豫北地區(qū)漢族人群MTHFR(677C>T)等基因分析及臨床意義①

袁紅昌 崔智真 惠紅巖 郗玉玲 平貫芳 鄧智建

(新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院藥學部，新鄉(xiāng) 453100)

白血病、肺癌、胃癌以及膀胱癌等腫瘤的發(fā)病率呈上升趨勢嚴重危害著人類的健康。化療是治療腫瘤的重要方式。甲氨蝶呤、鉑類藥物(如奧沙利鉑)、氟類藥物(如卡培他濱、氟尿嘧啶)、伊立替康等藥物是治療腫瘤的常用藥物，效果比較顯著，但這些藥物的不良反應，給患者帶來極大的痛苦[1-4]。

研究表明上述藥物存在個體化差異的原因較多，其中主要與基因多態(tài)性相關，例如甲氨蝶呤的代謝與亞甲基四氫葉酸還原酶(5,10-methylene tetra hydrofolate reductase，MTHFR)[5]；奧沙利鉑等鉑類藥物的代謝與谷胱甘肽硫轉移酶P1(Methylation of glutathione S-transferases P1，GSTP1)及X線修復交叉互補基因1(X-ray repair cross complementing group 1，XRCC1)[6]；卡培他濱、氟尿嘧啶等氟類藥物的代謝與二氫嘧啶脫氫酶基因(Dihydropyrimidine dehydrogenase gene，DPYD)[7]；伊立替康的代謝與尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶1A1(Uridine diphosp-hate glucuronic transferase 1A1，UGT1A1)[4]基因突變密切相關。MTHFR常見的突變位點為MTHFR(677C>T)；GSTP1常見的突變位點為GSTP1(313A>G)；XRCC1常見的突變位點為XRCC1 Gln399Arg(1196T>C)；DPYD常見的突變位點分別為DPYD*2A(476002G>A)、DPYD*13(1679T>G)和DPYD(2846T>A)；UGT1A1常見的突變位點分別為UGT1A1*6(211G>A)和UGT1A1*28(TA6/7)[8]。因此本研究從基因多態(tài)性的角度探索個體化用藥，從而制定治療方案。不同地區(qū)人群的基因具有不同特點，因此本實驗調查河南省北部(豫北地區(qū))患有腫瘤漢族人群中MTHFR(677C>T)等8個基因分布的特點并分析其臨床意義。

1 資料與方法

1.1資料

1.1.1入選對象 入選對象為2017年1月1日至2019年6月30日新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院收治的腫瘤患者，均為豫北地區(qū)的漢族人群。征求患者同意后開展MTHFR(677C>T)等基因檢測。檢測的情況如下：MTHFR(677C>T)105例，平均年齡(33.59±25.18)歲；GSTP1(313A>G)300例，平均年齡(56.58±13.65)歲；XRCC1(1196T>C)266例，平均年齡(57.37±14.01)歲;DPYD*2A(476002G>A)286例，平均年齡(57.08±13.29)歲；DPYD*13(1679T>G)284例，平均年齡(56.51±14.62)歲；DPYD(2846T>A)286例，平均年齡(57.88±14.11)歲；UGT1A1*6(211G>A)115例，平均年齡(54.13±9.25)歲；UGT1A1*28(TA6/7)115例，平均年齡(54.20±9.29)歲。

1.1.2實驗材料 RT-Cycler TM 436/TL988熒光檢測儀(運行軟件系統(tǒng)為個體化藥學服務系統(tǒng)，博奧生物科技公司)；Pharm-gene 01 SNP樣本分析保存液、Pharm-gene 200 SNP樣本處理試劑以及測序反應試劑盒均購自北京華夏時代基因公司。

1.2方法 取EDTA抗凝管采集患者外周靜脈血3 ml，抽取200 μl靜脈血加入含1 ml 1% NH4Cl的管中靜置5 min以裂解紅細胞；6 000 r/min離心5 min 后棄上層液；加入1 ml 0.9%生理鹽水重懸白細胞，6 000 r/min再次離心5 min后棄上層液；加入Pharm-gene 01 SNP樣本分析保存液30 μl靜置30 min;取上述樣本1.8 μl加至Pharm-gene 200 SNP樣本處理試劑中，熒光檢測儀檢測基因型，MicroSeq測序系統(tǒng)分析。

1.3統(tǒng)計學處理 采用χ2檢驗統(tǒng)計分析本次調查的基因型分布是否符合Hardy-Weinberg平衡，P>0.05表明有群體代表性。SPSS13.00統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1Hardy-Weinberg平衡定律檢驗 MTHFR(677C>T)、GSTP1(313A>G)、XRCC1(1196T>C)、DPYD*2A(476002G>A)、DPYD*13(1679T>G)、DPYD(2846T>A)、UGT1A1*6(211G>A)及UGT1A1*28(TA6/7)基因的P值分別為0.583、0.795、0.106、0.999、0.606、0.999、0.095、0.737，表明各基因型分布符合平衡定律(P>0.05)，提示調查人群有群體代表性。

2.2基因型分布 研究結果表明豫北地區(qū)患有腫瘤的漢族人群MTHFR(677C>T)、GSTP1(313A>G)、XRCC1(1196T>C)、DPYD*2A(476002G>A)、DPYD*13(1679T>G)、DPYD(2846T>A)、UGT1A1*6(211G>A)及UGT1A1*28(TA6/7)等位基因的突變頻率分別為68.10%、22.33%、70.11%、0.17%、0.18%、0.17%、27.39%、6.52%(表1)。

表1 豫北地區(qū)患有腫瘤疾病漢族人群MTHFR(677C>T)等基因頻率分布

2.3性別之間差異 本次調查MTHFR(677C>T)、GSTP1(313A>G)、XRCC1(1196T>C)、DPYD*2A(476002G>A)、DPYD*13(1679T>G)、DPYD(2846T>A)、UGT1A1*6(211G>A)及UGT1A1*28(TA6/7)基因型男性患者所占的比例分別為42.86%、59.33%、64.66%、58.74%、58.45%、59.09%、68.70%、67.83%。UGT1A1*6(G>A)基因GG及GA型不同性別之間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)，AA型差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見圖1。

圖1 MTHFR(677C>T)等不同性別之間基因多態(tài)性分布Fig.1 Distribution of MTHFR (677C>T) et al gene frequency among different gendersNote:Compared with male，*.P<0.05,**.P<0.01.

3 討論

3.1MTHFR(677C>T)等基因多態(tài)性的臨床意義 甲氨蝶呤治療白血病的效果顯著，但也產(chǎn)生嚴重的不良反應，且個體化差異很大[1]。由于甲氨蝶呤的代謝與MTHFR密切相關，常見的編碼區(qū)多態(tài)性是677C>T位點，當編碼區(qū)發(fā)生突變時，其酶的活性顯著降低，甲氨蝶呤發(fā)生不良反應的風險增加，因此應引起醫(yī)護人員的重視[5,8,9]。

奧沙利鉑等鉑類藥物是治療晚期非小細胞肺癌(NSCLC)的一線化療藥物，但該藥也存在很大個體化差異。參與鉑類藥物代謝的酶主要有GSTP1和XRCC1，其中GSTPI基因變異型可引起酶活性下降，甚至喪失，進而引起鉑類藥物代謝降低，體內藥物排泄減慢，增加了一些患者對鉑類藥物的敏感性[2]。GSTP1(313A>G)基因GG型患者的化療效果最好，發(fā)生血液毒性的風險最低；AG型的療效次之，也有一定的毒性；AA型的療效最差，毒性最高，因此檢測患者的GSTP1基因型可預測鉑類藥物治療NSCLC效果[10,11]。XRCC1是修復DNA的重要基因，參與修復由各種損害引起的DNA的損傷[6]。XRCC1(1196T>C)基因TT型和TC型患者的生存率降低，中性粒細胞減少的風險較低；CC型可增加生存率，但也增加了中性粒細胞減少的風險[8]。

卡培他濱、5-氟尿嘧啶等氟類藥物在臨床上廣泛用于治療各種實體腫瘤，效果顯著。大部分氟類藥物在人體中經(jīng)DPD分解代謝，其中DPYD為嘧啶類藥物分解代謝的關鍵酶，酶的活性可影響氟類藥物代謝。DPYD常見的突變位點為DPYD*2A(476002G>A)、DPYD*13(1679T>G)及DPYD(2846T>A)等[3,12]。若患者攜帶的是DPYD*2A的GA型、DPYD*13的TG型及DPYD(2846T>A)的TA型基因，DPYD酶的活性降低，氟類藥物的清除率降低，因此，氟類藥物在體內蓄積增加，易出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，并且二者呈相關性；若患者為DPYD*2A的AA型、DPYD*13的GG型及DPYD(2846T>A)的AA型基因，DPYD酶的活性可能完全喪失，氟類藥物無法分解應用其他藥物[8]。

伊立替康為治療消化道惡性腫瘤的常見化療藥物，其化療毒性與UGT1A1*6(211G>A)及UGT1A1*28(TA6/7)基因多態(tài)性高度相關[4]。當UGT1A1酶的活性下降30%以上時，腸道內SN-38轉化為SN-38G的速度減慢，引起體內SN-38蓄積，可產(chǎn)生細胞毒性，因此UGT1A1*6(211G>A)AA型增加了3級以上(含3級)出現(xiàn)中性粒細胞減少以及遲發(fā)性腹瀉等現(xiàn)象[13,14]。UGT1A1*28(TA6/7)基因多態(tài)性也增加了伊立替康不良反應的發(fā)生，特別是重度骨髓抑制風險和3～4級中性粒細胞減少的發(fā)生[15]。研究表明UGT1A1*28(TA6/7)基因TA6/7和TA7/7型患者使用伊立替康后發(fā)生中性粒細胞減少以及遲發(fā)性腹瀉的比率較高[4，8]。另有研究表明UGT1A1*28(TA6/7)突變型患者骨髓抑制的風險也會增加[16]。

3.2豫北地區(qū)漢族人群MTHFR(677C>T)等基因分布特點 本研究表明豫北地區(qū)患有腫瘤疾病漢族人群MTHFR(677C>T)基因CT型為39.05%，表明該人群使用甲氨蝶呤可發(fā)生骨髓抑制等不良反應的風險增高，MTHFR(677C>T)基因TT型為48.57%，患者使用甲氨蝶呤出現(xiàn)黏膜毒性增高，因此建議患者監(jiān)測基因，制訂個體化治療方案。

GSTP1(313A>G)和XRCC1(1196T>C)基因多態(tài)性影響奧沙利鉑等鉑類藥物的代謝[2]。研究表明GSTP1(313A>G)基因GG型占5.67%，該人群使用鉑類藥物化療的效果最好，發(fā)生血液毒性的風險最低。XRCC1(1196T>C)基因CC型達51.88%，表明該人群的生存率高，但也增加了中性粒細胞減少的風險，因此應引起醫(yī)護人員的重視。

DPYD*2A(476002G>A)、DPYD*13(1679T>G)及DPYD(2846T>A)基因多態(tài)性也影響卡培他濱、5-氟尿嘧啶等氟類藥物的代謝[3]。本研究表明DPYD三個位點的突變頻率極低，分別為0.17%、0.18%和0.17%，表明該人群使用氟類藥物不易出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，比較安全。

UGT1A1*6(211G>A)及UGT1A1*28(TA6/7)基因多態(tài)性與伊立替康的化療毒性高度相關[4]。本研究表明UGT1A1*6(211G>A)基因GA和AA型分別為47.83%和3.47%，該人群使用伊立替康時極易出現(xiàn)中性粒細胞減少以及遲發(fā)性腹瀉等現(xiàn)象，因此應引起臨床醫(yī)生高度重視。針對UGT1A1*28(TA6/7)基因的研究結果發(fā)現(xiàn)TA6/7和TA7/7型分別為11.30%和0.87%，表明該人群使用伊立替康后發(fā)生中性粒細胞減少以及遲發(fā)性腹瀉的風險較高，也可發(fā)生骨髓抑制等現(xiàn)象。

4 結論

豫北地區(qū)患有腫瘤疾病漢族人群中MTHFR(677C>T)等8個基因存在多態(tài)性，建議患者在使用甲氨蝶呤等腫瘤治療藥物時應監(jiān)測基因，根據(jù)監(jiān)測結果制定個體化治療方案，對增加藥物療效和降低藥物不良反應有重要指導作用。