急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）是儿童时期最常见的恶性肿瘤，严重威胁患儿的生命健康［1］。大剂量甲氨蝶呤（high-dose methotrexate，HD-MTX）化疗是目前ALL治疗的核心手段，能显著提高患儿的生存率和治愈率［2］。然而，临床应用中HD-MTX所致毒性反应存在显著的个体差异，严重影响治疗效果和患者生活质量，遗传多态性可能是这种差异的一个关键因素［3］。丝氨酸羟甲基转移酶1（serine hydroxymethyltransferase 1，SHMT1）是叶酸代谢通路中的关键酶，催化丝氨酸和四氢叶酸反应生成甘氨酸和5，10-亚甲基四氢叶酸，为一碳单位代谢和DNA合成提供必需原料［4］。研究［5］表明，SHMT1基因多态性可通过影响叶酸代谢水平，干扰甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）的代谢过程及药物毒性，导致化疗疗效和不良反应的个体差异。但目前SHMT1基因多态性与MTX血药浓度及化疗毒性间的关联尚不明确，且现有研究结果存在不一致性。因此，该研究拟通过检测ALL患儿SHMT1基因多态性位点，探讨其对MTX血清浓度及化疗相关毒性的影响，旨在为MTX个体化治疗及临床预后评估提供新的分子标志物和理论依据。1材料与方法1.1病例资料本研究是一项经过首都医科大学附属北京世纪坛医院科学研究伦理委员会批准的回顾性研究，伦理批号为sjtkyll-lx-2020（59）。研究以2009年8月至2022年7月期间，在首都医科大学附属北京世纪坛医院儿科接受MTX化疗的ALL儿童为研究对象。通过医院的电子病历系统，收集患儿的关键医疗信息，包括年龄、性别、MTX给药方案、血药浓度、不良事件及预后等。本研究的纳入标准设定为： ① 在2009年8月至2022年7月时间段内于首都医科大学附属北京世纪坛医院儿科就诊；② 符合国际ALL诊断标准［6］；③ 年龄不超过 18 周岁，性别不限；④ 治疗方案包含 MTX 化疗，且已测定给药后24 h和42 h的MTX血药浓度。本研究的排除标准设定为： ① MTX 化疗剂量不足1 g/m2；② SHMT1 rs1979277 GA 基因分型不成功；③ 病历资料不完整。1.2方法1.2.1化疗方案基于骨髓细胞形态学、白血病细胞免疫表型、细胞遗传学及分子生物学特征，结合患儿发病年龄、起病时的白细胞计数等进行危险度分层，分别给予MTX 3~5 g/m²高强度方案（高危组）、2~3 g/m²常规剂量（中危组）和2 g/m²低暴露剂量（标危组）。首先将1/6量的药物（不超过0.5 g）在30 min内快速滴注，余量则在接下来的23.5 h内以均匀持续的速度进行静脉泵入。1.2.2基因组DNA提取按照既定方法［7］，所用样本为MTX化疗后进行浓度测定剩余的血液，从中提取基因组DNA。采用紫外分光光度法测定DNA浓度和纯度，用琼脂糖凝胶电泳检测DNA完整性，进行双维度核酸质量控制。1.2.3SHMT1 rs1979277 GA基因型检测本研究应用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry，MALDI-TOF-MS）平台完成SNP分型检测［7］，所用引物分别为5′-ACGTTG GATGGGAGGAGGTTGAGAGCTTC-3′、5′-ACGTTG GATGAGAGTGGGCCCGCTCCTTTA-3′和5′-CAGG CAGAGGGAAGA-3′，其余实验细节同既往研究［7］。1.2.4MTX血药浓度指标计算本研究采用荧光偏振免疫法测定MTX血药浓度，通过MTX血药浓度与剂量之间的比值（concentration-to-dose ratios，C/D比值），考察SHMT1 rs1979277 GA基因型对MTX血药浓度的影响。C/D比值的计算公式为：给药后24 h和42 h测定的MTX血药浓度（μmol/L）/MTX给药剂量（g/m2）。1.2.5MTX不良事件判定本研究分析的MTX不良事件包括在MTX治疗过程中观察到的血液系统、凝血系统、呼吸系统、胃肠道系统、电解质、心脏、肝脏、皮肤和黏膜等方面的不良事件，依据当前通用的药物不良事件术语评定标准5.0版［8］进行判定。1.2.6收集ALL儿童复发情况本研究重点关注了ALL儿童随访期内的复发情况。复发的定义是经过形态学、细胞遗传学或分子生物学检查，在任何部位诊断出的白血病复发。1.2.7生物信息学分析本研究采用RegulomeDB v2.2（https：//www.regulomedb.org/regulome-search/）［9］和VannoPortal（http：//www.mulinlab.org/vportal）［10］数据库对rs1979277进行了功能注释。同时，自UCSC Xena平台下载了ALL患者（132例）和健康对照（337例）的RNA测序数据，对每个表达值进行了Log2 （x+0.001）变换，以分析SHMT1基因在ALL与正常对照中的表达差异。此外，基于TARGET数据库临床预后数据，探究SHMT1基因表达与ALL患者无病生存期（disease free survial， DFS）的关联。借助STRING v12.0数据库（置信度阈值≥0.7）提取SHMT1蛋白相互作用网络，结合基因本体（gene ontology，GO）功能层级富集和京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）通路富集分析，进行初步分子机制探索。1.3统计学处理本研究采用了Graphpad Prism 9.0版本和R软件4.2.1版本进行统计分析。所有统计分析均基于双尾检验，检验水准α设定为0.05。对于不满足正态分布的定量数据，如年龄、MTX剂量和血药浓度等，以M （P25， P75）进行表示。对于计数资料，则以n（%）的形式呈现。采用χ2检验或Fisher’s精确检验分析SHMT1 rs1979277 GA基因变异分布是否符合Hardy-Weinberg平衡，以及GG与GA基因型间MTX不良反应发生率和ALL复发率的差异。同时，分别采用多元线性回归和多元Logistic回归分析包括基因型等因素对MTX C/D比值和ALL复发的影响。采用Kaplan-Meier法绘制ALL患儿生存曲线，通过Log-rank检验比较SHMT1高、低表达组之间的生存差异。P0.05为差异有统计学意义。2结果2.1研究对象一般资料如表1所示，本研究共纳入ALL患儿146例（男童89例、女童57例），标危、中危、高危儿童分别为92、32、22例，就诊年龄为6（4.00，10.25）岁，MTX的剂量为2.50（2.00，2.50）g/m2。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.T001表1ALL患儿基线特征 ［n（%），M（P25，P75）］Tab. 1Baseline characteristics of ALL children ［n（%），M（P25，P75）］CharacteristicsTotalGGGAZ/χ2 valueP valueNumber146 （100.00）125 （85.62）21 （14.38）Age （years）6.00 （4.00， 10.25）6.00 （4.00， 10.00）7.00 （4.00， 11.00）-0.270.78Gender0.010.55Male89 （60.96）76 （60.80）13 （61.90）Female57 （39.04）49 （39.20）8 （38.10）Nationality-0.72Han141 （96.58）121 （96.80）20 （95.24）Minorities5 （3.42）4 （3.20）1 （4.76）Risk0.150.93Standard92 （63.01）78 （62.40）14 （66.67）Middle32 （21.92）28 （22.40）4 （19.05）High22 （15.07）19 （15.20）3 （14.28）Immunotype0.600.90B lineage114 （78.08）98 （78.40）16 （76.19）T lineage14 （9.59）12 （9.60）2 （9.52）Mixed2 （1.37）2 （1.60）0 （0）Unknown16 （10.96）13 （10.40）3 （14.29）MTX dose （g/m2）2.50 （2.00， 2.50）2.40 （1.70， 5.50）2.20 （1.75， 4.20）-0.090.93Concomitant drugFurosemide62 （42.47）52 （41.60）10 （47.62）0.270.61Intensive leucovorin rescue6 （4.11）5 （4.00）1 （4.76）-1.002.2SHMT1 rs1979277 GA多态性在ALL患儿中的分布结果在146例ALL患儿中，rs1979277 GG纯合型占比85.62%（125/146），GA杂合型占比14.38%（21/146），未见AA基因型。G等位基因占比达92.81%（271/292），A等位基因仅占7.19%（21/292），符合Hardy-Weinberg平衡（P0.05），提示研究人群在该位点处于遗传平衡状态，具有一定群体代表性。SHMT1 rs1979277 GG与GA基因型组间的基线特征无显著差异（表1）。2.3C/D比值将年龄、性别、民族、危险度、免疫分型、SHMT1 rs1979277基因型、合并用药纳入MTX C/D比值回归方程中，多元线性回归分析显示，合并用呋塞米促排泄和加强亚叶酸钙解救对24 h C/D比值影响显著（P0.05），加强亚叶酸钙解救对42 h C/D比值影响显著（均P0.05）。GG基因型儿童的中位24 h C/D比值［12.06 （μmol·m2）/（L·g）］高于GA基因型儿童［10.96 （μmol·m2）/（L·g）］，两种基因型儿童的中位42 h C/D比值相同［0.08 （μmol·m2）/（L·g）］，对MTX C/D比值无显著影响（表2）。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.T002表2多元线性回归分析剂量校正的MTX血清浓度影响因素Tab. 2Multiple linear regression analysis of factors affecting dose-adjusted serum MTX concentrationsVariablesC/D in 24 hC/D in 42 hβSE95% CIP valueβSE95% CIP valueIntercept10.821.178.51–13.130.010.200.070.07–0.330.01Age0.100.16-0.21–0.420.54-0.010.01-0.03–0.010.25Female-0.460.95-2.34–1.410.63-0.080.05-0.18–0.030.16Minorities1.192.52-3.79–6.170.640.020.14-0.27–0.300.91High risk-1.882.07-5.97–-2.210.36-0.020.12-0.26–0.210.85Middle risk0.481.54-2.57–3.530.76-0.010.09-0.20–0.160.90T lineage0.972.47-3.92–5.850.70-0.160.14-0.44–0.120.26Unknown lineage0.071.47-2.85–2.960.97-0.040.08-0.20–0.120.62Mixed lineage-3.914.01-11.85–4.020.330.080.23-0.37–0.540.71GA genotype0.051.28-2.49–2.580.970.010.07-0.14–0.150.93Furosemide3.100.951.22–4.990.010.030.05-0.08–0.140.55Intensive leucovorin rescue8.542.363.88–13.200.011.910.131.65–2.180.012.4GG基因型和GA基因型患儿不良事件发生率如表3所示，GA基因型患儿中呼吸系统反应和肝功能损害的发生率显著高于GG基因型患儿（均P0.05）。GA基因型患儿中血液学不良反应、凝血功能异常、胃肠道反应、电解质紊乱、心功能异常的发生率高于GG基因型患儿，GA基因型患儿的皮疹和黏膜炎发生率低于GG基因型患儿，但以上不良反应发生率差异均无统计学意义（均P0.05）。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.T003表3SHMT1 rs1979277 GA基因多态性对ALL患儿MTX不良事件的影响［n（%）］Tab. 3The effects of SHMT1 rs1979277 GA polymorphism onadverse events of MTX in ALL children［n（%）］Adverse eventGG （n=125）GA （n=21）χ2valueP valueHematological disorder37 （29.60）7 （33.33）0.120.73Coagulation disorder2 （1.60）2 （9.52）-0.10Respiratory disorder5 （4.00）4 （19.05）-0.03Digestive disorder25 （20.00）5 （23.80）0.160.69Electrolyte disorder15 （12.00）3 （14.29）-0.73Cardiac disorder5 （4.00）2 （9.52）-0.27Hepatic disorder15 （12.00）7 （33.33）6.390.01Skin rash and mucositis6 （4.80）1 （4.76）-1.002.5复发率在中位随访17（11，26）个月的观察期内，共记录到18例ALL复发事件，其中GG纯合型占88.9%（16/18），GA杂合型仅占11.1%（2/18）。将年龄、性别、民族、危险度、免疫分型、SHMT1 rs1979277基因型、合并用药纳入ALL复发回归方程中，多元Logistic回归分析显示其对ALL复发风险均无显著影响（P0.05）。见表4。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.T004表4多元Logistic回归分析ALL复发风险因素Tab. 4Multiple Logistic regression analysis of ALL relapse risk factorsVariableβSEOR95% CIP valueIntercept-2.350.690.100.02–0.340.01Age0.020.101.020.85–1.240.85Female0.280.531.330.45–3.780.60Minorities1.661.025.250.59–38.880.10High risk-0.430.830.650.11–3.070.60Middle risk-1.191.080.300.03–2.070.27Non⁃B lineage1.040.632.830.79–9.620.10GA genotype-0.490.820.620.09–2.560.55Furosemide0.150.551.160.38–3.400.78Intensive leucovorin rescue0.311.221.360.06–11.440.802.6 生物信息学分析结果2.6.1rs1979277功能注释RegulomeDB v2.2数据库分析结果显示，rs1979277的功能评级为1f，提示该SNP位点为表达数量性状位点（expression quantitative trait locus， eQTL）、转录因子结合位点或DNA酶I超敏感位点，调控功能较强。VannoPortal数据库分析结果显示，rs1979277的功能注释为错义突变，G变为A导致第474号氨基酸由亮氨酸变为脯氨酸，显著增加胫动脉、胰腺、肾上腺等多种组织中的SHMT1表达，结果见表5。表6显示该SNP位点位于CHD1、EP300、IRF1、IRF2、GABPA、MAZ、WRNIP1、TAF1、TAF2、SPI1、TAL1、ZEB1、CHD2、SP2、SP1、ZBTB7A等转录调控因子的基序结合位点内，会影响转录调控因子的结合亲和力，这可能是rs1979277 GA多态性调控SHMT1组织表达的机制。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.T005表5 rs1979277 GA多态性与SHMT1组织表达的显著相关性Tab. 5The significant associations of the rs1979277 GA polymorphism with SHMT1 expression in tissuesTissueEffectivealleleβSEP valueTibial arteryA0.610.031.08e-58PancreasA0.510.067.15e-18Adrenal glandA0.500.062.95e-13Esophagus muscularisA0.460.034.10e-35Aorta arteryA0.400.048.80e-21Left ventricleA0.400.051.14e-14ProstateA0.390.075.81e-08Esophagus gastroesophageal junctionA0.380.041.89e-19OvaryA0.360.088.32e-06Tibial nerveA0.360.031.07e-29Skeletal muscleA0.350.032.79e-24Sigmoid colonA0.350.057.73e-12PituitaryA0.340.053.26e-09Atrial appendageA0.330.046.63e-14Whole bloodA0.310.041.24e-15Caudate basal gangliaA0.300.071.91e-05ThyroidA0.300.034.49e-22StomachA0.270.048.57e-11Transverse colonA0.240.031.19e-15Coronary arteryA0.240.043.50e-09Terminal ileumA0.210.048.46e-08LungA0.210.021.14e-21Esophagus mucosaA0.150.032.20e-08Subcutaneous adiposeA0.110.028.54e-07Sun exposed lower leg skinA0.100.030.000 3β is the regression coefficient based on the effect allele， and β 0 indicates that the effect allele upregulates gene expression.10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.T006表6rs1979277 GA多态性影响的转录基序Tab.6Regulatory motifs altered by the rs1979277 GA polymorphismMotif IDFactor affectedMotif binding siteBinding strandAffinity changesLog-oddsHM10064CHD117：18232084-18232098--7.93–07.93HM10123EP30017：18232087-18232100+-7.54–07.54HM01056IRF117：18232084-18232096--7.18–07.18HM01057IRF217：18232084-18232096--7.01–07.01HM06048GABPA17：18232087-18232096+-6.94–06.94HM03155MAZ17：18232089-18232096+-6.76–06.76HM10643WRNIP117：18232090-18232101+0–-6.536.53HM10336MAZ17：18232084-18232100+-6.46–06.46HM05285MAZ17：18232083-18232104--6.38–06.38HM05396TAF117：18232088-18232103-0–-6.276.27HM07219TAF217：18232088-18232097+0–-6.106.10HM00111SPI117：18232084-18232097-0–-6.086.08HM02681TAL117：18232088-18232096+-6.08–06.08HM00958ZEB117：18232092-18232100+0–-6.056.05HM02778CHD217：18232090-18232097-0–-6.046.04HM10565SP217：18232082-18232098--6.00–06.00HM02819SP117：18232090-18232097--7.10–-10.773.67HM02801ZBTB7A17：18232089-18232096--6.02–-8.962.932.6.2SHMT1基因在ALL中的差异表达和预后价值分析如图1所示，ALL组（n=132）SHMT1基因的中位数为3.25（1.54，5.34），显著高于正常对照［n=337，0.81（-0.11，1.70），Z=-11.77，P0.001］。设置最小分组样本数大于25%，最大样本数分组小于75%，使用R软件包maxsta计算得出SHMT1的最佳截断值为3.62，将患者分成SHMT1高表达组（n=75，56.8%）和低表达组（n=57，43.2%）。通过Kaplan-Meier生存分析发现，SHMT1高表达组患者的中位DFS为4.82年，显著优于低表达组的2.77年，Log-rank检验显示组间生存曲线差异显著（P=0.03）。结果见图2。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F001图1SHMT1在ALL中显著高表达Fig. 1The significantly high expression of SHMT1 in ALL ***P0.001 vs ALL group.10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F002图2SHMT1基因表达对ALL患者DFS的影响Fig.2The effects of SHMT1 expression on DFS of ALL patients2.6.3SHMT1通过蛋白互作网络调控一碳代谢蛋白互作网络分析结果显示，SHMT1主要与DHFR、MTHFR、MTHFD1、MTHFD2、MTHFD2L、GART、ATIC、GLDC、TYMS、PSPH等蛋白协同发挥作用。结果见图3。对以上分子进行GO功能富集分析，结果显示，生物过程条目富集的前5条通路分别为含蝶啶化合物代谢过程、含叶酸化合物代谢过程、四氢叶酸代谢过程、四氢叶酸相互转化、一碳代谢过程（图4A）；分子功能条目富集的前5条通路分别为作用于供体 CH—NH基团的氧化还原酶活性、以 NAD 或 NADP 为受体作用于供体 CH—NH基团的氧化还原酶活性、羟甲基、甲酰基及相关转移酶活性、亚甲基四氢叶酸脱氢酶（NADP+）活性和环水解酶活性（图4B）；细胞组分条目富集的通路分别为线粒体基质、线粒体和甘氨酸裂解酶复合物（图4C）。KEGG通路富集分析，结果显示，富集的前5条通路分别为叶酸一碳库、抗叶酸药耐药、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、代谢通路和碳代谢（图4D）。10.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F003图3SHMT1蛋白互作网络分析图Fig. 3Protein-protein interaction network of SHMT110.19405/j.cnki.issn1000–1492.2026.02.001.F004图4GO功能和KEGG通路富集分析图Fig. 4GO function and KEGG pathway enrichment analysesA： Biological process enrichment； B： Molecular function enrichment； C： Cell component enrichment； D： KEGG pathways enrichment.3讨论MTX是儿童ALL巩固和维持治疗的重要组成部分，对预防中枢神经系统白血病和髓外复发具有关键作用［1］。因其治疗指数低、药代动力学个体差异大，常需个体化给药［11］。SHMT1作为MTX抗叶酸通路上的靶点，其基因变异可能通过影响酶活性及表达水平，干扰MTX代谢与应答［5］。本研究从MTX血药浓度、不良反应及预后等角度，探讨了SHMT1 rs1979277 GA多态性对ALL患儿的影响。本研究显示，SHMT1 rs1979277基因型和等位基因频率与深圳地区数据一致［12］，无显著地域差异，但变异基因型和变异等位基因的分布频率显著低于欧洲人群［13］，提示该多态性分布存在种族差异，中国ALL儿童对MTX的代谢可能与高加索/黑人人群不同，需关注标准剂量下的毒性或疗效差异。本研究未测得AA基因型，可能与A等位基因在ALL患儿中的分布频率低以及本研究样本量有限有关。该多态性与肿瘤风险的关系因种族和癌种而异。一项涵盖2 971例病例和3 521例对照的荟萃分析表明，其在亚洲和高加索人群中均与ALL发病风险无显著相关［14］；而另一项包括3 232例病例和4 077例对照的研究则显示，该位点与非霍奇金淋巴瘤风险显著相关［15］，但这些结论尚需更大样本验证。MTX血药浓度受多个基因多态性调控，涉及药物转运、代谢酶及叶酸途径相关基因，如介导MTX进入细胞的还原型叶酸载体编码基因SLC19A1 rs1051266 GG基因型可导致血浆MTX浓度升高［16］，而介导MTX外排的P-糖蛋白编码基因ABCB1 rs1045642 TT基因型可延缓药物清除［17］。本研究未发现SHMT1 rs1979277多态性对MTX血药浓度存在显著影响，推测因SHMT1不直接参与MTX转运与代谢过程。在毒性方面，既往研究［18］提示rs1979277多态性与肝功能损害相关。本研究中，GA基因型患儿肝功能损害发生率显著高于GG基因型（33.33% vs 12.00%，P0.05），呼吸系统反应发生率也较高（19.05% vs 4.00%，P0.05），提示该基因型患儿需加强肝功能及呼吸系统症状监测。血液学及胃肠道毒性组间无显著差异，可能与样本量不足或混杂因素如剂量调整、合并用药有关。尽管GA基因型患儿复发率略低于GG型，但差异无统计学意义。生物信息学提示SHMT1高表达组的中位OS显著优于低表达组，表明该基因可能具有预后意义。对GA型患儿，在确保疗效前提下或可考虑调整化疗强度以减轻毒性，但其与生存的确切关联需长期随访验证。机制方面，rs1979277被注释为功能显著的eQTL位点，A等位基因与多种组织中SHMT1表达上调相关。该SNP位于CHD1、EP300、IRF1等转录因子结合域内，可能通过影响结合亲和力调控SHMT1转录。蛋白互作及富集分析显示，SHMT1与叶酸代谢关键酶发挥协同作用，于一碳单位代谢中处于核心地位，为该多态性通过调控SHMT1表达影响MTX疗效和毒性提供了理论依据，但其具体调控机制仍需功能实验验证。本研究存在一定局限性：GA基因型仅21例，可能掩盖部分真实效应；未校正其他遗传或非遗传混杂因素；随访时间较短，预后数据需进一步积累；生物信息学预测缺乏实验验证。综上所述，本研究初步揭示了SHMT1 rs1979277 GA多态性在ALL患儿中的分布特征及其潜在临床意义，有望为个体化化疗方案的制定提供理论依据，还有助于优化HD-MTX化疗的应用策略，提升其安全性和有效性，但需进一步深入转化研究推动临床应用。