ABCB1甲基化水平调控T淋巴细胞内CsA浓度引起CsA药效学差异的研究

Cyclosporine (CsA) is characterized by a high inter-individual pharmacokinetics variability. Hence, monitoring CsA concentrations in peripheral blood is recommended to optimize transplant patient’s outcome in traditional medical strategies. However, it indicated that peripheral blood CsA concentrations failed to reflect the drug effectiveness. It seems reasonable to assume that CsA concentrations at the target sites (intra-lymphocytes) are more relevant than peripheral blood concentrations in predicting treatment efficacy. A significantly negative correlation between ABCB1 mRNA expression and intracellular CsA concentrations in lymphocytes was reported, and a high methylation level of the ABCB1 was reported to down-regulate the ABCB1 mRNA expression in colonic epithelial cells. Our previous study showed that the methylation level of ABCB1 in lymphocytes also showed a significant inter-individual variation within renal transplant recipients. In the present project, the relationship of CsA concentrations in T-lymphocytes with the drug action and ABCB1 expression will be researched. Then the molecule mechanism of CsA concentrations adjusted through ABCB1 methylation in T-lymphocytes will be elucidated. The purpose of the project is providing a new method for individual medicine of CsA in renal transplant recipients.

环孢素(CsA)药效学个体差异大，传统用药策略通过监测外周血CsA浓度来优化移植患者的治疗效果。临床实践却发现外周血CsA水平并不能很好地反映CsA药效。由于作用于T淋巴细胞，胞内CsA浓度与其疗效更相关。文献调研发现T淋巴细胞内CsA浓度与ABCB1基因mRNA表达量显著相关，而人结肠上皮细胞中ABCB1 mRNA的表达量又受到ABCB1基因甲基化的负调控。我们的前期研究发现肾移植患者术后淋巴细胞内ABCB1基因甲基化程度也存在个体差异。据此我们提出假说：T淋巴细胞内ABCB1基因甲基化通过改变ABCB1 mRNA表达量，调控胞内CsA浓度，从而引起CsA药效学差异。本研究拟从临床及细胞水平明确T细胞内CsA浓度与其药效学差异的关系；阐明ABCB1表达量与T细胞内CsA浓度的相关性；揭示ABCB1基因甲基化改变T细胞内CsA浓度的作用机制，为CsA个体化用药提供新思路。

本项目针对细胞内 CsA 浓度的影响因素进行研究，主要内容包括对PBMCs细胞及T细胞内CsA浓度，T细胞内ABCB1基因和三种细胞因子（IL-2、IFN和CSF）的表达、T细胞 ABCB1 基因启动子甲基化状态的检测方法的建立，以及对ABCB1蛋白起到调控作用的另一基因---PXR基因的多态性的相关性研究。CsA通过在T细胞中抑制细胞因子的表达发挥免疫抑制作用，而血药浓度监测数据显示，随着外周血CsA浓度的增加，细胞因子虽然有下降趋势，但两者相关性较弱，PBMCs内CsA浓度与细胞因子的相关性也较弱，但初步发现T细胞内CsA浓度与细胞因子以及ABCB1表达的相关性较好。研究结果还显示：ABCB1基因启动子甲基化状态与CsA外周血浓度无相关性，但未发生启动子甲基化的患者，其PBMCs和T细胞内CsA浓度处于偏低水平，该研究结果与文献报道一致。但由于样本量有限，结果有待更多样本进行验证。另外进行的PXR基因多态性研究观察到PXR*1A，PXR*1B 及 PXR*1C 型患者单倍簇频率依次为30.6%、12.2% 及17.3%。虽然不同 PXR 单倍簇型患者之间 CsA C0/D 值无统计学差异，但PXR*1B单倍簇型对患者 CsA C2/D 值在移植术后首月内存在显著性影响。本项目分别从CsA细胞内浓度以及PXR药物基因组学入手，研究其与CsA药效学的相关性，希望通过本项目可以优化环孢素个体化用药方案，进一步提高患者用药安全性及有效性。