pobierz

Acta Haematologica Polonica 2008, 39, Nr 3, str. 509–514
PRACA KAZUISTYCZNA – Case Report
EDYTA TETERA1, MATEUSZ KURZAWSKI2, JAROSŁAW PEREGUDPOGORZELSKI1, TOMASZ URASIŃSKI1, MAREK DROŹDZIK2
Genetycznie uwarunkowany niedobór S-metylotransferazy
tiopuryny (TPMT) przyczyną nietolerancji 6-merkaptopuryny
u dziecka z ostrą białaczką limfoblastyczną
Genetically-determined thiopurine S-methyltransferase (TPMT)
deficiency as a cause of 6-mercaptopurine intolerance in a pediatric
ALL patient
1
Klinika Pediatrii, Hematologii i Onkologii Dziecięcej
Kierownik: Dr hab. Tomasz Urasiński
2
Katedra Farmakologii, Pomorska Akademia Medyczna, Szczecin
Kierownik: Prof. dr hab. Marek Droździk
STRESZCZENIE
Ostra białaczka limfoblastyczna (ALL) jest najczęstszym nowotworem wieku dziecięcego. Jednym z głównych leków, stosowanym w leczeniu ALL u dzieci jest 6-merkaptopuryna (6-MP),
w której metabolizmie kluczowy jest udział metylotransferazy tiopuryny (TPMT). W niniejszej
pracy opisujemy przypadek chorego na ALL, u którego w przebiegu leczenia 6-MP wielokrotnie
występowały niepoŜądane objawy działania leku, w tym nasilona pancytopenia. U chorego przeprowadzono badanie genetyczne, identyfikując wrodzony niedobór TPMT jako przyczynę nietolerancji 6-MP. Przytoczony przypadek pacjenta z ALL, skłania do wdroŜenia rutynowej diagnostyki genetycznej TPMT w praktyce klinicznej w Polsce.
SŁOWA KLUCZOWE: Ostra białaczka limfoblastyczna – 6-merkaptopuryna (6-MP) – S-metylotransferaza tiopuryny (TPMT) – Farmakogenetyka
SUMMARY
Acute lymphoblastic leukaemia (ALL) is the most common cancer of childhood. One of the main
drugs used in ALL treatment in children is 6-mercaptopurine (6-MP), metabolized by thiopurine
S-methyltransferase (TPMT). Here, we describe a case of pediatric ALL patient, who experienced several episodes of 6-MP-related toxicity, including severe pancytopenia, during treatment. Enzymatic, genetically-determined TPMT deficiency was identified as an underlying cause
of the observed 6-MP toxicity. The case demonstrates the importance of TPMT genetic testing
introduction into clinical practice in Poland.
KEY WORDS: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) – 6-mercaptopurine (6-MP) – Thiopurine
S-methyltransferase (TPMT) – Pharmacogenetics
510 E. TETERA i wsp.
WSTĘP
Ostra białaczka limfoblastyczna (ALL – acute lymphoblastic leukaemia) jest najczęstszym nowotworem wieku dziecięcego. KaŜdego roku rozpoznaje się ok. 3–4 nowych przypadków białaczki na 100 000 dzieci (1, 2). ALL powstaje na skutek klonalnej proliferacji limfoidalnych komórek prekursorowych linii B lub T (1, 3, 4). Stanowi
ona około 80–85% wszystkich białaczek rozpoznawanych u dzieci i młodzieŜy (1, 3).
Obecnie większość dzieci zostaje wyleczona. 5-letnie przeŜycie wolne od choroby
i niekorzystnych zdarzeń (EFS – Event Free Survival) w białaczce B-komórkowej
w grupie standardowego ryzyka wynosi 78–85%, wśród pacjentów z grupy wysokiego ryzyka waha się między 63% a 82%, a w przypadku dzieci z fenotypem T-komórkowym mieści się w granicach 70–79% (39). Jeszcze w połowie ubiegłego stulecia rozpoznanie białaczki równało się wyrokowi śmierci.
Cytostatyki są lekami toksycznymi, wywołującymi wiele działań niepoŜądanych
podczas leczenia. Brak selektywnego działania chemioterapeutyków powoduje uszkodzenie nie tylko komórek nowotworowych ale takŜe tkanek zdrowych, szczególnie
tych, które wykazują wysoki wskaźnik mitotyczny (6). Jednym z głównych leków,
stosowanym na kaŜdym etapie leczenia ostrej białaczki limfoblastycznej u dzieci jest
6-merkaptopuryna (6-MP), zaliczana do pochodnych tioguaninowych – leków o działaniu przeciwnowotworowym i immunosupresyjnym. 6-MP jest lekiem o udowodnionej toksyczności i objawach niepoŜądanych, do których naleŜą: mielosupresja (leukopenia, trombocytopenia i niedokrwistość), hepatotoksyczność (wzrostu aktywności
transaminaz z encepfalopatią wątrobową włącznie), zaburzenia ze strony przewodu
pokarmowego (nudności, wymioty, obniŜenie apetytu, bóle brzucha, biegunki, zapalenie błony śluzowej jamy ustnej) oraz zmiany skórne (przebarwienia i wysypki) (3, 4,
6). Większość leków, w tym chemioterapeutyki, charakteryzuje się zmiennością osobniczą dotyczącą farmakokinetyki i farmakodynamiki wpływających na skuteczność
i bezpieczeństwo leczenia, uzaleŜnioną zarówno od czynników środowiskowych jak
i genetycznych. Spośród czynników genetycznych, w terapii 6-MP, tak jak i innymi
tiopurynami, kluczowe znaczenie ma obserwowana w populacji zmienność aktywności
S-metylotransferazy tiopuryny (TPMT), enzymu kluczowego szlaku inaktywacji tiopuryn w tkankach hematopoetycznych (7).
TPMT katalizuje reakcję metylacji atomu siarki grupy tiolowej przyłaczonej do
pierścienia związków heterocyklicznych, w której funkcję koenzymu pełni S-adenozylometionina (SAM). W warunkach fizjologicznych siarkowe związki heterocykliczne nie występują, ani jako związki endogenne, ani jako składniki poŜywienia, dlatego
teŜ biologiczna rola TPMT w organizmie do dziś pozostaje zagadką. Enzym ten,
w przeciwieństwie do innych enzymów związanych z metabolizmem leków, nie jest
tkankowo swoisty, jego aktywność stwierdza się między innymi w nerkach, komórkach krwi, łoŜysku, sercu, trzustce, jelitach i szpiku (8). Dla celów diagnostycznych
określa się aktywność enzymu w erytrocytach.
Od ponad dwóch dekad obserwowano, Ŝe u pewnej grupy pacjentów szczególnie
często występują działania niepoŜądane pochodnych tiopuryny. Wykazano, Ŝe jest to
Genetycznie uwarunkowany niedobór TPMT
511
związane ze zmniejszoną aktywnością TPMT, której dziedziczny charakter stwierdzili
po raz pierwszy Weinshilboum i Sladek w 1980 r. (9). Obecnie wiadomo, Ŝe około
90% populacji kaukaskiej wykazuje wysoką aktywność TPMT (>10U/ml pRBC), około 10% aktywność pośrednią (5–10U/ml pRBC), a w przypadku 1/300 osób występuje
śladowa aktywność lub całkowity niedobór enzymu (10). U podłoŜa tych róŜnic w aktywności enzymu leŜą jednonukleotydowe polimorfizmy (SNP) w kodujących regionach genu TPMT. Oprócz alleli typu dzikiego (kodujących białko o normalnej aktywności) w populacji występują allele wariantowe, kodujące białko o zmienionej aktywności enzymatycznej lub teŜ zupełnie nieaktywne. Wysoką aktywność TPMT wykazują więc osoby homozygotyczne typu dzikiego, pośrednią heterozygoty z jednym allelem wariantowym, a u osób z dwoma allelami wariantowymi stwierdza się śladową
aktywność enzymu lub całkowity jej brak. U pacjentów z niedoborem TPMT dochodzi
do wzrostu stęŜenia nukleotydów tioguaninowych (6-TGN) i ich akumulacji w tkankach (8), a stosowanie w ich leczeniu standardowych dawek leków tiopurynowych jest
często przyczyną wystąpienia bardzo powaŜnych powikłań, głównie leukopenii lub
całkowitej mielosupresji, włącznie z przypadkami zgonów (11).
OPIS PRZYPADKU
U pacjenta w wieku 3 l. rozpoznano ostrą białaczkę limfoblastyczną (charakterystyka
morfologiczna wg klasyfikacji FAB - L1, fenotyp: pre-B-ALL+My). Przed rozpoczęciem leczenia stwierdzono następujące parametry morfologii: WBC=1,0 G/l, HGB=6,5
g/dl; PLT=122 G/l, odsetek blastów we krwi obwodowej: 100%, odsetek blastów w
szpiku: 74,7%. Pacjent został zakwalifikowany do grupy ryzyka standardowego (SRG)
i poddany leczeniu zgodnie z programem ALL-BFM 90. W trakcie indukcji leczenia
pacjent wykazywał dobrą odpowiedź na sterydy, remisję uzyskano 6 miesiącach leczenia
22 (blasty = 1,9%). Stwierdzono uczulenie na asparaginazę. Leczenie podtrzymujące
remisję (6-MP – 50 mg/m²/24h oraz metotreksat (MTX) – 20 mg/m²/tyg) rozpoczęto po
10 miesiącach od rozpoznania. Pacjent pozostawał pod opieką przyklinicznej poradni
hematologicznej, gdzie raz w miesiącu zgłaszał się na wizytę kontrolną. Pierwszy raz
u pacjenta obserwowano pancytopenię, prowadzącą do przerwania leczenia, juŜ po 3
tygodniach przyjmowania standardowej dawki leków. Leczenie wznowiono, redukując
dawki 6-MP i MTX do 1/3 dawki wyjściowej. Modyfikacja leczenia (zmniejszenie dawki MTX do 1/6 oraz zwiększenie 6-MP do1/2) doprowadziła do kolejnego epizodu mielosupresji. W trakcie 20 miesięcy leczenia podtrzymującego, stwierdzono 4-krotnie
w pełni udokumentowane przypadki pancytopenii, za kaŜdym razem leczenie przerywano. Ponadto w podawaniu 6-MP w czasie leczenia podtrzymującego występowały takŜe
liczne kilkudniowe przerwy w podawaniu leku, zalecane na podstawie wyników badań
morfologii. Nawet pod wpływem leczenia obniŜoną o 50–70% dawką 6-MP liczba leukocytów (WBC) kilkukrotnie spadała poniŜej 2,0×109/L, przez większość czasu utrzymywała się znaczna trombocytopenia (PLT < 100×109), a dwukrotnie pacjent wymagał
podania koncentratu krwinek czerwonych z powodu znacznej niedokrwistości (RBC
2,19 T/l i 2,34 T/l). Przebieg leczenia podtrzymującego przedstawiono na Rycinie 1.
512 E. TETERA i wsp.
Ryc. 1. Parametry morfologii i dawki leków w przebiegu leczenia podtrzymującego. 6-MP – 6merkaptopuryna, MTX – metotreksat, WBC – leukocyty, RBC – erytrocyty, PLT – płytki krwi;
strzałkami zaznaczono ponadtygodniowe przerwy w podawaniu 6-MP.
Fig. 1. Parameters of morphology and drugs dosage in the course of adjuvant treatment. 6-MP – 6 mercaptopurine, MTX – metotrexate, WBC – leucocytes, RBC – erythrocytes, PLT – platelets; arrows mark overone-week breaks in administration of 6-MP
U pacjenta przeprowadzono badanie pod kątem polimorfizmu genu TPMT, w ramach badania retrospektywnego nad wpływem zmienności genetycznej TPMT na skuteczność i bezpieczeństwo terapii ALL. Genotypowanie wykonano metodami alleloswoistej amplifikacji (ASA) i polimorfizmu długości fragmentów restrykcyjnych produktów reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR/RFLP), stosowanymi w Katedrze Famakologii PAM (12). U pacjenta stwierdzono obecność dwóch alleli wariantowych
(genotyp *3A/*3A), warunkującą całkowity niedobór aktywności TPMT.
DYSKUSJA
Zwiększone ryzyko działań niepoŜądanych, szczególnie mielosupresji, przy stosowaniu standardowych dawek 6-MP występuje u osób ze zmniejszoną aktywnością
TPMT, u których dochodzi do wzrostu stęŜenia nukleotydów tioguaninowych i ich
akumulacji w tkankach (10). Wśród dzieci z rozpoznaną ostrą białaczką limfoblastyczną, leczonych 6-MP, redukcja stosowanych dawek 6-MP w trakcie terapii, spowodowana toksycznością leku była najwyŜsza wśród pacjentów z genetycznie uwarunkowa-
Genetycznie uwarunkowany niedobór TPMT
513
nym niedoborem aktywności TPMT (100%), pośrednia u heterozygot – pacjentów
z jednym prawidłowym i jednym wariantowym allelem TPMT (35%), a najniŜsza u pacjentów z genotypem typu „dzikiego” – dwoma allelami ,,prawidłowymi” (7%). W rezultacie stosowane średnie dawki dzienne 6-MP w poszczególnych grupach pacjentów
wynosiły odpowiednio 10 mg/m², 64 mg/m², oraz 75 mg/m², przy dawce standardowej
75 mg/m2 wg stosowanego protokołu Total XII [13]. Badanie z udziałem największej,
do tej pory, grupy chorych, u których wystąpiły objawy ostrej toksyczności 6-MP,
potwierdziło przydatność testów genetycznych w identyfikacji osób o zwiększonym
ryzyku toksyczności leku oraz celowość ich wprowadzenia do praktyki klinicznej (14).
Udowodnione korzyści z genotypowania pacjentów przed podaniem tiopuryn były
przyczyną wprowadzenia badań genetycznych do rutynowego postępowania w USA.
Poza korzyściami terapeutycznymi genotypowanie okazało się równieŜ korzystne ze
względów ekonomicznych poprzez m.in. skrócenie czasu hospitalizacji, zmniejszenie
konieczności podawania preparatów krwiopochodnych. W terapii nowotworów ocena
polimorfizmu TPMT przed rozpoczęciem leczenia 6-MP jest – obok badań zmienności
genu UDP-glukurozylotransferazy (UGT) w leczeniu irynotekanem oraz dehydrogenazy dihydropirymidynowej (DPD) w przypadku 5-fluorouracylu – badaniem mogącym
przynieść wymierne korzyści dla pacjenta (15). Wyniki jednego z ostatnich badań
kwestionują istnienie ścisłej korelacji pomiędzy genotypem a aktywnością TPMT oraz
pomiędzy aktywnością enzymu a stosunkiem stęŜeń metabolitów 6-MP (6-MP/6-TGN)
(16). Pomimo tego, w przytoczonym badaniu podkreślana jest przydatność stosowania
testów genetycznych do identyfikacji chorych homozygotycznych z dwoma wariantowymi allelami TPMT w celu uchronienia ich przed groźnymi dla Ŝycia objawami toksyczności leku.
Przedstawiony chory z ALL, u którego co najmniej sześciokrotnie przerywano leczenie z powodu nasilonej pancytopenii, stanowi takŜe argument za stosowaniem diagnostyki genetycznej TPMT równieŜ w Polsce. U opisywanego pacjenta, metodą wielu
prób uzyskano ostatecznie w miarę stabilne parametry morfologiczne (przy utrzymującej się trombocytopenii), po redukcji dawki 6-MP o 66%, przy jednoczesnym stosowaniu dawki MTX zmniejszonej o 83%. W wielu ośrodkach na świecie, wzorem wiodącego ośrodka leczenia ALL, St. Jude Research Hospital w Memphis, na podstawie
prostego testu genetycznego wykonanego przed rozpoczęciem terapii, lekarze podejmują decyzję o 90% redukcji dawki 6-MP w przypadku pacjentów z całkowitym niedoborem aktywności TPMT i 35–50% redukcji dawki u pacjentów heterozygotycznych, znacznie zmniejszając ryzyko toksyczności w przebiegu leczenia, zachowując
jednocześnie jego skuteczność (7). W Polsce od kilku lat prowadzone są badania nad
znaczeniem polimorfizmu TPMT, które potwierdziły obecność wariantowych alleli
genu w populacji polskiej oraz związek pomiędzy genotypem TPMT a aktywnością
enzymu oraz ryzykiem mielosupresji przy stosowaniu leków tiopurynowych (12, 17,
18). Jednak mimo ewidentnej, modelowej wręcz zaleŜności genotyp-dawka, coraz
większej dostępności oraz coraz niŜszych kosztów badań genetycznych w stosunku do
całkowitych kosztów leczenia, określanie genotypu TPMT nie jest stosowane w praktyce klinicznej. MoŜe juŜ czas to zmienić?
514 E. TETERA i wsp.
PIŚMIENNICTWO
1. Radwańska U. Białaczki u dzieci. Warszawa. Volumed. 1998.
2. Bell BA, Brockway GN, Shuster JJ, et al. A Comparison of Red Blood Cell Thiopurine Metabolites in Children With Acute Lymphoblastic Leukemia Who received Oral Mercaptopurine Twice Daily or
Once daily: A Pediatric Oncology Group Study. Pediatr Blood Cancer 2004; 43: 105-109.
3. Ochocka M, Matysiak M. Ostre białaczki u dzieci. Medipress Pediatria. 1996; 2: 16-21.
4. Matysiak M. Hematologia w praktyce pediatrycznej. Warszawa: PZWL; 2002.
5. Silverman LB, Declerck L, Gelber RD, Kimball Dalton V, Asselin BL, Barr RD, Clavell LA,
Hurwitz CA, Moghrabi A, Samson Y, Lipton JM, Cohen HJ, Sallan SE. Results of Dana-Farber Cancer
Institute Consortium protocols for children with newly diagnosed acute lymphoblastic leukemia (1981–
1995). Leukemia 2000; 14: 2247-2256.
6. Madeja G. Chemioterapia onkologiczna dorosłych i dzieci. Warszawa: PZWL; 1999.
7. Cheok MH, Evans WE. Acute lymphoblastic leukaemia: a model for the pharmacogenomics of
cancer therapy. Nat Rev Cancer 2006; 6: 117-129.
8. Krynetski EY, Evans WE. Pharmacogenetics as a molecular basis for individualised drug therapy: the thiopurine S-methyltransferase paradigm. Pharm Res 1999; 16: 342-349.
9. Weinshilboum RM, Sladek SL. Mercaptopurine pharmacogenetics: monogenic inheritance of
erythrocyte thiopurine methyltransferase activity. Am J Hum Genet 1980; 32: 651-662.
10. McLeod HL, Siva C. The thiopurine S-methyltransferase gene locus – implication for clinical
pharmacogenomics. Pharmacogenomics 2002; 3: 89-98.
11. Krynetski EY, Schuetz JD, Galpin AJ, Pui CH, Relling MV, Evans WE. A single point mutation
leading to loss of catalytic activity in human thiopurine S-methyltransferase. Proc Natl Acad Sci USA
1995; 92: 949-953.
12. Kurzawski M, Gawronska-Szklarz B, Drozdzik M. Frequency distribution of thiopurine Smethyltransferase alleles in a Polish population. Ther Drug Monit 2004; 26: 541-545.
13. Relling MV, Hancock ML, Riviera GK, et al. Mercaptopurine therapy intolerance and heterozygosity at thiopurine S-methyltransferase gene locus. J Natl Cancer Inst 1999; 91: 2001-2008.
14. Evans WE, Hon YY, Bomgaars L, Coutre S, et al. Preponderance of thiopurine Smethyltransferase deficiency and heterozygosity among patients intolerant to mercaptopurine or azathioprine. J Clin Oncol. 2001; 19: 2293-2301.
15. Fakhoury M, Andreu-Gallien J, Mahr A, Medard Y, Azougagh S, Vilmer E, Jacqz-Aigrain E.
Should TPMT genotype and activity be used to monitor 6-mercaptopurine treatment in children with acute
lymphoblastic leukaemia? J Clin Pharm Ther. 2007; 32: 633-639.
16. Bosch TM. Pharmacogenomics of drug-metabolizing enzymes and drug transporters in chemotherapy. Methods Mol Biol. 2008; 448: 63-76.
17. Kurzawski M, Dziewanowski K, Gawronska-Szklarz B, Domanski L, Drozdzik M. The impact
of thiopurine s-methyltransferase polymorphism on azathioprine-induced myelotoxicity in renal transplant
recipients. Ther Drug Monit. 2005; 27: 435-441.
18. Chrzanowska M, Kurzawski M, Drozdzik M, Mazik M, Oko A, Czekalski S. Thiopurine Smethyltransferase phenotype-genotype correlation in hemodialyzed patients. Pharmacol Rep. 2006; 58:
973-978.
Praca wpłynęła do Redakcji 21.03.2008 r. i została zakwalifikowana do druku 12.08.2008 r.
Adres Autora:
Prof. Marek Droździk
Katedra Farmakologii, PAM
ul. Powstańców Wlkp. 72
70-111 Szczecin