概論#

造血作用(hematopoiesis)是指從未分化幹細胞持續產生紅血球、血小板及白血球的過程,正常人每日可生成超過 2000 億顆新血球。造血機制位於成人骨髓中,需要三種必要營養素——鐵(iron)、維生素 B12(vitamin B12)及葉酸(folic acid)——以及造血生長因子(hematopoietic growth factors)的支持。缺乏任一者均可導致功能性血球不足。

貧血(anemia)是最常見的血球缺乏症,多種型態可藥物治療;白血球減少(neutropenia)及血小板減少(thrombocytopenia)部分類型同樣可以藥物介入。


鐵缺乏與鐵劑#

基礎藥理#

鐵構成血紅素(heme)中的鐵-卟啉環核心,與球蛋白鏈共同形成血紅蛋白(hemoglobin),是氧氣由肺部運送至組織的關鍵結構。鐵不足時,紅血球小而血紅蛋白含量低,形成小球性低血色素貧血(microcytic hypochromic anemia)。鐵-血紅素也存在於肌紅蛋白(myoglobin)和各種細胞色素(cytochrome)中。

吸收與調控

  • 鐵以二價亞鐵(Fe²⁺)形式由十二指腸及近端空腸吸收;膳食中的非血紅素鐵需先經鐵還原酶(ferrireductase)還原為 Fe²⁺,再透過二價金屬轉運體 DMT1(divalent metal transporter 1)進入腸黏膜細胞。
  • 血紅素鐵(heme iron)可直接以完整形式由腸道吸收,效率較高;動物性食品因而是優良鐵來源。
  • 吸收入腸黏膜後,鐵經由鐵輸出蛋白(ferroportin)跨越基底外側膜進入血液。
  • 肝臟分泌的**鐵調素(hepcidin)**是關鍵中樞調控因子:高鐵儲存時 hepcidin 上升,抑制 ferroportin,減少腸道鐵釋放;鐵缺乏或紅血球生成需求增加時 hepcidin 下降,促進吸收。

轉運與儲存

  • 血液中的鐵與轉鐵蛋白(transferrin,β-球蛋白)結合運送;轉鐵蛋白飽和度(transferrin saturation)可用於評估鐵狀態。
  • 鐵儲存於鐵蛋白(ferritin)中;血清鐵蛋白濃度與體內鐵儲量呈正比,為重要臨床指標。
  • 鐵無主動排泄機制,每日僅由腸道剝落及微量膽汁、尿液損失約 1 mg。

Figure 33-1:鐵在腸道上皮、骨髓紅血球前驅細胞、肝細胞及脾臟巨噬細胞之間的吸收、轉運與調控示意圖

缺鐵貧血的病因與適應症#

缺鐵是慢性貧血最常見的原因。常見高危族群:

  • 嬰幼兒(尤其早產兒)、快速生長的兒童
  • 懷孕及哺乳婦女
  • 月經出血量大的女性(每次月經約損失 30 mg 鐵)
  • 慢性腎臟病患者(血液透析時紅血球損失增加)
  • 胃切除術後或吸收不良症候群患者

成年男性及停經後婦女若出現缺鐵貧血,須排除隱性胃腸道出血

診斷缺鐵貧血的典型檢查結果:血清鐵(SI)< 30 mcg/dL、總鐵結合力(TIBC)升高、轉鐵蛋白飽和度 < 10%、血清鐵蛋白 < 20 mcg/L,紅血球平均容積(MCV)< 80 fL。

鐵劑的使用#

口服鐵劑

口服鐵劑在大多數患者中效果等同靜脈注射,優先採用。推薦使用二價鐵鹽:

  • 硫酸亞鐵(ferrous sulfate):最常用,325 mg 片含 65 mg 元素鐵
  • 葡萄糖酸亞鐵(ferrous gluconate):325 mg 片含 36 mg 元素鐵
  • 富馬酸亞鐵(ferrous fumarate):325 mg 片含 106 mg 元素鐵

成人治療劑量為每日 200–400 mg 元素鐵(約每日吸收 50–100 mg),需持續口服至貧血矯正後再補充 3–6 個月以恢復鐵儲量。

常見不良反應:噁心、上腹不適、腹絞痛、便祕、腹瀉。餐中或餐後服用可降低腸胃道副作用。服用鐵劑後糞便變黑為正常現象,但須注意勿遮蔽胃腸道出血的診斷。

靜脈注射鐵劑

適應症:無法耐受口服鐵劑、吸收不良,或慢性腎臟病接受紅血球生成素治療者。可用製劑包括:

  • 右旋醣酐鐵(iron dextran):可靜脈或深層肌肉注射;靜脈給予可一次補足所需總劑量。低分子量劑型(INFeD)過敏風險低於高分子量劑型(Dexferrum)。使用前須先給予小劑量測試以偵測過敏反應。
  • 鈉鐵葡萄糖酸複合物(sodium ferric gluconate complex)蔗糖鐵(iron sucrose):過敏風險較低。
  • 鐵羧基麥芽糖酯(ferric carboxymaltose):碳水化合物包覆膠體,緩慢釋放生物活性鐵。
  • 磁性鐵(ferumoxytol):奈米粒子製劑,可能干擾磁振造影(MRI),FDA 已發出黑框警告注意潛在致命性過敏反應。

慢性靜脈鐵治療須監控鐵蛋白及轉鐵蛋白飽和度以防鐵過載。

鐵中毒#

急性鐵中毒

幾乎僅見於兒童意外吞服鐵劑;10 片市售鐵劑即可對幼童致命。臨床表現:壞死性胃腸炎(嘔吐、腹痛、血性腹瀉)→ 休克、嗜睡、呼吸困難 → 嚴重代謝性酸中毒、昏迷甚至死亡。

治療:

  • 全腸道灌洗(whole bowel irrigation)清除未吸收鐵劑
  • **去鐵胺(deferoxamine)**靜脈注射以螯合已吸收的鐵,促進尿液及糞便排除
  • 活性炭無效(不與鐵結合)

慢性鐵過載(血色素沉著症,hemochromatosis)

多見於遺傳性血色素沉著症(吸收過多)或長期輸血(如 β-地中海型貧血)。鐵過量沉積於心臟、肝臟、胰臟等器官,造成器官衰竭。

治療:

  • 無貧血者以定期**靜脈放血(phlebotomy)**最有效
  • 口服去鐵酮(deferiprone):罕見粒球缺乏症,需每週監測血球計數
  • 口服去鐵斯若(deferasirox)或靜脈去鐵胺(deferoxamine):適用於無法靜脈放血者

鐮狀細胞疾病與羥基脲#

鐮狀細胞疾病(sickle cell disease)是一種遺傳性溶血性貧血,患者為 β-血紅蛋白 S(HbS,第 6 位胺基酸由麩胺酸換成纈胺酸)的同型或複合雜型合子。非洲裔族群發生率較高,因雜型合子具有對抗瘧疾的保護作用。

主要病理機制不在貧血本身(患者慢性血容積比 20–30%,血紅蛋白 7–10 g/dL,已有代償),而在於脫氧的 HbS 形成聚合體,使紅血球變形,阻塞微血管,造成靜脈閉塞性損傷(veno-occlusive damage):

  • 肌肉骨骼:劇烈骨關節痛
  • 腦血管:缺血性腦中風
  • 脾臟損傷:增加莢膜菌(如肺炎鏈球菌)感染風險
  • 肺部:感染及肺高壓風險上升

**羥基脲(hydroxyurea,hydroxycarbamide)**是目前主要的藥物治療:

  • 作用機制:透過尚未完全闡明的途徑,增加胎兒血紅蛋白(HbF)的產生,HbF 干擾 HbS 聚合
  • 本身為抗癌藥物,抑制核糖核苷酸還原酶(ribonucleotide reductase),使 DNA 合成受阻
  • 臨床適應症:美國批准用於成人復發性鐮狀細胞危象,歐洲批准成人及兒童
  • 不良反應:造血抑制、腸胃道副作用、孕婦致畸胎性

**伏塞洛托(voxelotor)**是另一口服新藥,與 HbS 結合、提高其對氧氣的親和力,減少鐮狀化,已獲 FDA 加速批准。


維生素 B12(鈷胺素)#

基礎藥理#

維生素 B12(cobalamin)由微生物合成,動物及植物無法自行製造。主要食物來源為肉類(尤其肝臟)、蛋、乳製品。口服吸收需要內因子(intrinsic factor)——由胃黏膜壁細胞分泌的醣蛋白——在迴腸末端形成複合體後被受體介導吸收。

體內儲量豐富(成人肝臟儲存 3000–5000 mcg),每日需求量約 2 mcg,因此吸收中斷後約需 5 年才出現缺乏症狀。

作用機制#

維生素 B12 參與兩個關鍵酵素反應:

  1. 甲基化反應:甲基鈷胺素(methylcobalamin)作為中間體,協助 N5-甲基四氫葉酸轉為四氫葉酸,並將甲基轉給高半胱胺酸以生成甲硫胺酸。B12 缺乏時,葉酸被困在甲基四氫葉酸形式(「甲基葉酸阱(methylfolate trap)」),無法進入四氫葉酸輔因子池,導致 DNA 合成所需的 dTMP 及嘌呤不足,引起巨大紅血球性貧血。
  2. 甲基丙二醯輔酶 A(methylmalonyl-CoA)異構化:由 B12 依賴的甲基丙二醯輔酶 A 變位酶催化,轉換為琥珀醯輔酶 A;B12 缺乏時甲基丙二酸(methylmalonic acid)積累,可作為診斷指標。

Figure 33-2:維生素 B12 參與的兩個酵素反應:(A) 甲基轉移(methylcobalamin 作為中間體)和 (B) L-methylmalonyl-CoA 異構化為 succinyl-CoA

大劑量葉酸可部分矯正 B12 缺乏引起的貧血,但無法防止神經系統損傷。因此診斷巨球性貧血時,必須同時測定 B12 及葉酸血清濃度以區分病因。

缺乏原因#

  • 惡性貧血(pernicious anemia):最常見原因;胃黏膜萎縮,壁細胞無法分泌內因子,常有抗內因子自體抗體
  • 部分或全胃切除術後
  • 迴腸末端病變(炎症性腸道疾病、手術切除)
  • 嚴格素食者(多年後可能出現)

治療#

幾乎所有缺乏案例均由吸收不良造成,因此需腸道外注射

  • 氰鈷胺素(cyanocobalamin)羥鈷胺素(hydroxocobalamin),後者血漿半衰期較長,為優選
  • 初始劑量:100–1000 mcg 肌肉注射,每日或隔日,持續 1–2 週以補充儲量
  • 維持劑量:每月肌肉注射 100–1000 mcg,終身給藥
  • 有神經症狀者需每 1–2 週注射 6 個月後再換回月療
  • 拒絕注射者:每日口服 1000 mcg B12 可透過被動擴散彌補吸收不足(適用惡性貧血)
  • 緩解後可改用鼻腔噴霧或凝膠製劑

葉酸#

基礎藥理#

葉酸(folic acid,pteroylglutamic acid)的活性形式——四氫葉酸(tetrahydrofolate)——是一碳單元轉移反應的輔因子,為胺基酸、嘌呤及 dTMP 合成所必需。

Figure 33-4:葉酸(pteroylglutamic acid)的化學結構,由蝶啶(pteridine)衍生物、PABA 及麩胺酸(glutamic acid)三部分組成

體內儲量相對較低(肝臟約 5–20 mg),每日需求量較高,若攝入中斷,1–6 個月內即可發展為巨球性貧血。

葉酸由近端空腸以主動與被動轉運吸收;膳食多麩醯胺酸化合物須先水解為單麩醯胺酸形式才能吸收。

Figure 33-3:葉酸代謝循環示意圖——四氫葉酸(THF)在 DNA 合成(dTMP、嘌呤)及甲基化反應中的核心作用,標示 B12 缺乏時的「甲基葉酸阱」(點 1)及藥物阻斷位點(點 2、3)

缺乏原因#

  • 攝取不足(酒精依賴者、飲食不均衡者)
  • 需求增加:懷孕、溶血性貧血
  • 吸收不良症候群
  • 藥物引起:甲氨蝶呤(methotrexate)、三甲苄氨嘧啶(trimethoprim)、乙胺嘧啶(pyrimethamine)皆抑制二氫葉酸還原酶(dihydrofolate reductase);苯妥英(phenytoin)長期使用亦可導致缺乏
  • 腎透析患者(葉酸隨透析液流失)

臨床意義#

葉酸缺乏與**神經管缺陷(neural tube defects,NTDs)**相關。美國自 1998 年起強制補充葉酸於穀物製品,已使 NTD 發生率顯著下降。

大量補充葉酸可能掩蓋 B12 缺乏引起的貧血,但無法防止其神經損傷,對未被識別的 B12 缺乏患者具有危險。

治療#

  • 口服葉酸 1 mg/d 即可矯正缺乏性巨球性貧血、恢復正常葉酸水平及補充儲量
  • 治療持續至缺乏原因去除;永久性吸收不良或飲食問題者需長期補充
  • 高風險族群預防性補充:孕婦、酒精依賴者、溶血性貧血、肝病、腎透析患者

造血生長因子#

造血生長因子(hematopoietic growth factors)是調節骨髓前驅細胞增生與分化的糖蛋白激素,藉由重組 DNA 技術大量生產以供臨床使用。


紅血球生成素(Erythropoietin)#

藥理特性

紅血球生成素(erythropoietin,EPO)是 34–39 kDa 的糖蛋白,由腎臟在組織缺氧時分泌。常用製劑:

  • 依泊汀 alfa(epoetin alfa,rHuEPO):哺乳動物細胞表現,靜脈注射半衰期 4–13 小時,每週三次給藥
  • 達貝泊汀 alfa(darbepoetin alfa):過度醣基化修飾,半衰期較 epoetin alfa 長 2–3 倍,每週一次給藥
  • 甲氧基聚乙二醇-依泊汀 beta(methoxy polyethylene glycol-epoetin beta):聚乙二醇化長效製劑,每 2 週或每月給藥一次

EPO 與紅血球前驅細胞上的受體(JAK/STAT 超家族)結合,促進增生分化及網狀細胞釋放。

臨床應用

紅血球生成刺激劑(erythropoiesis-stimulating agents,ESAs)的主要適應症:

  • 慢性腎臟病相關貧血(最主要用途)
  • 接受 HIV 抗病毒藥齊多夫定(zidovudine)治療的貧血
  • 化療引起骨髓抑制性貧血(Hb < 10 g/dL 時才使用)
  • 擇期非心臟非血管手術前預防性使用

治療目標:維持血紅蛋白 10–12 g/dL 以下,勿超出。幾乎所有慢性腎臟病患者使用 ESAs 期間均需同步補充口服或靜脈鐵劑。

毒性

  • 最常見:高血壓、血栓栓塞事件
  • 血紅蛋白 > 11 g/dL 時,嚴重心血管事件、腦中風及死亡率風險顯著增加
  • 癌症患者 ESA 薈萃分析顯示全因死亡率及靜脈栓塞率增加
  • 罕見:純紅血球再生不良(pure red cell aplasia,PRCA)——伴隨抗 EPO 中和抗體
  • 禁用於具治癒性意圖的癌症治療期間

紅血球生成素是運動員常見的禁藥(「血液興奮劑」),可提升耐力表現;各大賽事均有檢測。


骨髓性生長因子(G-CSF 與 GM-CSF)#

製劑與藥代動力學

  • G-CSF(filgrastim):重組人類粒細胞群落刺激因子,大腸桿菌表現,非醣基化,分子量 18 kDa,皮下或靜脈注射半衰期 2–7 小時
  • pegfilgrastim:filgrastim 的聚乙二醇化產物,半衰期大幅延長,每個化療週期僅需單劑給藥
  • GM-CSF(sargramostim):重組人類粒球-單核球群落刺激因子,酵母菌表現,部分醣基化

作用機制

  • G-CSF:促進已確定走向嗜中性球系列的前驅細胞增生分化;增強成熟嗜中性球的吞噬活性;顯著動員造血幹細胞至周邊血液(PBSC mobilization)
  • GM-CSF:作用更廣,可促進顆粒球、紅血球及巨核細胞前驅細胞增生;亦可動員幹細胞,但效果及耐受性均不及 G-CSF

臨床應用

  1. 化療引起的嗜中性白血球減少症:G-CSF 顯著加速嗜中性球恢復,降低發熱性嗜中性白血球減少症、廣效抗生素使用及住院天數;適用於高風險患者(接受 > 20% 發熱性嗜中性白血球減少症風險的方案、曾有發熱性嗜中性白血球減少症病史等)
  2. 急性骨髓性白血球(AML)治療後支持:G-CSF 及 GM-CSF 均獲 FDA 批准,可加速嗜中性球恢復,不增加復發率
  3. 先天性、週期性嗜中性白血球減少症、骨髓增生異常症、再生不良性貧血
  4. 造血幹細胞移植(HSCT)支持:移植後早期給予可縮短嗜中性球恢復時間

Figure 33-5:化療後給予 G-CSF(紅線)相較於對照(綠線),可顯著加速中性球絕對數(ANC)回升、縮短嗜中性球低下期

周邊血液幹細胞(PBSC)動員

G-CSF 皮下注射 5–10 mcg/kg/d 共 4 天,第 5 天進行白血球分離(leukapheresis);目標收集 ≥ 5 × 10⁶ CD34⁺ 細胞/kg。

plerixafor(普勒沙福):一種雙環胺分子,原本作為抗 HIV 藥物研發(抑制 CXCR4)。可阻斷趨化因子 CXCL12 與 CXCR4 的結合,使 CD34⁺ 細胞脫離骨髓,有效動員幹細胞至周邊血液。用於 G-CSF 單獨效果不足的多發性骨髓瘤或非何杰金氏淋巴瘤患者,與 G-CSF 合併使用。腎排泄為主,腎功能不全須調整劑量。

毒性

  • G-CSF/pegfilgrastim:骨痛(停藥後緩解);脾破裂(罕見且嚴重,見於幹細胞動員時)
  • GM-CSF:較多副作用,包括發燒、肌肉痠痛、關節痛、液滲症候群(周邊水腫、胸腔或心包積液)

巨核細胞生長因子(Megakaryocyte Growth Factors)#

血小板減少症患者有出血高風險。血小板輸注雖常用,但不良反應多,且部分患者效果不理想。主要藥物包括:

介白素-11(Interleukin-11,IL-11;oprelvekin)

  • 65–85 kDa 蛋白,由骨髓基質細胞產生
  • 透過細胞表面受體促進多種淋巴球及骨髓細胞生長,包括巨核細胞前驅細胞
  • 適應症:非骨髓性癌症化療後嚴重血小板減少的次級預防
  • 用法:50 mcg/kg/d 皮下注射,化療完成後 6–24 小時開始,持續 14–21 天或血小板 > 50,000/μL
  • 不良反應:疲倦、頭痛、頭暈、血液稀釋性貧血、肺液積聚引起的呼吸困難、心房顫動、低鉀血症

血小板生成素受體促效劑(TPO receptor agonists)

三種 TPO 受體促效劑(romiplostim、eltrombopag、avatrombopag)均獲批准用於治療**慢性免疫性血小板減少症(immune thrombocytopenia,ITP)**對其他治療(類固醇、免疫球蛋白、脾切除)反應不佳的患者:

藥物型式給藥特點
Romiplostim胜肽-抗體融合蛋白皮下注射,每週一次無序列同源性,無誘發自體抗體風險
Eltrombopag小分子口服製劑口服,每日一次與 MPL 受體跨膜域結合;肝毒性風險,需監測肝功能
Avatrombopag小分子口服製劑口服,每日一次亦可用於慢性肝病患者血小板 < 50,000 的手術前預防

所有 TPO 促效劑的共同毒性警告:

  • 門靜脈血栓(肝病患者)
  • 骨髓纖維化(通常可逆)
  • 停藥後反彈性血小板減少症

Romiplostim 在骨髓增生異常症(myelodysplastic syndrome,MDS)患者中使用,可能增加原始細胞比例,提高進展至急性骨髓性白血球的風險。

Fostamatinib

  • 口服前驅藥,活性代謝物 R406 為 SYK 酪胺酸激酶抑制劑
  • 阻斷 B 細胞及 Fc 受體下游訊號路徑,減少抗體媒介的血小板破壞
  • R406 由 CYP3A4 代謝,強效 CYP3A4 抑制劑(如 ketoconazole)可增加藥效
  • 起始劑量:100 mg 每日兩次
  • 不良反應:腹瀉、高血壓、肝毒性、嗜中性球減少