药物基因组学在自身免疫性疾病治疗中的研究进展

陈雁飞，吴吉荣

(1. 兰州大学第一医院 风湿免疫科，甘肃 兰州 730000；2.兰州大学第一临床医学院，甘肃 兰州 730000)

·综述·

药物基因组学在自身免疫性疾病治疗中的研究进展

陈雁飞1，吴吉荣2

(1. 兰州大学第一医院 风湿免疫科，甘肃 兰州 730000；2.兰州大学第一临床医学院，甘肃 兰州 730000)

总结自身免疫性疾病治疗药物，如甲氨蝶呤、环磷酰胺、硫唑嘌呤、肿瘤坏死因子α拮抗剂等国内外药物基因组学主要研究进展。包含根据药物代谢酶的基因多态性和药物作用受体或靶点基因多态性预测药物疗效及不良反应两个方面。

免疫系统疾病；药物；多态性， 单核苷酸

近年来，精准医学成为医学研究的焦点之一，作为精准医学重要的组成部分，药物基因组学研究在各领域迅速发展。药物基因组学是将基因功能学和分子药理学相结合，以药物效应和安全性为目标，研究各种基因突变和药效及安全性的关系。自2004年起美国食品药物管理局(FDA)批准的药品说明书中就添加了药物基因组学的信息[1]。通过基因生物标记物检测，医生可以评估患者使用该药物的疗效、药物代谢速度以及出现不良反应的风险，是实现药物个体化，精准化治疗的基础。关于心血管、肿瘤药物的基因组学研究已广泛开展，在此大背景下，自身免疫性疾病(autoimmunedisease，AID)精准诊治也迎来了春天。AID是一种慢性全身性疾病，严重威胁患者的健康和生命质量。AID的药物治疗，如慢作用抗风湿药(DMARDs)，糖皮质激素及生物制剂等，显著改善了患者的生活质量和预后。同时，药物治疗带来的不良反应也日益成为医生和患者的负担。如何才能为患者选择个体化治疗方案，使得药物疗效最大化，不良反应最小化，是临床医生的追求和困惑。越来越多的研究表明，不同的个体药物代谢酶、转移酶、药物作用的受体及靶点都会出现基因突变，正是基因突变导致了个体的差异。药物基因组学通过大规模基因测序可能为AID药物研发及临床开展精准化、个体化治疗提供理论支撑和指导。

1 根据代谢酶的基因多态性预测药物的治疗效果和不良反应

1.1 谷胱甘肽转移酶(GST)A1、细胞色素酶P450(CYP)与环磷酰胺(CTX)CTX作为一种强效免疫抑制剂，常用于AID的治疗[2]。CTX是一种无活性的前体药物，需要在体内经过复杂的代谢而失活。CTX经由不同的CYP代谢生成4-羟基环磷酰胺(4-hydroxycyclophosphamide，4-OHCPA)，这些细胞色素酶包括CYP2B6、2C19、2C9、3A和3A4，其中CYP2B6催化活性最强。4-OHCPA开环生成醛磷酰胺[3]。4-OHCPA极不稳定，易分解为磷酰胺氮芥和丙烯醛[4]，4-OHCPA和磷酰胺氮芥在GST的催化下生成水溶性复合物从尿中排出[5]。醛磷酰胺由醛脱氢酶ALDH1A1和ALDH3A1氧化生成羧基磷酰胺[6]。CTX也可通过侧链氧化成2-去氯乙基环磷酰胺发挥直接解毒作用[7]。除此之外，多药耐药相关蛋白(multidrugresistance-associatedprotein，MRPs)，如MRP1和MRP4在CTX转运和代谢方面发挥重要作用，其中MRP1由ABCC1基因编码，MRP4由ABCC4基因编码[8]。

Wang等[9]对77例接受CTX治疗的狼疮肾炎(lupusnephritis，LN)患者进行CYP2B6*4、CYP2C19*2、CYP3A5*3、ABCC1、ABCC4、GSTA1*A、GSTA1*B、GSTP1测定。CYP2B6*4为基因第785位的单核苷酸变异(A785G)使编码的第262位赖氨酸变为精氨酸，CYP2C19*2为基因第681位的单核苷酸变异(G681A)导致剪接障碍，CYP3A5*3(A>G，rs776746)、ABCC1(G>T，rs4148350)、ABCC4(G>T，rs9561778)均为基因内含子区的单核苷酸变异，ABCC1(T>C，rs246221)基因突变导致剪接障碍，GSTA1*A(C>T，rs3957356)、GSTA1*B(G>A，rs3957357)均为基因启动子的单核苷酸变异，GSTP1为基因第313位的单核苷酸变异(A313G)使编码的第105位异亮氨酸变为缬氨酸。在77例LN患者中CYP2B6*4、CYP2C19*2、CYP3A5*3、ABCC1、ABCC4、GSTA1*B、GSTP1单核苷酸多态性(SNPs)不影响疗效；而GSTA1*ASNPs影响疗效。文章最后指出，GSTA1*A杂合子突变的LN患者CTX疗效欠佳，因此可将GSTA1*A基因型的鉴定作为预测LN患者CTX疗效的指标，以期达到个性化、精准化的治疗。本研究未发现上述基因单核苷酸多态性引起CTX的不良反应，包括消化系统症状，骨髓移植，病理性绝经以及出血性膀胱炎。

Zhou等[10]对62例接受CTX治疗的LN患者做了CYP2B6*5、CYP2C9*2及CYP2C19*2的测定。其中3例纯合型CYP2B6*5和4例纯合型CYP2C19*2患者最终血清肌酐(SCr)升高>2倍或进入肾病终末期，而26例纯合的正常野生型患者均未进入肾病终末期。上述两项研究有结果不一致的地方，Wang等[9]认为CYP2C19*2SNPs并不影响CTX的疗效，而Zhou等[10]认为CYP2C19*2纯合子突变患者的疗效较差，部分患者甚至进入肾病终末期。关于结果产生矛盾的原因，有待进一步深入研究。

1.2 还原性叶酸载体(SLC19A1/RFC1)、三磷酸腺苷结合盒转运体1(ABCB1)、多聚谷氨酰合成酶(FPGS)、谷氨酰水解酶(GGH)与甲氨蝶呤(MTX)MTX是一种叶酸结构类似物，最常用来治疗类风湿关节炎(RA)等AID，MTX在细胞内被转变为多聚谷氨酸盐代谢物。MTX通过SLC19A1/RFC1进入细胞，在FPGS的作用下与谷氨酸合成多聚谷氨酸甲氨蝶呤(MTX-PGs)，MTX-PGs在GGH的作用下生成MTX单体，MTX在ABCB1的协助下转运至细胞外。MTX主要通过MTX-PGs发挥抗炎，抗增殖作用[11]。Moya等[12]对194例接受MTX治疗的RA患者进行了SLC19A1/RFC1，ABCB1，FPGS和GGH的28个SNPs测定。结果显示FPGSrs10987742G>A和rs10106T>C多态性与MTX疗效有关，FPGSrs10987742G>A的杂合子突变和野生型的疗效较好，而纯合子突变的疗效不容乐观。FPGSrs10106T>C突变型疗效均较差，野生型疗效较好，并且野生型RA患者具有良好的MTX依从性。除此之外FPGSrs10760502G>A的纯合子突变，RA患者的MTX依从性也较好。SLC19A1/RFC1、ABCB1及GGH的SNPs对MTX疗效及患者依存性均无影响。同时，本实验对接受MTX治疗的RA患者产生的不良反应进行了研究，这些不良反应主要包括胃肠损害、肝脏损伤、感染、白细胞减少、脱发及黏膜溃疡等。结果显示，SLC19A1/RFC1，FPGS和GGH的SNPs均和不良反应无关，然而在对ABCB1的16个SNPs进行分析时发现，ABCB1rs868755G>T，rs10280623T>C，rs1858923A>G与MTX不良反应有关，纯合子突变发生不良反应的频率高于杂合子和野生型。

1.3 硫嘌呤甲基转移酶(TPMT)和硫唑嘌呤(AZA) 在系统性红斑狼疮(systemiclupuserythematosus，SLE)治疗中，AZA是作用较强、疗效肯定，而价格又低廉的细胞毒免疫抑制剂，在临床上被广泛使用。有研究者主张，将AZA作为SLE缓解期维持治疗的主要选择[13]。少数患者在使用AZA期间，会出现严重不良反应，尤其是造血系统危象，严重者可以致命[14]。虽然严重不良反应发生率较低，但是对临床用药带来了极大的困扰。研究显示TPMT在AZA的代谢中起关键作用[15]。

国内杨岫岩等[16]对250例SLE患者进行了TPMT活性的测定，AZA在SLE的维持治疗中最主要的不良反应是血液系统损害。血液系统损害主要与TPMT活性低有关，且酶活性低的患者在使用小剂量AZA时即可能出现血液系统损害。通过用药前检测TPMT活性，可以指导临床医生用药，提高治疗的安全性。鲍春德等[17]研究了2例AZA致SLE骨髓抑制患者的TPMT酶基因多态性，根据目前已经报道的8 种类型的TPMT等位基因类型(碱基变异)，合成引物对患者1和 2 的TPMT基因相应部位的基因位点进行检测，结果发现在这些位点没有变异。研究表示可能存在8 种常见的TPMT的SNPs以外的变异，也可能是研究的样本量过小。

2 根据药物作用受体或靶点基因多态性预测药物的疗效和不良反应

2.1IgGFc段受体(FcGRs)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)拮抗剂TNF-α拮抗剂已被广泛应用于临床治疗RA等AID，并取得了良好的疗效[18]。TNF-α拮抗剂能够有效地减少炎症介质和关节滑模组织的损伤，并且能够减少联合用药带来的多器官损害。尽管已经证明了TNF-α拮抗剂的有效性，但仍有25%的患者疗效不理想。

TNF-α拮抗剂发挥药理作用主要通过其可变部分和恒定部分(IgFc段)，当可变部分和TNF-α等炎性介质结合时，恒定部分的IgFc段与单核巨噬细胞、中性粒细胞等免疫细胞表面的IgFc段受体(FcR)结合，并且FcR发生聚集交联，从而引发一系列的细胞反应，如吞噬免疫复合物，氧化爆发反应，释放各种各样溶菌酶，起到消灭病原体等抗原的作用[19]。

Dvila-Fajardo等[20]对302例接受阿达木单抗治疗的RA患者进行FcGRs基因测定。选取了FcGR2A(A>G；rs1801274)和FcGR3A(A>C；rs396991)，FcGR2A为基因单核苷酸突变使编码的第131位的精氨酸变为组氨酸，FcGR3A为基因单核苷酸突变使编码的第158位的苯丙氨酸变为缬氨酸。研究发现FcGR2A野生型患者疗效较好，而突变型影响了阿达木单抗的疗效。在对FcGR3A(A>C；rs396991)分析后发现，单核苷酸突变未影响阿达木单抗疗效。

2.2TNF-α和TNF-α拮抗剂 重组可溶性TNF受体融合蛋白是一种重要的TNF-α拮抗剂，由934个氨基酸组成，相对分子质量为150 000。其治疗RA的机制为特异性和血液中的TNF-α结合，阻断TNF-α和细胞膜表面的TNF-α受体结合，从而降低血液中TNF-α的浓度。

Kang等[21]进行了一项关于TNF-α基因启动子区-857位点突变的研究，纳入70例经过依那西普治疗的RA患者，基因位点鉴定发现TNF-α启动子区-857C/T单核苷酸多态性患者对依那西普具有良好的疗效和依存性，其中纯合子突变数量最多(96%)，预测纯合子突变RA患者的疗效和依存性最佳。

精准医学的出现是医学科学发展的必然结果，它让我们得以从基因层面解释循证医学不能解释的药物临床治疗的个体差异，精准医学不仅是理论上和数据上的概念，而是可以真正在临床实施的研究成果。疗效最大化，损害最小化，资源最优化是精准医学的核心目的。因此，我们应该在充分利用人类医学科学积累的研究成果的基础上，加快推进AID治疗的精准医学研究进程，为AID的预防、诊断和治疗提供新的策略和方法，造福于患者。

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兰州大学“大学生创新创业行动计划”(No20151073001379)

吴吉荣，Email：18393911173@163.com

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1004-583X(2017)04-0357-03

10.3969/j.issn.1004-583X.2017.04.021

2016-10-20 编辑:王秋红