基因檢測(cè)改善巰嘌呤類藥物治療炎癥性腸病的安全性

劉媛媛 王秋月 李 浩 魏良洲

青島大學(xué)1(266000) 青島大學(xué)附屬醫(yī)院消化內(nèi)科2

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一種由腸道免疫反應(yīng)失調(diào)引起的慢性、復(fù)發(fā)性炎性疾病。根據(jù)疾病發(fā)生的解剖部位和組織學(xué)的差異，分為克羅恩病(Crohn’s disease, CD)和潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)[1]。IBD的病因和發(fā)病機(jī)制尚未明確，目前認(rèn)為環(huán)境因素作用于遺傳易感個(gè)體引發(fā)免疫反應(yīng)異常是其主要的發(fā)病機(jī)制[2]。IBD治療的藥物主要包括5-氨基水楊酸、激素、免疫抑制劑以及生物制劑等。其中，免疫抑制劑如硫唑嘌呤、6-巰基嘌呤在IBD誘導(dǎo)和維持緩解方面發(fā)揮重要作用。然而，治療過程中產(chǎn)生的不良反應(yīng)亦使其應(yīng)用受限。

目前，多種遺傳標(biāo)志物被用來鑒定對(duì)巰嘌呤類藥物敏感的IBD患者。研究[3]表明，IBD患者接受硫唑嘌呤、6-巰基嘌呤治療后產(chǎn)生的骨髓抑制與多種遺傳基因改變關(guān)系密切。明確該類藥物代謝途徑中潛在的藥理學(xué)基因改變有助于幫助臨床醫(yī)師優(yōu)化治療，以獲得理想的療效和安全性。本文就基因檢測(cè)改善巰嘌呤類藥物治療IBD的安全性作一綜述。

一、巰嘌呤類藥物在IBD治療中的重要性

硫唑嘌呤和6-巰基嘌呤是IBD治療中最常見的藥物，在IBD的誘導(dǎo)和維持緩解中起重要作用。歐洲共識(shí)意見對(duì)硫唑嘌呤的推薦劑量為1.5～2.5 mg/kg，6-巰基嘌呤的推薦劑量為0.75～1.5 mg/kg[4-5]。然而，目前中國共識(shí)尚無明確推薦劑量。

對(duì)于中重度活動(dòng)性IBD，硫唑嘌呤和6-巰基嘌呤可與糖皮質(zhì)激素或抗腫瘤壞死因子單克隆抗體聯(lián)合應(yīng)用于糖皮質(zhì)激素治療無效或激素依賴的誘導(dǎo)緩解。此類藥物與糖皮質(zhì)激素聯(lián)用有助于糖皮質(zhì)激素的減量和撤離。巰嘌呤類藥物與抗腫瘤壞死因子單克隆抗體聯(lián)合應(yīng)用亦受到廣泛關(guān)注。一項(xiàng)關(guān)于CD患者的研究[6]表明，接受英夫利西單抗聯(lián)合硫唑嘌呤治療的中重度CD患者較接受硫唑嘌呤單藥治療的患者更易出現(xiàn)臨床緩解和黏膜愈合，聯(lián)合治療組、英夫利西單抗組、硫唑嘌呤組在26周的臨床緩解率分別為56.8%、44.4%、30.0%，黏膜愈合率分別為43.9%、30.1%、16.5%，聯(lián)合治療組的療效優(yōu)于英夫利西單抗組和硫唑嘌呤組。同樣，一項(xiàng)關(guān)于UC的研究[7]顯示，接受英夫利西單抗聯(lián)合硫唑嘌呤治療的中重度UC患者在16周時(shí)較接受單藥治療的患者更易獲得臨床緩解，且黏膜愈合亦明顯優(yōu)于硫唑嘌呤單藥治療。

此外，由于硫嘌呤類藥物起效緩慢，需至少12～16周持續(xù)治療才能產(chǎn)生明顯效果，因此，對(duì)于5-氨基水楊酸不能耐受、激素依賴的UC患者以及激素誘導(dǎo)后的CD患者，長(zhǎng)期維持治療是其主要作用[8]。研究[9-10]顯示，73%接受硫唑嘌呤治療的CD患者可在6～18個(gè)月內(nèi)保持緩解，而安慰劑組的緩解率為62%(RR=1.19，95% CI: 1.05～1.34)。同樣，服用硫唑嘌呤的UC患者的疾病復(fù)發(fā)率(44%)較安慰劑組(65%)明顯降低(RR=0.68，95% CI: 0.54～0.86)。

二、巰嘌呤類藥物代謝途徑

硫唑嘌呤是一種藥物前體，經(jīng)谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)轉(zhuǎn)化為6-巰基嘌呤。6-巰基嘌呤進(jìn)入細(xì)胞后可經(jīng)3種途徑進(jìn)行代謝，一是經(jīng)次黃嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶(HPRT)途徑產(chǎn)生6-巰基次黃嘌呤核苷單磷酸(6-TIMP)，之后在次黃嘌呤核苷酸脫氫酶(IMPDH)和單磷酸鳥苷酸合成酶(GMPS)的作用下產(chǎn)生活性代謝產(chǎn)物6-硫鳥嘌呤核苷酸(6-TGNs)。同時(shí)，6-TIMP通過巰嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(TPMT)途徑甲基化，產(chǎn)生6-甲基化巰基次黃嘌呤核苷磷酸鹽(6-MMPN)。另外兩種途徑分別經(jīng)黃嘌呤氧化酶(XO)途徑和TPMT途徑產(chǎn)生6-硫尿酸(6-TU)和6-甲基巰嘌呤(6-MMP)。活性代謝產(chǎn)物6-TGNs主要包括6-硫鳥嘌呤(脫氧)核苷單磷酸[6-T(d)GMP]、6-硫鳥嘌呤(脫氧)核苷二磷酸[6-T(d)GDP]、6-硫鳥嘌呤(脫氧)核苷三磷酸[6-T(d)GTP]。其中，6-T(d)GTP 和 6-TGTP 分別通過與DNA和RNA結(jié)合，發(fā)揮細(xì)胞毒性和免疫抑制作用。此外，6-TGTP亦可通過阻斷 Vav-Rac1信號(hào)通路發(fā)揮作用[3,11-12]。

三、巰嘌呤類藥物的不良反應(yīng)

巰嘌呤類藥物的不良反應(yīng)分為非劑量相關(guān)和劑量相關(guān)不良反應(yīng)，皮疹、發(fā)熱、關(guān)節(jié)痛、胰腺炎和肝炎屬于非劑量相關(guān)不良反應(yīng)；肝毒性、骨髓抑制屬于劑量依賴性不良反應(yīng)，與硫嘌呤類藥物的復(fù)雜代謝密切相關(guān)[13]。巰嘌呤類藥物常因其骨髓抑制反應(yīng)，導(dǎo)致治療頻繁中斷，并增加危及生命的感染風(fēng)險(xiǎn)，因此受到廣泛關(guān)注。在接受硫嘌呤治療的患者中，5%～25%的患者白細(xì)胞計(jì)數(shù)輕度、慢性降低(白細(xì)胞計(jì)數(shù)3×109/L～4×109/L)[14-15]，多無明顯不良反應(yīng)，對(duì)于此類患者，臨床醫(yī)師多選擇監(jiān)測(cè)白細(xì)胞數(shù)量而非減少治療劑量[16]。然而，4%～4.5%的患者會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的骨髓抑制[17-18]。一項(xiàng)納入了66項(xiàng)研究的meta分析顯示，服用硫嘌呤治療的8 302例IBD患者中骨髓抑制(中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)低于1.5×109/L)的發(fā)生率為3%，嚴(yán)重骨髓抑制(中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)低于0.5×109/L)的發(fā)生率為0.9%，骨髓抑制的死亡風(fēng)險(xiǎn)約為1%[14]。

四、骨髓抑制相關(guān)遺傳標(biāo)志物

1.TPMT基因：TPMT催化6-巰基嘌呤形成6-MMP，與XO和HPRT競(jìng)爭(zhēng)底物6-巰基嘌呤。TPMT基因具有遺傳多態(tài)性，其基因遺傳變異可導(dǎo)致TPMT酶活性降低，進(jìn)而引起6-TGNs產(chǎn)量增加[19]。6-TGNs被認(rèn)為是硫嘌呤的主要活性代謝產(chǎn)物，與IBD治療療效有關(guān)，亦與骨髓抑制相關(guān)。TPMT酶活性的個(gè)體間差異主要由TPMT基因多態(tài)性導(dǎo)致。導(dǎo)致TPMT缺乏的常見等位基因是TPMT2、TPMT3a、TPMT3b和TPMT3c[20]。酶缺乏的程度取決于基因拷貝缺陷的數(shù)量，且有缺陷的TPMT等位基因的患病率因種族而異。在白種人中，約10%的人群至少有一個(gè)等位基因缺陷，0.3%～0.5%的人群是非野生型等位基因純合子或完全缺乏TPMT功能。與白種人相比，亞洲人僅有不到5%的人群存在一個(gè)缺陷等位基因，幾乎無純合子[3]。

美國腸胃病協(xié)會(huì)建議對(duì)于剛開始服用硫嘌呤類藥物的IBD成年患者，應(yīng)進(jìn)行常規(guī)的TPMT測(cè)試(酶活性或基因型)來指導(dǎo)硫嘌呤劑量[21]。酶活性或基因型正常的患者可使用全劑量硫嘌呤，而酶活性中等或雜合基因型的患者應(yīng)減少50%的劑量，低或缺失酶活性或純合子基因型的患者應(yīng)避免使用硫嘌呤治療，或從低于10%的標(biāo)準(zhǔn)起效劑量開始使用。

TPMT引導(dǎo)的硫嘌呤劑量調(diào)整已被證明可在不影響治療效果的前提下顯著降低不良反應(yīng)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，并且是基于藥物遺傳學(xué)的個(gè)體化藥物治療的精確醫(yī)學(xué)方法的原型。然而，在一些TPMT正常的患者中仍然存在明顯的骨髓抑制，可能由其他遺傳變異或環(huán)境因素所導(dǎo)致[22]。

2.NUDT15基因：近期研究[23-24]發(fā)現(xiàn)NUDT15變異是硫嘌呤不耐受的另一個(gè)關(guān)鍵決定因素。NUDT15 隸屬于 Nudix水解酶家族，可將巰嘌呤在體內(nèi)的主要活性成分T(d)GTP水解為T(d)GMP，從而阻礙TGTP與Ras相關(guān)C3肉毒桿菌毒素底物1(Rac1)或RNA結(jié)合，避免因 6-T(d)GTP 累積造成嚴(yán)重的骨髓抑制。NUDT15敲除的細(xì)胞經(jīng)巰嘌呤類藥物處理后，活性代謝產(chǎn)物水平增加，并且對(duì)硫唑嘌呤誘導(dǎo)凋亡具有更高的易感性。由于NUDT15可滅活硫嘌呤代謝產(chǎn)物并降低其細(xì)胞毒性，因此，NUDT15突變時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)劑量巰嘌呤即可因TGTP滅活減少而造成嚴(yán)重的骨髓抑制。

NUDT15變異是硫嘌呤毒性的敏感預(yù)測(cè)因子，效應(yīng)與TPMT類似[25]。目前研究[23]表明NUDT15基因主要有4個(gè)突變位點(diǎn)，包括c.415 C>T、c.36_37ins GGAGTC、c.52 G>A、c.416 G>A，分別對(duì)應(yīng)蛋白序列p.arg139cys、p.Val18_Val19insGlyVal、p.Val18Ile、p.Arg139His。該基因突變位點(diǎn)的突變率在各種族間差異較大。在東亞、南亞以及美洲，c.415 C>T突變率最高，而在歐洲和非洲，c.36_37ins GGAGTC突變率最高[26]。與NUDT15相關(guān)的硫嘌呤毒性遵循加性遺傳模式，其嚴(yán)重程度與NUDT15風(fēng)險(xiǎn)等位基因的累積數(shù)量成正比[23]。目前研究較多的突變位點(diǎn)是c.415 C>T，多項(xiàng)研究均顯示在亞洲人群中 NUDT15 c.415 C>T 位點(diǎn)突變與巰嘌呤類藥物治療IBD過程中誘導(dǎo)白細(xì)胞減少有關(guān)。韓國一項(xiàng)有關(guān) IBD的研究[27]表明NUDT15 c.415 C>T突變與巰嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少密切相關(guān)，且隨著NUDT15風(fēng)險(xiǎn)等位基因拷貝數(shù)量增加，少量的藥物即可引起白細(xì)胞減少，從治療開始到白細(xì)胞減少的時(shí)間間隔縮短，白細(xì)胞減少的程度增加。中國和日本的研究[28-29]結(jié)果顯示NUDT15 c.415 C>T 位點(diǎn)突變是酶活性受損和硫嘌呤相關(guān)不良反應(yīng)如骨髓抑制的主要因素。此外，c.36_37 ins GGAGTC和c.52G>A亦與巰嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少顯著相關(guān)，是巰嘌呤引起白細(xì)胞減少的危險(xiǎn)因素[30]。

五、結(jié)語

巰嘌呤類藥物，如硫唑嘌呤和6-巰基嘌呤，常被用于治療IBD。然而，接受這類藥物治療的患者易出現(xiàn)藥物不良反應(yīng)，其中骨髓抑制最為嚴(yán)重且存在潛在的致命風(fēng)險(xiǎn)。目前尚未完全明確巰嘌呤類藥物的藥代動(dòng)力學(xué)。巰嘌呤類藥物導(dǎo)致的骨髓抑制具有明顯的種族和個(gè)體差異。迄今為止，在西方人群中，巰嘌呤毒性研究最多的標(biāo)志物是TPMT，其缺乏與巰嘌呤類藥物引起骨髓抑制的相關(guān)性已得到證實(shí)。然而，在亞洲，TPMT突變非常罕見，且相關(guān)性有限[31]。在東方人群中，NUDT15被認(rèn)為是硫嘌呤毒性反應(yīng)的主要遺傳決定因素，該基因的非同義變異Arg139Cys是酶活性受損和硫嘌呤相關(guān)不良反應(yīng)如骨髓抑制的主要原因[23,28]。NUDT15變異的發(fā)現(xiàn)是治療亞洲IBD患者的重要里程碑。因此，在臨床工作中，NUDT15或TPMT篩查可提示醫(yī)師是否應(yīng)用或初步?jīng)Q定應(yīng)用藥物的劑量，從而進(jìn)一步調(diào)整治療方案。此種藥物基因?qū)W檢測(cè)方法可在保持藥物療效的同時(shí)減少藥物不良反應(yīng)的發(fā)生，提高巰嘌呤類藥物治療IBD的安全性，具有重要意義。