Association between single nucleotide polymorphisms in deoxycytidine kinase and lamivudine monotherapy response among patients with chronic hepatitis B

Abstract

[한글]

연구배경 및 목적: Deoxycytidine kinase (dCK)는 간세포내에서 라미부딘이 약리작용을 할 수 있는 형태로 인산화하는데 가장 중요한 효소로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 서양인과 중국인에서 이미 알려진 dCK 단일 염기 다형성을 확인하며, 한국인에서 새로운 단일 염기 다형성을 발견하고, 발견된 단일 염기 다형성이 만성 B형 간염 환자에서 라미부딘 치료효과와 관련이 있는지를 알아보고자 하였다.대상 및 방법: 24명의 건강한 사람과 24명의 만성 B형 간염 환자로부터 dCK 유전자를 모두 분석하여 단일 염기 다형성을 평가하였다. 또한, 라미부딘으로 48주 이상 치료를 받은 125명의 만성 B형 간염 환자를 대상으로 임상자료 분석과 발견된 단일 염기 다형성과의 상관관계를 분석하였다. 라미부딘 치료 48주에 혈청 HBV DNA 가 음전되고 ALT 정상을 획득한 군을 "약물 반응 군"으로, 초기 치료 반응이 없고 치료 48주 이내에 바이러스 돌파가 발생한 군을 "약물 비반응 군"으로 정의하였다.결과: 한국인의 dCK 유전자에서 확인된 15개의 단일 염기 다형성 중 7개의 단일 염기 다형성은 기존 데이터 베이스에 알려져 있으나 8개의 단일 염기 다형성은 새롭게 발견되었다 (g.-2052C>A, g.-360C>G, c.364C>T (P122S), IVS3-46G>del., IVS4+40G>T, IVS5+39T>C, IVS5-72A>T, and c.966~975T10>T11). 특히, promoter 위치에서 발견된 g.-360C/G 와 g.-201C/T 단일 염기 다형성은 강한 연관 불균형 관계를 보이고 있으며 대립유전자형 (allele)의 빈도는 서양인이나 중국인에 비해 높았다 (26% vs. 2% and 15.6%). 라미부딘 치료 48주에 g.-360CG/g.-201CT 와 g.-360GG/g.-201TT 유전형을 가진 환자 군이 g.-360CC/ g.-201CC 유전형을 가진 환자 군에 비해 효과적인 치료 반응을 보였다 (70.6% vs. 48.2%, P = 0.027). 또한, g.-360G/g.-201T 대립유전자형의 빈도가 약물반응 군에서 의미있게 높았다 (20.0% vs. 9.3%, P =0.021). 다변량 분석에서 g.-360G/g.-201T 일배체형을 포함하는 유전형이 라미부딘 치료 48주 약물 반응의 독립적인 예측인자였다 [odds ratio (OR), 2.846; 95% confidence interval (CI), 1.121 - 7.227; P = 0.028)]. 또한, 5개의 단일 염기 다형성으로, g.-360 C>G, g.-201C>T, c.-364C>T (P122S), IVS6+41T>A, c.948T>C (3''UTR), 구성된 특이 일배체형 (GTCTT)의 빈도가 약물 반응군에서 의미있게 높았다 (OR, 2.830; 95% CI, 1.035 - 7.737; P = 0.043).결론: 이러한 결과는 만성 B형 간염 환자에서 dCK 유전자의 단일 염기 다형성이 라미부딘 치료반응을 예측하는데 중요한 유전적 표지자 역할을 할 것으로 기대된다.

[영문]Background and Aims: Deoxycytidine kinase (dCK) is the important rate-limiting enzyme of the intracellular phosphorylation of lamivudine to its active triphosphates. This study was tried to confirm the known dCK polymorphisms in Chinese and Caucasian, to discover new dCK polymorphisms in Korean and to evaluate whether the discovered single nucleotide polymorphisms (SNPs) of dCK gene is associated with the treatment outcomes of lamivudine monotherapy in patients with chronic hepatitis B (CHB).Methods: All dCK genes were sequenced from 24 healthy volunteers and 24 patients with CHB for discovering the SNPs. A total of 125 CHB patients were enrolled to compare the treatment outcomes of lamivudine according to genetic variants in dCK gene. They all treated with lamivudine 100mg once daily for at least 48 weeks. At week 48, those who achieved virological and biochemical response with undetectable HBV DNA and ALT normalization were classified as good response. Those who were occurred primary non-response or virologic breakthrough at 48 weeks were considered as poor response.Results: In Korean, 15 SNPs of dCK gene were detected. Among them, 7 SNPs, had been previous reported in public SNP database. Eight novel dCK SNPs were found (g.-2052C>A, g.-360C>G, c.364C>T (P122S), IVS3-46G>del., IVS4+40G>T, IVS5+39T>C, IVS5-72A>T, and c.966~975T10>T11). 2 SNPs within the promoter region (g.-360C>G and g.-201C>T) and 3 SNPs (c.364C>T, IVS6+41T>A, and c.948T>C) were in strong linkage disequilibrium, respectively (r2>0.9). Especially, the allele frequencies of two SNPs (g.-360C>G and g.-201C>T) were more frequent than what has been reported from Caucasians and Chinese (26% vs. 2% and 15.6%). At week 48, those with g.-360CG/g.-201CT and g.-360GG/g.-201TT compound genotype displayed more favourable virological response to lamivudine monotherapy than those with g.-360CC/g.-201CC (70.6% vs. 48.2%, P = 0.027). The allele frequency of g.-360G/g.-201T was significantly higher in good response group (20.0% vs. 9.3%, P = 0.021). In multivariate analysis, the genotype containing g.-360G/g.-201T haplotype was independent factor for virological response [odds ratio (OR), 2.846; 95% confidence interval (CI), 1.121 - 7.227, P = 0.028). In addition, specific haplotype cluster 5-SNP-B (GTCTT), which was g.-360 C>G, g.-201C>T, c.-364C>T (P122S), IVS6+41T>A, and c.948T>C (3''UTR), was highly associated with good response in patients with CHB, while haplotype cluster 5-SNP-C (CCTAC) was associated with poor response (OR, 2.830; 95% CI, 1.035 - 7.737, P = 0.043).Conclusions: These results anticipate that SNP haplotypes of dCK gene may play an important role as a genetic marker for predicting lamivudine responsiveness in patients with CHB.