他克莫司轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性在器官移植中的研究進(jìn)展

張函舒 宋滄桑 張陽 李興德

器官移植是目前治療終末期器官衰竭最為理想的手段，但排斥反應(yīng)仍然是影響器官移植受者長期存活的重要危險因素[1-2]。他克莫司（tacrolimus，Tac）是預(yù)防器官移植術(shù)后排斥反應(yīng)的常用一線免疫抑制劑，但由于其治療窗窄、個體體內(nèi)代謝差異大等，接受相同Tac給藥方案的器官移植受者的療效或不良反應(yīng)存在較大差異，是其臨床使用的一大難點[3-5]。臨床上常監(jiān)測Tac血藥濃度以對其進(jìn)行劑量調(diào)整，但血藥濃度監(jiān)測存在局限性，無法確定最初給藥劑量。部分器官移植受者即使增加給藥劑量，血藥濃度也難以達(dá)到有效范圍，其臨床癥狀及相關(guān)生化指標(biāo)也難以改善；部分受者即使血藥濃度處于正常范圍內(nèi)，但移植物排斥反應(yīng)發(fā)生率仍較高，且受者生存率下降[6]。Tac藥代動力學(xué)受多種因素影響，其中基因多態(tài)性是主要影響因素之一。目前國內(nèi)外大多數(shù)關(guān)于基因多態(tài)性的研究主要集中于細(xì)胞色素P450（cytochrome P450，CYP），已有相關(guān)指南推薦檢測CYP3A5基因多態(tài)性以指導(dǎo)調(diào)整Tac給藥劑量[7-8]。但CYP3A5基因多態(tài)性尚不足以解釋所有Tac藥代動力學(xué)的個體差異，藥物轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性成為了新的研究熱點。有研究報道，Tac藥代動力學(xué)除與藥物代謝酶密切相關(guān)外，轉(zhuǎn)運蛋白同樣是重要的影響因素[9]。但目前關(guān)于Tac轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性的研究結(jié)論不一，缺乏系統(tǒng)性。鑒此，筆者查閱近年來與轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性在Tac藥代動力學(xué)方面的研究進(jìn)展，歸納總結(jié)轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性與Tac血藥濃度相關(guān)性的研究，更新對藥物轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性的理解，以期為Tac個體化用藥的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供參考。

1 藥物轉(zhuǎn)運蛋白的定義

轉(zhuǎn)運蛋白是內(nèi)源性物質(zhì)和藥物攝入或排出細(xì)胞的重要轉(zhuǎn)運途徑，分布于腸上皮細(xì)胞、肝細(xì)胞或腎小管的膜中，參與藥物在細(xì)胞內(nèi)外的轉(zhuǎn)運，可調(diào)節(jié)藥物的吸收、分布和消除過程，在藥物藥代動力學(xué)方面起著至關(guān)重要的作用[10-13]。轉(zhuǎn)運蛋白的功能可受到外部因素的調(diào)節(jié)，如藥物之間的相互作用等，亦可受到內(nèi)部因素的影響，如遺傳因素、病理生理條件等[14]。其中遺傳因素較為重要，轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因的單核苷酸多態(tài)性位點突變可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)運蛋白的表達(dá)方式和轉(zhuǎn)運效率發(fā)生改變，直接干預(yù)藥物在體內(nèi)的分布和代謝過程，或影響藥物在作用靶器官中的濃度。研究顯示轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性與藥物的血藥濃度、治療效果和不良反應(yīng)存在相關(guān)性，是導(dǎo)致個體差異的一個重要因素[15]。Tac在體內(nèi)的藥代動力學(xué)可能高度依賴于轉(zhuǎn)運機(jī)制，轉(zhuǎn)運蛋白能使Tac迅速進(jìn)入血液循環(huán)中，然后在肝臟進(jìn)行代謝，代謝后的Tac依賴于轉(zhuǎn)運蛋白以有效血藥濃度分布到靶器官中。因此，轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性可影響Tac在靶器官中的有效血藥濃度，從而影響其治療效果。目前與Tac體內(nèi)代謝密切相關(guān)的轉(zhuǎn)運蛋白主要分為三磷酸腺苷結(jié)合盒式（adenosine triphosphate -binding cassette，ABC）轉(zhuǎn)運蛋白超家族和溶質(zhì)載體（solute carrier，SLC）轉(zhuǎn)運蛋白超家族。

2 ABC轉(zhuǎn)運蛋白的基因多態(tài)性

ABC轉(zhuǎn)運蛋白由運輸三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）酶驅(qū)動的外排泵組成，其利用ATP水解產(chǎn)生的能量將底物轉(zhuǎn)運至細(xì)胞膜，排出細(xì)胞。ABC轉(zhuǎn)運蛋白在許多組織中廣泛表達(dá)，如腸道、肝臟、腎臟、血腦屏障、血睪丸屏障、胎盤和外周血細(xì)胞等，特別是淋巴細(xì)胞。ABC轉(zhuǎn)運蛋白有8個家族，人體基因組編碼了48個ABC轉(zhuǎn)運蛋白的基因，其中影響Tac療效和安全性的基因主要包括ABCB1和ABCC2。

2.1 ABCB1

ABCB1是一類在腸道中大量表達(dá)的外排轉(zhuǎn)運蛋白，可影響藥物的體內(nèi)代謝過程，位于人類7號染色體q21.1上，編碼P糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）。Tac是P-gp的底物，P-gp可將藥物泵回腸腔，ABCB1基因多態(tài)性會造成P-gp的表達(dá)水平和功能存在差異，從而影響Tac的臨床療效。目前對于ABCB1基因多態(tài)性的研究主要集中于C3435T、C1236T、G2677T/A，三者之間存在連鎖不平衡性，表明這3個基因存在一定的相關(guān)性。ABCB1 C3435T是第26外顯子上第3 435位的C突變?yōu)門，可影響信使核糖核酸（messenger ribonucleic acid，mRNA）的穩(wěn)定性及P-gp在膜中的插入和折疊，降低P-gp在十二指腸中的表達(dá)和功能，影響Tac的生物利用度[16]。ABCB1 C1236T是第12外顯子上第 1 236位的C突變?yōu)門，ABCB1 G2677T/A是第21外顯子上第2 677位的G突變?yōu)門/A，C1236T、G2677T/A突變可改變P-gp的外排功能，影響Tac的藥代動力學(xué)[17]?；谒幋鷦恿W(xué)機(jī)制，ABCB1基因多態(tài)性可成為Tac藥代動力學(xué)的有效生物標(biāo)志物，但ABCB1基因多態(tài)性與Tac藥代動力學(xué)的相關(guān)性研究數(shù)據(jù)不一致，且不同種族不同地區(qū)人群基因多態(tài)性存在差異，亞洲人群C3435T、C1236T突變率分別為61.8%、37.4%，歐洲人群C3435T、C1236T突變率分別為48.1%、57.2%。G2677T/A中T等位基因在白種人群中的突變率為40%～50%，在非洲人群中的突變率為1%～13%，A等位基因在白種人群中的突變率為1%～4%，在中國人群和日本人群中的突變率分別為6%和20%，ABCB1 C3435T、C1236T、G2677T/A基因突變對中國人群可能產(chǎn)生影響[18]。探討不同地區(qū)人群ABCB1基因多態(tài)性對器官移植受者Tac劑量調(diào)整具有重要的臨床意義。

目前，關(guān)于ABCB1基因多態(tài)性對Tac血藥濃度影響的研究結(jié)果不一。Genvigir等[19]在對西班牙151例腎移植術(shù)后1個月受者的研究中發(fā)現(xiàn)，ABCB1 1236TT-3435TT-2677TT+TA攜帶者Tac調(diào)整血藥濃度（dose-adjusted trough concentration，C0/D）顯著高于非攜帶者。Prasad等[20]對腎移植受者的研究發(fā)現(xiàn)，ABCB1 G2677T/A基因多態(tài)性與Tac血藥濃度呈顯著相關(guān)，純合突變所需的劑量要高于雜合突變和野生基因型，而ABCB1 C3435T和C1236T基因多態(tài)性與Tac血藥濃度無相關(guān)性。胡楠等[21]在對中國腎移植術(shù)后早期受者的研究中發(fā)現(xiàn)，在CYP3A5*3低表達(dá)者（CYP3A5*3/*3）中，ABCB1 C1236T對Tac的C0/D有影響，而ABCB1 G2677T/A 和 C3435T對Tac的C0/D均無影響。在CYP3A5*3 表達(dá)者（CYP3A5*1*1和 CYP3A5*1*3）中，ABCB1 3435TT 型 Tac的 C0/D顯著低于CC型和CT型。但Riegersperger等[22]對澳大利亞穩(wěn)定期腎移植受者的研究并未發(fā)現(xiàn)ABCB1 C3435T、C1236T及G2677T/A基因多態(tài)性與Tac C0/D之間的相關(guān)性。因此，有研究者針對現(xiàn)有研究進(jìn)行了Meta分析，但研究的基因主要集中于ABCB1 C3435T[23]。劉璐等[24]的Meta分析發(fā)現(xiàn)腎移植術(shù)后不同時期受者ABCB1 C3435T基因多態(tài)性與Tac C0/D存在相關(guān)性，且攜帶者（CT+CC型）Tac血藥濃度要高于非攜帶者（CC型），非攜帶者可能需要更高的給藥劑量才能達(dá)到目標(biāo)濃度。該研究團(tuán)隊提出，在腎移植術(shù)后1年內(nèi)可借助基因檢測的方法制定Tac初始給藥方案，以在短時間內(nèi)達(dá)到Tac目標(biāo)濃度。Peng等[25]的 Meta分析顯示，ABCB1 C3435T基因多態(tài)性對Tac的藥代動力學(xué)有影響，尤其是在白種人群和印第安人群中，ABCB1 C3435T基因突變CT+TT型者Tac的C0/D高于CC型者。因此，在調(diào)整成人腎移植受者Tac的維持劑量時，可能需要考慮ABCB1 C3435T基因多態(tài)性。而在肝移植的研究中，Naushad等[26]的Meta分析納入了6項研究，共計431例肝移植受者，該研究結(jié)果表明在肝移植術(shù)后1個月內(nèi)，ABCB1 C3435T基因多態(tài)性與Tac C0/D無相關(guān)性。此外，有研究者提出ABCB1基因多態(tài)性對細(xì)胞尤其是外周血單個核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）內(nèi) Tac濃度的影響更大。Capron等[27]在一項對96例兒童腎移植受者的研究中發(fā)現(xiàn)，ABCB1 G1199A、C3435T和G2677T/A基因突變可降低P-gp的活性，從而使PBMC內(nèi)Tac的濃度升高，但不影響Tac在全血中的濃度，ABCB1基因分型可能有助于Tac在腎移植受者中的個體化免疫抑制治療。而Han等[28]在對213例穩(wěn)定期腎移植受者的研究中卻未發(fā)現(xiàn)PBMC內(nèi)Tac濃度與ABCB1 3435C ＞T、2677G ＞T/A、1236C ＞T 基因多態(tài)性之間存在任何相關(guān)性。ABCB1基因多態(tài)性可解釋個體間藥代動力學(xué)的差異，但研究結(jié)果不一致，導(dǎo)致其不能有效指導(dǎo)臨床的個體化用藥，能否結(jié)合ABCB1基因多態(tài)性制定給藥方案，值得深入探討。

2.2 ABCC2

ABCC2在腸道屏障、肝細(xì)胞小管膜、腎小管細(xì)胞和PBMC質(zhì)膜以及CD4+T淋巴細(xì)胞中具有較高的表達(dá)水平，其編碼的多重耐藥蛋白（multidrug resistance protein，MRP）2是重要的外排泵。Tac作為MRP2底物的研究較少，但有研究結(jié)果顯示MRP2對Tac藥代動力學(xué)的影響與多重耐藥基因（multidrug resistance gene，MDR）1作 用 相 似。Noll等[29]在MRP2缺陷大鼠中發(fā)現(xiàn)其Tac血藥濃度比正常大鼠高10倍，表明MRP2可參與Tac從肝臟和腎臟的外排過程，從而影響Tac血藥濃度。ABCC2基因多態(tài)性可通過改變MRP2的功能和表達(dá)水平，影響藥物的藥代動力學(xué)過程，因此研究ABCC2基因多態(tài)性對Tac藥代動力學(xué)影響具有重要的意義，其最常見的位點 是 C24T、G1249A、C3972T。Ogasawara等[30]在一項針對102例腎移植受者的研究中發(fā)現(xiàn)，ABCC2基因多態(tài)性對Tac在體內(nèi)清除過程有顯著影響，在小腸中，MRP2和CYP3A共同參與Tac及其代謝物向腸腔的外排，ABCC2 C3972T基因突變與Tac C0/D升高有關(guān)，在CYP3A5低表達(dá)組更顯著，而ABCC2 C24T基因多態(tài)性與Tac C0/D無相關(guān)性。Genvigir等[31]的研究同樣發(fā)現(xiàn)ABCC2 C3972T基因多態(tài)性可影響Tac C0/D，攜帶3972T等位基因的腎移植受者Tac C0/D顯著高于非攜帶者。但Pulk等[32]的一項針對2 008例腎移植受者的前瞻性多中心的研究結(jié)果顯示，ABCC2 C24T、G1249A、C3972T基因多態(tài)性對腎移植受者術(shù)后Tac血藥濃度無影響。Genvigir等[33]認(rèn)為ABCC2 G1249A 和C3972T基因多態(tài)性與肝移植受者Tac C0/D無相關(guān)性。由于目前關(guān)于ABCC2基因多態(tài)性對Tac血藥濃度影響的研究主要集中在腎移植，且研究數(shù)據(jù)有限，為了更好明確ABCC2基因多態(tài)性對Tac血藥濃度有否影響還需在其他器官移植中進(jìn)一步論證。

3 SLC轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性

SLC轉(zhuǎn)運蛋白超家族是人類細(xì)胞膜上最重要的轉(zhuǎn)運蛋白家族之一，可參與細(xì)胞間的物質(zhì)運輸、能量傳遞、營養(yǎng)代謝、信號傳導(dǎo)等重要生理活動，對于藥物在體內(nèi)尤其是肝臟的轉(zhuǎn)運具有重要影響。有機(jī)陰離子 轉(zhuǎn) 運 多 肽（organic anion transporting polypeptide，OATP）是SLC轉(zhuǎn)運蛋白超家族中的一員，屬于攝入型轉(zhuǎn)運體，廣泛存在于血腦屏障、肝細(xì)胞、小腸上皮細(xì)胞等人體正常組織中，介導(dǎo)多種內(nèi)源物質(zhì)及臨床常用藥物的吸收轉(zhuǎn)運過程[34]。有研究顯示，OATP功能的變化可顯著影響藥物在血液和組織中的暴露，進(jìn)而影響藥物的療效和安全性[35]。OATP超家族由6個家族11個成員組成，其中OATP1B1和OATP1B3是最重要的成員之一，編碼的基因分別為SLCO1B1和SLCO1B3[36]。Tac作為OATP的底物之一，其在體內(nèi)轉(zhuǎn)運及代謝極有可能會受到SLCO1B1和SLCO1B3基因多態(tài)性的影響。因此，了解SLC轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性對于Tac個體化治療至關(guān)重要。

3.1 SLCO1B1

SLCO1B1是SLC轉(zhuǎn)運蛋白超家族中研究最廣泛的基因，位于人類12號染色體p12.1上，其編碼的SLCO1B1蛋白是在肝臟中特異性表達(dá)的轉(zhuǎn)運蛋白，可將Tac轉(zhuǎn)運進(jìn)入肝細(xì)胞內(nèi)并特異性聚集。Tac的口服生物利用度可能受到SLCO1B1基因多態(tài)性的影響，SLCO1B1 A388G基因突變可導(dǎo)致Tac血藥濃度降低，而SLCO1B1 T521C基因突變可使Tac血藥濃度升高[37]。但在一項納入89例中國腎移植受者的回顧性研究中，并未發(fā)現(xiàn)SLCO1B1 T521C基因多態(tài)性與Tac血藥濃度的相關(guān)性，僅在CYP3A5非表達(dá)組中發(fā)現(xiàn)腎移植受者SLCO1B1 A388G基因多態(tài)性與Tac血藥濃度相關(guān)，而SLCO1B1 A388G突變率在中國人群中較高，該基因型檢測將有助于指導(dǎo)Tac的臨床個體化用藥[38]。除了T521C和A388G基因外，Wu等[39]對肝移植供、受者進(jìn)行基因分型并分析發(fā)現(xiàn)，受者SLCO1B1 C597T為潛在的肝移植術(shù)后早期Tac代謝預(yù)測標(biāo)志物，進(jìn)一步通過基因型與表型關(guān)聯(lián)分析、多因素預(yù)測、亞組分析等多個層面研究顯示，受者SLCO1B1 C597T可能是影響肝移植術(shù)后早期Tac C0/D的新遺傳位點，將其與供、受者CYP3A5*3基因型相結(jié)合，有助于形成器官移植中Tac個體化用藥指導(dǎo)體系。這些研究為SLCO1B1基因多態(tài)性預(yù)測Tac血藥濃度提供了新的可能性，但由于研究數(shù)據(jù)有限，SLCO1B1基因型指導(dǎo)Tac個體化給藥的可行性還有待深入研究。

3.2 SLCO1B3

SLCO1B3分布于肝臟基底外側(cè)膜（竇狀隙側(cè)膜），主要負(fù)責(zé)將藥物轉(zhuǎn)運入肝細(xì)胞內(nèi)，從而調(diào)控Tac的消除過程[40]。T334G和G699A是目前研究較多的SLCO1B3基因多態(tài)性位點，具有明顯的連鎖不平衡性，對OATP1B3轉(zhuǎn)運活性的影響最大[41]。SLCO1B3 T344G位于第4號外顯子，導(dǎo)致112位絲氨酸被丙氨酸替換，在亞洲人群中的突變率為64.3%。SLCO1B3 G699A位于第7號外顯子的編碼區(qū)，導(dǎo)致233位蛋氨酸被異亮氨酸替換，在亞洲人群中的突變率為61.8%。Boivin等[42]對加拿大28例腎移植受者的研究顯示，在腎移植術(shù)后1周內(nèi)，SLCO1B3 T344G和G699A基因多態(tài)性與Tac血藥濃度密切相關(guān)，T344G和G699A基因突變受者的Tac血藥濃度升高，該研究首次發(fā)現(xiàn)SLCO1B3基因多態(tài)性與腎移植術(shù)后早期Tac暴露有關(guān)。在對中國腎移植受者術(shù)后藥物濃度及基因型分析研究中，同樣發(fā)現(xiàn)SLCO1B3 基因多態(tài)性與Tac代謝有關(guān)，SLCO1B3 699AA純合子突變受者術(shù)后Tac血藥濃度較高，推測699AA基因型突變者達(dá)到Tac有效血藥濃度范圍需要的Tac劑量較小[43]。目前國內(nèi)外關(guān)于SLCO1B3 T344G和G699A基因多態(tài)性與器官移植受者術(shù)后Tac血藥濃度相關(guān)性的研究較少，尤其是針對T344G的研究在中國人群中鮮有報道，而Tac在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運及代謝很大程度上可能受到SLCO1B3基因多態(tài)性的影響，這可能是造成相同劑量和同樣病理生理狀況下Tac血藥濃度差異大的原因之一，因此，有必要進(jìn)一步研究驗證SLCO1B3基因多態(tài)性與Tac血藥濃度的相關(guān)性。

4 小 結(jié)

目前大多數(shù)對Tac基因多態(tài)性的研究主要集中在其代謝酶上，但Tac轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性可能有助于更好地了解Tac藥代動力學(xué)存在個體差異的原因，理論上Tac相關(guān)轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性會對Tac藥代動力學(xué)產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而影響Tac血藥濃度。但目前藥物轉(zhuǎn)運蛋白對Tac藥代動力學(xué)的影響尚存在較大爭議，ABCB1、ABCC2、SLCO1B1、SLCO1B3基因多態(tài)性對器官移植受者Tac藥代動力學(xué)的影響仍有待商榷，其基因多態(tài)性與Tac血藥濃度的相關(guān)性仍需更多大樣本的研究進(jìn)一步驗證。因此，為了明確基因多態(tài)性對Tac藥代動力學(xué)的影響，除需更新治療藥物監(jiān)測和藥物劑量調(diào)整手段，還需對轉(zhuǎn)運蛋白基因多態(tài)性進(jìn)行深入研究，探討基因多態(tài)性與Tac血藥濃度的相關(guān)性，優(yōu)化Tac在器官移植中的治療策略，提高免疫抑制方案的有效性，為器官移植受者的個體化用藥提供更加充足的藥物基因組學(xué)依據(jù)。