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背景和目的：
乳腺癌是目前女性第一高发的恶性肿瘤，化疗是乳腺癌中必不可缺的治疗方法。蒽环类药物(Anthracycline antibiotics，ANT)和紫杉类药物同为乳腺癌化疗基石类的药物，其使用明显降低了乳腺癌患者复发转移风险。90%以上乳腺癌患者化疗都会使用蒽环类药物，而蒽环类药物毒副作用主要是心脏毒性及骨髓抑制，回顾性分析表明，近80%的患者使用蒽环类药物化疗后会出现不同程度的骨髓抑制，其中高达13.8%患者甚至会因出现严重的发热性粒细胞缺乏症而并发极高的感染和死亡风险。因此，如何在标准剂量范围内达到用药的个体化，做到给药安全、足量是临床医生需要重点考量的问题。蒽环类药物骨髓抑制作用是剂量限制性的，当前临床上用药定量标准主要根据体表面积(BSA)，最新的NCCN2018V3指南，EC-T方案中表柔比星标准用量为90-100mg/m2。当前个体化精准诊疗已成为现今药物代谢动力学领域研究的热点，现代药物代谢动力学研究显示药物的疗效和不良反应与药物原药及代谢物的血药浓度有关，后两者主要受药物代谢动力学相关基因调控，蒽环类药物致骨髓抑制也不例外。根据药物遗传学提示：单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)是基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性，是人类可遗传的变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90%以上。这类遗传变异可改变药物代谢动力学相关基因的功能，造成代谢环节中关键酶功能差异，从而影响药物在体内的效应。因此，探究蒽环类药物代谢环节中涉及的基因多态性可了解导致骨髓抑制个体差异的原因。蒽环类药物的代谢主要涉及三个环节：1.摄入通过药物转运体(SLC家族)将原药摄入至细胞内，2.代谢通过羰基还原酶(CBR)和醛酮还原酶(AKR)代谢成仲醇，3.排出代谢产物由细胞膜上另一类药物转运体(ABC家族)将其泵出到细胞外。目前针对蒽环类骨髓抑制的基因层面的研究主要集中在摄入、代谢、排出中的某一环节，不可避免会带来研究视角的片面性，对以上三个连续环节作为共同的整体进行探讨可能会更为全面、客观、准确，这三步代谢过程的共同影响蒽环类药物原药及代谢产物含量，从而造成不同程度的骨髓抑制。因此，本研究拟从蒽环类药物摄入、代谢、排出三个环节，探究药物动力学相关基因的多态性与含蒽环类药物化疗致乳腺癌患者发生骨髓抑制程度的相关性，为制定相对安全足量的蒽环类药物个体化用药剂量提供初步的理论依据。
方法：
筛选于2014年06月至2018年12月期间在广州医科大学附属肿瘤医院乳腺外科接受术后含蒽环类药物化疗方案的194例乳腺癌患者，采集化疗前外周血液标本。提取外周血中DNA，通过PCR法和Sanger测序法检测蒽环类药物代谢及转运途径的四个候选基因的SNP位点，包括AKR1A1rs2088102、CBR1rs20572、ABCG2rs2231142、SLC22A16rs6907567。同时收集入组患者性别、年龄、体重指数、TNM分期、分子分型、治疗方案等临床资料，观测第一个化疗周期中处于最低谷的白细胞、中性粒细胞以及血红蛋白检测结果，分析4个候选基因多态性与含蒽环类化疗致乳腺癌患者发生骨髓抑制的关系。
结果：
1、在194例接受含蒽环类的辅助化疗的汉族女性乳腺癌患者中，有117名患者发生1-4级白细胞减少，发生率为60.3%，其中有44名患者发生严重白细胞(3-4级)减少，发生率为22.6%。有98名患者发生1-4级中性粒细胞减少，发生率为50.5%；其中发生严重中性粒细胞减少(3-4级)的患者有51名，发生率为26.3%。有108名患者发生1-4级贫血，发生率为55.6%，其中有11名患者发生严重贫血(3-4级)。白细胞减少在雌激素受体阳性患者中发生率高(p=0.036)；化疗致贫血在化疗前基线血红蛋白数≥132.5g/L的患者(64.8%)中发生率较高(p＜0.01)。另外，与严重白细胞减少及严重中性粒细胞减少发生率在HER-2阳性患者中发生率增加(p=0.042)。骨髓抑制发生率与其他临床基线特征，包括体重指数、年龄、肿瘤分期、PR状态等无关(p＞0.05)。
2、4个候选基因的多态性发生频率如下：AKR1A1rs2088102C/C野生型75例(38.6%)、T/C杂合突变型96例(49.6%)、T/T纯合突变型23例(11.8%)；CBR1rs20572C/C野生型122例(62.9%)、T/C杂合突变型66例(34%)、T/T纯合突变型6例(3.1%)；ABCG2rs2231142G/G野生型66例(34.0%)、G/T杂合突变型105例(54.1%)、T/T纯合突变型23例(11.9%)、SLC22A16rs6907567A/A野生型52例(26.8%)、A/G杂合突变型111例(57.2%)、G/G纯合突变型31例(16%)。患者临床基线特征，包括体重指数、年龄、肿瘤分期、ER状态、PR状态、HER-2状态等，在4个候选基因的不同基因型之间无明显差异(p＞0.05)。
3、候选基因的基因多态性与蒽环类药物化疗致白细胞减少的关系
在194名患者中，与携带CBR1rs20572C/C野生型患者相比，携带CBR1rs20572T/CorT/T突变型患者发生白细胞减少的比例明显减少(65.6%vs51.4%，OR=0.47，95%CI0.25-0.91，p=0.025)；同时，携带ABCG2rs2231142G/T杂合突变型的患者较携带ABCG2rs2231142G/G野生型患者发生白细胞减少的几率显著降低，从68.2%降至52.4%(OR=0.48，95%CI0.27-0.91，p=0.039)。白细胞减少发生率在AKR1A1rs2088102和SLC22A16rs6907567的各基因型中无差异。另外，CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合突变的患者发生白细胞减少的概率明显低于CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合野生型患者(52.9%vs76.1%；OR=0.354，95%CI0.148-0.846，p=0.018)。然而，发生严重白细胞减少(3-4级)的概率在4个候选基因的不同基因型之间无明显差异。
4、候选基因的基因多态性与蒽环类药物化疗致中性粒细胞减少的关系
携带ABCG2rs2231142G/T杂合突变型患者发生中性粒细胞减少的患者，较携带ABCG2rs2231142G/G野生型患者发生概率显著降低(42.9%vs60.6%；OR=0.46，95%CI0.23-0.89，p=0.022)。AKR1A1rs2088102、CBR1rs20572、SLC22A16rs6907567基因的突变型和野生型之发生中性粒细胞减少的概率无明显差异。
携带CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合突变的患者发生中性粒细胞减少的比例为45.1%，明显低于CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合野生型患者(67.4%)(OR=2.516，95%CI1.100-5.754，p=0.027)。然而，发生严重中性粒细胞减少(3-4级)的概率在4个候选基因的不同基因型之间无明显差异。
5、候选基因的基因多态性与蒽环类药物化疗致贫血的关系。
在194名患者中，虽然发生1-4级贫血的概率在4个候选基因的不同基因型之间无明显差异，但AKR1A1rs2088102T/C+C/C突变型发生严重贫血的比例仅有3.5%，显著低于AKR1A1rs2088102T/T野生型的21.7%(OR=0.08，95%CI0.02-0.46，p=0.004)。同时，CBR1rs20725和AKR1A1rs2088102联合突变可明显降低发生严重贫血(3-4级)的概率(9.1%vs36.3%；OR=0.058，95%CI0.006-0.554，p=0.008)。
结论：
1、ABCG2rs2231142突变明显减少蒽环类药物致白细胞减少、中性粒细胞减少的发生率。
2、与ABCG2rs2231142或CBR1rs20725单基因突变相比，CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合突变对降低蒽环类药物致白细胞减少、中性粒细胞减少的发生率具有更加显著的作用。
3、AKR1A1rs2088102突变显著减少蒽环类药物化疗致严重贫血的发生率。
4、与AKR1A1rs2088102或CBR1rs20725单基因突变相比，CBR1rs20725和AKR1A1rs2088102联合突变对降低蒽环类药物致严重贫血的发生率，作用更明显。
乳腺癌是目前女性第一高发的恶性肿瘤，化疗是乳腺癌中必不可缺的治疗方法。蒽环类药物(Anthracycline antibiotics，ANT)和紫杉类药物同为乳腺癌化疗基石类的药物，其使用明显降低了乳腺癌患者复发转移风险。90%以上乳腺癌患者化疗都会使用蒽环类药物，而蒽环类药物毒副作用主要是心脏毒性及骨髓抑制，回顾性分析表明，近80%的患者使用蒽环类药物化疗后会出现不同程度的骨髓抑制，其中高达13.8%患者甚至会因出现严重的发热性粒细胞缺乏症而并发极高的感染和死亡风险。因此，如何在标准剂量范围内达到用药的个体化，做到给药安全、足量是临床医生需要重点考量的问题。蒽环类药物骨髓抑制作用是剂量限制性的，当前临床上用药定量标准主要根据体表面积(BSA)，最新的NCCN2018V3指南，EC-T方案中表柔比星标准用量为90-100mg/m2。当前个体化精准诊疗已成为现今药物代谢动力学领域研究的热点，现代药物代谢动力学研究显示药物的疗效和不良反应与药物原药及代谢物的血药浓度有关，后两者主要受药物代谢动力学相关基因调控，蒽环类药物致骨髓抑制也不例外。根据药物遗传学提示：单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)是基因组水平上由单个核苷酸的变异所引起的DNA序列多态性，是人类可遗传的变异中最常见的一种，占所有已知多态性的90%以上。这类遗传变异可改变药物代谢动力学相关基因的功能，造成代谢环节中关键酶功能差异，从而影响药物在体内的效应。因此，探究蒽环类药物代谢环节中涉及的基因多态性可了解导致骨髓抑制个体差异的原因。蒽环类药物的代谢主要涉及三个环节：1.摄入通过药物转运体(SLC家族)将原药摄入至细胞内，2.代谢通过羰基还原酶(CBR)和醛酮还原酶(AKR)代谢成仲醇，3.排出代谢产物由细胞膜上另一类药物转运体(ABC家族)将其泵出到细胞外。目前针对蒽环类骨髓抑制的基因层面的研究主要集中在摄入、代谢、排出中的某一环节，不可避免会带来研究视角的片面性，对以上三个连续环节作为共同的整体进行探讨可能会更为全面、客观、准确，这三步代谢过程的共同影响蒽环类药物原药及代谢产物含量，从而造成不同程度的骨髓抑制。因此，本研究拟从蒽环类药物摄入、代谢、排出三个环节，探究药物动力学相关基因的多态性与含蒽环类药物化疗致乳腺癌患者发生骨髓抑制程度的相关性，为制定相对安全足量的蒽环类药物个体化用药剂量提供初步的理论依据。
方法：
筛选于2014年06月至2018年12月期间在广州医科大学附属肿瘤医院乳腺外科接受术后含蒽环类药物化疗方案的194例乳腺癌患者，采集化疗前外周血液标本。提取外周血中DNA，通过PCR法和Sanger测序法检测蒽环类药物代谢及转运途径的四个候选基因的SNP位点，包括AKR1A1rs2088102、CBR1rs20572、ABCG2rs2231142、SLC22A16rs6907567。同时收集入组患者性别、年龄、体重指数、TNM分期、分子分型、治疗方案等临床资料，观测第一个化疗周期中处于最低谷的白细胞、中性粒细胞以及血红蛋白检测结果，分析4个候选基因多态性与含蒽环类化疗致乳腺癌患者发生骨髓抑制的关系。
结果：
1、在194例接受含蒽环类的辅助化疗的汉族女性乳腺癌患者中，有117名患者发生1-4级白细胞减少，发生率为60.3%，其中有44名患者发生严重白细胞(3-4级)减少，发生率为22.6%。有98名患者发生1-4级中性粒细胞减少，发生率为50.5%；其中发生严重中性粒细胞减少(3-4级)的患者有51名，发生率为26.3%。有108名患者发生1-4级贫血，发生率为55.6%，其中有11名患者发生严重贫血(3-4级)。白细胞减少在雌激素受体阳性患者中发生率高(p=0.036)；化疗致贫血在化疗前基线血红蛋白数≥132.5g/L的患者(64.8%)中发生率较高(p＜0.01)。另外，与严重白细胞减少及严重中性粒细胞减少发生率在HER-2阳性患者中发生率增加(p=0.042)。骨髓抑制发生率与其他临床基线特征，包括体重指数、年龄、肿瘤分期、PR状态等无关(p＞0.05)。
2、4个候选基因的多态性发生频率如下：AKR1A1rs2088102C/C野生型75例(38.6%)、T/C杂合突变型96例(49.6%)、T/T纯合突变型23例(11.8%)；CBR1rs20572C/C野生型122例(62.9%)、T/C杂合突变型66例(34%)、T/T纯合突变型6例(3.1%)；ABCG2rs2231142G/G野生型66例(34.0%)、G/T杂合突变型105例(54.1%)、T/T纯合突变型23例(11.9%)、SLC22A16rs6907567A/A野生型52例(26.8%)、A/G杂合突变型111例(57.2%)、G/G纯合突变型31例(16%)。患者临床基线特征，包括体重指数、年龄、肿瘤分期、ER状态、PR状态、HER-2状态等，在4个候选基因的不同基因型之间无明显差异(p＞0.05)。
3、候选基因的基因多态性与蒽环类药物化疗致白细胞减少的关系
在194名患者中，与携带CBR1rs20572C/C野生型患者相比，携带CBR1rs20572T/CorT/T突变型患者发生白细胞减少的比例明显减少(65.6%vs51.4%，OR=0.47，95%CI0.25-0.91，p=0.025)；同时，携带ABCG2rs2231142G/T杂合突变型的患者较携带ABCG2rs2231142G/G野生型患者发生白细胞减少的几率显著降低，从68.2%降至52.4%(OR=0.48，95%CI0.27-0.91，p=0.039)。白细胞减少发生率在AKR1A1rs2088102和SLC22A16rs6907567的各基因型中无差异。另外，CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合突变的患者发生白细胞减少的概率明显低于CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合野生型患者(52.9%vs76.1%；OR=0.354，95%CI0.148-0.846，p=0.018)。然而，发生严重白细胞减少(3-4级)的概率在4个候选基因的不同基因型之间无明显差异。
4、候选基因的基因多态性与蒽环类药物化疗致中性粒细胞减少的关系
携带ABCG2rs2231142G/T杂合突变型患者发生中性粒细胞减少的患者，较携带ABCG2rs2231142G/G野生型患者发生概率显著降低(42.9%vs60.6%；OR=0.46，95%CI0.23-0.89，p=0.022)。AKR1A1rs2088102、CBR1rs20572、SLC22A16rs6907567基因的突变型和野生型之发生中性粒细胞减少的概率无明显差异。
携带CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合突变的患者发生中性粒细胞减少的比例为45.1%，明显低于CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合野生型患者(67.4%)(OR=2.516，95%CI1.100-5.754，p=0.027)。然而，发生严重中性粒细胞减少(3-4级)的概率在4个候选基因的不同基因型之间无明显差异。
5、候选基因的基因多态性与蒽环类药物化疗致贫血的关系。
在194名患者中，虽然发生1-4级贫血的概率在4个候选基因的不同基因型之间无明显差异，但AKR1A1rs2088102T/C+C/C突变型发生严重贫血的比例仅有3.5%，显著低于AKR1A1rs2088102T/T野生型的21.7%(OR=0.08，95%CI0.02-0.46，p=0.004)。同时，CBR1rs20725和AKR1A1rs2088102联合突变可明显降低发生严重贫血(3-4级)的概率(9.1%vs36.3%；OR=0.058，95%CI0.006-0.554，p=0.008)。
结论：
1、ABCG2rs2231142突变明显减少蒽环类药物致白细胞减少、中性粒细胞减少的发生率。
2、与ABCG2rs2231142或CBR1rs20725单基因突变相比，CBR1rs20572和ABCG2rs2231142联合突变对降低蒽环类药物致白细胞减少、中性粒细胞减少的发生率具有更加显著的作用。
3、AKR1A1rs2088102突变显著减少蒽环类药物化疗致严重贫血的发生率。
4、与AKR1A1rs2088102或CBR1rs20725单基因突变相比，CBR1rs20725和AKR1A1rs2088102联合突变对降低蒽环类药物致严重贫血的发生率，作用更明显。