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硫嘌呤类药物,包括硫鸟嘌呤、6-巯基嘌呤及其前体药物硫唑嘌呤,于上世纪50年代由Elion和Hitchings首先发现。硫鸟嘌呤和6-巯基嘌呤用于炎症性肠病稳定期的诱导和维持治疗,同时也是治疗儿童急性淋巴细胞白血病最为广泛应用的药物之一。硫唑嘌呤则主要用于自身免疫性疾病及器官移植后排斥反应的治疗。硫嘌呤类药物的临床疗效和药物不良反应存在很大的个体差异,因此如何合理、个体化、安全地使用硫嘌呤类药物进行治疗就具有非常重要的临床意义。 巯基嘌呤甲基转移酶(Thiopurine Methyltransferase,TPMT)是硫嘌呤类药物的在体内代谢的关键酶,其活性的高低可以直接影响该类药物的活性代谢产物6-硫代鸟嘌呤核苷酸在细胞内的蓄积浓度,进而影响该类药物的临床疗效和药物不良反应。TPMT存在明显的遗传多态性和种族地域差异,亚洲作是七大洲中人口最多,面积最大的一个洲,对TPMT基因型在亚洲人群中的分布没有一个综合全面的汇编;此外,中国是多民族国家,各民族的遗传背景、环境、生活习惯和生活地域有些不同,也缺少全面、细化的TPMT基因型分布。截止目前为止,尽管有不少研究调查了TPMT基因突变和硫嘌呤类药物导致的药物不良反应之间的相关性,但是结论不一致,TPMT基因突变与硫嘌呤类药物导致的药物不良反应之间是否具有相关性仍然存在争议。现行的TPMT基因型/单核苷多态性比较常用的检测方法都存在一定的局限性,无法满足TPMT基因型的复杂性和多样性的要求。 鉴于此,本研究首先采用综合查找文献的方法对TPMT基因型在亚洲人群和中国人群中的分布做总结汇编,为临床硫嘌呤类药物个体化使用提供重要的理论基础和为课题下一步实施提供数据支撑;在此基础上,采用通过增大样本量来增加统计学功效进而可以解决各个分散研究结论不一致的系统评价与Meta分析的方法对TPMT基因突变与硫嘌呤类药物相关的药物不良反应相关性存在的争议问题进行解决,进一步明确检测TPMT基因突变的重要意义。随后,初步构建一种基于聚合连接探针的TPMT单核苷多态性的新型检测方法,以期能实现对多个TPMT SNP简便、高通量、单管并行检测的目的。 目的: (1)获取TPMT基因型在亚洲人群和中国人群中的具体分布,为课题的下一步实施提供数据支撑。 (2)通过系统综述和Meta分析的方法进一步明确炎症性肠病患者、自身免疫疾病患者TPMT基因突变与硫嘌呤类药物不良反应之间的相关性,了解服用硫嘌呤类药物之前检测TPMT基因型的必要性。 (3)初步构建基于聚合连接探针的TPMT单核苷酸多态性检测方法。 方法: (1)通过系统检索PubMed、Excerpta Medica Database和Chinese BiomedicalDatabase等数据库中有关TPMT基因型在亚洲人群和中国人群中分布的研究文献,对TPMT基因型和等位基因在亚洲人群和中国人群中的分布做一整理归纳。检索词分别为“硫嘌呤甲基转移酶”,“TPMT”,“Thiopurine S-methyltranferase”,“Polymporphism”,“Hepalotype”等。 (2)检索了PubMed,Web of Science和Excerpta Medica Database三大数据库关于炎症性肠病患者和自身免疫疾病患者TPMT基因突变与硫嘌呤类药物不良反应之间相关性的文献。纳入的文献比较了服用硫嘌呤类药物后发生药物不良反应和没有发生药物不良反应TPMT突变基因型的分布。提取相关数据并采用Revman5.3软件计算对应的95%置信区间。 (3)设计并合成针对TPMT单核苷多态性的聚合连接探针;对通用引物、聚合酶、连接酶、dNTP浓度等反应体系进行优化,确定基于聚合连接探针的TPMT单核苷酸多态性的最佳反应条件和反应体系。 结果: (1)根据制定的纳入标准,共有来自16个国家/地区的68篇文章是关于TPMT基因型在亚洲人群中的分布,纳入人数共18,234人。亚洲人群中TPMT突变基因型百分比为3.54%,TPMT*1/*3C和TPMT*1/*3A是主要的突变基因型,分别占总体突变基因型的69.72%和16.15%;突变基因型纯合子在亚洲人群中并不多见,在所纳入的18,234人中,只发现了11例突变基因型纯合子和1例突变基因型复合杂合子;TPMT突变等位基因总体百分比为1.80%,TPMT*3C占总体突变等位基因的70.93%(66/657),其次是TPMT*3A;进一步明确了TPMT*3C只是东亚和东南亚最常见的突变型等位基因。 (2)共有30篇中文文献和14篇英文文献关于TPMT基因型在中国人群中的分布,纳入10,458人。中国人群中TPMT基因型总体突变率为2.91%,主要的突变基因型为TPMT*1/*3C,TPMT*1/*3A;主要的突变等位基因为TPMT*3C,占总体突变等位基因的97.05%,TPMT*3A主要在哈萨克斯坦族和维吾尔族人群中发现的,在汉族人群中未发现TPMT*3A;目前针对少数民族TPMT基因型分布的研究较少,需要更多的研究来加以证实。 (3)炎症性肠病患者TPMT基因突变与硫嘌呤类药物不良反应的系统评价与Meta分析纳入了14篇文献,涉及的病例数达到2,206例。结果表明TPMT基因突变与硫嘌呤类药物导致的总体药物不良反应和骨髓毒性是明显相关的,合并比值比(95%置信区间)分别是3.36(1.82-6.19)和6.67(3.88-11.47)。TPMT基因突变与其他的药物不良反应的发生没有明显相关性,如肝脏毒性作用、胰腺炎、肠胃不耐受、流感样症状和皮肤反应,合并比值比(95%置信区间)分别是1.27(0.60-2.71),0.97(0.38-2.48),1.82(0.93-3.53),1.28(0.47-3.46)和2.32(0.86-6.25)。 (4)自身免疫疾病患者TPMT基因突变与硫嘌呤类药物不良反应的系统评价与Meta分析纳入了11篇文献,涉及的病例数达到了651例。结果表明TPMT基因突变与硫嘌呤类药物导致的总体药物不良反应、骨髓毒性和肠胃不耐受呈显著相关,合并比值比(95%置信区间)分别是3.12(1.48-6.56),3.76(1.97-7.17)和6.43(2.04-20.25)。TPMT基因突变与硫嘌呤类药物导致的肝脏毒性作用没有显著相关性,合并比值比(95%置信区间)是2.86(0.32-25.86)。 (5)完成了针对TPMT*2,TPMT*3A~*3C的聚合连接探针的设计和合成,确定了TPMT单核苷酸多态性的检测条件和反应体系:通用引物为来自为噬菌体M13启动子序列;聚合酶为没有外切酶活性的Exo(-) pfu DNA聚合酶;连接酶为Ligase-65;dNTP的浓度为2 mM; ABI3500片段分析的条件为POP4胶和36厘米毛细管。 结论: (1)TPMT基因型在亚洲人群的分布不尽相同,进一步明确了基于TPMT基因型进行硫嘌呤类药物治疗的重要性。很多亚洲国家在药物基因组学方面的研究不多,了解这些国家TPMT基因型的分布将有助于患者进行安全的硫嘌呤类药物治疗。 (2)我国是一个多民族的国家,各民族的遗传背景、生活地域、环境和生活习惯有些不同,目前针对少数民族TPMT基因多态性研究的较少,需要更多的研究来加以证实;根据我国不同地区和民族选择性进行TPMT基因型检测,不但可有效的指导硫嘌呤类药物的个体化用药,而且可节约医疗成本,减轻患者经济负担。 (3)在炎症性肠病患者中,TPMT基因突变与发生总体药物不良反应、骨髓毒性具有强相关性,而与肝脏毒性作用、肠胃不耐受、流感样症状和皮肤反应不具有相关性。在自身免疫疾病患者中,TPMT基因突变与发生总体药物不良反应、骨髓毒性和肠胃不耐受具有显著相关性,与肝脏毒性作用不具有相关性,该结果对开展硫嘌呤类药物个体性用药有一定的参考和指导意义。目前有不少临床指南推荐和建议患者在服用该类药物之前进行TPMT基因型的检测,我们的研究结果也间接论证了在服用硫嘌呤类药物之前检测TPMT基因型的必要性和提供了循证医学的依据。但有一点应该强调,服药前进行TPMT基因型的检测不能替代目前的全血细胞计数监测方法,两者应该合并使用才能最大化硫嘌呤类药物疗效和最小化药物不良反应。 (4)构建的基于聚合连接探针TPMT单核苷酸多态性的检测方法能特异性地检测出TPMT基因突变类型。结合ABI3500进行片段分析,能实现高通量检测的目的。