以5-FU为基础的个体化治疗时代来临了吗？

Steven M. Offer and Robert B. Diasio, Mayo Clinic, Rochester, MN

翻译：刘红利，华中科技大学同济医学院附属协和医院肿瘤中心

原文地址：www.jco.orgon December 7,2015

目前，尽管有大量的证据表明，携带有二氢嘧啶脱氢酶（DPD）基因变异(DPYD)的患者，在接受5-FU标准剂量治疗后，发生严重潜在致死性毒副反应(≥3级以上)的概率会明显增加，但基于基因检测结果指导5-FU为基础的个体化治疗仍受限。根据对病人的临床标本的检测¹和直接针对DPD变异体的体外研究²均显示：DPYD的两种基因变异（rs3918290,NM_000110.3:c.1905+1G>A和DPYD:IVS141G>A）均能导致DPD的催化活性失活。尽管现有证据强烈提示这两种DPD基因变异与5-FU毒性相关，以及越来越多的证据表明其它DPYD变异均与5-FU毒性相关，但美国食物药品管理局（FDA）和欧洲药品管理局（EMA）尚未要求在行5-FU治疗前必须进行药物相关基因检测³。但这两个部门均推荐在获知DPD失活的情况下，选择5-FU以外的其它药物进行治疗。一些科研团队（例如CPIC和DPWG）根据对药物相关基因信息的整合，定期推出最新的基因与药物临床应用实践指南，进而促进转化医学的发展^4-6。药物基因组学知识库（PharmGKB）收录了大量这些科研团队的研究结果。PharmGKB是一个不断更新的在线用药指南，内容包括用药剂量、药物标签、潜在基因-药物相关性和基因型-基因表型相关性⁷。但是，需要注意的是无论是研究团队还是在线工具，它们的目标不是指出应该做哪些检查，而是辅助整合所有检查结果转化为治疗决策。

Deenen等⁸研究表明在卡培他滨治疗前，进行DPYD基因检测是有意义的。在该试验中，携带DPYD*2A变异的杂合子受试者接受减量的卡培他滨治疗，纯合子接受标准量治疗。虽然没有严格执行药物剂量规定，但*2A携带者的初始给药剂量均少于标准剂量的一半。受试者的医生根据发生的药物毒性和临床经验，在后续治疗疗程中会对卡培他滨剂量进行调整。结果显示，在18名携带*2A变异的受试者中，只有5人（28%）发生≥3级毒副反应。结合Deenen等⁸以往的研究结果显示，这一概率明显低于*2A变异携带者接受常规卡培他滨治疗剂量导致的≥3级毒副反应的发生概率（73%），且该概率与纯合子患者发生严重毒副反应的概率（23%）相似。这一毒副反应评估结果与近期一项大型结肠癌临床试验（NCCTG N0147）的结果一致，在该临床试验中，25名*2A变异携带者接受标准剂量5-FU治疗后，22人出现≥3级5-FU相关毒副反应（88%）⁹。Deenen等研究结果在推动5-FU个体化治疗过程中起了极大的促进作用，但由于样本量少，仍需要更多的试验加以证实。此外，该试验虽然能对卡培他滨减量治疗后的毒副反应进行评估，但减量治疗后的疗效如何，该试验所能提供的数据有限，尚需长时间随访来观察减量治疗后对疗效的影响。

以往的研究已证实DPYD*2A变异能预测5-FU的治疗毒性^9-12。其它一些有力的证据也显示，两种DPYD错义突变与严重5-FU毒性反应相关，这两种突变为rs55886062（编码p.I560S，又名*13）和rs67376798（编码p.D949V）^4,11-15。单体型DPYD HapB3同样显示与5-FU毒性相关，该单体型包括三个内含子单核苷酸多态性（SNPs：rs56276561，rs6668296和rs115349832）和一个外显子SNP（rs56038477）^16-18。然而其它相关实验并没有证实上述的相关性^12,19，但必需注意到，这两个试验没有评估整个单体型，因此，试验结果并不能直接与其它试验结果进行比较。对于携带其他DPYD变异rs115232898（编码p.Y186C）的患者，发现其外周血DPD酶活性明显下降²⁰，体外试验同样显示包含p.Y186C的DPD，其酶活性下降²¹。相关文献详细阐述了两例携带rs115232898变异患者接受5-FU治疗后的毒性反应^22,23。这些变异在欧洲人单体型中罕见，但多见于非洲人单体型²⁰，说明需要进一步在不同人群分别进行DPD失活与5-FU毒性相关性的研究。已有文献报道少量罕见的失活性DPYD变异型（如：错义和移码突变）²⁴。目前，已报道的DPYDdbSNP非同义变异型已有近400个，其中许多发现于大型序列分析数据，如来源于1000个基因组项目²⁶和外显子组集合联盟（ExAC）²⁷的数据。一些研究团队通过体外细胞试验已经对罕见DPYD变异型的功能进行了探索。这些研究表明罕见变异性也许能同样导致DPD失活，并可能成为5-FU严重毒性反应的预测因子^2,28。

一直以来，研究者们进行了大量研究，通过DPD表达水平预测5-FU毒性反应发生风险，但是，根据DPD表达水平制定出一个可量化的临床生物标志物还有困难。近期两项研究表明：miR-27a和miR-27b能够调节DPD的表达水平^29,30。位于miR-27a（rs895819）前体的发卡结构域上的一个SNP引起miR-27a上调，并最终导致DPD表达降低，这说明SNP可能与5-FU毒性相关²⁹。对于携带5-FU毒性相关DPYD变异型（*2A，rs55886062，rs7376798或HapB3）的患者，若同时存在miR-27a SNP rs895819，则他们发生5-FU毒副反应的危险性会明显增加³¹。在17名同时携带5-FU毒性相关DPYD变异型和rs895819的患者中，12例（71%）出现≥3级5-FU相关毒副反应。相反，仅携带5-FU毒性相关DPYD变异型的患者中，只有25%出现严重的毒副反应。

研究显示其它基因变异型同样能影响5-FU为基础的化疗的疗效和毒副反应的发生风险。胸苷酸合成酶（TS，由TYMS编码）是细胞脱氧胸腺嘧啶核苷酸合成所必须的酶，同样也是5-FU代谢途径中的靶酶，5-FU作用于TS，通过干扰DNA合成抑制细胞分裂和DNA修复。TYMS变异型(包括SNP和5’端非翻译区串联重复序列重复次数的改变)均能引起TS表达变化，并进一步导致5-FU或卡培他滨相关毒副反应的发生^12,35-37；但是，也有研究认为，由于受体外研究模型的限制，研究者观察到的TYMS5’端非翻译区串联重复序列重复次数的改变与TS表达之间的关系非常复杂³⁸。此外，一些研究显示，ENOSF1变异型较TYMS变异型而言，与5-FU毒性反应发生的关系更加密切³⁹。MTHFR和CDA变异型也可能导致了5-FU或卡培他滨所致相关毒副反应的发生^37,40,41。但是，目前尚没有根据这些基因变异型来指导5-FU或卡培他滨剂量调整的证据。因此，需要进一步研究来探索这些基因变异型对5-FU治疗毒性和有效性的影响。

尽管研究者们试图将药理基因学检测应用于高风险治疗领域（如：TPMT检测与6-MP治疗，UGT1A1检测与伊立替康治疗），但其在临床上的应用仍十分受限。主要原因可能有：检测手段有效性和实用性的不确定，对检测结果意义不了解，可行性不高，基因检测费用高^42-44。在检测费用方面，Deenen等⁸研究表明，对于*2A变异型患者，由于治疗毒性反应所需的费用几乎能抵消检测单个SNP的费用。目前单个基因型的检测费用在不断降低，并且相关研究认为未来大规模、多靶点检测将会进一步降低检测费用^43-45。

DOI: 10.1200/JCO.2015.64.2546; published online ahead of print atwww.jco.org on December 7, 2015.

（本刊负责人：黄慧强；审校：曲晶磊；翻译：刘红利，华中科技大学同济医学院附属协和医院肿瘤医院）