免疫遗传学

一、药物超敏反应

许多超敏反应的出现是由于直接激活免疫系统。有充分的证据证明药物或药物代谢产物作为抗原或半抗原在主要组织相容性复合体限制性T细胞激活中起重要作用。药物可能与细胞内蛋白质结合，并由MHCⅠ类或Ⅱ类分子递呈到CD8+或CD4+ T细胞。MHC基因与非甾体类抗炎药如吡唑啉酮衍生物、三甲氧苄二氨嘧啶-磺胺甲唑和变应原的特异质反应相关。最近有两项运用免疫遗传学方法进行的研究，观察HIV感染治疗中的反转录酶抑制药阿巴卡韦引起的早发性甚至是致死性超敏反应。研究表明，阿巴卡韦超敏反应与MHC 57.1世系单倍型有关。然而药物超敏的基因办法并不新鲜并且没有在免疫介导的药物反应方面得到明显的突破，特别是由于MHC的相关性很难被重现。因此免疫遗传学可能成为补充或选择性的诊断方法，例如T细胞增殖分析，但是这些办法在没有暴露的病人中不能成为有价值的预测办法。

2002年有两篇重量级文章发表在《柳叶刀》杂志上，文章的重要发现是，HLA-B*5701基因多态与鸟苷酸反转录酶抑制药阿巴卡韦的超敏反应高度相关。阿巴卡韦超敏反应是一种多器官综合征，最常见的症状包括发热（见于约80%的病例）、皮疹（见于约70%的病例）、疲劳、恶心、呕吐，其他还包括：肌肉痛或关节痛、头痛、腹泻、瘙痒、低血压和各种呼吸系统症状。出现超敏反应后需要立即、永久停用这种药物，因为再次使用可能会导致死亡。澳大利亚医生在2002—2005年间就这一结果进行了临床上的前瞻性研究，结果发现在148名接受阿巴卡韦治疗的HLA-B*5701阴性艾滋病患者中没有发现超敏反应。相似的实验结果在英国和法国也被报道。然而HLA-B*5701在非洲人群中的作用还未知，在亚洲人群中，HLA-B*5701的突变频率较低限制了该多态作为遗传药理学生物标记的使用。

HLA-B*5701参与阿巴卡韦引起超敏反应的分子机制在于阿巴卡韦触发血液中CD8+细胞释放细胞因子与HLA-B*5701和一个内源性的蛋白多肽参与的反应特异相关。这一发现为HLA-B*5701作为遗传药理学生物标志提供了理论依据。

Mallal等把来自19个国家的265个中心的患者分成两组，一组在使用阿巴卡韦之前没有检测HLA-B*5701，另一组的患者在确定为HLA-B*5701阴性后才使用阿巴卡韦。

在全部HLA-B*5701阴性的患者中没有发现超敏反应，所有发生超敏反应的患者是HLA-B*5701阳性。在对照组中有50% HLA-B*5701携带者出现超敏反应，而HLA-B*5701携带者不发生超敏反应的机制还不清楚。

在整个试验中，虽然只发现14名患者在测序后可以避免发生超敏反应，但是评论专家还是强烈推荐将HLA-B*5701作为遗传药理生物标记物，在白种人艾滋病患者使用阿巴卡韦前常规检测。有证据表明在英国对HLA-B*5701进行常规测序后，阿巴卡韦的处方量呈上升趋势。

杜克大学Goldstein小组于2007年7月在《科学》杂志中发表论文，初步揭示与HIV“临界值”（set point）相关的基因多态。他们对486名未接受任何治疗的HIV感染患者进行全基因组的关联分析——全基因测序，发现两种基因多态联合能说明病毒载量（viral load）中15%的变化。

两个多态中，一个发生频率较小（0.05%）的多态位于HLA复合物P5（HCP5）基因能解释总变异的9.6%被认为是最主要的决定因子。研究者发现它与HLAB*5701呈现强连锁不平衡，已有多篇文献报道HLAB*5701与限制HIV-1有关，所以研究者假设是这一多态对于HIV病毒载量的下调是由于HLA-B*5701的直接作用。但是这一假设不能从本研究中得到确定的答案。作为一个人体内源性反转录病毒元件，该蛋白本身很可能与HIV-1发生相互作用，并且HCP5被认为编码两种蛋白，多态与其中一种蛋白的氨基酸置换有关，因此这一基因编码的蛋白很可能直接参与HIV的致病过程。另外一种多态性存在于HLA-C基因中，该基因在促进免疫系统有效运作方面与HLA-B作用类似。这一研究成果将会有助于开发出抗艾滋病药物新的作用靶点及新疫苗。

二、预防接种反应

肝炎B疫苗是阻止和控制肝炎B感染的最有效方法。最近的重组肝炎B疫苗可以在95%的接种成年人中达到有效血清保护。然而有5%的接种成年人对标准的三剂量不能产生足够反应。这些人有一个小于10mU/ml的抗肝炎病毒B（anti-HBs）滴定量被定义为弱或无反应者。缺乏抗HB抗体反应的因素可能包括不适当的冷藏、高龄、性别、肥胖、糖尿病、肾衰竭和吸烟。除此之外，特异性组织相容性白细胞抗原（HLA）-相关性免疫反应基因可能控制对肝炎B疫苗的反应，一个特异的HLA单倍型与弱抗体反应相关。以前的实验发现对肝炎B疫苗的反应主要由HLA-DR、HLADP、HLA-DQ决定。弱反应性与DRB1*1101和DPB1*020单倍型和HLA因素相关。例如，当DRB1*0701/DRB4*0101-DQB1*020*单倍型中出现的HLA-DPB1*020与反应性呈负相关，当DRB1*0301/DRB3*0101-DQB1*020*单倍型中出现的DRB4*0101与反应性呈负相关。

最近的研究表明，不同的HLA生成物可能成为肝炎B病毒疫苗体液反应的激动药（C4AQ0和HLA-DQB1*02）或抑制药（C4AQ0、HLA-DQB1*02和HLADRB1*11，DQB1*0301）。现在认为能发生反应的人群是具有特异“反应”等位基因而缺乏“无反应”等位基因的人群。在高加索人群中，HLA等位基因和抗体反应相关性的研究表明还有其他的相关HLA基因型包括C4A3、B44、DR7、FC31、B8、DR3和SC01。在主要组织相容性复合物中出现的基因调节肝炎B的免疫反应，弱或无反应者可能是由于产生一系列再接种反应。实际上一项研究表明再接种可以使无反应者持续产生抗HBs的抗体反应，然而，反应取决于HLA单倍型和疫苗的剂量。

三、遗传药理学标记物的验证

由于TB，疟疾和HIV的治疗是高度标准化的，因此能够迅速获得遗传学信息。足够的传染性疾病的临床试验成为获得反应和毒性数据的重要来源。在临床试验中，基因型可以作为一个排除原则，这样研究组可以相对较小，在基因组成上更加纯化，缺点是只能代表一小部分人群。这种方法在研究脓毒症时显得更有意义，因为这种综合征很大的异质性。基因型可以作为随后的分层因素。

对于一些疾病，例如HIV，病人被认为是在进行延长生命的治疗。因为毒性或失败而经常更改治疗方案，患者可能长年累月的参加各种临床试验。在这种情况下，学者提议对于经常参加临床试验的志愿者使用一个“CYP护照”。临床试验不得不考虑个体的种族起源，因为这与基因多态性相关。然而，种族问题只能解释基因组成的一部分，基因分型可以把关系解释的更准确。许多X-相连微卫星和SNP标记物被用于对人群种族结构的深刻全面分析。

队列研究使我们对临床表型有了清楚的定义。整合这些数据将使进行分离，联合和相关分析。参与者的接受是这一努力的关键，然而，对1 000名HIV感染的病人提供基因测试的机会时，其同意率高达97%。

表9-4中的问题是重要的，对于抗感染药物遗传药理学标记物对疗效和毒性反应的预测还没有进行体内验证。抗反转录病毒是临床验证遗传药理学生物标记最好的靶标。第一次尝试评价已知药物代谢和处置蛋白的基因和功能多态性的实验中，Fellay等在一队明确的HIV感染病人中，使用含蛋白酶抑制药、非核苷酸反转录酶抑制药的联合治疗策略。基因研究包括调查CYP3A4、CYP3A5、CYP2D6、CYP2C19、MDR1、CCR5（一个病毒受体可以改变感染的易感性和治疗的反应性），也可以在淋巴细胞表达P-gp，MDR1和MDR2。MDR1 多态性（C3435T，外显子26）和CYP2D6与血浆药物浓度差别有关。MDR1 C3435T 也与治疗前6个月较好的免疫恢复相关。然而，这次尝试存在矛盾的结论并相当有争议。MDR1 3435TT多态性导致MDR1表达减少（见表9-3），与药物低血浆水平相关。这一结论在P-gp底物奈非那韦和依非韦仑中都观察到，令人奇怪的是依非韦仑被认定不是这种转运体的底物。有证据表明，这些转运体在组织和发育中有表达特异性，PIs可能是P-gp的诱导药或抑制药。存在复杂的代偿机制是可能的解释，不幸的是，这也就意味着当我们运用这些从体外获得的知识来解释临床时将会遇到许多困难。

表9-4　传染性疾病中遗传药理学标记物的验证

目前传染性疾病的遗传药理学知识主要集中在鉴定能导致Ⅰ相、Ⅱ相代谢通路和转运体活性改变和转运体的基因多态性上。这些多态被首先识别是因为研究直接与相关药物代谢和转运的基因。在基因组范围内的研究将会发现与特异毒性反应或疗效不足表型有关的新一代标记物。这些劳动密集型分析将鉴定出功能相关的其他多态性。多态性可能与我们熟知的基因相差很远（调节子或抑制基因）或出现在非编码区（启动子、内含子、3′-非编码区），可能与改变表达，剪接和蛋白质稳定性有关。用芯片对转录物组进行分析可以得到个体表达的有用信息可以使基因参与到复合物的调节和级联反应。仔细的研究级联反应可以鉴定多态性和功能改变，虽然它们距离重要代谢和转运基因很远。

理解疾病易感性的遗传学知识也有助于新药的开发。HIV胞内受体CCR5的多态性导致的功能蛋白缺失并产生抗HIV的高水平保护作用，因此鉴定HIV胞内受体CCR5的多态性触发了新药开发中一个崭新的集中研究方向，包括口服CCR5受体激动药阻止HIV-1进入细胞，目前这一项研究已进入临床阶段。

重要的是，抗感染疾病的化学治疗的遗传药理学和免疫遗传学将完成对致病原易感性的遗传学研究。对于许多致病源来说，例如HIV，疟疾，和结核有机会显著提高处理方法并限制需要治疗的病人人数。幸运的是，从抗感染性疾病药物治疗的代谢，转运和处置中获得遗传差别知识可以在很大程度上和其他系统疾病药物的治疗分享，这些领域将一起向前发展。

（曹　杉　周　淦）

参 考 文 献

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