抗甲狀腺藥物致粒細(xì)胞缺乏癥及其遺傳易感性的研究進(jìn)展

馬盼，龔曉娟，賴江華，賀雅毅，張寶*（.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)部法醫(yī)學(xué)院，西安 70000；.西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，西安 70000）

抗甲狀腺藥物（antithyroid drug，ATDs）被應(yīng)用于臨床治療已有近50年的歷史，多用于治療甲狀腺功能亢進(jìn)（甲亢）[1]。粒細(xì)胞缺乏癥是ATDs 引起的嚴(yán)重不良反應(yīng)之一，近年來(lái)隨著研究取得的進(jìn)展和對(duì)不良反應(yīng)認(rèn)識(shí)的提升，ATDs 致粒細(xì)胞缺乏癥（antithyroid drug-induced agranulocytosis，AIA）的預(yù)后有了明顯改善。尤其是藥物基因組學(xué)的發(fā)展，為闡釋AIA 復(fù)雜的致病機(jī)制，尋找新的遺傳標(biāo)記提供了新的思路[2]。因此，本文對(duì)AIA 進(jìn)行綜述，尤其側(cè)重于對(duì)AIA的遺傳因素進(jìn)行總結(jié)和回顧。

1 抗甲狀腺藥物

甲亢是多種原因引起的甲狀腺激素合成及分泌增加的自身免疫疾病，其患病率約為0.2%～1.3%[3]，其中以Graves ?。℅raves disease，GD）為最常見(jiàn)的病因。GD 的主要臨床表現(xiàn)有高代謝癥候群、甲狀腺腫和眼征等[4]，治療方式包括ATDs 治療、131I 放射治療（radioactive iodine，RAI）和手術(shù)治療等[3]。自1941年甲巰咪唑（methidazole，MMI）及丙硫氧嘧啶（propythiouracil，PTU）被首次應(yīng)用以來(lái)，ATDs 以療效確切、服用方便且價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于甲亢的治療，成為了治療甲亢的首選藥物。同時(shí)，ATDs 也是目前唯一不破壞甲狀腺濾泡結(jié)構(gòu)的治療方法[5-6]。

ATDs 的主要作用機(jī)制是通過(guò)抑制甲狀腺過(guò)氧化物酶，阻止碘離子氧化、酪氨酸磺化，進(jìn)而抑制酪氨酸的碘化及偶聯(lián)來(lái)阻止活性碘的生成，從而抑制甲狀腺激素的生物合成[6-7]。雖然MMI和PTU 在臨床上應(yīng)用廣泛且對(duì)病情緩解率平均可達(dá)50%，但其復(fù)發(fā)率高（40%～60%），從而可能使患者長(zhǎng)期暴露在甲狀腺毒癥中，導(dǎo)致不良的后果[7]。此外，既往研究發(fā)現(xiàn)，ATDs 還會(huì)引起一系列的不良反應(yīng)，如皮膚反應(yīng)、關(guān)節(jié)炎、膽紅素升高肝功能受損以及罕見(jiàn)但危及生命的粒細(xì)胞缺乏等[4，6，8]。

2 抗甲狀腺藥物致粒細(xì)胞缺乏癥（AIA）

粒細(xì)胞缺乏癥通常是指中性粒細(xì)胞的絕對(duì)值低于0.5×109·L－1[9]，中性粒細(xì)胞缺乏癥多與各類藥物有關(guān)，尤其是氯氮平、柳氮磺吡啶、雙嘧啶和ATDs 等[10]。雖然AIA 的發(fā)病率在接受治療的患者中只占0.1%～0.3%[5]，但通常病情進(jìn)展迅速，極易并發(fā)消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)等多系統(tǒng)的感染，嚴(yán)重的患者還會(huì)繼發(fā)膿毒血癥或敗血癥，甚至誘發(fā)甲狀腺危象等，因而AIA的病死率較高[8，11-12]。Pearce 等[13]曾統(tǒng)計(jì)調(diào)查了1981—2003年英國(guó)523 萬(wàn)例GD 病患者的預(yù)后，發(fā)現(xiàn)ATDs 致粒細(xì)胞減少或缺乏癥占其致死患者的49%。AIA 通常出現(xiàn)于用藥后的 2 ～3 個(gè)月內(nèi)，個(gè)別病例在用藥的后期發(fā)生[10]。關(guān)于AIA 的治療，首先在發(fā)病后應(yīng)立即停藥，而后進(jìn)行升高白細(xì)胞、刺激粒細(xì)胞生成、營(yíng)養(yǎng)支持等治療，并通過(guò)血常規(guī)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。但由于中性粒細(xì)胞的缺乏程度對(duì)預(yù)后有影響，且目前對(duì)于?；紘?yán)重基礎(chǔ)性疾病等尚無(wú)適當(dāng)?shù)姆桨赣涗沎10]，因而在臨床治療時(shí)，對(duì)AIA 的治療應(yīng)有足夠的重視。

然而，AIA 的致病機(jī)制尚不明確，近年來(lái)關(guān)于其發(fā)病的病理生理學(xué)研究也較少。有研究顯示MMI 導(dǎo)致的粒細(xì)胞缺乏癥在長(zhǎng)時(shí)間的藥物暴露后發(fā)生，且與藥物的劑量成正相關(guān)[10]。目前普遍認(rèn)為有兩種機(jī)制可以解釋AIA 的發(fā)生。一種機(jī)制認(rèn)為，藥物可能被中性粒細(xì)胞氧化為活性代謝物，從而通過(guò)激活炎癥小體誘發(fā)免疫反應(yīng)，進(jìn)而以直接毒性破壞中性粒細(xì)胞。臨床研究表明，他巴唑引起粒細(xì)胞缺乏患者的骨髓象絕大部分呈粒系增生低下，中幼粒細(xì)胞以下顯著減少，證明藥物對(duì)骨髓直接的細(xì)胞毒作用[13]。另一種免疫機(jī)制認(rèn)為，ATDs 作為一種半抗原，與患者的粒細(xì)胞本身蛋白質(zhì)或附著的蛋白質(zhì)結(jié)合形成全抗原，抗分化型粒細(xì)胞的抗體可以參與到該病的發(fā)病過(guò)程，對(duì)粒細(xì)胞產(chǎn)生特異性反應(yīng)，致使中性粒細(xì)胞凋亡，進(jìn)而導(dǎo)致該病的發(fā)生[1]。先前的研究也有發(fā)現(xiàn)，PTU 可誘導(dǎo)產(chǎn)生抗中性粒細(xì)胞胞漿抗體（ANCA），并可導(dǎo)致自身免疫性血管炎，但具體的機(jī)制仍有待進(jìn)一步闡明[14]。此外，由于藥物和其他化學(xué)物質(zhì)代謝的酶表達(dá)的異質(zhì)性以及藥物的氧化修飾，遺傳的多態(tài)性也被考慮其中[10]。本文回顧了AIA 相關(guān)的易感基因及風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)，以期為預(yù)測(cè)該病發(fā)生及指導(dǎo)合理用藥提供參考。

3 AIA 相關(guān)的遺傳易感因素

3.1 主要組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）區(qū)域中AIA 相關(guān)基因的關(guān)聯(lián)研究

MHC 是一組編碼動(dòng)物主要組織相容性抗原的基因群的統(tǒng)稱，其高度保守，存在于所有脊椎動(dòng)物中。人類的MHC 被稱為人類白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigen，HLA），HLA 系統(tǒng)是構(gòu)成人類Ⅰ類和Ⅱ類MHC 的一組細(xì)胞表面蛋白，是免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)因子，通過(guò)與外界分子結(jié)合誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)的相應(yīng)細(xì)胞[15]。HLA 由6 號(hào)染色體上的200 多個(gè)基因組成，可分為三類：第一類被CD8＋T 細(xì)胞識(shí)別，主要基因組成為HLA-A、HLA-B和HLA-C，HLAⅠ類分子幾乎在所有細(xì)胞中表達(dá)，并負(fù)責(zé)將肽呈遞給免疫細(xì)胞；第二類被CD4＋T 細(xì)胞識(shí)別，由6 個(gè)主要基因組成，即HLA-DPA1、HLA-DPB1、HLA-DQA1、HLA-DQB1、HLA-DRA和HLA-DRB1；第三類基因包括補(bǔ)體基因和炎癥介質(zhì)基因，其中每個(gè)基因座位上可有數(shù)十至上百種不同的等位基因。人們發(fā)現(xiàn)HLA基因眾多且高度多態(tài)，這使得Ⅰ類和Ⅱ類復(fù)合體被賦予對(duì)多種藥物不良反應(yīng)的遺傳易感性[15-16]。

盡管目前AIA 的發(fā)病機(jī)制還不明確，但在歐洲、中國(guó)、日本等多地區(qū)的相關(guān)研究都表明HLA相關(guān)基因多態(tài)性在該病發(fā)生中起重要的作用，相關(guān)文獻(xiàn)基因型分類匯總?cè)缦隆?/p>

如表1所示，Ⅰ類MHC 相關(guān)基因HLA-B*27：05在多項(xiàng)研究中被證明與AIA 相關(guān)。Hallberg等[17]在針對(duì)歐洲人群的全基因組關(guān)聯(lián)研究中就曾證 明HLA-B*27：05與AIA 相關(guān)（OR：3.24，95%CI：2.31 ～4.55；P＝1.20×10－11）。He 等[18]在對(duì)中國(guó)北方的漢族人口的一項(xiàng)研究中，也同樣證明了HLA-B*27：05與AIA 之間的關(guān)聯(lián)（OR：66.24，95%CI：3.54 ～1239.66；P＝1.10×10－4）。而 在之前的研究中，HLA-B*27：05也曾被證明與另一種咪唑類藥物左旋咪唑引起的粒細(xì)胞缺乏癥有關(guān)，其確切的關(guān)聯(lián)機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究[19]。

表1的相關(guān)文獻(xiàn)同樣報(bào)道了同屬Ⅰ類MHC 的HLA-B*38：02與AIA 之間的關(guān)系。Chen 等[20]在對(duì)中國(guó)臺(tái)灣的一項(xiàng)研究中證明了HLA-B*38：02與AIA 相關(guān)（OR：21.49，95%CI：11.13 ～41.48；P＝6.75×10－32）。Cheung 等[21]針對(duì)中國(guó)香港人群的一項(xiàng)研究也表明了HLA-B*38：02與卡咪唑（CMZ）/MMI 誘導(dǎo)的粒細(xì)胞缺乏癥的關(guān)聯(lián)（OR：53.20，95%CI：13.60 ～208.90；P＝9.00×10－3）。He 等[18]對(duì)中國(guó)北方漢族的相關(guān)隊(duì)列研究中也顯示HLA-B*38：02與AIA 之間存在著顯著的關(guān)聯(lián)（OR：7.53，95%CI：2.29 ～24.68；P＝2.41×10－4）。同樣，Thao 等[22]對(duì)越南京族人群的研究也證實(shí)了HLA-B*38：02與AIA 之間的顯著關(guān)聯(lián)（OR：28.60，95%CI：6.80 ～120.20；P＝5.20×10－7）。而此前也有文獻(xiàn)報(bào)道證實(shí)HLA-B*38：02與猶太人中治療精神分裂癥藥物氯氮平所致的粒細(xì)胞缺乏癥有關(guān)[23]?；谏鲜鲅芯勘砻?，HLA-B*38：02與AIA 在多個(gè)地區(qū)的多個(gè)種群中均相關(guān)，提示HLA-B*38：02可作為AIA 的一個(gè)候選分子標(biāo)記位點(diǎn)進(jìn)行臨床診斷及藥物開(kāi)發(fā)。

表1 抗甲狀腺藥物引起的粒細(xì)胞缺乏癥中HLA 基因型的敏感性分析Tab 1 Sensitivity of HLA genotypes in antithyroid drug-induced agranulocytosis

除上述基因外，Ⅱ類的MHC 復(fù)合體相關(guān)基因也被報(bào)道參與了該病的發(fā)病過(guò)程。Tamai等[24]的一項(xiàng)針對(duì)日本人群的研究中發(fā)現(xiàn)，HLADRB1*08：03基因與AIA 顯著相關(guān)（OR：4.18，95%CI：1.56 ～11.20；P＝0.007）。Chen 等[20]的研究證實(shí)中國(guó)臺(tái)灣人群中攜帶HLA-DRB1*08：03基因的人有更高的易感風(fēng)險(xiǎn)（OR：6.13，95%CI：3.28 ～11.46；P＝1.83×10－9）。而Cheung等[21]的相關(guān)研究分析顯示，在中國(guó)香港人群中HLA-DRB1*08：03基因與AIA 僅有輕微相關(guān)，并沒(méi)有達(dá)到GWAS 顯著性閾值（OR：5.71，95%CI：1.91 ～17.08；P＝0.002）。He 等[18]在 中國(guó)北方漢族人群的研究中報(bào)道了HLA-DRB1*08：03基因和AIA 之間的顯著關(guān)聯(lián)（OR：4.32，95%CI：1.56 ～11.93；P＝1.57×10－3）。從上述研究中可以發(fā)現(xiàn)HLA-DRB1*08：03基因與AIA 成顯著性相關(guān)，HLA-DRB1*08：03基因可能參與AIA 的發(fā)?。ㄒ?jiàn)表1）。

除此之外，上述大部分文獻(xiàn)都進(jìn)行了藥物分層分析。由于在臨床用藥中，PTU 的使用頻率遠(yuǎn)少于CMZ/MMI 的使用頻率，大部分文獻(xiàn)都探討排除PTU 誘導(dǎo)的粒細(xì)胞缺乏癥敏感性，其藥物分層分類匯總?cè)绫?所示。

表2 抗甲狀腺藥物引起的粒細(xì)胞缺乏癥中HLA 基因型的藥物敏感性分析Tab 2 Drug sensitivity of HLA genotypes in antithyroid drug-induced agranulocytosis

如 表2所 示，Hallberg 等[17]（OR：7.30，95%CI：3.81 ～13.96） 和He 等[18]（OR：57.37，95%CI：2.77 ～1027.15）的藥物分層研究顯示剔除服用PTU 組患者后，HLA-B*27：05基因與CMZ/MMI引起的粒細(xì)胞缺乏癥的相關(guān)性更高[17-18]。這說(shuō)明引起AIA 的ATDs 是CMZ/MMI 而非PTU，提示不同AIA 的發(fā)病機(jī)制可能不同。

而為探究性別對(duì)于HLA相關(guān)基因與AIA 的影響，He 等[18]研究了排除男性患者后的結(jié)果，分析表明HLA-B*27：05，HLA-DRB1*08：03與粒細(xì)胞缺乏癥的相關(guān)性在女性患者中仍然顯著，提示粒細(xì)胞缺乏癥發(fā)生和性別相關(guān)性不大。

同時(shí)，相關(guān)文獻(xiàn)還進(jìn)行了SNP 檢測(cè)和連鎖關(guān)聯(lián)分析，這也有助于揭示基因多樣性引起的藥物反應(yīng)差異。Cheung 等[21]的研究表明rs185386680和HLA-B*38：02：01處于完全的連鎖不平衡，且與AIA 顯著相關(guān)。He 等[18]的研究顯示有5 個(gè)SNP（rs4349859、rs2596487、rs1811197、rs2228391和rs116869525）與AIA 相關(guān)，其中rs4349859 與HLA-B*27：05、rs116869525 與HLA-DRB1*08：03：01處于高度的連鎖不平衡。Hallberg 等[17]的研究中同樣報(bào)道了rs114291795 與HLA-B*27：05處于高度的連鎖不平衡，并且與AIA 關(guān)聯(lián)。而在我們之前的研究中同樣報(bào)道了MICA基因上的5個(gè)SNP（rs145575084、rs116135464、rs148015908、rs189600525 和rs4349859）與AIA 的關(guān)聯(lián)，且這5個(gè)SNP 與HLA-B*27：05處于高度的連鎖不平衡[25]。

此外，有研究針對(duì)HLA-B相關(guān)等位基因之間共同點(diǎn)的生物信息學(xué)研究分析發(fā)現(xiàn)，雖然HLA的各風(fēng)險(xiǎn)等位基因偏愛(ài)不同的多肽，但Cys67 和Thr80 殘基被證實(shí)是風(fēng)險(xiǎn)等位基因所獨(dú)有的多肽，因而被認(rèn)為可能是HLA介導(dǎo)的AIA 的關(guān)鍵殘基。相關(guān)研究數(shù)據(jù)分析還提示，Thr80 可能是HLA介導(dǎo)的AIA 的關(guān)鍵殘基，可指導(dǎo)未來(lái)的研究和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[20，26]。

3.2 非MHC 區(qū)域中AIA 相關(guān)基因的關(guān)聯(lián)研究

除了討論MHC 區(qū)域相關(guān)基因與AIA 的關(guān)聯(lián)，亦有研究報(bào)道非HLA基因與AIA 的關(guān)聯(lián)，以探究酶促途徑的異常、毒性反應(yīng)性代謝物的發(fā)生及其在AIA 發(fā)病中的作用。為揭示AIA 的相關(guān)機(jī)制以及HLA基因與非HLA基因間的相互作用提供了新思路，也為AIA 提供了新的預(yù)測(cè)因子。

在針對(duì)歐洲人群的GWAS 研究中，報(bào)道了非HLA基因常染色質(zhì)組蛋白賴氨酸N 甲基轉(zhuǎn)移酶2（EHMT2）和叉頭框轉(zhuǎn)錄因子2（FOXF2）與AIA 的關(guān)聯(lián)[17]。EHMT2基因可編碼一種酶，該酶與EHMT1（607001）一起組成組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物，可將組蛋白H3 上的賴氨酸甲基化，這種甲基化被認(rèn)為與常染色質(zhì)中的基因沉默有關(guān)[27]。FOXF2基因編碼叉頭框轉(zhuǎn)錄因子2，該基因被認(rèn)為在胚胎發(fā)育、代謝以及卒中、胃輕癱等常見(jiàn)疾病中發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用，調(diào)控下游基因的表達(dá)[28]。Plantinga 等[29]在對(duì)兩個(gè)獨(dú)立Graves病家族的研究中，通過(guò)對(duì)全外顯子的測(cè)序分析證明了還原型輔酶Ⅱ（NADPH）氧化酶3（NOX3）是AIA 的遺傳因子。該基因可編碼NADPH 氧化酶氮氧化物家族的一個(gè)成員，可催化產(chǎn)生超氧化物，參與多種生命活動(dòng)進(jìn)程[30]。He 等[31]對(duì)中國(guó)北方漢族的研究中，報(bào)道了含黃素單氧合酶3（FMO3）基因上的rs1736557 與AIA 間存在顯著關(guān)聯(lián)（OR：2.30，95%CI：1.20 ～4.40；P＝0.01）。含黃素單氧合酶（FMOs）是人體內(nèi)第二大的藥物代謝酶，可以廣泛催化氧化外來(lái)化學(xué)物質(zhì)。有報(bào)道稱，F(xiàn)MO的表達(dá)個(gè)體間差異為10 ～20 倍，可能導(dǎo)致藥物反應(yīng)[32]。

除ATDs 外，許多藥物都能導(dǎo)致粒細(xì)胞缺乏癥的發(fā)生，而幾乎所有的藥物誘導(dǎo)的粒細(xì)胞缺乏癥的確切發(fā)病機(jī)制都不明確。在以往的文獻(xiàn)報(bào)道中，基于氯氮平所致的粒細(xì)胞缺乏癥HLA分型的研究基礎(chǔ)，美國(guó)已將HLA-DQB16672G ＞C 作為一種基因檢測(cè)商品上市銷售[33]?？梢?jiàn)提前檢測(cè)相關(guān)等位基因，預(yù)測(cè)服用AIA 發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，是預(yù)防和治療AIA 的精準(zhǔn)基因預(yù)防策略。

上述研究闡述了AIA 與基因的遺傳易感性，表明有多種遺傳因素參與AIA 的發(fā)病。而在研究中對(duì)于遺傳因子的篩選驗(yàn)證還有著較大的限制。首先，AIA 的罕見(jiàn)發(fā)病率嚴(yán)重阻礙了我們對(duì)其群體遺傳學(xué)機(jī)制的探索，有限的發(fā)病人數(shù)和有限地區(qū)的研究限制了對(duì)于種族異質(zhì)性的解析。其次，由于AIA發(fā)病的不可預(yù)測(cè)和難以診斷影響了對(duì)該病的評(píng)估，延誤了對(duì)該病的研究和治療。篩選相關(guān)預(yù)測(cè)因子對(duì)于臨床診療AIA 意義重大，對(duì)于闡明疾病的機(jī)制以及HLA的作用機(jī)制有著至關(guān)重要的作用。