器官移植患者他克莫司血藥濃度影響因素的研究進展*

吳云，王家瑩，盧映蓉，段茹

(南京醫(yī)科大學附屬無錫市人民醫(yī)院藥物臨床試驗機構(gòu)辦公室，無錫 214023)

他克莫司是一種具有強效免疫抑制特性的大環(huán)內(nèi)酯類藥物，由鏈霉菌產(chǎn)生，1984年在日本的新型免疫抑制藥和癌癥化療劑研究中發(fā)現(xiàn)。從1993年開始在日本臨床上使用，他克莫司可以有效地預防腎臟、心臟、肺、腸道和骨髓的移植排斥，于1994年4月在美國被批準用于預防肝移植后的器官排斥反應(yīng)[1]。他克莫司主要通過抑制鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(calcineurin，CN)來影響T淋巴細胞的活化，從而發(fā)揮其免疫抑制作用，在細胞質(zhì)中，鈣結(jié)合導致活化T細胞核因子(nuclear factor of activated T cells，NFA-T)的CN活化和去磷酸化。去磷酸化的NFA-T轉(zhuǎn)位到細胞核并與轉(zhuǎn)錄蛋白形成復合物，從而誘導T淋巴細胞增殖和激活所需基因的轉(zhuǎn)錄，包括白細胞介素(IL)-2、IL-4和干擾素γ。他克莫司在細胞質(zhì)中與特定的免疫親和素結(jié)合蛋白形成細胞內(nèi)復合物，這些復合物與CN結(jié)合，阻止去磷酸化和核轉(zhuǎn)位，從而抑制T淋巴細胞活化[2]。

他克莫司主要通過肝代謝從膽汁中排出體外，尿液中排泄不到1%。他克莫司顯著改善了器官移植患者的生存率和治療效果，目前依舊是免疫抑制療法的基石。盡管近年來在移植方面的短期結(jié)果有所改善，但提高移植患者的存活率及延長存活時間仍然存在嚴峻挑戰(zhàn)。他克莫司的治療范圍較窄，毒性反應(yīng)發(fā)生在濃度略高于或在其治療范圍內(nèi)。另一方面，免疫抑制不足會導致移植排異反應(yīng)的發(fā)生[3]。本文概述了人口生物學因素、移植器官的類型、移植時間、基因多態(tài)性、合并用藥、食物和藥物劑型對他克莫司血藥濃度的影響，以期優(yōu)化他克莫司的給藥方案，為器官移植患者他克莫司的治療藥物監(jiān)測和劑量調(diào)整提供參考。

1 人口生物學因素

1.1年齡和體質(zhì)量 與成人比較，兒童移植受者需要高2～4倍的體質(zhì)量計算他克莫司劑量。有研究提出，兒童肝臟相對成人較大，導致較高的肝臟清除率[4]。隨著年齡的增長，機體胃腸道蠕動、內(nèi)臟血流量、胃酸分泌和腸道表面積減少，從而減少被動擴散口服藥物的吸收[5]。同時，身體成分逐漸發(fā)生變化，體脂增加，他克莫司在患者中消除半衰期延長。肝容量和肝血流量的減少是衰老過程中藥物代謝變化的主要原因，此外，Ⅰ相代謝和細胞色素P450(CYP)酶活性均因衰老而降低[6]。體質(zhì)量對他克莫司血藥濃度的影響比重約為25.4%，CHINNADURAI等[7]收集了400例腎移植患者移植后1個月和6個月基線(移植后第一個他克莫司谷值)數(shù)據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)超重和肥胖患者的他克莫司血藥濃度較高，肥胖患者脂肪組織中的促炎癥介質(zhì)如腫瘤壞死因子α、IL-6和誘導型一氧化氮合酶增加會導致CYP3A4和P糖蛋白表達減少，從而出現(xiàn)他克莫司代謝減少。日本的一項研究表明，在維持治療中，肥胖患者的他克莫司劑量明顯小于體質(zhì)量指數(shù)(BMI)<25 kg·(m2)-1的患者[8]。

1.2種族 他克莫司在不同種族人群中的分布有很大差異，與高加索人比較，非裔美國人對他克莫司的劑量需求更高，在巴西不同種族的人群中，白人患者與非白人患者比較，他克莫司劑量需求較低。美洲原著民是為數(shù)不多的他克莫司劑量需求量低于高加索人的族群之一，他們的劑量需求量比高加索人低66%[9]。然而，許多早期的研究并沒有排除藥物遺傳學的影響。他克莫司血藥濃度的差異在很大程度上是由涉及藥物代謝和轉(zhuǎn)運的基因多態(tài)性的種族差異決定的，CYP3A5*1等位基因存在于45%～73%的非裔美國人、5%～15%的高加索人、15%～35%的亞洲人和25%的墨西哥人，攜帶CYP3A5*1等位基因可使他克莫司的劑量需求增加1.5～2倍，但目前尚不清楚非裔美國人不表達的基因是否與高加索人不表達的基因有相似的劑量需求[10]。其他可能導致他克莫司種族差異的遺傳因素包括非裔美國人 CYP3-A5*6和CYP3A5*7等位基因失活的頻率較高，以及存在CYP3A4*1B和ABCB1 3435CC變異體，可見種族因素與基因多態(tài)性具有密切相關(guān)性。

1.3血細胞比容 他克莫司進入體內(nèi)后，與紅細胞特異性結(jié)合，高達98.8%的他克莫司結(jié)合在紅細胞內(nèi)。只有血漿中游離的他克莫司才具有藥理活性，而由于檢測血漿中游離的他克莫司濃度非常困難，大部分臨床中心他克莫司濃度檢測是檢測全血濃度。紅細胞比容的變化會顯著影響他克莫司的全血藥物濃度，在同樣的全血他克莫司濃度下，紅細胞比容越高，則游離的他克莫司濃度越低。血細胞比容對他克莫司濃度的影響比重約為29%[11]。

紅細胞比容降低(<30%)可能導致他克莫司水平被高估，紅細胞比容增加會導致他克莫司濃度被低估。此外，紅細胞比容低于25%對不同分析方法測定的全血他克莫司濃度有深遠影響。當紅細胞比容超過30%～40%時，在解釋他克莫司水平的結(jié)果時應(yīng)謹慎考慮。利用紅細胞比容與他克莫司水平的相關(guān)性可以得到校正后的他克莫司水平，SCHIJVENS等[12]建立了他克莫司壓積校正谷濃度和藥物濃度-時間曲線下面積(AUC)的公式，可更好地指導個體化給藥。對于臨床穩(wěn)定的腎移植，紅細胞比容標準化的全血濃度改善了全血濃度的預測，可用于控制他克莫司的游離血藥濃度，從而降低毒性，以減少毒性和排斥反應(yīng)[13]。

2 移植后的時間及移植器官類型

移植后的時間是影響他克莫司清除率的重要因素之一。他克莫司清除率隨移植后時間的延長而增加，然后達到穩(wěn)定水平[14]，但也有研究發(fā)現(xiàn)他克莫司清除率會隨時間的延長而降低[15]。這些差異可能是由于移植器官的類型對他克莫司清除率有直接或間接的影響，因為在肝移植受者建立的模型中，移植后時間是影響他克莫司清除率的最常見協(xié)變量(直接作用)，而腎移植受者通常包括血細胞比容(間接作用)。研究報道肝臟移植受者的他克莫司清除率隨移植后時間的延長而增加，這種變化可能與移植肝的再生代謝功能改善有關(guān)。另一方面，腎移植受者的他克莫司清除率隨著移植后時間的延長而降低，而有的受者臨床表現(xiàn)則相反[16]。這些變化可歸因于他克莫司結(jié)合率的差異，由于血細胞比容的變化，間接影響他克莫司的代謝。盡管移植后的時間是他克莫司清除率變化的重要指標，但尚不清楚該協(xié)變量的變化能否準確指導他克莫司濃度監(jiān)測。

3 基因多態(tài)性

3.1CYP3A亞家族基因多態(tài)性 ELENS等[17]首先發(fā)現(xiàn)CYP3A4*22多態(tài)性下調(diào)了他克莫司的代謝水平，從而增加了移植后他克莫司治療濃度偏低的風險。根據(jù)ELENS等的研究，建立多個基因型的算法，同時考慮CYP3A5*3和CYP3A4*22等位基因的影響，結(jié)果可能更為理想。BEN-FREDJ 等[18]進一步驗證了CYP3A4*1B多態(tài)性與他克莫司的劑量需求有關(guān)，相對于CYP3A4*1B非攜帶者，CYP3A4*1B攜帶者需要更高的他克莫司劑量才能達到血液中藥物最低濃度(C0)。WERK等[19]研究報道了1例CYP3A5*3和CYP3A4*26純合子患者他克莫司的標準給藥治療，CYP3A酶活性完全失效。據(jù)報道，與攜帶CYP3A4野生型等位基因的個體比較，CYP3A4*1B等位基因的他克莫司劑量調(diào)整后的C0濃度降低了35%，但其對他克莫司濃度的影響尚有爭議[20]。

CYP3A5*1/*1基因型患者的腸道和肝臟代謝水平較高，獲得他克莫司目標血藥濃度所需的每日劑量較高。非表達者受體需要較低的劑量，而表達者受體需要較高的劑量來達到目標他克莫司的濃度[21]。CYP3A5*1/*1基因型使他克莫司清除率增加2倍，而雜合的CYP3A5*1/*3基因型使他克莫司清除率比CYP-3A5*3/*3群體高出約1.7倍，CYP3A5 *3/*3的清除率比CYP3A5表達者低48%[22]。ROJAS等[23]在2015年完成的薈萃分析，包括37項觀察性案例，研究了他克莫司劑量調(diào)整的谷濃度、急性排斥反應(yīng)、急性腎毒性和腎移植患者的慢性腎毒性，結(jié)果顯示，他克莫司劑量調(diào)整后的谷濃度在CYP3A5表達型患者中明顯降低，與先前的薈萃分析結(jié)果相似。在一項全基因組研究中，對巴西患者的腎臟或腎胰腺移植受體進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，CYP3A5*6和CYP3A5*7與他克莫司清除率降低相關(guān)。這2個等位基因?qū)е碌鞍踪|(zhì)功能喪失，并被認為對他克莫司清除率的影響程度相似[24]。NIIOKA等[25]研究了移植后第1個月CYP3A5基因型對他克莫司劑量需求的潛在價值，在報道的9個臨床或藥物遺傳學影響因素中，只有CYP3A5基因型、體質(zhì)量、血細胞比容和持續(xù)靜脈輸注期間他克莫司的總清除率與他克莫司劑量相關(guān)。在移植后的第1個月，CYP3A5基因型對他克莫司劑量的影響程度顯著增加，第14天占7.2%，第28天占20.4%。

3.2ABC家族 ABC轉(zhuǎn)運蛋白，尤其是P-糖蛋白，廣泛分布并表達于腸上皮、肝細胞和腎臟的近端小管，它們可能影響他克莫司的吸收、排泄和分布。ABCB1多態(tài)性和他克莫司藥動學之間的關(guān)系已被廣泛研究，但結(jié)果仍有爭議。有研究指出ABCB1 3435C>T基因多態(tài)性影響成人腎移植手術(shù)后1年內(nèi)他克莫司的藥動學變量，ABCB1 3435T攜帶者的C0/劑量比高于ABCB1 3435CC攜帶者。純合子ABCB1 3435TT的劑量顯著高于ABCB1 3435CC，C0/劑量比顯著低于ABCB1 3435CC。此外，ABCB1 3435C>T基因多態(tài)性對他克莫司藥動學變量的影響更大[26]。

BANDUR等[27]認為ABCB1單倍型降低了急性排異反應(yīng)發(fā)生的風險，該研究涉及832例捷克腎移植受者，結(jié)果表明，純合子變異體(T-T-T)與野生型(C-G-C)單倍型比較，急性排異風險增加了1.4倍。這些多態(tài)性產(chǎn)生的影響很小，但結(jié)合在一起，會產(chǎn)生附加效應(yīng)。GENVIGIR等[28]最先提出，編碼多藥耐藥相關(guān)蛋白2(MR P2)的ABCC2基因在其他藥物代謝起著重要作用，對他克莫司的藥動學有著至關(guān)重要的影響。據(jù)報道，在巴西腎移植受者中，ABCC2 c.3972T變異體與他克莫司高C0/D值(血液中藥物的最低濃度與相應(yīng)的他克莫司日劑量之比)的相關(guān)性高于c.3972CC基因型攜帶者。

3.3原葉綠素酸酯氧化還原酶(protochlorophyllide oxidoreductase，POR) POR作為供體對CYP介導的藥物氧化過程具有重要作用。POR*28是POR基因的一個編碼變異體，它能有效地提高POR的活性，從而導致CYP3A4和CYP3A5的活性增加[29]。研究表明，POR*28可以引起CYP3A5介導的他克莫司代謝增加，但在非表達的CYP3A5中，CYP3A4介導的他克莫司代謝沒有增加，這表明POR、CYP3A5和他克莫司之間可能存在相互作用[30]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，無論是成人還是兒童，POR*28攜帶者在心臟或腎臟移植中的調(diào)整他克莫司C0劑量較低，盡管這種關(guān)聯(lián)的強度似乎很弱，對他克莫司劑量要求的臨床影響有限(15%～20%)，POR*28也一定程度地解釋了他克莫司的變異性，POR*28攜帶者可能促進他克莫司代謝[31]。

3.4孕烷X受體(pregnane X receptor，PXR) NR1I2編碼的人PXR作為核轉(zhuǎn)錄調(diào)控CYP3A和ABCB1的表達，已有NR1I2多態(tài)性的報道，但關(guān)于其與他克莫司濃度的相關(guān)性仍需進一步研究[32]。NR1I2啟動子區(qū)的六堿基對缺失突變發(fā)生在一個潛在的肝臟核因子(HNF-1)結(jié)合位點，研究表明，PXR六堿基缺失突變可降低PXR基因的表達，從而顯著降低CYP3A4和ABCB1的表達[33]。STIFFT等[34]應(yīng)用群體藥動學評估了32例受試者在腎移植后的半年內(nèi)，PXR基因?qū)λ四狙帩舛鹊挠绊?，發(fā)現(xiàn)PXR變異等位基因是他克莫司清除率增加的重要協(xié)變量，但與個體藥動學特征無關(guān)。與上述蛋白質(zhì)的遺傳變異比較，PXR單核苷酸多態(tài)性主要對代謝和運輸?shù)倪m應(yīng)機制產(chǎn)生影響，以發(fā)揮對機體的保護作用。這意味著，與大多數(shù)穩(wěn)定狀下的進行期研究比較，PXR受體的作用在移植后的階段(使用大劑量皮質(zhì)類固醇)或急性疾病期間可能更為重要。

他克莫司主要經(jīng)CYP3A4、CYP3A5和P糖蛋白代謝，其血藥濃度主要受這3種基因型影響，其他基因如POR、PXR對血藥濃度的影響也主要是通過影響CYP3A4、CYP3A5和P糖蛋白發(fā)揮作用。

4 合并用藥和食物

與CYP相互作用的藥物可以改變他克莫司的血藥濃度和生物利用度，這些相互作用因患者而異，并可能受到許多其他因素的影響。通過抑制CYP3A4和(或)P糖蛋白導致他克莫司血藥濃度顯著增加的藥物主要是唑類抗真菌藥物、鈣通道阻滯劑(主要是維拉帕米和地爾硫)、人類免疫缺陷病毒蛋白酶抑制藥(特別是利托那韋)、大環(huán)內(nèi)酯類藥物(阿奇霉素除外)、胺碘酮、屈諾酮，以及少量的幾種抗抑郁藥物(包括奈法唑酮)，許多藥物同時抑制CYP3A和P-gp，部分是CYP3A4抑制藥。唑類抗真菌藥是鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制藥( calcineurin inhibitor，CNI)代謝的最強抑制藥之一。有文獻報道1例腎移植受者聯(lián)合使用氟康唑后他克莫司標準化藥物濃度升高了9.1倍，停用氟康唑161 d后，他克莫司給藥劑量仍需降低26%才能保持在正常的藥物濃度范圍內(nèi)[35]。 阿奇霉素雖然也屬于CYP3A4抑制藥，但臨床經(jīng)驗表明，它對CNI代謝的影響微乎其微?？贡透窝撞《靖腥舅幬锇瑺柊?、格佐匹韋也可以與他克莫司產(chǎn)生藥物相互作用，使他克莫司AUC顯著升高，建議將他克莫司的劑量進行調(diào)整，以實現(xiàn)與抗丙型肝炎病毒藥物的聯(lián)合使用[36]。

利福平、抗癲癇藥物和皮質(zhì)類固醇為CYP3A和P糖蛋白的重要誘導劑，這些藥物會增加他克莫司的代謝率并導致他克莫司濃度的降低，如果不注意可能會低于建議的治療范圍，使患者遭受移植排斥反應(yīng)的風險[37]。如在腎移植后的前期，潑尼松龍的劑量逐漸減小，這將影響他克莫司的暴露。在這種情況下，由于他克莫司濃度增加而導致的血清肌酐升高可能被誤解為皮質(zhì)類固醇逐漸減少后的排斥反應(yīng)[38]。

口服他克莫司時食用固體食物會降低胃腸道對藥物的吸收速度和程度，這種食物效應(yīng)在高脂肪餐后最為明顯[39]。因此，藥品標簽上建議空腹服用他克莫司，或至少在飯前1 h或飯后2～3 h服用。與他克莫司具有相互作用的食物還包括葡萄柚和葡萄柚汁，貫葉連翹是一種已知的CYP3A56誘導劑，已被證明可以降低腎移植受者的他克莫司血藥濃度[40]。因此，在他克莫司治療期間，應(yīng)謹慎使用已知會改變藥物代謝酶活性的食物和藥物，并應(yīng)避免使用草藥，此類聯(lián)合使用可能會使患者面臨毒性或亞治療血濃度的風險。

5 藥物劑型

他克莫司有2種口服劑型，一種是速釋他克莫司，每日給藥2次，另一種是緩釋他克莫司，每日給藥1次。藥物制造商建議，穩(wěn)定的患者可以用1：1的比例在2種不同的劑型之間轉(zhuǎn)換，2種制劑在移植后12個月的急性排斥反應(yīng)、患者存活率和移植物存活率方面基本相似。有研究表明，在CYP3A5基因型對藥物清除率的影響方面，不同劑型之間可能存在差異[41]。

在加拿大移植中心的一項研究中，調(diào)查了600例穩(wěn)定的腎移植受者(平均移植后7.4年)，從速釋他克莫司轉(zhuǎn)換為緩釋他克莫司的劑量調(diào)整情況，其中60例受者同時進行了CYP3A5基因檢測。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在該隊列中，將速釋他克莫司轉(zhuǎn)換為緩釋他克莫司需要將平均劑量從3.1 mg·d-1增加到3.8 mg·d-1(P=0.007)，才能達到相似的他克莫司谷濃度。與*3/*3非表達者組(26.6%)比較，*1/*3表達者組在從速釋他克莫司轉(zhuǎn)換為緩釋他克莫司時需要更大百分比的劑量調(diào)整(56.7%)。兩個表達者組合(*1/*1和*1/*3)也觀察到了類似的發(fā)現(xiàn)?；蛐?1/*1在東亞隊列中的代表性明顯更高[42]。在新加坡開展的一項隨機對照試驗將26例穩(wěn)定的腎移植患者按照1：1的劑量從速釋他克莫司轉(zhuǎn)換為緩釋他克莫司，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CYP3A5表達者使用相同劑量的緩釋他克莫司暴露量顯著降低(n=18)，而CYP3A5未表達者的暴露量未見變化(n=8)；在接受地爾硫(CYP3A5抑制藥)的CYP3A5表達者中，24 h暴露在轉(zhuǎn)換后沒有顯著變化(n=10)。MDR1C3435T多態(tài)性的獨立效應(yīng)不明顯[43]。

上述結(jié)果顯示，CYP3A5基因表達者在他克莫司1：1劑量從速釋他克莫司轉(zhuǎn)換為緩釋他克莫司，他克莫司的暴露顯著減少，因此在轉(zhuǎn)換前測定CYP3A5，并建議CYP3A5表達的患者劑量應(yīng)適當提高，其他患者可采用1：1轉(zhuǎn)換。

6 結(jié)束語

器官移植后的主要難題是如何在所用免疫抑制藥的有效性和毒性之間保持平衡，由于缺乏更新的免疫抑制劑新藥，對現(xiàn)有藥物的進一步了解可能是改善療效的關(guān)鍵。他克莫司作為鈣免疫抑制藥的代表，其血藥濃度受到人口生物學因素、移植時間和移植器官的類型、基因多態(tài)性、合并用藥、食物和藥物劑型等多種因素的影響，臨床上應(yīng)綜合考慮其影響因素，從而進行必要的劑量調(diào)整，以達到發(fā)揮藥效的最佳濃度，實現(xiàn)移植患者的個體化用藥。