藥物基因組學(xué)對肝移植術(shù)后免疫抑制藥物療效的影響研究進展

陳 凱 楊洪吉

1.瀘州醫(yī)學(xué)院，四川瀘州 646000；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院四川省人民醫(yī)院器官移植中心，四川成都 610072

1 藥物基因組學(xué)概念

藥物基因組學(xué)（pharmacogenomics）主要研究不同的基因序列與不同的藥物產(chǎn)生的多種效應(yīng)的關(guān)系，也可以說是研究基因及其突變體和藥物效應(yīng)之間相互作用、相互關(guān)系的一門學(xué)科。很多科學(xué)家認為不同的個體之間對藥物的反應(yīng)及療效的不同主要是編碼藥物代謝的酶、靶點等的基因序列的不同產(chǎn)生的。雖然年齡、器官功能等多方面差異在個體間都存在也會引起藥物反應(yīng)的差異，但是經(jīng)遺傳作用引起的藥物反應(yīng)的差異占20%～95%。藥物基因組學(xué)的很大優(yōu)點是，幾種常用的免疫抑制劑作用機制基本相同，比如環(huán)孢素A(CsA)、他克莫司(FK506)、雷帕霉素(RPM)和嗎替麥考酚酯(MMF)等均通過細胞色素P-450酶系(CYP3A4和CYP3A5)進行代謝。因此研究個體基因型對于多種免疫抑制劑均適用[1]。

2 藥物基因組學(xué)研究

免疫抑制劑在不同個體間體內(nèi)吸收過程主要受細胞色素P450酶(CYP3A4、CYP3A5)和多藥耐藥基因 1(MDR-1)的編碼產(chǎn)物,P-糖蛋白(P-gp)調(diào)節(jié)。編碼CYP3A4/5酶和P-gp的基因在很大程度上表現(xiàn)出了高度的多態(tài)性，同時研究表明不同類型的基因表現(xiàn)性對于免疫抑制劑的調(diào)節(jié)過程所影響的代謝和療效都有很大作用[2]。

2.1 細胞色素P450酶（CYP3A4和CYP3A5）

細胞色素P450酶中的CYP3A4和CYP3A5可以調(diào)節(jié)藥物環(huán)孢素(CsA)和普樂可復(fù)(FK506)在人體內(nèi)代謝過程[3]。CYP3A4酶具有基因多態(tài)性，主要是啟動子區(qū)域以及編碼區(qū)的單核苷酸多態(tài)性(SNPs),目前為止研究的較為深入的是啟動子區(qū)域的CYP3A4·1B(A392G)多態(tài)性。對于細胞色素P450酶系的研究表明在CsA和FK506的催化反應(yīng)中，個體間藥物代謝的異質(zhì)性更多的取決于CYP3A5酶的不同表達,但是在這個過程中CYP3A5·1基因型對CYP3A5酶的表達水平有直接的影響[4]。另外，假基因CYP3AP1與CYP3A5高度連鎖,這也決定了它的44A/G位點多態(tài)性影響著CYP3A5的表達及其活性[5]。

2.2 P-糖蛋白

P-糖蛋白是多藥耐藥基因編碼的產(chǎn)物，是一種結(jié)合于細胞膜的轉(zhuǎn)運蛋白，其作用是將藥物由細胞內(nèi)轉(zhuǎn)運至細胞外。P-糖蛋白可以對多種藥物進行調(diào)節(jié)從而影響藥物療效,包括CsA和FK506的代謝、分布、吸收和排泄。不同人群中共發(fā)現(xiàn)50多個SNP的MDR1的基因多態(tài)性，內(nèi)含子區(qū)8個，外顯子區(qū)19個，還包括11個非同義的突變位點，其他的還尚不清楚[6]。不同人群中單倍體的發(fā)生頻率差異有統(tǒng)計學(xué)意義，這也就對MDR1的功能產(chǎn)生很大影響。因此，通過研究藥物的基因組學(xué)對于免疫抑制劑的應(yīng)用有很大的指導(dǎo)作用。

3 主要免疫抑制劑的藥物基因組學(xué)在肝移植術(shù)后的應(yīng)用

3.1 環(huán)孢素 A（CsA）

Laurence等[7]研究發(fā)現(xiàn)肝移植患者在術(shù)后3d，檢測CsA的血藥濃度與MDR1外顯子26的C3435T多態(tài)性的相關(guān)性分析，結(jié)果血藥濃度在突變純合子中顯著升高。根據(jù)不同情況調(diào)整用藥是不同個體間血藥濃度達到相同水平，術(shù)后1個月檢測比較發(fā)現(xiàn)野生型表達者的所需CsA劑量高于TT突變型表達者CsA的所需劑量的50%。結(jié)果說明MDR1的基因型中外顯子26的C3435T多態(tài)性影響著CsA的全血濃度/用藥劑量 (C/D)比值。Dany等[8]研究基因型發(fā)現(xiàn)，MDR1C1236T SNP野生型藥物濃度低于突變型,研究單倍體的藥物動力學(xué)發(fā)現(xiàn)，在不同個體間用藥劑量沒有顯著差別。

3.2 他克莫司（FK506）

藥物基因組學(xué)中基因多態(tài)性與FK506的相關(guān)性也有學(xué)者進行研究。Li等[9]研究中國肝移植患者發(fā)現(xiàn)，IL-10G-1082A多態(tài)性與FK506的藥物動力學(xué)存在顯著相關(guān)性。不同肝移植供體者的基因型對移植患者的FK506的藥物使用劑量也存在很大差異，如供體者基因型為CYP3A5*1/*1和CYP3A5*1/*3與基因型為CYP3A5*3/*3相比較,移植患者在基因型為前者的供體者中FK506的C/D值顯著降低?？梢?，肝移植患者對FK506藥物的敏感性及服用劑量的差異很大程度上與供體者的基因型有關(guān)，移植前檢測和分析供體者的CYP3A5*3的基因型可以指導(dǎo)移植患者FK506的用藥[10]。Salim等[11]認為,MDR1的基因多態(tài)性中C1236T、C3435T和G2677T/A影響著器官移植患者FK506的藥物劑量，但是藥物的代謝途徑不同時，基因型的影響沒有太大關(guān)系。

3.3 雷帕霉素(RPM)

細胞色素P450酶也是雷帕霉素RPM在體內(nèi)主要的代謝途徑。研究發(fā)現(xiàn)CYP3A5基因多態(tài)性在不同個體之間的差異與患者RPM的血藥濃度有一定的相關(guān)性，也就是說患者體內(nèi)存在CYP3A5酶活性表達要使藥物達到有效濃度則需要服用更大的劑量。Yannick等[12]研究表明基因型為CYP3A5*1/*3、CYP3A5 1/*1的患者在移植術(shù)后3個月內(nèi)與基因型為CYP3A5*3/*3的患者比較發(fā)現(xiàn)RPM的AUC、C0、Cmax顯著降低。這充分的說明基因多態(tài)性與RPM的代謝水平一級口服清除率等有相關(guān)性，能指導(dǎo)和確定藥物使用的初始劑量。

3.4 嗎替麥考酚酯(MMF)

服用MMF后，可以被腸道迅速吸收，轉(zhuǎn)化成麥考酚酸(MPA)從而發(fā)揮其藥效,在肝臟中，失去藥理活性的主要機制是在葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶（主要是UGT19）的作用下生成MPA的酚化葡萄糖苷酸。不同個體之間UGT存在遺傳多態(tài)性，這種差異與MMF藥物劑量以及體內(nèi)代謝率有很大關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)在UGT異構(gòu)體中有三種與MPA代謝有相關(guān)性，包括UGT1A8、UGT1A9和UGT1A10,而且在肝臟、腎臟以及胃腸道中都有表達。而異構(gòu)體UGT1A8上包含 4種等位基因：UGT1A8*1A173C277、UGT1A8*3A173Y277、UCT1A8*2G173C277、UGT1A8*1aTA>G， 這幾種基因的突變頻率在0.022～0.55之間。進一步研究發(fā)現(xiàn)，在UGT1A8和UGT2B7這兩種等位基因突變并不影響MPA的血藥濃度，這種差異忽略不計的情況下，通過肝腸循環(huán)之后夜間MPA在體內(nèi)的血藥濃度明顯的高于其他時間的血藥濃度[13]。

3.5 糖皮質(zhì)激素

皮質(zhì)激素作為一種全身性免疫抑制劑，是非特異性的抗炎藥物，仍然是免疫抑制治療維持藥物?；蚪M學(xué)中對糖皮質(zhì)激素的機制研究主要包括兩中基因多態(tài)性，即激素受體(GR)及谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)。研究證實，機體對激素的反應(yīng)性還受到其他多種因素的影響，包括腫瘤壞死因子(TNF)、白介素10(IL-10)等。急性排斥反應(yīng)是可以使用糖皮質(zhì)激素，但是長期使用會出現(xiàn)一些不良反應(yīng)，應(yīng)該盡量的使用最小有效劑量，也可以在肝移植術(shù)后的6個月左右停藥[14]。

4 展望

免疫抑制劑是對器官移植的免疫排斥反應(yīng)及對自身免疫性疾病進行治療的一類藥物，個體間存在很大的差異。目前免疫抑制劑的藥物基因組學(xué)的研究還處于初始階段,雖然有很對研究統(tǒng)計學(xué)上得出藥物效應(yīng)與基因多態(tài)性相關(guān)，但也存在爭議，雖然藥物基因組學(xué)目前來說還不能代替血藥濃度檢測方法。但是卻是免疫抑制劑從分子水平向個體化用藥提供一個新的導(dǎo)向。隨著“人類基因組計劃”研究的進展,通過檢測基因型,根據(jù)不同個體間的基因多態(tài)性來選擇藥物和給藥方案,確定免疫抑制劑的初始劑量,實現(xiàn)由“對癥下藥”精確到“對人下藥”,這樣不但可以提高療效,減少不良反應(yīng)的發(fā)生,也給患者降低費用，減少經(jīng)濟負擔(dān),從而實現(xiàn)實施個體化治療的方案,藥物基因組學(xué)有望在臨床個體化用藥中將得到廣泛的應(yīng)用。

[1]Yagil Y,Yagil C.Insights into pharmacogenomics and its impact uponimmuno suppressive therapy[J].Transplant Immunol,2002,9(2-4):203-209.

[2]Hoffmeyer S,Burk O,Von Richter O,et al.Functional polymorphisms ofthe human multidrug-resistance gene:multiple sequence variations andcorrelation of one allele with P-glycoprotein expression and activity invivo[J].Proc Natl Acad Sci USA,2000,97(7):3473-3478.

[3]Domanski TL,Finta C,Halpert JR,et al.cDNA cloning and initial char-acterization of CYP3A43,a novel human cytochrome P450[J].Mol Phar-macol,2001,59(2):386-392.

[4]Kuehl P,Zhang J,Lin Y,et al.Sequence diversity in CYP3Apromotersand charac-terization of the genetic basis of polymorphic CYP3A5 ex-pression[J].Nat Genet,2001,27(4):383-391.

[5]Finta C,ZaphiropoulosPG.The human cytochrome P450 3Alocus.Geneevolution by capture of downstream exons[J].Gene,2000,260(1-2):13-23.

[6]Siegmund W,Ludwig K,Giessmann T,et al.The effects of the humanMDR1 genotype on the expression of duodenal P-glycoprotein and dis-position of the probe drug talinolol[J].Clin Pharmacol Ther,2002,72(5):572-583.

[7]Laurence BF,Aurore D,Faouzi S,et al.MDR-1C3435T polymorphisminfluencescyclosporineA dose requirement in liver transplant recipients[J].Transplant-ation,2004,78(6):21.

[8]Dany A,Eric T,Isabelle E.CYP3A5and MDR1 genetic polymorphismsand cyclosporine pharmacokinetics after renal transplantation[J].ClinicalPharmacology&Therapeuti-cs,2004,75(5):422.

[9]Li D,Zhu JY,Gao J,et al.Polymorphisms of tumornecrosis factor-α,in-terleukin-10,cytochrome P4503A5and ABCB1in Chinese liver trans-plant patientstreated with immunosuppressant tacrolimus[J].ClinChimActa,2007,383(8):133.

[10]Hashida T,Masuda S,Uemoto S,et al.Pharmacokinetic and prognosticsignificance of intestinal MDR1 expression in recipients of living-donorliver transplantation[J].Clin Pharmacol Ther,2001,69(5):308-316.

[11]Salim F,Michelle M,Sandrine R.Multidrug resistanceGene-1(MDR-1)haplotypes have a minor influence on tacrolimus dose requirements[J].Transplantation,2006,82(3):705.

[12]Yannick LM,Nassim D,Pharm D.CYP3A5＊3 influences sirolimus o-ral clearance in de novo and stable renal transplant recipients[J].ClinPharmacol Ther,2006,80(2):51.

[13]Kagaya H,Inoue K,Miura M.Influence of UGT1A8 and UGT2B7genetic polymorphisms on mycophenolic acid pharmacokinetics in Japanese re-nal transplant recipients[J].Eur J Clin Pharmacol,2007,63(2):279.

[14]SheetaI HS，Thomas DJ，Hoonbae J，et a1.Effect of chmnic gIucocorticoid therapy and the gender difference on bone mineral density in lIvertransplant patients[J].Surgical Res，2006,135（2）:238-241.