UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與依立替康療效及不良反應的相關性*

周政濤,魏清,張峰,彭緒申,文彩虹

(三峽大學第一臨床醫(yī)學院、湖北省宜昌市中心醫(yī)院1.腫瘤科;2.藥劑科,宜昌 443003)

·用藥指南·

UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與依立替康療效及不良反應的相關性*

周政濤1,魏清2,張峰2,彭緒申1,文彩虹1

(三峽大學第一臨床醫(yī)學院、湖北省宜昌市中心醫(yī)院1.腫瘤科;2.藥劑科,宜昌 443003)

目的 探討UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與依立替康毒性以及治療效果之間的相關性。方法選擇經(jīng)病理證實、有可測量病灶、既往未接受過依立替康治療的晚期大腸癌患者進入研究,采用FOLFIRI方案化學治療(化療),觀察毒副反應發(fā)生情況和療效;化療前提取基因組DNA,分析UGT1A1基因啟動子多態(tài)性。結果研究共入組患者102例,其中出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度中性粒細胞減少15例,分別為75例6/6純合野生型中8例(10.7%),21例6/7雜合突變型中4例(19.0%),6例7/7純合突變型中3例(50.0%),3組間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.027)。另外,102例患者中8例出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度遲發(fā)性腹瀉,7/7純合突變型患者出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度腹瀉的概率明顯高于另兩組,6例患者中有2例出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度腹瀉(33.3%),6/6純合野生型中Ⅲ或Ⅳ度腹瀉的發(fā)生率為5.3%,6/7雜合突變型為9.5%,3組間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.047)。進展時間(TTP)及總生存期(OS)方面,3組間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.640)。結論UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與依立替康化療導致的遲發(fā)性腹瀉具有相關性,其突變型患者發(fā)生延遲性腹瀉的風險增加。UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與依立替康化療導致的中性粒細胞減少具有相關性,其突變型患者發(fā)生中性粒細胞減少的風險增加。UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與依立替康化療療效無相關性。

依立替康;不良反應;UGT1A1;癌,大腸;多態(tài)性,基因

IYER等[1-2]研究首先發(fā)現(xiàn)UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性變異可引起所對應酶的功能和分布異常,使酶活性下降,導致外源藥物和內(nèi)生底物醛酸化異常,而引起一系列連鎖反應。ANDO等[3-4]在對日本大腸癌患者的研究中也觀察到UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性與依立替康的化療毒性反應相關。INNOCENTI等[5]在西方大腸癌患者中也觀察到具有7/7的患者出現(xiàn)Ⅳ度中性粒細胞降低的頻率是6/7,6/6患者的9.3倍(95%CI 2.4～36.4)。目前關于中國大腸癌患者UGT1A1基因啟動子多態(tài)性的研究數(shù)量較少。王巖等[6]研究顯示,中國大腸癌患者UGT1A1啟動子純合突變基因型TA 7/7很少見(約4.3%),而UGT1A1啟動子野生基因型TA 6/6約72.9%,顯著高于白種人的45.2%(P=0.005),這種差異與中國大腸癌患者應用依立替康導致的遲發(fā)性腹瀉發(fā)生率較低有顯著的相關性。但此研究病例數(shù)較少,屬探索性研究。本研究的目的是了解晚期大腸癌患者UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性情況;并探討UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與患者用依立替康化療毒性(延遲性腹瀉、中性粒細胞減少等)以及治療效果之間的相關性,旨在通過UGT1A1啟動子基因多態(tài)性來優(yōu)化以依立替康為基礎的化療,避免其化療的嚴重不良反應。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 病例選擇入選標準:經(jīng)組織學和/或細胞學證實的轉(zhuǎn)移性或復發(fā)的Ⅳ期大腸癌;既往未接受過依立替康治療;至少有一個可測量的客觀腫瘤指標,如放射治療(放療)野內(nèi)為唯一可測量的病灶,需停放療＞6個月;年齡≤75歲;一般行為狀態(tài)評分,體力狀況評分0～2分;預計生存時間≥6個月;血常規(guī)、肝腎功能正常,心電圖基本正常;患者知情同意,并簽署知情同意書。排除標準:目前正在接受其他有效治療方案治療者;妊娠或哺乳期患者;嚴重并發(fā)癥者,肝、腎及心臟功能不全者;患有不易控制的精神病史者;研究者認為不宜參加本試驗者。

1.2 給藥方法 注射用鹽酸依立替康(江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司生產(chǎn),批準文號:國藥準字H20020687,規(guī)格:40 mg)180 mg·(m2)-1加入5%葡萄糖注射液500 mL,靜脈滴注,滴注時間30～90 min,第1天;亞葉酸鈣400 mg·(m2)-1加入5%葡萄糖注射液500 mL,靜脈滴注,滴注時間30～90 min,第1天;氟尿嘧啶400 mg·(m2)-1,靜脈推注,第1天。然后氟尿嘧啶1 200 mg·(m2)-1·d-1×2持續(xù)靜脈滴注[總量2 400 mg·(m2)-1,輸注46～48 h]。每2周為一周期,直至疾病進展(progression disease,PD)或無法耐受不良反應或達到完全緩解(complete response, CR),最多治療12個周期。

1.3 療效評價 化療前抽取患者的外周血,提取基因組DNA,PCR法擴增目的基因片段,直接測序法分析UGT1A1基因啟動子多態(tài)性。在患者每次接受4周期化療后,進行影像學檢查以評價療效。療效評價分為CR、部分緩解(partial response,PR)、疾病穩(wěn)定(stable disease,SD)和PD、治療有效(CR+PR)、疾病控制(CR +PR+SD),同時觀察中位疾病進展時間(time to progression,TTP)和總生存期(overall survival,OS)。參照《美國國立癌癥研究院不良事件通用毒性標準》第3版對不良反應進行評價,分為Ⅰ～Ⅳ度。

1.4 統(tǒng)計學方法 檢測、記錄結果用SPSS 17.0版軟件分析,所有計數(shù)資料采用卡方檢驗Fisher’s確切概率法進行統(tǒng)計,用Kaplan-Meier法計算生存期,logrank檢驗比較不同組別之間的生存差異,P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 患者特征及UGT1A1基因啟動子多態(tài)性頻率分布 研究共入組102例患者,其中男63例(61.8%),女39例(38.2%);結腸癌61例,直腸癌41例;組織學分級高/中分化80例,低分化22例;癌胚抗原(CEA)升高者74例,正常者28例;伴肝轉(zhuǎn)移者72例、肺轉(zhuǎn)移者25例、其他部位轉(zhuǎn)移者5例。UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與患者臨床病理因素的相關性見表1。

2.2 UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與不良反應的相關性 血液學不良反應方面,大多數(shù)患者的不良反應為Ⅰ或Ⅱ度。102例患者中,15例出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度中性粒細胞減少,其中6/6純合野生型中8例(10.7%),6/7雜合突變型中4例(19.0%),7/7純合突變型中3例(50.0%)。7/7純合突變型可明顯增加患者發(fā)生Ⅲ或Ⅳ度中性粒細胞減少的風險,3組間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.027)。4例患者出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度中性粒細胞減少性發(fā)熱,其中6/6純合野生型中2例(2.7%),6/7雜合突變型中1例(4.8%),7/7純合突變型中1例(16.7%),3組間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.23)。5例患者出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度血小板減少,其中6/6純合野生型中2例(2.7%),6/7雜合突變型中2例(9.5%),7/7純合突變型中1例(16.7%),3組間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.17)。4例患者出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度貧血,其中6/6純合野生型中2例(2.7%),6/7雜合突變型中1例(4.8%),7/7純合突變型中1例(16.7%),3組間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.23)。UGT1A1基因啟動子非野生型多態(tài)性未增加Ⅲ或Ⅳ度中性粒細胞減少性發(fā)熱、貧血及血小板下降的風險。

非血液學不良反應方面,102例患者中,8例出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度遲發(fā)性腹瀉。7/7純合突變型患者出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度遲發(fā)性腹瀉的概率明顯高于另外兩組患者,其6例中有2例出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度遲發(fā)性腹瀉(33.3%),6/6純合野生型中Ⅲ或Ⅳ度遲發(fā)性腹瀉的發(fā)生率為5.3%, 6/7雜合突變型為9.5%,3組間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.047)。Ⅲ或Ⅳ度惡心反應的發(fā)生率分別為8.0%,9.5%,33.3%,Ⅲ或Ⅳ度嘔吐反應的發(fā)生率分別為8.0%,14.3%,16.7%,雖然7/7純合突變型組中發(fā)生率稍高,但差異無統(tǒng)計學意義。3組中絕大部分患者都有黏膜反應,但都較輕微,Ⅲ或Ⅳ度黏膜炎的發(fā)生率分別為9.3%,9.5%,16.7%,差異無統(tǒng)計學意義(P=0.844)。3組患者中均無嚴重脫發(fā)反應,絕大部分患者化療中都有疲乏反應,但都較輕微,Ⅲ或Ⅳ度疲乏的發(fā)生率分別為4.0%,4.8%,0.0%,差異無統(tǒng)計學意義(P=0.867)。Ⅲ或Ⅳ度神經(jīng)毒性較少見,其6/6純合野生型組中為2.7%,6/7雜合突變型中為4.8%,7/7純合突變型患者中無Ⅲ或Ⅳ度神經(jīng)毒性出現(xiàn),差異無統(tǒng)計學意義(P=0.800)。UGT1A1基因啟動子純合突變型未增加腹瀉以外的其他非血液學毒性如惡心、嘔吐、黏膜炎、脫發(fā)、疲乏及外周神經(jīng)毒性的發(fā)生風險。

表1 UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與患者臨床病理因素的相關性 例

2.3 UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與療效的關系UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與依立替康化療療效無相關性。UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與療效的關系見表2。

2.4 UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與生存期的關系在TTP方面,6/6純合野生型為10個月,6/7雜合突變型及7/7純合突變型均為9個月,3組間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.798)。在OS方面,6/6純合野生型的中位生存期為20個月,6/7雜合突變型為22個月,7/7純合突變型為21個月,3組間差異無統(tǒng)計學意義(P= 0.640)。

3 討論

3.1 UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性分布情況UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性分布具有明顯的種族差異,7/7純合突變型在白種人中分布較高。美國基因組在實踐和預防中應用的評估(Evaluation of Genomic Applications in Practice and Prevention,EGAPP)工作組的報道顯示[7]:在美國白人中,6/6純合野生型、6/7雜合突變型、7/7純合突變型的比例分別為44.0%, 45.0%,11.0%;在非洲和高加索人群中,7/7純合突變型頻率分別為12%～27%和5%～15%;在東南亞和太平洋人群中較低,為1.2%～5.0%[8-9]。在亞洲的一些相關研究中,日本人和韓國人的UGT1A1基因啟動子分布頻率也存在一定差異,在韓國人中啟動子TA 7/7很罕見,而日本人中此類型的頻率(5.9%)明顯高于韓國人(0%)[10]。ZHANG等[11]對539例漢族人UGT1A1基因多態(tài)性分布頻率進行了研究,發(fā)現(xiàn)UGT1A1基因啟動子區(qū)野生型(TA)6/(TA)6占79.7%,雜合型(TA)6/(TA)7,占15.6%,純合型(TA) 7/(TA)7占4.7%。LIU等[12]對128例中國臺灣大腸癌患者的回顧性分析也顯示7/7純合突變型比例為4.7%。

本研究中102例患者中野生型TA6/TA6、雜合突變型TA6/TA7、純合突變型TA7/TA7分別73.5%, 20.6%,5.9%,與以往漢族人群報告的結果基本相符。

3.2 UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性與依立替康致中性粒細胞減少的關系 在UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性與粒細胞減少的關系方面,多項研究的結果并不相同。中國臺灣的LIU等[12]研究中,UGT1A1基因啟動子突變型患者與Ⅲ度以上白細胞和(或)中性粒細胞減少明顯相關。INNOCENTI等[5]的研究中觀察到6/6純合野生型患者中無Ⅳ度中性粒細胞降低,而在7/7純合突變型中50%患者出現(xiàn)Ⅳ度中性粒細胞降低,6/7雜合突變型中Ⅳ度中性粒細胞降低的發(fā)生率為12.5%。ROUITS等[13]研究顯示6/7雜合突變型、7/7純合突變型與Ⅲ～Ⅳ度中性粒細胞降低具有顯著相關性。ROTH等[14]的研究結果亦顯示7/7純合突變型患者中出現(xiàn)Ⅳ度中性粒細胞降低的風險明顯增高。與上面報道不同的是, MARCUELLO等[15]研究中依立替康劑量350 mg·(m2)-1,每3周重復或180 mg·(m2)-1,每2周重復,他們觀察到突變型患者血液學毒性增加,但與野生型相比差異無統(tǒng)計學意義。

本研究發(fā)現(xiàn)6/6純合野生型、6/7雜合突變型、7/7純合突變型患者Ⅲ或Ⅳ度中性粒細胞降低的發(fā)生率分別為10.7%,19.0%,50.0%(P=0.027),3組間差異有統(tǒng)計學意義。7/7純合突變型可明顯增加患者發(fā)生Ⅲ或Ⅳ度中性粒細胞減少的風險。但在血小板減少、貧血方面3組差異無統(tǒng)計學意義。

3.3 UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性與依立替康致腹瀉的關系 在UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性與腹瀉的關系方面,多項研究顯示突變型患者Ⅲ或Ⅳ度腹瀉的發(fā)生率明顯高于野生型患者,在其他非血液學不良反應如惡心、嘔吐、黏膜炎、脫發(fā)、疲乏、外周神經(jīng)毒性等方面野生型與突變型患者之間差異無統(tǒng)計學意義。MARCUELLO等[15]研究發(fā)現(xiàn)遲發(fā)性腹瀉的發(fā)生率與基因多態(tài)性具有明顯相關性,6/6純合野生型、6/7雜合突變型、7/7純合突變型遲發(fā)性腹瀉的發(fā)生率分別為17%,33%,70%(P=0.005)。季楚舒等[16]回顧性分析了64例接受依立替康/氟尿嘧啶一線化療的晚期結直腸癌患者,發(fā)現(xiàn)突變型患者Ⅲ或Ⅳ度腹瀉的發(fā)生率明顯增高,其突變型、野生型腹瀉的發(fā)生率分別為38.5%,9.8%,差異有統(tǒng)計學意義(P=0.035)。LIU等[12]回顧性分析了128例中國臺灣晚期大腸癌患者接受依立替康雙周治療的結果,顯示突變型(包括6/ 7,7/7)與野生型患者其嚴重腹瀉的發(fā)生率分別為26.9%,5.9%(P＜0.01),非野生型基因患者接受依立替康化療需要下調(diào)劑量的比率明顯高于野生型(42.3%比12.7%,P＜0.01)。ANDO等[3-4]研究亦認為與野生型患者相比,突變型患者其嚴重腹瀉的發(fā)生率增加3.5倍,

表2 UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與治療效果的相關性

在本研究中,6/6野生型、6/7雜合突變型、7/7純合突變型患者遲發(fā)性腹瀉的發(fā)生率分別為5.3%, 9.5%,33.3%(P=0.047),UGT1A1非野生基因型可增加患者發(fā)生Ⅲ度以上腹瀉的風險,7/7純合突變型患者出現(xiàn)Ⅲ或Ⅳ度腹瀉的概率明顯高于另兩組患者。

3.4 UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性與依立替康化療療效的關系 國內(nèi)外的多項研究均顯示UGT1A1基因啟動子的多態(tài)性與依立替康化療的療效無相關性。在MARCUELLO等[15]的研究中,野生型和突變型患者在治療有效率方面差異無統(tǒng)計學意義,但是他們觀察到野生型患者的生存期有延長的趨勢(P=0.09)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因部分可能是在突變型患者中由于嚴重腹瀉導致依立替康劑量降低的緣故。KWEEKEL等[17]的研究中選用了不同的含依立替康方案,其結果顯示TA6/TA6與TA6/TA7、TA7/TA7在依立替康化療療效方面差異無統(tǒng)計學意義。

本研究中,無論是治療有效率、疾病控制率還是TTP、OS,3組之間均差異無統(tǒng)計學意義,與國內(nèi)外的多項研究結果相符。

基于以上多項研究的結果,TOFFOLI等[18]進行了一項在基因檢測指導下的Ⅰ期臨床研究:在剔除7/7純合突變型的晚期大腸癌患者中進行依立替康的Ⅰ期臨床劑量遞增研究,結果顯示:在6/6純合野生型患者中依立替康劑量遞增至420 mg·(m2)-1、6/7雜合突變型患者中依立替康劑量遞增至370 mg·(m2)-1出現(xiàn)劑量限制性毒性(dose-limiting toxicity,DLT),確定6/6純合野生型患者的最大耐受劑量(maximum-tolerated dose,MTD)為370 mg·(m2)-1,6/7雜合突變型患者的MTD為310 mg·(m2)-1。提示對于這兩類患者目前FOLFIRI方案中依立替康180 mg·(m2)-1劑量可能偏低。

綜合以上多項研究結果,目前認為UGT1A1基因啟動子多態(tài)性與依立替康化療導致的遲發(fā)性腹瀉、中性粒細胞減少具有相關性,其突變型較野生型的患者發(fā)生延遲性腹瀉、中性粒細胞減少的風險增加;尤其是7/7純合突變型患者其遲發(fā)性腹瀉、中性粒細胞減少發(fā)生的風險增加更為顯著。

[1] IYER L,KING C D,WHITINGTON P F,et al.Genetic predisposition to the metabolism of irinotecan(CPT-11).Role of uridine diphosphate glucuronosyltransferase isoform 1A1 in the glucuronidation of its active metabolite(SN-38)in human liver microsomes[J].J Clin Invest,1998,101(4): 847-854.

[2] IYER L,DAS S,JANISCH L,et al.UGT1A1*28 polymorphism as a determinant of irinotecan disposition and toxicity [J].Pharmacogenomics J,2002,2(1):43-47.

[3] ANDO Y,SAKA H,ANDO M,et al.Polymorphisms of UDP-glucuronosyltranserasegeneandirinotecantoxicity:a pharmacogenetic analysis[J].Cancer Res,2000,60(24): 6921-6926.

[4] ANDO Y,UEOKA H,SUGIYAMA T,et al.Polymorphisms of UDP-glucuronosyl transferase and pharmacokinetics of irinotecan[J].Ther Drug Monit,2002,24(1):111-116.

[5] INNOCENTI F,UNDEVIA S D,IYER L,et al.Genetic variants in the UDP-glucuronosyltransferase 1A1 gene predict the risk of severe neutropenia of irinotecan[J].J Clin Oncol,2004,22(8):1382-1388.

[6] 王巖,徐建明,沈琳,等.中國人尿苷二磷酸葡糖苷酸轉(zhuǎn)移酶lA基因多態(tài)性與伊立替康毒性的相關性[J].中華腫瘤雜志,2007,29(12):913-916.

[7] Evaluation of Genomic Applications in Practice and Prevention(EGAPP)Working Group.Recommendations from the EGAPP Working Group:can UGT1A1 genotyping reduce morbidity and mortality in patients with metastatic colorectal cancer treated with irinotecan?[J].Genet Med,2009,11 (1):15-20.

[8] YONG W P,INNOCENTI F,RATAIN M J.The role of pharmacogenetics incancertherapeutics[J].BrJClin Pharmacol,2006,62(1):35-46.

[9] PREMAWARDHENA A,FISHER C A,LIU Y T,et al.The global distribution of length polymorphisms of the promoters oftheglucuronosyltransferase1gene(UGT1A1): hematologic and evolutionary implications[J].Blood Cells Mol Dis,2003,31(1):98-101.

[10] HAN J Y,LIM H S,SHIN E S,et al.Comprehensive analysisofUGT1Apolymorphismspredictiveforpharmacokinetics and treatment outcome in patients with non-small-ell lungcancertreatedwithirinotecanand cisplatin[J].J Clin Oncol,2006,24(15):2237-2244.

[11] ZHANG A,XING Q,QIN S,et al.Intra-ethnic differences in genetic variants of the UGT-glucuronosyltransferase 1A1 gene in Chinese populations[J].Pharmacogenomics J, 2006,7(5):333-338.

[12] LIU C Y,CHEN P M,CHIOU T J,et al.UGT1A1*28 polymorphism predicts irinotecan-induced severe toxicities without affecting treatment outcome and survival in patients with metastatic colorectal carcinoma[J].Cancer,2008,112 (9):1932-1940.

[13] ROUITS E,BOISDRON-CELLE M,DUMONT A,et al.Relevance of different UGT1A1 polymorphisms in irinotecaninduced toxicity:a molecular and clinical study of 75 patients[J].Clin Cancer Res,2004,10(15):5151-5159.

[14] ROTH A D,YAN P,DIETRICH D,et al.Is the UGT1A*28 homozygosity the strongest predictor for severe hematoxicity in patients with 5-fluorouracil(5-FU)-irinotecan(IRI)? Results of the PETACC 3-EORTC 40993-SAKK 60/00 trial comparing IRI/5-FU/folinic acid(FA)to 5-FU/FA in stage II-III colon cancer(COC)patients(Abstract No. 4036)[J].J Clin Oncol,2008,26.

[15] MARCUELLO E,ALTES A,MENOYO A,et al.UGT1A1 gene variations and irinotecan treatment in patients with metastatic colorectal cancer[J].Br J Cancer,2004,91(4): 678-682.

[16] 季楚舒,何義富,胡冰,等.UGT1A1*28基因多態(tài)性與晚期結直腸癌伊立替康化療療效及不良反應的關系[J].腫瘤,2010,30(10):870-874.

[17] KWEEKEL D M,GELDERBLOM H,VAN DER STRAATEN T,et al.UGT1A1*28 genotype and irinotecan dosage in patients with metastatic colorectal cancer:a dutch colorectal cancer group study[J].Br J Cancer,2008,9(2): 275-282.

[18] TOFFOLI G,CECCHIN E,GASPARINI G,et al.GenotypedrivenphaseIstudyofirinotecanadministeredin combination with fluorouracil/leucovorin in patients with metastatic colorectal cancer[J].J Clin Oncol,2010,28(5): 866-871.

DOI 10.3870/yydb.2014.08.029

R979.1;R969.3

B

1004-0781(2014)08-1083-05

2013-10-17

2014-01-11

*宜昌市醫(yī)療衛(wèi)生科技計劃項目(A0930102)

周政濤(1968-),男,湖北鄖西人,副主任醫(yī)師,博士,研究方向:腫瘤內(nèi)科學。電話:(0)15972698932,E-mail: zhouzhengtao@126.com。