古爾巴奴爾·艾買提，解楊陽，沈樹紅

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心 血液腫瘤科，上海 200127）

6-硫鳥嘌呤（6-thioguanine,6-TG）、6-巰嘌呤（6-mercaptopurine,6-MP）及硫唑嘌呤（Azathioprine,AZA）均是巰基嘌呤的1-甲基-4-硝基咪唑-5-基衍生物，也是治療急性淋巴細(xì)胞白血?。╝cute lymphoblastic leukemia,ALL）、炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease,IBD）的重要抗癌藥和免疫抑制劑[1-2]。但在治療過程中，巰嘌呤會引起嚴(yán)重的藥物不良反應(yīng)（如白細(xì)胞減少癥），導(dǎo)致患者治療中斷，增加疾病復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和治療費(fèi)用[3]。研究發(fā)現(xiàn)，亞洲人群中核苷酸焦磷酸酶15（nucleoside diphosphate-linked moiety X-type motif 15,NUDT15）基因的高突變率與巰嘌呤藥物耐受性關(guān)系密切，其基因多態(tài)性可能成為評估亞洲人群用藥后白細(xì)胞減少等不良反應(yīng)發(fā)生率的有效指標(biāo)[4]。本文對近年來國內(nèi)外有關(guān)NUDT15基因多態(tài)性與巰嘌呤藥物耐受性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 巰嘌呤藥物的代謝與作用機(jī)制

巰嘌呤類衍生物AZA 與6-MP 具有相似的代謝通路，可在次黃嘌呤核糖核酸轉(zhuǎn)移酶（HPRT）的作用下轉(zhuǎn)化為6-巰基次黃嘌呤單磷酸鹽（6-TIMP）；再被次黃嘌呤單磷酸脫氫酶（IMPDH）轉(zhuǎn)化為巰基黃嘌呤單磷酸鹽（6-TXMP），經(jīng)鳥苷酸合成酶（GMPS）轉(zhuǎn)化為活性代謝物6-硫鳥嘌呤核苷二磷酸（6-TGDP）、6-硫鳥嘌呤核苷三磷酸（6-TGTP），統(tǒng)稱為6-硫鳥嘌呤核苷（6-TGNs）[5-6]。6-TGNs 在體內(nèi)可摻入DNA 和RNA 中，并干擾DNA 加工酶的功能，抑制核苷酸代謝和蛋白質(zhì)合成，具有嚴(yán)重的細(xì)胞毒性作用。而巰嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶（TPMT）可通過甲基化反應(yīng)催化6-MP 形成6-甲基巰嘌呤（6-MMP），以達(dá)到代謝6-MP，將降低細(xì)胞毒性的作用[7-8]。TPMT基因突變導(dǎo)致的酶活性降低與巰嘌呤藥物在治療過程中的不良反應(yīng)發(fā)生率密切相關(guān)，但在亞洲人群中TPMT基因的突變概率較低。檢測TPMT基因多態(tài)性對預(yù)測亞洲人群服用巰嘌呤藥物的不良反應(yīng)發(fā)生率的臨床效能，其特異性及敏感性較西方人群低[9]。因此，研究針對亞洲人群使用巰嘌呤藥物的特異性基因位點(diǎn)是當(dāng)前臨床研究工作的重點(diǎn)[10]。巰嘌呤藥物代謝過程見圖1[11]。

2 NUDT15 基因

NUDT15基因是位于第13 號染色體長臂的一對等位基因，共有3 個外顯子，其表達(dá)產(chǎn)物NUDT15 也被稱為MTH2，屬于NudiX 水解酶家族。NUDT15 可將巰嘌呤活性代謝物6-TGTP 轉(zhuǎn)化為6-TGMP，防止其摻入DNA 中，避免因代謝產(chǎn)物蓄積而造成嚴(yán)重細(xì)胞毒性作用[12]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，亞洲人群中NUDT15基因突變是導(dǎo)致NUDT15 酶活性降低，進(jìn)而影響巰嘌呤藥物耐受性的關(guān)鍵因素[13-14]。NUDT15基因發(fā)生突變時，NUDT15 酶活性不同程度地下降，使得標(biāo)準(zhǔn)劑量的巰嘌呤可因6-TGTP 累積而造成嚴(yán)重的骨髓抑制[15]。SUITER 等[16]研究將單個NUDT15 變體融合到EGFP基因，以融合后的熒光強(qiáng)度蛋白質(zhì)作為變體，鑒定了2 922 個（94.4%）變異體的豐度，即表達(dá)量。其中發(fā)現(xiàn)了54 個熱點(diǎn)殘基的變異體導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能和熱穩(wěn)定性的完全喪失。并在對硫嘌呤細(xì)胞毒性的分析中，確定了17 個額外的殘基，其變異體能夠在不影響蛋白質(zhì)穩(wěn)定性的情況下改變NUDT15 的活性。證實(shí)了NUDT15基因是準(zhǔn)確預(yù)測硫嘌呤治療患者毒性風(fēng)險(xiǎn)的等位基因，為實(shí)施個體化基因型指導(dǎo)治療提供證據(jù)。目前報(bào)道的NUDT15等位基因及其突變基因共有6 種，分別命名為NUDT15*1 至NUDT15*6，其等位基因突變單倍型理論上共有21 種基因型，分為野生型（C/C）、雜合型（C/T）及純合型（T/T）。野生型的基因型為*1/*1，表現(xiàn)出高等活性；雜合型即等摩爾NUDT15基因野生型與突變型編碼蛋白的混合物，基因型有*1/*2、*1/*3、*1/*4、*1/*5、*1/*6，表現(xiàn)出中等活性；純合型的基因型表現(xiàn)出低等活性，包括雙突變純合型、雙突變雜合型，其中*2/*3、*3/*3、*2/*5、*3/*6 在東亞和南亞人群的基因突變頻率較高。YANG 等[17]研究顯示，將攜帶NUDT15野生型（C/C）、雜合型（C/T）及純合型（T/T）的細(xì)胞分別置于同等濃度的巰嘌呤藥物中，攜帶野生型基因的細(xì)胞的存活率更高。ZHANG 等[18]通過對7 項(xiàng)包括有1 138 例ALL、IBD 患者的研究分析顯示，NUDT15c.415C＞T分布的頻率在不同種族間有很大差異，NUDT15 c.415C＞T 變異在亞洲人和西班牙人中很常見，但在歐洲人和非洲人中很少。在亞洲 NUDT15c.415C＞T 的等位基因（C 和T）出現(xiàn)頻率分別為86.72%和13.28%，并且NUDT15 酶活性與NUDT15基因多態(tài)性及表達(dá)均有密切聯(lián)系。另外基于千人基因組數(shù)據(jù)對NUDT15基因型的推斷結(jié)果顯示，預(yù)計(jì)有22.6%東亞人NUDT15活性缺失，南亞人預(yù)計(jì)為13.6%，美洲原住民預(yù)計(jì)為12%～21%[19-20]。NUDT15等位基因突變見表1[21]。

3 NUDT15 基因多態(tài)性在急性淋巴細(xì)胞白血病人群中的研究

6-MP 用于ALL 的治療已有多年臨床經(jīng)驗(yàn)。在ALL 的維持治療中，6-MP 是防止疾病復(fù)發(fā)、顯著提高患者生存率的關(guān)鍵。但6-MP 治療的有效劑量與中毒劑量之間差距小，治療過程中并沒有最佳用藥方案，也缺乏直接參數(shù)評估患者療效。近年來對ALL 人群中影響巰嘌呤藥物耐藥性突變基因的研究，已經(jīng)確定了NUDT15中有多種等位基因突變與6-MP 引起過度骨髓抑制有關(guān)，并且存在具有不同變體組合的單倍型。鑒于NUDT15基因分型對于6-MP 個性化給藥的重要性，應(yīng)準(zhǔn)確確定其雙倍型，特別是那些具有多種變異的雜合基因型。TSUJIMOTO 等[22]對138 例日本ALL 或LBL 兒童進(jìn)行基因分型的研究，結(jié)果顯示，純合c.415C＞T 變異體患兒耐受6-MP 的劑量極低，具有雙等位基因NUDT15變體的患者對6-MP非常敏感。另外，有14 例患兒有2 個雜合變異體c.（36_37insGGAGTC；c.415C＞T）能夠比雙等位基因變異體耐受更高的6-MP 劑量。ZHOU 等[23]在維持治療期間優(yōu)化6-MP 劑量強(qiáng)度，了解患者對巰嘌呤藥物敏感性和耐受性，所得到的結(jié)果顯示，與雜合基因型（C/T）或野生型（C/C）的患者相比，NUDT15純合基因型（T/T）的患者對6-MP 高度敏感（劑量強(qiáng)度為60.27%），其他2 種基因型平均劑量強(qiáng)度分別為83.83%和94.24%。并且T 等位基因突變是白細(xì)胞減少癥[=3.620（95% CI： 1.377，9.501），P=0.009]和早發(fā)性白細(xì)胞減少癥[=9.630（95% CI： 2.764，33.514），P=0.000]的預(yù)測因子。全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）也表明，NUDT15基因的錯義變異（rs116855232，c.415C＞T）與ALL 患者體內(nèi)硫嘌呤藥物相關(guān)細(xì)胞毒性密切相關(guān)。并且NUDT15變異體在東亞和拉美裔中最常見，而在歐洲人群中很少見，在非洲人群中還未獲得相關(guān)信息，這充分體現(xiàn)出了6-MP耐受性的種族差異[24]。并且NUDT15CT 或TT 基因型患者接受標(biāo)準(zhǔn)劑量的6-MP 治療時，嚴(yán)重的骨髓毒性發(fā)生率更高，CHIENGTHONG 等[25]、TANAKA 等[26]多項(xiàng)研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。

4 NUDT15 基因多態(tài)性在炎癥性腸病人群中的研究

IBD 累及回腸、直腸及結(jié)腸，臨床可表現(xiàn)腹瀉、腹痛，甚至可有血便，包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病。AZA 和6-MP 被廣泛用作治療IBD 的免疫抑制劑，尤其是對于類固醇依賴性或難治性患者用以緩解克羅恩病相應(yīng)臨床癥狀，但有高達(dá)10%～30%克羅恩病患者存在嚴(yán)重不良反應(yīng)，如白細(xì)胞減少等，導(dǎo)致患者不得不停用藥物。2014年YANG 等[17]首次對韓國IBD人群進(jìn)行研究，報(bào)道了關(guān)于NUDT15基因突變與巰嘌呤藥物耐受性所致的早、晚期白細(xì)胞減少的風(fēng)險(xiǎn)。ZHU 等[27]研究顯示，在196 例野生型（C/C）患者中，25 例（12.8%）出現(xiàn)了白細(xì)胞減少癥；在53 例雜合型（C/T）患者中，36 例（67.9%）出現(xiàn)了白細(xì)胞減少癥；而純合型（T/T）的4 例患者除患有早期白細(xì)胞減少癥（＜4 周）之外，還出現(xiàn)嚴(yán)重脫發(fā)的癥狀，證實(shí)了NUDT15 R139C 與白細(xì)胞減少癥的關(guān)系[（95% CI： 5.89，19.83），P=0.000]。ASADA 等[28]在對246 例日本IBD 患者的研究中發(fā)現(xiàn)，45 例（27.9%）出現(xiàn)白細(xì)胞減少（WBC＜3 000/μl），C/T 和T/T 基因型與白細(xì)胞減少有顯著相關(guān)性（P=0.000），且NUDT15基因突變與6-MP 在維持治療過程中所誘導(dǎo)的白細(xì)胞降低有密切關(guān)系。KAKUTA 等[13]研究對2 630 例IBD 患者進(jìn)行NUDT15基因分型，結(jié)果顯示NUDT15與白細(xì)胞減少癥和脫發(fā)有關(guān)，并且NUDT15雙倍型的基因型預(yù)測白細(xì)胞減少（WBC＜3 000/μl）的AUC 為0.722。證實(shí)了NUDT15基因分型對IBD 患者急性嚴(yán)重白細(xì)胞減少等不良反應(yīng)有著可靠的預(yù)測性。但探究NUDT15基因多態(tài)性與IBD患者藥物耐受性的研究較少，CHAO等[29]在中國人群的研究中顯示，野生型（C/C）患者的AZA耐受劑量要明顯高于雜合型（C/T）和純合型（T/T），建議純合型（T/T）IBD 患者應(yīng)避免或低劑量使用硫嘌呤藥物治療，而對于野生型（C/C）患者則可給予正常劑量藥物進(jìn)行治療。SATO 等[30]、KAKUTA 等[31]在日本人群的研究中也得到了相似結(jié)論。而ASADA 等[28]的研究雖然顯示3 種不同基因型IBD 患者對AZA的藥物耐受劑量不同，但3 種患者之間并無較大差異。

5 NUDT15 基因多態(tài)性在其他疾病中的研究

巰嘌呤類藥物雖然也可用于器官移植后繼續(xù)免疫抑制治療和系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus,SLE）等免疫系統(tǒng)疾病中，但近年來與NUDT15基因多態(tài)性相關(guān)的研究較少。SAIDA 等[32]研究顯示，患者腎移植后接受AZA 代替霉酚酸酯治療4 d 后，出現(xiàn)粒細(xì)胞缺乏癥和嚴(yán)重脫發(fā)，對患者進(jìn)行基因檢測顯示為NUDT15純合子多態(tài)性。但該研究為個案分析，有待未來進(jìn)一步增加病例數(shù)獲得更有力的研究支持。

6 展望

巰嘌呤藥物在治療ALL、IBD 等疾病中發(fā)揮著重要作用。但在亞洲人群中，NUDT15基因多態(tài)性與巰嘌呤藥物耐受性及其所致不良反應(yīng)之間存在著密切關(guān)系，并且T 等位基因的突變使白細(xì)胞減少的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。建議在臨床用藥前對患者進(jìn)行基因突變位點(diǎn)檢測以指導(dǎo)巰嘌呤藥物用量，對于純合型（T/T）患者應(yīng)避免或低劑量使用硫嘌呤藥物治療。但現(xiàn)有研究主要集中在ALL、IBD 中，且研究的樣本量偏小、多為單中心，主要分布在東亞國家和地區(qū)，國內(nèi)僅有個案報(bào)道在ALL 人群的研究，并且只有1 項(xiàng)研究對比了不同人種NUDT15基因突變頻率[24]。未來仍需關(guān)于NUDT15多態(tài)性與巰嘌呤類藥物耐受性及其所致白細(xì)胞減少的多中心大樣本量臨床實(shí)驗(yàn)研究對其進(jìn)行進(jìn)一步探索，以明確NUDT15基因與巰嘌呤藥物耐受性之間的關(guān)系，為臨床醫(yī)師對患者實(shí)現(xiàn)個體化、安全用藥提供參考數(shù)據(jù)，為保障臨床合理用藥提供科學(xué)數(shù)據(jù)支持。