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      鉑類聯(lián)合第三代化療藥物治療非小細胞肺癌的藥物基因組學(xué)研究進展

      2021-03-02 01:18:42劉姍李興德宋滄桑張陽賴泳張函舒
      中國藥房 2021年3期
      關(guān)鍵詞:鉑類多態(tài)性基因型

      劉姍 李興德 宋滄桑 張陽 賴泳 張函舒

      摘 要 目的:了解鉑類聯(lián)合第三代化療藥物治療非小細胞肺癌(NSCLC)的藥物基因組學(xué)研究進展,為臨床個體化用藥提供參考。方法:以“非小細胞肺癌”“吉西他濱聯(lián)合鉑”“紫杉類聯(lián)合鉑”“伊立替康聯(lián)合鉑”“基因多態(tài)性”“單核苷酸多態(tài)性”“Non-small-cell lung”“NSCLC”“Gemcitabine double platinum”“Purple double platinum”“Irinotecan double platinum”“Genetic polymorphism”“Single nucleotide polymorphism”等為關(guān)鍵詞,在中國知網(wǎng)、維普網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、PubMed等數(shù)據(jù)庫中組合檢索2000年1月-2020年6月發(fā)表的相關(guān)文獻,就鉑類分別聯(lián)合吉西他濱、紫杉醇和伊立替康治療NSCLC患者的臨床反應(yīng)與DNA合成修復(fù)、轉(zhuǎn)運蛋白和代謝酶相關(guān)基因多態(tài)性等方面的相關(guān)性進行分析。結(jié)果與結(jié)論:遺傳多態(tài)性可導(dǎo)致鉑類聯(lián)合第三代化療藥物治療NSCLC的臨床反應(yīng)的個體間差異。在吉西他濱聯(lián)合鉑類治療中,參與DNA合成修復(fù)的核糖核苷酸還原酶1亞基(RRM1)基因37位點雜合突變與化療效果相關(guān)性存在較大爭議;藥物代謝酶中胞苷脫氨酶(CDA)基因79位點突變可導(dǎo)致患者化療無效、血液學(xué)毒性風(fēng)險增高;藥物轉(zhuǎn)運蛋白中人類核苷酸平衡轉(zhuǎn)運體(hENT1)基因706位點突變可導(dǎo)致患者生存期縮短。在紫杉醇聯(lián)合鉑類治療中,與化療效果密切相關(guān)的多藥耐藥轉(zhuǎn)運蛋白ATP結(jié)合盒式跨膜轉(zhuǎn)運蛋白超家族B亞群1(ABCB1)基因1236、3435位點及溶質(zhì)載體有機陰離子轉(zhuǎn)運體家族成員1B3基因334、699位點突變均可能增加血液學(xué)毒性;藥物代謝酶細胞色素P450(CYP)2C8*3 1196、416位點的基因多態(tài)性與患者療效的相關(guān)性還需進一步驗證。在伊立替康單用或聯(lián)合鉑類治療中,藥物代謝酶尿苷二磷酸葡糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1A(UGT1A)1*6、*28基因多態(tài)性可能成為中性粒細胞缺乏和腹瀉等相關(guān)毒性的預(yù)測指標(biāo)。因此,對鉑類聯(lián)合吉西他濱、紫杉醇和伊立替康治療NSCLC患者的基因組學(xué)研究,可用于優(yōu)化腫瘤患者的治療策略,提高化療方案的有效率,為患者的個性化合理用藥提供依據(jù)。

      關(guān)鍵詞 非小細胞肺癌;藥物基因組學(xué);基因多態(tài)性;單核苷酸多態(tài)性;吉西他濱;紫杉類;伊立替康;鉑類

      中圖分類號 R968 文獻標(biāo)志碼 A 文章編號 1001-0408(2021)03-0380-05

      DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2021.03.22

      肺癌是我國癌癥病死率排名榜首的癌癥類型,2020年我國男性和女性肺癌患者占所有癌癥患者的比例分別為21.8%和13.2%[1]。肺癌包括非小細胞肺癌(NSCLC)和小細胞肺癌(SCLC),NSCLC占所有肺癌的80%以上,主要包括非鱗狀細胞癌和鱗狀細胞癌[2]。隨著多種治療NSCLC的第三代化療藥物如抗代謝類藥物吉西他濱(GEM),紫杉類藥物紫杉醇(PTX)、多西他賽,喜樹堿類藥物伊立替康(CPT-11)等進入臨床應(yīng)用,與鉑類聯(lián)合可使患者1年生存率達到30%~40%,且優(yōu)于單藥治療,適用于體力狀態(tài)(PS)評分較好的Ⅳ期NSCLC患者[3]。研究表明,晚期NSCLC患者接受鉑類聯(lián)合化療方案時,其療效和預(yù)后受單核苷酸多態(tài)性(SNPs)影響可表現(xiàn)出個體差異[4-5],因此鑒定對含鉑類聯(lián)合化療方案有反應(yīng)的生物標(biāo)記物是提高NSCLC患者存活率和療效的重要方法[6]。為此,筆者以“非小細胞肺癌”“吉西他濱聯(lián)合鉑”“紫杉類聯(lián)合鉑”“伊立替康聯(lián)合鉑”“基因多態(tài)性”“單核苷酸多態(tài)性”“Non-small-cell lung”“NSCLC”“Gemcitabine double platinum”“Purple double platinum”“Irinotecan double platinum”“Genetic polymorphism”“Single nucleotide polymorphism”等為關(guān)鍵詞,在中國知網(wǎng)、維普網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)、PubMed等數(shù)據(jù)庫中組合檢索2000年1月-2020年6月發(fā)表的相關(guān)文獻,對鉑類聯(lián)合第三代化療藥物GEM/PTX/CPT-11治療的NSCLC患者的相關(guān)基因進行篩選,并進行藥物基因組學(xué)分析,以期為其臨床個體化用藥提供參考。

      1 GEM的藥物基因組學(xué)

      GEM是脫氧胞苷嘧啶類抗代謝物的類似物,在DNA復(fù)制過程中,其通過脫氧胞苷激酶(DCK)磷酸化生成的活性代謝產(chǎn)物被整合到DNA中,從而誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡[7]。胞苷脫氨酶(CDA)是GEM通過脫氨基方式代謝失活的關(guān)鍵酶[8]。核糖核苷酸還原酶的過表達可導(dǎo)致GEM活性產(chǎn)物的增加,從而增加DCK的反饋抑制,導(dǎo)致GEM耐藥[9]。GEM聯(lián)合鉑類化療療效顯著優(yōu)于單藥,其中順鉑或卡鉑聯(lián)合GEM(GP方案)最為常用,但是該方案不良反應(yīng)較大,且只對部分患者有效[10-11]。藥物轉(zhuǎn)運蛋白和代謝酶基因SNPs的存在是腫瘤對藥物產(chǎn)生耐藥和療效出現(xiàn)個體差異的原因之一[12]。研究發(fā)現(xiàn),核糖核苷酸還原酶1亞基(RRM1)、CDA、人類核苷酸平衡轉(zhuǎn)運體(hENT1)的基因表達可用于GEM聯(lián)合鉑類治療療效和預(yù)后的預(yù)測,因此了解與GEM療效相關(guān)的SNPs功能和臨床應(yīng)用將有助于確定該藥的潛在生物標(biāo)志物,為部分患者實現(xiàn)精準(zhǔn)化治療[13-15]。

      1.1 RRM1相關(guān)基因多態(tài)性

      RRM1基因編碼產(chǎn)物是參與DNA合成和修復(fù)的關(guān)鍵蛋白,在核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)槊撗鹾塑账岬倪^程中起關(guān)鍵作用[7-8]。RRM1的表達水平升高會使腫瘤細胞對GEM的耐藥性增加,而晚期NSCLC患者外周血和腫瘤組織中RRM1 mRNA表達均較低,故可從GP化療中受益[16]。RRM1和切除修復(fù)交叉互補基因1(ERCC1)的聯(lián)合基因檢測可提高晚期NSCLC患者的生存期[17]。ERCC1 19007 C>T基因型患者在治療反應(yīng)(χ2=1.09,P=0.581)方面無統(tǒng)計學(xué)差異;RRM1-37 C>A位點AC基因型患者無進展生存期[風(fēng)險比(HR)=0.39,95%置信區(qū)間(CI)為0.22~0.70,P=0.000 1]和生存期(OS)(HR=0.39,95%CI為0.18~0.82,P=0.010 4)顯著短于CC或AA基因型患者,同時觀察到攜帶ERCC1/RRM1 TT/CC基因型患者的疾病控制率較高(HR=4.78,95%CI為1.82~12.56,P=0.047)[18]。Mlak等[8]研究發(fā)現(xiàn),RRM1-37 C>A位點AA基因型患者(10.5個月 vs. 3.5個月,HR=2.17,95%CI為1.02~4.62,P=0.043 7)和-524C>T位點CC基因型患者(10.5個月 vs. 3.5個月,HR=2.12,95%CI為1.06~4.27,P=0.034 3)在基于鉑類和GEM一線化療中中位無進展生存期(PFS)的有效延長是其他基因型患者的2倍。但張璇[19]的研究卻發(fā)現(xiàn),RRM1 37位點AC基因型患者的PFS明顯長于其他基因型患者(5.89個月 vs. 4.0個月,P=0.043 7),AC基因型患者的化療敏感性是其他基因型患者的2.406倍(P=0.042),OS也更具有優(yōu)勢(P<0.01)。上述研究結(jié)果提示,RRM1 37位點的多態(tài)性可能成為Ⅳ期NSCLC患者接受GEM聯(lián)合鉑類化療效果的預(yù)測指標(biāo),但由于現(xiàn)有研究樣本量較小,且結(jié)論尚不一致,仍有待規(guī)模更大、設(shè)計更嚴謹?shù)那罢靶匝芯窟M行證實。

      1.2 CDA相關(guān)基因多態(tài)性

      CDA活性的改變在GEM代謝中有重要作用,A79C、G208A和A76C位點的基因多態(tài)性可影響CDA的酶活性[14]。A79C突變等位基因頻率在韓國人、日本人、華裔美國人、美國白種人和非裔美國人中分別為15.3%、20.4%、15.5%、32.7%和8.7%;G208A突變等位基因頻率在韓國人和日本人中分別為0.5%和2.2%,而華裔美國人、美國白種人和非裔美國人均未出現(xiàn)該突變基因[20]。有研究對120例接受含有GEM化療方案的NSCLC患者的CDA A79C和G208A位點進行分型,結(jié)果表明,A79C位點突變基因型患者化療無效的風(fēng)險升高;G208A位點中,GA和AA基因型相較GG基因型的化療有效率差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)[21]。CDA 76位點含C等位基因的患者獲得腫瘤應(yīng)答生物可能性明顯較高,其客觀緩解率(ORR)為48%[22]。A79C位點的基因多態(tài)性與NSCLC患者吉西他濱化療反應(yīng)有顯著相關(guān)性(CC+CA vs. AA;OR=0.677,95%CI為0.282~1.682,P=0.001),攜帶突變等位基因的患者OS較差,同時更易出現(xiàn)中性粒細胞(NEUT)減少癥(OR=1.313,95%CI為0.157~10.981,P<0.001)[23]。A79C位點突變型患者發(fā)生重度NEUT減少癥(33.33% vs. 16.13%,P<0.05)和血紅蛋白降低(22.45% vs. 9.59%,P<0.05)的風(fēng)險均顯著增加[24]。

      1.3 hENT1相關(guān)基因多態(tài)性

      GEM在體內(nèi)主要經(jīng)hENT1和hCNT1-3轉(zhuǎn)運至腫瘤細胞[25]。hENT1基因的表達增加是GEM敏感性的決定因素,hENT1基因可預(yù)測GEM治療NSCLC患者的有效性[26-27]。Myers等[28]報道了C1345G、G1050A和G706C位點基因多態(tài)性可能影響hENT1的表達。研究表明,hENT1 G706C位點攜帶GG等位基因的患者的應(yīng)答率和OS高于GC或CC基因型患者(19.0個月 vs. 15.1個月,P<0.001);GC+CC基因型患者的化療無效的HR是GG基因型患者的1.89倍(95%CI為1.23~2.90,P=0.004);hENT1 706位點的基因多態(tài)性與接受GEM為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療方案的晚期NSCLC患者的療效有關(guān),它有可能成為將來指導(dǎo)NSCLC患者治療的一個生物標(biāo)志物[15]。

      2 PTX的藥物基因組學(xué)

      PTX可通過與微管蛋白b亞基結(jié)合引起微管功能紊亂而發(fā)揮治療作用,具有抗血管生成和抗腫瘤活性[29]。PTX治療結(jié)果的可變性部分取決于藥物暴露量以及對腫瘤患者的敏感性,其藥動學(xué)和藥效學(xué)部分由SNPs變異性決定,而SNPs可能通過改變細胞內(nèi)藥物的濃度來影響惡性腫瘤的預(yù)后;影響PTX體內(nèi)療效的蛋白因子主要包括ATP結(jié)合盒式跨膜轉(zhuǎn)運蛋白超家族B亞群1(ABCB1)、ATP結(jié)合盒式跨膜轉(zhuǎn)運蛋白超家族C亞群1(ABCC1)表達的p-糖蛋白(p-gp)、多藥耐藥結(jié)合蛋白(MRP2)以及藥物代謝細胞色素P450(CYP)酶[30]。

      2.1 藥物轉(zhuǎn)運蛋白的基因多態(tài)性

      PTX相關(guān)藥物轉(zhuǎn)運蛋白ABCB1、ABCC1和NAD(P)H脫氫酶(醌)1(NQO1)的基因SNPs與患者無進展生存率相關(guān)。有研究指出,在血液學(xué)和非血液學(xué)毒性方面,藥物轉(zhuǎn)運蛋白(ABCB1和ABCG2)的基因SNPs與患者血小板、中性粒細胞減少有關(guān),ABCB1 1236 C>T和rs2235015位點的SNPs分別與患者PFS和血小板減少有關(guān),ABCB1 3435C>T位點的SNPs可影響蛋白質(zhì)構(gòu)象和底物特異性[31]。竇雪琳等[32]研究指出,ABCB1、ABCC2和溶質(zhì)載體有機陰離子轉(zhuǎn)運體家族成員1B3(SLCO1B3)被稱為卡鉑和PTX轉(zhuǎn)運蛋白;同時,含LIM基因序列的蛋白激酶2(LIMK2)基因的rs4141404:A>C位點的基因多態(tài)性可能是中國漢族人群發(fā)生PTX介導(dǎo)的2/3級外周感覺神經(jīng)病變的風(fēng)險因素。1項對晚期NSCLC患者接受一線PTX和卡鉑方案療效影響的基因多態(tài)性研究顯示,SLCO1B3 334 T>G和699 G>A位點純合突變者的3/4級貧血發(fā)生率較高(P=0.002);ABCB1 2677T> G/A位點GG/GA/AA基因型患者的PFS短于其他基因型患者(HR=1.49,P=0.017);缺氧誘導(dǎo)因子(HIF)? ? ?1a 1834 G>A位點GA基因型患者較GG基因型患者的PFS短(HR=2.47,P=0.008)[33]。

      2.2 藥物代謝酶的基因多態(tài)性

      PTX主要的不良反應(yīng)是嚴重的毒性,如超敏反應(yīng)、胃腸道毒性、骨髓抑制和神經(jīng)毒性。其中,胃腸道不良事件包括厭食、黏膜炎、口腔炎、吞咽困難、惡心、嘔吐、便秘和腹瀉;血液學(xué)不良事件主要為貧血、白細胞減少癥、中性粒細胞減少癥和血小板減少癥;神經(jīng)毒性主要為感覺神經(jīng)病變[29]。PTX的代謝酶包括CYP家族CYP3A4、CYP3A5、CYP2C8,負責(zé)活性氧解毒的谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶[30]。近期的研究發(fā)現(xiàn),參與神經(jīng)元發(fā)育和再生的受體酪氨酸激酶TUBB2A、EPHA5和EPHA6的基因多態(tài)性可能與神經(jīng)毒性有關(guān);參與PTX代謝的CYP2C8*3的416 G>A和1196 A>G基因多態(tài)性與高腹瀉發(fā)病率(P=0.017)顯著相關(guān);CYP2C8*3雜合基因多態(tài)性與PTX-α羥化活性降低有關(guān)(P<0.05),因此這種基因型的患者PTX清除率較低,但同時其正常細胞的毒性風(fēng)險也相應(yīng)增加[34]。

      3 CPT-11的藥物基因組學(xué)

      CTP-11是一種水溶性喜樹堿類似物,通過干擾哺乳動物DNA拓撲異構(gòu)酶Ⅰ而特異性作用于細胞S期,從而阻斷DNA復(fù)制,發(fā)揮抗癌活性;其在體內(nèi)的作用機制較復(fù)雜,在不同種族人群的癌癥患者中表現(xiàn)出巨大差異,導(dǎo)致患者間這種差異的因素主要包括遺傳和非遺傳因素[35]。遺傳原因包括編碼CTP-11生物化學(xué)途徑中各種藥物轉(zhuǎn)運體和藥物代謝酶的基因多態(tài)性,對CTP-11的藥代動力學(xué)和藥效學(xué)有很大影響。尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶1A(UGT1As)可能是CTP-11毒性的預(yù)測因子,UGT1A1*6和*28基因多態(tài)性在CTP-11誘導(dǎo)的毒性形成中具有較大作用[35]。

      CTP-11是一種前體藥物,在體內(nèi)由羧酸酯酶Ⅰ/Ⅱ轉(zhuǎn)化為活性代謝物7-乙基-10-羥基喜樹堿(SN-38),后者對腫瘤的抑制活性是CTP-11的100~1 000倍[35]。SN-38可經(jīng)UGT1A1代謝失活,當(dāng)該酶的編碼基因發(fā)生突變時,UGT1A1活性下降導(dǎo)致SN-38在體內(nèi)大量蓄積,這與CTP-11誘發(fā)的毒性反應(yīng)有密切相關(guān)性[35]。在臨床應(yīng)用中,CTP-11存在嚴重不良反應(yīng)和個體差異,尤其是會導(dǎo)致中性粒細胞減少和遲發(fā)性腹瀉,而隨著近年來基因分型指導(dǎo)下的個體化治療的開展,參與藥物代謝的基因被強調(diào)為引起嚴重毒性的重要原因[36]。

      目前,研究最多的突變主要集中在UGT1A1基因啟動子區(qū)TATA序列和第1外顯子區(qū)[37]:UGT1A1基因啟動子區(qū)存在大量的胸腺嘧啶-腺嘌呤(TA)堿基重復(fù)序列,UGT1A1*1(野生型)為6個TA重復(fù)序列(即TA6/6或*1/*1);UGT1A1*28為7個TA重復(fù)序列,基因分型包括純合突變型(即TA7/TA7或*28/*28)和雜合突變型(即TA6/TA7或*1/*28);UGT1A1*6為UGT1A1基因第1個外顯子211位堿基的突變即211 G>A。生物信息學(xué)分析表明,該位點的突變可導(dǎo)致蛋白的疏水性和二級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使SN-38葡糖醛酸化活性的效率降低。UGT1A1基因存在種族差異,白種人中UGT1A1*28 TA 6/TA 6等位基因頻率約為50%,TA 6/TA 7等位基因頻率約為 40%,TA 7/T A 7等位基因頻率約為10%;TA 7/TA 7基因型在非洲人中的等位基因頻率約為10%,但在亞洲人中不到5%[38]。

      UGT1A1*28基因突變患者發(fā)生3~4級白細胞減少的風(fēng)險顯著高于野生型患者(OR=10.79,95%CI為1.24~93.86,P=0.016)[39]。在亞洲人群中UGT1A1*28基因多態(tài)性與腹瀉的關(guān)系更為密切,且UGT1A1*6基因多態(tài)性主要與亞洲人群粒細胞減少及腹瀉的發(fā)生相關(guān)[40]。研究發(fā)現(xiàn),UGT1A1*6基因多態(tài)性更能預(yù)測中性粒細胞減少癥,如GA+AA基因型患者發(fā)生4級中性粒細胞減少的風(fēng)險增加了約3倍(OR=3.2,95%CI為0.69~15.04),而TA6/6且GG基因型患者3~4級遲發(fā)性腹瀉及血小板減少的發(fā)生率均較其他基因型患者低[41-42]。UGT1A1*6 AA基因型患者發(fā)生3~4級遲發(fā)性腹瀉的風(fēng)險是GG攜帶者的3.79倍(95%CI為1.35~10.67),UGT1A1*28 TA7/7患者發(fā)生3~4級中性粒細胞減少的風(fēng)險是TA6/6者的1.61倍(95%CI為1.44~12.65),發(fā)生腹瀉(26.9% vs. 5.9%,P=0.007)及血小板減少(41.7% vs. 10.5%,P=0.027)的風(fēng)險有所增加,但不影響近期療效[43]。UGT1A1*6突變明顯增加了發(fā)生3級以上腹瀉(χ2=11.71,P<0.01)和中性粒細胞減少? (χ2=8.66,P=0.01)的風(fēng)險,而UGT1A1*28突變能顯著增加患者血小板減少(χ2=16.26,P<0.01)的風(fēng)險[44]。UGT1A1*6純合突變患者相關(guān)嚴重毒性反應(yīng)的發(fā)生率更高、腫瘤應(yīng)答率較低,其PFS(P=0.001)和OS(P=0.017)均縮短,但UGT1A1*28突變對患者的生存結(jié)局無顯著影響[45]。

      4 結(jié)語

      目前,對大多數(shù)晚期且無法進行手術(shù)的NSCLC患者,以鉑類聯(lián)合第三代化療藥物的方案治療具有一定的療效,但存在毒性反應(yīng)個體差異大的特點,且患者OS在持續(xù)進展方面缺乏改善[45]。近年來,對根據(jù)患者基因表達譜選擇化療藥物治療進行了大量的分子生物學(xué)研究,通過預(yù)測對治療有反應(yīng)的潛在基因,可制訂患者個體化用藥方案,從而提高合理用藥水平。

      用于NSCLC患者的第三代化療藥物主要包括GEM、PTX和CTP-11,這些藥物的化療效果受轉(zhuǎn)運蛋白和代謝酶相關(guān)基因多態(tài)性的影響。前述研究表明,RRM1-37A>C、CDA 79A>C和hENT1-706 G>C位點基因多態(tài)性可成為GEM藥物化療效果的預(yù)測指標(biāo);PTX的藥物外排轉(zhuǎn)運蛋白ABCB1、ABCC1、ABCG2、SLCO1B1、SLCO1B3和藥物代謝酶CYP2C8相關(guān)基因多態(tài)性與NSCLC患者化療效果有一定的相關(guān)性,但還需更多大樣本的回顧性研究進一步驗證;藥物代謝酶UGTs中的UGT1A1*28和UGT1A1*6的基因多態(tài)性可有效預(yù)測亞洲人群中CTP-11對NSCLC患者的化療效果。因此,隨著對鉑類聯(lián)合第三代化療藥物基因組學(xué)的深入研究,通過化療藥物相關(guān)基因的篩查,可在一定程度上優(yōu)化腫瘤患者的治療策略,提高化療方案的有效率,為患者的個性化合理用藥提供依據(jù)。

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      (收稿日期:2020-08-24 修回日期:2021-01-17)

      (編輯:羅 瑞)

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