徐輝 綜述,閻昭 審校
(天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院國家臨床藥物試驗(yàn)機(jī)構(gòu),國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心,天津市“腫瘤防治”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300060)
綜述
苯達(dá)莫司汀代謝相關(guān)基因的單核酸多態(tài)性研究進(jìn)展
徐輝 綜述,閻昭 審校
(天津醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院國家臨床藥物試驗(yàn)機(jī)構(gòu),國家腫瘤臨床醫(yī)學(xué)研究中心,天津市“腫瘤防治”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300060)
苯達(dá)莫司汀;代謝;SNP;hOCT1;CYP1A2;GST
苯達(dá)莫司汀,4-{5-[雙-(2-氯乙基)氨基]-1-甲基-2-苯并咪唑基}-丁酸,1963年由德國科學(xué)家合成,是一種兼具烷化劑和抗代謝特性的低毒抗腫瘤藥。苯達(dá)莫司汀有3個(gè)基團(tuán)(烷基化基團(tuán)、苯并咪唑環(huán)和丁酸側(cè)鏈),烷基化基團(tuán)是功能基團(tuán),發(fā)揮抗腫瘤活性;苯并咪唑環(huán)起嘌呤類似物作用,發(fā)揮抗代謝作用。在高濃度時(shí),苯達(dá)莫司汀主要表現(xiàn)出烷基化藥物特性,引起脫氧核糖核酸(DNA)交聯(lián)作用,直接抑制DNA復(fù)制、修復(fù)和轉(zhuǎn)錄。相比其它烷化劑,例如美法侖、環(huán)磷酰胺、卡莫司汀,在相同給藥濃度時(shí),苯達(dá)莫司汀可誘導(dǎo)更多DNA雙鏈交聯(lián),而且,這些交聯(lián)作用比其它烷化劑作用更持久[1-2]。目前苯達(dá)莫司汀主要用于治療慢性淋巴細(xì)胞白血?。–LL)、利妥昔單抗耐藥非霍奇金淋巴瘤(NHL),但其對多發(fā)性骨髓瘤、乳腺癌等腫瘤療效也顯著[3-8]。苯達(dá)莫司汀的藥代動(dòng)力學(xué)存在著明顯個(gè)體差異。文獻(xiàn)顯示,在相同的給藥劑量下,苯達(dá)莫司汀血漿峰濃度(Cmax)在3 494 ng/mL至9 137 ng/mL之間,藥時(shí)曲線下面積(AUC0~24)在5 322 ngh/mL至14 039 ngh/mL之間[9]。苯達(dá)莫司汀毒副作用(口干、疲勞、血小板減少、惡心等)尤其是惡心,與血藥濃度密切相關(guān)[10-11]。近年,藥物基因組學(xué)得到快速發(fā)展,為從基因角度尋找苯達(dá)莫司汀藥代動(dòng)力學(xué)個(gè)體差異提供了可能。藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)體以及藥物作用靶點(diǎn)的多態(tài)性可以影響藥物療效和不良反應(yīng)發(fā)生率,對其進(jìn)行研究希望達(dá)到藥物最佳療效,從而實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療目的[12]。本文旨在綜述人類有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(hOCT1)、細(xì)胞色素P4501A2(CYP1A2)、谷胱甘肽巰基轉(zhuǎn)移酶(GST)的單核酸基因多態(tài)性(SNP)研究進(jìn)展。
臨床上使用的苯達(dá)莫司汀是其鹽酸鹽,其水溶液不穩(wěn)定,臨床上通?,F(xiàn)配現(xiàn)用,靜脈滴注給藥,同時(shí)該藥具有明顯的首過效應(yīng)[13]。苯達(dá)莫司汀進(jìn)入機(jī)體后,首先與血漿蛋白結(jié)合(大部分與白蛋白結(jié)合),血漿蛋白結(jié)合率大于95%,結(jié)合率不受年齡、低濃度血清白蛋白(<31 g/L)的影響[14]。苯達(dá)莫司汀不會置換與血漿蛋白結(jié)合率高的藥物,也不容易被置換。在人全血中,苯達(dá)莫司汀的血液與血漿濃度比為0.84~0.86,表明藥物可以在人的紅細(xì)胞中自由分布[15]。在實(shí)體瘤中臨床試驗(yàn)結(jié)果表明,苯達(dá)莫司汀表觀分布容積為18.3 L/m2,消除速率為265 mL/(min·m2),并且與給藥劑量無關(guān)[16]。
苯達(dá)莫司汀在體內(nèi)主要經(jīng)過hOCT1轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞,代謝酶CYP1A2、GST催化代謝,最終排出體外。苯達(dá)莫司汀在體內(nèi)Ⅰ相代謝主要通過水解代謝,水解產(chǎn)物是兩種沒有活性的代謝產(chǎn)物(一羥基和二羥基苯達(dá)莫司?。?;另一途徑是經(jīng)CYP1A2酶代謝生成 γ-羥基苯達(dá)莫司?。é?hydroxybendamustine,M3)和N-去甲基苯達(dá)莫司?。∟-demethyl-bendamustine,M4),M3和M4血漿濃度分別相當(dāng)于苯達(dá)莫司汀的10%和1%,M3的活性與苯達(dá)莫司汀相近,M4的活性弱于苯達(dá)莫司汀[17]。在Ⅱ相反應(yīng)中,與谷胱甘肽形成共軛物是重要的途徑之一[18]。消除主要通過腎臟(大約50%)和糞便(大約25%)[19]。雖然苯達(dá)莫司汀是通過肝臟、腎臟代謝和消除的,但是輕度到中度肝損傷或腎損傷并不會影響苯達(dá)莫司汀的藥代動(dòng)力學(xué)[14]。
2.1 hOCT1及其SNP 轉(zhuǎn)運(yùn)體是影響藥物藥代動(dòng)力學(xué)重要因素之一。有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)體(OCT)是備受關(guān)注的藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體,hOCT1是其家族中重要的成員,hOCT1主要分布于肝臟中、轉(zhuǎn)運(yùn)在生理pH環(huán)境下的陽離子。hOCT1的編碼基因?yàn)镾LC22A1,位于染色體6q26上,全長37 kb,有11個(gè)外顯子和10內(nèi)含子。
Kerb等[20]對57名北高加索人的SLC22A1基因進(jìn)行系統(tǒng)篩查,共篩查出25種基因突變,其中5種是引起氨基酸改變的錯(cuò)義突變,分別為Arg61Cys、Cys88Arg、Phe160Leu、G1y401Ser和 Met420de1,其突變頻率依次為9.1%、0.6%、22%、3.2%和16%。體外研究結(jié)果表明Arg6lCys、Cys88Arg和G1y401Ser這3種基因突變降低了OCT1的轉(zhuǎn)運(yùn)能力。繼續(xù)研究結(jié) 果 表 明 Arg61Cys、G1y220Va1、Pro341Leu、G1y401Ser和G1y465Arg這5種基因突變可以使轉(zhuǎn)運(yùn)能力降低或消失,Ser14Phe可以增強(qiáng)其轉(zhuǎn)運(yùn)能力。在日本和韓國人群中,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)非同義SNP(P283L and P341L)會導(dǎo)致轉(zhuǎn)運(yùn)活性降低[21]。
SLC22A1的SNP能夠解釋以hOCT1為轉(zhuǎn)運(yùn)體的藥物療效和不良反應(yīng)的個(gè)體差異。伊馬替尼治療慢性粒細(xì)胞白血病(CML)具有很好的療效,但仍有30%~40%左右的耐藥發(fā)生,有報(bào)道,伊馬替尼治療M420del的CML患者療效差[21];還有研究表明伊馬替尼的血藥濃度與療效是相關(guān)的[23]。在CML患者中,hOCT1 c.480C>G顯著降低伊馬替尼清除速率,從而影響伊馬替尼血藥濃度[24]。
hOCT1是苯達(dá)莫司汀的轉(zhuǎn)運(yùn)體,體外培養(yǎng)原代CLL細(xì)胞,在人免疫球蛋白重鏈可變區(qū)(IGHV)未突變組中,苯達(dá)莫司汀對野生組殺傷作用比突變組(突變型對轉(zhuǎn)運(yùn)功能減弱)殺傷作用強(qiáng)[25]。
2.2 CYP1A2及其SNP 細(xì)胞色素P450(CYP)是體內(nèi)重要的Ⅰ相代謝酶,在藥物代謝中起著重要作用。CYP1A2是CYP超家族的重要成員之一,主要在肝臟表達(dá),約占CYP的13%。其主要代謝芳香胺、N-雜環(huán)化合物,包括如咖啡因、氯丙咪嗪、氯氮平、利多卡因等藥物[26]。CYP1A2編碼基因位于染色體15q24.1上,長度約為7.8 kb,包括7個(gè)外顯子和6個(gè)內(nèi)含子。不同物種的CYP1A2基因第2至第6外顯子DNA區(qū)域具有高度的保守性,提示該片段可能是CYP1A2的重要結(jié)構(gòu)功能氨基酸的編碼序列。
不同個(gè)體間CYP1A2酶的表達(dá)和活性存在10~200倍的差異,有研究證實(shí),在人肝樣本中CYP1A2的mRNA水平存在15倍的差異。有人預(yù)測,這些個(gè)體差異的35%~75%是由基因造成的。至今為止,發(fā)現(xiàn)了至少16個(gè)等位基因,158個(gè)SNP突變,26個(gè)SNP突變造成氨基酸改變。在這些等位基因中CYP1A2*1K顯著改變了酶的活性[27]。對于同義SNP而言,雖然同義SNP不影響氨基酸序列,但可以干預(yù)mRNA轉(zhuǎn)錄和穩(wěn)定性,從而影響蛋白的功能[28]。不同民族的SNPs頻率是不同的,在中國溫州漢族人群中檢測到2159G>A、3613T>C、5347C>T位點(diǎn)有較大的突變頻率[29]。
CYP1A2的SNP是造成藥物藥代動(dòng)力學(xué)和療效差異原因之一。例如:在中國健康男性受試者中,不同的CYP1A2 SNP受試者的阿戈美拉汀藥代動(dòng)力學(xué)存在明顯的差異[30];攜帶CYP1A2SNPs rs11636419和rs17861162人群對羅哌卡因更敏感,對于此類患者,采用羅哌卡因麻醉時(shí),需要減少給藥劑量[31]。
CYP1A2是苯達(dá)莫司汀重要的Ⅰ相代謝酶,可以影響苯達(dá)莫司汀藥代動(dòng)力學(xué)[14]。目前,尚未明確不同的CYP1A2 SNPs患者苯達(dá)莫司汀藥代動(dòng)力學(xué)和療效是否存在差異。
2.3 GST及其SNP GST廣泛分布于哺乳動(dòng)物各組織中,是一個(gè)具有多功能的Ⅱ相代謝酶家族。GST是細(xì)胞抗損傷、抗癌變的重要解毒系統(tǒng)。GST催化GSH的巰基與一些親電子類物質(zhì)結(jié)合,保護(hù)DNA及一些蛋白質(zhì)免受損傷。
目前研究較多的有GSTM1、GSTT1、GSTP1的SNP。GSTM 1基因位于人類染色體 1p13.3, GSTMIA、GSTMIB、GSTMI null是GSTM1的3種多態(tài)性。純合子缺失型稱GSTM null型,可造成GSTM酶失活。GSTTI基因定位于人類染色體22 q 11.2,GSTT1多態(tài)性由整個(gè)基因的缺失或部分缺失組成,導(dǎo)致GSTTI酶活性降低。GSTP1基因定位于人類染色體11q13,含有6個(gè)內(nèi)含子和7個(gè)外顯子,其中外顯子5、外顯子6存在多態(tài)性,分別導(dǎo)致第105位密碼子由Ile→Val和第114位密碼子由Ala→Val。
GST的SNP能夠影響藥物療效和不良反應(yīng)。對于攜帶GSTP1 rs1138272骨肉瘤患者,接受順鉑化療后,無病生存率降低和總生存數(shù)減少[32]。一項(xiàng)關(guān)于急性髓性白血?。ˋML)meta分析研究表明:在亞洲人群中,GSTT1缺失型患者化療后療效差;GSTT1/ GSTM1雙缺失型患者在化療后療效也很差[33]。目前尚未明確GST SNP與苯達(dá)莫司汀的藥代動(dòng)力學(xué)和療效之間的關(guān)系。
苯達(dá)莫司汀已經(jīng)被美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)用于治療CLL和惰性B細(xì)胞非霍奇金淋巴瘤(http://www.cancer.gov/cancertopics/druginfo/fda benda mustine-hydrochloride)。美國CLL發(fā)病率在2.7/10萬人[34],中國的發(fā)病率低于美國,約為0.05/10萬人[35]。在世界范圍內(nèi),NHL是男性第8位、女性第10位常見腫瘤。在我國的淋巴瘤患者中85%~90%為NHL,遠(yuǎn)高于歐美國家[36],我國患者中B細(xì)胞非霍奇金淋巴瘤占所有的淋巴瘤66.31%[37]。FCR(氟達(dá)拉濱+環(huán)磷酰胺+利妥昔單抗)是FDA推薦的標(biāo)準(zhǔn)治療CLL方案,BR(苯達(dá)莫司汀+利妥昔單抗)在療效方面不比FCR差,毒性反應(yīng)也更低[38]。RCHOPR是一線治療NHL方案,臨床上將該方案改為 RCOPR/ bendamustine,RCHOPR與RCOPR/bendamustine治療費(fèi)用分別為9 575歐元、8 014歐元,可見用苯達(dá)莫司汀治療NHL可以節(jié)約醫(yī)療費(fèi)用[39]。
雖然苯達(dá)莫司汀在治療CLL和耐藥NHL方面療效好、費(fèi)用低,但作為傳統(tǒng)的細(xì)胞毒藥物,毒性亦不容忽視。常見不良反應(yīng)包括血液系統(tǒng)毒性,如貧血癥、白細(xì)胞減少、中性粒細(xì)胞減少、血小板減少;非血液系統(tǒng)毒性,如嘔吐、感染、頭痛等。本文綜述了影響苯達(dá)莫司汀代謝相關(guān)基因的單核酸多態(tài)性研究進(jìn)展,以期未來通過研究hOCT1、CYP1A2、GST的SNP對苯達(dá)莫司汀藥代動(dòng)力學(xué)、藥效、不良反應(yīng)影響,達(dá)到根據(jù)患者基因型制定最佳給藥方案,從而實(shí)現(xiàn)藥物治療的最大療效、最小毒副作用目的。
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(2015-08-28收稿)
R968
A
1006-8147(2016)02-0178-04
天津市衛(wèi)生行業(yè)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目基金資助(14KG140)
徐輝(1989-),男,碩士在讀,研究方向:臨床藥學(xué);通信作者:閻昭,E-mail:yanzhao@tjmuch.com。
天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)2016年2期