克罗地亚单中心研究：候选药物基因多态性与儿童急性淋巴细胞白血病6-巯基嘌呤及甲氨蝶呤治疗反应的关联分析

《Oncology and Therapy》：Association of Variants in Candidate Pharmacogenes with Response to Mercaptopurine and Methotrexate in Pediatric Acute Lymphoblastic Leukemia: A Single-Center Experience from Croatia

　　

摘要：6-巯基嘌呤（6-MP）与甲氨蝶呤（MTX）的药物反应与毒性存在显著个体间差异，是儿童急性淋巴细胞白血病（ALL）治疗的主要挑战。参与药物代谢、转运及叶酸通路的种系变异可能是该差异的重要影响因素。本研究为回顾性队列研究，纳入克罗地亚三级转诊中心按ALL IC-BFM 2002或2009方案治疗的43例儿童ALL患者，对TPMT、ITPA、NUDT15、PACSIN2、MTHFR、TYMS、SLC19A1及SLCO1B1共8个基因的11个多态性位点进行基因分型，分析其与维持期平均6-MP剂量、巩固期MTX药代动力学及MTX相关毒性的关联，并构建多基因风险评分（PRS）评估两药联用时的累积遗传毒性风险。结果显示，ITPA rs1127354变异携带者平均6-MP剂量显著低于野生型携带者；排除离群值后，NUDT15 rs61973267变异与更高的6-MP耐受剂量相关。单个变异与MTX清除率无显著关联；SLCO1B1 rs4149056变异携带者有口腔黏膜炎风险降低的趋势。包含TPMT rs1142345与ITPA rs1127354的PRS分析与6-MP减量需求呈临界关联。研究表明，ITPA与NUDT15变异可调控6-MP剂量需求，而单个MTX相关变异的关联有限。结果凸显抗代谢药药物基因组学的复杂性，提示整合多基因策略或可更好识别临床相关的药物基因组学风险。

研究背景方面，儿童急性淋巴细胞白血病（ALL）是最常见的儿童恶性肿瘤，当前基于欧洲柏林–法兰克福–慕尼黑（BFM）方案的多药联合化疗已将总体生存率提升至85%以上。然而，6-巯基嘌呤（6-MP）与甲氨蝶呤（MTX）作为维持治疗与巩固治疗的核心药物，其疗效与毒性存在显著的个体间差异，无法完全由临床或治疗方案因素解释。既往研究提示，药物代谢、转运及叶酸通路相关药物基因（pharmacogenes）的种系变异是重要影响因素，但目前除硫嘌呤甲基转移酶（TPMT）与核苷酸二磷酸水解酶15（NUDT15）外，多数候选基因的预测价值缺乏一致证据，且在欧洲人群尤其是克罗地亚人群中的数据有限。因此，研究人员开展此项研究，旨在探索多基因变异对儿童ALL抗代谢药治疗反应与毒性的影响，为精准剂量调整提供依据。

关键技术方法上，研究纳入2007年至2020年于克罗地亚里耶卡临床医院中心儿科血液肿瘤与临床遗传学部确诊并接受ALL IC-BFM 2002或2009方案的43例儿童ALL患者，采集外周血提取基因组DNA。对硫嘌呤代谢通路（TPMT、ITPA、NUDT15、PACSIN<2>）、叶酸代谢通路（MTHFR、TYMS、SLC19A1）及转运蛋白基因（SLCO1B1）共11个多态性位点进行基因分型，采用聚合酶链反应–限制性片段长度多态性（PCR–RFLP）或直接测序法检测。统计层面应用显性遗传模型，结合曼–惠特尼U检验、逻辑回归及多基因风险评分（PRS）模型，分析基因型与6-MP平均剂量、MTX清除率及器官毒性的关联，并进行多重比较校正。

研究结果部分，首先为研究对象特征：中位年龄5岁，男女比例28:15，79%为中危组，88%接受2009版BFM方案，巩固期35%接受中剂量MTX（2 g/m²）、65%接受高剂量MTX（5 g/m²）。其次为群体药物基因组学分析：与欧洲参考人群相比，ITPA rs1127354与SLCO1B1 rs4149056等位基因频率存在显著差异，其中SLCO1B1 rs4149056偏离哈迪–温伯格平衡，提示需考虑人群遗传背景对药物基因组学解读的影响。第三为遗传变异与6-MP平均剂量的关联：TPMT rs1142345变异未显示显著剂量差异；ITPA rs1127354杂合携带者平均6-MP剂量（59.7%）显著低于野生型（68.7%），虽经错误发现率校正后无统计学意义，但方向与既往报道一致；NUDT15 rs61973267 GA基因型携带者耐受剂量高于GG基因型，但未达显著性水平；其余NUDT15内含子及3'非翻译区变异、PACSIN<2>变异均无显著关联。第四为MTX巩固期药代动力学：高剂量MTX组的MTX清除次数与SLC19A1 rs1051266、SLCO1B1 rs4149056及联合效应均无显著相关性。第五为毒性分析：排除高危组后，仅观察到SLCO1B1 rs4149056野生型口腔黏膜炎风险高于变异型的趋势（校正后p=0.10），其余叶酸通路基因与各类器官毒性无显著关联。第六为多基因风险评分：PRS与MTX多器官毒性无显著关联，但与6-MP减量需求呈临界关联（p=0.08），提示累积遗传负荷可能降低硫嘌呤耐受性。

讨论与结论部分，研究人员指出，本研究在克罗地亚儿童ALL队列中发现ITPA rs1127354与更低6-MP耐受剂量相关，支持其在硫嘌呤耐受调控中的作用，且该变异等位基因频率高于欧洲参考人群，提示潜在的人群特异性。NUDT15 rs61973267作为3'非翻译区变异，与更高剂量耐受的关联虽未达显著性，但方向与斯洛文尼亚队列一致，提示非编码区变异也可能通过调控机制影响药物反应。TPMT变异在本研究中未显示预期关联，可能与人群遗传结构、样本量或额外遗传修饰有关，强调需在目标人群中验证经典药物基因组学标记。MTX相关单个变异关联有限，与既往meta分析结果一致，支持其单独预测价值不足的结论。PRS的临界关联进一步提示，整合多基因的策略优于单变异检测，尤其在抗代谢药这种多通路调控的治疗场景中。研究局限性包括样本量较小、回顾性设计导致临床混杂因素数据不全，因此结果应视为假设生成而非确证证据。最终结论为：种系药物基因变异可部分解释克罗地亚儿童ALL患者的抗代谢药耐受差异，ITPA与NUDT15为6-MP剂量调控的重要候选位点，整合多基因的PRS策略更具临床应用潜力，未来需更大规模前瞻性研究验证人群特异性标记，以优化儿童ALL的个体化给药。