硫嘌呤類(lèi)藥物的遺傳藥理學(xué)研究及其在兒科相關(guān)疾病中的正確應(yīng)用

郭宏麗，胡雅慧，夏 穎，龍佳奕，2，陳 峰*

1南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院藥學(xué)部藥學(xué)研究中心，江蘇 南京 210008；2中國(guó)藥科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床藥學(xué)學(xué)院，江蘇 南京 211198

硫嘌呤類(lèi)藥物包括硫鳥(niǎo)嘌呤（thioguanine，6?TG）、巰嘌呤（6?mercaptopurine，6?MP）及其前體藥物硫唑嘌呤（azathioprine，AZA），是常用的免疫抑制藥物，在兒童急性淋巴細(xì)胞白血?。╝cute lymphoblas?tic leukemia，ALL）、炎癥性腸病（inflammatory bowel diseases，IBD）、自身免疫性肝炎（autoimmune hepati?tis，AIH）等疾病的治療中發(fā)揮重要作用。該類(lèi)藥物主要通過(guò)干擾嘌呤代謝進(jìn)而抑制細(xì)胞DNA、RNA以及蛋白質(zhì)的合成發(fā)揮免疫抑制作用。然而，硫嘌呤類(lèi)藥物選擇性較差，對(duì)正常細(xì)胞也有很強(qiáng)的抑制作用，常出現(xiàn)以白細(xì)胞減少為主的骨髓抑制導(dǎo)致治療的中斷或感染等并發(fā)癥，尚有肝損傷、流感樣癥狀、胰腺炎等不良反應(yīng)，嚴(yán)重者甚至威脅生命。臨床實(shí)踐證明硫嘌呤類(lèi)藥物的不良反應(yīng)具有明顯的個(gè)體差異和種族差異，藥物基因組學(xué)的研究揭示了這種差異的部分原因。治療藥物監(jiān)測(cè)（therapeutic drug monitoring，TDM）技術(shù)通過(guò)監(jiān)測(cè)藥物的濃度為硫嘌呤類(lèi)藥物的個(gè)體化用藥提供一定支持。本文通過(guò)對(duì)硫嘌呤類(lèi)藥物體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化關(guān)鍵調(diào)控酶基因突變、活性代謝物的濃度與臨床療效和不良反應(yīng)的相關(guān)性分析，探討基于基因型和TDM 的劑量調(diào)整策略，為硫嘌呤類(lèi)藥物的精準(zhǔn)用藥提供參考。

1 硫嘌呤類(lèi)藥物的代謝及物質(zhì)作用基礎(chǔ)

硫嘌呤類(lèi)藥物本身沒(méi)有活性或活性很低，在體內(nèi)經(jīng)過(guò)代謝轉(zhuǎn)化成為活性代謝產(chǎn)物6?TGNs 而發(fā)揮藥理作用。AZA 口服吸收后在谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶的作用下生成6?MP。6?MP 進(jìn)入在體內(nèi)有3 種代謝途徑（圖1）［1］：①通過(guò)黃嘌呤氧化酶（xanthine oxi?dase，XO）代謝成無(wú)活性的6?硫尿酸；②通過(guò)硫嘌呤?S?甲基轉(zhuǎn)移酶（thiopurine methyltransferase，TPMT）轉(zhuǎn)化成無(wú)活性的6?甲基巰嘌呤（6?methylmercaptopu?rine，6?MMP）；③依次在次黃嘌呤?鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（hypoxanthine phosphoribosyl transferase，HG?PRT）、次黃嘌呤單磷酸脫氫酶（inosine monophos?phate dehydrogenase，IMPDH）及鳥(niǎo)苷酸合成酶（gua?nosine monophosphate synthetase，GMPS）的作用下代謝生成活性代謝產(chǎn)物6?硫鳥(niǎo)嘌呤核苷酸（6?TGNs），轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MRP4 將其轉(zhuǎn)出細(xì)胞外。在此條途徑中，6?巰基次黃嘌呤單磷酸鹽（6?thioinosine monophos?phate，6?TIMP）可在TPMT的作用下甲基化后生成6?甲基硫嘌呤核糖核苷酸（6?methylmercaptopurine ri?bonucleotides，6?MMPR）；同時(shí)，6?TIMP 在一磷酸激酶（monophosphate kinase，MPK）、二磷酸激酶（di?phosphate kinase，DPK）的催化下分別形成6?巰基次黃嘌呤 二磷酸鹽（6?thioinosine diphosphate，6?TIDP），和6?巰基次黃嘌呤三磷酸鹽（6?thioinosine triphosphate，6?TITP），后者在肌酐三磷酸焦磷酸酶（inosine triphosphate pyrophosphatase，ITPase）的催化下再次形成6?TIMP，形成一個(gè)循環(huán)。以上代謝途徑中，代謝通路①和②為硫嘌呤類(lèi)藥物在體內(nèi)的主要轉(zhuǎn)化過(guò)程，而通路③為次要的代謝途徑，但該途徑可產(chǎn)生活性代謝產(chǎn)物。

圖1 硫嘌呤類(lèi)藥物的代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)［1］Figure 1 The metabolism and transformation of thiopurine drugs

在所有代謝產(chǎn)物中，6?TGNs 結(jié)構(gòu)與鳥(niǎo)嘌呤類(lèi)似，是硫嘌呤類(lèi)藥物產(chǎn)生生物學(xué)作用的主要活性物質(zhì)，包括6?硫鳥(niǎo)嘌呤單磷酸鹽（6?thioguanine mono?phosphate，6?TGMP）、二磷酸鹽（6?thioguanine di?phosphate，6?TGDP）和三磷酸鹽（6?thioguanine tri?phosphate，6?TGTP），以及6?脫氧硫鳥(niǎo)嘌呤單磷酸鹽（6?thio?deoxyguanine monophosphate，6?TdGMP）、二磷酸鹽（6?thio?deoxyguanine diphosphate，6?TdGDP）和三磷酸鹽（6?thio?deoxyguanine triphosphate，6?TdGTP）等在內(nèi)的6 種物質(zhì)。此6 種物質(zhì)可在MPK、DPK 以及裸子水解酶（nudix hydrolase 15，NUDT15）的催化下，形成一個(gè)代謝循環(huán)。其中，6?TGTP 和6?TdGTP 被認(rèn)為是最終發(fā)揮生物學(xué)功能的主要物質(zhì)，可分別通過(guò)插入RNA 和DNA 進(jìn)而干擾核苷酸的生物合成，產(chǎn)生免疫抑制作用［2］。另有研究顯示6?TGTP可替代三磷酸鳥(niǎo)嘌呤與Rac1蛋白（Rho蛋白家族重要成員，參與細(xì)胞增殖過(guò)程）結(jié)合并通過(guò)調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞中的Vav?Rac1信號(hào)通路使其失活，誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞凋亡，發(fā)揮免疫抑制作用［3］。

硫嘌呤類(lèi)藥物的主要不良反應(yīng)與代謝產(chǎn)物密切相關(guān)，6?TGNs也被認(rèn)為是產(chǎn)生骨髓毒性的主要物質(zhì)，大量研究證實(shí)紅細(xì)胞內(nèi)6?TGNs的濃度增加與巰嘌呤所致的白細(xì)胞減少癥密切相關(guān)［4］。另一方面，甲基化代謝產(chǎn)物6?MMPR能夠抑制嘌呤的從頭合成，是硫嘌呤類(lèi)藥物發(fā)揮抗增殖活性的原因之一［5］。研究認(rèn)為紅細(xì)胞內(nèi)6?MMPR 與6?MMP 的水平過(guò)高與硫嘌呤類(lèi)藥物導(dǎo)致的肝毒性有一定相關(guān)性［6］。因此，代謝轉(zhuǎn)化中的關(guān)鍵酶（如TPMT、ITPase、NUDT15）的遺傳變異將對(duì)硫嘌呤類(lèi)藥物的藥代動(dòng)力學(xué)、藥效動(dòng)力學(xué)以及不良反應(yīng)產(chǎn)生重要影響。

2 硫嘌呤類(lèi)藥物的遺傳藥理學(xué)研究

2.1 TPMT

TPMT 在硫嘌呤類(lèi)藥物代謝過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，也是研究最早也最為全面的代謝酶。TPMT 功能缺失將導(dǎo)致活性代謝產(chǎn)物6?TGNs水平的升高，進(jìn)而顯著增加白細(xì)胞減少癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。1980 年，Weinshiboum 和Sladek 首次報(bào)道了TPMT 的酶活性存在個(gè)體差異，可分為高、中和缺失3 種水平，在高加索人群中，89%是高活性群體，11%是中間活性，只有0.3%的人TPMT酶活性缺失［7］。此后這種分類(lèi)方式被廣泛使用，越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)基因多態(tài)性是引起TPMT 酶功能缺失的原因之一［8］。目前雖有超過(guò)40 個(gè)位點(diǎn)的突變（TPMT*2?*41）與TPMT 酶活性降低相關(guān)［9］，但絕大部分（約90%以上）TPMT酶活性的缺失可歸因于TPMT*2（238G>C），*3A（460G>A，719A>G），*3B（460G>A）和*3C（719A>G）幾個(gè)位點(diǎn)的突變，TPMT 基因分型通常由以上幾個(gè)突變位點(diǎn)決定［10］。其中，全基因組關(guān)聯(lián)分析（genome?wide association studies，GWAS）顯示*3A和3C的基因多態(tài)性與巰嘌呤的不良反應(yīng)間有著最強(qiáng)的相關(guān)性［11］?；蚨鄳B(tài)性引起的TMPT缺陷是硫嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少癥的可靠標(biāo)志［12］，因此多項(xiàng)指南推薦在服用硫嘌呤類(lèi)藥物之前檢測(cè)TPMT的基因多態(tài)性以選擇合適的劑量。臨床藥理學(xué)實(shí)施聯(lián)盟（Clinical Pharma?cogenetics Implementation Consortium，CPIC）在2011版指南中推薦［13］：TPMT雜合突變的患者（中間代謝型，*1/*2，*1/*3A，*1/*3C等）按照標(biāo)準(zhǔn)劑量的30%～70%服藥［6?MP，50 mg/（m2·d）或0.75 mg/（kg·d）；AZA，1.0～1.5 mg/（kg·d）］；純合突變患者（活性缺失，*3A/*3A，*2/*3A，*3A/*3C，*2/*3C 等）只需要服用不超過(guò)10%標(biāo)準(zhǔn)劑量的藥物，同時(shí)減少給藥頻次。

然而，TPMT 基因多態(tài)性的檢測(cè)臨床應(yīng)用仍存在諸多問(wèn)題。首先，TPMT 的酶活性不是由單一單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNP）決定，在編碼區(qū)及非編碼區(qū)均存在可能引起TPMT 酶功能改變的變異，但商業(yè)化測(cè)試通常只能檢測(cè)部分SNP，無(wú)法檢測(cè)稀有或未發(fā)現(xiàn)的變異，很難確定患者的確切基因型。另外，環(huán)境因素亦會(huì)影響TPMT的表達(dá)，研究表明巰嘌呤治療期間TPMT的表達(dá)有所增加，而年齡和腎功能不全則會(huì)導(dǎo)致TPMT表達(dá)降低。由此可見(jiàn)，與TPMT 基因分型相比，TP?MT酶活性的檢測(cè)是預(yù)測(cè)硫嘌呤合適劑量的更準(zhǔn)確策略，但目前尚無(wú)合適的酶活性檢測(cè)方法，難以用于臨床實(shí)踐。更加值得注意的是，TPMT 各位點(diǎn)的突變頻率存在明顯的種族差異（表1，https：//www.pharmgkb.org），TPMT*2，*3A，*3B 和*3C 在歐洲及非裔人群中均有一定的突變頻率，但亞裔人群僅以TPMT*3C 可見(jiàn)［14］。在兩項(xiàng)共3 554例日本個(gè)體參與的全基因組分析研究顯示，等位基因*3A和*3B并不存在（未觀察到），而*3C 的存在也僅有0.96%［15-16］。同樣，在一項(xiàng)包括253 例中國(guó)漢族人的研究中［17］，TPMT*2，*3A 和*3B 的突變也未觀察到，*3C 的突變頻率為1.6%，但巰嘌呤所致的白細(xì)胞減少的發(fā)生率高達(dá)25.7%，二者之間未見(jiàn)明顯相關(guān)性。顯然，TPMT 基因在東亞人群中的較低突變頻率（<2%）并不能解釋該人群服用硫嘌呤類(lèi)藥物后較高的不良反應(yīng)發(fā)生率（>20%），提示推薦的TPMT 基因檢測(cè)并不適合亞洲人群，更加深入的研究仍需進(jìn)行。

表1 TPMT 和NUDT15 各位點(diǎn)在東亞人群中的突變頻率及表型頻率Table 1 Mutatim frequencies of TPMT and NUDT15 in the East Asian population

2.2 NUDT15

2014年，Yang等［18］在韓國(guó)克羅恩病患者群體中首次發(fā)現(xiàn)NUDT15 p.Arg139Cys（R139C）位點(diǎn)的突變與該群體服用AZA 所致的早期白細(xì)胞減少癥的發(fā)生顯著相關(guān)（OR＝35.6；P=4.88×10-94），巰嘌呤的藥物基因組學(xué)研究取得了重大突破，隨后這種相關(guān)性也在中國(guó)［17］、印度［19］IBD 人群中被證實(shí)。同樣，在ALL患者群體中的研究也發(fā)現(xiàn)NUDT15基因多態(tài)性與巰嘌呤導(dǎo)致的骨髓抑制密切相關(guān)［20-21］。基于以上研究，CPIC 在2018 年更新了巰嘌呤的劑量調(diào)整指南，建議ALL患者根據(jù)TPMT和NUDT15二者的基因多態(tài)性共同指導(dǎo)巰嘌呤類(lèi)藥物的初始劑量選擇［22］。

NUDT15 是一種裸子水解酶，隸屬于NudiX 家族，可以將巰嘌呤的活性代謝產(chǎn)物6?TGTP 和6?TdGTP分別水解為相應(yīng)的無(wú)活性的單磷酸鹽形式6?TGMP和6?TdGMP。因此，NUDT15功能缺陷導(dǎo)致活性代謝產(chǎn)物6?TGTP和6?TdGTP蓄積，使得更多的6?TGTP 有機(jī)會(huì)插入DNA（DNA?TG，主要的抗白血病代謝產(chǎn)物［23］），從而導(dǎo)致DNA 損傷和細(xì)胞凋亡［21］。以往的大部分研究認(rèn)為，巰嘌呤誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少與升高的6?TGNs 水平相關(guān)。然而，NUDT15各基因型患者之間的6?TGNs 水平卻無(wú)明顯差異［24］，但NUDT15 基因突變患者DNA?TG 水平顯著增加［21］。因此，根據(jù)NUDT15 基因分型調(diào)整巰嘌呤服藥劑量時(shí)，相比于6?TGNs 水平，代謝物DNA?TG 水平更具有參考意義［25］。

引起p.Arg139Cys 突變的SNP（rs 116 855232；c.415C>T）是第一個(gè)與硫嘌呤毒性有關(guān)的NUDT15突變，體外研究表明這種精氨酸到半胱氨酸的改變導(dǎo)致酶活性和蛋白質(zhì)穩(wěn)定性幾乎完全喪失［26］。在ALL 患兒中，p.R139C 等位基因純合突變的患者僅耐受8%標(biāo)準(zhǔn)劑量的巰嘌呤，而雜合突變和野生型的患者耐受的劑量強(qiáng)度分別為63%和83.5%［27］。Moriyama 等［21］研究亦表明，攜帶該等位基因的患者顯示出過(guò)量的DNA?TG水平及嚴(yán)重的骨髓抑制。在此研究中，Moriyama 等學(xué)者共鑒別了p.Arg139Cys、Arg139His、Val18Ile、p.Val18_Val19insGlyVal 等4 個(gè)編碼基因的突變，并定義了這4 個(gè)突變的6 種單倍型（*1～*6）。根據(jù)預(yù)期的酶活性將人群分為3 種表型：正常（*1/*1），中間（1/*2，*1/*3，*1/*4 和*1/*5）和低活性（*2/*3，*3/*3 和*3/*5）。此外，p.Arg34Thr，p.Lys35Glu，p.Gly17_Val18del等幾種罕見(jiàn)突變也被報(bào)道［28］，能夠降低患者對(duì)巰嘌呤的耐受性，但是由于突變較少，臨床可操作性比較低，其酶活性與巰嘌呤導(dǎo)致的不良反應(yīng)間的相關(guān)性還未完全明確。

迄今為止的研究均表明，對(duì)于p.Arg139Cys純合突變的患者，硫嘌呤類(lèi)藥物誘導(dǎo)的白細(xì)胞減少和嚴(yán)重脫發(fā)是不可避免的。因此，p.Arg139Cys位點(diǎn)的突變情況可作為預(yù)測(cè)服用巰嘌呤的患者發(fā)生嚴(yán)重白細(xì)胞減少和脫發(fā)等不良反應(yīng)的可靠指標(biāo)［1］。若僅檢測(cè)p.Arg139Cys 位點(diǎn)，NUDT15 的活性可被分為正常（Arg/Arg），中間（Arg/Cys）或者低活性（Cys/Cys）。在此情況下，其他二倍型個(gè)體，如*1*5，*1*6，*3*5以及*2*6 則可能被漏檢。在Chao 等［29］學(xué)者的研究中顯示，NUDT15 p.Arg139Cys 位點(diǎn)檢測(cè)的預(yù)測(cè)敏感性為49.2%，若是聯(lián)合*5、*6 位點(diǎn)的檢測(cè)，敏感性可提高至55.4%，但是二者突變頻率較低（約1%，表1）。因此，臨床應(yīng)用中需要綜合考慮這些位點(diǎn)的突變頻率以及檢測(cè)成本以輔助患者的合理用藥，稀有突變位點(diǎn)與藥物療效及不良反應(yīng)的臨床相關(guān)性仍需大型隊(duì)列研究進(jìn)行證實(shí)。

2.3 三磷酸肌苷焦磷酸酶（ITPase）

ITPase 廣泛存在于紅細(xì)胞和白細(xì)胞內(nèi)，可將6?TITP催化水解成為6?TIMP，減少代謝產(chǎn)物6?TITP在細(xì)胞內(nèi)的堆積。6?TITP與6?T（d）GTP競(jìng)爭(zhēng)核苷酸的作用相似，也可插入DNA 和RNA 分子，產(chǎn)生細(xì)胞毒性。研究顯示，ITPA 94C>A 和IVS2+21A>C 兩個(gè)位點(diǎn)的突變導(dǎo)致ITPase酶活性的降低，使得6?TITP水平增加，導(dǎo)致巰嘌呤所致的白細(xì)胞減少、流感樣癥狀以及胰腺炎等不良反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)增加［30］。另一方面，在ALL患兒的研究中發(fā)現(xiàn)，ITPA 94C>A突變型患者紅細(xì)胞內(nèi)6?MMPR 濃度顯著高于野生型患者，肝毒性風(fēng)險(xiǎn)增加［31］。

目前為止，ITPA 共有多個(gè)SNP 位點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)，其中G138A、G561A 以及G708A 是沉默的無(wú)意義突變，而C94A和IVS2+A21C則是導(dǎo)致酶活性降低的錯(cuò)義突變。ITPA 單倍型結(jié)構(gòu)的分析表明，ITPA 94C>A（rs1127354）是決定ITPA 低酶活性中最相關(guān)的多態(tài)性［32］。ITPA 94C>A 等位基因的突變頻率具有較大的種族差異性，在高加索和非裔人群中為5%～7%，西班牙裔為1%～2%，而在亞洲人群中高達(dá)19%［33］。有趣的是，在各種族中ITPA 94C>A 與TP?MT 的突變頻率恰好相反。在日本服用AZA/6?MP的患者中，ITPA 基因多態(tài)性比TPMT 更能預(yù)測(cè)硫嘌呤藥物的療效和不良反應(yīng)［34］。因此，相比于TPMT，亞洲人群中硫嘌呤類(lèi)藥物的不良反應(yīng)可能受ITPA基因多態(tài)性的影響更大。

值得注意的是，ITPA基因多態(tài)性與硫嘌呤類(lèi)藥物的療效和不良反應(yīng)的相關(guān)性研究結(jié)論并不一致，有研究發(fā)現(xiàn)ITPA 94C>A 基因多態(tài)性與巰嘌呤不良反應(yīng)間缺少相關(guān)性［35］，無(wú)法有效預(yù)測(cè)使用AZA治療的IBD 患者的不良反應(yīng)，ITPA 基因多態(tài)性對(duì)6?MP的劑量也沒(méi)有影響［36］。然而，Stocco 等［31］學(xué)者對(duì)St.Jude 兒童醫(yī)院的患兒再次分析發(fā)現(xiàn)，在未根據(jù)TP?MT 基因型或者6?TGNs 濃度調(diào)整巰嘌呤劑量時(shí)，患兒的感染不良反應(yīng)僅與TPMT相關(guān)，與ITPA基因多態(tài)性不相關(guān)；但在根據(jù)TPMT基因型調(diào)整劑量之后，ITPA 基因多態(tài)性與患兒的熱性中性粒細(xì)胞減少癥的風(fēng)險(xiǎn)則密切相關(guān)。因此，作者認(rèn)為T(mén)PMT 基因分型不明確時(shí)就進(jìn)行ITPA 作用的評(píng)價(jià)可能是前期研究結(jié)論不一致的原因之一?？傊?，ITPA基因多態(tài)性對(duì)臨床的指導(dǎo)意義還需深入研究。

2.4 多藥耐藥相關(guān)蛋白（MRP4）

MRP4 屬于ATP 結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族，由ABCC4 基因編碼，參與巰嘌呤的代謝轉(zhuǎn)運(yùn)，通過(guò)外排胞內(nèi)的代謝物而發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用［37］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MRP4 基因敲除小鼠細(xì)胞內(nèi)巰嘌呤代謝物濃度顯著增加，毒性更大且生存期縮短［38］。MRP4?G2269A（rs3765534）位點(diǎn)的突變將導(dǎo)致MRP4 功能的缺失。研究發(fā)現(xiàn)，攜帶MRP4?G2269A等位基因的患者細(xì)胞內(nèi)6?TGNs水平顯著增加，白細(xì)胞減少風(fēng)險(xiǎn)亦顯著增加［39］。另有研究證實(shí)ABCC4 rs2274407基因型（CCvs.AA+CA）與巰嘌呤所致的中性粒細(xì)胞減少癥和白細(xì)胞減少癥的較高風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)［40］。然而，單獨(dú)的MRP4 基因多態(tài)性難以解釋亞洲人群中觀察到的高頻率巰嘌呤毒性。已有研究證實(shí)，MRP4 和NUDT15 間有基因?基因相互作用，二者等位基因均攜帶的患者白細(xì)胞減少的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)更高，需要減少巰嘌呤的使用劑量［41-42］。

2.5 其他基因多態(tài)性

PACSIN2 是“神經(jīng)元蛋白家族中蛋白激酶C 和酪蛋白激酶底物”成員，在體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及ALL 患者中均證實(shí)PACSIN2（rs2413739）基因多態(tài)性能夠?qū)е耇PMT 酶活性下降，與巰嘌呤的不良反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)有相關(guān)性［43］。此外，Alenka等［44］研究發(fā)現(xiàn)，PACSIN2等位基因攜帶者血液毒性風(fēng)險(xiǎn)增加，作者認(rèn)為PAC?SIN2 是Rac1 的作用因子，其與Rac1 的相互作用導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)6?MP的敏感性增加，進(jìn)而增加患者發(fā)生血液毒性風(fēng)險(xiǎn)。

NT5C2（cytosolic 5’?nucleotidase Ⅱ）屬于5’?核苷酸酶（5’?nucleotidase，5’?NT）家族，可將其天然底物單磷酸肌苷、黃嘌呤以及鳥(niǎo)苷酸脫磷酸化。研究顯示，NT5C2可將硫嘌呤類(lèi)藥物代謝產(chǎn)物TIMP、TX?MP、TGMP 脫磷酸化，隨后轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞，進(jìn)而減少可用于摻入DNA 的TGN 水平［45］。在ALL 淋巴母細(xì)胞中表達(dá)NT5C2突變蛋白后，細(xì)胞核苷酸酶活性增強(qiáng)且對(duì)6?MP 及6?TG 的化療方案表現(xiàn)出耐藥性［46］。Tulstrup 等［47］研究發(fā)現(xiàn)NT5C2 rs72846714?A 等位基因攜帶者細(xì)胞內(nèi)TGN 濃度降低并且與ALL 早期復(fù)發(fā)相關(guān)。

S?腺苷甲硫氨酸（S?adenosyl methionine，SAM）的缺乏可通過(guò)導(dǎo)致TPMT 的錯(cuò)誤折疊影響TPMT 功能［48］，而葉酸途徑對(duì)SAM 的合成至關(guān)重要。因此，有研究顯示葉酸途徑的遺傳變異（DHFR，TYMS）與TPMT 之間的協(xié)同相互作用可能進(jìn)一步增加6?MP介導(dǎo)的不良反應(yīng)［49］。我國(guó)學(xué)者的研究還發(fā)現(xiàn)，在ALL 患者群體中，亞甲基四氫葉酸還原酶（methy?lenetetrahydrofolate reductase，MTHFR，rs1801133）基因變異患者的肝毒性風(fēng)險(xiǎn)是野生型患者的4.46倍［50］。

IMPDH1是將6?MP在TPMT甲基化后轉(zhuǎn)變?yōu)??TGNs 的關(guān)鍵酶。韓國(guó)學(xué)者研究51發(fā)現(xiàn)，IMPDH1 rs2278293 CT 基因型攜帶者比CC 型患者白細(xì)胞減少癥風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，TT 型患者風(fēng)險(xiǎn)最低；此研究也證實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC19A1、SLC29A1、SLCO1B1等的基因多態(tài)性與巰嘌呤所致白細(xì)胞減少癥的高風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)。

除骨髓抑制及肝毒性外，AZA及6?MP也會(huì)導(dǎo)致胰腺炎的發(fā)生，人群總體風(fēng)險(xiǎn)約為4%。Taha 等［52］研究發(fā)現(xiàn)HLA?DQA1?HLA?DRB 基因多態(tài)性與AZA導(dǎo)致的胰腺炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，在治療開(kāi)始前進(jìn)行基因分型檢測(cè)可以顯著降低因主要不良反應(yīng)而停止免疫抑制治療的比率。

3 硫嘌呤類(lèi)藥物的治療藥物檢測(cè)

在過(guò)去的20年間，硫嘌呤類(lèi)藥物的藥效學(xué)和遺傳藥理學(xué)得到較大發(fā)展，除基因型?表型的相關(guān)研究在臨床廣泛應(yīng)用外，長(zhǎng)期臨床實(shí)踐證實(shí)巰嘌呤代謝物6?TGNs 及6?MMPR 水平是藥物安全有效使用的關(guān)鍵，但代謝物濃度與臨床療效及不良反應(yīng)的相關(guān)性在各研究中不盡相同。

在ALL患者群體中，早在80年代的研究中已經(jīng)意識(shí)到紅細(xì)胞內(nèi)6?TGNs 的濃度與粒細(xì)胞減少及可耐受的巰嘌呤劑量具有相關(guān)性，但至今尚未有明確的有效濃度范圍。后來(lái)的研究認(rèn)為6?TGNs（骨髓抑制）與6?MMPR（肝毒性）濃度之間的平衡對(duì)于ALL的有效治療有重要影響［53］。例如TPMT等位基因雜合子攜帶者的6?TGNs濃度雖然高于野生型，但也只有30%～60%的雜合子患者不能耐受標(biāo)準(zhǔn)劑量硫嘌呤類(lèi)藥物，因?yàn)椴糠蛛s合子患者甲基化的代謝產(chǎn)物6?MMPR水平較低，肝毒性風(fēng)險(xiǎn)低，可以耐受較高的6?TGNs水平［22］。研究顯示，甲基化產(chǎn)物6?MMPR濃度超過(guò)5 000 pmol/8×108RBC（紅細(xì)胞）時(shí)肝毒性風(fēng)險(xiǎn)增加［54］。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，ALL患者維持治療期間DNA?TG水平的增加以及較高DNA?TG濃度與較低復(fù)發(fā)頻率之間的顯著相關(guān)［23］。因此，DNA?TG濃度的測(cè)定可以作為未來(lái)個(gè)體化給藥劑量選擇的指導(dǎo)依據(jù)［55］。

對(duì)于IBD 患者而言，早期研究顯示高加索人群中6?TGNs 的可接受臨界治療濃度為230～450 pmol/8×108RBC［56］。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，年齡和種族差異會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生臨床益處所需的6?TGNs 臨界濃度不同。一項(xiàng)包含15 個(gè)研究的Meta 分析證實(shí)，6?TGNs 濃度與兒童IBD 患者的臨床結(jié)局存在正相關(guān)性，但無(wú)法確定具體的臨界濃度［57］。Mao等［58］的回顧性研究顯示較低的6?TGNs濃度為180～355 pmol/8×108RBC即足以使中國(guó)成年IBD 患者保持緩解，說(shuō)明亞洲人對(duì)巰嘌呤更加敏感。此外，硫嘌呤類(lèi)藥物與抗腫瘤壞死因子（anti?tumor necrosis factor，TNF）藥物（如英夫利昔單抗，阿達(dá)木單抗等）的結(jié)合已成為治療IBD的常規(guī)療法［59］，有效的6?TGNs水平也會(huì)因同時(shí)進(jìn)行的藥物治療而改變。有研究表明［60］，使用巰嘌呤和英夫利昔單抗聯(lián)合治療的患者，6?TGNs 水平達(dá)到125 pmol/8×108RBC 臨界值的患者黏膜愈合率更高，且產(chǎn)生抗英夫利昔單抗的可能性更低。

作為激素的節(jié)約劑，硫嘌呤類(lèi)藥物可以用于誘導(dǎo)和維持自身免疫性肝炎（AIH）的緩解。Hapreet等［61］研究發(fā)現(xiàn)，6?TGNs 濃度高于220 pmol/8×108RBC 時(shí)，AIH 患者的緩解率較高，OR 值為7.7。同時(shí)，AZA 導(dǎo)致膽汁淤積的患者紅細(xì)胞內(nèi)6?MMPR 濃度高于非膽汁淤積患者（14277vs.1416 pmol/8×108RBC），說(shuō)明AZA導(dǎo)致的膽汁淤積與升高的6?MMPR水平相關(guān)。另外一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)6?MMP/6?TGNs濃度比小于4的患者有更高的緩解率［62］。

總體而言，在不同疾病治療中，硫嘌呤藥物活性代謝物的有效濃度范圍尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，與常規(guī)的基于體重的劑量給藥方案相比，亦缺乏明確的證據(jù)表明基于硫嘌呤代謝產(chǎn)物的常規(guī)監(jiān)測(cè)有益于指導(dǎo)的巰嘌呤的劑量選擇［63］。因此，目前的各種指南并沒(méi)有推薦常規(guī)監(jiān)測(cè)巰嘌呤代謝物的建議。但是，由于硫嘌呤類(lèi)藥物及其代謝物具有非線性藥代動(dòng)力學(xué)過(guò)程，對(duì)于那些6?TGNs濃度較低的患者，在TDM指導(dǎo)下增加藥物劑量是有意義的。同時(shí)，基于以往的研究，對(duì)于TPMT 高活性的個(gè)體，增加巰嘌呤劑量時(shí)甲基化產(chǎn)物6?MMPR增加的比例可能高于6?TGNs，肝毒性風(fēng)險(xiǎn)增加，此類(lèi)患者活性代謝產(chǎn)物的監(jiān)測(cè)意義重大。此外，活性代謝物監(jiān)測(cè)在依從性差、劑量不足或者鑒定代謝異常的患者中亦發(fā)揮重要作用［64］。

4 結(jié)論與展望

硫嘌呤類(lèi)藥物在IBD、ALL、AIH 等疾病的治療中占有重要地位，但此類(lèi)藥物導(dǎo)致的骨髓抑制及肝損傷等不良反應(yīng)限制了臨床應(yīng)用，需要根據(jù)個(gè)體情況進(jìn)行精準(zhǔn)用藥。藥物相關(guān)基因多態(tài)性及TDM 技術(shù)在硫嘌呤類(lèi)藥物的精準(zhǔn)用藥過(guò)程中發(fā)揮重要作用，但仍有些問(wèn)題亟需解決。

對(duì)于遺傳藥理學(xué)而言，雖然TPMT 和NUDT15基因變異對(duì)硫嘌呤藥物體內(nèi)處置過(guò)程的影響已被廣泛證實(shí)，但僅以二者的基因多態(tài)性并不能完全解釋硫嘌呤類(lèi)藥物較大的個(gè)體內(nèi)及個(gè)體間變異，其他基因位點(diǎn)的變異也發(fā)揮一定作用。因此，綜合考慮包括Mrp4、ITPA、NUDT15和TPMT多個(gè)基因在內(nèi)的“MINT”測(cè)序方案，結(jié)合患者疾病類(lèi)型及臨床特征，將為硫嘌呤類(lèi)藥物的精準(zhǔn)用藥提供更加準(zhǔn)確的信息。

在TDM方面，6?TGNs及6?MMPR等活性代謝產(chǎn)物在各類(lèi)型疾病中尚缺乏明確治療窗，對(duì)臨床指導(dǎo)意義有待進(jìn)一步探討；同時(shí)，大部分研究以紅細(xì)胞內(nèi)的代謝物水平評(píng)價(jià)藥物治療效果，并不能代表淋巴細(xì)胞內(nèi)的藥物水平，可能是導(dǎo)致各研究結(jié)論不一的原因。與此同時(shí)，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)DNA?TG的水平可能與硫嘌呤類(lèi)藥物的臨床療效和不良反應(yīng)更加相關(guān)，是未來(lái)該類(lèi)藥物TDM監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向。

綜上，包含多基因位點(diǎn)在內(nèi)的“MINT”測(cè)序策略結(jié)合DNA?TG 活性代謝物水平的治療藥物監(jiān)測(cè)，將對(duì)硫嘌呤類(lèi)藥物精準(zhǔn)用藥提供高級(jí)別的循證支持，更好地服務(wù)于臨床。