急性淋巴細(xì)胞性白血病患兒甲氨蝶呤相關(guān)的藥物代謝酶和轉(zhuǎn)運(yùn)體基因多態(tài)性研究進(jìn)展*

劉亞會，楊躍煌，黃體龍

（昆明市兒童醫(yī)院 血液科，云南 昆明 650228）

急性淋巴母細(xì)胞性白血病（acute lymphoblastic leukemia,ALL）是最常見小兒惡性腫瘤，占兒童急性白血病的80%。大劑量氨甲蝶呤（methotrexate,MTX）在ALL 的維持治療和髓外白血病的防治中發(fā)揮著重要作用，能顯著降低ALL 患兒的復(fù)發(fā)率[1]。然而，由于個(gè)體遺傳基因的差異，對藥物療效及不良反應(yīng)不同，部分患兒出現(xiàn)了一些嚴(yán)重的不良反應(yīng)，嚴(yán)重影響患兒的治療及預(yù)后。筆者就MTX 相關(guān)代謝酶及轉(zhuǎn)運(yùn)體基因多態(tài)性與ALL 患兒應(yīng)用大劑量MTX 后不良反應(yīng)的相關(guān)性進(jìn)行綜述。

1 MTX 作用機(jī)制

MTX 廣泛應(yīng)用于白血病、淋巴瘤、頭頸部腫瘤、骨肉瘤及多種自身免疫性疾病。MTX 結(jié)構(gòu)與葉酸類似，為抗葉酸類抗腫瘤藥，主要選擇性地作用于細(xì)胞分裂S 期[2]。MTX 可競爭性地抑制細(xì)胞中二氫葉酸還原酶（dihydrofolate reductase,DHFR）活性，阻止二氫葉酸還原為四氫葉酸，使四氫葉酸產(chǎn)生受阻，一碳單位形成減少，影響核酸和蛋白質(zhì)的合成。MTX 主要通過還原葉酸載體-1 進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)，在多聚谷氨酸鹽合成酶的作用下，形成活性形式MTX 多聚谷氨酸，MTX多聚谷氨酸被γ-谷氨?；饷杆猓?jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)體家族流出細(xì)胞[3]。

2 MTX 代謝相關(guān)酶的基因多態(tài)性

2.1 亞甲基四氫葉酸還原酶基因

亞甲基四氫葉酸還原酶（methyl tetrahydrofolate reductase,MTHFR）是葉酸代謝過程的關(guān)鍵酶。MTX主要通過影響核酸代謝來發(fā)揮細(xì)胞毒作用，其療效與胞內(nèi)5，10-亞甲基四氫葉酸濃度呈正相關(guān)。人類MTHFR基因定位于lp36.3，該基因具有多態(tài)性，其活性直接影響5，10-亞甲基四氫葉酸濃度，從而影響MTX 的療效和不良反應(yīng)。MTHFR基因突變率較高的位點(diǎn)為C677T 和A1298C。C677T 突變可產(chǎn)生不耐熱的酶變體，引起MTX 化療后體內(nèi)同型半胱氨酸水平快速上升，造成肝功能損傷[4]。有研究表明，與野生677CC 基因型比，677CT 基因型患兒血漿中半胱氨酸和MTX 水平明顯升高，肝腎和胃腸道反應(yīng)毒性增加[5]。在1 個(gè)98例ALL 兒童的研究中，61例患兒有基因變異，突變基因的數(shù)目與肝、腎功能損害有關(guān)，肝功能損害率為23.47%，腎功能損害率為15.31%，胃腸道反應(yīng)率為48.98%，黏膜病變率為46.94%，表明MTHFRC677T 基因變異可明顯增加患兒的MTX 不良反應(yīng)[6]。對93例ALL 患者的研究表明，MTHFR677CT/TT 基因型者發(fā)生口腔黏膜損害的風(fēng)險(xiǎn)是CC 型者的2.81 倍，TT 型是CC 型的5.53 倍，且發(fā)生＞Ⅱ級骨髓抑制的風(fēng)險(xiǎn)是CC 型的3.75 倍[7]。在1 個(gè)144例ALL 患兒的研究表明，MTHFR中rs377966 和rs3513728 多態(tài)性與血清MTX 濃度有關(guān)，提示miRNAs 可能參與MTHFR的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控[8]。

2.2 二氫葉酸還原酶基因

DHFR基因位于人染色體5q11.2 ～q13.2，其編碼的DHFR 是二氫葉酸轉(zhuǎn)化為5，10-亞甲基四氫葉酸的關(guān)鍵酶，為MTX 作用的主要靶點(diǎn)，MTX 進(jìn)入體內(nèi)后競爭性抑制DHFR，引起甲基化及DNA 合成異常[9]。DHFR基因水平提高引起酶活性升高是MTX 獲得性耐藥的一個(gè)重要原因。有研究發(fā)現(xiàn)，高危組患者與A680C、A317G 和C35T 多態(tài)性相關(guān)，單倍型的攜帶者比非攜帶者無事件生存率更低[10]。DHFR啟動子區(qū)域680AA 患兒對MTX 更敏感，起始劑量是標(biāo)準(zhǔn)劑量的66%，更容易保持足夠的骨髓抑制水平，復(fù)發(fā)率更低，但嚴(yán)重中性粒細(xì)胞減少的發(fā)生率較高，肝毒性更大[11]。提示DHFR基因多態(tài)性可為MTX 劑量的選擇提供依據(jù)。南印度人群中，DHFR-317A＞G ALL 患兒復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)增加與總體生存率降低相關(guān)，DHFR-317AA和-680CA 與MTX 引起的嚴(yán)重白細(xì)胞減少癥相關(guān)[12]。

2.3 胸苷酸合成酶基因

胸苷酸合成酶（thymidylate synthase,TS）基因位于18p11.32 上，是三磷酸脫氧胸苷合成的關(guān)鍵酶。MTX 可直接抑制TS 活性，導(dǎo)致DNA 合成受限。常見的基因型為2R/2R、2R/3R 及3R/3R[13]。不同TS基因型ALL 患兒化療后大劑量MTX 不良反應(yīng)發(fā)生率無顯著差異，與化療后血漿MTX 濃度的變化無關(guān)[14]。即TS基因多態(tài)性對兒童大劑量MTX 相關(guān)毒性的發(fā)生無影響。有研究報(bào)道，TS2R/3R/4R 突變的土耳其ALL患者M(jìn)TX 水平更高，白血病兒童可以耐受大劑量MTX，從而降低白血病復(fù)發(fā)[15]。這些研究中相互矛盾的結(jié)果可能與種族、樣本量大小、MTX 劑量、毒性等級或藥物組合的差異有關(guān)。

3 MTX 轉(zhuǎn)運(yùn)體的基因多態(tài)性

3.1 還原葉酸載體1

還原葉酸載體-1 又稱SLC19A1，位于染色體21q22.3 區(qū)域，G80A 是其常見的多態(tài)性位點(diǎn)，該突變可導(dǎo)致轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白對葉酸或MTX 的親和力下降，使葉酸或MTX 轉(zhuǎn)運(yùn)減少。其編碼蛋白SLC19A1 是MTX 進(jìn)入細(xì)胞并發(fā)揮抗癌作用的主要轉(zhuǎn)運(yùn)載體[16]。SLC19A1單核苷酸多態(tài)性與大劑量MTX 毒性相關(guān)，rs2838958 TT 基因型的患者發(fā)生黏膜炎的概率更高，單倍型TGTTCCG（H4）患者大劑量MTX 治療期間不良事件發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)顯著降低[17]。有研究表明，miR-595 通過與SLC19A1的3'非翻譯區(qū)結(jié)合，抑制SLC19A1的表達(dá)，增加血漿中MTX 濃度[18]。此外，在ALL 患兒中miR-5189 和miR-6083 可 能 影 響SLC46A1 和SLC01A2 轉(zhuǎn)運(yùn)體的功能，影響患者的MTX 水平[19]。ALL 患者中SLC19A1基因減少的G80A 單核苷酸多態(tài)性與預(yù)后較差相關(guān)，CANDELARIA 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，存在SLC19A180G＞A SNP 的ALL 患者無復(fù)發(fā)生存率和總生存率均較低。LIU 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，SLC19A1rs2838958 基因多態(tài)性與ALL 患兒微小殘留病變顯著相關(guān)，SLC19A1rs2838958 AA 基因型ALL 患兒5年無事件生存率（78.5%）顯著低于G 基因攜帶患兒（92.2%）。

3.2 有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體編碼

有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽1B1（SLC0B1）由基因編碼，是體內(nèi)主要的攝取轉(zhuǎn)運(yùn)體，主要分布在肝臟、腎臟、腦及小腸等組織器官，將MTX 從血液向肝細(xì)胞的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。研究較多的位點(diǎn)主要為rs11045879、rs4149081、rs4149056 及rs2306283 等。rs4149081與rs11045879 位點(diǎn)均位于SLC01B1基因非編碼區(qū)，不參與氨基酸的編碼，可能通過參與mRNA 剪接修飾而調(diào)節(jié)其功能[22-23]。對48例兒童ALL 研究發(fā)現(xiàn)，SLC01B1rs4149056 和rs11045879 患兒對MTX 耐受能力差，不耐受MTX 的患兒開始劑量應(yīng)低于標(biāo)準(zhǔn)劑量，可作為個(gè)體化MTX 給藥的重要遺傳標(biāo)記[24]。一項(xiàng) 322例大劑量MTX 治療的中國ALL 兒童研究中發(fā)現(xiàn)，SLC01B1rs10841753 與血漿MTX 水平顯著相關(guān)，rs10841753 CC 基因型比TC 或TT 患者血漿MTX 水平低[21]。280例B-ALL 患者研究發(fā)現(xiàn)，rs11045879 CC基因型和rs4149081 AA 基因型患兒血漿MTX 濃度顯著增加。A-C 單體型攜帶者的MTX 清除延遲，但G-T單體型者M(jìn)TX 延遲清除的風(fēng)險(xiǎn)較低[25]。

3.3 ATP 結(jié)合盒式蛋白超家族

ATP 結(jié)合盒式蛋白是一類ATP 驅(qū)動泵，其轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族可分為ABCA ～ABCG 7 個(gè)亞家族，其中ABCBl、ABCCl-4 和ABCG2 在MTX 流出細(xì)胞中起到重要作用。ABCC2rs374065 A＞G 多態(tài)性可使ABCC活性顯著降低，引起細(xì)胞內(nèi)MTX 水平顯著升高，產(chǎn)生毒性和耐藥性[26]。ABCC4C934A 可降低MTX 的流出，故患兒所需MTX 劑量較低，并且血小板減少，血清中乳酸脫氫酶升高等血液學(xué)不良反應(yīng)發(fā)生率升高。表明ABCC4基因突變的患兒對MTX 比較敏感[27]。對70例ALL 患兒的研究表明，ABCB1C3435T 位點(diǎn)基因多態(tài)性與ALL 患兒大劑量MTX 化療后MTX 血藥濃度及ALL 患兒大劑量MTX 化療后發(fā)生口腔黏膜損害和肝臟損害的發(fā)生率存在相關(guān)性[28]。

4 問題與展望

ALL 在兒童白血病中最為常見，MTX 是兒童ALL緩解后治療的關(guān)鍵藥物。MTX 的藥物代謝和藥物療效個(gè)體間差異大，影響因素復(fù)雜，MTX 藥物代謝酶及轉(zhuǎn)運(yùn)體基因多態(tài)性與MTX 療效、不良反應(yīng)密切相關(guān)，可能成為預(yù)測MTX 毒性反應(yīng)的遺傳學(xué)標(biāo)志。臨床開展MTX 藥物代謝酶與轉(zhuǎn)運(yùn)體基因多態(tài)性檢測有助于指導(dǎo)大劑量MTX 的個(gè)體化用藥，可以減少藥物相關(guān)不良反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)一步提高ALL 患兒的療效。