基于房顫患者CYP2C9和VKORC1基因型、年齡、身高建立并評價華法林給藥劑量計算公式

蔣年新，葛俊煒，鮮玉瓊，黃少鷹，李巖松 (上海市第七人民醫(yī)院，上海 200137)

?

基于房顫患者CYP2C9和VKORC1基因型、年齡、身高建立并評價華法林給藥劑量計算公式

蔣年新，葛俊煒，鮮玉瓊，黃少鷹，李巖松 (上海市第七人民醫(yī)院，上海 200137)

摘要：目的基于房顫患者細(xì)胞色素P450 2C9(CYP2C9)和維生素K環(huán)氧化物還原酶復(fù)合體1(VKORC1)基因型、年齡、身高建立華法林給藥劑量計算公式，并進(jìn)行評價。方法122例房顫患者，應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長度多態(tài)性方法分析CYP2C9(rs1057910)和VKORC1(rs9923231)基因型，采用多元線性回歸分析法依據(jù)CYP2C9和VKORC1基因型、年齡、身高建立華法林給藥劑量計算公式。另選擇60例房顫患者，隨機分為對照組和實驗組各30例。實驗組按照華法林給藥劑量計算公式的劑量給予，對照組給予華法林2.5 mg/d，均7 d，后根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)化比值(INR)調(diào)整，直至達(dá)到穩(wěn)定的華法林維持劑量，比較兩組達(dá)到穩(wěn)定的維持劑量所需的時間。結(jié)果華法林劑量=0.438-0.014 3×年齡+0.014 9×身高-0.324×CYP2C9×3+0.209×VKORC1，R2為0.564。實驗組、對照組隨訪50 d，達(dá)到華法林維持劑量分別有26、19例，兩組比較，P<0.05。實驗組、對照組患者達(dá)到華法林維持劑量所需時間分別為(25.8±1.7)、(33.1±1.9)d，兩組比較，P<0.05。結(jié)論建立了一個基于房顫患者CYP2C9和VKORC1基因型、年齡、身高的華法林給藥劑量計算公式，根據(jù)該公式指導(dǎo)房顫患者的華法林治療劑量能縮短達(dá)到華法林維持劑量所需的時間。

關(guān)鍵詞：心房顫動；華法林；細(xì)胞色素P450 2C9；維生素K環(huán)氧化物還原酶復(fù)合體1；單核苷酸多態(tài)性

華法林是最常用的一種口服抗凝藥物[1]，廣泛應(yīng)用于各種深靜脈血栓、肺栓塞、人工心臟瓣膜、房顫的預(yù)防和治療[2]。由于個體對華法林代謝的差異，華法林用量不足或過度可導(dǎo)致血栓或出血[3～5]。多種因素造成了華法林劑量反應(yīng)的個體差異，尤其是遺傳多態(tài)性[6]。許多研究[7]已經(jīng)報道了與華法林藥效學(xué)和藥代動力學(xué)相關(guān)的各種基因多態(tài)性。細(xì)胞色素P450 2C9(CYP2C9)和維生素K環(huán)氧化物還原酶復(fù)合體1(VKORC1)的遺傳多態(tài)性可能導(dǎo)致了30%～40%的個體間華法林劑量變異[8,9]。在華法林初始治療期間，患者具有較大的抗凝過量和出血的風(fēng)險，尤其在那些攜帶突變的CYP2C9等位基因的個體[10]。這些早期并發(fā)癥主要是由個體對華法林負(fù)荷劑量反應(yīng)差異引起的。因此，研究者們發(fā)展了許多華法林給藥劑量計算公式來計算華法林維持劑量，從而改善華法林治療的效應(yīng)和安全[11]。但這些劑量公式也需要驗證并評價其臨床價值，且不同的族群具有不同的多態(tài)性頻率[2]。因此，有必要根據(jù)檢測到的遺傳多態(tài)性建立華法林給藥劑量計算公式，并評估其臨床應(yīng)用。本研究基于房顫患者CYP2C9和VKORC1基因型、年齡、身高建立華法林給藥劑量計算公式，并進(jìn)行評價。

1資料與方法

1.1臨床資料選取2014年1月～2015年6月上海市第七人民醫(yī)院的漢族房顫患者202例，其中男111例、女91例，年齡(42.3±7.1)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：患者接受華法林治療至少持續(xù)3個月；患者保持均衡的飲食，不吸煙、飲酒；患者沒有應(yīng)用任何可能會干擾華法林的藥效學(xué)和藥代動力學(xué)的藥物；實驗室檢查顯示患者沒有肝腎功能障礙；華法林治療中未發(fā)生出血或血栓形成并發(fā)癥。202例房顫患者按照入院前后順序分為隊列1(122例)和隊列2(60例)。隊列1用于估計華法林給藥劑量計算公式，隊列2用于評估公式預(yù)測的華法林劑量在房顫患者臨床治療的可行性。本研究由上海市第七人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，操作符合赫爾辛基宣言。研究得到每個患者的知情同意。

1.2 華法林給藥劑量計算公式的建立及評價方法收集并記錄每個房顫患者的年齡、性別、身高、體質(zhì)量、華法林維持劑量等。所有房顫患者均接受胸部X線片、心電圖及超聲心動圖檢查。常規(guī)檢測凝血酶原時間(PT)，并計算國際標(biāo)準(zhǔn)化比值(INR)，INR=(患者PT/平均正常PT)ISI，ISI為國際敏感指數(shù)，代表凝血激酶反應(yīng)性。取患者外周靜脈血，應(yīng)用DNA提取試劑盒(QIAGEN，Crawley，英國)提取白細(xì)胞DNA，于-20 ℃保存，應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)-限制性片段長度多態(tài)性(PCR-RFLP)方法分析CYP2C9(rs1057910)和VKORC1(rs9923231)基因型。以患者華法林劑量為因變量，以患者CYP2C9和VKORC1基因型、性別、年齡、身高、體質(zhì)量、吸煙史、飲酒史為自變量，應(yīng)用多元線性回歸分析建立華法林給藥劑量計算公式。身高單位為cm；CYP2C9基因型時輸入0或1表示*3等位基因的數(shù)目；VKORC1基因型時AA輸入0，AG輸入1，GG輸入2。將隊列2的60例房顫患者隨機分為對照組(30例)和實驗組(30例)。在實驗組，根據(jù)上述建立的華法林給藥劑量計算公式，計算得到每例患者的給予劑量。治療開始的7 d，患者按照預(yù)測劑量口服華法林，然后根據(jù)測得的INR值調(diào)整華法林劑量。在對照組，患者口服華法林2.5 mg/d，共7 d，然后根據(jù)INR調(diào)整。從華法林治療開始隨訪50 d，每日測定患者的INR值。當(dāng)患者的INR值位于1.8～3.0治療范圍持續(xù)至少7 d，表明達(dá)到了穩(wěn)定的華法林維持劑量。記錄并比較對照組和實驗組達(dá)到穩(wěn)定華法林劑量所需的時間。

2結(jié)果

2.1華法林給藥劑量計算公式隊列1的122例患者中男76例、女46例，年齡(58.70±14.56)歲，身高(165.6±8.17)cm，體質(zhì)量(62.1±10.10)kg，PT(24.32±7.77)s，INR 2.42±1.23，左心房大小(45.7±8.26)mm，射血分?jǐn)?shù)53.2%±8.88%，華法林維持劑量(2.82±0.80)mg。CYP2C9 *1*1純合子113例、CYP2C9 *1/*3雜合子9例，VKORC1 AA純合子105例、AG雜合子15例、GG純合子2例，CYP2C9和VKORC1基因型頻率沒有偏離Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。CYP2C9 *1/*3雜合子、CYP2C9 *1/*1野生型純合子患者所需的每日華法林維持劑量分別為(2.06±0.79)、(2.88±0.77)mg，兩者比較，P<0.05。VKORC1 AG+GG基因型與VKORC1 AA基因型每日華法林維持劑量分別為(3.30±0.87)、(2.74±0.76)mg，兩者相比，P<0.05。多元線性回歸分析法結(jié)果顯示，華法林劑量=0.438-0.014 3×年齡+0.014 9×身高-0.324×CYP2C9×3+0.209×VKORC1，此時R2最大，為0.564。

2.2華法林給藥劑量計算公式的評價結(jié)果隊列2的60例患者中男35例、女25例，年齡(56.53±13.18)歲，身高(165.1±8.37)cm，體質(zhì)量(63.33±8.68)kg，PT(23.70±3.38)s，INR 2.48±0.46，左心房大小(49.7±8.86)mm，射血分?jǐn)?shù)55.18%±7.88%，華法林維持劑量(2.76±0.62)mg，CYP2C9 *1*1純合子54例、CYP2C9 *1/*3雜合子6例，VKORC1 AA純合子49例、AG雜合子10例、GG純合子1例。隊列1與隊列2上述各指標(biāo)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

實驗組男18例、女12例，年齡(56.10±14.7)歲，身高(165.3±8.6)cm，體質(zhì)量(62.7±8.7)kg，PT(24.0±3.4)s，INR 2.39±0.41，左心房大小(50.2±9.0)mm，射血分?jǐn)?shù)55.8%±8.0%，華法林維持劑量(2.67±0.57)mg，CYP2C9 *1/*1純合子27例、CYP2C9 *1/*3雜合子3例，VKORC1AA純合子25例、AG雜合子5例。對照組男16例、女14例，年齡(57.00±11.9)歲，身高(165.0±8.1)cm，體質(zhì)量(63.9±8.6)kg，PT(23.4±3.4)s，INR 2.57±0.48，左心房大小(49.2±8.7)mm，射血分?jǐn)?shù)54.5%±7.7%，華法林維持劑量(2.86±0.65)mg，CYP2C9*1*1純合子27例、CYP2C9*1/*3雜合子3例，VKORC1 AA純合子24例、AG雜合子5例、GG純合子1例。實驗組、對照組隨訪50 d，達(dá)到華法林維持劑量分別有26、19例，兩組比較，P<0.05。實驗組、對照組患者達(dá)到華法林維持劑量所需時間分別為(25.8±1.7)、(33.1±1.9)d，兩組比較，P<0.05。Pearson相關(guān)分析表明，估計的華法林劑量和實際的華法林維持劑量呈正相關(guān)(r=0.53，P<0.05)。

3討論

房顫是一種臨床常見的心律失常，具有高發(fā)病率和病死率。房顫患者具有較高的卒中和全身血栓栓塞風(fēng)險[12]?？鼓芙档头款澆l(fā)癥的風(fēng)險[13]。然而，在華法林初始治療期間，患者常常由于抗凝過量造成出血。由于對華法林反應(yīng)存在廣泛的個體變異，因此很難準(zhǔn)確預(yù)測華法林劑量。許多因素(如患者的人種、民族，環(huán)境，臨床背景和遺傳多態(tài)性)均導(dǎo)致了華法林劑量反應(yīng)的個體差異[6]。其中，與華法林藥效學(xué)和藥代動力學(xué)相關(guān)的基因多態(tài)性在華法林劑量的預(yù)測中發(fā)揮著越來越重要的作用。

本研究分析了122例接受華法林治療的房顫患者CYP2C9和VKORC1的基因型。結(jié)果表明，華法林的劑量可以通過年齡、身高、CYP2C9和VKORC1基因型等變量進(jìn)行估計。我們建立了一個新的華法林給藥劑量計算公式，并在另一個房顫患者的隊列中驗證其有效性。與對照組相比，應(yīng)用公式預(yù)測劑量華法林的患者在50 d的隨訪中有更多的患者達(dá)到華法林維持劑量，并明顯縮短從開始直到華法林維持劑量的時間。在所有獲得維持劑量的患者中，預(yù)測的劑量與實際的維持劑量存在顯著的相關(guān)性。

CYP2C9是細(xì)胞色素P450復(fù)合體的一個亞型，參與了大約15%的臨床藥物的代謝，包括非甾體類抗炎藥(NSAIDs)、血管緊張素Ⅱ受體阻斷劑和口服抗凝藥[14]。野生型等位基因CYP2C9 *1顯示正常的酶的活性和較高的等位基因頻率。兩個等位基因的變異體CYP2C9 *2*3的等位基因頻率約為13%和7%，與CYP2C9 *1野生型相比，其酶活性較低[15]。CYP2C9 *2等位基因未能在我們的研究檢出，表明其是一個在漢族人群中罕見的等位基因。CYP2C9 *3(rs1057910)位于7號外顯子的359位氨基酸，并通過一個A堿基替換為C堿基(1075 A>C)，導(dǎo)致亮氨酸突變?yōu)楫惲涟彼帷１狙芯恐蠧YP2C9 *3等位基因頻率為7.8%，其他文獻(xiàn)報告中國人群CYP2C9 *3的頻率為4.5%[16]。我們還發(fā)現(xiàn)與野生型CYP2C9 *1*1個體相比，攜帶CYP2C9 *1*3基因型個體具有較低的華法林維持劑量。這表明在CYP2C9 *1*3基因型個體，降低的CYP2C9酶活性導(dǎo)致華法林的代謝和清除延遲，從而提高個體對華法林的反應(yīng)性，減少華法林維持劑量。

VKORC1負(fù)責(zé)維持維生素K處于其還原形式(維生素K氫醌)，這個過程對維生素K依賴性凝血因子(因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ)的γ-羧化是必不可少的。華法林抑制VKORC1復(fù)合酶催化的反應(yīng)，從而防止還原形式的維生素K的再生[17]。VKORC1突變可導(dǎo)致華法林抵抗[18]。rs9923231(-1639 G>A)是最常見的VKORC1基因多態(tài)性。在高加索人群，GG基因型最高，AA基因型最低[2]。然而，在中國人群中，AA基因型的頻率是最高的，約為83%[16]。我們的研究證實了這一發(fā)現(xiàn)，在122例中檢測到115例AA基因型。另外，與VKORC1 AA基因型個體相比，AG+GG基因型個體具有較高的華法林維持劑量[19]。這表明G等位基因能降低VKORC1活性，產(chǎn)生華法林抵抗，導(dǎo)致華法林劑量加大。

由于病例數(shù)和觀察時間有限，本研究的劑量公式需要進(jìn)一步研究及臨床應(yīng)用證實。隨著更多的華法林相關(guān)基因的鑒定和證實，以及更多的影響華法林反應(yīng)的非遺傳因素的發(fā)現(xiàn)，從劑量公式預(yù)測的華法林維持劑量將更準(zhǔn)確，從而提高華法林的療效和安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1] Ansell J, Hirsh J, Poller L, et al. The pharmacology and management of the vitamin K antagonists: the Seventh ACCP Conference on Antithrombotic and Thrombolytic Therapy [J]. Chest, 2004,126(3 Suppl):204S-233S.

[2] Lam MP, Cheung BM. The pharmacogenetics of the response to warfarin in Chinese[J]. Brit J Clin Pharmaco, 2012,73(3):340-347.

[3] Hawes EM, Viera AJ. Anticoagulation: monitoring of patients receiving anticoagulation[J]. FP Essent, 2014,422:24-30.

[4] Cannegieter SC, Rosendaal FR, Wintzen AR, et al. Optimal oral anticoagulant therapy in patients with mechanical heart valves[J]. N Engl J Med, 1995,333(1):11-17.

[5] Stroke Prevention in Atrial Fibrillation Investigators. Adjusted-dose warfarin versus low-intensity, fixed dose warfarin plus aspirin for high risk patients with atrial fibrillation: Stroke Prevention in Atrial Fibrillation Ⅲ randomised clinical trial[J]. Lancet, 1996,348(9028):633-638.

[6] Takahashi H, Echizen H. Pharmacogenetics of warfarin elimination and its clinical implications[J]. Clin Pharmacokinet, 2001,40(8):587-603.

[7] Mazzaccara C, Conti V, Liguori R, et al. Warfarin anticoagulant therapy: a Southern Italy pharmacogenetics-based dosing model[J]. PLoS One, 2013,8(8):e71505.

[8].Bodin L, Verstuyft C, Tregouet DA, et al. Cytochrome P450 2C9(CYP2C9) and vitamin K epoxide reductase (VKORC1) genotypes as determinants of acenocoumarol sensitivity [J]. Blood, 2005,106(1):135-140.

[9] Vecsler M, Loebstein R, Almog S, et al. Combined genetic profiles of components and regulators of the vitamin K-dependent gamma-carboxylation system affect individual sensitivity to warfarin[J]. Thromb Haemost, 2006,95(2):205-211.

[10] Aithal GP, Day CP, Kesteven PJ, et al. Association of polymorphisms in the cytochrome P450 CYP2C9 with warfarin dose requirement and risk of bleeding complications[J]. Lancet， 1999,353(9154):717-719.

[11] Li X, Liu R, Luo ZY, et al. Comparison of the predictive abilities of pharmacogenetics-based warfarin dosing algorithms using seven mathematical models in Chinese patients[J]. Pharmacogenomics, 2015,16(6):583-590.

[12] Senoo K, Lane D, Lip GY. Stroke and bleeding risk in atrial fibrillation[J]. Korean Circ J, 2014,44(5):281-290.

[13] Lip GY, Lane DA. Stroke prevention in atrial fibrillation: a systematic review[J]. JAMA, 2015,313(19):1950-1962.

[14] Zhou SF, Zhou ZW, Huang M. Polymorphisms of Human Cytochrome P450 2C9 and the Functional Relevance[J]. Toxicology, 2009,278:165-188.

[15] Vogl S, Lutz RW, Sch?nfelder G, et al. CYP2C9 genotype vs. metabolic phenotype for individual drug dosing--a correlation analysis using flurbiprofen as probe drug[J]. PLoS One, 2015,10(3):e0120403.

[16] Li S, Zou Y, Wang X, et al. Warfarin dosage response related pharmacogenetics in Chinese population[J]. PLoS One, 2015,10(1):e0116463.

[17] Oldenburg J, Watzka M, Rost S, et al. VKORC1: molecular target of coumarins[J]. J Thromb Haemost, 2007,5(Suppl 1):1-6.

[18] Rost S, Fregin A, Ivaskevicius V, et al. Mutations in VKORC1 cause warfarin resistance and multiple coagulation factor deficiency type 2[J]. Nature, 2004,427(6974):537-541.

[19] Sconce EA, Khan TI, Wynne HA, et al. The impact of CYP2C9 and VKORC1 genetic polymorphism and patient characteristics upon warfarin dose requirements: proposal for a new dosing regimen[J]. Blood, 2005,106(7):2329-2333.

·作者·編者·讀者·

《山東醫(yī)藥》對醫(yī)學(xué)名詞及術(shù)語的一般要求

醫(yī)學(xué)名詞應(yīng)使用全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會公布的名詞。中醫(yī)臨床診療術(shù)語、經(jīng)穴部位、耳穴名稱與部位等應(yīng)遵循相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。對于沒有通用譯名的名詞術(shù)語，在文內(nèi)第一次出現(xiàn)時應(yīng)注明原詞。中西藥名以最新版《中華人民共和國藥典》和《中國藥品通用名稱》(均由中國藥典委員會編寫)為準(zhǔn)。英文藥物名稱則采用國際非專利藥名。在題名及正文中藥名一般不得使用商品名，確需使用商品名時應(yīng)先注明其通用名稱。冠以外國人名的體征、病名、試驗、綜合征等，人名可以用中譯文，但人名后不加"氏"(單字名除外，例如福氏桿菌)；也可以用外文，但人名后不加“′s”。文中盡量少用縮略語。已被公知公認(rèn)的縮略語可以不加注釋直接使用，例如：DNA、RNA、HBsAg、PCR、CT、MRI等。不常用的、尚未被公知公認(rèn)的縮略語與一級原詞過長在文中多次出現(xiàn)者，若為中文可于文中第一次出現(xiàn)時寫出全稱，在圓括號內(nèi)寫出縮略語；若為外文可于文中第一次出現(xiàn)時寫出中文全稱，在圓括號內(nèi)寫出縮略語。不超過4個漢字的名詞不宜使用縮略語，以免影響論文的可讀性。西文縮略語不得拆開移行。

Warfarin-dosing algorithm based on CYP2C9 and VKORC1 genotypes,age and height of patients with atrial fibrillation

JIANGNianxin,GEJunwei,XIANYuqiong,HUANGShaoying,LIYansong

(ShanghaiSeventhPeople′sHospital,Shanghai200137,China)

Abstract:Objective To develop and evaluate the warfarin-dosing algorithm based on cytochrome P450 2C9 (CYP2C9) and vitamin K epoxide reductase complex 1 (VKORC1) genotypes, age and height of patients with atrial fibrillation (AF).Methods A total of 122 AF patients were included and their genotypes of CYP2C9 (rs1057910) and VKORC1 (rs9923231) were analyzed by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). Multiple linear regression was performed to develop a warfarin dosing algorithm which was based on age, height, CYP2C9 and VKORC1 genotypes of AF patients. Another 60 AF patients were enrolled and randomly assigned into the control group (n=30) and experimental group (n=30). The experimental group received warfarin of "predicted warfarin dose" based on warfarin dosing algorithm, and the control group received warfarin of 2.5 mg/d. Both groups received warfarin for 7 days and then were adjusted to INR until reaching the stable warfarin maintenance dose. The time to reach a stable warfarin maintenance dose was compared between the control group and experimental group. ResultsThe warfarin-dosing=0.438-0.014 3×age+0.014 9×height-0.324×CYP2C9×3+0.209×VKORC1, R2=0.564. During the 50 day follow-up, there were 26 patients in the control group and 19 patients in the experimental group who acquired warfarin maintenance dose, with significant difference (P<0.05). The mean time from initiation to warfarin maintenance dose was significantly shorted in the experimental group (25.8±1.7 d) than that in the control group (33.1±1.9 d), P<0.05. Conclusion A new warfarin-dosing algorithm is developed based on CYP2C9 and VKORC1 genotypes, age and height and it can shorten the time from initiation to warfarin maintenance dose in AF patients with warfarin therapy.

Key words:atrial fibrillation; warfarin; cytochrome P450 2C9; vitamin K epoxide reductase complex 1; single nucleotide polymorphisms

(收稿日期：2015-10-22)

中圖分類號：R541.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-266X(2016)11-0014-04

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.11.005

通信作者簡介：李巖松(1974-)，男，主治醫(yī)師，主要研究方向為心律失常的診斷與治療。E-mail: liyssh@163.com

第一作者簡介：蔣年新(1979-)，男，副主任醫(yī)師，主要研究方向為心律失常的診斷與治療。E-mail: jiangnianxin@126.com

基金項目：上海浦東新區(qū)衛(wèi)計委課題(PW2013A-24)；上海市第七人民醫(yī)院人才培養(yǎng)計劃項目(XX2013-001)。