UGT基因多態(tài)性對(duì)常見(jiàn)抗癲癇藥物藥代動(dòng)力學(xué)影響的研究進(jìn)展

陳燕，樊青俐

1青海大學(xué)研究生院，西寧810016；2青海省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科

癲癇是常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，目前其治療仍以藥物為主。了解抗癲癇藥物（AEDs）的代謝特點(diǎn)、定期測(cè)量AEDs的血藥濃度對(duì)癲癇患者的管理具有指導(dǎo)意義［1］。拉莫三嗪、奧卡西平、丙戊酸鈉及卡馬西平是常見(jiàn)的AEDs，其共同代謝途徑是肝臟的葡萄糖醛酸化，即在尿苷-5'-二磷酸葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶（UGT）的催化下，底物的極性集團(tuán)與內(nèi)源性物質(zhì)葡萄糖醛酸經(jīng)共價(jià)鍵結(jié)合，生成極性大、水溶性高的結(jié)合物，而后隨尿液排泄。研究顯示，不同個(gè)體對(duì)AEDs的治療反應(yīng)存在明顯差異，常規(guī)劑量下的血藥濃度可超出有效治療濃度范圍，導(dǎo)致治療失敗、耐受性降低及不良反應(yīng)等［2］?；蚨鄳B(tài)性是造成上述差異的主要原因之一［3］。由于代謝酶活性可影響藥物代謝速率及血藥濃度，故編碼UGT酶的基因多態(tài)性可能是AEDs藥代動(dòng)力學(xué)個(gè)體變異的關(guān)鍵因素。目前研究較多的編碼UGT同工酶的基因包括UGT2B7、UGT1A6、UGT1A4、UGT1A9等，這些基因具有高度多態(tài)性，可導(dǎo)致酶的轉(zhuǎn)錄和功能發(fā)生改變，進(jìn)而顯著影響藥物清除［4］，甚至誘發(fā)個(gè)體產(chǎn)生藥物毒 性 反 應(yīng)［3］?，F(xiàn) 就UGT2B7、UGT1A6、UGT1A4、UGT1A9基因多態(tài)性對(duì)AEDs藥代動(dòng)力學(xué)影響的研究進(jìn)展綜述如下。

1 UGT2B7基因多態(tài)性對(duì)AEDs藥代動(dòng)力學(xué)影響

UGT2B7位于染色體4Q13，全長(zhǎng)16 kB，其編碼的酶主要參與羧基、羥基、氨基化合物和甲氧基的葡萄糖醛酸化反應(yīng)。在UGT2B7基因的近端啟動(dòng)子區(qū)存在多個(gè)突變，可能影響酶的轉(zhuǎn)錄水平，如802C>T、211G>T、-161T>C多態(tài)性，其中802C>T、211G>T多態(tài)性被鑒定為編碼區(qū)的非同義多態(tài)性，C802T多態(tài)性是位于該基因外顯子2的常見(jiàn)錯(cuò)義突變，最終引起組氨酸被酪氨酸替換。

1.1 突變位點(diǎn)802C>T UGT2B7的802C>T突變又被命名為UGT2B7*2。該突變位點(diǎn)與AEDs的藥代動(dòng)力學(xué)的關(guān)聯(lián)尚未明確定論。

802 C>T多態(tài)性可能影響體內(nèi)拉莫三嗪的清除速率。在一項(xiàng)包含兒童癲癇患者的研究中發(fā)現(xiàn)，遺傳變異UGT2B7*2對(duì)拉莫三嗪血藥濃度的無(wú)顯著影響［5］，這一結(jié)果可能因聯(lián)合使用丙戊酸鈉導(dǎo)致，后者通過(guò)濃度依賴(lài)方式一定程度上抑制拉莫三嗪的體內(nèi)代謝；同時(shí)由于兒童的UGT表達(dá)及活性均低于成人［6］，使得基因變異對(duì)藥物代謝的影響被肝藥酶抑制劑作用掩蓋的更為顯著。PETRENAITE等［7］收集40例接受拉莫三嗪治療的妊娠癲癇患者妊娠前后的服藥劑量、血藥濃度及UGT2B7*2單核苷酸多態(tài)性檢測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)攜帶UGT2B7 C802T純合子（TT）的女性表現(xiàn)出更強(qiáng)的代謝酶酶活性，在孕早期和孕晚期中的藥物濃度/劑量比降低更為明顯，攜帶野生型CC患者的濃度/劑量比在孕中期顯著降低。由此可見(jiàn)，基因多態(tài)性的分型對(duì)于女性癲癇患者的孕期治療管理具有指導(dǎo)意義。

單核苷酸多態(tài)性UGT2B7*2可能影響奧卡西平的療效，而非血藥濃度。YANG等［8］報(bào)道，無(wú)論是藥物反應(yīng)組還是耐藥組，均顯示奧卡西平藥理活性代謝物MHD與UGT2B7*2的無(wú)顯著關(guān)聯(lián)。LIN等［9］研究指出，MHD的代謝速率僅受腎小球?yàn)V過(guò)率和體質(zhì)量的影響，與遺傳多態(tài)性無(wú)關(guān)。SHEN等［10］研究顯示，中國(guó)漢族癲癇患者UGT2B7*2與奧卡西平的治療效果相關(guān)，攜帶T等位基因的患者比攜帶C等位基因者控制發(fā)作效果更為明顯，野生型攜帶者的藥物維持劑量明顯低于純合和雜合攜帶者。該研究闡明了奧卡西平不同個(gè)體間藥效存在差異性的原因，但基因多態(tài)性對(duì)藥動(dòng)學(xué)的影響仍待進(jìn)一步探索。

802 C>T多態(tài)性與丙戊酸鈉血藥濃度相關(guān)。ZHANG等［11］研究發(fā)現(xiàn)，<6歲年齡組中丙戊酸鈉清除率與年齡呈負(fù)相關(guān)，≥6歲年齡組TT基因型攜帶者的丙戊酸鈉藥物濃度明顯低于其他基因型，在一定程度上說(shuō)明UGT2B7*2基因突變可增加酶活性從而加快底物清除速率。因此在臨床治療過(guò)程中，攜帶TT基因型的患者可考慮使用相對(duì)較高的VPA劑量來(lái)達(dá)到預(yù)期的治療效果。由于年齡較小的兒童具有較高的代謝能力，按年齡和體質(zhì)量指數(shù)分層有助于揭示基因多態(tài)性與抗癲癇藥物代謝之間的關(guān)聯(lián)。有研究顯示，UGT2B7*2基因突變可引起低齡兒童（0～6歲）體內(nèi)UGT表達(dá)降低，酶活性減弱，甚至代償性增強(qiáng)丙戊酸鈉的CYPs氧化代謝途徑，后者的代謝產(chǎn)物與丙戊酸鈉肝毒性密切相關(guān)［12］，攜帶TT基因型的患者更應(yīng)密切關(guān)注肝毒性的風(fēng)險(xiǎn)。

UGT2B7作為惟一參與卡馬西平代謝的UGT家族酶，802C>T多態(tài)性或可作為指導(dǎo)卡馬西平個(gè)體化用藥的依據(jù)。ZHANG等［11］在研究中觀察到，不同基因型血藥濃度的變異性和標(biāo)準(zhǔn)血藥濃度存在遞增順序：純合突變型、雜合突變型及野生型患者。LU等［12］報(bào)道，在62例接受卡馬西平單藥治療的癲癇患者中，排除CYP3A5變異體的作用后，UGT2B7*2攜帶者的卡馬西平葡萄糖醛酸化代謝率較野生型增加，劑量標(biāo)準(zhǔn)化下的卡馬西平穩(wěn)態(tài)濃度降低，認(rèn)為該變異可致代謝酶活性增強(qiáng)。

1.2 突變位點(diǎn)-161C>T-161C>T也是UGT2B7基因的重要突變位點(diǎn)。WANG等［13］建立了中國(guó)患者的拉莫三嗪群體藥代動(dòng)力學(xué)模型，納入患者多同時(shí)短時(shí)間給予丙戊酸鈉或利福平，在對(duì)UGT2B7代謝酶的遺傳變異-161C>T及其他非遺傳的內(nèi)源性和外源性因素對(duì)患者的影響進(jìn)行量化后，僅發(fā)現(xiàn)藥物相互作用與拉莫三嗪代動(dòng)力學(xué)有顯著關(guān)聯(lián)。一項(xiàng)包含97例墨西哥混血癲癇患者的研究結(jié)果表明，除丙戊酸鈉聯(lián)合使用外，基因變異也對(duì)拉莫三嗪血藥濃度產(chǎn)生影響，攜帶-161T等位基因（CT或TT基因型）的患者每日拉莫三嗪劑量較CC基因型患者高21.2%［14］，變異體攜帶者具有更高的UGT2B7酶活性。

WANG等［15］報(bào)道，對(duì)于攜帶-161C>T的CT基因型兒童，無(wú)應(yīng)答組的調(diào)節(jié)濃度低于應(yīng)答組，這或許有助于丙戊酸鈉抵抗的預(yù)測(cè)。另一項(xiàng)針對(duì)2～18歲兒童癲癇患者的研究未能觀察到基因多態(tài)性與丙戊酸鈉血藥濃度的顯著關(guān)聯(lián)［16］。LU等［17］發(fā)現(xiàn)UGT2B7在丙戊酸鈉藥物基因組學(xué)機(jī)制中未起到明顯作用，個(gè)體間丙戊酸鈉敏感性的差異可能源于編碼鈉通道SCN基因突變，同時(shí)也不排除因多個(gè)單核苷酸突變相互作用與藥物反應(yīng)性之間存在關(guān)聯(lián)所致。

目前針對(duì)-161C>T與卡馬西平藥代動(dòng)力學(xué)學(xué)關(guān)系的研究較少。HUNG等［18］報(bào)道，卡馬西平的濃度劑量比和藥效在UGT2B7基因-161C>T多態(tài)性分類(lèi)下無(wú)明顯差異。

2 UGT1A6基因多態(tài)性對(duì)AEDs藥代動(dòng)力學(xué)影響

UGT1A6作為UGT1酶家族的一個(gè)主要亞型，在催化人體肝臟中酚（乙酰氨基酚、4-硝基酚、α-萘酚）的葡萄糖醛酸化反應(yīng)中起主要作用。這種UGT亞型也在肝外組織中表達(dá)，如腎、胃、小腸、結(jié)腸和肺，其相應(yīng)的遺傳多態(tài)性可能具有重要臨床意義。T19G、A541G和A552C在不同人群中相對(duì)流行，三者同時(shí)存在被命名為UGT1A6*2。其中A541G是核苷酸編號(hào)541的A到G轉(zhuǎn)換突變，將密碼子從ACA改變?yōu)镚CA，從而相應(yīng)蛋白質(zhì)的第181（T181A）位的蘇氨酸被丙氨酸取代；A552C突變引起密碼子從AGC到CGC的改變，導(dǎo)致精氨酸被絲氨酸取代（R185S）。目前的文獻(xiàn)報(bào)道中，關(guān)于UGT1A6基因突變對(duì)AEDs代謝的影響主要集中于丙戊酸鈉。

有研究顯示，顱腦損傷后癲癇發(fā)作患者中，攜帶UGT1A6*2雙雜合子者具有較高的酶活性和內(nèi)在清除率［19］；類(lèi)似地，KIM等［20］的薈萃分析顯示，對(duì)于應(yīng)用丙戊酸鈉單一療法者其藥物濃度—?jiǎng)┝勘仍赨GT1A6的541A>G和552A>C純合變異體中顯著低于野生型，表明酶活性增強(qiáng)；LI等［21］對(duì)100名接受開(kāi)顱手術(shù)且通過(guò)靜脈輸注丙戊酸鈉以防止癲癇發(fā)作的患者，測(cè)定其腦脊液丙戊酸鈉濃度，得出攜帶UGT1A6（A552C）的女性患者需要較低丙戊酸鈉劑量的結(jié)論，即表明該突變導(dǎo)致相應(yīng)代謝酶的活性降低。上述研究均提示，UGT1A6基因多態(tài)性確實(shí)可影響丙戊酸鈉的代謝。

ASAI等［22］報(bào)道，卡馬西平可能誘導(dǎo)大鼠大腦中UGT1A6 mRNA表達(dá)，且這種調(diào)控存在腦區(qū)差異，從而影響藥物和神經(jīng)遞質(zhì)在中樞的局部濃度。目前尚缺乏關(guān)于卡馬西平代謝與UGT1A6多態(tài)性的關(guān)聯(lián)臨床研究。

3 UGT1A4、UGT1A9基因多態(tài)性對(duì)AEDs藥代動(dòng)力學(xué)影響

UGT1A4基因編碼的酶主要參與拉莫三嗪的生物轉(zhuǎn)化，主要代謝產(chǎn)物為拉莫三嗪-N-2-葡萄糖醛酸，編碼該酶基因的遺傳多態(tài)性可能影響血清中拉莫三嗪的清除率和濃度。有研究表明，UGT1A4與拉莫三嗪血漿濃度的個(gè)體間差異相關(guān)［23］。PETRE?NAITE等［7］研究顯示，攜帶UGT1A4變異體的妊娠期女性，在孕晚期的濃度/劑量比下降幅度低于野生型女性，基因變異致酶活性下降。ORTEGA等［14］發(fā)現(xiàn)，攜帶UGT1A4*1b等位基因的患者酶活性增強(qiáng)，表現(xiàn)為藥物代謝活躍，拉莫三嗪的校正血漿濃度顯著降低。關(guān)于基因變異對(duì)酶活性的具體調(diào)控機(jī)制需進(jìn)一步研究闡明。

UGT1A9對(duì)MHD的代謝起主要作用，后者作為奧卡西平的主要活性代謝產(chǎn)物，與藥物不良反應(yīng)相關(guān)。LU等［24］系統(tǒng)地研究了可能影響MHD藥代動(dòng)力學(xué)的遺傳因素，對(duì)目標(biāo)候選位點(diǎn)進(jìn)行分型測(cè)序后發(fā)現(xiàn)，UGT1A9 1399 C>T突變等位基因攜帶者的MHD血藥濃度（TT基因型為7.44 mg/L，TC基因型為6.53 mg/L）明顯低于非攜帶者（CC基因型為8.49 mg/L），表明UGT1A9基因多態(tài)性對(duì)與MHD血漿濃度和奧卡西平治療效果相關(guān)，通過(guò)基因分型可對(duì)治療效果進(jìn)行預(yù)測(cè)。但在另一項(xiàng)納入141例接受奧卡西平治療的≤14歲癲癇患兒的PPK模型中，卻未能發(fā)現(xiàn)UGT1A9基因分型與MHD清除率的關(guān)聯(lián)［25］。這些相互矛盾的研究結(jié)果可能源于藥物代謝的復(fù)雜性，包括各代謝途徑交互作用、藥物聯(lián)合給藥以及作為酶誘導(dǎo)劑或抑制劑的各種外源性和內(nèi)源性因素；其次可能與一些混雜因素有關(guān)，如樣本量、種族和患者年齡等。

UGT許多同工酶表現(xiàn)出廣泛的重疊底物特異性，目前在涉及AEDs代謝的基因中發(fā)現(xiàn)了許多單核苷酸突變，遺傳變異可能在轉(zhuǎn)錄因子與膜蛋白的結(jié)合效率、底物特異性、酶活性等方面產(chǎn)生影響。由于劑量?jī)?yōu)化在抗癲癇治療中起著重要作用，故UGT基因多態(tài)性對(duì)藥物血藥濃度和藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)的確切影響仍需進(jìn)一步研究闡明。建立目標(biāo)藥物的PPK模型并納入多種協(xié)變量，評(píng)估目標(biāo)群體服用藥物的個(gè)體清除率，對(duì)制定該群體的個(gè)體化給藥方案是非常有利的。另外癲癇治療始于單藥療法，但不乏耐藥情況的發(fā)生，主要原因可能是編碼代謝酶相關(guān)蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白或靶受體相關(guān)蛋白的基因存在遺傳多態(tài)性，故除UGT基因外，其他遺傳多態(tài)性也應(yīng)被納入考量。