治療藥物監(jiān)測在炎癥性腸病巰嘌呤類藥物治療中的研究進(jìn)展*

吳莎莎 張 麗 王 迪 張紅杰

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院消化科(210029)

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一種與環(huán)境、免疫、遺傳、腸道微生物等多種因素相互作用有關(guān)的腸道慢性非特異性炎癥性疾病，主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)和克羅恩病(Crohn’s disease, CD)，其病程具有急性發(fā)作和緩解交替出現(xiàn)的特點(diǎn)。巰嘌呤類藥物主要包括硫唑嘌呤(azathioprine, AZA)和6-巰基嘌呤(6-mercaptopurine, 6-MP)，用于維持撤離激素的緩解，尤其是激素依賴、激素抵抗的IBD[1-2]。然而，15%～30%的IBD患者因巰嘌呤的不良反應(yīng)而停藥。因此，國內(nèi)外指南與共識均推薦在IBD患者使用巰嘌呤類藥物治療的過程中進(jìn)行治療藥物監(jiān)測(therapeutic drug monitoring, TDM)，在避免毒性的同時最大限度提高療效[3]。本文就巰嘌呤治療前進(jìn)行遺傳標(biāo)志物的檢測以及治療過程中代謝產(chǎn)物監(jiān)測方面的研究進(jìn)展作一綜述。

一、巰嘌呤類藥物概述

1. 巰嘌呤類藥物的代謝與作用機(jī)制：AZA在體內(nèi)通過非酶作用和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)轉(zhuǎn)化為6-MP和巰基咪唑[4-5]。6-MP在體內(nèi)主要有3種代謝途徑：①通過黃嘌呤氧化酶(XO)轉(zhuǎn)化為非活性產(chǎn)物6-硫尿酸(6-TU)；②在巰嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(TPMT)作用下轉(zhuǎn)化為非活性代謝產(chǎn)物6-甲基化巰基次黃嘌呤核苷磷酸鹽(6-MMPN)；③在次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HPRT)的作用下轉(zhuǎn)化為6-巰基次黃嘌呤單磷酸鹽(6-TIMP)，然后經(jīng)次黃嘌呤核苷酸脫氫酶(IMPDH)和單磷酸鳥苷酸合成酶(GMPS)轉(zhuǎn)化為活性代謝產(chǎn)物6-硫鳥苷酸(6-TGN)，包括6-硫鳥嘌呤(脫氧)核苷單/二/三磷酸[6-T(d)GMP/T(d)GDP/T(d)GTP]。隨后，6-TdGTP和6-TGTP分別被整合至DNA和RNA，抑制核苷酸和蛋白質(zhì)的合成，從而抑制淋巴細(xì)胞增殖[4-5]。6-TGTP還可通過阻斷Vav-Rac信號通路誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，抑制依賴T細(xì)胞的致病性免疫應(yīng)答[6]。此外，6-甲基化巰基次黃嘌呤核苷單磷酸(6-meTIMP)亦可抑制嘌呤重新合成而發(fā)揮作用[4-5]。

2. 巰嘌呤類藥物在IBD中的應(yīng)用：巰嘌呤類藥物目前仍是IBD患者維持長期緩解的一線藥物，但起效緩慢，需持續(xù)使用12～17周才能顯效[2]，因此常與激素、抗腫瘤壞死因子-α(TNF-α)制劑聯(lián)用以快速誘導(dǎo)緩解。巰嘌呤類藥物與抗TNF-α制劑聯(lián)用可促進(jìn)黏膜愈合，減少抗藥抗體的產(chǎn)生，顯著提高療效[7]。巰嘌呤類藥物還可用于預(yù)防CD患者腸切除術(shù)后的復(fù)發(fā)[2]。巰嘌呤類藥物存在量效關(guān)系，劑量不足會影響療效，過量則會增加不良反應(yīng)的發(fā)生率[4]。目前指南推薦AZA的目標(biāo)劑量為1.5～2.5 mg·kg-1·d-1，6-MP的目標(biāo)劑量為0.75～1.5 mg·kg-1·d-1[3]，我國共識認(rèn)為1.0～1.5 mg·kg-1·d-1AZA對IBD患者有效，但治療過程中應(yīng)根據(jù)療效、全血細(xì)胞計(jì)數(shù)和6-TGN濃度來調(diào)整劑量[8]。

3. 巰嘌呤類藥物的不良反應(yīng)：巰嘌呤類藥物的不良反應(yīng)最常見于用藥后1年內(nèi)，尤其是1個月內(nèi)。最常見的不良反應(yīng)為骨髓毒性，主要包括白細(xì)胞減少和中性粒細(xì)胞減少，是導(dǎo)致患者停止使用巰嘌呤類藥物的最主要原因[9]。其余不良反應(yīng)包括肝毒性、胃腸道不適、流感樣癥狀、皮疹、脫發(fā)、關(guān)節(jié)痛、肌痛以及急性胰腺炎等，均可導(dǎo)致巰嘌呤治療失敗。骨髓毒性和肝毒性通常為劑量依賴性不良反應(yīng)，與巰嘌呤的復(fù)雜代謝通路有關(guān)，而皮疹、流感樣癥狀、關(guān)節(jié)炎、胰腺炎以及肝炎為特異質(zhì)反應(yīng)，與劑量無關(guān)[10]。

二、遺傳標(biāo)志物檢測在預(yù)測巰嘌呤不良反應(yīng)中的作用

1. TPMT：TPMT可將巰嘌呤代謝通路中的多種產(chǎn)物甲基化從而產(chǎn)生6-MMP(R)，減少有效代謝產(chǎn)物6-TGN的累積，降低骨髓毒性發(fā)生率[11]。最常見的引起TPMT酶活性缺陷的等位基因?yàn)門PMT*2、*3A、*3B和*3C，高加索人、亞洲西南人群以及中國人中TPMT等位基因突變率分別為10.1%、2.0%和4.7%，最常見的突變等位基因分別為TPMT*3A和TPMT*3C[12]。TPMT活性受多種因素調(diào)控，其表型與基因型之間的相關(guān)性為65%～89%，因此相對于基因型，檢測表型對預(yù)測骨髓毒性更有價值[13]。美國胃腸病學(xué)會(AGA)推薦，在開始巰嘌呤治療前應(yīng)常規(guī)檢測TPMT基因型或表型，并根據(jù)相應(yīng)結(jié)果調(diào)整[3]。2018年臨床藥物基因組學(xué)實(shí)施聯(lián)盟(CPIC)指南建議：正常酶活性/基因型的患者使用標(biāo)準(zhǔn)劑量治療，中等酶活性/基因型雜合突變的患者按照標(biāo)準(zhǔn)劑量30%～80%進(jìn)行治療，低或無酶活性/基因型純合突變的患者給予標(biāo)準(zhǔn)劑量的10%，每周3次的治療方案或轉(zhuǎn)換治療[14]。TPMT多態(tài)性預(yù)測亞洲IBD患者發(fā)生巰嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少的敏感性較低[15-16]，因此其在亞洲人群中的檢測價值有限。

2. NUDT15基因：NUDT15基因編碼嘌呤特異性Nudix水解酶，發(fā)揮水解核苷二磷酸的作用。有體外研究[17]發(fā)現(xiàn)NUDT15基因敲除的細(xì)胞株中加入巰嘌呤復(fù)合物后，TGTP水平、TGTP/TGMP比例、TGTP在6-TGN中的比例顯著升高，從而增加了細(xì)胞毒性。NUDT15基因突變率在東亞人群中約為9.8%，在歐洲人群中約為0.2%，在非洲人群中幾乎缺如[18]。Yang等[15]的研究通過全基因組關(guān)聯(lián)測序首次發(fā)現(xiàn)了NUDT15 c.415 C>T與韓國IBD患者發(fā)生巰嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少密切相關(guān)，預(yù)測白細(xì)胞減少的敏感性為89.4%，特異性為93.2%，而與TPMT基因突變無關(guān)。隨后在日本、中國、印度等IBD患者中亦證實(shí)了這種關(guān)聯(lián)[19]。有研究[20]還發(fā)現(xiàn)NUDT15 c.415 C>T純合突變者不僅發(fā)生早期重度白細(xì)胞減少，而且還發(fā)生了嚴(yán)重的脫發(fā)。上述研究表明NUDT15基因型檢測在亞洲IBD患者中具有應(yīng)用前景。

Moriyama等[17]在危地馬拉、新加坡和日本的270例急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)兒童中發(fā)現(xiàn)了NUDT15的4種變異體，以及6種單倍型和相應(yīng)的雙倍型。根據(jù)酶活性不同?？煞譃檎Ｃ富钚越M(*1/*1)、中等酶活性組(*1/*2、*1/*3、*1/*4、*1/*5)以及低酶活性組(*2/*3、*3/*3、*3/*5)。NUDT15純合突變者幾乎無法耐受巰嘌呤藥物治療，僅能耐受6-MP標(biāo)準(zhǔn)劑量的10%。Chao等[16]的多中心研究發(fā)現(xiàn)中國IBD患者NUDT15 c.415 C>T、C.36_37insGGAGTC和C.52G>A與巰嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少顯著相關(guān)。*1/*1型患者耐受劑量顯著高于*1/*2和*1/*3型患者，但與*1/*5、*1/*6型患者耐受劑量無明顯差異。該項(xiàng)研究初步展示了NUDT15雙倍型檢測在預(yù)測不良反應(yīng)以及評估耐受劑量方面的應(yīng)用價值。Walker等[21]的多中心大樣本研究發(fā)現(xiàn)新的變異體NUDT15(p.Gly17_Val18del)與歐洲IBD患者發(fā)生巰嘌呤誘導(dǎo)的骨髓抑制密切相關(guān)，提示NUDT15基因分型的檢測價值不僅局限于亞洲人群。韓國與我國共識均推薦在巰嘌呤類藥物使用前對患者進(jìn)行NUDT15基因檢測并根據(jù)結(jié)果調(diào)整劑量[8,22]，但劑量減少的范圍目前仍未達(dá)成共識。

3. 其他遺傳標(biāo)志物：對于ITPA 94C>A[23-25]、GST基因突變[26-27]與IBD患者使用巰嘌呤后出現(xiàn)不良反應(yīng)是否相關(guān)存在爭議。研究表明XO可將6-MMP轉(zhuǎn)化為6-TU從而減少巰嘌呤的生物利用度，但6-MP氧化受膳食嘌呤攝入量、代謝等多種因素的影響，因此無法基于XO基因型或表型檢測來預(yù)測巰嘌呤的毒性[4]。有研究[28]提出MRP4 G2269A突變造成6-TGN蓄積，進(jìn)而引起巰嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少。然而MRP4與NUDT15存在相互作用[29]，僅MRP4變異不能解釋亞洲IBD患者使用巰嘌呤后的骨髓毒性。有研究表明HPRT高活性[30]和FTO p.A134T[31]使IBD患者更易發(fā)生巰嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少，但結(jié)論仍需進(jìn)一步證實(shí)。

三、巰嘌呤代謝產(chǎn)物監(jiān)測與治療方案優(yōu)化

1. 6-TGN測定：6-TGN是巰嘌呤類藥物發(fā)揮作用的主要活性代謝產(chǎn)物[4]。由于缺乏明確證據(jù)表明基于代謝產(chǎn)物的劑量調(diào)整優(yōu)于傳統(tǒng)的基于體質(zhì)量的劑量調(diào)整，AGA指南并不推薦常規(guī)檢測巰嘌呤代謝物，僅推薦在巰嘌呤治療后仍處于活動期或出現(xiàn)不良反應(yīng)時進(jìn)行測定，并據(jù)此調(diào)整治療方案[3]。我國共識推薦在巰嘌呤劑量穩(wěn)定后1個月，或治療足夠療程后(通常認(rèn)為是17周)仍處于活動期，或出現(xiàn)可能與之相關(guān)的不良反應(yīng)時測定6-TGN濃度[8]。行巰嘌呤單藥治療時，6-TGN的最佳濃度為230～450 pmol/8×108RBC，但基于檢測方法、研究設(shè)計(jì)和人群的不同，數(shù)值略有差異[3]。有研究[32]認(rèn)為，180～355 pmol/8×108RBC 6-TGN可維持中國IBD患者的緩解。有研究[33]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)巰嘌呤與英夫利西單抗(infliximab, IFX)聯(lián)用時，6-TGN≥125 pmol/8×108RBC即可獲得滿意療效，黏膜愈合率更高，產(chǎn)生抗藥抗體的可能性更低，但聯(lián)合治療時的6-TGN最佳濃度尚不明確。目前認(rèn)為當(dāng)6-TGN濃度<230 pmol/8×108RBC時，需優(yōu)化用藥劑量，6-TGN濃度>450 pmol/8×108RBC時，應(yīng)轉(zhuǎn)換其他藥物進(jìn)行治療[3,8]。

2. 6-TGN與6-MMP聯(lián)合測定

近來研究表明聯(lián)合測定6-TGN和6-MMP水平并作出相應(yīng)調(diào)整可顯著提高AZA療效并減少不良反應(yīng)[34]。6-MMP濃度>5 700 pmol/8×108RBC時與肝毒性的發(fā)生密切相關(guān)，但6-MMP水平低并不能排除肝毒性的發(fā)生[4]。因此，測量6-TGN和6-MMP水平并不能取代對肝酶和血細(xì)胞計(jì)數(shù)的監(jiān)測。有研究提出在巰嘌呤初始治療后4～8周測定6-TGN、6-MMP濃度，并據(jù)此調(diào)整用藥劑量[4,35]。

①6-TGN與6-MMP水平均低，需檢查患者的依從性，若依從性良好，則考慮藥物劑量不足，應(yīng)適當(dāng)增加劑量；②6-TGN水平低，6-MMP水平高(通常為6-MMP/6-TGN>20)，應(yīng)考慮巰嘌呤藥物抵抗，AZA/6-MP優(yōu)先向6-MMP代謝通路進(jìn)行分流，肝毒性發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加。目前報(bào)道的解決方案主要有：a. 加用別嘌醇：研究發(fā)現(xiàn)別嘌醇50～100 mg聯(lián)合25%～50%的巰嘌呤起始劑量使用2～4周后，可有效增加6-TGN濃度并降低6-MMP濃度，使AZA/6-MP代謝向6-TGN通路分流從而提高療效[36]。且?guī)€嘌呤相關(guān)的不良反應(yīng)如胃腸道不適、流感樣癥狀、肌痛、肝毒性的發(fā)生率降低。除上述分流機(jī)制外，其作用機(jī)制可能與加用別嘌醇可增加6-巰基黃嘌呤(6-TX)水平并抑制TPMT活性有關(guān)[37]。但有研究[38]表明IBD患者給予巰嘌呤聯(lián)合別嘌醇治療后HPRT活性明顯上升，TPMT活性無明顯變化，提示別嘌醇可能通過某種途徑影響HPRT活性進(jìn)而影響6-TGN水平。b. 分次給藥：Shih等[39]發(fā)現(xiàn)AZA/6-MP分次給藥可顯著降低6-MMP水平但不并影響6-TGN水平，最終減少肝毒性并提高巰嘌呤的療效，維持無激素緩解。c. 合用5-氨基水楊酸(5-ASA)：de Boer等[40]對服用AZA的IBD患者的研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)4周服用2 g/d 5-ASA后連續(xù)4周服用4 g/d 5-ASA可使6-TGN水平明顯升高，增加療效，但骨髓毒性風(fēng)險(xiǎn)隨之增加，因此合用5-ASA時建議減少25%的AZA/6-MP劑量；③6-TGN水平正常，6-MMP水平高，若應(yīng)答良好，可繼續(xù)當(dāng)前治療并密切監(jiān)測肝功能；若無應(yīng)答，則考慮可能對巰嘌呤藥物耐受，建議轉(zhuǎn)換治療；④6-TGN水平高，6-MMP水平低，藥物甲基化水平低，易發(fā)生骨髓毒性，應(yīng)減量；⑤6-TGN水平高，6-MMP水平高，應(yīng)考慮藥物過量或?qū)€嘌呤耐受，發(fā)生骨髓毒性和肝毒性的風(fēng)險(xiǎn)大，若應(yīng)答良好建議減量，若無應(yīng)答則建議轉(zhuǎn)換治療。

3. DNA-TG測定：6-T(d)GTP是6-TGN中發(fā)揮生物活性的主要形式。在CD患者中，6-TGTP水平>100 pmol/8×108RBC時對巰嘌呤的應(yīng)答率更高，而當(dāng)6-TGDP所占比例升高(6-TGDP/6-TGN>15%)，患者對藥物的反應(yīng)降低[41]。日本的研究[42]發(fā)現(xiàn)IBD患者中NUDT15 R139C引起的巰嘌呤相關(guān)白細(xì)胞減少與6-TGN濃度無明顯相關(guān)，提示NUDT15 R139C引起骨髓毒性的作用機(jī)制可能并不依賴于6-TGN。Moriyama等[17]對兒童ALL患者的研究表明，巰嘌呤劑量與6-T(d)GTP、DNA-TG水平呈正相關(guān)。NUDT15基因突變導(dǎo)致6-T(d)GTP、DNA-TG水平過高，從而增加骨髓毒性的發(fā)生率，但總6-TGN水平可能不變。既往的檢測方法雖能有效區(qū)分6-T(d)GMP、6-T(d)GDP和6-T(d)GTP，但因其步驟繁瑣且準(zhǔn)確性偏低，導(dǎo)致應(yīng)用受限[43]。因此，測定DNA-TG水平可能對預(yù)測IBD患者巰嘌呤療效以及相關(guān)骨髓毒性更有價值。

四、結(jié)語與展望

關(guān)于IBD患者巰嘌呤治療的TDM仍有不少問題亟待解決。目前已知的遺傳標(biāo)志物檢測在預(yù)測巰嘌呤不良反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，但仍有相當(dāng)一部分不良反應(yīng)無法通過現(xiàn)有的研究結(jié)果進(jìn)行解釋。此外，目前尚缺乏巰嘌呤代謝產(chǎn)物監(jiān)測的共識，包括在維持緩解階段采用不同聯(lián)合治療方案的有效6-TGN濃度是否有差異；不同的疾病類型、活動性、治療目標(biāo)(如臨床緩解和內(nèi)鏡下緩解)對要求的6-TGN濃度是否均不同；監(jiān)測DNA-TG水平是否較監(jiān)測6-TGN水平對指導(dǎo)治療的價值更高，以及達(dá)到療效的最佳DNA-TG范圍仍尚未可知。NUDT15基因檢測在東亞IBD患者中的應(yīng)用前景廣闊，未來需行大樣本多中心研究來指導(dǎo)IBD患者巰嘌呤治療的個體化方案。