炎癥性腸病患者TPMT及NUDT15基因多態(tài)性與腸壁炎性反應(yīng)及能譜成像的相關(guān)性

唐姍姍, 潘愛珍, 李勤祥, 余 田, 陳穎瑜, 徐志鋒, 葉亞君, 李雪蓮

(廣東省佛山市第一人民醫(yī)院 放射科, 廣東 佛山, 528000)

炎癥性腸病(IBD)是一種慢性非特異性腸道炎性疾病。IBD的發(fā)病機制尚未完全闡明，可能與遺傳、環(huán)境因素及腸道免疫功能障礙有關(guān)[1]。IBD主要包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)、克羅恩病(CD)和未分類IBD(UIBD)[2]。IBD治療的主要目的是誘導(dǎo)和維持緩解并預(yù)防并發(fā)癥[3-4], 需要長期治療以維持緩解，其中硫唑嘌呤(AZA)在IBD維持緩解中發(fā)揮了重要作用[5], 但AZA可導(dǎo)致白細胞減少癥，臨床應(yīng)用受到限制。硫嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(TPMT)是AZA代謝的一種酶，研究[6]表明較低的TPMT活性與較高的6-巰基嘌呤(6-TGN)以及對硫嘌呤治療的臨床反應(yīng)可能性較高有關(guān)。核苷二磷酸連接的部分X型基序15 (NUDT15)多態(tài)性是亞洲人群藥物不良反應(yīng)的較好預(yù)測指標，其突變率更高[7]。CT能譜成像是評估IBD療效及預(yù)后的重要檢查手段。目前，有關(guān)IBD患者TPMT、NUDT15基因多態(tài)性與腸壁炎性反應(yīng)和能譜成像相關(guān)性的研究較少。本研究觀察TPMT和NUDT15的基因多態(tài)性頻率分布，并比較其在預(yù)測經(jīng)AZA治療的IBD患者腸壁炎性反應(yīng)和能譜成像中的價值，現(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年7月—2020年6月在本院就診60例中國籍IBD患者為IBD組，年齡16～80歲，男34例，女26例; UC 9例, CD 50例, UIBD 1例。IBD診斷根據(jù)《炎癥性腸病診斷與治療共識意見》中相關(guān)標準，所有患者行AZA治療，治療后3個月復(fù)查能譜CT。排除標準: ① 嚴重的心、肝、腎功能不全者; ② 活檢診斷為癌或淋巴瘤者; ③ 活動性肺結(jié)核者; ④ 活動性病毒性肝炎者; ⑤ 急性腹部疾病或其他外科手術(shù)適應(yīng)證者(如復(fù)雜的瘺管和由纖維化引起的腸梗阻)。選取60名健康志愿者作為對照組，男33例，女27例。本研究獲得本院倫理委員會批準，所有參與者簽署知情同意書。

1.2 方法

獲得外周血樣本并提取DNA, 使用基因組DNA作為模板進行聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR), 對R139C的NUDT15基因的變體(c.415C>T, rs116855232)和TPMT*3C的TPMT變體(p.Tyr240Cys, c.719A>G, rs1142345)進行基因分型、測序。采用單能譜CT(GE Discovery HD750 CT, 美國)進行腸道掃描。寶石光譜成像(GSI)平臺進行圖像重建。分析7個單能譜圖像(40～100 keV, 間隔為10 keV)獲得的CT圖像和常規(guī)圖像(120 kVp)。常規(guī)掃描參數(shù): 管電壓120.0 kVp, 管電流300.0 mAs, 螺距0.984, 準直128×0.5 mm, 旋轉(zhuǎn)時間0.8 s, 層厚5.0 mm。GSI掃描參數(shù): 管電壓80、140 kV, 0.5 ms瞬時切換，螺距0.984, 旋轉(zhuǎn)時間0.8 s, 層厚5.0 mm。

1.3 數(shù)據(jù)分析

由2名從事腹部診斷的放射醫(yī)師獨立評估圖像質(zhì)量，若意見不一致時，討論以達成共識。數(shù)據(jù)測量感興趣區(qū)選擇腸壁強化最明顯的層面，包括測量CT值，計算圖像對比噪聲比(CNR)。根據(jù)強化腸壁長度和CT值，將圖像質(zhì)量分為5個級別，其中5分表示腸壁明顯強化(長度≥2 cm或CT值≥150 HU), 4分表示腸壁中度強化(長度>1～<2 cm或CT值>100～<150 HU), 3分表示腸壁輕度強化(長度≤1 cm或CT值≤100 HU), 2分表示腸壁輕微強化, 1分表示腸壁未見強化。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 21.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行分析。計量資料采用均數(shù)±標準差表示，組間比較采用t檢驗或方差分析，對照組與IBD組TPMT、NUDT15基因型和等位基因頻率分布差異比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 60例IBD患者臨床特征

60例IBD患者病程3個月～4年，臨床表現(xiàn)包括腹痛60例(100.00%), 腹瀉50例(83.33%), 發(fā)熱18例(30.00%), 大便潛血陽性24例(40.00%)。

2.2 TPMT基因型和等位基因頻率分布

TPMT(c.719A>G, rs1142345)中有3種基因型: AA、AG和GG。與對照組相比, IBD組AA基因型和A等位基因頻率降低, AG和GG基因型以及G等位基因頻率增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01), 說明TPMT基因多態(tài)性對IBD患者易感性有影響。見表1。

表1 TPMT基因型和等位基因頻率分布[n(%)]

2.3 NUDT15基因型和等位基因頻率分布

NUDT15(c.415C>T, rs116855232)中有3種基因型: CC、CT和TT。與對照組相比, IBD組CC基因型和C等位基因頻率降低, CT和TT基因型以及T等位基因頻率增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01), 說明NUDT15基因多態(tài)性對IBD患者易感性有影響。見表2。

表2 NUDT15基因型和等位基因頻率分布[n(%)]

2.4 腸壁炎性反應(yīng)與TPMT和NUDT15基因多態(tài)性的相關(guān)性

IBD患者接受AZA治療后，分析TPMT和NUDT15基因多態(tài)性與腸壁炎性反應(yīng)的相關(guān)性，結(jié)果顯示, TPMT AA基因型和A等位基因頻率腸壁炎性反應(yīng)緩解率較AG和GG基因型以及G等位基因頻率增加, NUDT15 CC基因型和C等位基因頻率腸壁炎性反應(yīng)緩解率較CT和TT基因型以及T等位基因頻率增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05), 表明TPMT和NUDT15基因多態(tài)性能有效預(yù)測AZA誘導(dǎo)的腸壁炎性反應(yīng)。見表3。

表3 TPMT和NUDT15基因多態(tài)性與腸壁炎性

2.5 能譜成像與TPMT和NUDT15基因多態(tài)性的相關(guān)性

分析TPMT和NUDT15基因多態(tài)性與能譜成像的相關(guān)性，結(jié)果顯示, TPMT AA基因型和A等位基因頻率能譜成像檢出率較AG和GG基因型以及G等位基因頻率降低, NUDT15 CC基因型和C等位基因頻率能譜成像檢出率較CT和TT基因型以及T等位基因頻率降低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05), 表明TPMT和NUDT15基因多態(tài)性與能譜單能量成像相關(guān)。見表4。

表4 TPMT和NUDT15基因多態(tài)性與能譜單能量成像

3 討 論

AZA是一種抗代謝型免疫抑制劑，在IBD的緩解及維持治療中起關(guān)鍵作用[8]。AZA可治療對皮質(zhì)類固醇有依賴或皮質(zhì)類固醇無效的患者，以及有瘺管或手術(shù)的患者[9]。AZA通過谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)化為6-MP, 6-MP在體內(nèi)有3種代謝途徑: ① 取決于次黃嘌呤磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶、肌苷單磷酸脫氫酶和GMP合成酶的步驟，最終轉(zhuǎn)移到6-硫代鳥嘌呤三磷酸(6-TGTP)中[10]。代謝生成的6-TGTP和2-deoxy-6-TGTP與細胞DNA、RNA整合，通過錯配修復(fù)途徑觸發(fā)細胞周期停滯和凋亡[11]。② 被黃嘌呤氧化酶氧化并轉(zhuǎn)化為6-硫脲酸，其是AZA的惰性產(chǎn)物[12]。③ 通過TPMT催化并轉(zhuǎn)化為6-甲基巰基嘌呤。上述3個途徑是相互競爭的。

AZA不良反應(yīng)(如腸壁炎性反應(yīng))可能導(dǎo)致嚴重感染而威脅患者生命，從而導(dǎo)致治療中斷[13]。亞洲人中AZA引起的腸壁炎性反應(yīng)的發(fā)生率很高，因此不容忽視。一項研究[14]顯示在135例日本IBD患者中，有34例(25.2%)在接受AZA治療后發(fā)展為腸壁炎性反應(yīng)。另一項研究[15]顯示在978例韓國CD患者中，有346例(35.4%)發(fā)生了AZA誘導(dǎo)的腸壁炎性反應(yīng)。研究[16]顯示在84例中國籍IBD患者中，有24例(28.6%)因腸壁炎性反應(yīng)而中斷了AZA治療，與既往報道類似。TPMT多態(tài)性與AZA誘導(dǎo)的腸壁炎性反應(yīng)相關(guān)。目前已經(jīng)研究了40多種不同的TPMT等位基因(TPMT*2-*41), 其中TPMT*3C是亞洲人中最流行的變體，但基因頻率較低(1%～3%)[17]。本研究發(fā)現(xiàn)TPMT的突變很少見，并與中國籍IBD患者中AZA引起的腸壁炎性反應(yīng)相關(guān)，這與既往報道一致。

NUDT15也稱為MTH2, 是Nudix水解酶家族的成員，該酶將8-o-dGTP降解為8-o-dGMP并防止DNA錯配[18]。研究[19]發(fā)現(xiàn)NUDT15對dGTP、6-TGTP和dUTP有很強的作用，其可以將6-TGTP水解為6-TGMP, 降低AZA活性代謝產(chǎn)物的水平并防止AZA誘導(dǎo)的腸壁炎性反應(yīng)。本研究結(jié)果顯示, NUDT15可能是預(yù)測AZA誘導(dǎo)的中國人群腸壁炎性反應(yīng)的重要藥物遺傳學(xué)標志物。硫嘌呤誘導(dǎo)的腸壁炎性反應(yīng)主要是由誘導(dǎo)細胞內(nèi)6-TGN積累的TPMT變異解釋的。最近的研究[20]發(fā)現(xiàn)，NUDT15突變是硫嘌呤誘導(dǎo)的腸壁炎性反應(yīng)的另一個重要決定因素，NUDT15通過將TGTP轉(zhuǎn)化為TGMP來使硫嘌呤代謝物失活，從而防止其摻入DNA中并對硫嘌呤的所需細胞毒性作用產(chǎn)生負面影響。從理論上講, NUDT15等位基因缺陷的患者可能具有過量的硫代嘌呤代謝產(chǎn)物及其毒性。本研究中，與NUDT15變體相關(guān)的腸壁炎性反應(yīng)可能傾向于影響TGTP和TdGTP的水平，而不是總6-TGN的水平。因此，具有NUDT15變異的患者可能需要一種新的方法來檢測活性代謝物TGTP而不是6-TGN, 以解釋NUDT15相關(guān)性腸壁炎性反應(yīng)的機制。

IBD是一種嚴重的疾病，有時甚至危及生命。快速、準確地定位炎癥部位和確定早期病因是臨床研究的重點。內(nèi)窺鏡檢查可以在大多數(shù)上消化道炎癥情況下準確定位和診斷，但在下消化道炎癥情況下則不能。CT小腸造影技術(shù)在診斷小腸炎癥中顯示出越來越突出的優(yōu)勢，能譜CT是研究熱點，其優(yōu)勢在于可進行能量成像，可減少組織衰減，能檢測到組織密度的細微變化，對發(fā)現(xiàn)胃腸道活動性炎癥特別敏感。本研究采用GE HD750 CT掃描儀寶石光譜成像，其亞毫米級的掃描能力和強大的圖像后處理能力為發(fā)現(xiàn)胃腸道活動性炎癥提供了保障。結(jié)果顯示, TPMT AA基因型和A等位基因頻率能譜單能量成像檢出率較AG和GG基因型以及G等位基因頻率顯著降低(P<0.05), NUDT15 CC基因型和C等位基因頻率能譜單能量成像檢出率較CT和TT基因型以及T等位基因頻率顯著降低(P<0.05)。

本研究屬于前瞻性研究，研究結(jié)果對優(yōu)化中國籍IBD患者的AZA治療方案具有一定價值。本研究仍存在一些局限性: ① 樣本量較小，可能對研究結(jié)果產(chǎn)生一定的偏倚; ② 分組較簡單，未涉及聯(lián)合治療的療效分析，僅分析了經(jīng)AZA治療后緩解組與未緩解組的差異，未對不同療效組別進行分析; ③ 對應(yīng)能譜CT分析中，未詳細分析具體影像學(xué)指標(形態(tài)學(xué)、功能學(xué))。

綜上所述, IBD患者中NUDT15的突變率高于TPMT, NUDT15多態(tài)性比TPMT多態(tài)性更能預(yù)測AZA引起的腸壁炎性反應(yīng)和能譜單能量成像檢出率。快速、準確地定位炎癥部位和確定早期病因是研究的重點，聯(lián)合使用皮質(zhì)類固醇激素是降低AZA引起的腸壁炎性反應(yīng)風(fēng)險的一種潛在方法。