急性淋巴細胞性白血病患兒甲氨蝶呤相關的藥物代謝酶和轉運體基因多態性研究進展*

劉亞會，楊躍煌，黃體龍

（昆明市兒童醫院 血液科，云南 昆明 650228）

急性淋巴母細胞性白血病（acute lymphoblastic leukemia,ALL）是最常見小兒惡性腫瘤，占兒童急性白血病的80%。大劑量氨甲蝶呤（methotrexate,MTX）在ALL 的維持治療和髓外白血病的防治中發揮著重要作用，能顯著降低ALL 患兒的復發率[1]。然而，由于個體遺傳基因的差異，對藥物療效及不良反應不同，部分患兒出現了一些嚴重的不良反應，嚴重影響患兒的治療及預后。筆者就MTX 相關代謝酶及轉運體基因多態性與ALL 患兒應用大劑量MTX 后不良反應的相關性進行綜述。

1 MTX 作用機制

MTX 廣泛應用于白血病、淋巴瘤、頭頸部腫瘤、骨肉瘤及多種自身免疫性疾病。MTX 結構與葉酸類似，為抗葉酸類抗腫瘤藥，主要選擇性地作用于細胞分裂S 期[2]。MTX 可競爭性地抑制細胞中二氫葉酸還原酶（dihydrofolate reductase,DHFR）活性，阻止二氫葉酸還原為四氫葉酸，使四氫葉酸產生受阻，一碳單位形成減少，影響核酸和蛋白質的合成。MTX 主要通過還原葉酸載體-1 進人細胞內，在多聚谷氨酸鹽合成酶的作用下，形成活性形式MTX 多聚谷氨酸，MTX多聚谷氨酸被γ-谷氨酰基水解酶水解，經轉運體家族流出細胞[3]。

2 MTX 代謝相關酶的基因多態性

2.1 亞甲基四氫葉酸還原酶基因

亞甲基四氫葉酸還原酶（methyl tetrahydrofolate reductase,MTHFR）是葉酸代謝過程的關鍵酶。MTX主要通過影響核酸代謝來發揮細胞毒作用，其療效與胞內5，10-亞甲基四氫葉酸濃度呈正相關。人類MTHFR基因定位于lp36.3，該基因具有多態性，其活性直接影響5，10-亞甲基四氫葉酸濃度，從而影響MTX 的療效和不良反應。MTHFR基因突變率較高的位點為C677T 和A1298C。C677T 突變可產生不耐熱的酶變體，引起MTX 化療后體內同型半胱氨酸水平快速上升，造成肝功能損傷[4]。有研究表明，與野生677CC 基因型比，677CT 基因型患兒血漿中半胱氨酸和MTX 水平明顯升高，肝腎和胃腸道反應毒性增加[5]。在1 個98例ALL 兒童的研究中，61例患兒有基因變異，突變基因的數目與肝、腎功能損害有關，肝功能損害率為23.47%，腎功能損害率為15.31%，胃腸道反應率為48.98%，黏膜病變率為46.94%，表明MTHFRC677T 基因變異可明顯增加患兒的MTX 不良反應[6]。對93例ALL 患者的研究表明，MTHFR677CT/TT 基因型者發生口腔黏膜損害的風險是CC 型者的2.81 倍，TT 型是CC 型的5.53 倍，且發生＞Ⅱ級骨髓抑制的風險是CC 型的3.75 倍[7]。在1 個144例ALL 患兒的研究表明，MTHFR中rs377966 和rs3513728 多態性與血清MTX 濃度有關，提示miRNAs 可能參與MTHFR的轉錄后調控[8]。

2.2 二氫葉酸還原酶基因

DHFR基因位于人染色體5q11.2 ～q13.2，其編碼的DHFR 是二氫葉酸轉化為5，10-亞甲基四氫葉酸的關鍵酶，為MTX 作用的主要靶點，MTX 進入體內后競爭性抑制DHFR，引起甲基化及DNA 合成異常[9]。DHFR基因水平提高引起酶活性升高是MTX 獲得性耐藥的一個重要原因。有研究發現，高危組患者與A680C、A317G 和C35T 多態性相關，單倍型的攜帶者比非攜帶者無事件生存率更低[10]。DHFR啟動子區域680AA 患兒對MTX 更敏感，起始劑量是標準劑量的66%，更容易保持足夠的骨髓抑制水平，復發率更低，但嚴重中性粒細胞減少的發生率較高，肝毒性更大[11]。提示DHFR基因多態性可為MTX 劑量的選擇提供依據。南印度人群中，DHFR-317A＞G ALL 患兒復發風險增加與總體生存率降低相關，DHFR-317AA和-680CA 與MTX 引起的嚴重白細胞減少癥相關[12]。

2.3 胸苷酸合成酶基因

胸苷酸合成酶（thymidylate synthase,TS）基因位于18p11.32 上，是三磷酸脫氧胸苷合成的關鍵酶。MTX 可直接抑制TS 活性，導致DNA 合成受限。常見的基因型為2R/2R、2R/3R 及3R/3R[13]。不同TS基因型ALL 患兒化療后大劑量MTX 不良反應發生率無顯著差異，與化療后血漿MTX 濃度的變化無關[14]。即TS基因多態性對兒童大劑量MTX 相關毒性的發生無影響。有研究報道，TS2R/3R/4R 突變的土耳其ALL患者MTX 水平更高，白血病兒童可以耐受大劑量MTX，從而降低白血病復發[15]。這些研究中相互矛盾的結果可能與種族、樣本量大小、MTX 劑量、毒性等級或藥物組合的差異有關。

3 MTX 轉運體的基因多態性

3.1 還原葉酸載體1

還原葉酸載體-1 又稱SLC19A1，位于染色體21q22.3 區域，G80A 是其常見的多態性位點，該突變可導致轉運蛋白對葉酸或MTX 的親和力下降，使葉酸或MTX 轉運減少。其編碼蛋白SLC19A1 是MTX 進入細胞并發揮抗癌作用的主要轉運載體[16]。SLC19A1單核苷酸多態性與大劑量MTX 毒性相關，rs2838958 TT 基因型的患者發生黏膜炎的概率更高，單倍型TGTTCCG（H4）患者大劑量MTX 治療期間不良事件發生的風險顯著降低[17]。有研究表明，miR-595 通過與SLC19A1的3'非翻譯區結合，抑制SLC19A1的表達，增加血漿中MTX 濃度[18]。此外，在ALL 患兒中miR-5189 和miR-6083 可 能 影 響SLC46A1 和SLC01A2 轉運體的功能，影響患者的MTX 水平[19]。ALL 患者中SLC19A1基因減少的G80A 單核苷酸多態性與預后較差相關，CANDELARIA 等[20]研究發現，存在SLC19A180G＞A SNP 的ALL 患者無復發生存率和總生存率均較低。LIU 等[21]研究發現，SLC19A1rs2838958 基因多態性與ALL 患兒微小殘留病變顯著相關，SLC19A1rs2838958 AA 基因型ALL 患兒5年無事件生存率（78.5%）顯著低于G 基因攜帶患兒（92.2%）。

3.2 有機陰離子轉運體編碼

有機陰離子轉運多肽1B1（SLC0B1）由基因編碼，是體內主要的攝取轉運體，主要分布在肝臟、腎臟、腦及小腸等組織器官，將MTX 從血液向肝細胞的跨膜轉運。研究較多的位點主要為rs11045879、rs4149081、rs4149056 及rs2306283 等。rs4149081與rs11045879 位點均位于SLC01B1基因非編碼區，不參與氨基酸的編碼，可能通過參與mRNA 剪接修飾而調節其功能[22-23]。對48例兒童ALL 研究發現，SLC01B1rs4149056 和rs11045879 患兒對MTX 耐受能力差，不耐受MTX 的患兒開始劑量應低于標準劑量，可作為個體化MTX 給藥的重要遺傳標記[24]。一項 322例大劑量MTX 治療的中國ALL 兒童研究中發現，SLC01B1rs10841753 與血漿MTX 水平顯著相關，rs10841753 CC 基因型比TC 或TT 患者血漿MTX 水平低[21]。280例B-ALL 患者研究發現，rs11045879 CC基因型和rs4149081 AA 基因型患兒血漿MTX 濃度顯著增加。A-C 單體型攜帶者的MTX 清除延遲，但G-T單體型者MTX 延遲清除的風險較低[25]。

3.3 ATP 結合盒式蛋白超家族

ATP 結合盒式蛋白是一類ATP 驅動泵，其轉運蛋白超家族可分為ABCA ～ABCG 7 個亞家族，其中ABCBl、ABCCl-4 和ABCG2 在MTX 流出細胞中起到重要作用。ABCC2rs374065 A＞G 多態性可使ABCC活性顯著降低，引起細胞內MTX 水平顯著升高，產生毒性和耐藥性[26]。ABCC4C934A 可降低MTX 的流出，故患兒所需MTX 劑量較低，并且血小板減少，血清中乳酸脫氫酶升高等血液學不良反應發生率升高。表明ABCC4基因突變的患兒對MTX 比較敏感[27]。對70例ALL 患兒的研究表明，ABCB1C3435T 位點基因多態性與ALL 患兒大劑量MTX 化療后MTX 血藥濃度及ALL 患兒大劑量MTX 化療后發生口腔黏膜損害和肝臟損害的發生率存在相關性[28]。

4 問題與展望

ALL 在兒童白血病中最為常見，MTX 是兒童ALL緩解后治療的關鍵藥物。MTX 的藥物代謝和藥物療效個體間差異大，影響因素復雜，MTX 藥物代謝酶及轉運體基因多態性與MTX 療效、不良反應密切相關，可能成為預測MTX 毒性反應的遺傳學標志。臨床開展MTX 藥物代謝酶與轉運體基因多態性檢測有助于指導大劑量MTX 的個體化用藥，可以減少藥物相關不良反應的發生，進一步提高ALL 患兒的療效。