人類白細胞抗原相關的藥物超敏反應

孫雪林，康薇，田曉鑫，胡欣，劉德軍

(1.北京醫(yī)院藥學部國家老年醫(yī)學研究中心 中國醫(yī)學科學院老年醫(yī)學研究院 藥物臨床風險與個體化應用評價北京市重點實驗室，北京 100730；2.中央軍委聯(lián)合參謀部警衛(wèi)局衛(wèi)生保健處)

精準醫(yī)學的目的是使治療方案個體化，以提高治療效果，減少藥物不良反應(ADR)的發(fā)生。藥物基因組學是研究個體影響藥物療效和安全性的遺傳特征的學科。最近的一項研究報告稱，大約30%的ADR 與藥物基因組學知識相關，通過藥物遺傳檢測可以避免此類ADR 的發(fā)生[1]。Lazarou 等[2]通過大型的Meta 分析得出，在美國住院患者的嚴重ADR的總體發(fā)生率為6.7%，致命ADR 的總發(fā)生率為0.32%，估計ADR 每年導致超過100 000 人死亡，位于美國第四到第六位死因。根據歐洲“加強藥物警戒以減少藥物的不良影響(2008)”，估計5%的住院患者和每年19.7 萬例死亡病例與ADR 有關。根據以上數(shù)據估算，隨著死亡率和發(fā)病率的影響，ADR在美國和歐洲的社會經濟成本達1 770 億美元和790 億歐元[3]。此外，ADR 是藥品退出市場的主要原因，給制藥企業(yè)帶來了巨大的成本負擔[4]。

ADR 一般來說分類兩大類：A 型(增強型)和B型(變異型)。A 型ADR 反應是可預測的，可發(fā)生在所有的個體中，可以通過藥物的藥理活性來解釋。B 型(非靶向)反應占所有ADR 發(fā)生的15%左右，不可預測，與劑量無關，與宿主的遺傳有關，因此被稱為“特異性反應”[5]。由于大多數(shù)B 型ADR 是由免疫系統(tǒng)驅動的，因此定義為藥物超敏反應(HDR)。根據癥狀發(fā)生的時間，HDR 可進一步分為速發(fā)型超敏反應和遲發(fā)型超敏反應?！八侔l(fā)型超敏反應”是藥物使用后立即出現(xiàn)癥狀(大部分＜1 h)，由免疫球蛋白E(IgE)介導的，臨床表現(xiàn)包括血管性水腫、蕁麻疹、支氣管痙攣和過敏反應?！斑t發(fā)型超敏反應”通常發(fā)生在藥物暴露后幾天甚至幾周，由T淋巴細胞介導。遲發(fā)型HDR 包括一系列不同的全身綜合征，也稱為嗜酸粒細胞增多的藥疹和全身癥狀的藥疹(DRESS 綜合征)，以及某些器官特異性表現(xiàn)，最顯著的是皮膚的過敏反應和肝損傷[6]。

1 HDR 的免疫致病機制

主要組織相容性復合體(MHC)在T 細胞激活過程中起關鍵作用，此過程要求T 細胞受體(TCR)與互補抗原的肽段與MHC 結合。人類白細胞抗原(HLA)分子有兩大主要家族，MHC Ⅰ類分子幾乎在所有有核細胞表達，并將細胞內表達蛋白衍生的肽段提呈給CD8+T 細胞；MCH Ⅱ類蛋白通常由抗原提呈細胞表達(如樹突狀細胞)，向CD4+T 輔助淋巴細胞呈遞內化外源性蛋白。HLA 系統(tǒng)是一個基因復合體，位于6 號染色體的短臂上，編碼人類的MHC 蛋白。HLA Ⅰ類分子由HLA-A、HLA-B 和HLA-C 三個基因位點編碼，HLA Ⅱ類分子由HLA-DR、HLA-DQ 和HLA-DP 基因編碼[7]。

由于HLA 在適應性免疫反應中發(fā)揮的作用，某些HLA 等位基因可能參與到某些自身免疫疾病、腫瘤和傳染病的發(fā)生過程[8-9]。由于HLA 的表達是顯性的，藥物超敏的傾向取決于特定藥物相關等位基因的存在。雜合子和純合子個體的藥物致敏風險增加，等位基因缺失表明患者與特定藥物相關的HDR風險非常低。因此，HLA 基因分型結果報告為“陽性”或“陰性”，沒有中間表型[7]。

表1 HLA 相關藥物超敏反應

2 藥物相關的HDR

2.1 阿巴卡韋 阿巴卡韋是一種逆轉錄酶抑制劑，用于治療艾滋病毒感染。阿巴卡韋通常耐受性良好，但5%～7%的暴露患者出現(xiàn)過敏綜合征[10]，臨床治療一旦出現(xiàn)過敏癥狀建議立即停藥治療，否則會危及生命。阿巴卡韋誘導的HDR 的臨床診斷標準要求在最初6 周內出現(xiàn)至少兩種癥狀：發(fā)熱、皮疹、惡心、嘔吐、頭痛、嗜睡、肌痛、關節(jié)痛或胃腸道癥狀，在72 h 內停藥開始對癥治療。少見的HDR 癥狀包括呼吸癥狀、感覺異常、水腫、肝腎衰竭等[11]。在阿巴卡韋的早期藥物研發(fā)階段已有超敏反應的描述，直到2002 年，兩個獨立的研究分別報告了HLA-B*57：01 等位基因和阿巴卡韋相關HDR 發(fā)生風險增加密切相關[12-13]，該結論得到了進一步研究的支持[14]。2008 年開展了一項名為“I 期臨床試驗DNA 篩查的前瞻性隨機評價”研究，是迄今為止規(guī)模最大的一項藥物基因組學研究。該研究招募了19 個國家的1 956 名患者被前瞻性隨機分為兩組：一組實驗組，其中HLA-B*57：01 攜帶者沒有接受阿巴卡韋治療，另一組對照組患者接受的治療沒有進行基因檢測。結果發(fā)現(xiàn)在HLA-B*57：01 陰性的患者阿巴卡韋的超敏反應發(fā)生率為0%，對照組超敏反應發(fā)生率為2.7%，HLA-B*57：01 基因篩查可有效避免超敏反應的發(fā)生[15]。但是該研究結果并不適用所有種族人群，受試人群中白種人的患病率較高，占所有人群的84%，使得這一研究結果受到質疑。最近對文獻的系統(tǒng)回顧和薈萃分析進一步證實，HLA-B*57：01 與阿巴卡韋在白種人、黑種人和西班牙裔中引起的超敏反應顯著相關。在這篇文章中作者認為在非白種人中缺乏預測價值可能是人群中HLA-B*57：01 攜帶率偏低，早期的研究中納入的非白種人受試者數(shù)量較少，導致HDR 臨床診斷假陽性率高[16]。另一方面，陰性預測值(NPV)為100%，這意味著HLA-B*57：01 陰性個體不會產生超敏反應，因此HLA-B*57：01 對于預測阿巴卡韋相關HDR 的風險具有較高價值[15]。美國FDA、EMA 及相關臨床指南均推薦在服用阿巴卡韋之前檢測HLA-B*57：01 基因型。通過臨床隨訪研究，確認了通過基因型的檢測可顯著減少阿巴卡韋引起的超敏反應，從而確認了其價值和成本效益。HLA-B*57：01 基因分型是藥物基因組學在臨床最常用的案例。

2.2 別嘌呤醇 Stevens-Johnson 綜合征(SJS)和中毒性表皮壞死松解(TEN)是以廣泛的皮膚剝脫為特征的嚴重大皰性黏膜皮膚反應。皮膚反應的嚴重程度與該疾病的臨床亞型相關(發(fā)生率SJS ＜10%，SJS/TEN 重疊綜合征中為10%～30%，TEN ＞30%)，并影響這些疾病的預后[17]。大多數(shù)SJS/TEN 病例是由藥物引起的，有些藥物誘發(fā)SJS/TEN的風險較高[18]。

別嘌呤醇引起超敏反應，臨床表現(xiàn)從輕微的皮膚紅斑到嚴重的剝脫性皮炎，包括DRESS 和SJS/TEN，后者發(fā)生在0.1%～0.4%的使用者中[19]。別嘌呤醇是歐洲導致SJS/TEN 最常見的原因，超過卡馬西平和苯妥英，而在東南亞，它是繼卡馬西平之后第二常見的SJS/TEN 致病藥物[20-21]。2005 年中國臺灣一個研究小組進行了候選基因分析，比較了51例由別嘌呤醇誘導的HDR 患者、135 例耐受別嘌呤醇的受試者和93 例來自普通人群的健康受試者，所有受試者均為漢族，發(fā)現(xiàn)所有由別嘌呤醇誘導的嚴重皮膚不良反應患者中都存在HLA-B*58：01 等位基因，相比之下，別嘌呤醇耐受患者和健康對照組分別為15%和20%[22]。HLA-B*58：01 在耐受的人群中的也存在，因此可能是其他因素促進過敏反應的發(fā)生。在泰國人、日本人和韓國人別嘌呤醇和HLA-B*58：01 等位基因存在很強的關聯(lián)，而歐洲人的相關性較弱[23-26]。這種差異可能是HLA-B*58：01 在不同人群中的頻率不同所致，亞洲人群(約20%)普遍高于其他歐洲人群(1%～2%)。亞洲人群中HLA-B*58：01 攜帶者的狀態(tài)和別嘌醇誘導的SJS/TEN 之間存在顯著的相關性[27]。

考慮到HLA-B*58：01 和別嘌呤醇導致HDR的高度關聯(lián)性，可能需要基因檢測的方法來預防藥品不良反應的發(fā)生。但是到目前為止，F(xiàn)DA 和EMA的別嘌呤醇的藥品說明書仍未明確要求進行HLA-B*58：01 基因分型檢測來確定是否服用別嘌呤醇。日本的藥品說明書中提到的在中國、日本和歐洲人群中服用別嘌呤醇發(fā)生SJS/TEN 的患者中HLA-B*58：01 等位基因出現(xiàn)頻率很高，建議進行基因檢測，但并未強制要求。臨床藥物遺傳學實施聯(lián)盟指南建議別嘌呤醇不建議應用HLA-B*58：01 等位基因陽性的患者，強調陰性基因分型不能排除嚴重HDR 的可能性，尤其在歐洲人群。2012 年修訂的美國風濕病學會痛風治療指南建議別嘌呤醇治療后進行HLA-B*58：01 等位基因檢測，尤其是在等位基因頻率較高的人群中。

2.3 卡馬西平 卡馬西平是一種芳香族類抗驚厥藥，用于治療癲癇、神經性疼痛和雙向情感障礙。卡馬西平與斑丘疹(MPE)和DRESS 綜合征有關[7]。此類不良反應在西方人群中相對少見(每10 000 人群中1～6 人發(fā)病)，但在某些亞洲漢族人群中的發(fā)生頻率要高達10 倍以上[28]。Chung 等[29]描述了中國臺灣漢族患者卡馬西平相關SJS/TEN 與HLA-B*15：02 等位基因之間的相關性，發(fā)現(xiàn)在所有卡馬西平相關的SJS/TEN 的患者中都存在HLA-B*15：02 等位基因，在藥物耐受和普通人群的比例分別為3%和8.6%。

2011 年中國臺灣的研究者設計了一項大型前瞻性研究，評估HLA-B*15：02 等位基因篩查的收益。在該研究中，4 120 例HLA-B*15：02 陰性患者和215 例HLA-B*15：02 陽性患者接受替代藥物治療，患者均未發(fā)生SJS/TEN?？R西平導致的SJS/TEN 發(fā)病率約為0.23%，而HLA-B*15：02 基因篩查有效預防了10 例HDR[30]，為亞洲患者在服用卡馬西平之前檢測HLA-B*15：02 提供了有力證據。并非所有攜帶HLA-B*15：02 等位基因的患者都會發(fā)生卡馬西平相關的HDR，Ko 等[31]通過分析卡馬西平誘導的超敏反應的TCR 克隆分型，84% 的HLA-B*15：02 陽性發(fā)生SJS/TEN 的患者中存在VB-11-ISGSY，但是在所有耐受者中并不存在，包括兩名HLA-B*15：02 攜帶者。這些數(shù)據表明，HLA-B*15：02 和VB-11-ISGSY TCR 克隆型可能對HDR 的發(fā)展起到協(xié)同作用，T 細胞活化不僅限于特定的HLA 同種異體，而且還限于特定的TCR 克隆型。在白種人和日本人群中，HLA-B*15：02 尚未發(fā)現(xiàn)與卡馬西平引起的HDR 有關，可能是該等位基因在某些人群中的頻率較低(＜1%)。在這些人群中發(fā)現(xiàn)HLA-A*31：01 等位基因可能與SJS/TEN、MPE 和 DRESS 有 關[32-34]。在漢族人群中，HLA-A*31：01 等位基因與卡馬西平誘導MPE 或DRESS 風險增加有關，而SJS/TEN 與HLA-B*15：02表達相關[35-36]。HLA-B*15：02 和HLA-A*31：01 在氨基酸序列上有很大的差異，兩者共有與卡馬西平相互作用的三個氨基酸殘基中的兩個，這一觀察可解釋不同的HLA 同種異體如何有效地與同一抗原相互作用[37]。

FDA 和EMA 在藥品說明書包含了警告信息，建議對亞洲患者卡馬西平治療前進行HLA-B*15：02 基因檢測。FDA 在藥品處方信息中增加了HLA-A*31：01 陽性的患者應當平衡獲益，但未強制進行藥物遺傳學檢測。目前只有加拿大的藥品說明書建議進行HLA-A*31：01 藥物遺傳學檢測，由于目前的篩查的病例較少，可能未來更多服用卡馬西平的人群需要基因檢測來確定HLA-A*31：01 基因陽性與不良反應的相關性[38]。

不同的研究報告指出，HLA-B*15：02 與其他抗驚厥藥(奧卡西平、苯妥英、拉莫三嗪)引起的SJS/TEN 有關，因此HLA-B*15：02 陽性的患者進行抗癲癇藥物治療時應格外注意藥品不良反應[30]。目前FDA 建議HLA-B*15：02 攜帶者避免苯妥英鈉作為卡馬西平的替代藥品，建議存在遺傳學風險的人群(中國漢族、泰國、菲律賓和馬來西亞人群)在使用奧卡西平之前進行HLA-B*15：02 等位基因檢測，對拉莫三嗪的使用沒有提供具體的建議。

3 結語

阿巴卡韋、卡馬西平和別嘌呤醇是藥物遺傳學應用的較好例證，具有較高的臨床應用性和成本效益[39]。從以上得出HLA-HDR-藥物相關性的例子可以看出，某些HLA 等位基因易感陽性的個體服用可疑藥物也可能不會發(fā)生過敏反應，除了特定的HLA 亞型以外，還包括遺傳和環(huán)境因素的影響。目前對基因以外的其他因素描述在很大程度上仍不完整，為了更好的描述特定過敏反應風險增加的患者，HLA 分型應同時分析附加的個體特征和危險因素。目前HLA 相關的藥物超敏反應，僅有少數(shù)的轉化為臨床常規(guī)的檢查項目，利用基因分型除了預測和預防ADR 外，還可以用于臨床診斷。在這種情況下，基因檢測是暴露在ADR 之后，而非在藥物處方之前。氟氯沙西林誘導的膽汁淤積性肝炎與HLA-B*57：01 等位基因(OR=108)的存在密切相關，但由于其發(fā)病率極低(8.5 例/10 萬)，估計需要篩查13500 名受試者以預防1 例HDR。因此，給藥前檢測在臨床常規(guī)應用中不具有成本效益[40-41]。由于嚴重的HDR 非常罕見，它們很少在臨床前試驗(動物模型)或臨床試驗中觀察到，在大多數(shù)情況下，它們是在上市后大量患者接受治療時發(fā)現(xiàn)的。這往往又可導致該藥物退出市場，因此，HDR 成為制藥行業(yè)的主要成本負擔，導致藥物開發(fā)成本上升。一些HDR 與特定的HLA 等位基因有關，可以通過藥物遺傳學檢測檢測來預防。目前，已經發(fā)現(xiàn)大量與HLA 相關的HDR，但是在將這些關聯(lián)轉化為臨床實踐之前，仍然有許多障礙需要克服，到目前為止，成功實施的案例還很少。應該努力提高多學科基礎研究和臨床研究的水平，從基礎研究到臨床研究，再從臨床研究到臨床研究。