甲氨蝶呤治療尋常性銀屑病的藥物基因組學研究進展

楊帆 張苑菁 陳菁菁 張艷 范星

230022合肥，安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院皮膚科

銀屑病是一種由遺傳、環(huán)境及免疫等多種因素參與的慢性炎癥性疾病，其發(fā)病原因尚未完全明確，主要受遺傳因素和環(huán)境因素的影響［1］。甲氨蝶呤（MTX）自1971年開始應用于銀屑病的治療，是中重度尋常性銀屑病的主要治療手段之一。MTX是一種葉酸代謝拮抗劑，能抑制淋巴細胞或上皮細胞的增殖，具有免疫抑制活性。臨床長期應用于中重度尋常性銀屑病的治療［2］，也適用于關節(jié)病性、紅皮病性等其他特殊類型銀屑病的治療，有著療效持久、具有一定安全性和低成本的優(yōu)點。但臨床應用MTX治療中，有許多相關的藥物不良反應，輕度反應有黏膜炎和胃腸道不耐受；重度反應有骨髓抑制、肝毒性和肺毒性［3］。在因不良反應停用MTX的患者中，約有30%發(fā)生了肝毒性［3?4］。目前尚無法對MTX治療后的療效和可能發(fā)生的不良反應進行準確的預測。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，遺傳因素可解釋人群中20%～95%的藥物作用差異［5］。藥物基因組學是從遺傳學角度，研究影響藥物吸收、轉運、代謝、消除等各個環(huán)節(jié)的基因多態(tài)性與個體間用藥差異相關性的一門科學［6］?，F(xiàn)階段已有一些關于MTX治療中重度尋常性銀屑病的藥物基因組學研究。

雖然在治療銀屑病中，MTX的作用機制尚不完全清楚，但研究已表明，MTX主要通過抑制DNA/RNA的甲基化來治療銀屑病，與MTX作用機制相關的基因變異，經腺苷受體進行抗炎作用的調節(jié)，可影響藥物的效力和毒性。MTX通過還原葉酸載體（RFC）轉運進入細胞內，經ATP-結合盒轉運體ABCC1和ABCG2主動轉運出細胞。在細胞內，通過γ谷氨酰水解酶和葉酰聚谷氨酸合成酶在MTX與MTX?PGs之間互相轉化，而MTX?PGs可直接或間接抑制胸苷合成酶（TYMS）、亞甲基四氫葉酸還原酶（MTHFR）和腺苷途徑中的氨基咪唑氨甲酰轉移酶（ATIC），達到抑制DNA/RNA甲基化的作用，從而抑制淋巴細胞或上皮細胞的增殖，對銀屑病起到治療作用。因此認為，MTX的療效和毒性與藥物在體內代謝時利用的轉運酶（如RFC?1和ATP-結合盒）以及細胞內代謝酶（如TYMS，MTHFR和ATIC）相關。這些基因編碼的受體和酶的多態(tài)性改變了MTX的藥物效應動力學和藥物代謝動力學，引起在個體中用藥產生有效性和毒性作用的差異［7］。

一、轉運藥物基因組學

1.RFC?1運輸酶——將MTX轉運進細胞內：RFC?1在胞內運輸葉酸和MTX的研究表明，SLC19A1基因內的一個變異（rs1051266，80G＞A，R27H）可影響MTX在尋常性銀屑病患者治療中的毒性作用，但對其療效方面無明顯影響。SLC19A1中rs1051266 GG和GA基因型與使用MTX的不良反應風險增加有關［8］；并且SLC19A1中rs1051266 GG或GA基因型與MTX毒性有弱相關［9］。據(jù)報道，因不良反應終止MTX治療的患者中，大多存在SLC19A1 80A等位基因（P=0.048），變異純合子和雜合子基因型的頻率顯著高于野生基因型的頻率，SLC19A1 80aa可提高療效，SLC19A1 80A則增加毒性，進一步強調了多態(tài)性與MTX毒性的重要關系。此外，所有SLC19A1的變異基因型均與MTX治療時發(fā)生不良反應的風險顯著增加相關（P=0.01）［10］。除MTX治療尋常性銀屑病的藥物基因組研究，MTX在類風濕性關節(jié)炎（RA）治療中的藥物基因組學研究比較多，在治療RA的研究結果中，也發(fā)現(xiàn)有GA/AA基因型的患者與MTX毒性風險增加相關（P=0.039），這些結果與尋常性銀屑病研究的結果相一致［9，11］。

2.ATP-結合盒轉運蛋白——將MTX轉運出細胞外：ATP-結合盒轉運蛋白是跨膜蛋白，利用ATP水解的能量進行一定的生物學過程，包括各種底物的跨膜轉運和非傳輸?shù)南嚓P進程，如RNA和DNA修復翻譯，ATP-結合盒主要包括ABCC1和ABCG2［12］。在ABCC1基因中，rs35592（內含子9，c.1219?176T＞C）、rs2238476（內含子23，c.3391?1960gG ＞ A）和rs28364006（外顯子28，c.4009aA＞G）與尋常性銀屑病患者中 MTX的療效增加相關；rs3784864、rs3967120、rs11075291與 MTX 毒 性 相 關 ；rs246240、rs3784862、rs2238476的等位基因1也與毒性增加相關［9］；在ABCG2基因中rs17731538多態(tài)性（內含子2，c.204?1592cC ＞T）和rs13120400（內含子9，c.1194+928aA ＞T）與MTX治療尋常性銀屑病患者的療效相關（分別P=0.007，P=0.03）［13］。

雖然尚需更多大型的前瞻性研究來明確ATP-結合盒轉運蛋白基因對MTX治療尋常性銀屑病患者的影響，但這些初步的研究對于闡明遺傳變異影響MTX治療的藥效學有很大的重要性。

二、細胞藥物基因組學

1.TYMS——是嘧啶生物合成的關鍵酶：參與胸腺肽的合成，這是細胞增殖的必要條件［14］。TYMS的啟動子增強子區(qū)域具有多態(tài)性，該區(qū)域包含2個或3個串聯(lián)重復序列。用MTX治療的尋常性銀屑病患者由于3′?UTR 6bp的缺失突變，使得TYMS mRNA表達減弱，從而導致不良反應增加［15］。有學者［16］在MTX治療尋常性銀屑病的研究中，發(fā)現(xiàn)位于TYMS 5′?UTR上rs34743033基因型在治療的患者中療效差異的統(tǒng)計學意義；TYMS 5′?UTR 3R上的rs34743033可使MTX毒性作用增加；在無葉酸補充時，毒性作用增加更加明顯。有證據(jù)表明，位于TYMS 3′?UTR上的多態(tài)性基因（rs34489327）可能影響MTX毒性［15］。TYMS 3′?UTR 6?bp多態(tài)性的缺失對MTX療效無影響，對MTX發(fā)生毒性反應有一定的影響（P=0.025）：在缺乏補充葉酸的情況下，藥物不良反應的風險增加8倍［8］。

目前的研究已著重在接受MTX治療的尋常性銀屑病人群中去研究基因多態(tài)性與療效及毒副作用的相關性。

2.MTHFR——是葉酸代謝途徑中的關鍵調節(jié)酶：與MTHFR多態(tài)性相關的甲硫氨酸生成障礙將導致使用MTX后出現(xiàn)嚴重的毒性作用，發(fā)生嚴重的肝臟毒性［17?18］。研究表明，MTHFR基因中的2個非同義單核苷酸多態(tài)性rs1801133（677C＞T，A222V）和rs1801131（1298a＞C，G429A）與MTX的療效和毒性相關，MTHFR 677C＞T純合突變和雜合突變分別可降低酶活性的40%～70%［19］。MTHFR的活性下降導致5，10-亞甲基四氫葉酸的累積也許會中和MTX誘導消耗的四氫葉酸，從而防止不良反應的發(fā)生，MTHFR基因C677C/T多態(tài)性與銀屑病的發(fā)病和MTX療效無關，但與MTX治療后的不良反應和肝毒性有關，T突變基因是不良反應的高危因素［16］。Campalani等［8］研究表明，基因C677T多態(tài)性與毒性增加相關（P＜0.001），A1298C多態(tài)性與毒性增加無關（P=0.626），特別是與肝毒性無關。除MTX在尋常性銀屑病的藥物基因組學研究，MTX在急性淋巴細胞性白血病等疾病中也有一些可供參考的結果，如MTHFR基因C677T和A1298C多態(tài)性與MTX致血液系統(tǒng)發(fā)生不良反應相關，應用MTX治療，攜帶MTHFR基因C677T突變型的急性淋巴細胞性白血病患者更易發(fā)生骨髓抑制，攜帶MTHFR基因A1298C野生型的患者更易發(fā)生白細胞減少［20］。更多的研究表明，MTHFR 1298AA和MTHFR 677CC與MTX臨床療效相關，MTHFR 1298C等位基因則與MTX毒性相關［15］。MTHFR基因677T基因型及SHMT1 1420CC基因型與中樞神經系統(tǒng)的不良反應有關；ATIC 347GG與胃腸道的不良反應相關；TSER*2/*2和SHMT1 1420CC與脫發(fā)反應有關［21］。雖然這些結果在尋常性銀屑病治療中尚未證實，但可供以后的研究參考。

3.ATIC：嘌呤生物合成的關鍵酶，是嘌呤從頭合成的最后一個酶，其基因多態(tài)性也與酶活性的降低有關［22］。MTX可通過抑制ATIC減少腺苷的積累起到強力抗炎作用，這可能與其對尋常性銀屑病有較好療效相關。研究發(fā)現(xiàn)，ATIC 347G（rs2372536）等位基因頻率在因不良反應中止治療的尋常性銀屑病患者中顯著增加（P=0.038），但對MTX的療效并無影響［8］。ATIC 347C＞G基因型（rs2372536）在用MTX治療的尋常性銀屑病患者中與療效無明顯相關；在因MTX的不良反應而停止治療（P=0.038）及不良反應的風險顯著增加（如惡心、丙氨酸氨基轉移酶升高、肝臟組織學異常）的尋常性銀屑病患者中，ATIC 347G等位基因的基因頻率顯著增加了1.6倍［16］。另有研究表明，rs2372536、rs4672768與MTX的毒性相關［23］。

目前MTX治療尋常性銀屑病的藥物基因組研究中，ATIC的研究仍然較少，并暫時沒有基因型與可增加MTX的療效相關的驗證。

三、腺苷途徑藥物基因組學

MTX治療銀屑病一個關鍵的抗炎機制是腺苷釋放，最終機制可能是通過腺苷途徑中的腺苷受體，包括腺苷受體A1（ADORA1）和腺苷受體A2A（ADORA2A）介導的［24］?；蚨鄳B(tài)性已在ADORA2A基因中確定，其產物與廣泛的抗炎作用相關。在尋常性銀屑病患者中，雖然腺苷受體A2A基因多態(tài)性與MTX的功效性之間無關聯(lián)，但肝毒性以及胃腸道毒性的發(fā)生與rs5760410（P=0.03）有著弱相關［9］。對于MTX腺苷轉運，需要大型的前瞻性研究來探討尋常性銀屑病患者腺苷受體基因多態(tài)性和MTX治療之間的關聯(lián)。

除了針對MTX在治療中重度尋常性銀屑病的作用機制中藥物基因組的進展，將既往發(fā)現(xiàn)的銀屑病易感基因作為候選基因來解釋藥物療效及不良反應發(fā)生的機制，也是當前疾病藥物基因組研究的熱門方向。

有研究表明，在MTX應答者和非應答者中，HLA?Cw6和FOXP3（rs3761548）的基因頻率存在顯著差異，說明HLA?Cw6不僅可增加銀屑病易感性，還可作為MTX治療銀屑病反應的標志物，而FOXP3（rs3761548）可預測MTX的臨床反應而不是銀屑病的風險［25］。

四、結語

在尋常性銀屑病患者中，針對MTX的遺傳藥理學和藥物基因組學的研究已初步展開，雖然這些結果需要在尋常性銀屑病患者的大型前瞻性隊列中進一步證實，但也強調了潛在的候選基因多態(tài)性可能顯著影響MTX的臨床用藥反應。目前，尚無法準確地預測哪些患者會出現(xiàn)不良反應，也無法根據(jù)個體差異預測患者最佳用藥劑量。基于MTX通路的復雜性，多個基因變異作用一致來預測MTX的療效和毒性是極有可能的［26］。在尋常性銀屑病患者中，深入研究MTX的遺傳藥理學和藥物基因組學，發(fā)現(xiàn)特異性生物學標記及其組合，將對MTX在尋常性銀屑病患者中的個體化用藥產生重大意義。