田玉廷綜述 史 健審校

UGT1A1基因是UGTs基因家族中的一員，位于染色體2q37上，UGT1A1基因的產(chǎn)物尿苷二磷酸葡糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1A1的主要作用是使各種不同外源性藥物和內(nèi)生底物葡萄糖醛酸化，增加底物的極性，使其更好地從體內(nèi)被清除，如膽紅素、雌激素、伊立替康等。UGT1A1基因以插入、缺失、單核苷酸多態(tài)性等形式表現(xiàn)出了序列間很大的個(gè)體差異。目前研究最多的突變主要集中在UGT1A1基因啟動(dòng)子區(qū)TATA序列及第1外顯子區(qū)突變。UGT1A1基因啟動(dòng)子區(qū)存在大量TA堿基重復(fù)序列，最常見的為6個(gè)TA重復(fù)序列，即(TA6/TA6或*1/*1);UGT1A1*28為7個(gè)TA重復(fù)序列，包括純合突變型(TA7/TA7或*28/*28)和雜合突變型(TA6/TA7或*1/*28)。UGT1A1*6的多態(tài)性表現(xiàn)為211G＞A，形成3種基因型:G/G、A/G和A/A，且UGT1A1*6的多態(tài)性目前僅在亞洲人群中發(fā)現(xiàn)［1］。下面我將從UGT1A1基因與腫瘤發(fā)生發(fā)展、抗腫瘤藥物不良反應(yīng)及與遺傳性非結(jié)合型高膽紅素血癥之間的關(guān)系等幾個(gè)方面進(jìn)行探討。

1 UGT1A1基因與腫瘤發(fā)生發(fā)展關(guān)系

1.1 UGT1A1基因與乳腺癌

人們?cè)缫炎C明 BRCA1、BRCA2、HER-2、p53抑癌基因、CYP1A1及UGT1A1與乳腺癌有著密切的關(guān)系［2］。Leung等通過在乳腺癌細(xì)胞MCF-7細(xì)胞中分別表達(dá)野生型UGT1A1與CYP1A1來測(cè)定乳腺癌細(xì)胞的增殖速度，結(jié)果表達(dá)UGT1A1細(xì)胞腫瘤細(xì)胞增殖速度明顯減慢，從而證明高表達(dá)UGT1A1可以保護(hù)DNA免受異型物質(zhì)的損傷［3］。美國一項(xiàng)關(guān)于UGT1A1*28與非洲裔黑人女性乳腺癌發(fā)病關(guān)系的臨床試驗(yàn)對(duì)200名乳腺癌患者及正常人進(jìn)行 UGT1A1基因檢測(cè)，最終結(jié)果證明UGT1A1基因啟動(dòng)子區(qū)TATA序列TA7/TA8突變未絕經(jīng)及ER陰性人群，患乳腺癌風(fēng)險(xiǎn)明顯增高［4］。一項(xiàng)來自中國乳腺癌患者UGT1A1*28多態(tài)性分析指出乳腺癌患者與對(duì)照組相比整體突變率無明顯差別，進(jìn)一步進(jìn)行亞組分析得出結(jié)論，年齡小于40歲含UGT1A1*28等位基因人群，患乳腺癌概率更高。提示UGT1A1*28可能是小于40歲中國女性患乳腺癌的危險(xiǎn)因素［5］。但是目前國內(nèi)外對(duì)不同地域及人種UGT1A1基因多態(tài)性與乳腺癌發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系的報(bào)道相對(duì)較少，因而UGT1A1基因多態(tài)性作為乳腺癌發(fā)病的危險(xiǎn)因素還需要更多的臨床實(shí)驗(yàn)的支持。

1.2 UGT1A1基因與前列腺癌

前列腺癌在歐美國家屬于常見的惡性腫瘤之一，近年來國內(nèi)發(fā)病率也有上升趨勢(shì)。前列腺癌是1種內(nèi)分泌相關(guān)性腫瘤，其具體發(fā)病機(jī)制尚不十分清楚，雌、雄激素及其受體對(duì)前列腺癌的發(fā)生與發(fā)展有著重要作用。單一的雄激素理論并不能解釋該病的發(fā)病機(jī)制，而雌激素在前列腺癌的發(fā)病機(jī)理方面的作用仍存在爭(zhēng)議［6］。雌激素除了通過與雌激素受體結(jié)合進(jìn)而發(fā)揮其致癌作用外，其代謝產(chǎn)物也可促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展。雌激素代謝產(chǎn)物兒茶酚雌激素被認(rèn)為是高度致癌的，它們與雌激素受體結(jié)合，通過一系列的代謝過程，進(jìn)而導(dǎo)致氧自由基的形成，造成DNA損傷。UGT1A1酶可以催化的鄰苯二酚雌激素糖脂化作用，從而促進(jìn)其通過尿液及膽汁排泄。UGT1A1基因啟動(dòng)子區(qū)TATA序列的多態(tài)性可降低鄰苯二酚雌激素的代謝，從而導(dǎo)致前列腺癌的發(fā)生。基于這個(gè)理論Karatzas等研究前列腺癌與UGT1A1*28關(guān)系，他們對(duì)129名前列腺癌患者及260名健康者的血液進(jìn)行基因測(cè)序及分析，但最終表明UGT1A1基因啟動(dòng)子TATA序列多態(tài)性與前列腺癌發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)并沒有明確的聯(lián)系［7］。因此大規(guī)模的前瞻性研究需要進(jìn)一步開展，以進(jìn)一步明確UGT1A1基因多態(tài)性與前列腺癌的關(guān)系。

1.3 UGT1A1基因與結(jié)直腸癌

UGT1A1基因與結(jié)直腸癌的發(fā)病及治療之間的關(guān)系一直是人們研究的熱點(diǎn)。來自美國的一項(xiàng)研究表明UGT1A1參與高溫烹制肉類食品所產(chǎn)生的多環(huán)芳香烴等致癌物質(zhì)的解毒作用，故UGT1A1基因多態(tài)性與結(jié)腸癌的發(fā)病密切相關(guān)［8］。Bajro等的一項(xiàng)在馬其頓人群中開展的臨床研究表明UGT1A1*28是結(jié)直腸發(fā)生的危險(xiǎn)因素。這項(xiàng)研究提示含有基因UGT1A1*28患結(jié)直腸癌的可能性更大，但是UGT1A1*28是單獨(dú)還是與其他因素共同作用于結(jié)直腸癌的發(fā)生機(jī)制有待進(jìn)一步研究［9］。我國臺(tái)灣學(xué)者對(duì)268名患者進(jìn)行UGT1A1基因多態(tài)性檢測(cè)及分析，最終結(jié)果表明UGT1A1*6是結(jié)直腸癌的發(fā)病及轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)因素［10］。

2 UGT1A1基因多態(tài)性與抗腫瘤藥物不良反應(yīng)的關(guān)系

2.1 伊立替康作用機(jī)制

伊立替康自20世紀(jì)90年代，問世以來已廣泛應(yīng)用于結(jié)腸癌、直腸癌、肺癌等實(shí)體瘤治療。大量臨床試驗(yàn)證明，伊立替康可明顯提高患者的總生存期，但因其毒性較大(Ⅲ～Ⅳ度腹瀉和粒細(xì)胞缺乏)，應(yīng)用受到一定限制。伊立替康的毒性與其主要的藥物代謝酶 UGT1A1有關(guān)，而其酶活性的高低又受UGT1A1基因多態(tài)性的影響。伊立替康是喜樹堿半人工合成物，主要代謝部位為肝臟。經(jīng)靜脈注射后，在體內(nèi)經(jīng)羧酸酯酶(CE)轉(zhuǎn)化為7-乙基-10-羥基喜樹堿(SN-38)。后者為拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ抑制劑，抑制DNA單鏈斷裂后的修復(fù)，干擾DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，發(fā)揮細(xì)胞毒效應(yīng)。SN-38進(jìn)而經(jīng)尿苷磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶A1滅活為葡萄糖醛酸產(chǎn)物SN-38G后，通過膽汁排泄入腸，在腸道細(xì)菌β-葡萄糖醛酸酶(β-glucuronidase)的作用下轉(zhuǎn)換為SN-38而引發(fā)腸黏膜損傷及遲發(fā)性腹瀉。腸道內(nèi)的UGT1A1酶又可再度催化SN-38為SN-38G解毒［11］。因此UGT1A1酶的表達(dá)及其活性，與伊立替康的不良反應(yīng)均密切相關(guān)，在應(yīng)用伊立替康之前對(duì)腫瘤患者進(jìn)行UGT1A1基因多態(tài)性檢測(cè)有著十分重要的意義。美國FDA已于2005年批準(zhǔn)UGT1A1*28用于預(yù)測(cè)伊立替康的不良反應(yīng)［12］。

2.2 UGT1A1*28及UGT1A1*6與伊立替康導(dǎo)致化療相關(guān)性腹瀉及中性粒細(xì)胞減少發(fā)生的關(guān)系

近年來大量臨床試驗(yàn)證明UGT1A1基因多態(tài)性與伊立替康導(dǎo)致的化療相關(guān)性腹瀉及中性粒細(xì)胞減少有著密切關(guān)系。早在1994年就有一項(xiàng)臨床試驗(yàn)證明SN-38醛酸化率與腹瀉頻率呈負(fù)相關(guān)。國外試驗(yàn)研究證明含有UGT1A1*28及UGT1A1*6的純合子或雜合子基因型個(gè)體，UGT1A1酶的濃度明顯低于野生型［13］。而UGT1A1酶是SN-38轉(zhuǎn)化為 SN-38G的關(guān)鍵酶，故含有UGT1A1*28及UGT1A1*6的患者應(yīng)用伊立替康后，出現(xiàn)Ⅲ～Ⅳ度腹瀉和粒細(xì)胞缺乏的風(fēng)險(xiǎn)更大。在歐美學(xué)者的研究報(bào)道中UGT1A1*28與伊立替康導(dǎo)致中性粒細(xì)胞減少和延遲性腹瀉及化療客觀反應(yīng)率直接相關(guān);而在亞洲人群中GT1A1*28與腹瀉的關(guān)系更為密切，且UGT1A1*6主要與亞洲人群粒細(xì)胞減少及腹瀉的發(fā)生相關(guān)。國外一項(xiàng)前瞻性臨床研究證明UGT1A1*28純合子基因型結(jié)直腸癌患者接受含伊立替康方案化療后，發(fā)生Ⅲ～Ⅳ度腹瀉和粒細(xì)胞缺乏概率較野生型患者明顯增高［14］。國內(nèi)學(xué)者胡哲益等對(duì)國內(nèi)外已發(fā)表文獻(xiàn)進(jìn)行META分析，以進(jìn)一步明確不同劑量伊立替康導(dǎo)致腹瀉與UGT1A1*28基因多態(tài)性之間關(guān)系。該研究共納入20個(gè)臨床試驗(yàn)共1 760名患者，通過系統(tǒng)的分析得出結(jié)論:基因型為UGT1A1*28/*28及UGT1A1*1/*28的患者較基因型UGT1A1*1/*1接受中等劑量及高等劑量伊立替康治療后，腹瀉發(fā)生概率明顯增高，而在低劑量組則無明顯差別［15］。來自日本學(xué)者的一項(xiàng)臨床研究證明含有UGT1A1*6雜合子及純合子的癌癥患者，在接受伊立替康治療后，較不含UGT1A1*6基因的患者Ⅲ～Ⅳ度中性粒細(xì)胞風(fēng)險(xiǎn)明顯增加。但是此實(shí)驗(yàn)中發(fā)生腹瀉患者數(shù)目較少，故未能證明UGT1A1*6與腹瀉之間的關(guān)系［16］。同樣一項(xiàng)來自韓國關(guān)于107名非小細(xì)胞肺癌患者的研究表明，UGT1A1*6/*6基因型患者應(yīng)用伊立替康治療后Ⅳ度中性粒細(xì)胞發(fā)生概率明顯增加，但與Ⅲ～Ⅳ腹瀉之間無明確關(guān)系。由于亞洲人群UGT1A1*28出現(xiàn)概率較少，故沒有足夠證據(jù)證明其與伊立替康毒性之間的關(guān)系［17］。中國最近發(fā)表的1篇由北京307醫(yī)院組織進(jìn)行的一項(xiàng)臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，中國晚期結(jié)直腸癌患者UGT1A1*28發(fā)生概率明顯低于西方人群，存在UGT1A1*28及UGT1A1*6的患者應(yīng)用含伊立替康方案化療后腹瀉及中性粒細(xì)胞減少概率高于基因型為正常野生型患者，但緩解率、腫瘤進(jìn)展時(shí)間及總生存期無明顯差別［18］。

3 UGT1A1基因多態(tài)性與遺傳性非結(jié)合型高膽紅素血癥之間的關(guān)系

Gilbert綜合征(Gilbertsyndrome，GS)是Gilbert于1901 年首先報(bào)道的1種先天性血清膽紅素增高癥，其特征為血清總膽紅素輕度升高且以非結(jié)合膽紅素的升高為主。新生兒至青春期均可患病，以男性較為多見。臨床表現(xiàn)為長期、間歇性輕度黃疸，患者大多癥狀不明顯，可出現(xiàn)輕度乏力、納差及肝區(qū)不適等消化道癥狀。UGT1A1酶是肝臟中唯一具有膽紅素葡萄糖醛酸化反應(yīng)活性的相關(guān)酶，UGT1A1基因具有多態(tài)性，其突變可引起Gilbert綜合征。人類不同種屬Gilbert綜合征的遺傳背景存在較大差異。國外一項(xiàng)關(guān)于白種人的試驗(yàn)對(duì)45名Gilbert綜合征患者及161例健康人進(jìn)行UGT1A1基因及膽紅素水平測(cè)定。結(jié)果顯示:總膽紅素水平主要由啟動(dòng)子區(qū)TATA序列重復(fù)次數(shù)和基因-3279T＞G突變決定，這表明Gilbert綜合征與這兩種基因突變有關(guān)［19］。研究顯示日本 Gilbert綜合征患者基因突變的類型主要是編碼區(qū)錯(cuò)義突變，如 G71R、P229Q、Y486D等，其中第1外顯子的G71R(即UGT1A1*28)錯(cuò)義突變最為常見。有關(guān)中國人群Gilbert綜合征遺傳背景的研究較少。沈健等通過分析1例中國Gilbert綜合征患者及其家族成員的UGT1A1基因突變位點(diǎn)，最終得出結(jié)論:UGT1A1基因上游苯巴比妥反應(yīng)增強(qiáng)元件(PBREM)發(fā)生T-3279G突變與啟動(dòng)子區(qū)A(TA)7TAA共同作用是導(dǎo)致Gilbert綜合征家系發(fā)病的原因，其中A(TA)7TAA對(duì)膽紅素代謝的影響更為顯著，兩者高度連鎖［20］。因此關(guān)于國內(nèi)Gilbert綜合征發(fā)病原因及具體基因突變類型還需要擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。

綜上所述，隨著人們對(duì)UGT1A1基因多態(tài)性研究的深入，其多態(tài)性檢測(cè)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于臨床，指導(dǎo)著人們對(duì)腫瘤及代謝相關(guān)疾病的診斷及治療，并且已經(jīng)帶來了相當(dāng)臨床獲益。但是UGT1A1基因突變位點(diǎn)較多，目前人們并沒有完全闡明各種突變對(duì)人體所造成的功能性改變及其臨床意義。就已知突變基因進(jìn)行的臨床試驗(yàn)仍缺乏不同地域、不同種族人群大樣本對(duì)比分析，因此需要建立1個(gè)更加科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)庫來更好地服務(wù)于臨床。

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