多藥耐藥基因1 C3435T基因多態(tài)性對臨床相關(guān)藥物影響的研究進(jìn)展

王淑男 董天崴 于彥彥 姚懿桐 彭 鵬 楊 軍

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江 佳木斯 154007)

多藥耐藥基因1 C3435T基因多態(tài)性對臨床相關(guān)藥物影響的研究進(jìn)展

王淑男 董天崴 于彥彥 姚懿桐 彭 鵬 楊 軍

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院,黑龍江 佳木斯 154007)

多藥耐藥基因1C3435T基因；藥物基因組學(xué)；P- 糖蛋白；基因多態(tài)性

多藥耐藥基因(MDR)1，又名三磷酸腺苷(ATP)結(jié)合盒亞家族B成員(ABCB)1是一個較保守的基因家族，是人體正?；?，編碼P- 糖蛋白(P- gp)。研究發(fā)現(xiàn)〔1〕，P- gp為介導(dǎo)藥物之間產(chǎn)生相互作用的重要環(huán)節(jié)，通過影響藥物在細(xì)胞內(nèi)外的轉(zhuǎn)運(yùn)過程，特別是在小腸部位的轉(zhuǎn)運(yùn)，而影響藥物口服生物利用度的改變，從而進(jìn)一步影響藥物的療效、毒性或產(chǎn)生耐藥〔2，3〕。無論是在正常組織或腫瘤細(xì)胞中，若編碼P- gp的MDR1基因發(fā)生突變，則會影響某些藥物的血藥濃度，從而影響藥物藥代動力學(xué)參數(shù)。故本文對MDR1 C3435T基因多態(tài)性及在臨床疾病中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 MDR1基因結(jié)構(gòu)、表型及生理功能

MDR1位于人類第7號染色體長臂(7q21.1)，由28個可編碼蛋白質(zhì)的外顯子組成，基因全長超過100 kb，所編碼的蛋白質(zhì)是P- gp，由1 280個氨基酸組成。相對分子質(zhì)量很大，包含兩個相似結(jié)構(gòu)域，都有一個ATP結(jié)合區(qū)。P- gp發(fā)揮生理作用就是依靠這個ATP結(jié)合區(qū)，ATP與其結(jié)合并被水解，為底物的轉(zhuǎn)運(yùn)提供能量，故可將藥物或機(jī)體本身認(rèn)為是毒物的物質(zhì)排出細(xì)胞外，最后排出體內(nèi)，從而保護(hù)細(xì)胞免受損害。P- gp廣泛分布在與分泌、排泄有關(guān)的器官或組織中，包括腸道、肝臟、腎臟、血腦屏障、血胎盤屏障等。腸道上皮細(xì)胞所表達(dá)的P- gp可將上皮細(xì)胞內(nèi)藥物外排到腸腔，導(dǎo)致藥物吸收率降低，當(dāng)藥物進(jìn)入血液循環(huán)后，肝臟和腎臟中P- gp將藥物不斷外排，最終隨糞便、尿液排出體外。位于血- 組織等生理屏障組織的P- gp通過將藥物排出細(xì)胞外，最終減少藥物進(jìn)入組織。P- gp對其底物的吸收、分布及排泄等都擔(dān)當(dāng)著重要角色，故編碼P- gp的MDR1基因發(fā)生改變可能直接影響藥物臨床療效及藥代動力學(xué)。

2 MDR1基因多態(tài)性

個體間基因的核苷酸序列存在的差異性稱為基因的多態(tài)性，許多藥物在體內(nèi)的代謝差異都是由遺傳因素和環(huán)境因素共同造成的。遺傳因素主要是指一個或多個等位基因的變異而產(chǎn)生的遺傳差異，其在人群中呈不連續(xù)分布，稱之為遺傳多態(tài)性。研究表明基因多態(tài)性的分布有著明顯的地區(qū)及種族差異性，不同個體中MDR1基因型的改變與P- gp表達(dá)、活性及功能變化息息相關(guān)〔4〕。

2.1 MDR1基因分型 MDR1基因是一個多態(tài)變異基因，目前發(fā)現(xiàn)40多個單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點，國內(nèi)對其中MDR1的12外顯子C1236T、21外顯子G2677T/A和26外顯子C3435T基因多態(tài)性研究的報道較多〔5〕，它們影響蛋白質(zhì)的表達(dá)量及活性，從而影響藥物的療效，不能得到臨床滿意的結(jié)果，既浪費醫(yī)療資源又對病人的預(yù)后產(chǎn)生不良后果。MDR1基因多態(tài)性影響P- gp表達(dá)水平及活性，不僅影響有毒物質(zhì)甚至致癌物的排出，最終造成機(jī)體的損傷，而且又會因過多的泵出臨床藥物而致疾病無法得到良好的治療。其中對MDR1 C3435T基因位點研究得最多，雖然它是一個無義突變，但有很多學(xué)者認(rèn)為其與P- gp活性、表達(dá)及功能相關(guān)〔6〕。

2.2 MDR1基因多態(tài)性的種族與地區(qū)差異 非洲人群的基因型分布頻率明顯小于其他人群，高加索人群C1236T等位基因的頻率比中國、韓國人群低，而除T129C以外，其余基因型分布頻率均比東亞高。印度人群各等位基因分布與東亞和其他人群相比除C1236T外其余等位基因頻率均較高。C3435T在人群中突變頻率很高，在高加索人中突變率最高，亞洲人居中，非洲裔美國人則相對較低。C3435T與其他地區(qū)和民族相比，漢族人T、C基因分布有自己獨特的分布特點，T基因顯著高于非洲人，明顯低于歐洲高加索人；而C基因恰好與其相反。而它們與亞洲日本人、菲律賓人卻很接近〔6〕。Hoffmeyer等〔7〕最早了解到在人體腸道中，MDR1組織含量取決于MDR1 C3534T的基因型，CC型最多，CT居中，而TT型最少。

3 MDR1 C3435T基因多態(tài)性對臨床相關(guān)藥物的影響

藥物基因組學(xué)是醫(yī)學(xué)基因組學(xué)的一個分支，是在其研究過程中逐漸衍生出來的。它研究DNA多態(tài)性與不同個體的藥物反應(yīng)(主要指藥效與毒性)的關(guān)系。在藥物基因組學(xué)研究中所指的基因多態(tài)性不是針對完整的基因世代結(jié)構(gòu)圖而言，而是對于基因組SNPs而言〔8〕。MDR1主要位于有分泌和排泄功能的組織及器官中，對正常細(xì)胞起保護(hù)作用，是血- 組織屏障的重要組成部分。由于MDR1能將已進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的外源性物質(zhì)從胞內(nèi)泵出胞外，所以可以保護(hù)組織細(xì)胞免受外源性毒性物質(zhì)的侵害〔9〕，但當(dāng)其基因發(fā)生變異時，可能會導(dǎo)致組織細(xì)胞受到侵害。P- gp為轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白，許多臨床藥物都可作為其底物，如抗高血壓藥物、鈣通道阻滯劑、β受體阻滯劑、地高辛、抗生素、他克莫司(TAC)、人免疫缺陷病毒(HIV)蛋白酶抑制劑及許多治療腫瘤及白血病的化療藥等〔10〕。若基因發(fā)生變異，則可能導(dǎo)致臨床的某些疾病得不到良好的治療或出現(xiàn)嚴(yán)重的藥物不良反應(yīng)。據(jù)2000～2006年對歐洲西班牙人種進(jìn)行一項涉及35萬例各大類疾病出現(xiàn)藥物不良反應(yīng)住院病人的大規(guī)模臨床研究顯示，高達(dá)5%的病人并非死于疾病本身，而是死于嚴(yán)重的藥物毒副反應(yīng)〔11〕。故不同患者用藥方案是不同的，需要個體化用藥指導(dǎo)。

3.1 MDR1 C3435T基因多態(tài)性與心血管藥物

3.1.1 地高辛 地高辛為洋地黃類強(qiáng)心藥，易發(fā)生中毒現(xiàn)象且易致死，故對于地高辛的用量極其謹(jǐn)慎，研究表明口服地高辛，3435TT型患者血藥峰濃度(Cmax)、曲線下面積(AUC)均高于CC患者〔10〕。故對于心力衰竭的患者可以通過測其基因型，來指導(dǎo)患者用藥，盡量避免藥物的毒副反應(yīng)。

3.1.2 替米沙坦 替米沙坦是血管緊張素Ⅱ受體抑制劑，能夠治療原發(fā)性高血壓，脂溶性好，有較高的生物利用度〔12〕，但個體利用度差異較大，P- gp抑制其吸收〔13〕。研究表明MDR1 C3435T基因多態(tài)性對替米沙坦的血藥濃度和藥代動力學(xué)無影響〔14〕。但僅這一篇文獻(xiàn)報道，由于缺乏重復(fù)性，故應(yīng)繼續(xù)研究證實。

3.2 MDR1 C3435T基因多態(tài)性與抗腫瘤藥物 腫瘤已成為世界上病死率最高的疾病，主要原因之一為腫瘤對化療藥物的耐藥。通過檢測MDR1基因表達(dá)，了解患者對化療藥物的敏感性及耐受程度，可以合理地選擇化療方案和藥物，提高療效，減少痛苦，預(yù)測患者預(yù)后，具有重要臨床意義。

3.3 MDR1 C3435T基因多態(tài)性與免疫抑制劑 器官移植術(shù)成功與否及患者的生存期長短的關(guān)鍵在于受者對于供體的排斥反應(yīng)大小，而決定排斥反應(yīng)大小的為所應(yīng)用的免疫抑制劑，最常用的免疫抑制劑為TAC，但其個體生物利用度有明顯差別。許多研究已證實TAC是P- gp的底物，所以和P- gp活性有關(guān)的MDR1的基因位點C3435T和G2677T可能導(dǎo)致TAC的個體用藥差異。研究發(fā)現(xiàn)在腎移植患者中攜帶MDR1 2677TT基因型和3435TT- 2677TT單倍體的腎移植受者可以服用更低劑量的TAC以維持移植腎功能〔15〕。所以通過對器官移植患者M(jìn)DR1 C3435T基因多態(tài)性的檢測，確定移植術(shù)后TAC等免疫抑制劑的給藥方案，實現(xiàn)免疫抑制劑的個體化應(yīng)用，避免延誤病情。

3.4 MDR1 C3435T基因多態(tài)性與抗白血病藥物 急性淋巴細(xì)胞白血病(ALL)是兒童中發(fā)病率最高的惡性腫瘤，也是兒童急性白血病非常主要的類型，約占一半以上。ALL有許多發(fā)病因素包括理化因素、微生物因素及遺傳易感性〔16〕。而聯(lián)合化療是治療兒童ALL最有效的方法之一，而化療藥物的耐藥是該病預(yù)后差及病死率高的原因之一。MDR1作為轉(zhuǎn)運(yùn)體基因，許多化療藥物都是其底物，故其基因多態(tài)性的表達(dá)直接關(guān)系到兒童ALL的治療效果。Goreva等〔17〕研究G2677T、C3435T基因多態(tài)性與自身免疫淋巴增生疾病的化療結(jié)果的關(guān)系，結(jié)果顯示兩個位點的基因多態(tài)性可以決定化療的有效性?；颊邇蓚€位點同時突變?yōu)榧兒献?，則耐藥概率增大，化療藥物的治療效果不佳。除此之外，還有研究表明P- gp、MDR1和人肺耐藥蛋白(LRP)為判斷彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤患者臨床預(yù)后的重要因素，并且對預(yù)測患者的預(yù)后有顯著價值〔18〕。故MDR1基因型檢查有助于指導(dǎo)患者個體化治療方案的制定，提高患者生存質(zhì)量。

3.5 MDR1 C3435T基因多態(tài)性與抗癲癇藥物 目前有許多抗癲癇藥物均已被證實是 P- gp的底物，如卡馬西平、苯妥英鈉、苯巴比妥、拉莫三嗪等。臨床上發(fā)現(xiàn)應(yīng)用這些藥后不同個體之間存在較大不同，有學(xué)者提出可能與MDR1基因變異有關(guān)。而目前認(rèn)為基因位點C3435T多態(tài)性與P- gp的表達(dá)程度及功能有關(guān)〔19〕。因此，P- gp活性的改變可能會影響體內(nèi)抗癲癇藥物的藥代動力學(xué)參數(shù)及臨床療效。研究表明P- gp表達(dá)水平在TT基因型的人群中較低，而CC基因型人群相對較高，導(dǎo)致TT型的人群服用抗癲癇藥物后，血藥濃度高于CC型，易達(dá)到滿意的臨床效果，而 CC基因型則相反〔19～21〕。

3.6 MDR1 C3435T基因多態(tài)性與抗HIV藥物 研究表示HIV蛋白酶抑制劑為MDR1的底物之一，MDR1可以降低其生物利用度，降低相關(guān)靶組織中的藥物濃度，因此使得藥物無法到達(dá)病灶發(fā)揮作用。研究證明〔22〕攜帶3435T等位基因的獲得性免疫缺陷保合征病人抗病毒療效顯著優(yōu)于3435C患者。上述結(jié)論分別得到了Brumme等〔23，24〕驗證。

綜上，P- gp的表達(dá)由C3435T基因多態(tài)性決定，這種作用在治療上述疾病中有著深遠(yuǎn)的影響和意義，可以為合理用藥、制定個體化的治療方案及新藥研發(fā)提供新方向。

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〔2016- 07- 27修回〕

(編輯 苑云杰/王一涵)

黑龍江省衛(wèi)計委科研課題(2014- 243)；佳木斯大學(xué)校級青年基金項目(sq2014- 003)；佳木斯大學(xué)研究生科技創(chuàng)新項目(LM2015- 031)

楊 軍(1966- )，男，碩士，碩士生導(dǎo)師，教授，主要從事高血壓研究。

王淑男(1990- ),女，碩士，主要從事高血壓研究。

R969.1

A

1005- 9202(2017)15- 3904- 03；

10.3969/j.issn.1005- 9202.2017.15.116