多发性骨髓瘤(MM)是常见的血液系统恶性肿瘤，随着硼替佐米等新药的推广应用，MM患者的预后得到极大改善。但是仍有部分MM患者接受新药治疗后疗效较差，除肿瘤负荷、肿瘤生物学特性的差异之外，不同患者的药物代谢动力学水平的差异，亦可引起药物体内暴露的不同，进而影响疗效，并且导致不良反应的发生。由于需要治疗合并症和预防化疗所致不良反应，MM患者可能需要同时接受多种药物的治疗，在评价药物疗效和不良反应时，药物相互作用(DI)越来越多地引起基础医学研究者和临床医师的重视。肝微粒体内细胞色素P450酶(CYP)作为重要的药物Ⅰ相代谢酶，是DI敏感性的主要影响因素之一。因此，基于治疗MM的一线药物硼替佐米的多药治疗，笔者拟就MM患者的DI，CYP3A4和CYP2C19等常见CYP基因多态性及其对硼替佐米代谢影响的研究进展进行综述。
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多发性骨髓瘤(multiple myeloma，MM)是最常见的浆细胞恶性增殖性疾病，目前已是发病率居第2位的血液系统恶性肿瘤，好发于老年人。在以MP(美法仑＋泼尼松)、VAD(长春新碱＋吡柔比星＋地塞米松)等传统化疗方案治疗MM的"旧药时代"，MM患者的中位总体生存期约为32个月；近十余年，伴随免疫调节剂(沙利度胺及其衍生物)和蛋白酶体抑制剂(硼替佐米)等新型靶向药物的出现，MM患者的生存得到显著改善。其中，以第1代蛋白酶体抑制剂硼替佐米联合大剂量激素为基础的BD(硼替佐米＋地塞米松)联合化疗方案，是目前全球治疗初治和复发/难治性MM的主体策略[1]。鉴于大剂量激素的应用和化疗药物所致的消化道不良反应，10%以上MM患者可能出现较为严重的消化道不良反应。因此，几乎全部MM患者在接受BD方案治疗的同时，使用质子泵抑制剂(proton pump inhibitor，PPI)，如泮托拉唑、奥美拉唑等药物抑制胃酸分泌、保护胃黏膜。但是，由于MM老年患者的药物清除率降低，通常伴随特征性肾功能损害，因此该类患者是药物相互作用(drug interactions，DI)的高敏人群。基于BD方案辅以各类PPI药物在MM患者中的广泛应用，DI成为治疗MM过程中必须考虑的重要环节。
2006年，美国食品和药品管理局(Food and Drug Administration，FDA)，药物评价和研究中心(Center for Drug Evaluation and Research，CDER)和生物制品评价和研究中心(Center for Biologics Evaluations and Research，CBER)共同起草了《药物相互作用研究——实验设计、数据分析及其在剂量调整和处方标签中的应用指南》，为新药研发者提供了DI体内、外研究的规范，强调了DI应作为新药安全性和有效性评价的一部分[2]。美国约35.8%的老年人服用5种以上的药物或保健品，15.1%的老年人存在DI风险[3]。2005－2011年，美国老年人群中，药物的使用及多种药物的联合使用比例均明显增加[3]，目前国内尚缺乏相关数据报道。DI敏感性增高的影响因素主要包括：高龄；多种药物的联合使用；基因多态性，尤其是药物代谢酶，如细胞色素P450酶(cytochrome P-450 enzyme，CYP)的基因多态性；肝、肾疾病；药物本身的因素，如治疗窗窄、剂量-药效曲线系数大(小的剂量调整就会产生明显药效的改变)[4]。
肝微粒体内CYP参与90%以上临床常用药物的代谢，是重要的药物Ⅰ相代谢酶。人CYP基因是一个超基因家族，由分属于17个基因家族的42个亚家族共同组成，涉及药物代谢的CYP主要为CYP1、CYP2、CPY3家族，目前研究主要集中在CYP1A、CYP2C、CYP2D、CYP2E、CYP3A五个亚家族。DI通常由参与药物代谢的CYP被诱导或抑制所介导。硼替佐米在人体内主要经CYP3A4和CYP2C19代谢；同时，CYP基因多态性在不同个体和种族之间亦存在差异，直接影响其酶活性，从而进一步影响相关药物的药效学及药代动力学参数。
笔者基于硼替佐米在MM中的一线治疗地位，拟就MM患者体内DI，CYP3A4和CYP2C19等常见CYP基因多态性及其对硼替佐米代谢影响的研究进展进行综述。药物代谢酶基因多态性对DI的影响是在精准医学概念下，用于指导个体治疗的新兴领域，尚处于起步阶段，目前已发表学术成果尚有限，相关课题研究正在不同人群的多个骨髓瘤中心(包括四川大学华西医院)中开展，本文旨在概述该领域的理论基础和现况，以利于引导读者对该领域的关注。
硼替佐米是一种二肽蛋白酶体抑制剂，目前已被美国FDA和国家食品药品监督管理总局(China Food and Drug Administration，CFDA)批准用于治疗MM和套细胞淋巴瘤[5,6]。硼替佐米通过抑制20S蛋白酶体活性，阻断蛋白酶体泛素化通路，后者为细胞内蛋白降解的主要途径[7,8]。硼替佐米在人体内主要经CYP3A4和CYP2C19代谢，主要代谢途径为去硼酸化形成无蛋白酶抑制活性的代谢产物[9]。在接受BD方案治疗的MM患者中，由于大剂量激素及化疗所致的消化道不良反应，通常联合使用PPI。现已研究证实，地塞米松对硼替佐米的药物代谢无显著影响，二者之间的DI并无临床意义[10]。
PPI是一种临床常用药物，通过抑制壁细胞分泌小管上的H＋、K＋-ATP酶，抑制胃酸分泌。PPI类药物均不同程度地通过CYP3A4和CYP2C19代谢，如艾司奥美拉唑以CYP3A4为主、CYP2C19为辅的途径代谢，奥美拉唑、泮托拉唑主要经CYP2C19代谢，兰索拉唑经CYP3A4和CYP2C19的代谢水平相当。硼替佐米和PPI同为CYP的代谢底物，二者在代谢途径上存在显著交叉。
2009年，Quinn等[11]进行的前瞻性研究共纳入27例肿瘤患者，结果发现联合使用奥美拉唑不会对硼替佐米的药代动力学参数、疗效和安全性产生影响，但是该研究中MM患者仅为2例，并且该研究只评价一种PPI奥美拉唑。2012年，Hashimoto等[12]进行的研究主要评价了48例复发/难治性MM患者中，硼替佐米诱导的早期周围神经病变的危险因素，通过单因素分析发现联合应用伊曲康唑和PPI是复发/难治性MM患者发生早期周围神经病变的危险因素，而多因素分析发现仅应用伊曲康唑为复发/难治性MM患者发生早期周围神经病变的独立危险因素。一项有关硼替佐米应用于颅内肿瘤患者的研究结果显示，联合应用CYP3A4诱导剂苯妥英钠，可使硼替佐米的清除率增加2倍(P<0.02)[2]。一项纳入12例复发/难治性MM或非霍奇金淋巴瘤并接受硼替佐米治疗患者的研究发现，CYP诱导剂利福平可使硼替佐米的药-时曲线下面积(area under the curve，AUC)减少45%，但是硼替佐米的活性和安全性不受影响[10]。而另一项纳入12例接受硼替佐米治疗的实体肿瘤患者的研究发现，CYP3A4抑制剂酮康唑可使硼替佐米的AUC增加35%[13]。
在评价DI时，应同时考虑个体的药物代谢酶基因多态性。美国FDA将能够使某个特定CYP代谢底物AUC提高5倍以上或导致底物清除率下降80%以上者，定义为该酶的强效抑制剂[2]。代谢酶基因多态性是可直接导致代谢酶的同一底物AUC的个体差异。例如，正常人群因CYP2C19基因多态性导致个体间美芬妥英的AUC相差可达8倍[14]。目前，CYP3A4和CYP2C19的基因多态性与硼替佐米相关DI的研究，是指导MM患者个体化治疗的热点。
CYP3A4蛋白的编码基因位于染色体7q22.1，编码区包含13个外显子和12个内含子。CYP3A4在内、外源性物质代谢中占据重要地位，占所有CYP的30%，参与50%临床常用药物的代谢[15]。CYP3A4的酶活性受到基因多态性、转录及转录后水平的调控、生理性调节、药物及食物等多种因素的影响[16,17,18,19,20]。人群中，CYP3A4基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)可达50余种，由于大部分CYP3A4基因外显子SNP的突变率<5%[21]，大多数CYP3A4基因SNP对酶活性的影响并不明确。同时，越来越多的学者认为，与单个基因SNP相比，基因单倍型评估可能对评价基因型-表型之间的相关性具有更准确的意义[21]。
CYP3A4基因非外显子区基因的多态性会影响CYP3A4基因的转录表达进而影响酶的功能[22,23,24,25]。其中，研究较多的是第6号内含子的CYP3A4*22(c.15389C>T)。2011年，Wang等[26]首次报道CYP3A4*22，CYP3A4*22在高加索人群中的突变频率为8%，亚洲和非洲人群中为4%；并发现此种突变会引起CYP3A4 mRNA表达明显降低。该研究发现，与野生型CYP3A4基因携带者相比，纯合子CYP3A4*22携带者的CYP3A4酶蛋白表达水平下降1.7～2.5倍[26]。环孢素、他克莫司、依维莫司等免疫抑制剂是肾移植患者免疫抑制治疗的主要药物，这些药物的重要特征之一是治疗窗窄。一些以高加索人群为研究对象的研究发现，携带CYP3A4*22的肾移植患者的他克莫司、环孢素的血药浓度较野生型基因携带者分别高2.0～3.0倍、1.5～1.6倍[27,28]。携带CYP3A4*22的肾移植患者对依维莫司的清除率较野生型基因携带者下降7%[27]。作为多靶点受体酪氨酸激酶抑制剂的舒尼替尼主要用于治疗消化道间质瘤、晚期肾癌等，其受CYP3A4酶抑制剂或诱导剂的影响较大。近期有研究发现，CYP3A4*22携带者的舒尼替尼的药物清除率较野生型基因携带者下降22.5%[29]。但Kreutz等[30]研究发现，CYP3A4*22并不影响氯吡格雷的代谢。另一项纳入216例肝移植患者的研究，亦未发现他克莫司的起效剂量会受CYP3A4*22的影响[31]。
CYP3A4*22被发现之前，CYP3A4*1B(c.－392A>G)曾被认为是最常见的CYP3A4基因SNP。CYP3A4*1B在非洲人群和非洲裔美国人群中突变频率为50%～82%，但在高加索人群中突变频率为3%～5%，亚洲人群中突变频率为1%～3%[32]。目前，CYP3A4*1B是否会影响相关基因的转录或翻译仍有争议，但是其可能与CYP3A5*1存在连锁不平衡有关[33]，在非洲裔美国人群中此种连锁不平衡发生频率为58.1%[34]。在一些早期研究中，有学者认为主要是高活性的CYP3A5*1参与药物的代谢，而非活性改变的CYP3A4*1B[35,36]。在人类CYP等位基因命名数据库中，CYP3A4*1等位基因就包含18种亚型，其中CYP 3A4*1A属于野生型等位基因。Fukushima等[37]通过对416例日本个体进行DNA测序共发现12种CYP3A4等位基因，分别命名为CYP3A4*1G至CYP3A4*1T，其中CYP3A4*1G最为常见，其突变频率为18.9%，其余大部分CYP3A4等位基因极为罕见，并且对CYP3A4酶活性无显著影响。
CYP3AA4基因除非外显子区突变外，至少已有26种外显子突变被明确，但多数比较罕见。CYP3A4*2(c.15713T>C)在高加索人群中的突变频率为3%，该种突变可降低外源性药物(硝苯地平、咪达唑仑)和内源性物质(睾酮)的清除率[38,39]。一项研究纳入386例不同种族个体进行CYP3A4基因进行测序，仅在1例中国个体体内发现CYP3A4*3(c.23171T>C)，其可以引起3A4蛋白血红素结合区M445T改变[38]，进一步研究并未发现其对CYP3A4的酶活性产生影响[40,41]。CYP3A4*4(c.13871A>G)、CYP3A4*5(c.15702C>G)和CYP3A4*6(c.17661_17662insA)在中国人群中亦较为罕见[42]。一项纳入221例高脂血症中国患者的研究发现，仅14例患者为CYP3A4*4/*1携带者，未发现CYP3A4*4纯合子及CYP3A4*5、CYP3A4*6携带者，CYP3A4*4杂合子携带者接受辛伐他汀(经肝代谢形成活性产物)治疗的降脂作用可能较其他基因型携带者更明显[43]。而基于大肠杆菌的体外实验结果证实，CYP3A4*4可使CYP3A4酶活性降低60%[44]。为了进一步明确CYP3A4的未知突变，Eiselt等[15]对213例欧洲中、东部人群进行了DNA测序，发现7种CYP3A4基因非同义突变，分别被命名为CYP3A4*7～CYP3A4*13。除体外细菌实验发现某些突变将影响CYP3A4的酶活性外，目前尚缺乏人体试验证明这些突变会影响CYP3A4的酶活性[45]。Lamba等[46]通过对82例肝移植供者(53例高加素人和21例非洲裔美国人)基因筛查发现，存在CYP3A4*14(c.44T>C)、CYP3A4*15(c.14269G>T)和CYP3A4*16(c.15603C>G)突变，其突变频率为0.3%～4.2%，并且以杂合子携带者居多。日本一项纳入235例接受紫杉醇治疗的肿瘤患者的临床研究结果显示，与野生型CYP3A4基因携带者相比，CYP 3A4*16B杂合型基因携带者对紫杉醇的代谢率降低20%[47]。
Dai等[41]首次报道CYP3A4*17(c.15615T>C)、CYP3A4*18(c.20070T>C)和CYP3A4*19(c.23237C>T)突变。通过体外细菌实验发现，CYP3A4*17基因可致CYP3A4酶代谢睾酮和甲基氯吡磷的能力下降，而CYP3A4*18对这两种底物的代谢能力增强，提示CYP3A4酶活性增强。在一项纳入22例中国健康个体的群体药代动力学研究结果显示，CYP3A4*18携带者对他克莫司清除能力增强，与上述研究结论一致[48]。另外一项来自中国、纳入103例肾移植患者的研究结果显示，CYP3A4*18可引起患者环孢素清除能力增强[49]。在一项评价CYP3A4*18与骨质疏松关系的研究中，共纳入2 178例中老年女性患者，该研究的体内、外试验结果均显示，CYP3A4*18可增加性激素的代谢率，而针对探针药物咪达唑仑的研究却发现，CYP3A4*18携带者对咪达唑仑的代谢率降低，进一步研究发现咪达唑仑、性激素与CYP3A4酶结合位点不同，因此该研究者认为对于酶活性而言，CYP3A4*18是一种"双面性"(two-faced)的突变[50]。与野生型CYP3A4携带者相比，CYP3A4*19携带者代谢能力无明显变化[41]。Zhou等[51]首次在中国汉族人群中报道了CYP3A4*21(c.20148A>G)，其突变频率为0.5%。
CYP2C19基因位于10号染色体(10q24.1-q24.3)，包括9个外显子，编码含490个氨基酸的蛋白。CYP2C19参与10%临床常用药物，主要包括PPI、氯吡格雷、抗真菌药、苯二氮卓类等药物的Ⅰ相代谢反应[52]。目前已知的CYP2C19基因型超过40种，其中编码正常酶活性CYP2C19的野生型基因被命名为CYP2C19*1，CYP2C19*2～CYP2C19*8为功能缺失性基因型，CYP2C19*17为功能获得性基因型，其他基因型则较为罕见，所以相关研究较少[53]。CYP2C19*2是最常见的功能缺失性基因型，可引起CYP2C19基因第5号外显子c.19154G>A，导致CYP2C19 mRNA剪接缺陷，其在高加索人群、非洲裔美国人群和亚洲人群中突变频率分别为12%、15%和29%～35%[54]。CYP2C19*3引起CYP2C19基因第4号外显子c.17948G>A，导致终止密码子提前生成，该突变在大多数种族中的突变频率低于1%，在亚洲人群中为2%～9%[54]。这2种突变可以解释99%以上亚洲人群的CYP2C19弱代谢型。CYP2C19*17是DNA-5′端侧翼区突变(c.－806C>T)，可增强CYP2C19的表达。CYP2C19*17的突变频率在欧洲人群中为18.0%～27.0%，亚洲人群为1.5%～4.4%，非洲人群为10.0%～26.0%[55]。
通常根据CYP2C19的基因型将不同个体分为3种不同的代谢表型，即弱代谢型、强代谢型和中间代谢型。弱代谢型个体携带2个降低CYP2C19酶活性的等位基因，如CYP2C19*2/*2、CYP2C19*3/*3和CYP2C19*2/*3；强代谢型者携带2个功能正常等位基因，如CYP2C19*1/*1；中间代谢型者携带1个降低酶活性的等位基因，如CYP2C19*1/*2、CYP2C19*1/*3。CYP2C19*17纯合子携带者体内泮托拉唑血清浓度较其他基因型个体降低[56]，在氯吡格雷、伏立康唑和艾司西酞普兰等这些主要经CYP2C19代谢的药物中，可以观察到同样的代谢改变，因此又将CYP2C19*17纯合子携带者称为超强代谢型[55]。但是Li-Wan-Po等[57]通过总结2006－2010年相关文献发现，CYP2C19*17对CYP2C19酶活性的影响可能不及CYP2C19*2、CYP2C19*3，即使是CYP2C19*17纯合子携带者亦没有引起相关底物药物代谢参数的明显变化。因此，CYP2C19*17基因型为超强代谢型还是强代谢型还尚有争议，但是比较明确的是CYP2C19*17可增加CYP2C19酶的代谢活性。
奥美拉唑主要经CYP2C19和CYP3A4代谢，在肝中存在多种代谢产物，其中最主要的是首先经CYP3A4酶代谢生成奥美拉唑砜，然后经CYP2C19酶代谢生成5-羟基奥美拉唑砜。Claussen等[58]报道，弱代谢型人群奥美拉唑的AUC、药物峰浓度、半衰期分别较强代谢型人群高12、5、3倍。兰索拉唑、泮托拉唑在强代谢型和弱代谢型人群之间亦存在上述代谢参数的差异，但是雷贝拉唑的差异不显著，原因在于雷贝拉唑主要经非CYP途径代谢[59]。有研究对幽门螺杆菌(Helicobacter pylori，HP)根治方案进行系统评价发现，弱代谢型和强代谢型患者之间HP清除率存在显著差异(OR＝1.90，95%CI：1.38～2.60，P<0.000 1)[60]。与强代谢型、中间代谢型患者分别比较，含奥美拉唑的联或三联抗HP方案在弱代谢型患者的HP清除率更高(OR＝4.03，95%CI：1.97～8.28，P＝0.000 1；OR＝2.24，95%CI：1.09～4.61，P＝0.03)；而弱代谢型和强代谢型患者对含有雷贝拉唑的二联或三联抗HP方案(OR＝1.04，95%CI：0.44～2.46，P＝0.25)，以及含兰索拉唑的三联抗HP方案(OR＝1.80，95%CI：0.67～4.85，P＝0.93)的HP清除率比较，差异无统计学意义[60]。但是有研究者认为，CYP2C19基因型对于奥美拉唑代谢型的影响可能对于年轻患者更有意义，年轻患者中强代谢型、中间代谢型和弱代谢型者奥美拉唑清除率分别为20.6、12.7和3.2 L/h，分别高于老年患者的5.4、3.7和2.1 L/h[56]。陈良等[61]发现不同CYP2C19代谢型与PPI不良反应发生率之间存在相关性，中间代谢型与弱代谢型患者的不良反应发生率均较强代谢型者高(P<0.05)。
目前，有关CYP2C19和CYP3A4基因多态性与硼替佐米代谢的研究十分有限。2009年，Quinn等[11]评价了CYP2C19、CYP3A4、CYP2D6和CYP3A5常见基因型对硼替佐米药代动力学参数的影响，发现无论是否合用奥美拉唑，上述4种CYP的基因多态性均不会影响硼替佐米的药代动力学参数。另一项共纳入348例MM患者的研究发现，CYP2C19基因型不影响接受环磷酰胺、沙利度胺、硼替佐米治疗的MM患者的疗效[62]。Zhou等[63]通过对56例初发MM患者的评价分析发现，CYP2C19和CYP3A4基因型不影响接受含硼替佐米方案治疗的MM患者的疗效。
近年，世界各国学者致力于寻求能够预测药物疗效的指标。尽管MM的预后分层系统不断完善，但是仍缺乏可以准确预测药物疗效的指标。有关MM患者预后差异的研究，主要集中于肿瘤负荷、肿瘤生物学特征。相对而言，药物代谢的个体化差异及DI对药物疗效及不良反应的影响常常被忽视。四川大学华西医院已开展多种药物代谢相关基因的检测，并且本课题组的相关研究正在开展中，这对于推动药物个体化治疗具有重要意义。随着精准医疗概念的提出，相信会有越来越多的相关研究者和临床医师重视DI及药物代谢的个体化差异。
现已迈入的基因组学时代，药物基因组学——建立在遗传多态性基础上的个体化药物治疗，正在成为第一个临床受益领域。尽管CYP3A4、CYP2C19的基因多态性已发现不少，但是其与MM疾病间关系的相关研究尚不多见。笔者通过总结CYP3A4和CYP2C19基因多态性对硼替佐米相关药物的影响，推测PPI类药物可能影响MM患者的硼替佐米暴露，这对于个体化优化药效方案具有一定的理论指导意义。
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