藥物基因組學(xué)指導(dǎo)下的個體化抗栓治療

郭志福，陳少萍（第二軍醫(yī)大學(xué)長海醫(yī)院心血管內(nèi)科，上海200433）

［本文編輯］陽凌燕

目前，全世界范圍內(nèi)心腦血管疾病已成為人類死亡的頭號殺手，抗血小板和抗凝治療作為預(yù)防血栓形成的一線藥物被廣泛應(yīng)用，臨床中如何安全且有效地應(yīng)用這些藥物一直是倍受關(guān)注的問題。近年來基因型檢測指導(dǎo)下的個體化抗栓治療是一種新的理念，從而在一定程度上改變了傳統(tǒng)的治療觀念［1］。

1 藥物基因組學(xué)

藥物基因組學(xué)（pharmacogenomics）是在藥物遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、以功能基因組學(xué)與分子藥理學(xué)為基礎(chǔ)的一門科學(xué)［2］。它應(yīng)用基因組學(xué)對藥物反應(yīng)的個體差異進(jìn)行研究，從分子水平證明和闡述藥物療效以及藥物作用的靶位、作用模式和毒副作用。遺傳多態(tài)性（polymorphism）是藥物基因組學(xué)的基礎(chǔ)，藥物遺傳多態(tài)性可表現(xiàn)為藥物代謝酶的多態(tài)性、藥物轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（影響藥物的吸收、分布和排泄）的多態(tài)性，以及藥物作用受體或靶位的多態(tài)性等。這些多態(tài)性的存在可能導(dǎo)致了許多藥物治療中藥效和不良反應(yīng)的個體差異。藥物基因組學(xué)通過對特定藥物具敏感性或抵抗性的患病人群的單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）差異檢測，指導(dǎo)制定適合每個個體的治療方案，使病人既能獲得最佳治療效果，又能避免藥物不良反應(yīng)，達(dá)到用藥個體化的目的。

2 個體化抗栓藥物應(yīng)用與基因檢測

2.1 抗血小板藥物 目前，臨床常用抗血小板藥物主要有三大類［3］：（1）血栓素 A2（TXA2）抑制劑，主要是阿司匹林；（2）二磷酸腺苷（ADP）受體P2Y12拮抗劑，代表藥物是氯吡格雷，還有近年上市的普拉格雷（prasugrel）和替格瑞洛（ticagrelor）；（3）血小板糖蛋白（GP）Ⅱb／Ⅲa受體拮抗劑，主要有阿昔單抗、依替巴肽（eptifibatide）和替羅非班（tirofiban）等。血小板反應(yīng)多樣性（variability of platelet response，VPR）是指不同個體對抗血小板藥物治療反應(yīng)存在差異，低反應(yīng)性可能存在高血栓風(fēng)險。有證據(jù)提示，血小板對抗血小板藥物的低反應(yīng)性與主要心臟不良事件相關(guān)。血小板反應(yīng)多樣性涉及多方面因素，其中從藥物基因組學(xué)的角度可以揭示部分原因。

2.1.1 TXA2抑制劑 阿司匹林通過對環(huán)氧酶（COX）－l的作用直接抑制TXA2合成，抑制血小板的黏附及聚集等。目前研究顯示［2，4］，血小板活化路徑中各個環(huán)節(jié)的基因多態(tài)性都會影響阿司匹林的抗血小板效果，包括COX、TXA2受體、ADP受體、GP受體、凝血因子Ⅷ等的基因多態(tài)性。人類COX－1基因包含11個外顯子和10個內(nèi)含子，COX－1基因單核苷酸多態(tài)性可引起堿基替換及啟動子連接部位的變化，顯著影響內(nèi)含子或外顯子的功能，改變COX－1蛋白質(zhì)的構(gòu)象，使阿司匹林對COX－1的敏感性不均一，從而影響阿司匹林的抗血小板聚集作用。血管內(nèi)皮細(xì)胞中的COX－2可以將花生四烯酸轉(zhuǎn)化成前列腺素（PG）H2，PGH2轉(zhuǎn)運(yùn)到血小板內(nèi)，可增加TXA2生成，誘導(dǎo)血小板聚集。小劑量阿司匹林不能完全抑制COX－2誘導(dǎo)TXA2的生成。有研究提示，COX－1基因rs1236913、rs10306114和rs3842787的SNP，以及COX－2基因啟動子區(qū)的rs20417的基因多態(tài)性均可能與阿司匹林的抗血小板效果低下有關(guān)。TXA2受體SNP有關(guān)的位點(diǎn)包括rs4523和rs1131882。與ADP受體P2Y1有關(guān)的位點(diǎn)為rs1065776和rs701265；與ADP受體P2Y12有關(guān)的位點(diǎn)包括rs10935838、rs2046934、rs5853517和rs6809699，與PGH2單倍型有關(guān)，攜帶有2個H2等位基因的純合子（H2／H2）病人的血小板聚集率明顯升高［4］。另外，也有較多關(guān)于GP受體的基因多態(tài)性對阿司匹林效果影響的研究，包括GPⅠa（膠原受體）、GPⅠba（血管性假血友病因子受體）、GPⅢa（纖維蛋白原受體）、GPⅥ（膠原受體）等。

2.1.2 ADP受體P2Y12拮抗劑 臨床中已很少使用噻氯匹定。氯吡格雷是近年來臨床應(yīng)用以及研究較多的藥物。氯吡格雷是前體藥物，經(jīng)腸道內(nèi)P糖蛋白（ABCB1基因編碼）介導(dǎo)吸收，再經(jīng)肝臟細(xì)胞色素P450酶代謝生成活性代謝物，與P2Y12受體不可逆結(jié)合發(fā)揮作用，其中每個步驟的異常均可能影響氯吡格雷的效果［2，5］。在FAST－MI注冊研究中發(fā)現(xiàn)ABCB1基因C3435T（TT、CT、CC）的 TT型較CC型病人1年的心血管事件發(fā)生率明顯升高，TRITON－TIMI 38研究中也有相似結(jié)果，但PLATO 研究卻得出了相反的結(jié)論［6－8］。

細(xì)胞色素P450對氯吡格雷代謝及其抗血小板作用的影響是近年來大家關(guān)注較多的問題，且結(jié)論較為一致，其中CYP2C19亞型的基因多態(tài)性最為重要。CYP2C19至少存在14種突變基因和18種等位基因突變，CYP2C19等位基因主要是＊1、＊2、＊3……＊17。編碼正常酶活性的基因是CYP2C19＊1（快代謝型）。CYP2C19＊2、CYP2C19＊3等位基因編碼的酶無活性（慢代謝型），這兩個等位基因占東方人慢代謝型的99%以上。CYP2C19＊2等位基因在外顯子5第681位發(fā)生G／A突變，使得轉(zhuǎn)錄時丟失40個堿基對，使閱讀框架發(fā)生移動，提前產(chǎn)生1個終止密碼，使蛋白質(zhì)合成過早被終止，蛋白質(zhì)喪失了催化活性。CYP2C19＊3等位基因是在外顯子4第636位發(fā)生G／A突變，提前產(chǎn)生了終止密碼，蛋白質(zhì)合成終止。有研究結(jié)果顯示，亞洲人群中慢代謝者的比例為10%，非洲裔美國人為3.5%，白種人為2%。CYP2C19＊17等位基因變異者表現(xiàn)為強(qiáng)代謝型，可能會增加對氯吡格雷的反應(yīng)，進(jìn)而出血風(fēng)險增加。因此，美國FDA曾建議通過檢測CYP2C19的基因型來了解病人對氯吡格雷的代謝能力，以更好地指導(dǎo)病人的治療。對氧磷酶1（paraoxonase－1，PON1）也參與了氯吡格雷的代謝，理論上其基因多態(tài)性也會影響到氯吡格雷的作用，但目前相關(guān)研究較少且結(jié)論不一［9］。同理，有研究提示ADP受體P2Y12的基因多態(tài)性及編碼GPⅡb／Ⅲa受體β單位的ITGB3基因的變異，也可能與氯吡格雷的作用異常有關(guān)，但結(jié)論仍不一致［10］。

與氯吡格雷相似，普拉格雷也是噻吩吡啶類前體藥物，需在肝臟代謝轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚援a(chǎn)物發(fā)揮抗血小板作用，但其抗血小板作用較氯吡格雷更快更強(qiáng)。替格瑞洛為新近進(jìn)入臨床應(yīng)用的P2Y12受體拮抗劑，屬于非噻吩吡啶類藥物，本身是一種活性藥物，無需體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化，可直接并且可逆性抑制P2Y12，因此與氯吡格雷相比，它具有更快和更完全的抗血小板作用，且影響因素更少。目前關(guān)于它們的藥物基因組學(xué)研究相對較少［2］。

2.1.3 GPⅡb／Ⅲa受體拮抗劑 血小板的GPⅡb／Ⅲa受體拮抗劑通過阻斷血小板聚集的最終共同通路而發(fā)揮強(qiáng)大的抗血小板作用，目前臨床應(yīng)用的主要有阿昔單抗、依替巴肽和替羅非班。曾有研究提示編碼GPⅡb／Ⅲa受體β單位（PlA）的ITGB3基因的變異T1565C（rs5918）可能會影響阿司匹林的抗血小板作用，但其對GPⅡb／Ⅲa受體拮抗劑的作用是否有影響，目前研究不多［11］。

2.2 抗凝藥物 抗凝藥物通過干擾凝血因子的生成或活化以阻止血栓形成，在動脈及靜脈系統(tǒng)血栓栓塞性疾病的防治中具有重要作用。目前心血管疾病防治中常用的抗凝藥物主要有三大類：普通肝素和低分子肝素；維生素K拮抗劑華法林；新型抗凝藥物凝血因子Ⅱa抑制劑和凝血因子Ⅹa抑制劑［2，12，13］。近年來相關(guān)研究主要集中于華法林的個體化治療。

臨床上華法林主要用于預(yù)防和治療靜脈血栓栓塞癥，包括心臟瓣膜病、心房顫動、深靜脈血栓形成及肺栓塞，但在臨床使用過程中，其治療窗口窄，且臨床療效和不良反應(yīng)個體差異很大的特點(diǎn)，一直是困擾其臨床應(yīng)用的難題。因此更好地實(shí)現(xiàn)華法林的個體化治療以及尋求替代華法林的有效藥物是多年來醫(yī)學(xué)界追尋的兩大方向。凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ需經(jīng)過γ－羧化后才具有生物活性，這一過程需要維生素K（Vit K）參與，華法林通過抑制Vit K的氧化還原反應(yīng)而發(fā)揮抗凝作用。因此主要有三個方面影響華法林的抗凝療效：將華法林代謝為無活性產(chǎn)物的CYP2C9、阻斷Vit K還原的Vit K環(huán)氧化物還原酶復(fù)合體亞單位1（VKORC1），以及介導(dǎo)Vit K代謝的CYP4F2，這3個基因中幾個位點(diǎn)的多態(tài)性通過不同的機(jī)制顯著地影響著華法林的代謝和作用。與氯吡格雷相似，CYP2C19＊2和CYP2C19＊3等位基因可以減慢華法林的代謝，延長其半衰期，與10%左右的個體差異有關(guān)。VKORC1基因－1639位點(diǎn)的G／A（rs9923231）突變將導(dǎo)致其啟動子區(qū)結(jié)合位點(diǎn)的異常，－1639A攜帶者酶表達(dá)減少，華法林需要量較小。相反，VKORC1基因的非同義突變將導(dǎo)致華法林抵抗，華法林需求量增加。CYP4F2可將Vit K氧化為羥基Vit K，減少活性Vit K。其1297位點(diǎn)G／A突變將減少CYP4F2生成，Vit K活性增加，華法林需求量增加。但與VKORC1和CYP2C9相比，其對華法林作用的個體差異性影響較小。目前，國內(nèi)外已有相關(guān)基因突變的商品化檢測方法，主要是針對VKORC1和CYP2C9。美國FDA也于2008年對華法林的說明書進(jìn)行了更新，建議可通過基因多態(tài)性檢測來幫助進(jìn)行初始劑量的選擇，但是近期關(guān)于其實(shí)際臨床應(yīng)用的意義又有不同觀點(diǎn)。在COAG研究中［14］，955名接受華法林治療的病人（其中27%為黑人），一組利用基因型指導(dǎo)華法林治療；另一組根據(jù)臨床治療效果調(diào)整華法林劑量。經(jīng)過4周治療之后，兩組INR位于治療范圍內(nèi)的平均時間百分比沒有顯著差異（基因型指導(dǎo)組45.2%vs臨床變量指導(dǎo)組45.4%），而且兩組之間達(dá)到目標(biāo)INR的時間、第一次達(dá)到INR的時間、出血、血栓以及其他不良事件之間沒有顯著差異。但是同期發(fā)表的EU－PACT研究［15］卻表明，基因型指導(dǎo)的華法林治療優(yōu)于臨床變量指導(dǎo)。這項(xiàng)研究中，研究開始的1～3d內(nèi)使用負(fù)荷劑量，在第5天開始個體化治療，經(jīng)過12周隨訪，基因型指導(dǎo)組達(dá)到目標(biāo)INR的平均時間百分比為67.4%，對照組為60.3%（P＜0.001）。INR達(dá)標(biāo)時間在基因型指導(dǎo)組為21d，短于對照組的29d（P＜0.001）。且在基因型指導(dǎo)組出現(xiàn)INR≥4的情況較少，兩組之間出血事件的發(fā)生率沒有顯著差異。但與COAG研究不同的是，EU－PACT研究的納入人群年齡較大且98.5%為白人，臨床實(shí)際應(yīng)用究竟何去何從還有待進(jìn)一步研究。

針對華法林的缺陷，新型口服抗凝藥物（novel oral anticoagulants，NOAC）研發(fā)是近年來相關(guān)領(lǐng)域的一大進(jìn)展［12，16］，目前進(jìn)入臨床應(yīng)用的主要有直接凝血因子Ⅹa抑制劑利伐沙班、阿哌沙班和依度沙班，直接凝血酶抑制劑達(dá)比加群酯。NOAC起效快，半衰期短，藥物相互作用少，尤其是無需進(jìn)行常規(guī)凝血監(jiān)測，且療效至少不劣于華法林，而嚴(yán)重出血性并發(fā)癥發(fā)生率低于華法林，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。目前關(guān)于NOAC的藥物基因組學(xué)研究較少，達(dá)比加群酯在體內(nèi)吸收后需要代謝為達(dá)比加群活性形式，但已有證據(jù)顯示CYP不影響其藥物濃度，但ABCB1基因的多態(tài)性可能會影響其吸收進(jìn)而影響其作用，另外凝血酶結(jié)合位點(diǎn)的異常也可能會影響其作用發(fā)揮。除了ABCB1基因的多態(tài)性可能會影響利伐沙班的吸收外，CYP3A4／5和CYP2J2參與了其代謝，理論上也會影響利伐沙班的抗凝效果。另外，NOAC臨床應(yīng)用時間有限，除了價格昂貴，還需要更多的證據(jù)支持。此外，目前尚無針對NOAC的拮抗藥物，用藥過量或發(fā)生出血時處理較為困難。

3 展 望

盡管有證據(jù)顯示藥物基因組學(xué)指導(dǎo)下的個體化抗栓治療有一定的臨床意義，且美國FDA已經(jīng)在華法林及氯吡格雷藥品說明書上建議對病人進(jìn)行基因檢測，但是還應(yīng)看到除了基因差異，個體化用藥的含義還包括更廣泛的內(nèi)容。就目前而言，每個病人的具體情況，包括性別、年齡、體重、生理及病理特征以及合并用藥，甚至經(jīng)濟(jì)狀況、知識文化水平等都是臨床工作中要仔細(xì)斟酌的方面。因此，目前歐美國家以及我國指南均認(rèn)為，現(xiàn)有證據(jù)尚不足以推薦臨床常規(guī)進(jìn)行基因型檢測或血小板功能檢測作為抗栓治療依據(jù)［17－19］。但是，對于某些特定病人，基因檢測可幫助了解其特定基因型，更好地選擇藥物和調(diào)整劑量。另外，新型抗凝和抗血小板藥物的開發(fā)也是一個重要方向。

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