Association between NUDT15 genotypes and 6-MP toxicity in childhood acute Lymphoblastic leukemia

Abstract

NUDT15 is the dephosphatase enzyme that plays an important role in dephosphorylation of (d)GTP and 6-thio-(d)GTP to (d)GMP and 6-thio-(d)GMP. It has been reported that NUDT15 variant is associated with 6-MP dose intolerance in ALL patients. Therefore, the aims of this study were to investigate the association between NUDT15 genetic polymorphisms and 6MP-induced myelotoxicity. Onehundred children with RAMA ALL 001 protocol were recruited for collecting DNA and clinical data in the first 6 months of maintenance phase. NUDT15 genotyping was classified into four diplotypes (NUDT15* 1: wild-type, NUDT15* 3: rs116855232, NUDT15* 6: rs554405994 and NUDT15* 2: rs116855232, rs554405994) . The results showed that all NUDT15 heterozygous and homozygous diplotypes were associated with leukopenia grade 3 (P = 0.023) or 4 (P = 0.041) and neutropenia grade 3 (P = 0.017) or grade 4 (P = 3.12x10-5) in the first 8 weeks while the grade 3 thrombocytopenia was related to those diplotypes in week 9-24. In addition, the median of WBC (WT 2,100/mm3 vs. Var 1,200/mm3, P = 0.008), ANC (WT 809/mm3 vs. Var 127/mm3, P= 2.13x10-4) and platelet count (WT 168,000/mm3 vs. Var 121,000/mm3, P = 0.009) in NUDT15 variant was significantly lower than wild-type group. Moreover, the dose intensity of NUDT15 variants is less than wildtype with P= 0.056 (dose intensity of WT 66.67% vs. heterozygous variant 48.8% vs. homozygous variant 16.67% ) in week 9-24. The multivariate analysis showed that infections were associated with leukopenia (P = 0.013), neutropenia (P = 0.010) in week 9-24 and thrombocytopenia ( P = 0. 039) in the first 8 weeks. In addition, NUDT15 variants had a significant difference of 6-MP dose tolerance lower than wild-type patients in the younger age group (age 1-9.9 years) with P = 0.009 unlike the age 10-15 years group. This finding suggested that NUDT15 variants particularly influenced 6MP-induced myelotoxicity in ALL children therefore the identification of NUDT15 polymorphisms should be done for pre-emptive 6-MP or thiopurine drug administration and 6-MP dose adjustment would be concerned in NUDT15 variants

NUDT15 เป็นเอนไซม์สำคัญในการกำจัดหมู่ฟอสเฟต 2 หมู่ออกจากสาร (d)GTP เพื่อป้องกัน DNA ถูกทำลายและ 6-thio-(d)GTP ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ของยา 6-MP การศึกษาที่ผ่านมาพบว่าความผิดแผกทางพันธุกรรมของยีน NUDT15 ทำให้ คนไข้มีอาการไม่พึงประสงค์จากยา 6-MP และไม่สามารถใช้ปริมาณยาเท่ากับคนไข้ทั่วไปได้ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเป็นการศึกษา ความสัมพันธ์ระหว่างความผิดแผกทางพันธุกรรมของยีน NUDT15 กับภาวะพิษต่อเซลล์ในคนไข้เด็กมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดลิมโฟบลาสแบบเฉียบพลัน (ALL) โดยเก็บตัวอย่าง DNA และข้อมูลทางคลินิกในช่วงการรักษาระยะ maintenance นานอย่างน้อย 6 เดือน จากคนไข้เด็ก ALL ที่รักษาด้วย RAMA ALL 001 protocol จานวน 100 คน จีโนไทป์ของยีน NUDT15 จะถูกแบ่งเป็น 4 แบบ ดังนี้ NUDT15*1: wild-type (แบบปกติ) และแบบที่มีความผิดแผกทางพันธุกรรมของยีน 3 แบบคือ NUDT15*3: rs116855232, NUDT15*6: rs554405994 แล ะ NUDT15*2: rs116855232, rs554405994 ผลการศึกษาพบ ว่าจีโนไทป์ของยีน ทั้งแบบ heterozygous และ homozygous มีความสัมพันธ์กับภาวะเม็ดเลือดขาวต่ำระดับ 3 (P = 0.023) หรือระดับ 4 (P = 0.041) และภาวะเม็ดเลือดขาวชนิดนิวโตรฟิลต่ำระดับ 3 (P = 0.017) หรือระดับ 4 (P = 3.12x10-5) ในช่วง 8 สัปดาห์แรก ขณะที่จีโนไทป์ของยีนดังกล่าวสัมพันธ์กับภาวะเกล็ดเลือดต่ำระดับ 3 ในช่วงสัปดาห์ที่ 9-24 ยิ่งไปกว่านั้น ผลการเปรียบเทียบค่ากลางของค่าเม็ดเลือดขาว, เม็ดเลือดขาวชนิดนิวโตรฟิล และเกล็ดเลือดระหว่างกลุ่มคนไข้ที่มียีน NUDT15 ปกติและกลุ่มที่มีความผิดแผกทางพันธุกรรมของยีน NUDT15 พบว่า กลุ่มที่มีความผิดแผกทางพันธุกรรมของยีนมีค่าดังกล่าวน้อยกว่าอย่างมีนัยยะสำคัญทางสถิติ [WBC (WT 2,100/mm3 กับ Var 1,200/mm3, P = 0.008), ANC (WT 809/mm3 กับ Var 127/mm3, P = 2.13x10-4) และ platelet count (WT 168,000/mm3 กับ Var 121,000/mm3, P = 0.009)] นอกจากนี้ยังพบว่า กลุ่มที่มีความผิดแผกทางพันธุกรรมของยีนมีแนวโน้มที่จะได้ระดับยาน้อยกว่ากลุ่มยีนปกติในช่วงสัปดาห์ที่ 9-24 (ระดับเปอร์เซ็นต์ dose intensity กลุ่มยีนปกติ 66.67%, กลุ่ม heterozygous variant 48.8% และ กลุ่ม homozygous variant 16.67%, P = 0.056) ผลการศึกษาปัจจัยทางคลินิกด้วยวิธีวิเคราะห์ถดถอยพหุ พบว่า ภาวะติดเชื้อสัมพันธ์กับภาวะเกล็ดเลือดต่ำระดับ 3 (P = 0.039) ในช่วง 8 สัปดาห์แรกส่วนช่วงสัปดาห์ที่ 9-24 สัมพันธ์กับภาวะเม็ด เลือดขาวต่ำระดับ 4 (P = 0.013) และภาวะเม็ดเลือดขาวนิวโตรฟิลต่ำระดับ 4 (P = 0.010) นอกจากนี้ คนไข้ที่มีความผิดแผกของยีน NUDT15 ในกลุ่มช่วงอายุ 1-9.9 ปี จะมีระดับ 6-MP dose tolerance ต่ำกว่าคนที่มียีนปกติ (P = 0.009) แต่ไม่พบความแตกต่างของระดับยา 6-MP dose tolerance ในกลุ่มอายุ 10-15 ปี ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าความผิดแผกทางพันธุกรรมของยีน NUDT15 ส่งผลกระทบเป็นอย่างมากต่อภาวะเป็นพิษต่อเซลล์เมื่อใช้ยา 6-MP ในผู้ป่วยมะเร็งเลือดขาวชนิดลิมโฟบลาสแบบเฉียบพลันโดยเฉพาะเด็กที่มีอายุน้อยกว่า 10 ปี ดังนั้นจึงควรตรวจจีโนไทป์ของยีน NUDT15 ก่อนได้รับยา 6-MP และปรับระดับยาตามแต่ละชนิดของจีโนไทป์