CYP2D6基因多态性对TAM疗效影响新进展

叶丹 王金秋 郭宇

【摘要】 乳腺癌是全世界女性最常见的恶性肿瘤之一，是女性癌症死亡的主要原因。乳腺是多种内分泌激素的靶向器官，其中雌激素与乳腺癌的发病密切相关。对于雌激素受体（estrogen receptor，ER）阳性的早期绝经前乳腺癌患者，他莫昔芬（Tamoxifen，TAM）是内分泌治疗的“金标准”药物，但临床上存在部分患者对TAM耐药。CYP2D6是P450代谢酶中一种重要的氧化代谢酶，是TAM起效的关键酶。TAM耐药性与CYP2D6基因多态性是否有关存在较大争议。本文就CYP2D6基因多态性对TAM的疗效影响做简要综述。

【关键词】 乳腺癌 他莫昔芬 CYP2D6 基因 多态性

[Abstract] The breast cancer is one of the most common malignancies， which leads major cause of cancer mortality rate in women around the world. Lacteal gland is a target organ of many kinds of hormones， and estrogen has closely related with the pathogenesis of breast cancer. For early premenopausal breast cancer patients with positive estrogen receptor， Tamoxifen （TAM） is the gold standard of endocrine therapy， but some patients are clinically resistant to TAM. CYP2D6 as an important oxidative metabolic enzyme in P450， plays a role in the metabolism of TAM. It is controversial whether there is a relationship between TAM resistance and CYP2D6 gene polymorphism. This review discusses the new progress in the effect of CYP2D6 gene polymorphism on TAM.

[Key words] Breast cancer Tamoxifen CYP2D6 Gene Polymorphism

First-authors address： Medical School of Ningbo University， Ningbo 315211， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.23.043

乳腺癌是嚴重影响女性身心健康甚至危及其生命的最常见的恶性肿瘤之一，近年来全世界乳腺癌的发病率多呈上升趋势[1]。据中国癌症数据统计，2015年乳腺癌占女性新增癌症的15%，发病趋年轻化，是45岁以下女性癌症死亡的主要原因[2]。乳腺癌是一种雌激素依赖性肿瘤，雌激素通过与雌激素受体（ER）结合促进乳腺肿瘤细胞生长。有数据显示，乳腺癌患者中有一半以上患者ER呈阳性，对于该类患者他莫昔芬（Tamoxifen，TAM）是良好的治疗方法[3]。早在20世纪90年代早期乳腺癌试验者协作组（early breast cancer trialists collaborative group，EBCTCG）就对TAM辅助治疗的数万例患者进行了数据分析，明确了TAM的价值，证实TAM治疗5年后使乳腺癌患者复发率和死亡率分别降低了47%和26%，尽管TAM的治疗非常有效，但并非所有患者都能从中获益，仍有30%～50%的ER阳性乳腺癌患者因对TAM耐药而将经历乳腺癌复发[4-7]。因此，近些年来不断有学者探索着TAM的耐药机制。CYP2D6作为TAM起效的关键酶，其介导产生的4-羟基-N-去甲基他莫昔芬（Endoxifen）和4-羟基他莫昔芬（4-HT）是TAM抗肿瘤作用的主要代谢产物[8]，其基因多态性对TAM耐药性及疗效影响成为国内外研究热点。

1 TAM的代谢机制

TAM是人工合成的非胆固醇类抗雌激素药物，其结构与雌激素类似，是一种选择性雌激素受体调节剂（selective estrogen receptor modulator，SERM），当其与雌激素受体（estrogen receptor，ER）结合，可诱导改变受体的三维空间构象，阻止受体与DNA结合，使雌激素依赖的基因不能进行转录，从而抑制乳腺肿瘤细胞的生长，以此发挥其作用。TAM可用于乳腺癌ER阳性的患者，用于治疗和预防疾病[5]。然而，TAM是一种具有很弱抗雌激素活性的前体药物，在肝内通过细胞色素P450酶进行原发性和继发性代谢，通过N-去甲基化和4-羟基化这两种途径才能转化成有活性的代谢产物。主要的代谢途径是TAM通过CYP3A4介导去甲基化为N-去甲基他莫昔芬（N-desmethyl Tamoxifen），再通过CYP2D6氧化为Endoxifen，这条途径被认为占TAM代谢的90%。另一条途径是TAM主要由CYP2D6介导产生4-HT然后再进一步代谢为Endoxifen（图1）[6-7]。TAM抗肿瘤作用主要由其两种主要的代谢产物Endoxifen和4-HT发挥。与TAM相比，这些代谢物对ER的亲和力提高了100倍，对雌激素依赖性细胞增殖的抑制作用提高了30～100倍[9-10]。Endoxifen的代谢约占TAM总代谢的92%，而4-HT的代谢约占总代谢的7%。因此，Endoxifen可能在TAM的疗效中发挥较为重要的作用[7，11]。由此可见CYP2D6在TAM肝脏代谢的过程中起着不可替代的作用，当该基因受影响时可能会导致相关活性代谢产物浓度发生改变，进而影响个体对TAM治疗的反应性。

2 CYP2D6的基因多态性及分型

2.1 基因多态性 CYP2D6是细胞色素酶P450（CYP450）超家族中的一个成员，其位于第22号染色体（22q13.1）上，基因全长7 kb，包括9个外显子和8个内含子;其编码区长度为1 491 bp，由497个氨基酸组成，主要在肝脏中表达，可代谢多达25%的常用药物。CYP2D6基因多态性主要是单核苷酸突变（single nucleotide polymorphisms，SNPs），即单个碱基的缺失、插入引起读码框架移位或碱基替换引起氨基酸的改变、大片段基因的丢失以及多基因拷贝（基因的复制或扩增），目前已知的CYP2D6等位基因变异已达100多种，从而导致酶活性及数量的改变，最终使人体对药物的反应表现出较大的个体差异[12]。

2.2 分型 根据对CYP2D6活性的预期影响，将最常报道的等位基因分为三类（正常功能组：CYP2D6*1，*2;功能下降组：CYP2D6*9，*10，*17，*41;无功能组：CYP2D6*3，*4，*5，*6），并给每个功能状态分配一个活动值，范围0～1（例如，0表示无功能，0.5表示功能下降，1表示正常功能）[11]。将每个女性所携带的两个等位基因的得分相加，得到一个0～2的总分，某些等位基因发生多个活性拷贝则可得到一个大于2的总分，根據基因型组合预测CYP2D6代谢表型通过活动评分（activity score，AS）系统对患者进行分类[13]。

慢代谢型（poor metabolizer，PM），AS=0，个体只携带无功能等位基因;中间代谢型（intermediate metabolizer，IM），AS=0.5，个体携带一个功能降低和一个无功能等位基因;快代谢型（extensive metabolizer，EM），AS：1.5～2.0，个体携带两个正常功能等位基因或一个正常功能和一个功能降低等位基因;超快代谢型（ultrarapid metabolizer，UM），AS>2.0，个体携带双重功能等位基因。目前对于AS=1.0，个体携带两个功能降低等位基因或一个正常的功能等位基因和一个无功能等位基因的代谢分型仍存在歧义[14-15]。

3 CYP2D6对TAM治疗作用的意义

许多研究表明CYP2D6等位基因的减少或缺失与TAM治疗乳腺癌患者的临床疗效不佳有关，在2006年美国FDA顾问委员会建议使用TAM之前，检测患者CYP2D6基因多态性，但也有研究表明CYP2D6基因型与临床结果之间不存在相关性。因此CYP2D6在TAM耐药机制中的作用一直存在争议，用TAM前检测CYP2D6也未在临床实践中推广。

Goetz等[16]通过回顾性研究，首先提出乳腺癌接受TAM辅助治疗的患者，携带CYP2D6*4/*4基因型的女性与其他类型相比，往往有更高的疾病复发风险。随后Goetz等[17]又进一步研究发现，部分无CYP2D6*4等位基因（wt/wt）的患者即EM，在接受TAM辅助治疗期间与中效CYP2D6抑制剂合用后，代谢产物Endoxifen的浓度有所降低，疾病复发风险增高;低代谢型患者（EM联合强效CYP2D6抑制剂，IM、PM联合中弱CYP2D6抑制剂）其预后更差。通过此研究可以看到CYP2D6的活性和Endoxifen的浓度影响TAM的疗效。

Schroth等[18]对206例接受TAM辅助单药治疗的患者和280例未接受TAM治疗的患者进行回顾性分析，发现携带降低抗雌激素代谢作用的CYP2D6等位基因*4、*5、*10、*41的患者，其总生存率虽无差异，但乳腺癌复发率更高，预后更差。其又扩大样本量对1986-2005年诊断为Ⅰ～Ⅲ期的1 325例来自美国和德国的乳腺癌患者进行统计分析，并中位随访6.3年，同样证实了先前观点[19]。

Lan等[20]对325例接受TAM治疗的中国女性乳腺癌患者进行分析并基因分型，发现CYP2D6*10/*10基因型患者与其他类型相比，疾病复发风险更高。Bai等[21]通过对7项研究和552例患者进行分析，证实了Lan等[20]的结果，并认为CYP2D6*10多态性影响亚洲乳腺癌患者TAM的药代动力学。而熊萱等[22]通过meta分析得出CYP2D6突变导致的IM患者比CYP2D6野生型的患者预后更差，认为临床在使用TAM治疗前测定CYP2D6基因多态性，可以使治疗更个体化，但其研究并未发现CYP2D6*10/*10基因型患者预后更差。

除上述研究之外，文献[23-24]研究认为CYP2D6基因型与乳腺癌患者接受TAM治疗的临床结果之间存在显著相关性，但也有一些研究结果与之相反。Wegman等[25]对677例绝经后Ⅱ、Ⅲ期乳腺癌癌组织进行基因分型及预后评估，结果显示CYP2D6基因多态性并不影响预后。引发CYP2D6基因多态性与TAM疗效这两者关系的最大争议是ATAC研究和BIG 1-98试验，该两项大型研究均表明尚未发现CYP2D6基因型与TAM疗效之间存在相关性[14，26]。

Abraham等[27]对3 155例接受TAM治疗的乳腺癌患者进行回顾性统计分析，其研究对CYP2D6基因多态性与治疗效果之间的相关性提出了质疑，认为CYP2D6基因型与生存率之间缺乏相关性，除非有更大规模的前瞻性研究证实两者之间的相关性，否则常规CYP2D6基因检测不应用于临床。除这些研究外，还有不少研究者也同样认为CYP2D6基因型对TAM治疗无影响[28]。

然而包括ATAC研究和BIG 1-98试验在内的上述研究均为回顾性研究，在基因分型方法、等位基因的覆盖范围、DNA来源和TAM使用的剂量等多方面均缺乏一致性[29]。

最近，Zembutsu等[30]对279例激素受体阳性和人表皮生长因子受体2阴性的乳腺癌患者术前接受他莫昔芬单药治疗14～28 d进行研究，通过检测用药前后ki-67的表达水平，明确TAM治疗可以降低ki-67的表达，从而说明TAM可以抑制乳腺肿瘤细胞的增长。但与野生型（wt/wt）相比，突变型用药后ki-67的表达下降不明显。该研究是首次进行的前瞻性研究，结果表明CYP2D6基因多态性显著影响TAM治疗反应，低活性的CYP2D6基因型易导致较差的预后。

Sanchez-Spitman等[31]對667例绝经前和绝经后使用TAM的患者进行前瞻性研究，进入研究前接受TAM治疗的中位时间为0.37年，通过Amplicip和高效液相色谱-串联质谱法检测血液标本中的Endoxifen浓度及CYP2D6基因型，该前瞻性研究最终发现低Endoxifen浓度和低活性的CYP2D6基因型与无复发生存无相关性。

通过CYP2D6基因型来指导ER阳性乳腺癌患者是否接受TAM治疗进而来改善生存一直存在争议。持阴性结果的研究者认为TAM的代谢是复杂的，其耐药机制不可能用单一的多态性解释，但持阳性结果的研究者同样也提出质疑，他们认为影响力较大的ATAC研究和BIG 1-98试验在数据处理以及进行基因分型的肿瘤DNA来源都存在偏差，因此对于该争议还需进一步进行前瞻性研究去证实[32]。

鉴于这些相互矛盾的数据，临床药物基因组学实施联盟（clinical pharmacogenetics implementation consortium，CPIC）已进行审查和总结这些数据[14]，并为已知CYP2D6基因型的患者以及推荐使用他莫昔芬佐剂的患者提供治疗建议。他们认为AS>2.0（超快代谢型，UM）及AS：1.5～2.0（快代谢型，EM）的患者以他莫昔芬20 mg/d开始治疗，并避免使用中等强度的CYP2D6抑制剂;AS=1.0、AS=0.5（中间代谢型，IM）及AS=0的患者若是绝经后妇女使用芳香化酶抑制剂，若是绝经前妇女使用芳香化酶抑制剂和卵巢功能抑制，如果芳香化酶抑制剂的使用是禁忌的，则考虑使用更高但FDA批准的他莫昔芬剂量（40 mg/d），AS=1.0、AS=0.5的患者避免使用强到弱的CYP2D6抑制剂，此外专家认为对于AS=0的患者更高的他莫昔芬剂量治疗，并不能使Endoxifen的浓度达到正常以上。

4 总结与展望

目前关于CYP2D6基因多态性对乳腺癌患者TAM治疗效果之间的关系存在相当大的争议，但并不能排除这是由于研究的偏倚所导致的，毕竟目前关于这方面绝大多数的研究都是回顾性的研究，对患者没用严格的抽样分层;而且不同研究组对肿瘤的DNA来源没有严格的统一，对Endoxifen浓度的检测不够全面，对数据的收集、分析以及解释也没有规范化的标准。现CYP2D6的突变基因多达100多种，不同研究组之间的基因覆盖范围可能存在差异，对基因分型方法也可能存在差异。此外，相关研究结果显示，西方人群与亚洲人群的CYP2D6基因型的变异点也存在差异。因此，对中国乳腺癌患者进行药物遗传学研究是有必要的，可以为中国患者用药给出明确的指导意见。如果CYP2D6基因型的多态性能指导TAM治疗的患者用药，那将给患者带来不可估量的利益。患者可先进行CYP2D6基因型的检测，通过精确的CYP2D6分型预测患者用TAM治疗的效果，以此指导患者进行精确的个体化治疗。CYP2D6基因多态性为乳腺癌患者TAM个体化治疗提供了更多思路，但关于这方面还需开展更多的前瞻性研究，通过更加统一的诊断、检测、评判标准以确定CYP2D6基因的多态性与TAM的疗效之间的关系。

参考文献

[1] Siegel R L，Miller K D，Jemal A.Cancer statistics，2019[J].CA Cancer J Clin，2019，69（1）：7-34.

[2] Chen W，Zheng R，Baade P D，et al.Cancer statistics in China，2015[J].CA Cancer J Clin，2016，66（2）：115-132.

[3] Allred D C ， Anderson S J ， Paik S ， et al. Adjuvant tamoxifen reduces subsequent breast cancer in women with estrogen receptor-positive ductal carcinoma in situ： a study based on NSABP protocol B-24[J]. Journal of Clinical Oncology， 2012， 30（12）：1268-1273.

[4] Glassman D，Hignett S，Rehman S，et al.Adjuvant Endocrine Therapy for Hormone-positive Breast Cancer， Focusing on Ovarian Suppression and Extended Treatment： An Update[J].Anticancer research，2017，37（10）：5329-5341.

[5] Early Breast Trialistss Collaborative Group.Tamoxifen for early breast cancer： an overview of the randomised trials[J].Lancet，1998，351（9114）：1467.

[6] Dr?gem?ller B I，Wright G E B，Shih J，et al.CYP2D6 as a treatment decision aid for ER-positive non-metastatic breast cancer patients： a systematic review with accompanying clinical practice guidelines[J].Breast Cancer Res Treat，2018，173（3）：521-532.

[7] Klein D J，Thorn C F，Desta Z，et al.PharmGKB summary： tamoxifen pathway， pharmacokinetics[J].Pharmacogenet Genomics，2013，23（11）：643-647.

[8] Coezy E，Borgna J L，Rochefort H.Tamoxifen and metabolites in MCF7 cells： Correlation between binding to estrogen receptor and inhibition of cell growth[J].Cancer Res，1982，42（1）：317-323.

[9] Borgna J L，Rochefort H.Hydroxylated metabolites of tamoxifen are formed in vivo and bound to estrogen receptor in target tissues[J].J Biol Chem，1981，256（2）：859-868.

[10] Johnson M D，Zuo H，Lee K H，et al.Pharmacological Characterization of 4-hydroxy-N-desmethyl Tamoxifen， a Novel Active Metabolite of Tamoxifen[J].Breast Cancer Res Treat，2004，85（2）：151-159.

[11] Singh M S，Francis P A，Michael M.Tamoxifen， cytochrome P450 genes and breast cancer clinical outcomes[J].Breast，2011，20（2）：111-118.

[12] Brooks J D，Comen E A，Reiner A S，et al.CYP2D6 phenotype， tamoxifen， and risk of contralateral breast cancer in the WECARE Study[J].Breast Cancer Res，2018，20（1）：149-159.

[13] Regan M M，Leylandjones B，Bouzyk M，et al.CYP2D6 genotype and tamoxifen response in postmenopausal women with endocrine-responsive breast cancer： The Breast International Group 1-98 Trial[J].J Natl Cancer Inst，2012，104（6）：1265-1266.

[14] Goetz M P，Sangkuhl K，Guchelaar H J，et al.Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium （CPIC） Guideline for CYP2D6 and Tamoxifen Therapy[J].Clin Pharmacol Ther，2018，103（5）：770-777.

[15] Binkhorst L，Mathijssen R H J，Jager A，et al.Individualization of tamoxifen therapy： Much more than just CYP2D6 genotyping[J].Cancer Treat Rev，2015，41（3）：289-299.

[16] Goetz M P，Rae J M，Suman V J，et al.Pharmacogenetics of Tamoxifen Biotransformation Is Associated with Clinical Outcomes of Efficacy and Hot Flashes[J].J Clin Oncol，2005，23（36）：9312-9318.

[17] Goetz M P，Knox S K，Suman V J，et al.The impact of cytochrome P450 2D6 metabolism in women receiving adjuvant tamoxifen[J].Breast Cancer Res Treat，2007，101（1）：113-121.

[18] Schroth W，Antoniadou L，Fritz P，et al.Breast Cancer Treatment Outcome With Adjuvant Tamoxifen Relative to Patient CYP2D6 and CYP2C19 Genotypes[J].J Clin Oncol，2007，25（33）：5187-5193.

[19] Schroth W，Goetz M P，Hamann U，et al.Association Between CYP2D6 Polymorphisms and Outcomes Among Women with Early Stage Breast Cancer Treated With Tamoxifen[J].Journal of the American Medical Association，2009，302（13）：1429-1436.

[20] Lan B，Ma F，Zhai X，et al.The relationship between the CYP2D6 polymorphisms and tamoxifen efficacy in adjuvant endocrine therapy of breast cancer patients in Chinese Han population[J].Int J Cancer，2018，143（1）：184-189.

[21] Bai Y，Wu H W，Zhang Y H.Effects of CYP2D6*10 polymorphism on tamoxifen pharmacokinetics in patients with breast cancer in Asia： a meta-analysis[J].Cancer Chemother Pharmacol，2018，83（1）：71-79.

[22]熊萱，張远，陈瑶.乳腺癌患者CYP2D6基因多态性对他莫昔芬疗效影响的系统评价[J].中国新药与临床杂志，2018，37（4）：204-213.

[23] Newman W G，Hadfield K D，Latif A，et al.Impaired Tamoxifen Metabolism Reduces Survival in Familial Breast Cancer Patients[J].Clin Cancer Res，2008，14（18）：5913-5918.

[24] Ramóny Cajal T，Altés A，Paré L，et al.Impact of CYP2D6 polymorphisms in tamoxifen adjuvant breast cancer treatment[J].Breast Cancer Res Treat，2010，119（1）：33-38.

[25] Wegman P，Elingarami S，Carstensen J，et al.Genetic variants of CYP3A5， CYP2D6， SULT1A1， UGT2B15 and tamoxifen response in postmenopausal patients with breast cancer[J].Breast Cancer Res，2007，9（1）：R7.

[26] Rae J M，Drury S，Hayes D F，et al.CYP2D6 and UGT2B7 Genotype and Risk of Recurrence in Tamoxifen-Treated Breast Cancer Patients[J].J Natl Cancer Inst，2012，104（6）：452-460.

[27] Abraham J E，Maranian M J，Driver K E，et al.CYP2D6 gene variants： association with breast cancer specific survival in a cohort of breast cancer patients from the United Kingdom treated with adjuvant tamoxifen[J].Breast Cancer Res，2010，12（4）：R64.

[28] Park I H，Ro J，Park S，et al.Lack of any association between functionally significant CYP2D6 polymorphisms and clinical outcomes in early breast cancer patients receiving adjuvant tamoxifen treatment[J].Breast Cancer Research & Treatment，2012，131（2）：455-461.

[29] Zembutsu H.Pharmacogenomics toward personalized tamoxifen therapy for breast cancer[J].Pharmacogenomics，2015，16（3）：287-296.

[30] Zembutsu H，Nakamura S，Akashi-Tanaka S，et al.Significant Effect of Polymorphisms in CYP2D6 on Response to Tamoxifen Therapy for Breast Cancer： A Prospective Multicenter Study[J].Clin Cancer Res，2017，23（8）：2019-2026.

[31] Sanchez-Spitman A，Dezentjé V，Swen J，et al.Tamoxifen Pharmacogenetics and Metabolism： Results From the Prospective CYPTAM Study[J].J Clin Oncol，2019，37（8）：636-646.

[32] Goetz M P，Ingle J N.CYP2D6 Genotype and Tamoxifen： Considerations for Proper Nonprospective Studies[J].Clinical Pharmacology & Therapeutics，2014，96（2）：141-144.

（收稿日期：2020-02-04） （本文编辑：张爽）