綜述 審校
慢性粒細(xì)胞白血?。╟hronic myelogenous leuke?mia,CML)是骨髓增生性疾病,由于9號(q34)和22號(q11)染色體易位,形成費(fèi)城染色體(Philadelphia chromosome,Ph),產(chǎn)生BCR-ABL融合基因,最終異常激活BCR-ABL酪氨酸激酶抑制劑(tyrosine kinase in?hibitors,TKIs),伊馬替尼是BCR-ABL TKIs的靶向抑制。伊馬替尼使CML患者細(xì)胞遺傳學(xué)緩解率提高至73.8%。然而,仍有30%~40%患者接受伊馬替尼的治療療效不佳或無效,產(chǎn)生耐藥[1]。研究發(fā)現(xiàn),與治療療效較好的患者相比,部分接受伊馬替尼治療療效較差的患者,其胞內(nèi)濃度普遍較低。對伊馬替尼的前期研究顯示,其口服生物利用度>90%,考慮到藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體以及藥物吸收部位Ph的影響,其口服生物利用度約為90%[2]。實(shí)際上,部分CML患者即使口服伊馬替尼血藥谷濃度超過閾值1 000 ng/mL,其療效仍不理想,主動轉(zhuǎn)運(yùn)的過程可以調(diào)節(jié)單核細(xì)胞內(nèi)伊馬替尼的濃度;Eechoute等[3]研究也得到同樣的結(jié)論,伊馬替尼為P-糖蛋白(p-glycoprotein,ABCB1)的底物,由于藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的影響,使其胞內(nèi)濃度達(dá)不到治療效果。近年來,研究者從遺傳藥理學(xué)的角度出發(fā),發(fā)現(xiàn)藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的遺傳變異能影響伊馬替尼的療效。作為乳腺癌耐藥蛋白(breast cancer resis?tance protein,ABCG2)、ABCB1和有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(human organic cation transporters,hOCT)等藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的底物,胞內(nèi)伊馬替尼濃度受到攝入以及外排轉(zhuǎn)運(yùn)體的調(diào)節(jié)。因此,本文就藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體基因多態(tài)性對伊馬替尼療效的影響予以綜述。
有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(organic anion transport polypeptide,OATPs)是一類膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,屬于SLCO亞家族,主要負(fù)責(zé)有機(jī)陰離子的轉(zhuǎn)運(yùn)。在白血病細(xì)胞中,能夠檢測到部分OATPs異常表達(dá)。
OATP1A2由SLCO1A2基因編碼,在藥物腸道吸收、腎小管重吸收以及藥物通過血腦屏障中起到重要的作用[4]。伊馬替尼作為OATP1A2的底物,其吸收受OATP1A2的影響,其處理OATP1A2轉(zhuǎn)染的K562細(xì)胞,胞內(nèi)的濃度明顯升高。此外,一項(xiàng)研究納入34例患者和100例健康受試者,通過OATP1A2基因型與伊馬替尼濃度相關(guān)性的分析發(fā)現(xiàn),SLCO1A2-1105G>A/-1032G>A和SLCO1A2-361GG基因型健康受試者體內(nèi)伊馬替尼的濃度明顯降低,而SLCO1A2-1105G>A/-1032G>A和SLCO1A2-361GG基因型患者的單核細(xì)胞內(nèi)濃度低,療效較差[5]。突變型SLCO1A2-516A>C、SLCO1A2-382A>T、SLCO1A2-404A>T細(xì)胞,在細(xì)胞膜上OATP1A2表達(dá)較低或不表達(dá),伊馬替尼幾乎不轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞內(nèi)[6]。而新發(fā)現(xiàn)的OATP1A2突變體E184K、D185N、T259P和D288N在細(xì)胞膜上OATP1A2轉(zhuǎn)運(yùn)體在細(xì)胞膜表達(dá)相對較低,導(dǎo)致突變型胞內(nèi)濃度僅野生型的20%~50%[7]。除了OATP1A2,伊馬替尼也是藥物外排轉(zhuǎn)運(yùn)體OATP1B3的良好底物。OATP1B3由SLCO1B3基因編碼,SLCO1B3多態(tài)性影響OATP1B3的轉(zhuǎn)運(yùn)能力。有研究發(fā)現(xiàn),SL?CO1B3多態(tài)性能夠造成伊馬替尼清除的個(gè)體差異,影響胞內(nèi)藥物濃度水平[8]。Lima等[6]研究發(fā)現(xiàn),118例CML患者口服伊馬替尼400 mg/d后,其臨床療效與SLCO1B3 699GG及344TT基因型有關(guān):與伊馬替尼治療無效組相比,伊馬替尼療效理想組中SLCO1B3 699GG及344TT基因型頻率較高(63.8%vs.44.7%,P=0.042);伊馬替尼常規(guī)治療劑量對699GA/AA和334TG/GG基因型患者治療療效較差(P=0.040)。Nambu等[8]研究分析細(xì)胞內(nèi)伊馬替尼濃度及血藥濃度,發(fā)現(xiàn)SLCO1B3 334TT、GG及TG基因型患者的血藥濃度無差異,但是SLCO1B3 334TT基因型患者單核細(xì)胞內(nèi)伊馬替尼的濃度明顯較高(P=0.019)。此外,334GG基因型患者的伊馬替尼清除率較高,導(dǎo)致334GG基因型患者伊馬替尼治療濃度維持時(shí)間較短,治療效果較差[9]。然而,一項(xiàng)納入86例埃及CML患者的研究結(jié)果卻與上述結(jié)論相反,Bedewy等[10]研究發(fā)現(xiàn),SLCO1B3(T334G)與伊馬替尼對CML患者的療效無關(guān)(P=0.938)。
SLCO1A2及SLCO1B3多態(tài)性影響伊馬替尼的療效機(jī)制很可能與基因突變引起細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)體OATP1A2和OATP1B3表達(dá)改變有關(guān)。SLCO1A2基因突變影響了OATP1A2對伊馬替尼的轉(zhuǎn)運(yùn)作用,使得胞內(nèi)藥物濃度降低,療效降低;而SLCO1B3基因突變可能影響轉(zhuǎn)運(yùn)體OATP1B3活性,使其與伊馬替尼的親和力發(fā)生改變。但是現(xiàn)有的相關(guān)專題研究均較少,各研究中存在種族差異性。因此,對于SLCO1A2和SLCO1B3多態(tài)性與伊馬替尼療效的相關(guān)性需進(jìn)一步驗(yàn)證。
hOCT1由SLC22A1基因編碼,其表達(dá)水平和活性是對伊馬替尼臨床療效有力的預(yù)測因子,SLC22A1單核苷酸多態(tài)性與hOCT1的表達(dá)水平和活性有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),SLC22A1 1222A>G突變型不會改變hOCT1對伊馬替尼的轉(zhuǎn)運(yùn)功能,因此也不會影響伊馬替尼在CML患者細(xì)胞中的轉(zhuǎn)運(yùn)過程,可是1號外顯子上單核苷酸多態(tài)性 SLC22A1 1222A>G 被 內(nèi) 含 子 IVS6-878C>A(rs3798168)和IVS7+850C>T所包繞,此位點(diǎn)與伊馬替尼清除率有關(guān),導(dǎo)致個(gè)體對伊馬替尼清除能力的不同[11-12],最終造成伊馬替尼療效的差異。Maff i oli等[13]研究報(bào)道,rs6935207 hOCT位點(diǎn)的突變也與伊馬替尼療效欠佳有關(guān),然而由于該位點(diǎn)基因位置靠近hOCT15,所以hOCT15不被轉(zhuǎn)錄翻譯,伊馬替尼最終療效也可能與rs6935207位點(diǎn)的調(diào)節(jié)功能有關(guān)。然而,伊馬替尼的療效與SLC22A1基因表達(dá)水平無關(guān),不受SLC22A1基因表達(dá)水平的影響[13],隨著伊馬替尼濃度的增加,SLC22A1的表達(dá)水平隨之增加;在保持細(xì)胞耐藥性的同時(shí),隨著暴露于伊馬替尼時(shí)間的延長,SLC22A1的表達(dá)量發(fā)生變化,提示伊馬替尼的耐藥機(jī)制呈動態(tài)變化且與SLC22A1的表達(dá)水平無關(guān)。SLC22A1單核苷酸多態(tài)性還具有種族差異,在中國、馬來西亞及印度等亞洲人種中呈高度多態(tài)性,但是部分hOCT1的突變型僅在白種人中能檢測到。如SLC22A1 181C>T(rs12208357)和 SLC22A1 1260_1262delGAT(rs72552763)僅在白種人中檢測到,且其與歐美人群hOCT1轉(zhuǎn)運(yùn)體活性有關(guān)[11]。高加索人群中,單核苷酸多態(tài)性多發(fā)生于M408V(rs628031),而其等位基因頻率分別為18.5%和59.8%。Giannoudis等[14]研究發(fā)現(xiàn),M420基因缺失(M420del)可以導(dǎo)致CML患者胞內(nèi)伊馬替尼攝入減少,口服伊馬替尼治療無效,而當(dāng)M408V基因存在時(shí),M420del造成的治療無效能夠被逆轉(zhuǎn):在CML患者中,隨著治療時(shí)間的延長,相比M420患者,M420del患者更容易出現(xiàn)伊馬替尼治療無效的情況;在CML細(xì)胞系中,與M420+M408細(xì)胞組相比,M420del+M408細(xì)胞對伊馬替尼的攝取率更低,hOCT1的活性更弱;M420del+V408和M420+M408組細(xì)胞對伊馬替尼的攝取率無差別,但比M420del+M408細(xì)胞對伊馬替尼的攝取率較高。而Singh等[15]研究發(fā)現(xiàn),亞洲人SLC22A1的高頻突變單倍型是AGT和CGC,與野生單倍型CAC相比,高頻突變型基因的患者對伊馬替尼的清除能力下降了22%;而AGT、CGC的拷貝數(shù)也影響到伊馬替尼的藥代動力學(xué)參數(shù):與0或1拷貝的患者相比,具有2拷貝的患者伊馬替尼清除率下降了33.4%而血藥谷濃度增加了50%。
伊馬替尼的療效除了受到有機(jī)陰離子和有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)體的影響,ABCB1、BCRP等外排轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的伊馬替尼多藥耐藥也與ATP-結(jié)合域轉(zhuǎn)運(yùn)體(ATP-binding cassette transporters,ABC)的過表達(dá)有關(guān)。ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族是一類跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,參與特定底物在脂質(zhì)膜上的轉(zhuǎn)運(yùn),Kosztyu等[16]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體表達(dá)水平低于某一閾值時(shí)就無法改變伊馬替尼胞內(nèi)藥物濃度。
ABCB1由ABCB1基因編碼,ABCB1位于7號染色體上,包含28個(gè)外顯子,ABCB1基因突變與癌癥的進(jìn)一步發(fā)展有關(guān),ABCB1核苷序列26號外顯子3435C>T(rs1045642)與包括CML在內(nèi)的多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[17]。在為期一年的觀察中發(fā)現(xiàn),相比CT和TT基因型CML患者,1236CC純合子基因型患者獲得主要分子應(yīng)答的比例更高,伊馬替尼的治療效果更理想[18]。Singh 等[15]研究發(fā)現(xiàn),ABCB1位點(diǎn)rs2032582的突變與伊馬替尼初始治療無效有關(guān),相比GG基因型患者,TT基因型患者更容易獲得主要分子應(yīng)答。因此,推測T等位基因也許是伊馬替尼初始治療的保護(hù)基因。Singh等[15]研究還發(fā)現(xiàn),ABCB1基因多態(tài)性不僅可以影響ABCB1的表達(dá)水平,還能改變其功能,從而影響ABCB1底物伊馬替尼等藥物的療效。ABCB1 1236CC 2677GG或3435CC基因型的患者ABCB1表達(dá)水平較低,伊馬替尼的清除率降低。Ali等[19]研究發(fā)現(xiàn),CML患者中伊馬替尼治療后無法達(dá)到血液學(xué)緩解的患者多為ABCG2 3435TT型基因攜帶者,而ABCG2 3435CC型基因攜帶者多為無法達(dá)到細(xì)胞遺傳學(xué)緩解,在ABCG2 3435CC基因型患者體內(nèi),檢測到高表達(dá)的ABCB1造成伊馬替尼外排增加,最終導(dǎo)致耐藥。此外,一項(xiàng)關(guān)于ABCB1基因多態(tài)性與伊馬替尼療效的Meta分析顯示[20],ABCB1 C1236T基因型能夠?qū)е乱榴R替尼臨床治療療效欠佳,ABCB1 C等位基因的患者用伊馬替尼治療后BCR/ABL基因清除率較差。此外,不同耐藥倍數(shù)的K562細(xì)胞株中,對低濃度伊馬替尼耐藥的細(xì)胞株中除ABCB1高表達(dá)外,轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ABCG2呈高表達(dá)。
ABCG2基因位于4號染色體,編碼ABCG2。與ABCB1不同,有研究認(rèn)為ABCG2基因多態(tài)性是腫瘤發(fā)展中的保護(hù)因素[21],ABCG2 421A基因型CML患者口服伊馬替尼療效較好,更容易獲得分子學(xué)應(yīng)答(main molecular response,MMR)。ABCG2 5號外顯子上非同義位點(diǎn)421 C>A能夠影響伊馬替尼的療效,在口服伊馬替尼治療后,攜帶A基因型的CML患者獲得主要MMR的比例較高,這可能是由于A基因型攜帶者的伊馬替尼血藥濃度較高[22]。然而,Hu等[23]研究卻得到相反的結(jié)果,提示攜帶ABCG2 C421A等位基因A的患者病情加重的風(fēng)險(xiǎn)增加。在18個(gè)月的隨訪期內(nèi),70例獲得血液學(xué)完全分子應(yīng)答(complete mo?lecular response,CMR)患者全部為ABCG2 421CC基因型的攜帶者。Salimizand等[24]研究也發(fā)現(xiàn),CC421 ABCG2/TT3435 ABCB1基因攜帶CML患者伊馬替尼臨床療效較差且容易從慢性期發(fā)展為加速期。ABCG2不僅與腫瘤發(fā)展相關(guān),還與藥物藥代動力學(xué)、藥效學(xué)、藥物不良反應(yīng)等方面的個(gè)體差異有關(guān),伊馬替尼400 mg/d的治療劑量對GG基因型患者療效良好,而其他基因型患者要達(dá)到相同的療效,需要增加劑量至 600 mg/d[25]。
位于16號染色體上的ABCC1是影響細(xì)胞對抗癌藥物應(yīng)答的重要基因。10號染色體上的ABCC2負(fù)責(zé)編碼人多藥耐藥蛋白2(multiple drug resistance-as?sociated protein 2,ABCC2),hABCC2主要分布于組織屏障上,是人體中較為重要的外排轉(zhuǎn)運(yùn)體。研究發(fā)現(xiàn),伊馬替尼對急變期CML患者的療效也可以根據(jù)ABCC1蛋白的表達(dá)水平來預(yù)測。然而,ABCC1過表達(dá)也與急性髓細(xì)胞白血?。╝cute myeloid leukemia,AML)患者M(jìn)DR的表現(xiàn)型有關(guān),但G2012T突變并不會影響ABCC1的表達(dá)水平[26]。根據(jù)臨床觀察結(jié)果,Au等[27]研究發(fā)現(xiàn),多數(shù)G2012T、G2168A基因型患者的ABCC1基因多態(tài)性與MDR表現(xiàn)型無關(guān)。然而,ABCC2基因突變造成了個(gè)體藥代動力學(xué)的差異,這可能與ABCC2單核苷酸基因突變有關(guān),-24C>T、1249G>A及3972C>T基因突變造成了個(gè)體間對內(nèi)源性或外源性底物生物利用度的差異[28]。因此,ABCC2可能是另一個(gè)與伊馬替尼耐藥有關(guān)的潛在候選基因。單核苷酸多態(tài)性不僅能導(dǎo)致ABCC1活性的不同,還能造成ABCC1與ABCC2表達(dá)的個(gè)體差異,可能與伊馬替尼的耐藥有關(guān)。Salimizand等[24]研究發(fā)現(xiàn),ABCC2T24G1249T3972單倍型基因與伊馬替尼耐藥有關(guān),在伊馬替尼耐藥的患者中,ABCC2 TGT基因型出現(xiàn)的頻率較高,這可能與沉默單核苷酸多態(tài)性3972C>T及-24C>T有關(guān)。此外,-24T及3972T不僅降低了伊馬替尼轉(zhuǎn)運(yùn)體ABCC2的活性,ABCC2蛋白表達(dá)下降也與T24G1249T3972基因型有關(guān)。
根據(jù)多項(xiàng)前期研究發(fā)現(xiàn)[26-29],無論是在AML還是CML患者的側(cè)群細(xì)胞系中,均能檢測到ABCA3胞內(nèi)過表達(dá),但對ABCA3基因多態(tài)性與伊馬替尼療效的相關(guān)性了解較少。目前有研究發(fā)現(xiàn),ABCA3 c.4548-191C>A是位于內(nèi)含子上的單核苷酸,該位點(diǎn)的突變可能通過調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子影響基因的轉(zhuǎn)錄過程,且ABCA3 c.4548-191CC/CA基因型患者更不容易獲得CMR,ABCA3c.4548-191C>A等位基因很可能通過影響ABCA3的表達(dá)和功能影響伊馬替尼的療效[28]。
ABCA3的表達(dá)水平與CML細(xì)胞對TKIs的敏感性有關(guān),CML患者的原始細(xì)胞中ABCA3 mRNA的表達(dá)水平較高,用C14標(biāo)記伊馬替尼,其轉(zhuǎn)運(yùn)過程顯示,CML原始細(xì)胞中ABCA3 mRNA過表達(dá)可以增加溶酶體使細(xì)胞對伊馬替尼敏感性下降,產(chǎn)生伊馬替尼耐藥。Hupfeld等[29]研究發(fā)現(xiàn),ABCA3在正常骨髓細(xì)胞中也可能高表達(dá),但這僅發(fā)生在部分正常CD34+造血祖細(xì)胞中,然而在伊馬替尼耐藥的CML患者中,CD34-片段中也能檢測到ABCA3的高表達(dá),過表達(dá)的ABCA3成為了伊馬替尼耐藥的危險(xiǎn)因素。Wang等[30]研究發(fā)現(xiàn),CML患者口服伊馬替尼后,ABCA3 4548-91CC/CA基因型攜帶者獲得MMR的概率更小,相比其他基因型患者,ABCA3 4548-91CC/CA基因型患者獲得MMR的可能性僅為17%(1/6)。
此外,BCR-ABL1的表達(dá)也與ABCA3過表達(dá)有關(guān),當(dāng)細(xì)胞暴露于治療量的TKIs中時(shí),ABCA3的表達(dá)增加。在細(xì)胞株與原代細(xì)胞中,均發(fā)現(xiàn)ABCA3能夠保護(hù)CML細(xì)胞不受TKIs類藥物的侵?jǐn)_。當(dāng)CML細(xì)胞暴露于TKIs時(shí),能引起胞內(nèi)ABCA3高表達(dá),同時(shí)也增加胚胎干細(xì)胞相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子SALL4的表達(dá),而SALL4在ABCA3表達(dá)過程中,通過結(jié)合ABCA3上游啟動子影響ABCA3的表達(dá)。當(dāng)抑制ABCA3或沉默SALL4時(shí),就能有效恢復(fù)細(xì)胞對TKIs的敏感性[30]。因此,TKIs能夠激活A(yù)BCA3/SALL4為基礎(chǔ)的耐藥機(jī)制,而沉默ABCA3或SALL4的表達(dá)不僅可以降低BCR-ABL1陽性克隆細(xì)胞,還能恢復(fù)CML細(xì)胞對TKIs的敏感性。當(dāng)通過基因沉默的方式下調(diào)ABCA3的表達(dá)后,CML耐藥細(xì)胞株對伊馬替尼的敏感性明顯增加;當(dāng)上調(diào)伊馬替尼敏感細(xì)胞的ABCA3水平,細(xì)胞對伊馬替尼的敏感性下降,并獲得耐藥。更重要的是,初次診斷的患者白血病細(xì)胞中均能檢測到AB?CA3,提示ABCA3介導(dǎo)的耐藥很可能是白血病細(xì)胞內(nèi)在的耐藥機(jī)制,而非獲得性耐藥機(jī)制。
CML是由骨髓造血干細(xì)胞引起的疾病,盡管對多數(shù)慢性期患者而言,TKIs靶向抑制劑伊馬替尼能夠誘導(dǎo)完全血液學(xué)緩解和細(xì)胞學(xué)緩解,但是仍然有部分患者療效欠佳[31]。對于此類CML患者,體內(nèi)對伊馬替尼不敏感的白血病細(xì)胞在性質(zhì)上可能是靜止的,但在治療停止后可能會迅速復(fù)發(fā)。研究發(fā)現(xiàn)藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體也是伊馬替尼耐藥機(jī)制之一,伊馬替尼胞內(nèi)藥物濃度與陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體,陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)體和ABC家族轉(zhuǎn)運(yùn)體均有關(guān)[31]。伊馬替尼藥代動力學(xué)和藥效學(xué)受到ABCB1、hOCT1及ABCG2基因多態(tài)性的影響,CML患者中hOCT1與伊馬替尼療效直接相關(guān),但要確證在CML患者中,OATP與ABC家族轉(zhuǎn)運(yùn)體對伊馬替尼藥代動力學(xué)的影響,目前的研究數(shù)據(jù)仍略顯不足。除了藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體,BCR-ABL激酶的突變,BCRABL融合基因等均可以影響到CML細(xì)胞對伊馬替尼的敏感性。此外,用藥劑量、患者對藥物依從性以及藥物不良反應(yīng)均為TKIs類藥物的限制因素。在CML患者中,ABC家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白具有基因多態(tài)性,但是轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因多態(tài)性對臨床是否存在意義,研究結(jié)論尚不一致。目前的研究并未闡述隨著時(shí)間的變化,CML單核細(xì)胞中藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體動態(tài)定量分析情況。藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體基因多態(tài)性是否改變藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的表達(dá)模式,而這種表達(dá)模式的變化與伊馬替尼藥物敏感性是否存在相關(guān)性等問題,在藥物遺傳學(xué)的研究中尚無定論。
(2018-03-08收稿)
(2018-04-27修回)