,27-/m0/s1
StdInChIKeyAOJJSUZBOXZQNB-VTZDEGQISA-N
분자량543.525 g/mol
추가 정보 (일본어 문서 기반)
단백질 결합 (rat)82%
대사 (rat)간 (글루쿠론산 포합)
제거 반감기α상 (분포상): 4.67분, β상 (배설상): 1.15시간, γ상 (배설상): 36.5시간
배설 (rat)담즙 중 35%, 뇨중 20% (96시간)
법적 지위독약, 지정 의약품, 처방전 의약품
투여 경로정맥 주사, 간동맥 주사, 방광 주사

2. 작용 기전

에피루비신은 자유라디칼을 생성하여 세포와 DNA에 손상을 입힌다. 또한 토포아이소머라제 II를 활성화시켜 DNA를 임의로 절단하게 한다.[22]

에피루비신의 작용 기전은 독소루비신 및 기타 안트라사이클린계 약물과 유사하다. 에피루비신은 뉴클레오티드 염기쌍 사이에 평면 고리를 삽입하여 DNA와 복합체를 형성하고, 이는 복제 및 전사를 억제하며 토포아이소머라제 II에 의한 DNA 절단을 유발한다. 이후 에피루비신은 토포아이소머라제 II-DNA 복합체를 안정화시켜 DNA 가닥의 비가역적 파손을 일으켜 세포 사멸을 초래한다.[4][5] 또한, 에피루비신은 DNA, 세포막, 미토콘드리아에 반응성이 높은 세포 독성 자유 라디칼을 생성한다.[6][7]

에피루비신은 세포 주기의 모든 단계에서 활성을 나타내지만, S기와 G2기에서 가장 활성화되어 최대 세포 사멸을 일으킨다.[5][8] 독소루비신과 마찬가지로 종양 세포의 DNA와 결합하여 DNA와 RNA 생합성을 억제하며, 세포 주기의 S기 및 초기 G2기에서 최대 항종양 효과를 나타낸다.

3. 임상적 사용

에피루비신은 급성 백혈병, 악성 림프종, 유방암, 난소암, 위암, 간암, 요로 상피암(방광암, 신우·요관 종양) 등의 치료에 사용된다.[1] 또한, 다른 항악성 종양제와 병용하여 유방암 수술 전 또는 수술 후 화학 요법에도 사용된다.[1]

3. 1. 유방암

에피루비신은 유방암 치료에 사용되는 항암제 중 하나로, 단독으로 사용되거나 다른 항암제와 병용하여 사용된다. 특히, 유방암 수술 가능 사례에서 수술 전 또는 수술 후 화학 요법으로 다른 항악성 종양제와 병용되기도 한다.[1]

3. 1. 1. 보조 요법

에피루비신을 보조 요법으로 사용하는 목적은 미세 전이를 근절하고 무병 생존 기간을 연장하는 것이다.[1][2]

3. 1. 2. 표준 보조 요법과의 비교

표준 보조 요법은 사이클로포스파미드, 메토트렉세이트 및 플루오로우라실 (CMF)의 조합이다. 이에 비해 에피루비신 요법에는 플루오로우라실/에피루비신/사이클로포스파미드(FEC)가 포함되어 있다. 세 건의 대규모 무작위 연구에서 보조 요법 환경에서 에피루비신 함유 요법인 FEC와 CMF를 직접 비교했다. 첫 번째 및 두 번째 임상 시험에는 유방암이 있는 폐경 전 여성 환자가 포함되었고, 세 번째 임상 시험에는 림프절 양성 또는 음성 유방암이 있는 폐경 전 및 폐경 후 여성 환자가 포함되었다. FEC가 림프절 양성 또는 음성 유방암이 있는 폐경 전 여성에서 CMF만큼 효과적이며, 5년 무재발 생존율 또는 전체 생존율 측면에서 FEC가 추가적인 이점을 제공하지 않는다는 사실이 밝혀졌다.[1]

3. 1. 3. 용량 반응

연구자들은 에피루비신 100mg(FEC 100)이 에피루비신 50mg(FEC 50)보다 더 효과적이라는 것을 발견했다. FEC 100으로 치료받은 환자들은 5년 생존율에서 재발이 없었고, FEC 50 치료를 받은 환자들보다 전체 생존율이 더 높았다. 또한 에피루비신 90mg/m2 (EC 90)와 에피루비신 120mg/m2 (EC 120)를 비교한 결과, 평균 27개월의 추적 관찰 기간 동안 EC 120을 투여받은 환자들의 무병 생존 기간이 EC 90을 투여받은 환자들보다 유의하게 더 길었다. 에피루비신과 타목시펜의 병용은 호르몬 수용체 양성 유방 종양을 가진 림프절 양성 폐경기 여성의 생존율을 증가시켰다.[1]

감량된 용량 강도는 반응률 감소로 이어진다. 전이성 유방암 환자에서 에피루비신과 독소루비신의 등몰 용량은 치료학적으로 동등한 것으로 나타났다. 또한, 전이성 유방암 환자에게 더 용량 집약적인 에피루비신 함유 요법을 투여하면 반응률이 향상되었지만 전체 생존율 증가는 없었다. 임상적으로 유의미한 효과를 감지하려면 화학 요법 용량을 최소한 두 배로 늘려야 한다고 제안한다.[3]

3. 1. 4. 진행성 유방암

에피루비신 단독 요법은 진행성 유방암으로 이전에 화학 요법을 받아야 했던 환자에서 독소루비신 단독 요법과 치료 효과가 동등한 것으로 나타났다.[1]

여러 가지 병용 요법이 있다.

  • FEC: 플루오로우라실 + 시클로포스파미드 + 에피루비신
  • FAC: 플루오로우라실 + 시클로포스파미드 + 독소루비신


중앙 생존율은 에피루비신 단독 요법으로 얻은 결과보다 현저히 우수하다. 또한 FEC 치료가 독성이 덜한 것으로 보인다. 진행성 유방암 환자가 1차 요법 후 질병이 진행되는 경우 후속 화학 요법 요법에 반응할 수 있다. 그러나 반응률과 지속 기간은 일반적으로 이러한 요법(FEC 및 FAC)으로 초기 치료를 받은 후보다 낮다.[1]

감량된 용량 강도는 반응률 감소로 이어진다. 전이성 유방암 환자에서 에피루비신과 독소루비신의 등몰 용량은 치료학적으로 동등한 것으로 나타났다. 또한, 전이성 유방암 환자에게 더 용량 집약적인 에피루비신 함유 요법을 투여하면 반응률이 향상되었지만 전체 생존율 증가는 없었다. 임상적으로 유의미한 효과를 감지하려면 화학 요법 용량을 최소한 두 배로 늘려야 한다고 제안한다.[3]

3. 2. 기타 암

에피루비신은 급성 백혈병, 악성 림프종, 유방암, 난소암, 위암, 간암, 요로 상피암(방광암, 신우·요관 종양) 등에 사용된다.[1] 다른 항악성 종양제와 병용하여 수술 전후 유방암 화학 요법에도 사용된다.[1]

4. 부작용

에피루비신의 일반적인 부작용으로는 구역질탈모증이 있다.[23] 가장 흔한 부작용은 탈모, 구역질/구토, 백혈구 감소증, 구내염이다.[13]

에피루비신과 관련된 많은 부작용은 용량 제한과 관련이 있다. 주요 일반 부작용은 발열, 설사, 구역질 및 구토이다.[7] 적절한 예방적 항구토제 치료를 받지 않은 환자의 50% 이상이 투여 후 처음 24시간 이내에 구역질과 구토를 경험하는데, 이는 에피루비신 용량이 50~75 mg/m2 단일 용량일 경우 발생한다.[5][7]

가역적 탈모와 국소 피부 반응 또한 중요한 부작용이다. 이는 방사선 회상 반응 및 봉와직염과 같은 국소 반응과 관련될 수 있으며, 이로 인해 혈관 외 유출 손상이 발생할 경우 조직 괴사 및 통증이 발생한다.[7][3]

급성 용량 제한 혈액 독성은 구강 또는 점막의 점막염, 염증 및 궤양과 관련이 있다.[3] 가장 심각한 부작용은 에피루비신으로 치료받은 유방암 환자, 특히 환자가 알킬화제 치료를 병행하여 받는 경우에 발생하는 이차성 백혈병이다.[5]

일반적인 독성으로는 사망과 관련 없는 호중구 감소증(<1 × 109 cells/L)이 있으며, 정도는 덜하지만 빈혈 및 혈소판 감소증도 나타난다.[3] 에피루비신의 가장 급성적인 용량 제한 독성은 골수 억제이다. 골수 억제는 혈액 내 백혈구 수 감소인 백혈구 감소증과 관련이 있다.[8][7][3]

그 외에도 심근 장애, 쇼크, 간질성 폐렴, 위축 방광, 간·담도 장애, 위궤양, 십이지장 궤양 등이 나타날 수 있다.

4. 1. 심장 독성

에피루비신의 심장 독성은 심각한 부작용이며 정확한 기전은 아직 알려지지 않았다. 그러나 심장 독성은 적어도 부분적으로 안트라사이클린이 철과 격렬하게 상호작용하여 금속 이온 복합체를 형성함으로써 발생한다는 강력한 증거가 있다.[1] 이는 1979년 Von Hoff 등이 폐부종, 체액 과다 및 노력 불내성을 특징으로 하는 임상적 울혈성 심부전(CHF)으로 성인 암 환자에서 처음 관찰하였다.[14] 전체 환자의 2.2%에서 보고되었으며, 누적 독소루비신 용량 의존적 CHF 발생률은 각각 400mg/m2에서 3%, 550mg/m2에서 7%, 700mg/m2에서 18%였다.[15]

또 다른 주요 부작용은 누적 용량 관련 심장 독성이다.[3] 에피루비신은 다른 안트라사이클린계 항암제와 마찬가지로 축적성 심독성이 나타날 우려가 있다. 따라서 다른 안트라사이클린계 약제에 의한 이전 치료가 한계량(염산 독소루비신에서는 총 투여량이 500mg/m2, 염산 다우노루비신에서는 총 투여량이 25kg)에 도달한 환자에게는 투여가 금지되어 있다. 또한, 안트라사이클린계 약제 미치료의 경우에도 에피루비신의 총 투여량이 900mg/m2을 초과하면 울혈성 심부전의 발현율이 증가하므로, 대부분의 경우 이를 상한으로 한 투약 계획이 세워진다.

5. 약동학

에피루비신의 약동학적 특성은 3구획 모델로 설명할 수 있으며, 초기(알파), 중간(베타) 및 최종(감마) 제거 단계의 반감기는 각각 약 3분, 1시간, 30시간이다.[5][7][8][9][10] 최종 제거 반감기는 독소루비신의 경우 에피루비신보다 약 40~70% 더 길어, 독소루비신과 비교하여 상당한 차이를 보인다.[9] 에피루비신의 약동학은 40~150 mg/m2 범위의 용량에서 선형적으로 나타난다.[9][10][11]

에피루비신의 분포 용적은 높고 가변적인(1000-1500) 것으로 나타났지만, 독소루비신에서 보고된 값과 유사하다.[7][8][10] 이는 조직으로의 광범위한 분포를 나타낸다. 에피루비신의 총 혈장 청소율은 약 45L/h/m2~50L/h/m2로, 독소루비신보다 거의 2배 더 높다.[9][10] 단일 용량 정맥 투여 후 혈장 농도-시간 곡선 아래 면적 값(용량에 맞춰 조정)은 독소루비신이 에피루비신보다 1.3~1.7배 더 높다.[5][7] 에피루비신은 주로 알부민에 77% 결합하며, 이는 약물 농도에 영향을 받지 않는다.[6]

6. 화학적 특성 및 합성

에피루비신은 독소루비신의 4'-에피-이성질체이며, 다우노루비신의 유도체이다. 안트라사이클린 항생 물질로서, 다수의 이온화 가능한 기를 가지고 있어 여러 pKa 값을 가지며, 다양한 용매에 용해된다. 융점은 344.53이며 760 mmHg에서 비등점은 810.3±65.0 °C이다.[17]

보관 기간은 0.9% 염화나트륨 용액이 들어 있는 폴리프로필렌 주사기에서 25°C와 4°C에서 각각 최소 14일 및 180일로 기록되었다.[18] 에피루비신은 여러 가지 출발 물질을 전구체로 사용하여 합성할 수 있다.[19]

6. 1. 화학적 특성

에피루비신은 독소루비신의 4'-에피-이성질체이며, 다우노루비신의 유도체이다. 안트라사이클린 항생 물질로서, 아미노글리코사이드, 테트라센 퀴논, p-퀴논, 1차 알파-히드록시 케톤, 3차 알파-히드록시 케톤 등의 여러 화학 계열에 속한다. 다수의 이온화 가능한 기를 가지고 있어, 여러 pKa 값을 가진다(pKa1 = 9.17 (페놀); pKa2 = 9.93 (아민); pKa3 = 12.67 (히드록실)). 다양한 용매에 용해된다(DMSO 125 mg/mL; 에탄올 120 mg/mL; 25°C에서 물에 93 mg/L (추정)). 융점은 344.53이며 760 mmHg에서 비등점은 810.3±65.0 °C이다.[17]

보관 기간(초기 농도에서 10%가 분해되는 데 걸리는 시간으로 정의)은 0.9% 염화나트륨 용액이 들어 있는 폴리프로필렌 주사기에서 25°C와 4°C에서 각각 최소 14일 및 180일로 기록되었다.[18]

6. 2. 합성

에피루비신은 여러 가지 출발 물질을 전구체로 사용하여 합성할 수 있다.[19]

다우노루비신(Daunorubicin)에서 시작하는 한 가지 경로는[19], 발효 과정에서 흔히 발견되는 부산물인 다우노루비신이 비교적 쉽게 구할 수 있고, 생성물과 구조적으로 유사하기 때문에 (약간의 변경만 필요함) 사용된다.

먼저, 아민기는 더 이상의 반응을 막기 위해 트리플루오로아세트산을 사용하여 보호한다. 다음으로, 수산기를 적도 위치에서 축 위치로 변경해야 하는데, 이는 먼저 중간체 설폭시염을 케토기로 산화시켜 (광학 중심을 잃음) 다음 붕수소화나트륨을 사용하여 입체 특이적 환원을 수행하여 수산기를 축 위치에 위치시키는 방식으로 수행된다.

두 번째로, 초점은 13번 탄소로 이동하며, 여기서 수산기를 추가해야 하는데, 이는 브롬화를 거친 후 개미산과 물의 알칼리염과의 반응을 통해 최종 생성물을 얻는 방식으로 수행된다.

이 경로의 이전 변형 방식[20]은, 먼저 메탄올을 사용하여 다우노루비신을 다우노마이신 원과 다우소사민 메틸 에테르로 분해하는 방식을 사용한다. 유사한 반응을 수행하여 두 개의 수산기를 해당 위치에 놓고, 고리를 재결합한 후 보호기를 제거한다. 이 방식의 단점은 더 많은 화학 물질이 사용되며, 먼저 다우노마이신 원과 다우소사민을 분리해야 한다는 것이다.

두 번째 경로는[19] 13-다우노루비시놀(다우노루비신의 케토기 대신 탄소 13에 하이드록실기가 있음)에서 시작한다. 먼저, 아민기는 트리플루오로아세트산으로 보호된 다음, 4번과 13번 위치의 두 하이드록실기는 DMSO를 사용하여 다시 케토기로 동시에 산화되지만, 다른 알킬화제를 사용한다. 알코올로의 환원은 붕소 수소화물의 유도체(화학식 MHBL3, 여기서 M=Li, Na, K; L=AlkO, AlkCOO, ArCOO)를 사용하여 수행된다. 후속 할로겐화는 H 또는 최대 4개의 탄소 사슬이 Cl, I 또는 Br과 결합된 복합 할로겐화제를 사용하여 수행된다. 최종 가수 분해는 첫 번째 경로의 가수 분해와 유사하다.

7. 역사

에피루비신의 첫 임상 시험과 첫 번째 인체 실험 결과는 1980년에 발표되었다.[24][21] 1984년 업존미국 식품의약국(FDA)에 림프절 양성 유방암 치료제로 에피루비신 승인을 신청했지만, 데이터 부족으로 거절되었다. 1999년 파마시아(당시 업존과 합병)는 림프절 양성 환자의 보조 요법 구성 요소로 에피루비신 사용에 대한 FDA 승인을 받았다.

에피루비신에 대한 특허 보호는 2007년 8월에 만료되었다.

참조

[1] 논문 Randomized trial of dose-dense versus conventionally scheduled and sequential versus concurrent combination chemotherapy as postoperative adjuvant treatment of node-positive primary breast cancer: first report of Intergroup Trial C9741/Cancer and Leukemia Group B Trial 9741 2003-04
[2] 논문 Adjuvant chemotherapy for early breast cancer: optimal use of epirubicin 2005
[3] 논문 Epirubicin: a review of its efficacy as adjuvant therapy and in the treatment of metastatic disease in breast cancer 1999-11
[4] 논문 Current status of epirubicin (Farmorubicin) in the treatment of solid tumours 1990-01
[5] 논문 Epirubicin. An updated review of its pharmacodynamic and pharmacokinetic properties and therapeutic efficacy in the management of breast cancer 1997-03
[6] 웹사이트 Label: ELLENCE - epirubicin hydrochloride injection, solution https://dailymed.nlm[...] National Institutes of Health, National Library of Medicine, U.S. Department of Health & Human Services
[7] 논문 Epirubicin. A review of its pharmacodynamic and pharmacokinetic properties, and therapeutic use in cancer chemotherapy 1993-05
[8] 논문 Epirubicin: a review of the pharmacology, clinical activity, and adverse effects of an adriamycin analogue 1986-03
[9] 논문 Epirubicin. Clinical pharmacology and dose-effect relationship 1993-05
[10] 논문 Clinical pharmacokinetics of epirubicin 1994-06
[11] 논문 Drugs ten years later: epirubicin 1993-05
[12] 논문 Pharmacokinetics of 4'-epi-doxorubicin in man 1983-03-01
[13] 웹사이트 Epirubicin https://www.drugs.co[...]
[14] 논문 Risk factors for doxorubicin-induced congestive heart failure 1979-11
[15] 논문 Anthracycline Chemotherapy and Cardiotoxicity 2017-02
[16] 논문 An exploratory study of body composition as a determinant of epirubicin pharmacokinetics and toxicity 2011-01
[17] 웹사이트 Epirubicin Search https://www.chemspid[...] Royal Society of Chemistry 2022-03-09
[18] 웹사이트 Epirubicin https://pubchem.ncbi[...] U.S. National Library of Medicine 2022-03-09
[19] 특허 A process for preparing epirubicin or acid addition salts thereof from daunorubicin https://patents.goog[...]
[20] 특허 Synthesis of epirubicin from 13-dihydrodaunorubicine https://patents.goog[...]
[21] 서적 Bladder Cancer Academic Press
[22] 논문 Epirubicin. An updated review of its pharmacodynamic and pharmacokinetic properties and therapeutic efficacy in the management of breast cancer 1997
[23] 웹인용 Epirubicin https://www.drugs.co[...]
[24] 서적 Bladder Cancer Academic Press



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