基因檢測改善巰嘌呤類藥物治療炎癥性腸病的安全性

劉媛媛 王秋月 李 浩 魏良洲

青島大學1(266000) 青島大學附屬醫院消化內科2

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一種由腸道免疫反應失調引起的慢性、復發性炎性疾病。根據疾病發生的解剖部位和組織學的差異，分為克羅恩病(Crohn’s disease, CD)和潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis, UC)[1]。IBD的病因和發病機制尚未明確，目前認為環境因素作用于遺傳易感個體引發免疫反應異常是其主要的發病機制[2]。IBD治療的藥物主要包括5-氨基水楊酸、激素、免疫抑制劑以及生物制劑等。其中，免疫抑制劑如硫唑嘌呤、6-巰基嘌呤在IBD誘導和維持緩解方面發揮重要作用。然而，治療過程中產生的不良反應亦使其應用受限。

目前，多種遺傳標志物被用來鑒定對巰嘌呤類藥物敏感的IBD患者。研究[3]表明，IBD患者接受硫唑嘌呤、6-巰基嘌呤治療后產生的骨髓抑制與多種遺傳基因改變關系密切。明確該類藥物代謝途徑中潛在的藥理學基因改變有助于幫助臨床醫師優化治療，以獲得理想的療效和安全性。本文就基因檢測改善巰嘌呤類藥物治療IBD的安全性作一綜述。

一、巰嘌呤類藥物在IBD治療中的重要性

硫唑嘌呤和6-巰基嘌呤是IBD治療中最常見的藥物，在IBD的誘導和維持緩解中起重要作用。歐洲共識意見對硫唑嘌呤的推薦劑量為1.5～2.5 mg/kg，6-巰基嘌呤的推薦劑量為0.75～1.5 mg/kg[4-5]。然而，目前中國共識尚無明確推薦劑量。

對于中重度活動性IBD，硫唑嘌呤和6-巰基嘌呤可與糖皮質激素或抗腫瘤壞死因子單克隆抗體聯合應用于糖皮質激素治療無效或激素依賴的誘導緩解。此類藥物與糖皮質激素聯用有助于糖皮質激素的減量和撤離。巰嘌呤類藥物與抗腫瘤壞死因子單克隆抗體聯合應用亦受到廣泛關注。一項關于CD患者的研究[6]表明，接受英夫利西單抗聯合硫唑嘌呤治療的中重度CD患者較接受硫唑嘌呤單藥治療的患者更易出現臨床緩解和黏膜愈合，聯合治療組、英夫利西單抗組、硫唑嘌呤組在26周的臨床緩解率分別為56.8%、44.4%、30.0%，黏膜愈合率分別為43.9%、30.1%、16.5%，聯合治療組的療效優于英夫利西單抗組和硫唑嘌呤組。同樣，一項關于UC的研究[7]顯示，接受英夫利西單抗聯合硫唑嘌呤治療的中重度UC患者在16周時較接受單藥治療的患者更易獲得臨床緩解，且黏膜愈合亦明顯優于硫唑嘌呤單藥治療。

此外，由于硫嘌呤類藥物起效緩慢，需至少12～16周持續治療才能產生明顯效果，因此，對于5-氨基水楊酸不能耐受、激素依賴的UC患者以及激素誘導后的CD患者，長期維持治療是其主要作用[8]。研究[9-10]顯示，73%接受硫唑嘌呤治療的CD患者可在6～18個月內保持緩解，而安慰劑組的緩解率為62%(RR=1.19，95% CI: 1.05～1.34)。同樣，服用硫唑嘌呤的UC患者的疾病復發率(44%)較安慰劑組(65%)明顯降低(RR=0.68，95% CI: 0.54～0.86)。

二、巰嘌呤類藥物代謝途徑

硫唑嘌呤是一種藥物前體，經谷胱甘肽轉移酶(GST)轉化為6-巰基嘌呤。6-巰基嘌呤進入細胞后可經3種途徑進行代謝，一是經次黃嘌呤磷酸核糖基轉移酶(HPRT)途徑產生6-巰基次黃嘌呤核苷單磷酸(6-TIMP)，之后在次黃嘌呤核苷酸脫氫酶(IMPDH)和單磷酸鳥苷酸合成酶(GMPS)的作用下產生活性代謝產物6-硫鳥嘌呤核苷酸(6-TGNs)。同時，6-TIMP通過巰嘌呤甲基轉移酶(TPMT)途徑甲基化，產生6-甲基化巰基次黃嘌呤核苷磷酸鹽(6-MMPN)。另外兩種途徑分別經黃嘌呤氧化酶(XO)途徑和TPMT途徑產生6-硫尿酸(6-TU)和6-甲基巰嘌呤(6-MMP)。活性代謝產物6-TGNs主要包括6-硫鳥嘌呤(脫氧)核苷單磷酸[6-T(d)GMP]、6-硫鳥嘌呤(脫氧)核苷二磷酸[6-T(d)GDP]、6-硫鳥嘌呤(脫氧)核苷三磷酸[6-T(d)GTP]。其中，6-T(d)GTP 和 6-TGTP 分別通過與DNA和RNA結合，發揮細胞毒性和免疫抑制作用。此外，6-TGTP亦可通過阻斷 Vav-Rac1信號通路發揮作用[3,11-12]。

三、巰嘌呤類藥物的不良反應

巰嘌呤類藥物的不良反應分為非劑量相關和劑量相關不良反應，皮疹、發熱、關節痛、胰腺炎和肝炎屬于非劑量相關不良反應；肝毒性、骨髓抑制屬于劑量依賴性不良反應，與硫嘌呤類藥物的復雜代謝密切相關[13]。巰嘌呤類藥物常因其骨髓抑制反應，導致治療頻繁中斷，并增加危及生命的感染風險，因此受到廣泛關注。在接受硫嘌呤治療的患者中，5%～25%的患者白細胞計數輕度、慢性降低(白細胞計數3×109/L～4×109/L)[14-15]，多無明顯不良反應，對于此類患者，臨床醫師多選擇監測白細胞數量而非減少治療劑量[16]。然而，4%～4.5%的患者會發生嚴重的骨髓抑制[17-18]。一項納入了66項研究的meta分析顯示，服用硫嘌呤治療的8 302例IBD患者中骨髓抑制(中性粒細胞計數低于1.5×109/L)的發生率為3%，嚴重骨髓抑制(中性粒細胞計數低于0.5×109/L)的發生率為0.9%，骨髓抑制的死亡風險約為1%[14]。

四、骨髓抑制相關遺傳標志物

1.TPMT基因：TPMT催化6-巰基嘌呤形成6-MMP，與XO和HPRT競爭底物6-巰基嘌呤。TPMT基因具有遺傳多態性，其基因遺傳變異可導致TPMT酶活性降低，進而引起6-TGNs產量增加[19]。6-TGNs被認為是硫嘌呤的主要活性代謝產物，與IBD治療療效有關，亦與骨髓抑制相關。TPMT酶活性的個體間差異主要由TPMT基因多態性導致。導致TPMT缺乏的常見等位基因是TPMT2、TPMT3a、TPMT3b和TPMT3c[20]。酶缺乏的程度取決于基因拷貝缺陷的數量，且有缺陷的TPMT等位基因的患病率因種族而異。在白種人中，約10%的人群至少有一個等位基因缺陷，0.3%～0.5%的人群是非野生型等位基因純合子或完全缺乏TPMT功能。與白種人相比，亞洲人僅有不到5%的人群存在一個缺陷等位基因，幾乎無純合子[3]。

美國腸胃病協會建議對于剛開始服用硫嘌呤類藥物的IBD成年患者，應進行常規的TPMT測試(酶活性或基因型)來指導硫嘌呤劑量[21]。酶活性或基因型正常的患者可使用全劑量硫嘌呤，而酶活性中等或雜合基因型的患者應減少50%的劑量，低或缺失酶活性或純合子基因型的患者應避免使用硫嘌呤治療，或從低于10%的標準起效劑量開始使用。

TPMT引導的硫嘌呤劑量調整已被證明可在不影響治療效果的前提下顯著降低不良反應的發生風險，并且是基于藥物遺傳學的個體化藥物治療的精確醫學方法的原型。然而，在一些TPMT正常的患者中仍然存在明顯的骨髓抑制，可能由其他遺傳變異或環境因素所導致[22]。

2.NUDT15基因：近期研究[23-24]發現NUDT15變異是硫嘌呤不耐受的另一個關鍵決定因素。NUDT15 隸屬于 Nudix水解酶家族，可將巰嘌呤在體內的主要活性成分T(d)GTP水解為T(d)GMP，從而阻礙TGTP與Ras相關C3肉毒桿菌毒素底物1(Rac1)或RNA結合，避免因 6-T(d)GTP 累積造成嚴重的骨髓抑制。NUDT15敲除的細胞經巰嘌呤類藥物處理后，活性代謝產物水平增加，并且對硫唑嘌呤誘導凋亡具有更高的易感性。由于NUDT15可滅活硫嘌呤代謝產物并降低其細胞毒性，因此，NUDT15突變時，標準劑量巰嘌呤即可因TGTP滅活減少而造成嚴重的骨髓抑制。

NUDT15變異是硫嘌呤毒性的敏感預測因子，效應與TPMT類似[25]。目前研究[23]表明NUDT15基因主要有4個突變位點，包括c.415 C>T、c.36_37ins GGAGTC、c.52 G>A、c.416 G>A，分別對應蛋白序列p.arg139cys、p.Val18_Val19insGlyVal、p.Val18Ile、p.Arg139His。該基因突變位點的突變率在各種族間差異較大。在東亞、南亞以及美洲，c.415 C>T突變率最高，而在歐洲和非洲，c.36_37ins GGAGTC突變率最高[26]。與NUDT15相關的硫嘌呤毒性遵循加性遺傳模式，其嚴重程度與NUDT15風險等位基因的累積數量成正比[23]。目前研究較多的突變位點是c.415 C>T，多項研究均顯示在亞洲人群中 NUDT15 c.415 C>T 位點突變與巰嘌呤類藥物治療IBD過程中誘導白細胞減少有關。韓國一項有關 IBD的研究[27]表明NUDT15 c.415 C>T突變與巰嘌呤誘導的白細胞減少密切相關，且隨著NUDT15風險等位基因拷貝數量增加，少量的藥物即可引起白細胞減少，從治療開始到白細胞減少的時間間隔縮短，白細胞減少的程度增加。中國和日本的研究[28-29]結果顯示NUDT15 c.415 C>T 位點突變是酶活性受損和硫嘌呤相關不良反應如骨髓抑制的主要因素。此外，c.36_37 ins GGAGTC和c.52G>A亦與巰嘌呤誘導的白細胞減少顯著相關，是巰嘌呤引起白細胞減少的危險因素[30]。

五、結語

巰嘌呤類藥物，如硫唑嘌呤和6-巰基嘌呤，常被用于治療IBD。然而，接受這類藥物治療的患者易出現藥物不良反應，其中骨髓抑制最為嚴重且存在潛在的致命風險。目前尚未完全明確巰嘌呤類藥物的藥代動力學。巰嘌呤類藥物導致的骨髓抑制具有明顯的種族和個體差異。迄今為止，在西方人群中，巰嘌呤毒性研究最多的標志物是TPMT，其缺乏與巰嘌呤類藥物引起骨髓抑制的相關性已得到證實。然而，在亞洲，TPMT突變非常罕見，且相關性有限[31]。在東方人群中，NUDT15被認為是硫嘌呤毒性反應的主要遺傳決定因素，該基因的非同義變異Arg139Cys是酶活性受損和硫嘌呤相關不良反應如骨髓抑制的主要原因[23,28]。NUDT15變異的發現是治療亞洲IBD患者的重要里程碑。因此，在臨床工作中，NUDT15或TPMT篩查可提示醫師是否應用或初步決定應用藥物的劑量，從而進一步調整治療方案。此種藥物基因學檢測方法可在保持藥物療效的同時減少藥物不良反應的發生，提高巰嘌呤類藥物治療IBD的安全性，具有重要意義。