亚甲基四氢叶酸还原酶C667T基因多态性与甲氨蝶呤不良反应的相关性

武丹威，杜 欣，朱思源，董 迪，甄健存，张 威

0 引言

甲氨蝶呤(Methotrexate，MTX)是临床上重要的周期特异性细胞毒药物，通过与细胞内二氢叶酸还原酶结合，竞争性地抑制二氢叶酸还原酶活性，阻断二氢叶酸转化为具有生物活性的四氢叶酸，从而使细胞的DNA和RNA合成中断，进而抑制肿瘤细胞增殖。目前MTX是临床上治疗骨肉瘤及血液系统肿瘤的基石药物之一。但在临床治疗中，MTX可引起严重不良反应，如血液系统毒性、肝肾毒性及皮肤黏膜毒性等，而其不良反应常表现出显著的个体差异性，因此很难预测[1]。目前的研究认为，亚甲基四氢叶酸还原酶(Methylenetetrahydrofolate reductase,MTHFR)C667T基因多态性可能可以预测患者血药浓度及不良反应，但并未得到一致结论。

因此,本研究以目前研究为基础，对在骨肉瘤、血液系统肿瘤中MTHFR C667T基因多态性与MTX不良反应相关性进行阐述，以期为临床实践提供依据。

1 MTHFR C667T简介

MTHFR是叶酸-甲硫氨酸代谢途径中的关键酶，可以使5,10-亚甲基四氢叶酸还原为5-甲基四氢叶酸，从而为体内嘌呤、嘧啶的合成及DNA、RNA、蛋白质的甲基化提供甲基，还可维持体内正常的同型半胱氨酸(Hcy)水平[2]。

MTHFR基因677位的碱基C被T置换，导致编码区域222位丙氨酸替换为缬氨酸，上述碱基置换造成编码MTHFR蛋白特定区域的密码子发生改变，对酶的稳定性和生物学功能可能有影响。在Yang等[3]针对中国汉族人群的研究中，共纳入健康成人14 405人，CC基因型占比32.84%，CT基因型和TT基因型分别占比43.92%和23.24%。在体外研究MTHFR的活性中，TT基因型酶活性为30%，杂合基因型酶活性为60%。酶活性降低可能导致5,10-亚甲基四氢叶酸生成障碍，甲硫氨酸途径受阻，DNA甲基化水平异常，协同MTX在细胞内抑制二氢叶酸转化为四氢叶酸，从而影响DNA的合成与修复，导致全身毒性反应。因此，从理论上推测，TT基因型患者更容易受到MTX诱导的潜在毒性，包括骨髓抑制、肝毒性和口腔黏膜炎等。

2 MTHFR的C667T与骨肉瘤患者应用MTX出现不良反应关系

美国国家综合癌症网络《骨肿瘤临床实践指南2021年版》[4]，《骨肿瘤诊断、治疗和随访指南2010年版》[5]，《中国骨肉瘤临床循证诊疗指南2018年版》[6]化疗均推荐了大剂量MTX(>500 g/m2)作为骨肉瘤一线化疗药物。现就MTHFR C667T基因多态性对于MTX血药浓度、肝损伤及血液系统毒性进行文献综述。

2.1 MTHFR C667T基因多态性与MTX血药浓度的相关性 Xu等[7]共纳入109例中国骨肉瘤患者，在给予MTX (10 g/m2)后0、24、48、72 h测定MTX血药浓度。24.8%(27/109)患者在72 h出现MTX延迟排泄，TT基因型出现比例更高(P=0.002)。而在Lambrecht等[8]的研究中，共纳入48例儿童骨肉瘤患者给予MTX 12 g/m2，TT基因型与CC/CT基因型相比并未发现MTX血药浓度在72 h升高。Park等[9]纳入37例小儿骨肉瘤患者，MTX 15 g/m2治疗后，MTX血药浓度与MTHFR C667T基因多态性无相关性。Xie等[10]研究显示，给予高剂量MTX的骨肉瘤患者MTHFR C667T基因多态性与MTX初始血药浓度(r=0.024，P=0.867)和延迟排泄(r=-0.136，P=0.305)无关。上述研究均表明，MTX初始血药浓度和延迟排泄可能与MTHFR C667T基因多态性无关。

2.2 MTHFR C667T基因多态性与应用MTX出现肝损伤的研究 Xie等[10]发现，在给予高剂量MTX的骨肉瘤患者中，59例骨肉瘤患者TT基因型占比40.7%，76.17%TT基因型患者出现G3/4肝毒性 (P=0.043)。Hagleitner等[11]针对MTHFR C667T基因多态性与MTX肝毒性发生风险的Meta分析中，共纳入98例儿童骨肉瘤患者和急性淋巴细胞白血病患者，采用广义估计方程分析,显示T与C等位基因相比,发生肝毒性的风险增加(OR=1.8，95%CI：1.0～3.2，P=0.04)。Xu等[7]纳入109例MTX治疗的中国骨肉瘤患者，TT基因型患者出现严重肝毒性的发生率是其他基因型患者的1.98倍(OR=1.98，95%CI：1.15～3.4，P=0.01)。

Lambrecht等[8]的研究显示，48例儿童骨肉瘤患者接受高剂量MTX (12 g/m2)，与CC/CT基因型相比，TT基因型没有表现出更多的毒性包括肝毒性。Park等[12]研究表明，接受大剂量MTX的骨肉瘤患者，T基因型携带者有肝毒性增加的趋势，但差异无统计学意义(P=0.069)。宋再伟等[13]对于骨肉瘤患者MTHFR C667T基因多态性与大剂量MTX不良反应相关性的Meta分析显示，MTHFR C667T对于G1-4、G1-2、G3-4肝毒性均不具有相关性，但由于Meta分析只纳入2项研究，发表偏倚无法排除。因此，对于MTHFRC667T基因多态性与应用MTX出现肝损伤的相关性仍需要进一步研究。

2.4 MTHFR C667T基因多态性与应用MTX出现口腔黏膜炎的研究 在Xu等[7]的研究中，109例接受大剂量MTX化疗的中国骨肉瘤患者，TT基因型患者口腔黏膜炎的发生率是其他基因型的2.06倍(95%CI：1.06～4.0，P=0.04)。Xie等[10]纳入，59例骨肉瘤患者，仅12.5%的TT基因型患者出现口腔黏膜炎(P=0.918)。在宋再伟等[13]对于骨肉瘤患者MTHFR C667T基因多态性与大剂量MTX不良反应相关性的Meta分析中，MTHFR C667T基因多态性与G1-2口腔黏膜炎的发生率无关(P>0.05)。基于以上研究，可以得出MTHFR C667T基因多态性与G1-2口腔黏膜炎的发生率无关的结论，其原因可能在于纳入部分研究患者已使用亚叶酸钙漱口预防。

3 MTHFR C667T基因多态性与血液系统肿瘤患者应用MTX出现不良反应的关系

美国国家综合癌症网络(NCCN)急性淋巴细胞白血病(2015年版)[16]，《中国成人急性淋巴细胞白血病诊断与治疗指南(2021年版)》[17]化疗均推荐MTX作为一线化疗药物。现就MTHFR C667T基因多态性对于血液系统肿瘤MTX血药浓度、肝损伤及血液系统毒性进行分析。

3.1 MTHFR C667T基因多态性与MTX血药浓度的相关性 在Suthandiram等[18]针对MTX通路基因多态性对亚洲成人急性淋巴细胞白血病或非霍奇金淋巴瘤患者，大剂量MTX (1～1.5 g/m2)治疗48 h后，TT基因型患者的MTX血药浓度明显升高(P<0.05)。在Erculj等[19]的研究中，30例T细胞非霍奇金淋巴瘤儿童患者携带至少1个T等位基因在第3个MTX周期的时间—浓度曲线水平下MTX面积显著增加(P=0.003)。在Faganel等[20]的研究中，TT基因型患者MTX清除率下降至73.8%。Kantar等[21]研究了37例急性淋巴母细胞白血病或非霍奇金淋巴瘤患儿的MTHFR C677T基因多态性与大剂量MTX药物浓度和毒性之间的关系。研究表明，TT基因型患者相较于其他基因型患者，24 h MTX血药浓度显著升高(P=0.009)。

Shimasaki等[22]的研究共纳入15例急性淋巴母细胞白血病或淋巴母细胞淋巴瘤患儿，给予3 g/m2MTX，合计43个疗程，回顾性分析发现，MTHFR C677T基因多态性在MTX 48 h血药浓度和不良反应方面无统计学意义差异。Frikha等[23]的研究纳入35例急性淋巴细胞白血病患者，48 h测定MTX血药浓度，MTHFR C677T基因多态性携带者与较高的MTX血浆浓度可能无关(P=0.34)。Avivi等[24]纳入69例非霍奇金淋巴瘤患者，接受单次2～3.5 g/m2MTX，未发现所研究的基因型与24 h、48 h的MTX水平风险升高相关。

3.2 MTHFR C667T基因多态性与应用MTX出现肝损伤的研究 Ongaro等[25]纳入122例急性淋巴细胞白血病意大利患者，每周接受15～20 mg/m2MTX，疗程为2～3年，研究表明，MTHFR基因多态性显著增加肝毒性风险(OR=5.23，95%CI：1.13～21.95)。在Yang等[26]的研究中，MTHFR C677T基因多态性与MTX引起的毒性风险显著相关，包括肝毒性(TT/CTvs.CC，OR=1.70，95%CI：1.05～2.75)。在Suthandiram等[18]针对MTX通路基因多态性对亚洲成人急性淋巴细胞白血病或非霍奇金淋巴瘤患者的研究中，TT基因型患者肝毒性风险明显增加 (OR=3.92，95%CI：1.01～15.11，P=0.036)。在Tantawy等[27]纳入的40例急性淋巴细胞白血病患者中，采用改良ALL-BFM 90化疗方案，TT基因型与MTX引起的III/IV级毒性增加相关，其中在转氨酶升高的患者中，TT基因型占比87.5%，CC基因型占比15.3%。同时TT基因型与5年复发显著相关的占56.3%，而CT基因型为18.2%，CC基因型为0%。TT基因型患者与CC基因型患者相比，5年生存率显著降低(P<0.001)。

Liu等[31]对181例中国急性淋巴细胞白血病患儿MTHFR C667T基因型与MTX不良反应相关性的研究中，T基因携带者与肝毒性不相关。Chiusolo等[32]的研究中，MTHFR C677T基因多态性对毒性、总生存期和无进展生存期无显著影响。黄琳等[33]评价中国人群MTHFR基因多态性与MTX治疗急性淋巴细胞白血病不良反应的关联性，各研究间无统计学异质性，MTHFR C677T基因多态性与肝毒性发生风险差异无统计学意义(P<0.05)。基于以上文献可以看出，血液系统肿瘤中，MTHFR C667T基因多态性与应用MTX出现肝损伤无关。

3.3 MTHFRC667T多态性与应用MTX出现血液系统毒性的研究 Suthandiram等[18]纳入71例亚洲成人急性淋巴细胞白血病或非霍奇金淋巴瘤患者，研究发现，MTHFR 677 TT纯合子患者与造血功能异常的风险增加相关(OR=9.03，95%CI=2.28～36.16，P=0.002)。Erculj等[19]的研究表明，对于T细胞非霍奇金淋巴瘤儿童患者，携带至少1个MTHFR 677T等位基因的患儿白细胞减少(P=0.006)或血小板减少(P=0.041)的几率更高。Ongaro等[25]在意大利成人急性淋巴细胞白血病患者接受MTX治疗的研究中，MTHFR C677T基因多态性增加白细胞减少和发现胃肠道毒性的风险，同时TT基因型患者的总生存率明显降低(OR=2.37，95%CI：1.46～8.45)。在Yang等[26]对于 MTHFR基因多态性与MTX引起急性淋巴细胞白血病患者不良反应的Meta研究中，MTHFR C677T多态性与骨髓抑制明显相关(TTvs.CT/CC，OR=2.82，95%CI：1.25～6.34)、口腔黏膜炎(TT/CTvs.CC，OR=3.68，95%CI：1.73～7.85)、胃肠道毒性(TT/CTvs.CC，OR=2.36，95%CI：1.36～4.11)。Aráoz等[34]纳入286例急性淋巴细胞白血病患儿，发现携带MTHFR 677T等位基因和MTX日剂量>2 g/m2的患儿(n=286)出现严重白细胞减少(P=0.004)和中性粒细胞减少(P=0.003)的风险增加。Tantawy等[27]在急性淋巴细胞白血病患者的研究中发现，TT基因型与MTX引起的III/IV级毒性增加相关，其中粒细胞减少的患者TT基因型占比78.7%，CC基因型占比7.7%。Liu等[31]在181例急性淋巴细胞白血病患儿MTHFR基因型与MTX不良反应相关性的研究中发现，MTHFR 677T基因携带者出现血小板减少的风险更高(OR=5.21，95%CI：1.18～23.01，P<0.017)。Lu等[35]对于 MTHFR C677T基因多态性与儿童非霍奇金淋巴瘤患者高剂量MTX(5 g/m2)相关毒性之间关系的研究中，发现T等位基因更容易发生白细胞减少(38.5%vs.50.3%，P=0.025)及血小板减少(22.0%vs.32.4%，P=0.028)，MTHFR C677T基因多态性与骨髓抑制(TTvs.CT/CC，OR=2.82，95%CI：1.25～6.34)相关。Erculj等[19]纳入30例T细胞非霍奇金淋巴瘤儿童患者，发现T基因型与其他基因型相比，其白细胞减少(P=0.041)和血小板减少(P=0.006)更为常见。

3.4 MTHFR C667T基因多态性与应用MTX出现口腔黏膜炎的研究 Yang等[26]在MTHFR基因多态性与MTX引起急性淋巴细胞白血病患者不良反应的Meta研究中，发现MTHFR C677T多态性与口腔黏膜炎显著相关(CTvs.CC，OR=3.68，95%CI：1.73～7.85)。在Tantawy等[27]对于急性淋巴细胞白血病患者的研究中，发现TT基因型与MTX引起的III/IV级毒性增加相关，其中在出现口腔黏膜炎的患者中，TT基因型占比81.3%，CC基因型占比7.7%(P<0.000 1)。Lu等[35]对于MTHFR C677T基因多态性与儿童非霍奇金淋巴瘤患者高剂量MTX(5 g/m2)相关毒性之间关系的研究中，T等位基因更容易发生口腔黏膜炎(P=0.034)。Faganel等[20]在在儿童急性淋巴细胞白血病和恶性淋巴瘤中MTX与MTHFR C677T基因多态性的研究中，在TT基因型患者与口腔黏膜炎的发生明显相关(OR=23，95%CI：2.1～240)。

综上所述，MTHFR C667T基因型与骨肉瘤患者的血药浓度、口腔黏膜炎可能无关，但此基因型可能更易出现血液系统毒性、肝脏损伤；MTHFR C667T基因型与血液系统肿瘤的血药浓度、肝脏损伤、口腔黏膜炎可能无关，但此基因型更易出现血液系统毒性。以上研究尚未得出确切结论，其原因在于：①研究规模有限，纳入例数较少，且多为单中心、小型队列研究；②研究方案及判别标准也存在一定的差异；③未考虑种族基因型；④MTX治疗合并用药，患者基础叶酸水平尚未考虑。因此，关于MTHFRC667T基因型对于MTX毒性的影响仍需进一步研究。