華法林基因?qū)虻膫€體化抗凝研究進展*

沈為勤，劉 俊

1南京市浦口區(qū)中心醫(yī)院藥劑科，南京 210032；2皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院藥劑科，蕪湖 241001

華法林基因?qū)虻膫€體化抗凝研究進展*

沈為勤1，劉 俊2**

1南京市浦口區(qū)中心醫(yī)院藥劑科，南京 210032；2皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院藥劑科，蕪湖 241001

華法林是臨床廣泛使用的抗凝藥，但其療效存在明顯個體差異，其中基因多態(tài)性是導(dǎo)致華法林劑量差異主要影響因素。本文查閱相關(guān)文獻，綜述與華法林劑量相關(guān)的基因，為臨床華法林個體化應(yīng)用提供參考。

華法林；基因多態(tài)性；給藥模型；個體化用藥；研究進展

華法林是常用的口服抗凝藥，其抗凝治療的有效性和安全性成為影響患者治療成功與否的重要因素。華法林安全范圍窄，療效影響因素復(fù)雜，劑量與效應(yīng)之間存在明顯的個體差異和種族差異。黃種人華法林平均劑量約3.0mg·d-1，白種人約4.5mg·d-1，黑種人約5.7 mg·d-1。華法林用量不足容易形成血栓，使用過量可增加出血風(fēng)險，這使得臨床不易掌握華法林劑量。華法林較為科學(xué)的給藥方式是通過監(jiān)測國際標(biāo)準(zhǔn)化比值（INR），使其控制在理想的抗凝強度范圍內(nèi)，從而達到發(fā)揮抗血栓作用且不增加出血風(fēng)險的目的。目前已經(jīng)證實華法林劑量受到基因多態(tài)性影響，本文即對華法林藥物基因?qū)虻膫€體化抗凝進展作一綜述。

1 華法林抗凝作用及體內(nèi)代謝

華法林由S-華法林和R-華法林組成消旋異構(gòu)體，其中S-華法林的抗凝活性約為R-華法林的5倍，提供60%～70%華法林的抗凝活性。華法林體外抗凝無效，口服吸收后通過抑制肝臟維生素K的氧化還原酶，使無活性的氧化型維生素K無法轉(zhuǎn)化為有活性的還原型維生素K，阻斷維生素K的循環(huán)利用，干擾維生素K依賴性凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成，阻礙凝血因子氨基末端谷氨酸殘基的γ羧化作用，使凝血因子停留在無活性的前體階段而達到抗凝目的。S-華法林和R-華法林分別經(jīng)肝細(xì)胞微粒體、細(xì)胞色素P450（CYP）代謝，主要通過CYP2C9、 CYP1A2和CYP3A4代謝為無活性代謝產(chǎn)物，其中S-華法林85%以上通過CYP2C9代謝為無活性6-羥基和7-羥基代謝產(chǎn)物；R-華法林主要通過CYP3A4、CYP1A2、CYP1A1和CYP2C19代謝。見圖1。

圖1 華法林藥理作用及體內(nèi)代謝

2 基因多態(tài)性及其對華法林劑量的影響

2.1 細(xì)胞色素P450（CYP）2C9基因

CYP2C9是華法林代謝的關(guān)鍵酶，主要受到CYP2C9基因編碼，該基因位于人類染色體10q24.2，全長約55 kb，含9個外顯子和8個內(nèi)含子，編碼約490個氨基酸殘基。CYP2C9基因具有高度遺傳多態(tài)性，存在野生型CYP2C9*1和突變型CYP2C9*2～*13，其中與華法林代謝最密切的基因突變型為CYP2C9*2和CYP2C9*3。CYP2C9*2型突變發(fā)生在第3個外顯子430位核苷酸胞嘧啶（C）被胸腺嘧啶（T）取代，致使相應(yīng)氨基酸由精氨酸（Arg）轉(zhuǎn)變?yōu)榘腚装彼?（Cys）。CYP2C9*3突變則在第7個外顯子1075位核苷酸發(fā)生腺嘌呤 （A）突變?yōu)镃，致使第359位氨基酸由異亮氨酸（Ile）突變?yōu)榱涟彼幔↙eu）。

CYP2C9基因存在明顯種族分布差異。CYP2C9*2和CYP2C9*3變異在美國及歐洲裔美國人中更加普遍，分別為8%～20%和6%～10%，而包括中國漢族人群在內(nèi)的亞洲人中發(fā)生頻率較低，主要以 CYP2C9*3突變型為主，為 2%～4%，而CYP2C9*2突變型幾乎闕如。CYP2C9基因發(fā)生突變可導(dǎo)致CYP2C9酶活性降低，尤其是CYP2C9*3突變可使編碼的代謝酶活性明顯降低，致使華法林的代謝及消除減少而導(dǎo)致出血風(fēng)險的增加。高菲等[1]研究表明，與CYP2C9野生型相比，攜帶CYP2C9*3突變等位基因致華法林維持劑量減少35%，其抗凝過量比例明顯增加（P＜0.05）。與CYP2C9野生型相比，CYP2C9*2雜合子患者華法林劑量僅降低17%。婁瑩等[2]研究CYP2C9基因多態(tài)性對心臟機械瓣膜置換術(shù)后華法林抗凝初始療效的影響，結(jié)果表明，CYP2C9*1/*1基因型患者比攜帶*2或*3突變基因的患者，更容易在術(shù)后第6天進入治療窗 （P＜

0.05），前者進入治療窗的機會是后者4.8倍。同時攜帶CYP2C9*2和CYP2C9*3等位基因患者出血危險提高2倍。研究表明[3]，CYP2C9基因多態(tài)性可解釋華法林劑量差異5%～22%。

2.2 維生素K環(huán)氧化物還原酶復(fù)合體亞單位1基因

華法林通過作用于維生素K環(huán)氧化物還原酶復(fù)合體亞單位1（VKORC1），阻礙維生素K由氧化型轉(zhuǎn)化為有活性的氫醌型，阻斷維生素K依賴性凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的活化而發(fā)揮抗凝作用，見圖1。VKORC1主要由VKORC1基因編碼，人類VKO-RC1基因位于染色體16p11.2，全長約4 kb，VKO-RC1在其啟動子區(qū)存在-1639G＞A及-1173C＞T位點多態(tài)性。目前已經(jīng)證實，-1639G＞A及-1173C＞T存在完全連鎖，-1639G＞A的多態(tài)性對華法林維持劑量有顯著相關(guān)性[4]。

VKORC1-1639G＞A基因分布頻率亦具有明顯種族差異。在中國人群中，主要以AA純合型為主（69.0%～82.1%），而西方高加索人群中AA純合型基因分布頻率約14%。與VKORC1-1639A等位基因比較，VKORC1-1639G等位基因可使VKORC1基因啟動子活性高出44%，亞洲人群VKORC1-1639AA、GA和GG基因型分布頻率分別為80.4%、18.3%和1.3%，而西方高加索人群分別為16.3%、 48.9%和36.7%[5]。與AA基因型患者比較，攜帶G等位基因者可導(dǎo)致VKORC1 mRNA及蛋白表達水平提高，引起VKORC1活性增高，凝血因子合成增加，導(dǎo)致華法林維持劑量顯著提高[6]。與攜帶-1639AA等位基因患者比較，攜帶-1639GA等位基因患者華法林日平均劑量增加61%[5]。Miao等[7]對中國人群研究認(rèn)為，攜帶VKORC1-1639GG型和GA型患者華法林平均劑量（3.32±1.02）mg·d-1，明顯高于AA型患者華法林平均劑量 （1.76±0.57）mg·d-1（P＜0.001）。高菲等[1]研究認(rèn)為，VKORC1-1639AA患者華法林劑量 （3.00±1.03）mg·d-1明顯低于GA基因型（4.59±1.03）mg·d-1（P＜0.05），且攜帶CYP2C9突變基因和VKORC1突變基因的患者華法林達穩(wěn)態(tài)時間延長（P＜0.05）。Johnson等研究[3]認(rèn)為，VKO-RC1基因多態(tài)性可解釋華法林劑量差異的6%～37%，其對華法林劑量解釋力度明顯高于CYP2C9。

美國AEI-BROOKINGS法規(guī)研究聯(lián)合中心2006年發(fā)布的數(shù)據(jù)，美國每年新增200萬患者使用華法林，若這些患者實施人均300美元的華法林相關(guān)基因檢測，依據(jù)檢測結(jié)果制定個體化的華法林治療方案，每年可減少10萬例華法林相關(guān)的嚴(yán)重不良反應(yīng)，節(jié)約11.3億美元的醫(yī)療費用?；诖耍绹鳩DA于2007年8月對華法林藥品說明書進行了修訂（百時美施貴寶公司產(chǎn)，商品名：Coumadin），提示CYP2C9和VKORC1基因多態(tài)性對華法林療效產(chǎn)生影響，建議用藥前檢測CYP2C9和VKORC1基因型。2009年FDA再次修改華法林用藥標(biāo)簽，建議根據(jù)患者VKORC1和CYP2C9基因型確定其起始劑量，并提供一個簡潔的劑量推薦表[8]。見表1。

表1 美國FDA建議的華法林初始劑量/mg·d-1

2.3 CYP4F2基因

CYP4F2是人類細(xì)胞色素P450酶超家族成員之一，可將維生素K1氧化成ω-羥基衍生物，CYP4F2酶活性不同可影響維生素K1的含量，從而影響華法林抗凝效果。CYP4F2基因定位于染色體19p13.11，由13個外顯子和12個內(nèi)含子組成，編碼520個氨基酸殘基。CYP4F2變異型基因的攜帶者對維生素K代謝的能力降低，繼而使維生素K水平升高，導(dǎo)致華法林劑量增加。Danese等[9]研究CYP2C9、VKORC1、CYP4F2基因型對華法林劑量的影響，認(rèn)為與CYP4F2 CC型相比，雜合子CT型華法林劑量增加11%，純合子TT型增加21%。Singh等[10]認(rèn)為，CYP4F2 rs2108622能解釋約11%的華法林劑量的個體差異。張海燕等[11]對蘇南地區(qū)心臟機械瓣膜置換術(shù)后漢族人群中CYP4F2 rs2108622基因多態(tài)性研究表明，C等位基因分布頻率為76.9%，T等位基因分布頻率為23.1%；CC型、CT型和TT型患者華法林平均劑量分別為 （2.51±0.82）mg·d-1、（2.74± 0.96）mg·d-1和（3.20±1.22）mg·d-1。朱君榮等[12]研究表明，CYP4F2基因多態(tài)性對非瓣膜性房顫患者華法林劑量差異的貢獻率為4.8%。婁瑩等[13]研究，CYP4F2基因多態(tài)性對華法林穩(wěn)定劑量的影響，結(jié)果證實，CYP4F2基因型僅能解釋華法林個體劑量差異的0.6%。

2.4 γ谷氨酰羧化酶基因

γ谷氨酰羧化酶（GGCX）是維生素K依賴性凝血因子活化的關(guān)鍵酶，其編碼基因GGCX具有遺傳多態(tài)性，是導(dǎo)致華法林個體劑量差異的影響因素之一。Rieder等[14]認(rèn)為，GGCX位于12970位點的單核苷酸多態(tài)性與華法林劑量存在關(guān)聯(lián)性，可解釋2%的劑量差異。另一項研究表明[15]，日本患者GGCX8016G＞A基因多態(tài)性與華法林劑量顯著相關(guān)（P=0.022）。一項對中國人的研究表明[16]，GGCX rs 6738645 GG型患者華法林維持劑量 （1.85±0.73）mg·d-1，明顯低于TT型（3.13±0.87）mg·d-1和GT型（3.20±0.95）mg·d-1（P＜0.01）。

2.5 載脂蛋白E基因

載脂蛋白E（ApoE）是血漿脂蛋白的主要成分，負(fù)責(zé)將脂類物質(zhì)從消化道轉(zhuǎn)運至血液循環(huán)中，也介導(dǎo)富含維生素K的載脂蛋白以受體特異性的方式向肝臟中轉(zhuǎn)運。ApoE主要由ApoE基因負(fù)責(zé)編碼，其主要有三種突變類型，即ε2、ε3和ε4。意大利人群中ε4基因突變頻率＜10%，瑞典人群中ε4基因突變頻率＞20%，而非裔美國人和高加索人該基因突變頻率可高達37.8%和26.4%。Kohnke等[17]研究發(fā)現(xiàn)，攜帶ApoE ε4基因的患者華法林所需劑量較高，且認(rèn)為ApoE基因可解釋6%患者華法林劑量的個體差異。Kimmel等[18]研究認(rèn)為，非裔美國人ApoE ε4攜帶者華法林需求劑量增加28.6%（P=0.014）；而與高加索人則無顯著性差異。黃盛文等[19]對249例中國人群研究認(rèn)為，ApoE基因多態(tài)性并不是導(dǎo)致華法林劑量差異的主要影響因素。

2.6 其他基因?qū)θA法林劑量的影響

隨著華法林相關(guān)藥物基因研究深入，一些新的基因與華法林劑量關(guān)聯(lián)性被證實。梁欣等[20]研究表明，中國人群STX4基因突變率可高達93.96%，與VKORC1基因高度連鎖，且STX4基因多態(tài)性對華法林使用劑量有顯著影響（P＜0.05）。胡蓉等[21]研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞色素P450氧化還原酶（POR）基因多態(tài)性與華法林維持劑量存在關(guān)聯(lián)性，POR rs17685T等位基因攜帶者的華法林維持劑量（4.76±0.90）mg·d-1，明顯高于CC型患者華法林維持劑量（4.08±1.03）mg· d-1（P=0.04）。NR1I2基因通過編碼孕烷 X受體（PXR）來調(diào)控CYP3A4活性表達，參與華法林肝臟代謝，NR1I2 7635G/A基因多態(tài)性與華法林劑量上調(diào)有關(guān)，GA型和AA型患者華法林維持劑量明顯高于GG型（P＜0.05）[22]。

3 展 望

華法林藥物基因檢測在某種程度將有助于華法林劑量的制定和調(diào)整，但由于基因多態(tài)性只能解釋30%～60%的華法林劑量的個體差異，仍有近50%患者華法林的劑量并無法得到有效驗證，且缺乏隨機試驗證明通過基因確定華法林劑量可以改善臨床治療效果。正因為通過基因檢測來預(yù)測華法林劑量存在諸多局限性，F(xiàn)DA并沒有強制要求在使用華法林初始治療的患者中進行藥物基因檢測，國外相關(guān)指南及《2013年華法林抗凝治療的中國專家共識》也不推薦對所有服用華法林的患者常規(guī)進行基因檢測來決定其劑量。目前，臨床醫(yī)生仍然主要通過監(jiān)測INR值來調(diào)整華法林劑量。但毋容置疑的是，隨著華法林相關(guān)的藥物基因組學(xué)的不斷發(fā)展和完善，以藥物基因為導(dǎo)向的華法林個體化抗凝將是未來臨床治療的必然趨勢，尤其對于需要采用高劑量或低劑量華法林抗凝患者而言，以基因?qū)虻目鼓委?，可以縮短患者抗凝達標(biāo)時間，提高抗凝達標(biāo)率，且可減少抗凝并發(fā)癥的發(fā)生。相信未來華法林的治療會變得更具有針對性、高效性和安全性。

[1]高 菲，宋洪濤，曾志勇，等.CYP2C9和VKORC1基因多態(tài)性對心臟瓣膜置換術(shù)后華法林維持劑量和抗凝效果的影響[J].中國藥房，2010，21（22）：2053-7.

[2]婁 瑩，謝 爽，劉 紅，等.CYP2C9基因多態(tài)性對中國心臟機械瓣膜置換患者華法林初始抗凝效果的影響[J].中國臨床藥理學(xué)雜志，2013，29（1）：34-41.

[3]Johnson JA,Gong L,Whirl-Carrillo M,et al.Clinical pharmacogenetics implementation consortium guideline for CYP2C9 and VKORC1 genotypes and warfarin dos-ing[J].Clin Pharmacol Ther,2011,90(4):625-9.

[4]Botton MR,Bandinelli E,Rohde LE,et al.Influenceofgenetic，biologicaland pharmacologicalfactors on warfarin dose in a Sothern Brazilian population of Eu-ropean ancestry[J].Br Clin Pharmacol,2011,72(3): 442-50.

[5]Yang L,Ge W,Yu F,et al.Impact ofVKORC1gene polymorphism on inter-individual and interethnic war-farin dosage requirement-a systematic review and meta analysis[J].Thromb Res,2010,125(4):e159-66.

[6]Yuan HY,Chen JJ,Lee MT,et al.A novel functional VKORC1 promoter polymorphism is associated with in-ter-individual and inter-ethnic differences in warfarin sensitivity[J].Hum Mol Genet,2005,14(13):1745-51.

[7]Miao L,Yang J,Huang C,et al.Contribution of age，body weight andCYP2C9andVKORC1genotype to the anticoagulant response to warfarin:proposal for a new dosing regimen in Chinese patients[J].Eur J Clin Pharmacol,2007,63(12):1135-41.

[8]Finkelman BS,Gage BF,Johnson JA,et al.Genetic warfarin dosing tables versus algorithms[J].J Am Coll Cardiol,2011,57(5):612-8.

[9]Danese E,Montagnana M,Johnson JA,et al.Impact of theCYP4F2p.V433Mpolymorphism on coumarin dose requirement:systematic review and meta-analysis[J].Clin Pharamacol Ther,2012,92(6):746-56.

[10]Singh O,Sandanaraj E,Subramanian K,et al.Influ-ence ofCYP4F2 rs2108622(V433M)on warfarin dose requirement in Asian patients[J].Drug Metab Pharma-cokinet,2011,26(2):130-6.

[11]張海燕，羅萬慰，馬守梅，等.細(xì)胞色素P450酶4F2基因多態(tài)性對華法林劑量影響的研究 [J].藥學(xué)與臨床研究，2010，18（4）：338-340.

[12]朱君榮，魏 蔭，朱余兵，等.CYP4F2、CYP2C9和VKORC1基因多態(tài)性對中國漢族非瓣膜性房顫患者使用華法林劑量的影響 [J].中國藥房，2012，23（44）：4161-4.

[13]婁 瑩，華 潞，韓璐璐，等.中國漢族人群華法林穩(wěn)定劑量模型的建立與驗證 [J].中華心血管病雜志，2014，42（5）：384-8.

[14]Rieder MJ,Reiner AP,Rettie AE.Glutamyl carboxy-lase (GGCX)tagSNPs have limited utility for predict-ing warfarin maintenance dose[J].J Thromb Haemost, 2007,5(11):2227-34.

[15]Kimura R,Miyashita K,Kokubo Y,et al.Genotypes of vitamin K epoxide reductase,-glutamyl carboxylase, and cytochrome P450 2C9 as determinants of daily warfarin dose in Japanses patients[J].Thromb Res, 2007,120(2):181-6.

[16]劉寅強，楊百暉，夏健明，等.GGCX（rs6738645）基因多態(tài)性與華法林穩(wěn)定劑量的關(guān)系 [J].重慶醫(yī)學(xué)，2014，43（10）：1184-6.

[17]Kohnke H,Scordo MG,Pengo V,et al.Apolipopro-tein E(APOE)and warfarin dosing in an Italian pop-ulation[J].Eur J Clin Pharmacol,2005,61(10):781-3.

[18]Kimmel SE,Christie J,Kealey C,et al.Apolipopro-tein E genotype and warfarin dosing among Cau-casians and African Americans[J].Pharmacogenomics J,2008,8(1):53-60.

[19]Huang S,Chen B,Xiang D,et al.Association be-tween apolipoprotein E gene polymorphism and the dose for warfarin maintenance[J].J Cent South Univ (Med Sci),2011,36(3):212-6.

[20]梁 欣，喬 彥，張亞同，等.中國人群STX4基因多態(tài)性對華法林應(yīng)用劑量的影響 [J].中國藥學(xué)雜志，2011，46（9）：691-4.

[21]胡 蓉，許 哲，趙立子，等.POR基因多態(tài)性與華法林維持劑量關(guān)系的研究 [J].中國藥理學(xué)通報，2014，30（5）：706-10.

[22]鄭綺姍，趙立子，曾武濤，等.NR1I2基因多態(tài)性對華法林維持劑量個體差異的影響 [J].中國臨床藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志，2012，26（2）：219-24.

Research Progressin Warfarin Individualized Anticoagulation Based on Pharmacogenomics*

SHEN Wei-qin1,LIU Jun2**
1Department of Pharmacy,Nanjing Pukou Central Hospital,Nanjing 210032,China;2Department of Pharma-cy,Yijishan Hospital of Wannan Medical College,Wuhu 241001,China

Warfarin is one of the most frequently prescribed anticoagulant and there is significant indi-vidual variability in dose requirement for the clinical effect.Gene polymorphisms are the important factors that can influence the anticoagulant effect of warfain.Recently,warfarin gene polymorphisms become a re-search topic and a large number of individualized medication algorithms have been established.This article reviews warfarin dosage related gene polymorphisms in order to offer some suggestions for warfarin individ-ualized medication.

Warfarin;Gene polymorphism;Algorithm;Individualized medication;Research progress

R973+.2

A

1673-7806（2015）05-475-04

皖南醫(yī)學(xué)院中青年科研基金自然科學(xué)類項目（No.WK2014F20）

沈為勤，女，藥師，研究方向：臨床藥學(xué)

* *通訊作者劉俊，男，臨床藥師 E-mail:xiaoyu234561@sina.com

2015-01-16

2015-02-02