細(xì)胞色素P450異構(gòu)體CYP3A4*1G基因多態(tài)性對(duì)老年直腸癌手術(shù)患者芬太尼用藥量及術(shù)后鎮(zhèn)痛效果的影響

李禮 曾劍鋒 侯本超 劉偉成 占燕平

1中山大學(xué)孫逸仙紀(jì)念醫(yī)院麻醉科（廣州 510289）；2南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院麻醉科（南昌 330000）

結(jié)直腸癌是中老年人最常見(jiàn)的胃腸道惡性腫 瘤，而結(jié)直腸癌根手術(shù)是治療結(jié)直腸癌最常用的手術(shù)方式，其中在手術(shù)期間的麻醉控制特別是對(duì)麻醉劑量的控制是手術(shù)麻醉順利的關(guān)鍵［1］。芬太尼是一種強(qiáng)效的阿片類(lèi)止痛劑，其廣泛應(yīng)用于全身麻醉的鎮(zhèn)痛。不同個(gè)體對(duì)麻醉期間的麻醉藥物劑量的代謝具有差異，這也影響了麻醉醫(yī)師對(duì)麻醉深度的判斷，其中遺傳易感性是影響藥物代謝的重要因素之一［2］。人細(xì)胞色素 P450（cytochromes P450，CYPs）是膜相關(guān)蛋白［3］，位于線粒體的內(nèi)膜或細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，一種單加氧酶超家族，是與藥物代謝有關(guān)的主要酶。細(xì)胞色素P450酶存在于身體的大多數(shù)組織中，并且在激素合成和分解（包括雌激素和睪酮合成和代謝），膽固醇合成和維生素D代謝中起重要作用［4］。細(xì)胞色素P450酶還可以代謝潛在的有毒化合物，包括內(nèi)源性代謝的藥物和產(chǎn)物，如膽紅素，主要是肝臟。在所有CYP同種異構(gòu)體中，CYP3A4被認(rèn)為是最重要的一個(gè)，它可新陳代謝目前45%至60%市面上的藥物種類(lèi)。既往研究［5］顯示CYP3A4單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）影響其酶活性。CYP3A4*1G是一種CYP3A4的SNP形式，目前研究［6］顯示該SNP在亞洲人群中影響各種藥物的新陳代謝極為常見(jiàn)。芬太尼是一種合成阿片類(lèi)藥物，廣泛用于誘導(dǎo)和維持全身麻醉、鎮(zhèn)痛和鎮(zhèn)靜［7］。芬太尼主要由肝臟中CYP3A4進(jìn)行代謝。雖然有不少研究［8］已經(jīng)顯示CYP3A4*1G對(duì)多種麻醉藥物代謝的影響，從而意味著針對(duì)不同的SNP患者需要調(diào)整麻藥用藥劑量。但對(duì)于不同的手術(shù)方式其具體的麻醉和個(gè)體差異仍然較大。直腸癌是老年最常見(jiàn)的胃腸道腫瘤，腹腔鏡下直腸癌根治手術(shù)已經(jīng)是治療直腸癌的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式，術(shù)前良好的麻醉準(zhǔn)備更是手術(shù)順利開(kāi)展的有效保障［9］。基于CYP3A4*1G對(duì)芬太尼代謝的潛在影響，特別在老年直腸癌根治術(shù)術(shù)中芬太尼代謝和術(shù)后鎮(zhèn)痛芬太尼應(yīng)用的代謝影響仍未明確。本研究旨在探討細(xì)胞色素P450異構(gòu)體CYP3A4*1G基因多態(tài)性對(duì)老年直腸癌手術(shù)患者芬太尼用藥量及術(shù)后鎮(zhèn)痛效果的影響。

1 資料與方法

1.1研究對(duì)象和分組選取2016年2月至2018年5月于我院行直腸癌根治術(shù)的老年患者共173例，納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）體質(zhì)指數(shù)（BMI）在18.5 ～ 23.9 kg/m2；（2）行腹腔鏡直腸癌根治術(shù)治療；（3）年齡60～80歲；（4）美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)（ASA）分級(jí)為Ⅰ-Ⅱ級(jí)；（5）所有患者簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并慢性疼痛史；（2）合并精神系統(tǒng)疾?。唬?）合并嚴(yán)重的心血管疾病或糖尿病控制較差的患者；（4）嚴(yán)重腎臟或肝臟疾病，或嚴(yán)重肝腎功能不全；（5）近1個(gè)月服用影響CYP3A4活性的藥物；本研究通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核并批準(zhǔn)。根據(jù)測(cè)序結(jié)果將CYP3A4基因多態(tài)性分為CYP3A4*1G等位基因變異組（突變組）和其它類(lèi)型組（野生組）。

1.2麻醉及手術(shù)方法面罩預(yù)給純氧2～3 min，通過(guò)靜脈內(nèi)施用芬太尼（2 μg/kg），咪達(dá)唑侖（0.1 mg/kg），順式阿曲庫(kù)銨（0.15 mg/kg）和依托咪酯（0.3 mg/kg）完成全身麻醉的誘導(dǎo)。麻醉誘導(dǎo)后面罩進(jìn)行人工呼吸，并進(jìn)行氣管插管。機(jī)械控制通氣，氣流流量為1 L/min，潮氣量8～10 mL/kg，呼吸頻率10～12次/min，吸呼比為1∶2。術(shù)中通過(guò)吸入和靜脈聯(lián)合模式維持麻醉［吸入：七氟醚，1～2 mac；和靜脈：異丙酚，4 mg/（g·h）］。根據(jù)患者的麻醉情況，在整個(gè)外科手術(shù)過(guò)程中補(bǔ)充芬太尼［2 μg/（kg·h）］維持，記錄每位患者使用的芬太尼總量和手術(shù)時(shí)間。在整個(gè)外科手術(shù)過(guò)程中進(jìn)行連續(xù)ECG監(jiān)測(cè)，呼氣末CO2監(jiān)測(cè)和脈搏血氧測(cè)定。手術(shù)方法按照常規(guī)的腹腔鏡下直腸癌根治術(shù)進(jìn)行，術(shù)后所有患者采用靜脈自控鎮(zhèn)痛，PCA泵藥物組合為芬太尼500 μg+托烷司瓊3 mg+0.9%氯化鈉注射液共100 mL，負(fù)荷劑量2 mL、背景劑量1.5 mL/h、PCA劑量每次1 mL、鎖定時(shí)間10 min、限量15 mL/h。

1.3 CYP3A4基因分型檢測(cè)通過(guò)患者外周血DNA進(jìn)行CYP3A4*1G等位基因的基因分型測(cè)序。采用外周血基因組DNA提取試劑盒（QIAGEN QIAamp DNA Blood Mini Kit，51106，廣州艾嘉生物科技有限公司）。對(duì)含有多態(tài)性位點(diǎn)的DNA片段使用引物通過(guò)PCR擴(kuò)增，引物序列為5′?GTA?ATAGAAAGCAGATGAACC?3′和 5′?TCACCCTGAT?GTCCAGCAGAA?3′。PCR 反應(yīng)總體積為 50 μL，包括 50 ng基因組 DNA，10 μL 5×PCR 緩沖液，0.2 μmol/L上下游引物，2 μL 5 mmol/L dNTP和1單位TaKaRa HotStart Taq聚合酶。使用無(wú)核酸酶的超純水用于調(diào)節(jié)反應(yīng)量到50 μL。所有PCR試劑均來(lái)自TaKaRa寶日醫(yī)生物技術(shù)有限公司（中國(guó)北京）。PCR反應(yīng)時(shí)間：95℃，10 min；95℃持續(xù)10 min，60℃持續(xù)15 s，72℃持續(xù)30 s，共30個(gè)循環(huán)；72℃持續(xù)10 min。使用PCR純化試劑盒按步驟進(jìn)行純化（QIAquick PCR Purification Kit，QIAGEN 28104，中國(guó)上海），然后是最終產(chǎn)物送測(cè)序公司進(jìn)行測(cè)序以確定CYP3A4基因的多態(tài)性。

1.4評(píng)價(jià)指標(biāo)比較兩組患者的基本資料，包括年齡、體質(zhì)指數(shù)、ASA分級(jí)和手術(shù)時(shí)間，對(duì)比兩組患者在術(shù)中使用芬太尼的藥物總量，對(duì)比兩組術(shù)后初次追加鎮(zhèn)痛時(shí)間，以及術(shù)后24 h自控鎮(zhèn)痛泵芬太尼使用的總量，比較術(shù)后2、4、8、12和24 h患者靜止時(shí)的疼痛程度，具體采用視覺(jué)模擬VAS評(píng)分（0～10分）進(jìn)行，分?jǐn)?shù)越高疼痛程度越嚴(yán)重，疼痛評(píng)估由管床護(hù)理人員進(jìn)行。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 24.0對(duì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組比較采用獨(dú)立t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用百分比表示，比較使用χ2檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1患者的CYP3A4基因分型情況在所有173例患者中，112例為野生型純合子（*1/*1），56例是雜合的（*1/*1G）和5個(gè)純合突變體（*1G/*1G）。CYP3A4*1G變異等位基因的頻率為0.191（66/346）。根據(jù)他們的基因型比例，其中突變組共61例，野生組共112例。

2.2兩組患者的一般資料對(duì)比突變組和野生組患者的平均年齡、體質(zhì)指數(shù)、術(shù)前ASA分級(jí)比例、手術(shù)時(shí)間和術(shù)中出血量對(duì)比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），如表1所示。

表1 兩組患者一般資料對(duì)比Tab.1 General clinical data ±s

表1 兩組患者一般資料對(duì)比Tab.1 General clinical data ±s

項(xiàng)目年齡（歲）體質(zhì)指數(shù)（kg/m2）ASA分級(jí)（Ⅰ/Ⅱ，例）手術(shù)時(shí)間（min）術(shù)中出血（mL）突變組（n=61）66.7±5.1 21.7±1.3 47/14 167.4±27.6 462.3±73.8野生組（n=112）65.3±4.7 21.4±1.5 73/39 171.5±25.3 478.4±85.1 t（χ2）值1.816 1.316 2.619 0.986 1.244 P值0.071 0.190 0.106 0.326 0.215

2.3術(shù)中使用芬太尼的藥物總量比較其中突變組術(shù)中使用的平均芬太尼藥物總量為（457.2±46.7）μg，而野生組患者其術(shù)中平均芬太尼藥物總量為（526.3±61.4）μg，其中突變組顯著低于野生組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=7.662，P＜0.001）。

2.4兩組患者術(shù)后鎮(zhèn)痛藥物使用對(duì)比其中突變組患者術(shù)后初次追加鎮(zhèn)痛時(shí)間顯著高于野生組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=7.279，P＜0.001），且突變組術(shù)后24 h芬太尼用量顯著低于野生組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=13.847，P＜0.001），如表2所示。

表2 兩組患者術(shù)后鎮(zhèn)痛藥物使用對(duì)比Tab.2 Drug usage of postoperative analgesia±s

表2 兩組患者術(shù)后鎮(zhèn)痛藥物使用對(duì)比Tab.2 Drug usage of postoperative analgesia±s

組別突變組野生組t值P值n 61 112初次追加鎮(zhèn)痛時(shí)間（min）162.7±34.6 114.3±45.2 7.279＜0.001 24 h芬太尼用量（μg）217.5±26.7 284.6±32.3 13.847＜0.001

2.5術(shù)后不同時(shí)間的疼痛程度對(duì)比其中突變組在術(shù)后2、4和8 h的疼痛VAS評(píng)分均顯著低于野生組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），術(shù)后8、12和24 h的疼痛VAS評(píng)分兩組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），如表3。

表3 兩組疼痛VAS評(píng)分對(duì)比Tab.3 VAS score of postoperative pain ±s

表3 兩組疼痛VAS評(píng)分對(duì)比Tab.3 VAS score of postoperative pain ±s

組別突變組野生組t值P值n 61 112 2 h 3.4±0.4 3.9±0.6 5.837＜0.001 4 h 3.2±0.5 3.5±0.4 4.307＜0.001 8 h 2.3±0.4 2.5±0.6 2.335 0.021 12 h 1.9±0.4 2.0±0.5 1.345 0.181 24 h 1.6±0.3 1.7±0.4 1.708 0.090

3 討論

CYP3A4是不同的種族人群肝臟中均存在大量表達(dá)的基因，CYP3A4是人肝臟中表達(dá)最豐富的細(xì)胞色素之一，但種群變異性極高［10］。由于它們非常廣泛的底物選擇性，CYP3A酶在所有臨床使用的藥物的30%～40%的代謝中起主要作用［11］。這些藥物包括治療類(lèi)別的親脂性和大體積化合物，包括他克莫司，環(huán)孢菌素A，紅霉素，異環(huán)磷酰胺，他莫昔芬，苯二氮類(lèi)藥物，幾種他汀類(lèi)藥物，抗抑郁藥，阿片類(lèi)藥物等等。由于CYP3A4也是一種有效的類(lèi)固醇羥化酶，它還在幾種內(nèi)源性類(lèi)固醇如睪酮，黃體酮，皮質(zhì)醇和膽汁酸的分解代謝中具有重要作用［12］。有人提出，大約90%的CYP3A4活性的個(gè)體間差異主要?dú)w因于遺傳因素，到目前為止，已經(jīng)確定了30多種CYP3A4變異，并且已經(jīng)識(shí)別出其頻率的種族差異［13］。選擇CYP3A4*1G作為靶標(biāo)，因?yàn)樗侵袊?guó)和東亞地區(qū)CYP3A4基因最常見(jiàn)的等位基因之一。進(jìn)一步研究［14］發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)CYP3A4*1G突變的頻率是0.279，也影響了麻醉藥物的應(yīng)用效果。其他研究［15］報(bào)道的頻率為中國(guó)患者CYP3A4*1G范圍從0.188到0.227漢族。在本研究中，通過(guò)使用PCR擴(kuò)增后測(cè)序結(jié)果顯示，173例患者中，CYP3A4*1G變異等位基因的頻率為0.191，本研究與既往研究［16］報(bào)道的結(jié)果相一致，這也驗(yàn)證了表明中國(guó)漢族人群是CYP3A4*1G多態(tài)性的高頻率人群。

不少研究表明CYP3A4*1G突變影響了替代芬太尼類(lèi)藥物的代謝。YUAN等［17］研究顯示觀察芬太尼麻醉誘導(dǎo)后30 min，野生型CYP3A4患者血漿芬太尼的濃度顯著低于有點(diǎn)突變的個(gè)體，提示突變損害CYP3A4的活性，導(dǎo)致新陳代謝減少而導(dǎo)致芬太尼在體內(nèi)代謝減慢，提高了的芬太尼血藥濃度。也有研究顯示［18］芬太尼在子宮切除術(shù)后的女性患者進(jìn)行靜脈給藥鎮(zhèn)痛，其中合并CYP3A4*1G突變的患者其芬太尼消耗量顯著低于野生型患者。在本研究中，首次對(duì)比了行直腸癌根治術(shù)的老年患者是否存在合并CYP3A4*1G突變對(duì)芬太尼術(shù)中麻醉和術(shù)后鎮(zhèn)痛應(yīng)用的劑量影響。本研究顯示兩組患者的手術(shù)時(shí)間和麻醉誘導(dǎo)使用的芬太尼量一致，但突變組患者的芬太尼的麻醉消耗量顯著低于野生型患者。同時(shí)，在術(shù)后的鎮(zhèn)痛效果中，突變組患者其初次追加鎮(zhèn)痛的時(shí)間顯著延長(zhǎng)，且術(shù)后24 h芬太尼用量也顯著降低，這均表明了CYP3A4*1G突變可能導(dǎo)致了芬太尼在體內(nèi)血藥濃度累積升高，其具體是由于點(diǎn)突變導(dǎo)致的CYP3A4活性受損所引起的結(jié)果。

本研究中雖然沒(méi)有進(jìn)行對(duì)患者藥物的血藥濃度進(jìn)行檢測(cè)，但藥物的使用總量和術(shù)后鎮(zhèn)痛的疼痛程度均間接反映了CYP3A4*1G突變影響了該老年患者人群的芬太尼藥物的代謝率。因此，對(duì)于該患者群體中，進(jìn)一步確定CYP3A4在這些患者中的活性將才能更直接反映CYP3A4*1G突變對(duì)CYP3A4和芬太尼代謝的影響。明確CYP3A4*1G突變患者中CYP3A4的具體活性將有助于解釋其具體影響芬太尼代謝的機(jī)制。

由于本研究所納入的人群基本為國(guó)內(nèi)南方人群，對(duì)于CYP3A4*1G突變?cè)诓煌巳褐械耐蛔冾l率和對(duì)芬太尼的影響仍需要進(jìn)一步加大樣本量和進(jìn)行多中心評(píng)價(jià)。綜合上述，CYP3A4*1G基因多態(tài)性在老年直腸癌手術(shù)麻醉中與芬太尼的藥代動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)，攜帶CYP3A4*1G變異的患者其芬太尼使用量降低，其術(shù)后鎮(zhèn)痛效果延長(zhǎng)。CYP3A4*1G遺傳多態(tài)性可能是導(dǎo)致患者對(duì)芬太尼鎮(zhèn)痛反應(yīng)的個(gè)體差異的重要因素之一。