药物蛋白核苷酸多态性对靶向药物伊马替尼敏感性的影响

综述 审校

慢性粒细胞白血病（chronic myelogenous leuke⁃mia，CML）是骨髓增生性疾病，由于9号（q34）和22号（q11）染色体易位，形成费城染色体（Philadelphia chromosome，Ph），产生BCR-ABL融合基因，最终异常激活BCR-ABL酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase in⁃hibitors，TKIs），伊马替尼是BCR-ABL TKIs的靶向抑制。伊马替尼使CML患者细胞遗传学缓解率提高至73.8%。然而，仍有30%～40%患者接受伊马替尼的治疗疗效不佳或无效，产生耐药［1］。研究发现，与治疗疗效较好的患者相比，部分接受伊马替尼治疗疗效较差的患者，其胞内浓度普遍较低。对伊马替尼的前期研究显示，其口服生物利用度＞90%，考虑到药物转运体以及药物吸收部位Ph的影响，其口服生物利用度约为90%［2］。实际上，部分CML患者即使口服伊马替尼血药谷浓度超过阈值1 000 ng/mL，其疗效仍不理想，主动转运的过程可以调节单核细胞内伊马替尼的浓度；Eechoute等［3］研究也得到同样的结论，伊马替尼为P-糖蛋白（p-glycoprotein，ABCB1）的底物，由于药物转运体的影响，使其胞内浓度达不到治疗效果。近年来，研究者从遗传药理学的角度出发，发现药物转运蛋白的遗传变异能影响伊马替尼的疗效。作为乳腺癌耐药蛋白（breast cancer resis⁃tance protein，ABCG2）、ABCB1和有机阳离子转运蛋白（human organic cation transporters，hOCT）等药物转运体的底物，胞内伊马替尼浓度受到摄入以及外排转运体的调节。因此，本文就药物转运体基因多态性对伊马替尼疗效的影响予以综述。

1 有机阴离子转运体对伊马替尼疗效的影响

有机阴离子转运蛋白（organic anion transport polypeptide，OATPs）是一类膜转运蛋白，属于SLCO亚家族，主要负责有机阴离子的转运。在白血病细胞中，能够检测到部分OATPs异常表达。

2 SLCO1A2基因多肽性对伊马替尼疗效的相关性

OATP1A2由SLCO1A2基因编码，在药物肠道吸收、肾小管重吸收以及药物通过血脑屏障中起到重要的作用［4］。伊马替尼作为OATP1A2的底物，其吸收受OATP1A2的影响，其处理OATP1A2转染的K562细胞，胞内的浓度明显升高。此外，一项研究纳入34例患者和100例健康受试者，通过OATP1A2基因型与伊马替尼浓度相关性的分析发现，SLCO1A2-1105G＞A/-1032G＞A和SLCO1A2-361GG基因型健康受试者体内伊马替尼的浓度明显降低，而SLCO1A2-1105G＞A/-1032G＞A和SLCO1A2-361GG基因型患者的单核细胞内浓度低，疗效较差［5］。突变型SLCO1A2-516A＞C、SLCO1A2-382A＞T、SLCO1A2-404A＞T细胞，在细胞膜上OATP1A2表达较低或不表达，伊马替尼几乎不转运入细胞内［6］。而新发现的OATP1A2突变体E184K、D185N、T259P和D288N在细胞膜上OATP1A2转运体在细胞膜表达相对较低，导致突变型胞内浓度仅野生型的20%～50%［7］。除了OATP1A2，伊马替尼也是药物外排转运体OATP1B3的良好底物。OATP1B3由SLCO1B3基因编码，SLCO1B3多态性影响OATP1B3的转运能力。有研究发现，SL⁃CO1B3多态性能够造成伊马替尼清除的个体差异，影响胞内药物浓度水平［8］。Lima等［6］研究发现，118例CML患者口服伊马替尼400 mg/d后，其临床疗效与SLCO1B3 699GG及344TT基因型有关：与伊马替尼治疗无效组相比，伊马替尼疗效理想组中SLCO1B3 699GG及344TT基因型频率较高（63.8%vs.44.7%，P=0.042）；伊马替尼常规治疗剂量对699GA/AA和334TG/GG基因型患者治疗疗效较差（P=0.040）。Nambu等［8］研究分析细胞内伊马替尼浓度及血药浓度，发现SLCO1B3 334TT、GG及TG基因型患者的血药浓度无差异，但是SLCO1B3 334TT基因型患者单核细胞内伊马替尼的浓度明显较高（P=0.019）。此外，334GG基因型患者的伊马替尼清除率较高，导致334GG基因型患者伊马替尼治疗浓度维持时间较短，治疗效果较差［9］。然而，一项纳入86例埃及CML患者的研究结果却与上述结论相反，Bedewy等［10］研究发现，SLCO1B3（T334G）与伊马替尼对CML患者的疗效无关（P=0.938）。

SLCO1A2及SLCO1B3多态性影响伊马替尼的疗效机制很可能与基因突变引起细胞膜转运体OATP1A2和OATP1B3表达改变有关。SLCO1A2基因突变影响了OATP1A2对伊马替尼的转运作用，使得胞内药物浓度降低，疗效降低；而SLCO1B3基因突变可能影响转运体OATP1B3活性，使其与伊马替尼的亲和力发生改变。但是现有的相关专题研究均较少，各研究中存在种族差异性。因此，对于SLCO1A2和SLCO1B3多态性与伊马替尼疗效的相关性需进一步验证。

3 有机阳离子转运体对伊马替尼疗效的影响

hOCT1由SLC22A1基因编码，其表达水平和活性是对伊马替尼临床疗效有力的预测因子，SLC22A1单核苷酸多态性与hOCT1的表达水平和活性有关。研究发现，SLC22A1 1222A＞G突变型不会改变hOCT1对伊马替尼的转运功能，因此也不会影响伊马替尼在CML患者细胞中的转运过程，可是1号外显子上单核苷酸多态性 SLC22A1 1222A＞G 被 内 含 子 IVS6-878C＞A（rs3798168）和IVS7+850C＞T所包绕，此位点与伊马替尼清除率有关，导致个体对伊马替尼清除能力的不同［11-12］，最终造成伊马替尼疗效的差异。Maff i oli等［13］研究报道，rs6935207 hOCT位点的突变也与伊马替尼疗效欠佳有关，然而由于该位点基因位置靠近hOCT15，所以hOCT15不被转录翻译，伊马替尼最终疗效也可能与rs6935207位点的调节功能有关。然而，伊马替尼的疗效与SLC22A1基因表达水平无关，不受SLC22A1基因表达水平的影响［13］，随着伊马替尼浓度的增加，SLC22A1的表达水平随之增加；在保持细胞耐药性的同时，随着暴露于伊马替尼时间的延长，SLC22A1的表达量发生变化，提示伊马替尼的耐药机制呈动态变化且与SLC22A1的表达水平无关。SLC22A1单核苷酸多态性还具有种族差异，在中国、马来西亚及印度等亚洲人种中呈高度多态性，但是部分hOCT1的突变型仅在白种人中能检测到。如SLC22A1 181C＞T（rs12208357）和 SLC22A1 1260_1262delGAT（rs72552763）仅在白种人中检测到，且其与欧美人群hOCT1转运体活性有关［11］。高加索人群中，单核苷酸多态性多发生于M408V（rs628031），而其等位基因频率分别为18.5%和59.8%。Giannoudis等［14］研究发现，M420基因缺失（M420del）可以导致CML患者胞内伊马替尼摄入减少，口服伊马替尼治疗无效，而当M408V基因存在时，M420del造成的治疗无效能够被逆转：在CML患者中，随着治疗时间的延长，相比M420患者，M420del患者更容易出现伊马替尼治疗无效的情况；在CML细胞系中，与M420+M408细胞组相比，M420del+M408细胞对伊马替尼的摄取率更低，hOCT1的活性更弱；M420del+V408和M420+M408组细胞对伊马替尼的摄取率无差别，但比M420del+M408细胞对伊马替尼的摄取率较高。而Singh等［15］研究发现，亚洲人SLC22A1的高频突变单倍型是AGT和CGC，与野生单倍型CAC相比，高频突变型基因的患者对伊马替尼的清除能力下降了22%；而AGT、CGC的拷贝数也影响到伊马替尼的药代动力学参数：与0或1拷贝的患者相比，具有2拷贝的患者伊马替尼清除率下降了33.4%而血药谷浓度增加了50%。

4 ATP结合域转运体对伊马替尼疗效的影响

伊马替尼的疗效除了受到有机阴离子和有机阳离子转运体的影响，ABCB1、BCRP等外排转运体介导的伊马替尼多药耐药也与ATP-结合域转运体（ATP-binding cassette transporters，ABC）的过表达有关。ABC转运体家族是一类跨膜转运蛋白，参与特定底物在脂质膜上的转运，Kosztyu等［16］研究发现，当ABC转运体表达水平低于某一阈值时就无法改变伊马替尼胞内药物浓度。

4.1 ABCB1与ABCG2对伊马替尼药物疗效的影响

ABCB1由ABCB1基因编码，ABCB1位于7号染色体上，包含28个外显子，ABCB1基因突变与癌症的进一步发展有关，ABCB1核苷序列26号外显子3435C＞T（rs1045642）与包括CML在内的多种肿瘤的发生发展有关［17］。在为期一年的观察中发现，相比CT和TT基因型CML患者，1236CC纯合子基因型患者获得主要分子应答的比例更高，伊马替尼的治疗效果更理想［18］。Singh 等［15］研究发现，ABCB1位点rs2032582的突变与伊马替尼初始治疗无效有关，相比GG基因型患者，TT基因型患者更容易获得主要分子应答。因此，推测T等位基因也许是伊马替尼初始治疗的保护基因。Singh等［15］研究还发现，ABCB1基因多态性不仅可以影响ABCB1的表达水平，还能改变其功能，从而影响ABCB1底物伊马替尼等药物的疗效。ABCB1 1236CC 2677GG或3435CC基因型的患者ABCB1表达水平较低，伊马替尼的清除率降低。Ali等［19］研究发现，CML患者中伊马替尼治疗后无法达到血液学缓解的患者多为ABCG2 3435TT型基因携带者，而ABCG2 3435CC型基因携带者多为无法达到细胞遗传学缓解，在ABCG2 3435CC基因型患者体内，检测到高表达的ABCB1造成伊马替尼外排增加，最终导致耐药。此外，一项关于ABCB1基因多态性与伊马替尼疗效的Meta分析显示［20］，ABCB1 C1236T基因型能够导致伊马替尼临床治疗疗效欠佳，ABCB1 C等位基因的患者用伊马替尼治疗后BCR/ABL基因清除率较差。此外，不同耐药倍数的K562细胞株中，对低浓度伊马替尼耐药的细胞株中除ABCB1高表达外，转运蛋白ABCG2呈高表达。

ABCG2基因位于4号染色体，编码ABCG2。与ABCB1不同，有研究认为ABCG2基因多态性是肿瘤发展中的保护因素［21］，ABCG2 421A基因型CML患者口服伊马替尼疗效较好，更容易获得分子学应答（main molecular response，MMR）。ABCG2 5号外显子上非同义位点421 C＞A能够影响伊马替尼的疗效，在口服伊马替尼治疗后，携带A基因型的CML患者获得主要MMR的比例较高，这可能是由于A基因型携带者的伊马替尼血药浓度较高［22］。然而，Hu等［23］研究却得到相反的结果，提示携带ABCG2 C421A等位基因A的患者病情加重的风险增加。在18个月的随访期内，70例获得血液学完全分子应答（complete mo⁃lecular response，CMR）患者全部为ABCG2 421CC基因型的携带者。Salimizand等［24］研究也发现，CC421 ABCG2/TT3435 ABCB1基因携带CML患者伊马替尼临床疗效较差且容易从慢性期发展为加速期。ABCG2不仅与肿瘤发展相关，还与药物药代动力学、药效学、药物不良反应等方面的个体差异有关，伊马替尼400 mg/d的治疗剂量对GG基因型患者疗效良好，而其他基因型患者要达到相同的疗效，需要增加剂量至 600 mg/d［25］。

4.2 ABCC1与ABCC2对伊马替尼疗效的影响

位于16号染色体上的ABCC1是影响细胞对抗癌药物应答的重要基因。10号染色体上的ABCC2负责编码人多药耐药蛋白2（multiple drug resistance-as⁃sociated protein 2，ABCC2），hABCC2主要分布于组织屏障上，是人体中较为重要的外排转运体。研究发现，伊马替尼对急变期CML患者的疗效也可以根据ABCC1蛋白的表达水平来预测。然而，ABCC1过表达也与急性髓细胞白血病（acute myeloid leukemia，AML）患者MDR的表现型有关，但G2012T突变并不会影响ABCC1的表达水平［26］。根据临床观察结果，Au等［27］研究发现，多数G2012T、G2168A基因型患者的ABCC1基因多态性与MDR表现型无关。然而，ABCC2基因突变造成了个体药代动力学的差异，这可能与ABCC2单核苷酸基因突变有关，-24C＞T、1249G＞A及3972C＞T基因突变造成了个体间对内源性或外源性底物生物利用度的差异［28］。因此，ABCC2可能是另一个与伊马替尼耐药有关的潜在候选基因。单核苷酸多态性不仅能导致ABCC1活性的不同，还能造成ABCC1与ABCC2表达的个体差异，可能与伊马替尼的耐药有关。Salimizand等［24］研究发现，ABCC2T24G1249T3972单倍型基因与伊马替尼耐药有关，在伊马替尼耐药的患者中，ABCC2 TGT基因型出现的频率较高，这可能与沉默单核苷酸多态性3972C＞T及-24C＞T有关。此外，-24T及3972T不仅降低了伊马替尼转运体ABCC2的活性，ABCC2蛋白表达下降也与T24G1249T3972基因型有关。

4.3 ABCA3对伊马替尼疗效的影响

根据多项前期研究发现［26-29］，无论是在AML还是CML患者的侧群细胞系中，均能检测到ABCA3胞内过表达，但对ABCA3基因多态性与伊马替尼疗效的相关性了解较少。目前有研究发现，ABCA3 c.4548-191C＞A是位于内含子上的单核苷酸，该位点的突变可能通过调节基因转录相关因子影响基因的转录过程，且ABCA3 c.4548-191CC/CA基因型患者更不容易获得CMR，ABCA3c.4548-191C＞A等位基因很可能通过影响ABCA3的表达和功能影响伊马替尼的疗效［28］。

ABCA3的表达水平与CML细胞对TKIs的敏感性有关，CML患者的原始细胞中ABCA3 mRNA的表达水平较高，用C14标记伊马替尼，其转运过程显示，CML原始细胞中ABCA3 mRNA过表达可以增加溶酶体使细胞对伊马替尼敏感性下降，产生伊马替尼耐药。Hupfeld等［29］研究发现，ABCA3在正常骨髓细胞中也可能高表达，但这仅发生在部分正常CD34+造血祖细胞中，然而在伊马替尼耐药的CML患者中，CD34-片段中也能检测到ABCA3的高表达，过表达的ABCA3成为了伊马替尼耐药的危险因素。Wang等［30］研究发现，CML患者口服伊马替尼后，ABCA3 4548-91CC/CA基因型携带者获得MMR的概率更小，相比其他基因型患者，ABCA3 4548-91CC/CA基因型患者获得MMR的可能性仅为17%（1/6）。

此外，BCR-ABL1的表达也与ABCA3过表达有关，当细胞暴露于治疗量的TKIs中时，ABCA3的表达增加。在细胞株与原代细胞中，均发现ABCA3能够保护CML细胞不受TKIs类药物的侵扰。当CML细胞暴露于TKIs时，能引起胞内ABCA3高表达，同时也增加胚胎干细胞相关转录因子SALL4的表达，而SALL4在ABCA3表达过程中，通过结合ABCA3上游启动子影响ABCA3的表达。当抑制ABCA3或沉默SALL4时，就能有效恢复细胞对TKIs的敏感性［30］。因此，TKIs能够激活ABCA3/SALL4为基础的耐药机制，而沉默ABCA3或SALL4的表达不仅可以降低BCR-ABL1阳性克隆细胞，还能恢复CML细胞对TKIs的敏感性。当通过基因沉默的方式下调ABCA3的表达后，CML耐药细胞株对伊马替尼的敏感性明显增加；当上调伊马替尼敏感细胞的ABCA3水平，细胞对伊马替尼的敏感性下降，并获得耐药。更重要的是，初次诊断的患者白血病细胞中均能检测到AB⁃CA3，提示ABCA3介导的耐药很可能是白血病细胞内在的耐药机制，而非获得性耐药机制。

5 小结与展望

CML是由骨髓造血干细胞引起的疾病，尽管对多数慢性期患者而言，TKIs靶向抑制剂伊马替尼能够诱导完全血液学缓解和细胞学缓解，但是仍然有部分患者疗效欠佳［31］。对于此类CML患者，体内对伊马替尼不敏感的白血病细胞在性质上可能是静止的，但在治疗停止后可能会迅速复发。研究发现药物转运体也是伊马替尼耐药机制之一，伊马替尼胞内药物浓度与阴离子转运体，阳离子转运体和ABC家族转运体均有关［31］。伊马替尼药代动力学和药效学受到ABCB1、hOCT1及ABCG2基因多态性的影响，CML患者中hOCT1与伊马替尼疗效直接相关，但要确证在CML患者中，OATP与ABC家族转运体对伊马替尼药代动力学的影响，目前的研究数据仍略显不足。除了药物转运体，BCR-ABL激酶的突变，BCRABL融合基因等均可以影响到CML细胞对伊马替尼的敏感性。此外，用药剂量、患者对药物依从性以及药物不良反应均为TKIs类药物的限制因素。在CML患者中，ABC家族转运蛋白具有基因多态性，但是转运蛋白基因多态性对临床是否存在意义，研究结论尚不一致。目前的研究并未阐述随着时间的变化，CML单核细胞中药物转运体动态定量分析情况。药物转运体基因多态性是否改变药物转运体的表达模式，而这种表达模式的变化与伊马替尼药物敏感性是否存在相关性等问题，在药物遗传学的研究中尚无定论。

（2018-03-08收稿）

（2018-04-27修回）