藥物基因組學(xué)在自身免疫性疾病治療中的研究進(jìn)展

陳雁飛，吳吉榮

(1. 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 風(fēng)濕免疫科，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

·綜述·

藥物基因組學(xué)在自身免疫性疾病治療中的研究進(jìn)展

陳雁飛1，吳吉榮2

(1. 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 風(fēng)濕免疫科，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

總結(jié)自身免疫性疾病治療藥物，如甲氨蝶呤、環(huán)磷酰胺、硫唑嘌呤、腫瘤壞死因子α拮抗劑等國內(nèi)外藥物基因組學(xué)主要研究進(jìn)展。包含根據(jù)藥物代謝酶的基因多態(tài)性和藥物作用受體或靶點(diǎn)基因多態(tài)性預(yù)測(cè)藥物療效及不良反應(yīng)兩個(gè)方面。

免疫系統(tǒng)疾??；藥物；多態(tài)性， 單核苷酸

近年來，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)成為醫(yī)學(xué)研究的焦點(diǎn)之一，作為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)重要的組成部分，藥物基因組學(xué)研究在各領(lǐng)域迅速發(fā)展。藥物基因組學(xué)是將基因功能學(xué)和分子藥理學(xué)相結(jié)合，以藥物效應(yīng)和安全性為目標(biāo)，研究各種基因突變和藥效及安全性的關(guān)系。自2004年起美國食品藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)的藥品說明書中就添加了藥物基因組學(xué)的信息[1]。通過基因生物標(biāo)記物檢測(cè)，醫(yī)生可以評(píng)估患者使用該藥物的療效、藥物代謝速度以及出現(xiàn)不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，是實(shí)現(xiàn)藥物個(gè)體化，精準(zhǔn)化治療的基礎(chǔ)。關(guān)于心血管、腫瘤藥物的基因組學(xué)研究已廣泛開展，在此大背景下，自身免疫性疾病(autoimmunedisease，AID)精準(zhǔn)診治也迎來了春天。AID是一種慢性全身性疾病，嚴(yán)重威脅患者的健康和生命質(zhì)量。AID的藥物治療，如慢作用抗風(fēng)濕藥(DMARDs)，糖皮質(zhì)激素及生物制劑等，顯著改善了患者的生活質(zhì)量和預(yù)后。同時(shí)，藥物治療帶來的不良反應(yīng)也日益成為醫(yī)生和患者的負(fù)擔(dān)。如何才能為患者選擇個(gè)體化治療方案，使得藥物療效最大化，不良反應(yīng)最小化，是臨床醫(yī)生的追求和困惑。越來越多的研究表明，不同的個(gè)體藥物代謝酶、轉(zhuǎn)移酶、藥物作用的受體及靶點(diǎn)都會(huì)出現(xiàn)基因突變，正是基因突變導(dǎo)致了個(gè)體的差異。藥物基因組學(xué)通過大規(guī)模基因測(cè)序可能為AID藥物研發(fā)及臨床開展精準(zhǔn)化、個(gè)體化治療提供理論支撐和指導(dǎo)。

1 根據(jù)代謝酶的基因多態(tài)性預(yù)測(cè)藥物的治療效果和不良反應(yīng)

1.1 谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)A1、細(xì)胞色素酶P450(CYP)與環(huán)磷酰胺(CTX)CTX作為一種強(qiáng)效免疫抑制劑，常用于AID的治療[2]。CTX是一種無活性的前體藥物，需要在體內(nèi)經(jīng)過復(fù)雜的代謝而失活。CTX經(jīng)由不同的CYP代謝生成4-羥基環(huán)磷酰胺(4-hydroxycyclophosphamide，4-OHCPA)，這些細(xì)胞色素酶包括CYP2B6、2C19、2C9、3A和3A4，其中CYP2B6催化活性最強(qiáng)。4-OHCPA開環(huán)生成醛磷酰胺[3]。4-OHCPA極不穩(wěn)定，易分解為磷酰胺氮芥和丙烯醛[4]，4-OHCPA和磷酰胺氮芥在GST的催化下生成水溶性復(fù)合物從尿中排出[5]。醛磷酰胺由醛脫氫酶ALDH1A1和ALDH3A1氧化生成羧基磷酰胺[6]。CTX也可通過側(cè)鏈氧化成2-去氯乙基環(huán)磷酰胺發(fā)揮直接解毒作用[7]。除此之外，多藥耐藥相關(guān)蛋白(multidrugresistance-associatedprotein，MRPs)，如MRP1和MRP4在CTX轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝方面發(fā)揮重要作用，其中MRP1由ABCC1基因編碼，MRP4由ABCC4基因編碼[8]。

Wang等[9]對(duì)77例接受CTX治療的狼瘡腎炎(lupusnephritis，LN)患者進(jìn)行CYP2B6*4、CYP2C19*2、CYP3A5*3、ABCC1、ABCC4、GSTA1*A、GSTA1*B、GSTP1測(cè)定。CYP2B6*4為基因第785位的單核苷酸變異(A785G)使編碼的第262位賴氨酸變?yōu)榫彼幔珻YP2C19*2為基因第681位的單核苷酸變異(G681A)導(dǎo)致剪接障礙，CYP3A5*3(A>G，rs776746)、ABCC1(G>T，rs4148350)、ABCC4(G>T，rs9561778)均為基因內(nèi)含子區(qū)的單核苷酸變異，ABCC1(T>C，rs246221)基因突變導(dǎo)致剪接障礙，GSTA1*A(C>T，rs3957356)、GSTA1*B(G>A，rs3957357)均為基因啟動(dòng)子的單核苷酸變異，GSTP1為基因第313位的單核苷酸變異(A313G)使編碼的第105位異亮氨酸變?yōu)槔i氨酸。在77例LN患者中CYP2B6*4、CYP2C19*2、CYP3A5*3、ABCC1、ABCC4、GSTA1*B、GSTP1單核苷酸多態(tài)性(SNPs)不影響療效；而GSTA1*ASNPs影響療效。文章最后指出，GSTA1*A雜合子突變的LN患者CTX療效欠佳，因此可將GSTA1*A基因型的鑒定作為預(yù)測(cè)LN患者CTX療效的指標(biāo)，以期達(dá)到個(gè)性化、精準(zhǔn)化的治療。本研究未發(fā)現(xiàn)上述基因單核苷酸多態(tài)性引起CTX的不良反應(yīng)，包括消化系統(tǒng)癥狀，骨髓移植，病理性絕經(jīng)以及出血性膀胱炎。

Zhou等[10]對(duì)62例接受CTX治療的LN患者做了CYP2B6*5、CYP2C9*2及CYP2C19*2的測(cè)定。其中3例純合型CYP2B6*5和4例純合型CYP2C19*2患者最終血清肌酐(SCr)升高>2倍或進(jìn)入腎病終末期，而26例純合的正常野生型患者均未進(jìn)入腎病終末期。上述兩項(xiàng)研究有結(jié)果不一致的地方，Wang等[9]認(rèn)為CYP2C19*2SNPs并不影響CTX的療效，而Zhou等[10]認(rèn)為CYP2C19*2純合子突變患者的療效較差，部分患者甚至進(jìn)入腎病終末期。關(guān)于結(jié)果產(chǎn)生矛盾的原因，有待進(jìn)一步深入研究。

1.2 還原性葉酸載體(SLC19A1/RFC1)、三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體1(ABCB1)、多聚谷氨酰合成酶(FPGS)、谷氨酰水解酶(GGH)與甲氨蝶呤(MTX)MTX是一種葉酸結(jié)構(gòu)類似物，最常用來治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(RA)等AID，MTX在細(xì)胞內(nèi)被轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑酃劝彼猁}代謝物。MTX通過SLC19A1/RFC1進(jìn)入細(xì)胞，在FPGS的作用下與谷氨酸合成多聚谷氨酸甲氨蝶呤(MTX-PGs)，MTX-PGs在GGH的作用下生成MTX單體，MTX在ABCB1的協(xié)助下轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外。MTX主要通過MTX-PGs發(fā)揮抗炎，抗增殖作用[11]。Moya等[12]對(duì)194例接受MTX治療的RA患者進(jìn)行了SLC19A1/RFC1，ABCB1，F(xiàn)PGS和GGH的28個(gè)SNPs測(cè)定。結(jié)果顯示FPGSrs10987742G>A和rs10106T>C多態(tài)性與MTX療效有關(guān)，F(xiàn)PGSrs10987742G>A的雜合子突變和野生型的療效較好，而純合子突變的療效不容樂觀。FPGSrs10106T>C突變型療效均較差，野生型療效較好，并且野生型RA患者具有良好的MTX依從性。除此之外FPGSrs10760502G>A的純合子突變，RA患者的MTX依從性也較好。SLC19A1/RFC1、ABCB1及GGH的SNPs對(duì)MTX療效及患者依存性均無影響。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)對(duì)接受MTX治療的RA患者產(chǎn)生的不良反應(yīng)進(jìn)行了研究，這些不良反應(yīng)主要包括胃腸損害、肝臟損傷、感染、白細(xì)胞減少、脫發(fā)及黏膜潰瘍等。結(jié)果顯示，SLC19A1/RFC1，F(xiàn)PGS和GGH的SNPs均和不良反應(yīng)無關(guān)，然而在對(duì)ABCB1的16個(gè)SNPs進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，ABCB1rs868755G>T，rs10280623T>C，rs1858923A>G與MTX不良反應(yīng)有關(guān)，純合子突變發(fā)生不良反應(yīng)的頻率高于雜合子和野生型。

1.3 硫嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶(TPMT)和硫唑嘌呤(AZA) 在系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemiclupuserythematosus，SLE)治療中，AZA是作用較強(qiáng)、療效肯定，而價(jià)格又低廉的細(xì)胞毒免疫抑制劑，在臨床上被廣泛使用。有研究者主張，將AZA作為SLE緩解期維持治療的主要選擇[13]。少數(shù)患者在使用AZA期間，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)，尤其是造血系統(tǒng)危象，嚴(yán)重者可以致命[14]。雖然嚴(yán)重不良反應(yīng)發(fā)生率較低，但是對(duì)臨床用藥帶來了極大的困擾。研究顯示TPMT在AZA的代謝中起關(guān)鍵作用[15]。

國內(nèi)楊岫巖等[16]對(duì)250例SLE患者進(jìn)行了TPMT活性的測(cè)定，AZA在SLE的維持治療中最主要的不良反應(yīng)是血液系統(tǒng)損害。血液系統(tǒng)損害主要與TPMT活性低有關(guān)，且酶活性低的患者在使用小劑量AZA時(shí)即可能出現(xiàn)血液系統(tǒng)損害。通過用藥前檢測(cè)TPMT活性，可以指導(dǎo)臨床醫(yī)生用藥，提高治療的安全性。鮑春德等[17]研究了2例AZA致SLE骨髓抑制患者的TPMT酶基因多態(tài)性，根據(jù)目前已經(jīng)報(bào)道的8 種類型的TPMT等位基因類型(堿基變異)，合成引物對(duì)患者1和 2 的TPMT基因相應(yīng)部位的基因位點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在這些位點(diǎn)沒有變異。研究表示可能存在8 種常見的TPMT的SNPs以外的變異，也可能是研究的樣本量過小。

2 根據(jù)藥物作用受體或靶點(diǎn)基因多態(tài)性預(yù)測(cè)藥物的療效和不良反應(yīng)

2.1IgGFc段受體(FcGRs)和腫瘤壞死因子α(TNF-α)拮抗劑TNF-α拮抗劑已被廣泛應(yīng)用于臨床治療RA等AID，并取得了良好的療效[18]。TNF-α拮抗劑能夠有效地減少炎癥介質(zhì)和關(guān)節(jié)滑模組織的損傷，并且能夠減少聯(lián)合用藥帶來的多器官損害。盡管已經(jīng)證明了TNF-α拮抗劑的有效性，但仍有25%的患者療效不理想。

TNF-α拮抗劑發(fā)揮藥理作用主要通過其可變部分和恒定部分(IgFc段)，當(dāng)可變部分和TNF-α等炎性介質(zhì)結(jié)合時(shí)，恒定部分的IgFc段與單核巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞表面的IgFc段受體(FcR)結(jié)合，并且FcR發(fā)生聚集交聯(lián)，從而引發(fā)一系列的細(xì)胞反應(yīng)，如吞噬免疫復(fù)合物，氧化爆發(fā)反應(yīng)，釋放各種各樣溶菌酶，起到消滅病原體等抗原的作用[19]。

Dvila-Fajardo等[20]對(duì)302例接受阿達(dá)木單抗治療的RA患者進(jìn)行FcGRs基因測(cè)定。選取了FcGR2A(A>G；rs1801274)和FcGR3A(A>C；rs396991)，F(xiàn)cGR2A為基因單核苷酸突變使編碼的第131位的精氨酸變?yōu)榻M氨酸，F(xiàn)cGR3A為基因單核苷酸突變使編碼的第158位的苯丙氨酸變?yōu)槔i氨酸。研究發(fā)現(xiàn)FcGR2A野生型患者療效較好，而突變型影響了阿達(dá)木單抗的療效。在對(duì)FcGR3A(A>C；rs396991)分析后發(fā)現(xiàn)，單核苷酸突變未影響阿達(dá)木單抗療效。

2.2TNF-α和TNF-α拮抗劑 重組可溶性TNF受體融合蛋白是一種重要的TNF-α拮抗劑，由934個(gè)氨基酸組成，相對(duì)分子質(zhì)量為150 000。其治療RA的機(jī)制為特異性和血液中的TNF-α結(jié)合，阻斷TNF-α和細(xì)胞膜表面的TNF-α受體結(jié)合，從而降低血液中TNF-α的濃度。

Kang等[21]進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于TNF-α基因啟動(dòng)子區(qū)-857位點(diǎn)突變的研究，納入70例經(jīng)過依那西普治療的RA患者，基因位點(diǎn)鑒定發(fā)現(xiàn)TNF-α啟動(dòng)子區(qū)-857C/T單核苷酸多態(tài)性患者對(duì)依那西普具有良好的療效和依存性，其中純合子突變數(shù)量最多(96%)，預(yù)測(cè)純合子突變RA患者的療效和依存性最佳。

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的出現(xiàn)是醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果，它讓我們得以從基因?qū)用娼忉屟C醫(yī)學(xué)不能解釋的藥物臨床治療的個(gè)體差異，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)不僅是理論上和數(shù)據(jù)上的概念，而是可以真正在臨床實(shí)施的研究成果。療效最大化，損害最小化，資源最優(yōu)化是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的核心目的。因此，我們應(yīng)該在充分利用人類醫(yī)學(xué)科學(xué)積累的研究成果的基礎(chǔ)上，加快推進(jìn)AID治療的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究進(jìn)程，為AID的預(yù)防、診斷和治療提供新的策略和方法，造福于患者。

[1] 劉治軍，胡欣，傅得興.藥物基因組學(xué)在個(gè)體化醫(yī)療中的應(yīng)用和實(shí)例[J].藥品評(píng)價(jià)，2010，20(7):41-47.

[2]SuGX，WuFQ，WangF，etal.Rituximabtherapyforseverepediatricsystemiclupuserythematosus[J].ZhonghuaErKeZaZhi，2012，50(9):697-704.

[3]HillCR，ColeM，ErringtonJ，etal.CharacterisationoftheclinicalpharmacokineticsofactinomycinDandtheinfluenceofABCB1ofthepharmacogeneticvariationonactinomycinDdispositioninchildrenwithcancer[J].ClinPharmacokinet，2014，53(8):741-751.[4]VealGJ，ColeM，ChinnaswamyG，etal.CyclophosphamidepharmacokineticsandpharmacogeneticsinchildrenwithB-cellnon-Hodgkinslymphoma[J].EurJCancer，2016，55(3):56-64.

[5]ZhouWW，LiangQM，XuY，etal.GenomicinsightsintotheglutathioneS-transferasegenefamilyoftworiceplanthoppers，nilaparvatalugensandsogatellafurcifera[J].PLoSOne， 2013，8(2):e56604.

[6]PintoN，LudemanSM，DolanME.Drugfocus:pharmacogeneticstudiesrelatedtocyclophosphamide-basedtherapy[J].Pharmacogenomics，2009，10(12):1897-1903.

[7]GorPP，SuHI，GrayRJ，etal.ResearcharticleCyclophosphamidemetabolizingenzymepolymorphismsandsurvivaloutcomesafteradjuvantchemotherapyfornode-positivebreastcancer:aretrospectivecohortstudy[J].BreastCancerRes，2010，12(3):R26.

[8]SchmittSM，StefanK，WieseM.Pyrrolopyrimidinederivativesandpurineanalogsasnovelactivatorsofmultidrugresistance-associatedprotein1(MRP1，ABCC1)[J].BiochimBiophysActa，2016，1859(1):69-79.

[9]WangHN，ZhuXY，ZhuY，etal.TheGSTA1polymorphismandcyclophosphamidetherapyoutcomesinlupusnephritispatients[J].ClinImmunol，2015，160(2):342-348.

[10]ZhouSF，DiYM，ChanE，etal.Clinicalpharmacogeneticsandpotentialapplicationinpersonalizedmedicine[J].CurrDrugMetab，2008，9(8):738-748.

[11] 王捷.SLC19A1遺傳多態(tài)性與大劑量甲氨蝶呤化療不良反應(yīng)相關(guān)性研究[D].烏魯木齊，新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，2013.

[12]MoyaP，SalazarJ，ArranzMJ，etal.Methotrexatepharmacokineticgeneticvariantsareassociatedwithoutcomeinrheumatoidarthritispatients[J].Pharmacogenomics，2016，17(1):25-29.

[13]SinghJA，HossainA，KotbA，etal.Comparativeeffectivenessofimmunosuppressivedrugsandcorticosteroidsforlupusnephritis:asystematicreviewandnetworkmeta-analysis[J].SystRev，2016，5(1):155.

[14]XinH，F(xiàn)ischerC，SchwabM，etal.EffectsofaminosalicylatesonthiopurineSmethyltransferaseactivity:anexvivostudyinpatientswithinflammatoryboweldisease[J].AlimentPharmacolTher，2005，21(9):1105-1109.

[15]XinHW，XiongH，WuXC，etal.RelationshipsbetweenthiopurineS-methyltransferasepolymorphismandazathioprine-relatedadversedrugreactionsinChineserenaltransplantrecipients[J].EurJClinPharmacol，2009，65(3):249-255．

[16] 楊岫巖，陳冬瑩，王曉東，等.硫唑嘌呤治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡的不良反應(yīng)與硫嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶活性的關(guān)系[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)：醫(yī)學(xué)版，2011，32(6)777-780.

[17] 楊程德，郭強(qiáng)，李挺，等.硫唑嘌呤致SLE骨髓抑制者的TPMT酶基因多態(tài)性[J].上海第二醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，24(B11)：67-69.

[18]WeinblattME.Rheumatoidarthritisin2003:wherearewenowwithtreatment?[J].AnnRheumDis，2003，62(Suppl2):94-96.

[19] 何維.醫(yī)學(xué)免疫學(xué)[M].2版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2010:102-103.

[20]Dvila-FajardoCL，vanderStraatenT，Baak-PabloR，etal.FcGRgeneticpolymorphismsandtheresponsetoadalimumabinpatientswithrheumatoidarthritis[J].Pharmacogenomics，2015，16(4)：373-381.

[21]KangCP，LeeKW，YooDH，etal.Theinfluenceofapolymorphismatposition-857ofthetumournecrosisfactorageneonclinicalresponsetoetanercepttherapyinrheumatoidarthritis[J].Rheumatology(Oxford)，2005，44(4):547-552.

蘭州大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)行動(dòng)計(jì)劃”(No20151073001379)

吳吉榮，Email：18393911173@163.com

R

A

1004-583X(2017)04-0357-03

10.3969/j.issn.1004-583X.2017.04.021

2016-10-20 編輯:王秋紅