UGT1A1基因多态性与伊立替康治疗晚期结直肠癌毒性和疗效的关系

张 勇，苏 丹，张婷婷，毛志远，白 莉（解放军总医院肿瘤内一科，北京 100853）

·临床评价·

UGT1A1基因多态性与伊立替康治疗晚期结直肠癌毒性和疗效的关系

张 勇，苏 丹，张婷婷，毛志远，白 莉（解放军总医院肿瘤内一科，北京 100853）

目的：探讨UGT1A1*28/*6基因多态性与伊立替康治疗晚期结直肠癌的毒性和疗效的关系。方法：选取2011年6月– 2013年6月在我科治疗的晚期结直肠癌患者，共计102例，对其进行UGT1A1*28/*6基因检测，随访记录患者行伊立替康化疗后的不良反应和近期疗效，比较不同基因型患者之间有无差异。结果：不同UGT1A1*28/*6基因型患者中3 ～ 4级中性粒细胞减少和迟发性腹泻发生率无显著差异。联合UGT1A1*28和*6两位点分析，野生型、单点变异型和双点变异型患者中3 ～ 4级中性粒细胞减少发生率逐渐升高，三者有显著差异且升高趋势有统计学意义（4.3%、17.4%、57.1%，P = 0.005，趋势检验P = 0.002）。UGT1A1*28基因型对治疗有效率（RR）和疾病控制率（DCR）无显著影响，但UGT1A1*6基因突变者较野生型者RR、DCR均明显降低（P = 0.023，P = 0.032）。联合两位点分析，野生型、单点变异型和双点变异型患者RR、DCR均有显著差异（P = 0.002，P = 0.008），且DCR降低趋势有统计学意义（95.7%、73.9%、42.9%，趋势检验P = 0.001）。结论：在预测伊立替康毒性及疗效时，联合检测UGT1A1*28/*6两位点基因较单独检测一个位点更有价值。

UGT1A1；基因多态性；伊立替康；结直肠肿瘤；中性粒细胞减少；迟发性腹泻

伊立替康（irinotecan，CPT-11）是治疗晚期结直肠癌的主要药物之一，由于个体间不良反应发生率差异明显，临床应用受到一定限制。近年来多项研究致力于探索伊立替康毒性及疗效的预测因素，旨在提高其安全性和有效性。研究热点集中在伊立替康的主要代谢酶——尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶1A1（uridine-diphospho-glucuronosyl transferase 1A1，UGT1A1），其遗传多态性造成个体间药物代谢差异，被认为是个体间毒性和疗效差异的主要因素。目前，UGT1A1基因多态性对亚洲人伊立替康毒性和疗效的预测价值仍存在争议[1-2]。本研究检测102例采用伊立替康化疗的晚期结直肠癌患者的UGT1A1基因型，探讨UGT1A1基因多态性与伊立替康化疗的不良反应和近期疗效之间的关系。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2011年6月– 2013年6月在我科治疗的部分结直肠癌患者，共计102例。患者均经病理学和（或）影像学证实为晚期或转移性结直肠癌，且无严重心、肺、肝、肾及造血功能障碍。全部患者均进行UGT1A1*28基因检测，其中53例同时行UGT1A1*6基因检测。患者均采用伊立替康为基础化疗方案，均有可评价的病灶。患者均签署知情同意书。

1.2 UGT1A1基因检测

收集患者化疗前的外周血2 mL，抗凝处理后冻存于– 20 ℃冰箱。采用Relax Gene Blood DNA System试剂盒（北京天根生化科技有限公司），分批次统一提取基因组DNA。PCR法扩增UGT1A1基因的目的片段，每个25 μL的PCR反应包括5 ng模板DNA，10 × KOD plus buffer，1 mmol·L-1dNTPs，0.4 mmol·L-1MgSO4，0.5 U KOD plus酶（日本TOYOBO公司）和0.25 μmol·L-1正向和反向引物。PCR反应条件为：初始变性94 ℃ 150 s；变性94 ℃ 30 s，各个退火温度60 s，延伸68 ℃ 60 s，35个循环；68 ℃延伸7 min。UGT1A1基因片段的引物为：正向引物5′-GCCAGTTCAACTGTTGTTGC-3′，反向引物5′-GTCCGTCAGCATGACATCAA-3′；退火温度为57 ℃。应用ABI-3730测序仪双向测序分析PCR产物，Polyphred 5.04对SNP进行检测分析，人工校读UGT1A1*28和UGT1A1*6基因型。

1.3 药品不良反应与疗效评价标准

依据美国国立癌症研究所药物毒性评价标准（NCI-CTCAE）4.0对中性粒细胞减少、迟发性腹泻进行评价。按照实体瘤疗效评价标准RECIST 1.1 进行疗效评价，分为CR、PR、SD和PD。以CR + PR计算治疗有效率（RR），以CR + PR + SD计算疾病控制率（DCR）。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0软件对所有数据进行统计学处理，不同基因型间不良反应和近期疗效的比较采用Fisher′s精确概率法和Cochran-Armitage趋势检验法。以P ＜ 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

102例患者中男性67例（65.7%），女性35例（34.3%）；发病年龄24 ～ 74岁，中位年龄55岁；KPS评分90分98例，80分4例；结肠癌54例，直肠癌43例，回盲部肿瘤5例。一线治疗63例，二线治疗35例，多线治疗4例；FOLFIRI方案88例，XELIRI方案8例，CPT-11单药6例。102例患者均可评价不良反应及近期疗效。

FOLFIRI方案：伊立替康（180 mg·m-2，ivgtt，d1），亚叶酸钙（400 mg·m-2，ivgtt，d1），氟尿嘧啶（400 mg·m-2，ivgtt，d1， 2400 mg·m-2持续泵入 46 h），每14天为一周期；XELIRI方案：伊立替康 （200 mg·m-2，ivgtt，d1 或100 mg·m-2，ivgtt，d1、d8），卡培他滨（2000 mg·m-2，d1-14），每21天为一周期；CPT-11单药方案：伊立替康180 mg·m-2，ivgtt，d1，每14天为一周期。上述3种方案，当患者出现3级或4级不良反应时，首先予以停药，待恢复至基线水平后再继续治疗，下一周期治疗中伊立替康相应减量25%或50%。

2.2 UGT1A1基因多态性

102例患者均行UGT1A1*28基因检测，77例（75.5%）UGT1A1基因启动子区TA序列呈6次重复，为TA6/6野生型；22例（21.6%）呈6次重复和7次重复，为TA6/7杂合突变型；3例（2.9%）呈7次重复，为TA7/7纯合突变型。其中53例行UGT1A1*6基因检测，34例（64.2%）UGT1A1基因第1外显子211位点为G/G野生型；17例（32.1%）为G/A杂合突变型；2例（3.8%）为A/A纯合突变型。53例同时行UGT1A1*28/*6基因检测者，根据突变位点数分为三组：野生型（wild type，TA6/6且G/G）、单点变异型（single allele mutation，TA6/7且G/G、TA6/6且G/A）和双点变异型（double allele mutation，TA6/7且G/A、TA7/7且G/G、TA6/6且A/A），各组患者例数分别为：野生型23例（43.4%），单点变异型23例（43.4%），双点变异型7例（13.2%）。

2.3 UGT1A1基因多态性与伊立替康不良反应的相关性

如表1所示，102例患者中，UGT1A1*28野生型和突变型患者的3 ～ 4级中性粒细胞减少及3 ～ 4级迟发性腹泻的发生率均未见统计学差异，不同UGT1A1*6基因型患者的3 ～ 4级不良反应发生率亦未见显著性差异。联合UGT1A1*28/*6两位点分析，野生型、单点变异型和双点变异型三组患者的3 ～ 4级中性粒细胞减少的发生率存在明显差异，三者中性粒细胞减少发生率呈逐渐升高趋势，且升高趋势也具有统计学意义（4.3%、17.4%、57.1%，Fisher′s exact test P = 0.005，Cochran-Armitage trend test P = 0.002）。

表1 UGT1A1基因多态性与中性粒细胞减少、迟发性腹泻的相关性Tab 1 Correlations between UGT1A1 gene polymorphisms and irinotecan-associated neutropenia and delayed diarrhea

2.4 UGT1A1基因型与伊立替康近期疗效的相关性

UGT1A1各基因型分组均无CR患者。如表2所示，不同UGT1A1*28基因型患者的治疗有效率（RR）和疾病控制率（DCR）均无统计学差异。UGT1A1*6分组中，野生型患者RR、DCR均显著优于突变型患者（P = 0.023，P = 0.032）。联合*28/*6两点，野生型、单点变异型和双点变异型患者的RR、DCR均有显著差异（Fisher′s exact test P = 0.002，P = 0.008），其中DCR降低趋势有统计学意义（95.7%、73.9%、42.9%，Cochran-Armitage trend test P = 0.001）。

表2 UGT1A1基因型与伊立替康近期疗效的相关性Tab 2 Correlations between UGT1A1 gene polymorphisms and short-term effect of irinotecan

3 讨论

伊立替康广泛用于消化道肿瘤、肺癌等实体瘤的治疗，是晚期结直肠癌化疗的主要药物之一，可明显提高治疗有效率，延长生存时间。但其毒性较大，应用受到限制。伊立替康毒性与其主要代谢酶UGT1A1有关。伊立替康是半合成水溶性喜树碱衍生物，进入人体后经羧酸酯酶转化为7-乙基-l0-羟基喜树碱（SN-38），后者为拓扑结构酶Ⅰ抑制剂（Topo I），是前者的主要活性形式，作用于细胞周期S期，通过抑制Topo I，诱导DNA单链损伤、阻断DNA复制而产生细胞毒效应，进而导致肿瘤细胞死亡。SN-38随血液循环到达全身发挥作用，主要经UGT家族特别是肝内的UGT1A1灭活为糖基化SN-38（SN-38G），然后经胆汁排泄进入肠道，又在肠道细菌β-葡糖醛酸转移酶作用下再次转换为SN-38，引发肠黏膜损伤甚至迟发性腹泻。UGT1A1的活性直接影响CPT-11和SN-38的代谢速率，而该酶的活性又受UGT1A1基因多态性的影响。目前已知UGT1A1等位基因存在多种突变[3]，其中研究较为广泛的是UGT1A1*28和UGT1A1*6的变异。前者是发生在启动子区TATA盒的变异，后者则是第1外显子211位点的点突变。

本研究中102例患者的UGT1A1*28基因包括77例野生型、22例杂合突变型和3例纯合突变型，分别占75.5%、21.6%和2.9%，与文献[4-5]报道的分布情况相一致，亚洲人UGT1A1*28基因突变型（TA6/7、TA7/7）明显少于高加索人和非洲人群，分别约占人群10% ～ 15%和12% ～ 27%。其中有53例同时行UGT1A1*6基因检测，野生型、杂合突变型和纯合突变型分别为34例、17例和2例，分别占64.2%、32.1%和3.8%，与Zhou等[4]、Onoue等[6]在中国、日本的研究结果相似，提示亚洲人UGT1A1*6基因突变率明显高于高加索人和非洲人群。联合两位点，本研究中23例野生型、23例单点变异型和7例双点变异型分别占43.4%、43.4%和13.2%，与王岩等[7]的研究结果（37.6%、43.9%和18.5%）相似。

研究显示，UGT1A1*28和（或）*6突变患者较野生患者的SN-38葡萄糖醛酸化效率明显降低，双点变异型患者较单点变异型和野生型患者血液中SN-38浓度及SN-38的药-时曲线下面积（AUC）明显升高[8]，这提示UGT1A1基因突变型患者，尤其是纯合突变型患者发生伊立替康相关不良反应的风险可能会更高。本研究中，UGT1A1*28基因突变的患者使用伊立替康后3 ～ 4级中性粒细胞减少和3 ～ 4级迟发性腹泻的发生率高于野生型患者，但未见统计学差异，这与Lamas等[9]的研究结果一致，这可能与亚裔人群UGT1A1*28基因突变发生率较低有关。因此，进一步检测其中53例患者的UGT1A1*6基因，未发现该位点对相关不良反应发生率有显著影响，这可能与样本量较小有关，此结果有待后续大样本的研究实验加以验证。联合UGT1A1*28/*6两位点，发现野生型、单点变异型和双点变异型患者3 ～ 4级中性粒细胞减少的发生率存在明显差异（Fisher′s exact test P = 0.005），且其升高趋势有统计学意义（4.3%、17.4%、57.1%，Cochran-Armitage trend test P = 0.002），这与Gao等[10]的研究结果相符。基因突变位点的增多导致UGT酶活性逐步下降，灭活SN-38能力逐渐降低，故伊立替康不良反应发生率逐渐升高，提示在临床工作中联合检测UGT1A1*28/*6基因多态性更有助于预测伊立替康不良反应。

UGT1A1基因型对伊立替康疗效的影响存在较多争议。Kanekiyo等[11]的研究认为不同UGT1A1*28基因型患者的近期疗效和远期生存没有显著差异；而在Takahara等[12]的研究中，UGT1A1*28/*6突变患者的疾病控制率和至疾病进展时间（time to progression，TTP）均优于野生型患者。但本研究中UGT1A1*28/*6野生型患者的RR、DCR均高于突变患者，且DCR随突变位点数增多而逐渐下降，该下降趋势有统计学意义。分析其原因，治疗过程中，当患者出现3级或4级不良反应时，均首先予以停药，待恢复至基线水平后再继续治疗，下一周期治疗中伊立替康相应减量25%或50%。突变患者较野生型患者易发生3 ～ 4级不良反应，因而治疗间歇延长、用药剂量调低者较多（野生型者4/23，单点变异者4/23，双点变异者5/7），其中2例突变患者在降低剂量后仍出现较重不良反应而更换化疗方案。这可能是本研究结果不同于其他研究的原因，应在后续工作中设计干预性研究并加大样本量予以验证。

综上所述，中国人UGT1A1*28/*6基因多态性较常见，随着基因突变数的增多，患者出现伊立替康相关的严重不良反应的风险越高，近期疗效可能越差。因此，治疗前综合检测患者基因型将更好的指导临床医生优化治疗方案，规避相关风险，从而达到肿瘤个体化治疗的目的。

[1]Schulz C, Boeck S, Heinemann V, et al. UGT1A1 genotyping: a predictor of irinotecan-associated side effects and drug ef fi cacy?[J]. Anticancer Drugs, 2009, 20(10): 867-879.

[2]Wang Y, Shen L, Xu N, et al. UGT1A1 predicts outcome in colorectal cancer treated with irinotecan and fluorouracil[J]. World J Gastroenterol, 2012, 18(45): 6635-6644.

[3]Kaniwa N, Kurose K, Jinno H, et al. Racial variability in haplotype frequencies of UGT1A1 and glucuronidation activity of a novel single nucleotide polymorphism 686C ＞ T (P229L) found in an African-American[J]. Drug Metab Dispos, 2005, 33(3): 458-465.

[4]Zhou CF, Ma T, Su Y, et al. UGT1A1 gene polymorphisms and the toxicities of FOLFIRI in Chinese Han patients with gastrointestinal cancer[J]. Anticancer Agents Med Chem, 2013, 13(2): 235-241.

[5]Hirose K, Kozu C, Yamashita K, et al. Correlation between plasma concentration ratios of SN-38 glucuronide and SN-38 and neutropenia induction in patients with colorectal cancer and wildtype UGT1A1 gene[J]. Oncol Lett, 2012, 3(3): 694-698.

[6]Onoue M, Terada T, Kobayashi M, et al. UGT1A1*6 polymorphism is most predictive of severe neutropenia induced by irinotecan in Japanese cancer patients[J]. Int J Clin Oncol, 2009, 14(2): 136-142.

[7]王岩，葛飞娇，林莉，等.UGT1A1基因多态性与伊立替康为主方案治疗晚期结直肠癌的毒性和疗效的相关性分析[J].临床肿瘤学杂志，2012，17（11）：961-966.

[8]Takano M, Goto T, Hirata J, et al. UGT1A1 genotype-specific phaseⅠand pharmacokinetic study for combination chemotherapy with irinotecan and cisplatin: a Saitama Tumor Board study[J]. Eur J Gynaecol Oncol, 2013, 34(2): 120-123.

[9]Lamas MJ, Duran G, Balboa E, et al.The value of genetic polymorphisms to predict toxicity in metastatic colorectal patients with irinotecan-based regimens[J]. Cancer Chemother Pharmacol, 2012, 69(6): 1591-1599.

[10]Gao J, Zhou J, Li Y, et al. UGT1A1 6/28 polymorphisms could predict irinotecan-induced severe neutropenia not diarrhea in Chinese colorectal cancer patients[J]. Med Oncol, 2013, 30(3): 604-609.

[11]Kanekiyo S, Hazama S, Kondo H, et al. UDP-glucuronosyltransferase (UGT) 1A1*28 polymorphism-directed phaseⅡstudy of irinotecan with 5′-deoxy-5-fluorouridine (5′-DFUR) for metastatic colorectal cancer[J]. Anticancer Res, 2013, 33(8): 3423-3430.

[12]Takahara N, Nakai Y, Isayama H, et al.Uridine diphosphate glucuronosyl transferase 1 family polypeptide A1 gene (UGT1A1) polymorphisms are associated with toxicity and efficacy in irinotecan monotherapy for refractory pancreatic cancer[J]. Cancer Chemother Pharmacol, 2013, 71(1): 85-92.

The relationship between UGT1A1 gene polymorphisms and the toxicity and ef fi cacy of irinotecanbased chemotherapy in advanced colorectal cancer

ZHANG Yong, SU Dan, ZHANG Ting-ting, MAO Zhi-yuan, BAI Li(Department of Oncology, PLA General Hospital, Beijing 100853, China)

Objective:To evaluate the correlations between UGT1A1*28/*6 gene polymorphisms and irinotecan-associated toxicity and efficacy in treatment of advanced colorectal cancer.Methods:The UGT1A1*28/*6 genotypes of 102 advanced colorectal cancer patients treated in our department from June 2011 to June 2013 were detected. The toxicity and efficacy were observed and recorded after irinotecan-based chemotherapy. The difference of toxicity and ef fi cacy among patients with different genetic polymorphisms were assessed.Results:There was no signi fi cant difference in the incidence of Grade 3 – 4 neutropenia and delayed-onset diarrhea among the patients with different UGT1A1*28 and UGT1A1*6 genotypes. When UGT1A1*28/*6 genotypes were analyzed simultaneously, the patients with double allele mutations had signi fi cantly higher incidence of Grade 3 – 4 neutropenia than those with single allele mutation or wild type (57.1%, 17.4%, 4.3%, respectively; Fisher′s exact test P = 0.005; Cochran-Armitage trend test P = 0.002). UGT1A1*28 genotype had no effect on response rate (RR) and disease control rate (DCR), while the patients with UGT1A1*6 mutation showed worse efficacy (RR and DCR) than those with wild genotype (P = 0.023, P = 0.032). When conjoint analysis of the effect of UGT1A1*28/*6, the differences of RR and DCR were signi fi cant in patients with wild type, single and double allele mutation (Fisher′s exact test P = 0.002,P = 0.008), and DCR had a decreased trend with the increase of mutant alleles (95.7%, 73.9%, 42.9%, respectively; Cochran-Armitage trend test P = 0.001).Conclusion:Joint detection of UGT1A1*28 and UGT1A1*6 genotype is of more value in prediction of irinotecan-related toxicity and ef fi cacy than single allele detection.

UGT1A1; Gene polymorphism; Irinotecan; Colorectal neoplasms; Neutropenia; Delayed diarrhea

R969.4

A

1672 – 8157(2014)05 – 0263 – 04

2014-03-18

2014-06-09）

白莉，女，主任医师，教授，研究方向：消化系统肿瘤。E-mail：baili_0795@163.com

张勇，男，硕士研究生，研究方向：消化系统肿瘤。E-mail：yongzhsd@163.com