基因多態(tài)性對(duì)指導(dǎo)華法林應(yīng)用的研究進(jìn)展

王啟鑫 綜述 任澎 審校

(新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院，新疆 烏魯木齊 830000)

1 華法林相關(guān)基因

遺傳因素對(duì)華法林給藥的影響不同，特別是中國(guó)人群。隨著藥物基因組學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)對(duì)華法林劑量的影響，相關(guān)研究表明,華法林相關(guān)基因的SNPs亦與華法林用藥過(guò)程中出血或者抗凝不足有關(guān)。華法林相關(guān)基因可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是與華法林作用代謝和作用靶點(diǎn)相關(guān)的基因，如 CYP2C9和VKORC1等；其次是與體內(nèi)維生素K1代謝循環(huán)相關(guān)的基因,如VKORC1、GGCX、CYP4F2、EPHX1、STX4、APOE等[1]。

1.1 CYP2C9

CYP2C9是編碼細(xì)胞色素P450家族酶2C9蛋白(與華法林代謝酶活性有關(guān))的基因，位于染色體10q24.2,全長(zhǎng)約55 kb，包括9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子。報(bào)道最多的SNPs是野生型CYP2C9*1、突變型CYP2 C9*2和CYP2C9*3。CYP2C9*2和CYP2C9*3 基因多態(tài)性影響華法林給藥。野生型等位基因決定了酶的高活性，具有正常的酶代謝活性。CYP2C9基因突變可引起華法林代謝能力降低，從而降低華法林治療所需劑量，增加出血風(fēng)險(xiǎn)，所需使用的華法林劑量應(yīng)降低[2]。CYP2C9的基因多態(tài)性存在種族差異，高加索人群中等位基因*1、*2、*3的頻率分別為79%、12.5%、8.5%[3]，非洲人群為97.00%、1.00%、2.00%[4]，中國(guó)漢族人群為96.94%、0.14%、2.92%[5]，日本人群為95.00%、0.00%、5.00%[6]。關(guān)于中國(guó)健康漢族人的一項(xiàng)研究顯示等位基因CYP2C9*1、CYP2C9*2、CYP2C9*3出現(xiàn)的頻率分別為94.48%、0.14%、2.94%，CYP2C9*1/*1、CYP2C9*2/*2、CYP2C9*3/*3的出現(xiàn)頻率分別為89.23 %、0.00%、0.24%?？梢?jiàn)亞洲人群CYP2C9*2基因出現(xiàn)頻率明顯低于高加索人群,中國(guó)漢族人存在的主要突變是CYP2C9*3(CYP2C9 1075A>C)，幾乎不存在CYP2C9*2突變[7],CYP2C9*3基因突變率雖然在中國(guó)并不高，但該基因突變會(huì)導(dǎo)致患者在抗凝治療起始階段更容易出現(xiàn)抗凝治療過(guò)度的情況，因此明確其遺傳信息，對(duì)于防止抗凝治療過(guò)度及出血有重要意義。

1.2 VKORC1

VKORC1編碼維生素K環(huán)氧化物還原酶復(fù)合體1，位于染色體16p11.2，全長(zhǎng)約為11 kb，包含3個(gè)外顯子和2個(gè)內(nèi)含子。華法林作用于維生素K環(huán)氧化物還原酶(VKOR)。SNPs位點(diǎn)中對(duì)華法林劑量有影響的主要是啟動(dòng)子區(qū)1639位置G>A和第一個(gè)內(nèi)含子1173位置C>T對(duì)不同人種VKORC1-1639基因頻率不同，高加索人群AA、GA、GG基因頻率分別為14%、47%、39%，漢族人為80%、18%、2%。有研究[8]顯示基因型為AG & GG的患者比AA型的患者需更高的劑量[(4.55±1.27)mg/d，而AA型的患者需(2.90±0.97)mg/d，P<0.001]。 有研究[9]通過(guò)多元回歸分析發(fā)現(xiàn)，VKORC1-1639 G>A對(duì)華法林的影響最大，影響程度為26.2%。也有研究[10]表明，VKORC1-1173C>T基因型在亞洲人、白種人和非洲裔美國(guó)人中顯著不同，亞洲、高加索和非裔美國(guó)人VKORC1-1173C>T等位基因頻率分別為11%、58%和91%。多元回歸分析提示，VKORC1-1173C>T變體是華法林劑量個(gè)體差異的重要協(xié)變量。在VKORC1 1173位攜帶C等位基因的患者與華法林的劑量顯著相關(guān)。 因此，這些結(jié)果表明，與西方人口相比，中國(guó)人群的劑量要求較低，可能反映VKORC1-1173C>T等位基因頻率較低，VKORC1-1639 G>A中國(guó)人群多態(tài)性可能是與華法林反應(yīng)變異性相關(guān)的主要遺傳因素。

1.3 CYP4F2

CYP4F2基因位于染色體19p13.11，表達(dá)產(chǎn)物為CYP4F2酶，該酶是一種氧化酶，負(fù)責(zé)將體內(nèi)維生素K1代謝為含有羥基的維生素K1，編碼CYP4F2的基因發(fā)生突變引起酶活性的變化，會(huì)使體內(nèi)維生素K含量上升，導(dǎo)致華法林劑量增加。目前和CYP4F2相關(guān)的SNP位點(diǎn)主要有CYP4F2 V433M(rs21086222)。有研究[11]檢索已公開(kāi)發(fā)表的關(guān)于該基因與華法林維持劑量關(guān)系的相關(guān)文章發(fā)現(xiàn)，所有人群(黃、白、黑種人)中CYP4F2各基因型頻率為CC 44.98%、CT 38.49%、TT 16.52%。與CC型相比，CT型華法林維持劑量增加14%、TT型增加8%。黃種人中CT增加7%、TT增加28%?？梢?jiàn)T等位基因頻率增加，華法林的維持劑量增加，且以黃種人明顯。中國(guó)漢族人CYP4F2 rs2108622 T攜帶者比C攜帶者所需的華法林劑量高0.4 mg/d[12]。Shendre等[13]通過(guò)研究1 238例患者發(fā)現(xiàn)CYP4F2*3/*3與過(guò)度抗凝治療風(fēng)險(xiǎn)降低31%(P=0.06)有關(guān)。與*1/*3或*1/*1相比，CYP4F2*3/*3參與者的出血發(fā)生率較低(IRR=0.45;95%CI0.14 ～1.11;P=0.09)。在控制協(xié)變量后，CYP4F2*3/*3與出血風(fēng)險(xiǎn)降低52%相關(guān)。CYP4F2出血關(guān)聯(lián)遵循隱性模式，擁有CYP4F2*3/*3基因型可能表現(xiàn)出保護(hù)作用，但仍需進(jìn)一步確認(rèn)。

1.4 GGCX基因

GGCX基因位于2號(hào)染色體的短臂中部，由15個(gè)外顯子組成，可編碼γ-谷氨?；然?。GGCX直接參與翻譯羧化，并在減少維生素K作為必需輔因子時(shí)活化低功能凝血因子，成為有活性的凝血因子參與凝血功能[14]。GGCX基因突變時(shí)，GGCX的活性會(huì)下降，直接引起凝血因子活化異常，導(dǎo)致所需華法林的劑量增加。國(guó)外報(bào)道的SNPs位點(diǎn)主要是GGCX 3261 G>A(rs12714145)，國(guó)內(nèi)研究最多的是G3261A(rs12714145)。有關(guān)研究[15]對(duì)中國(guó)云南漢族人群GGCX(rs669664)基因多態(tài)性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)服藥劑量A/A型(3.507±1.44)mg/d>A/G 型(3.46±1.236)mg/d>G/G型(3.092±l.044)mg/d。

1.5 EPHX1

微粒體環(huán)氧化物水解酶(mEH)是由 EPHX1基因編碼,EPHX1基因位于1q42.12，有9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子。EPHX1基因突變可使mEH活性下降，在體內(nèi)mEH將氧化型維生素K還原成還原型維生素K，EPHX1基因突變對(duì)華法林的抗凝治療作用可能會(huì)產(chǎn)生一定的影響。研究[16]發(fā)現(xiàn)攜帶EPHX1 GC雜合子基因型的個(gè)體比CC野生型需更高的劑量[(3.44±1.03)mg/d vs(3.04±0.95)mg/d，P<0.05]。Pautas等[17]學(xué)者在75歲以上的高加索人中對(duì)EPHX1 rs2292566基因進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)對(duì)華法林穩(wěn)定劑量有影響。有研究[18]發(fā)現(xiàn)EPHX1 rs2292566與中國(guó)漢族人華法林劑量有相關(guān)性，并解釋了3.6%的個(gè)體劑量差異。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)該基因其他SNPS的研究還有EPHX1 rs1877724、rs2234922、rs1877724、rs2260863。中國(guó)漢族人群的研究主要集中在EPHX1 rs4653436。

1.6 STX4

STX4位于16號(hào)染色體，STX4 位點(diǎn)突變基因可抑制mRNA對(duì)肝臟中藥物靶點(diǎn)的相關(guān)酶蛋白的表達(dá)，致藥物靶點(diǎn)減少，藥物使用劑量降低。STX4中的rs10871454對(duì)華人患者的華法林用量有顯著影響，表明rs10871454可能是預(yù)測(cè)華法林維持劑量的重要遺傳因素[19]。

影響華法林的藥效學(xué)和藥動(dòng)學(xué)相關(guān)的基因達(dá)30余種。VKORCl和 CYP2C9是目前所知影響個(gè)體間華法林用量不同的最主要的遺傳因素[20]，為安全有效地使用華法林，在使用前應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)基因檢測(cè)[21]。

2 華法林的抗凝機(jī)制及藥代動(dòng)力學(xué)

華法林是20世紀(jì)40年代發(fā)現(xiàn)的一種雙香豆素衍生物，口服后由腸道快速吸收，主要與血漿白蛋白結(jié)合，正常人90 min可達(dá)到血藥濃度峰值，在肝臟中經(jīng)細(xì)胞色素酶P450代謝為非活性產(chǎn)物，主要經(jīng)腎臟排泄。華法林是由R- 和S-對(duì)映體組成的外消旋混合物，S-華法林具有約1.5倍的全身清除率，比R-華法林有效5倍[22]，在穩(wěn)定情況下，抗凝治療作用中S-華法林能夠發(fā)揮60%～70%[23]，所以，S-華法林發(fā)揮主要的抗凝作用。R- 和S-對(duì)映體代謝途徑不同，S-華法林僅由CYP2C9代謝，其可代謝80%～85%的S-華法林,催化成為無(wú)活性形式6-羥基或7-羥基華法林。R-華法林由CYP1A1、CYP1A2、CYP3A4代謝為無(wú)活性的10-羥基華法林。S-華法林的清除率較R-華法林高，導(dǎo)致R-華法林血藥濃度相對(duì)較高。華法林特異性抑制VKOR的催化反應(yīng)而發(fā)揮抗凝作用，VKOR主要由VKORC1基因編碼，其可促進(jìn)氧化型維生素K轉(zhuǎn)化為還原型維生素K，還原型維生素K是GGCX的必要輔助因子，是凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ和蛋白質(zhì)C、S、Z氨基末端谷氨酸殘基的羧化過(guò)程中的重要輔酶，上述凝血因子只有經(jīng)過(guò)羧化才具有生物活性，進(jìn)而進(jìn)行一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致血液凝固。

3 華法林基因多態(tài)性的臨床應(yīng)用

2007年8月和2010年1月，美國(guó)國(guó)家食品藥品監(jiān)督監(jiān)管局(FDA)兩次更新華法林的說(shuō)明書(shū)，2007年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了更新的華法林標(biāo)簽，其中包括基因變異的遺傳檢測(cè)信息，可能有助于“個(gè)性化”每位患者的起始劑量,該標(biāo)簽于2010年再次更新，提供了VKORC1和CYP2C9基因型表，并提出了初始劑量范圍。2017年2月，臨床藥物基因組學(xué)實(shí)施聯(lián)盟對(duì)2011年版關(guān)于CYP2C9和VKORC1基因型與華法林給藥指南進(jìn)行了更新。已有文獻(xiàn)結(jié)果表明，在臨床基因型結(jié)果可用的情況下，CYP2C9、VKORC1、CYP4F2和rs12777823的基因型引導(dǎo)的華法林劑量達(dá)到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值2～3。此外，這一更新的指南納入了針對(duì)大陸祖先的成人和兒科患者的建議[24]。鑒于華法林遺傳藥理學(xué)的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者致力于基因型與其他因素相聯(lián)系的研究，預(yù)測(cè)華法林劑量。2005年Sconce等率先報(bào)道采用遺傳因素和環(huán)境因素構(gòu)建華法林穩(wěn)態(tài)劑量預(yù)測(cè)模型可有效預(yù)測(cè)患者的穩(wěn)態(tài)劑量，從而降低用藥風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)際華法林遺傳藥理學(xué)聯(lián)盟于2009年發(fā)表了華法林穩(wěn)定劑量預(yù)測(cè)模型，該模型是目前國(guó)內(nèi)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)在出具華法林個(gè)體化用藥基因檢測(cè)報(bào)告中最常用的預(yù)測(cè)模型之一。有研究[25]將CYP2C9和VKORCl的多態(tài)性與臨床因素(如年齡和體重)、環(huán)境因素(聯(lián)合用藥)結(jié)合，可解釋華法林用量個(gè)體差異原因的35%～50%。研究以中國(guó)人群為研究對(duì)象，探尋適合中國(guó)人群的華法林個(gè)體化用藥模式，研究表明，年齡、體表面積、CYP2C9、VKORC1對(duì)華法林用量個(gè)體差異有顯著影響，可解釋54.1%的差異原因。目前研究較多的是CYP2C9*3、 VKORC1-1639G>A基因多態(tài)性對(duì)中國(guó)漢族人華法林劑量的影響，分析其劑量個(gè)體差異性的原因。

4 展望

華法林基因檢測(cè)作為個(gè)體化治療的有力工具已取得不小進(jìn)展，但也存在有待解決的問(wèn)題，首先，華法林個(gè)體化用藥預(yù)測(cè)模型的建立多以高加索人群為主，均基于回顧性研究的數(shù)據(jù)，針對(duì)亞洲人群或者漢族人群的研究較少，缺少前瞻性研究驗(yàn)證[26]。其次，其只納入了CYP2C9、VKORC1基因多態(tài)性、年齡、身高等，這些因素對(duì)華法林劑量變異的解釋度為50%左右，需尋找新的因素提升解釋度。再次，新型抗凝藥物出現(xiàn)，并迅速應(yīng)用于臨床，新型口服抗凝藥物無(wú)需檢測(cè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值，可固定劑量服用，在預(yù)防卒中事件中不劣于華法林等優(yōu)點(diǎn)使華法林面對(duì)挑戰(zhàn)，但新型口服抗凝藥物存在上市后積累臨床經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間短、半衰期短、價(jià)格較高等缺點(diǎn)。老年患者和患者病態(tài)肥胖或嚴(yán)重的腎或肝功能障礙等患者，因有更高水平的相對(duì)出血風(fēng)險(xiǎn)，可從華法林劑量算法中獲益更多，對(duì)于許多適應(yīng)證，華法林仍是抗凝血?jiǎng)┑氖走x[27]。有研究[28]在Birjand群體發(fā)現(xiàn)，35.8%的選定人群攜帶引起對(duì)華法林敏感性的異常等位基因，因此華法林個(gè)體化基因檢測(cè)為華法林抗凝治療產(chǎn)生積極作用，仍需進(jìn)一步研究探索。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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