巰嘌呤類藥物用于兒童急性淋巴細(xì)胞性白血病患者個(gè)體化治療的研究進(jìn)展*

李志玲王鶴堯?qū)O華君**（. 上海市兒童醫(yī)院藥學(xué)部 上海 00040；. 中日友好醫(yī)院精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中心 北京 0009）

巰嘌呤類藥物用于兒童急性淋巴細(xì)胞性白血病患者個(gè)體化治療的研究進(jìn)展*

李志玲1王鶴堯2孫華君1**
（1. 上海市兒童醫(yī)院藥學(xué)部 上海 200040；2. 中日友好醫(yī)院精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中心 北京 100029）

急性淋巴細(xì)胞性白血?。╝cute lymphoblastic leukemia, ALL）是兒童期發(fā)病率最高的惡性腫瘤類型之一。目前，對(duì)ALL患兒維持治療階段的化療多以持續(xù)口服巰嘌呤為主。使用巰嘌呤類藥物前檢測(cè)患兒硫嘌呤S-甲基轉(zhuǎn)移酶的基因型或活性，據(jù)此調(diào)整藥物劑量、實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療可提高ALL的治愈率。本文就巰嘌呤類藥物用于ALL患兒個(gè)體化治療的研究進(jìn)展作一綜述。

急性淋巴細(xì)胞性白血病 兒童 巰嘌呤 個(gè)體化治療 藥物基因組學(xué)

急性白血病是常見的兒童腫瘤性疾病，其中兒童急性淋巴細(xì)胞性白血?。╝cute lymphoblastic leukemia, ALL）是急性白血病的最常見發(fā)病類型，它是一種起源于B系或T系淋巴祖細(xì)胞的腫瘤性疾病，系由原始細(xì)胞在骨髓中異常增生、聚集并抑制骨髓的正常造血功能所致，會(huì)導(dǎo)致患兒貧血、血小板減少和中性粒細(xì)胞減少。原始細(xì)胞也可侵及髓外組織，如腦膜、性腺、胸腺、肝、脾或淋巴結(jié)等，引起相應(yīng)病變。ALL的治療手段以化療為主。巰嘌呤類藥物以硫鳥嘌呤（thioguanine）和巰嘌呤（mercaptopurine）為代表，它們對(duì)血液系統(tǒng)腫瘤治療均有很好的療效。其中，巰嘌呤對(duì)ALL的緩解及維持治療更為重要，其能持續(xù)殺傷殘留的腫瘤細(xì)胞而使患兒始終處于完全緩解狀態(tài)。不過，巰嘌呤治療的不良反應(yīng)較多，臨床上以食欲不振、惡心、嘔吐等胃腸道反應(yīng)和各系血細(xì)胞減少等骨髓抑制最為常見，長(zhǎng)期用藥還可能導(dǎo)致肝臟損傷，出現(xiàn)肝轉(zhuǎn)氨酶和直接膽紅素水平升高以及嚴(yán)重黃疸、甚至致死性的肝中毒等情況。此外，巰嘌呤治療也可導(dǎo)致少見、但嚴(yán)重的其他不良反應(yīng)，如尿酸性腎病、間質(zhì)性肺炎和肺纖維化等。嚴(yán)重不良反應(yīng)的發(fā)生會(huì)致治療被迫中斷，從而對(duì)ALL的長(zhǎng)期緩解或控制產(chǎn)生不利影響。

藥物基因組學(xué)研究表明，全外顯子編碼區(qū)單核苷酸多態(tài)性是導(dǎo)致個(gè)體藥物耐受性差異的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，研究與藥物代謝有關(guān)的各種代謝酶基因、轉(zhuǎn)運(yùn)體基因、受體相關(guān)基因和疾病通路基因的多樣性已成為實(shí)現(xiàn)藥物治療個(gè)體化的關(guān)鍵。巰嘌呤類藥物的體內(nèi)代謝過程十分復(fù)雜，它們的療效和毒性均存在個(gè)體差異，盡管很多影響因素如性別、年齡、肝和腎功能等都可能影響該類藥物的治療結(jié)果，但個(gè)體的基因型才是導(dǎo)致該類藥物治療結(jié)果差異的主要原因[1]。硫嘌呤S-甲基轉(zhuǎn)移酶（thiopurine -methyltransferase, TPMT）是巰嘌呤類藥物在體內(nèi)分解代謝的關(guān)鍵酶之一，個(gè)體的TPMT基因型對(duì)藥物不良反應(yīng)的發(fā)生有著重要影響。所以，在使用巰嘌呤治療前篩查患兒的TPMT基因型并據(jù)此采取相應(yīng)措施即可預(yù)防更多、更嚴(yán)重藥物不良反應(yīng)的發(fā)生，這是藥物基因組學(xué)研究成果成功用于臨床用藥指導(dǎo)的重要范例之一[2]。常見的影響TPMT活性的突變基因型有4種，分別為TPMT*2 238G>C, rs1800462）、TPMT*3A（460G>A, rs1800462; 19A>G, rs1800460）、TPMT*3B（460G>A, rs1800460）和TPMT*3C（719A>G, rs1142345）[3]。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)，以上4種突變基因型在白種人中約占TPMT低活性者的0% ~ 95%，其中尤以TPMT*3A最為常見[4]；TPMT*2、TPMT*3B多見于歐美白種人群及少部分南美人群中[5]；包括中國(guó)在內(nèi)的亞洲人群以TPMT*3C為主[6]。迄今我國(guó)僅在維吾爾族和哈薩克族人中發(fā)現(xiàn)存在TPMT*3A且頻率極低（0.3%），這可能與基因漂移有關(guān)[7]。

ALL的治療需聯(lián)合使用包括巰嘌呤類藥物在內(nèi)的多種化療藥物，這些藥物的相互作用使得各藥的療效及不良反應(yīng)不易被區(qū)分。但ALL維持治療階段的化療多以持續(xù)口服巰嘌呤為主，從而使得對(duì)TPMT基因多態(tài)性與巰嘌呤所致不良反應(yīng)的研究具有了可行性，所得結(jié)果也較為可信。使用巰嘌呤類藥物治療前檢測(cè)患兒的TPMT基因型或活性有利于精準(zhǔn)調(diào)整用藥劑量，實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療。當(dāng)然，在臨床治療過程中，部分患兒不能耐受巰嘌呤類藥物與TPMT的基因型或活性無關(guān)[8]，出現(xiàn)這種情況的原因是巰嘌呤類藥物的代謝是由多種因素共同參與的，而合并感染、同時(shí)服用多種藥物、個(gè)體基礎(chǔ)肝和腎功能差異等也會(huì)影響藥物的體內(nèi)代謝過程。

通過檢測(cè)ALL患兒的TPMT基因型有助于制定適合患兒個(gè)體的更為精準(zhǔn)的治療方案。ALL的治愈率在20世紀(jì)60年代僅為4%，而現(xiàn)在可達(dá)80%[9]。

1 巰嘌呤類藥物的代謝

巰嘌呤類藥物在體內(nèi)有合成和分解兩條主要代謝途徑，其代謝酶大多存在于肝臟，因此肝臟功能與該類藥物的代謝密切相關(guān)。合成代謝是巰嘌呤類藥物產(chǎn)生治療作用的主要途徑，其中巰嘌呤會(huì)依次發(fā)生經(jīng)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶、次黃嘌呤核苷酸脫氫酶和鳥嘌呤單磷酸合成酶介導(dǎo)的一系列酶促反應(yīng)，最終生成具有生物活性的6-硫鳥嘌呤單磷酸（6-thioguanine monophosphate, 6-TGMP）、6-硫鳥嘌呤二磷酸（6-thioguanine diphosphate, 6-TGDP）和6-硫鳥嘌呤三磷酸（6-thioguanosine triphosphate, 6-TGTP）[10]。這3種合成代謝物統(tǒng)稱為6-硫鳥嘌呤核苷酸（6-thioguanine nucleotides, 6-TGN），其中6-TGDP和6-TGTP是巰嘌呤體內(nèi)藥理活性的主要來源。

分解代謝途徑是巰嘌呤類藥物被排出體外的主要代謝途徑，主要由TPMT和黃嘌呤氧化酶催化。其中，TPMT的活性通常較為穩(wěn)定且不受個(gè)體的年齡、性別、種族和罹患疾病的影響[11]，其可將巰嘌呤、硫鳥嘌呤以及中間代謝物6-硫代次黃嘌呤核苷酸和6-TGMP轉(zhuǎn)化為甲基代謝物；黃嘌呤氧化酶則能催化巰嘌呤和6-硫黃嘌呤轉(zhuǎn)化為6-硫尿酸而排出體外。黃嘌呤氧化酶缺乏的個(gè)體很少見（約1/70 000），其活性高低在各類人群中的差異亦不明顯，故對(duì)巰嘌呤類藥物的藥效及不良反應(yīng)的影響不大[12]。

2 TPMT基因型與巰嘌呤骨髓抑制等不良反應(yīng)的關(guān)聯(lián)

巰嘌呤在體內(nèi)的失活主要有兩條途徑，其中之一是其巰基的甲基化，后者由TPMT催化，生成無活性的代謝物甲基巰嘌呤。由于TPMT基因的多態(tài)性，TPMT的活性在不同個(gè)體中的差異很大。在白種人和非洲裔美國(guó)人中，約0.3%的個(gè)體有2個(gè)TPMT非功能性等位基因（純合子缺失），他們的TPMT的活性很低甚至沒有活性；約10%的個(gè)體有1個(gè)TPMT非功能性等位基因（雜合子缺失），他們的TPMT的活性降低；約90%的個(gè)體有2個(gè)TPMT功能性等位基因，他們的TPMT的活性正常。純合子缺失患兒如果接受常規(guī)劑量的巰嘌呤治療，蓄積的高濃度的活性6-TGN會(huì)誘發(fā)不良反應(yīng)。與TPMT活性較高的患兒相比，雜合子缺失患兒也會(huì)因?yàn)?-TGN的蓄積而更易發(fā)生不良反應(yīng)。檢測(cè)TPMT的基因型或表型可以判定患兒是否有純合子或雜合子缺失，兩者都可使接受巰嘌呤治療的患兒容易發(fā)生藥物不良反應(yīng)。如果ALL患兒在治療過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的骨髓抑制情況，應(yīng)當(dāng)考慮進(jìn)行TPMT基因型檢測(cè)。

具體的TPMT基因型檢測(cè)結(jié)果與巰嘌呤用藥劑量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系詳見美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究所下屬的臨床藥物基因組學(xué)實(shí)施聯(lián)盟（Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium, CPIC）發(fā)表的治療指南（表1）。此外，荷蘭藥物基因組學(xué)工作組（Dutch Pharmacogenetics Working Group, DPWG）發(fā)表的指南推薦，對(duì)TPMT的弱和中間代謝型患兒，建議換用其他治療藥物或減少巰嘌呤的用藥劑量（表2）。

表1 CPIC發(fā)表的治療指南中根據(jù)患兒TPMT基因型調(diào)整巰嘌呤和硫唑嘌呤用藥劑量的推薦

表2 DPWG發(fā)表的指南中有關(guān)患兒TPMT代謝型與調(diào)整巰嘌呤和硫唑嘌呤用藥劑量的推薦

3 TPMT基因型檢測(cè)結(jié)果臨床應(yīng)用的發(fā)展

藥物代謝酶基因的多態(tài)性決定了代謝酶活性的高低，這會(huì)造成個(gè)體體內(nèi)的藥物代謝物濃度不同，最終導(dǎo)致藥物不良反應(yīng)上的差異。骨髓抑制是巰嘌呤的最主要不良反應(yīng)。近年來，國(guó)外一些醫(yī)院開始在使用巰嘌呤類藥物治療前先對(duì)患兒進(jìn)行TPMT活性或基因型檢測(cè)。美國(guó)FDA也建議，在使用硫唑嘌呤或巰嘌呤治療前可先對(duì)患兒進(jìn)行TPMT基因型檢測(cè)，以避免或減少骨髓抑制的發(fā)生[13]。不過，對(duì)在使用巰嘌呤類藥物治療前先進(jìn)行TPMT基因型檢測(cè)還有爭(zhēng)議。這種爭(zhēng)議在很大程度上取決于檢測(cè)花費(fèi)的收益與不良反應(yīng)所致經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的損失間的權(quán)衡，但目前對(duì)不同患兒人群的成本-效益分析結(jié)果并不一致[14-16]，有待進(jìn)行進(jìn)一步的大樣本、多中心研究，而各醫(yī)院現(xiàn)多根據(jù)自身?xiàng)l件及患者的經(jīng)濟(jì)狀況自行作出決定。

但是，隨著CPIC發(fā)表第一個(gè)與TPMT的基因型/活性相關(guān)的用藥指南及對(duì)其意義認(rèn)識(shí)的不斷加深，TPMT基因型檢測(cè)對(duì)指導(dǎo)臨床合理使用巰嘌呤類藥物的作用日益凸顯[17]。在過去的幾十年間，對(duì)藥物代謝酶的基因多態(tài)性研究已取得了一定的成果。在藥物治療過程中，一種固定劑量的藥物用于所有個(gè)體的治療模式已經(jīng)不再適應(yīng)臨床實(shí)際的需求，而應(yīng)用藥物基因組學(xué)研究成果可以很好地指導(dǎo)個(gè)體化用藥，從而提高治療療效、減少不良反應(yīng)。近年來，國(guó)外隨著ALL患兒的無事件生存率大幅提高（已達(dá)75% ~ 80%）[18]，ALL治療目標(biāo)已側(cè)重于提高患兒的生存質(zhì)量。目前，國(guó)內(nèi)雖然已進(jìn)行過有關(guān)TPMT基因突變及其臨床意義的研究，但用于臨床實(shí)踐尚剛剛開始。探討基于國(guó)內(nèi)患兒的TPMT基因多態(tài)性與巰嘌呤類藥物治療療效和不良反應(yīng)間的關(guān)系具有重要的臨床意義，可大大推動(dòng)國(guó)內(nèi)ALL患兒的個(gè)體化治療發(fā)展，由此提高治療療效和安全性、提高患兒的生存質(zhì)量。

4 次黃嘌呤核苷三磷酸焦磷酸酶（inosine triphosphate pyrophosphatase, ITPA）基因與巰嘌呤肝臟相關(guān)不良反應(yīng)的關(guān)聯(lián)

巰嘌呤代謝的個(gè)體差異也涉及到其他酶，其中就包括ITPA，其基因的多態(tài)性會(huì)導(dǎo)致個(gè)體ITPA活性的差異，進(jìn)而影響巰嘌呤治療的療效和安全性。ITPA和TPMT都會(huì)影響巰嘌呤治療的不良反應(yīng)。當(dāng)根據(jù)TPMT基因型調(diào)整巰嘌呤的用藥劑量后，ITPA的基因多態(tài)性對(duì)治療的影響就凸顯出來了：ITPA 94 AC/AA基因型患兒的無事件生存率明顯降低。ITPA 94 C>A基因突變型在亞洲人中的基因頻率為19%。CA雜合子基因型者的ITPA活性降低25%，AA純合子基因型者的ITPA活性消失。ITPA基因突變型患者接受巰嘌呤治療的肝臟相關(guān)不良反應(yīng)增加。

5 結(jié)語

ALL患兒的治療手段以化療為主，巰嘌呤是其維持治療期的主要用藥。有關(guān)研究表明，TPMT基因的多態(tài)性與巰嘌呤治療的療效和不良反應(yīng)密切相關(guān)。使用巰嘌呤類藥物治療ALL前先檢測(cè)患兒TPMT的基因型或活性，據(jù)此調(diào)整用藥劑量、實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療能大大提高治療的療效和安全性，提高患兒的生存質(zhì)量。

[1] Levinsen M, Rosth?j S, Nygaard U, et al. Myelotoxicity after high-dose methotrexate in childhood acute leukemia is influenced by 6-mercaptopurine dosing but not by intermediate thiopurine methyltransferase activity [J]. Cancer Chemother Pharmacol, 2015, 75(1): 59-66.

[2] Nielsen SN, Frandsen TL, Nersting J, et al. Pharmacokinetics of 6-thioguanine and 6-mercaptopurine combination maintenance therapy of childhood ALL: hypothesis and case report [J]. J Pediatr Hematol Oncol, 2015, 37(3): e206-e209.

[3] Roberts RL, Wallace MC, Seinen ML, et al. PACSIN2 does not influence thiopurine-related toxicity in patients with inflammatory bowel disease [J]. Am J Gastroenterol, 2014, 109(6): 925-927.

[4] Lennard L, Cartwright CS, Wade R, et al. Thiopurine methyltransferase and treatment outcome in the UK acute lymphoblastic leukaemia trial ALL2003 [J]. Br J Haematol, 2015, 170(4): 550-558.

[5] Moreno-Guerrero SS, Ramírez-Pacheco A, Dorantes-Acosta EM, et al. Análisis de los polimorfismos génicos de tiopurina S-metiltransferasa (TPMT) en pacientes pediátricos mexicanos con cancer [J]. Rev Invest Clín, 2013, 65(2): 156-164.

[6] Kubota T, Chiba K. Frequencies of thiopurine S-methyltransferase mutant alleles (TPMT*2,*3A,*3B and*3C) in 151 healthy Japanese subjects and the inheritance of TPMT*3C in the family of a propositus [J]. Br J Clin Pharmacol, 2001, 51(5): 475-477.

[7] 魏紅, 黃民, 李智毅, 等. 中國(guó)哈薩克族人巰嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶活性分布和基因多態(tài)性[J]. 中國(guó)臨床藥理學(xué)雜志, 2005, 21(6): 423-426.

[8] Farfan MJ, Salas C, Canales C, et al. Prevalence of TPMT and ITPA gene polymorphisms and effect on mercaptopurine dosage in Chilean children with acute lymphoblastic leukemia [J/OL]. BMC Cancer, 2014, 14: 299 [2015-09-02]. http:// www.biomedcentral.com/content/pdf/1471-2407-14-299.pdf.

[9] Pui CH, Evans WE. Treatment of acute lymphoblastic leukemia [J]. N Engl J Med, 2006, 354(2): 166-178.

[10] Katsanos KH, Papadakis KA. Pharmacogenetics of inflammatory bowel disease [J]. Pharmacogenomics, 2014, 15(16): 2049-2062.

[11] Loit E, Tricco AC, Tsouros S, et al. Pre-analytic and analytic sources of variations in thiopurine methyltransferase activit measurement in patients prescribed thiopurine-based drugs: a systematic review [J]. Clin Biochem, 2011, 44(10-11): 751-757.

[12] 謝偲. 急性白血病兒童TPMT基因多態(tài)性及其與6-MP藥物不良反應(yīng)相關(guān)性研究[D]. 貴州: 遵義醫(yī)學(xué)院, 2014.

[13] Huang RS, Ratain MJ. Pharmacogenetics and pharmacogenomics of anticancer agents [J]. CA Cancer J Clin, 2009, 59(1): 42-55.

[14] van den Akker-van Marle ME, Gurwitz D, Detmar SB, et al.Cost-effectiveness of pharmacogenomics in clinical practice: a case study of thiopurine methyltransferase genotyping in acute lymphoblastic leukemia in Europe [J]. Pharmacogenomics, 2006, 7(5): 783-792.

[15] Donnan JR, Ungar WJ, Mathews M, et al. A cost effectiveness analysis of thiopurine methyltransferase testing for guiding 6-mercaptopurine dosing in children with acute lymphoblastic leukemia [J]. Pediatr Blood Cancer, 2011, 57(2): 231-239.

[16] Thompson AJ, Newman WG, Elliott RA, et al. The costeffectiveness of a pharmacogenetic test: a trial-based evaluation of TPMT genotyping for azathioprine [J]. Value Health, 2014, 17(1): 22-33.

[17] Relling MV, Gardner EE, Sandborn WJ, et al. Clinical pharmacogenetics implementation consortium guidelines for thiopurine methyltransferase genotype and thiopurine dosing [J]. Clin Pharmacol Ther, 2011, 89(3): 387-391.

[18] Stanulla M, Schrappe M. Treatment of childhood acute lymphoblastic leukemia [J]. Semin Hematol, 2009, 46(1): 52-63.

Research advance of mercaptopurine drugs in the individualized treatment of children with acute lymphoblastic leukemia*

LI Zhiling1, WANG Heyao2, SUN Huajun1**
(1. Department of Pharmacy, Shanghai Children’s Hospital, Shanghai 200040, China; 2. Precision Medical Center, China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029, China)

Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is one of the tumors with the highest incidence in childhood. Sustaining oral mercaptopurine has currently been the main therapy in chemotherapy of ALL in the maintenance phase. The dose of mercaptopurine can be adjusted based on the determination of thiopurine S-methyltransferase genotype or thiopurine S-methyltransferase activity before medication so as to achieve individual treatment and the improvement of cure rate. In this paper, the research advance of mercaptopurine drugs in the individualized treatment of children with ALL is reviewed.

acute lymphoblastic leukemia; children; mercaptopurine; individualized treatment; pharmacogenomics

R979.12; R733.71

A

1006-1533(2015)19-0012-04

上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)課題（課題編號(hào)：12DZ1930406）

**

孫華君，主任藥師。研究方向：藥物基因組學(xué)及其臨床應(yīng)用。E-mail: sunhj1@shchildren.com.cn

2015-09-10）