药物基因组学3

第七章药物基因组学,2,第一节概述,概念药物基因组学（pharmacogenomics）是研究基因序列的多态性与药物效应多样性之间关系的一门科学。以提高药物的疗效及安全性为目标。,3,伴随HGP而产生的融合分子生物学与其他学科的新学科。,生理学,基因组学,免疫学,生物信息学,药理学,分子生物学,临床医学,4,Preventive预防性,Participatory参与性,Personalized个体化,P1,P2,P4,P3,Predictive预测性,疾病率DNA序列定期体检重点在进行疾病前的早期监测，及时预测健康状态的变化趋势。,生活方式的改变和避免危险因素疫苗疗养重点在提前干预,个体化诊断个体化医疗,病人了解疾病并参与治疗方式的选择,现代医学模式From3Pto4PMedicine,“4P”医学模式更加强调人的主动性，强调日常生活行为对疾病发上发展的重要性，从而强化对个体生活行为的干预以达到预防疾病、控制发展的目标。,5,医学治疗模式,经验性处方药物,理想,药A,药C,药B,明确诊断,传统,药A,药B,药C,药D,个性化处方药物,尝试、更换,确定、治疗,千人一个标准：依据不同医师的经验而有治疗差异，花费较多时间、金钱、治疗效果不能确定,每人一个标准：依据分子检测结果采用针对性治疗，节约大量时间、金钱，达到最好治疗效果,安全、有效,6,药物临床研究和应用的相悖,用药对象个体,临床试验对象群体,有效性（敏感性）安全性（毒副作用）,7,2020/5/8,7,同一个药给不同的人为什么结果不一？,药物作用存在个体差异为什么会有差异？基因决定的吗？,8,主要研究个体遗传变异对药物应答的影响，包括药物吸收、转运、代谢、清除、效应等个体差异的基因特性，即决定药物行为和敏感性的全部基因的新学科。阐明药物代谢、药物转运、和药物靶分子的基因多态性与药物效应及不良反应之间的关系，并在此基础上研制新的药物或新的用药方法。,研究内容,9,药物作用的结果,（二）药物效应的个体多样性,1治疗作用1）对因治疗如抗生素2）对症治疗如阿司匹林3）补充治疗（代替疗法）,10,2不良反应（ADR）1)副作用(Sidereaction):药物在治疗剂量出现与治疗目的无关的作用，对于病人可能带来不舒适或痛苦，一般较轻微，多半是可以恢复的功能性变化。2)毒性反应(Toxicreaction):用量过大或用药时间过久引起的。3)后遗效应(Aftereffect):是指停药后，血浆中药物浓度虽已降至阈浓度以下，但仍残存的生物效应。,11,药物不良反应（adversedrugreaction,ADR）广义的定义：因用药引起的任何不良情况。其中包括超剂量给药、意外给药、蓄意给药、药物滥用、药物的相互作用所引起的各种不良后果。WHO定义：在预防、诊断、治疗疾病或调节生理机能过程中，给予正常剂量的药物时出现的任何有害的和与作用目的无关的反应。,12,药物不良反应现状：WHO统计，发展中国家住院病人的药物不良反应发生率约为10%-20%，住院病人因药物不良反应死亡者占0.24-2.9；因药物不良反应而住院的病人可达0.3-5%。我国不合理用药者约占患者总数的11%至26%。在我国每年住院的5000多万人次中，与药物不良反应有关的可达250多万人次，每年死于药物不良反应的近20万人。,13,药物效应个体差异不同个体对同一药物同一剂量的反应存在量与质的差异。,非遗传因素药物方面的原因机体方面的原因遗传因素：个体遗传背景差异与药代动力学和药效动力学相关基因的组成、结构及功能状态不同。,14,（三）遗传药理学与药物基因组学,1957年Mostusky首先提出不同个体,对某药物的特异质反应与遗传缺陷有关。1959年Vogel首先应用“遗传药理学”一词。1962年Kalow发表了遗传药理学的专著。1973年世界卫生组织(WHO)发表了“遗传药理学”专题技术报告。近年来，作为临床药理学的分支遗传药理学发展非常迅速。,15,遗传药理学(Pharmacogenetics),又称药物遗传学，它研究机体遗传因素对药效学和药动学影响的学科,是近年来药理学与遗传学、生物化学、分子生物学等多学科相结合发展起来的边缘学科。,16,早在20世纪50年代，人们就发现不同的遗传背景会导致药物反应的差异，而这些差异是由基因多态性造成的。基因组中每500-1000bp就有1个呈现变异，但是直到20世纪80年代这些差异才引入药物遗传学。,药物基因组学根据不同个体间的基因组差异与基因多态性，阐明个体间在药物代谢和效应方面发生差别的遗传基础。,17,人们发现了许多具有基因多态性的酶，在此基础上建立了药物基因组学。1997年6月28日,金赛特（巴黎）科搏特实验室宣布成立世界上第一个专门从事药物基因组学研究的基因与制药公司，随后已有几十家公司已涉及此领域。,18,二、单核苷酸多态性与国际人类基因组单体型图计划,两个不同个体基因组的DNA序列中99.9%是一致的，另外0.1%包含了个体遗传差异信息。基因多态性既来源于基因组中重复序列拷贝数的不同，也来源于单拷贝序列的变异，以及双等位基因的转换或替换。按引起关注和研究的先后，通常分为3大类：限制性片段长度多态性（RFLP）、短串联重复序列（STR）、单核苷酸多态性（SNP）。,19,单核苷酸多态性与国际人类基因组单体型图计划,（一）单核苷酸多态性（singlenucleotidepolymorphism）,1.概念同一物种不同个体基因组DNA的等位序列上单个核苷酸存在差别的现象。,20,可产生三种基因型：GG、GT、TT，作为基因分型标准。,21,2.单核苷酸多态性的特征,主要点突变，是最常见的遗传变异，发生率大于1%。数量多，分布广泛。在人类基因组中可达到300万个，平均每1000个碱基对就有一个。具有遗传稳定性。具有二态性，易于自动化、规模化分析。可以建立单体型区域。部分SNP可能影响蛋白质产物的结构或基因表达水平。,22,SNP在基因组中的位置和分类,根据SNP在基因组中的位置可分为编码区SNP（codingregionSNP，cSNP）基因周边区SNP（perigenicSNP，pSNP）基因间SNP（intergenicSNP，iSNP）编码区SNP20%30%引起蛋白质氨基酸顺序的改变，称为非同义SNP（non-synonymousnSNP）70%80%不引起蛋白质氨基酸顺序的改变，称为同义SNP（synonymoussSNP）,23,SNP（singlenucleotidepolymorphism）,理论上某一特定核苷酸位点的变异有4种形式，包括一种转换（transition）和三种颠换（transversion）。转换：CT（互补链为GA）颠换：CA（GT），CG（GC），TA（AT）转换的频率是颠换的3倍，因此转换是SNP发生的主要原因。因此SNP通常是二等位多态，三等位和四等位多态很少见。虽然SNP只有两种等位形式，变异程度及所提供的信息量不如微卫星DNA，但SNP数目庞大，总的信息量远大于其它类型多态性,24,检测SNP的常用技术,电泳酶切序列分析DNA芯片,25,单链构型多态性分析法（SingleStrandConformationPolymorphism，简称SSCP）本法就是将双链DNA（dsDNA）变性为单链DNA（ssDNA），加样于变性聚丙烯酰胺凝胶进行电泳，由于DNA分子在凝胶中的电泳迁移率与其分子量和空间结构有关，而空间结构又与ssDNA序列有关。因此，电泳结束后，ssDNA带位置的差异即可反映出dsDNA序列的差异。,26,PCR-SSCP过程,-primer-32P-dNTP掺入PCR扩增产物变性单链DNA中性聚丙烯酰胺凝胶电泳12345自显影1.为正常结果分析2、4、5纯合患者3.为杂合子.,过程,27,优点及作用：方法简便、快速、灵敏，不需要特殊的仪器，适合临床实验的需要。该方法和其他方法相比有较高的检测率。首先，它可以发现靶DNA片段中未知位置的碱基突变。经实验证明小于300bp的DNA片段中的单碱基突变，90%可被SSCP发现，另外，SSCP方法可通过聚丙烯酰胺凝胶电泳将不同迁移率的突变单链DNA分离，并且还可以进一步提纯。用这种方法可以最终从DNA序列水平上鉴别突变DNA片段。不足之处：只能作为一种突变检测方法，要最后确定突变的位置和类型，还需进一步测序；电泳条件要求较严格；另外，由于SSCP是依据点突变引起单链DNA分子立体构象的改变来实现电泳分离的，这样就可能会出现当某些位置的点突变对单链DNA分子立体构象的改变不起作用或作用很小时，再加上其他条件的影响，使聚丙烯酰胺凝胶电泳无法分辨造成漏检。,28,（二）国际人类基因组单体型图计划,单体型：指位于一条染色体上倾向于整体遗传的一组紧密连锁的遗传标记物。对于SNP而言，是指位于一条染色体特定区域的一组相互关联，并倾向于以整体遗传给后代的单核苷酸多态的组合,又称单倍体型或单元型。标签SNP：在每个单体型中的SNP对于检测这一单体型是必需的，这种SNP被称为标签SNP。通常我们只需要检测标签SNP就可以确定单体型。,1.单体型,29,30,2.国际人类基因组单体型图计划,人类基因组单体型图(Haplotypemap，以下简称HapMap)计划是与不久前完成的基因组测序计划相当的又一多国参与的重大国际合作项目，目标是构建人类DNA序列中多态位点的常见模式，即单体型图，简称HapMap。其目的在于通过测序了解了遗传基本信息的基础上，进一步确立世界上主要族群基因组的遗传变异图谱。,31,HapMap计划正式开始于2002年10月27-29日的HapMap计划第一次会议，预计进行3年。由日本、英国、加拿大、中国、尼日利亚和美国的科学家们合作完成(参与机构与基金的详细内容请登/groups.html.),32,3.HapMap对疾病和药物治疗应答研究的重要意义,利用HapMap数据库，研究人员通过比较不同个体的基因组序列来确定染色体上共有的变异区域。这将能够发现与人类健康、疾病以及对药物和环境因子的个体反应差异相关的基因。,33,三、药物基因组学的研究方法,药物基因组学的目的是通过基因分型指导个体化治疗，研究的主要策略包括选择药物起效、活化、排泄等相关过程的候选基因进行研究，鉴定基因序列的变异。这些变异既可以在生化水平进行研究，估计它们在药物作用中的意义，也可以在人群中进行研究，用统计学原理分析基因突变与药效的关系。,34,（一）候选基因分析,候选基因分析（candidategeneapproach）通过对已知候选基因与性状表型值的关联分析判断其是否就是主基因（药代动力学和药效动力学相关基因）或是否与主基因紧密连锁。基因组范围内遗传标志物和药物反应表型之间的关联研究。,35,“候选基因”策略给定某一药物的条件下，比较有反应者及无反应者靶基因多态性出现的频率。局限性：须明了给定药物的作用机制、所治疗疾病的病理生理学。不能鉴定那些根据药物作用或疾病生物学难以预测的新基因。,36,（二）全基因组关联分析（genome-wideassociationstudy,GWAS）在全基因组范围内寻找与药物应答相关遗传变异的方法。其假设基因组上任何基因的变异都与药物效应或毒性应答具有相关性。这一计划自2005年实施以来，已经陆续报导和公布了视网膜黄斑、乳腺癌、前列腺癌、白血病、冠心病、肥胖症、糖尿病、精神分裂症、风湿性关节炎等几十种疾病全基因组关联研究的结果。,37,GWAS为人们打开了一扇通往研究复杂疾病的大门，将在患者全基因组范围内检测出的SNP位点与对照组进行比较，找出所有的变异等位基因频率，从而避免了像候选基因策略一样需要预先假设致病基因。同时，GWAS研究让我们找到了许多从前未曾发现的基因以及染色体区域，为复杂疾病的发病机制提供了更多的线索。,第二节药物基因组学与个体化医疗实践,39,复杂过程：药物进入人体内发挥作用被清除。在这个过程中的任何一个环节出现问题都可能引起药物效应的各种异常。药物作用的差异是药物动力学/药效学差异。,40,基于目前的认识，药物相关的基因大致可分为四类编码基因：1）药物代谢相关的酶2）药物结合相关的受体3）药物转运相关的膜通道4）信号传导相关的蛋白质,41,一、遗传变异与药物应答（一）基因多态性与药物代谢,肝的生物转化作用第一相反应：氧化、还原、水解反应第二相反应：结合反应,*有些药物经过第一相反应即可顺利排出体外。,*有些药物即使经过第一相反应后，极性改变仍不大，必须与某些极性更强的物质结合,即第二相反应，才最终排出。,42,1.细胞色素P450酶,43,1.细胞色素P450酶（1）特点：细胞色素P450由一组基因超家族编码的含铁血红素蛋白酶蛋白组成，是最重要的I相代谢酶，参与内源性和外源性化合物，如激素、食物、药物、毒素的代谢。与一氧化碳结合和还原时，分光光度法测得的吸收峰在450nm附近。普遍存在于细菌、真菌及动植物中，催化内源性和外源性化合物的代谢。,44,Nehert在常见氨基酸序列的基础上提出了通用的系统命名法，将同工酶及基因分为家族和亚家族，CYP命名所有物种的细胞色素P450同工酶。17家族：所有来源的细胞色素P450蛋白的氨基酸若有40%以上的同源性，则归于同一家族，并以阿拉伯数字来标示，CYP2亚家族：氨基酸序列有55以上同源性，以大写字母标示，字母后面阿拉伯数字表示不同的酶，CYP2C、CYP2D、CYP2E,45,肝脏代谢：细胞色素P450系统和肝脏代谢有关。CYP1，2，3家族占总肝P450含量的70%，负责大多数药物的代谢。CYP3A占总肝P450的30%，CYP2约占20%，CYP1A2占13%，CYP2E1占7%，CYP2A6占4%，CYP2D6占2%。小肠、胰、脑、肺、肾上腺、肾、骨髓、肥大细胞、皮肤、卵巢及睾丸均发现细胞色素P450,46,基本特点能直接激活氧分子，其中一个氧原子加入底物分子中，生成羟化合物，所以此酶被称为羟化酶；另一氧原子使NADPH氧化生成水，即一分子氧发挥了两种功能，故此酶又称为混合功能氧化酶。,催化的基本反应（加单氧酶）RH+O2+NADPH+H+ROH+NADP+H2O,47,（2）基因多态性与酶活性,CYP不仅存在种属差异，还具有基因和酶活性多态性。基因变异类型超快速代谢型（UM）难达药效浓度快速代谢型(extensivemetabolizer,EM)中等代谢型（IM）慢代谢型（poormetabolizer,PM）易蓄积中毒,48,药物代谢酶表型和效应（基因剂量效应）,-,药物代谢酶基因型,最低有效浓度,最小毒性浓度,血浆药物浓度,慢代谢者中间代谢者超快代谢者,达不到药物有效浓度而对药物无应答,药物在体内的蓄积而中毒,49,CYP2C19：白种人、美国黑人PM基因型约占3%5%，亚洲人为12%100%，其中中国人为15%，日本人19%23%，朝鲜人13%，均远高于白种人。最基本的PM基因型是在CYP2C19外显子5的1个单碱基突变（CYP2C19m1），另一种在外显子4的突变（CYP2C19m2）可能只在亚洲人中出现。,50,CYP2C19基因缺陷的病人对于一些药物如苯妥英、环已烯巴比妥等高度敏感。其第外显子上单个碱基的突变（AG）就可以导致功能的丧失。,51,华法林和CYP2C9,华法林是一种口服防凝血素，在临床上被广泛应用；有效性和毒性剂量之间范围窄；因此，临床上不同病人使用华法林的剂量范围变化幅度大（10倍差距）（CYP2C9istheenzymeresponsibleforthemetabolismofwarfarin）,52,CYP2C9：介导S-华法林消除华法林在肝经过CYP2C9羟化而代谢，CYP2C9的变异削弱其催化能力，仅极少数变异体的纯合子个体表现为S-华法林血浓度的明显升高，因此，在标准剂量下CYP2C9变异的个体，通常表现为华法林抗凝作用的显著增强。,53,华法林和CYP2C9,WarfarindoseisaffectedbyCYP2C9genotype,GageBFetal.ThrombHaemost2004;91:87-94,*2and*3areSNPs,54,CYP2C9GenotypeandBleedingEvents,Comparedtowild-type,CYP2C9variantshadahigherriskofseriousorlife-threateningbleedsHazardRatioof3.94duringthefirst3monthsoffollow-upHazardRatioof2.39fortheentirefollow-upperiod,Higashietal.JAMA2002;287,WT,Variant,55,CYP2C19基因多态性影响临床疗效的另一实例是质子泵抑制剂。奥美拉唑、兰索拉唑等质子泵抑制剂由P450酶代谢，主要S-美芬妥英羟化酶，部分由CYP3A4代谢。CYP2C19的基因多态性会影响质子泵抑制剂的药动学，从而影响后者治疗酸相关疾病的临床效果。,56,口服40mg奥美拉唑后的时间（h）,奥美拉唑平均95%可信限(mg/lL),CYP2C19*2/*2,CYP2C19*1/*2,CYP2C19*1/*1,X,X,X,CYP2C19的基因型和表型,AUC:,1.10.6,0.60.3,mg.h/L,5.32.2,57,CYP2D6基因型和普罗帕酮,0,200,400,600,800,1000,1200,1400,1600,UM,EM,IM,PM,33,127,695,1080,18%Afib,15%Afib,Dose:3x150mg/dayAfibplacebo:33%propafenone:16%,-blockadeCNS-sideeffects,Propafeneoneng/ml,心率失常治疗,58,2.尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶（UGT）,尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）是化学物质在生物体内进行第相生物转化时最重要的一种酶，主要分布于肝脏。该酶能催化葡萄糖醛酸与大量的内源性和外源性化学物质进行葡萄糖醛酸结合反应。,59,60,胆红素葡糖醛酸二酯的结构:,61,人类的葡萄糖醛酸基转移酶它是一个超基因家族，根据核苷酸序列的相似性分为四类：UGTl、UGT2、UGT3和UGT8。其中最重要的是UGTl（酚和胆红素代谢）和UGT2（类固醇代谢）家族。UGTlA家族的成员由位于2q37的一个跨度大于500kb的复杂基因簇所编码。,62,63,抗癌药依立替康毒性和其代谢酶基因突变(尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶UGT1A*28),相同临床诊断病人毒性：10%,64,（二）基因多态性与药物转运1.药物转运体系,药物转运体按其转运的方向不同大致可分为两类。一类转运体可转运底物进入细胞,增加细胞内底物浓度,已知有机阴离子多肽转运体(organicanion2transportingpolypeptide,OATP)、有机阳离子转运体(organiccationtransporter,OCT)、寡肽转运体(oligopeptidetransporter,PEPT)等均属此类转运体;,65,另一类是依赖ATP分解释放的能量,将底物逆向泵出细胞,降低底物在细胞内的浓度,如乳腺癌耐药蛋白(breastcancerresistanceprotein,BCRP)、肺耐药蛋白(lungresistanceprotein,LRP)、多药抗性相关蛋白(multidrugresistanceprotein,MDR)、P2糖蛋白(P2glycoprotein,P2gp)等属于此类转运体。,66,（1）P-糖蛋白的结构与功能P-糖蛋白(P-lycoprotein，P-gp)是一种腺苷三磷酸酶(ATP酶)，是能量依赖的膜结合蛋白，属于三磷酸腺苷结合盒(ABC)转运子。其编码基因为MDR1。它由1280个氨基酸组成，由一条单链表达，相对分子量为170kD,故又名P-170。这条单链分为同源的相等长度的2个亚单位，每个亚单位包括六个跨膜区和两个ATP结合区分开并由一个多肽区分隔。,67,P-gp属于ABC(ATP-bindingcassett)家族的成员,系一种能量依赖性的药物外运泵,能将多种进入细胞的药物泵出细胞外,降低细胞内药物的浓度,减轻药物对细胞的毒性。同时,P-gp还可促使药物在细胞内的再分布,集聚于与药物作用不相关的细胞器内,进一步降低作用靶点的药物浓度,导致耐药。,68,目前已报道MDR1基因有50多种单核苷酸多态性，其中26号外显子的C3435T多态性与药物应答关系密切。种突变纯合子的个体在给予单口服剂量的地高辛后，其血药浓度要比正常者高4倍，在持续给药后地高辛的峰浓度也同样升高。另外exon12C1236T、exon21G2677TA的单核苷酸多态性对免疫抑制剂环孢素（CsA）药动学有影响。,69,（三）基因多态性与药物效应靶分子,药物靶点是指药物在体内的作用结合位点，包括基因位点、受体、酶、离子通道、核酸等生物大分子，研究较多的是蛋白质受体。,70,EGFR介导的信号转导过程,71,EGFR,EGFR是原癌基因c-erbB1的表达产物，属于酪氨酸激酶型受体表皮生长因子受体家族成员之一。HER家族在细胞生理过程中发挥重要的调节作用，对细胞的生长、增殖和分化等生理过程发挥重要的作用。EGFR的过表达在恶性肿瘤的演进中起重要作用，胶质细胞、肾癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌等组织中都有EGFR的过表达。,72,突变型EGFR的作用可能包括：具有配体非依赖型受体的细胞持续活化；由于EGFR的某些结构域缺失而导致受体下调机制的破坏、异常信号传导通路的激活、细胞凋亡的抑制等。突变体的产生是由于EGFR基因的缺失、突变和重排。EGFR的配体对细胞内信号传导有很大影响。EGFR的配体通过自分泌形式激活EGFR促进细胞增殖，他们的共表达往往预示肿瘤预后不良。,73,二、基因分型指导临床用药,（一）肿瘤化疗1.5-氟尿嘧啶（5-FU）与二氢嘧啶脱氢酶（DPD）,74,二氢嘧啶脱氢酶,二氢氟尿嘧啶,75,二氢嘧啶脱氢酶（DPD）是5-FU分解代谢的限速酶，在不同个体中，其活性最大波动范围可达20倍。DPD活性低的患者不能有效灭活5-FU，导致过量生成5-FdUMP，从而引起致命的胃肠、血液、神经毒性，反之，则降低5-FU的抗瘤作用。随着对DPYD研究的深入，目前已发现40余种突变位点并对部分位点的发生频率进行了研究。,76,最常见的无活性突变体是一处剪切位点突变（IVS14+1GA突变（DPYD*2A）（发生于第14号外显子和内含子接合处的恒定剪接位点GT位，使GT突变为AT，在形成mRNA过程中跳过第14号外显子，使DPDmRNA丢失长度为165bp的片段，导致DPD氨基酸序列中缺少581-635位的55个氨基酸，生成截短的DPD）。,77,2.5-氟尿嘧啶（5-FU）与胸苷合成酶,胸苷合成酶TYMS遗传多态性与5-FU应答变异性相关。,78,TS基因5端启动增强子区存在串联重复序列（TSER）多态性它含有多个拷贝重复序列的等位基因，分别命名为TSER*2（2R）、TSER*3（3R）、TSER*4（4R）、TSER*5（5R）、TSER*9（9R）。研究显示2R和3R是最重要的等位基因型。在中国和日本人中3R/3R基因型的发生率（67%）明显高于白种人和西亚人（38%）。许多实验研究认为增加重复序列的数量导致TSmRNA水平及蛋白质表达的升高。大多数结直肠癌研究表明TSER*2纯合子比TSER*2/*3杂合子和TSER*3纯合子对5Fu为基础的化疗敏感，且预后要好。中位生存期由TSER*2纯合子的16个月下降到TSER*3纯合子的12个月。TS的基因型在研究中表明是一个无进展生存和总生存的独立预测因素。,79,TSER*3等位基因的第二重复区内存在GCSNP（分别称为3RG和3RC等位基因）。该多态性破坏转录因子上游刺激因子1（USF1）结合位点而影响TS表达。3非翻译区终止密码子下游447bp处的6bp缺失，这个多态性能预测结直肠癌对含5Fu的方案敏感。,80,3.他莫昔芬与CYP2D6,他莫昔芬（Tamoxifen）是一种选择性雌激素受体调节剂。它的结构与雌激素相似，能与雌激素竞争结合雌激素受体，阻止雌激素作用的发挥，从而抑制雌激素介导的乳腺癌细胞的增殖。,他莫昔芬与CYP2D6,81,CYP2D6是他莫昔芬的主要代谢酶之一，能活化他莫昔芬成为endoxifen而产生药效。CYP2D6酶活性同基因型密切相关，分为超快代谢（Wt/Wt），强代谢（Wt/Vt），中间代谢（Vt/Vt携带致酶功能降低的等位基因，），弱代谢（Vt/Vt携带两个无效等位基因）。CYP2D6基因型同癌症复发风险和热潮红的发生率相关，CYP2D6*10/*10，CYP2D6*4/*4复发风险较高。,82,83,CYP2D6基因型同他莫昔芬治疗的乳腺癌患者的无疾病进展期，中位生存期密切相关，可作为他莫昔芬治疗的疗效预测指标；CYP2D6Wt/Wt疗效最佳，CYP2D6*4/*4，CYP2D6*10/*10（亚洲人群约占53%）或杂合型*4/Wt疗效较差，血液中活性代谢产物endoxifen浓度显著降低。,84,4.铂类化疗药物与DNA修复相关基因ERCC1、XPD和XRCC1,铂类药物(顺铂、卡铂、奥沙利铂)是临床上最常用的周期非特异性抗肿瘤药物，作用的主要靶点为DNA。铂类药物进入细胞，与肿瘤细胞内DNA结合,形成Pt-DNA加合物,导致DNA结构改变,DNA复制、转录障碍，造成肿瘤细胞死亡。铂类药物耐药机制主要包括：DNA修复能力增强、药物解毒增加、减少药物摄取积聚、机体对铂类-DNA络合物的耐受性提高等。,85,ERCC1，即切除修复交叉互补基因I(ex-cisionrepaircross-completion1)。参与DNA链的切割和损伤识别。ERCC1过表达可使停滞在G2/M期的损伤DNA迅速修复,导致其对顺铂耐药。XPD，即着色性干皮病基因，是一种进化保守的DNA解旋酶,参与核苷酸切除修复和基因转录，在DNA损伤修复中起着重要作用。研究表明XPD基因多态性可作为接受铂类药物化疗敏感性的一个指标。,86,X线修复交叉互补基因（X-rayrepaircrosscomplementarygene,XRCC1）。XRCC1和DNA聚合酶等相互作用,参与碱基切除修复。DNA修复能力和XRCC1基因表型的变化有关，存在XRCC1多态性者对铂类抗药。,87,（二）心血管疾病用药,1.ACE抑制剂与RAAS相关基因多态性,88,（1）血管紧张素原基因多态性AGT基因多态性AGT基因位于染色体lq42q43，长约12kb，为单拷贝基因，由5个外显子和4个内含子组成。其多态位点有：AGTM235T位于外显子2第704bp的T或C变异，致AGT第235个氨基酸残基为甲硫氨酸(M)或苏氨酸(T）。带有235T的个体有更高血浆AGT水平。AGTT174M位于外显子2第52lbp的C或T变异，致AGT第174个氨基酸残基为苏氨酸(T)或甲硫氨酸(M)。,89,（2）血管紧张素酶（ACE）基因多态性ACE基因位于染色体17q23，全长21kb为单拷贝基因，由26个外显子和25个内含子组成，由于第16内含子中缺失(Deletion,D)和插入(Insertion,I)一个长度为287碱基对序列，而使ACE基因呈现多态现象，即存在D和I两种等位基因。研究报道具有D等位基因个体ACE水平较高。,90,（3）血管紧张素受体基因（ATR）多态性两型：AT1R和AT2R，前者功能为主要AT1R和临床关系最密切的多态性是A1166C，A1166C位于AT1的32UTR的5端，可能参与转录与翻译的调控，从而影响AT1的作用。,91,（4）醛固酮合成酶基因多态性醛固酮合成酶（CYP11B2）基因T-344C单核苷酸多态性有基因型TT、CT、CC，高血压病患者不同CYP基因型对氢氯噻嗪的降压疗效存在一定影响。,92,3.他汀类药物与载脂蛋白E,他汀类药物(statins)是羟甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶抑制剂，此类药物通过竞争性抑制内源性胆固醇合成限速酶(HMG-CoA)还原酶，阻断细胞内羟甲戊酸代谢途径，使细胞内胆固醇合成减少，从而反馈性刺激细胞膜表面(主要为肝细胞)低密度脂蛋白(lowdensitylipoprotein，LDL)受体数量和活性增加、使血清胆固醇清除增加、水平降低。,93,人类ApoE基因位于第19号染色体长臂13区2带，基因全长3.7kb，包含4个外显子和3个内含子，由单个碱基替换产生ApoE基因多态性。ApoE有3种复等位共显性基因：2、3、4，产生6种表型：3种纯合子E2/2、E3/3、E4/4和3种杂合子E2/3、E3/4、E2/4。差别就在于112位TGCCGC与158位CGCTGC氨基酸残基的半胱氨酸一精氨酸替换。,94,4等位基因的一般作用是可以显著地升高健康人的总胆固醇浓度，使之易患动脉粥样硬化，相反，2等位基因的一般作用是降低胆固醇浓度，其降低效应是4升高胆固醇的23倍。ApoE等位基因变异还与血浆ApoB浓度、甘油三酯及血管收缩压有关。,95,1.哮喘药物治疗与2肾上腺素受体基因2肾上腺素能受体(2AR)基因是目前受到广泛关注的哮喘候选基因，属G蛋白耦联受体超家族成员，位于第5号染色体5q33。4个常见的非同义单核苷酸多态性(SNPs)，Arg16Gly,Gln27Glu，Val34Met，Thr164Ile。,96,纯合子Arg-16型对舒喘灵的反应性为纯合子Gly16的5.3倍，为Arg16/Gly16的2.3倍，27位多态性与对舒喘灵的反应性则无相关性，并且Arg-16与Gln-27存在连锁不平衡性，具有Arg16型的染色体97.8%者也表达出Gln27等位基因，说明2-AR基因多态性与对2激动剂的反应性存在相关性。,97,2.阿尔海默病治疗与ApoE和CYP2D6基因多态性,阿尔茨海默病（AD）即所谓的老年痴呆症。是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病，临床表现为认知和记忆功能不断恶化，日常生活能力进行性减退，并有各种神经精神症状和行为障碍。病因：环境和基因等,98,CYP2D6与AD发病和常规用药的药物应答相关联。有apoE4等位基因者，患AD的风险增加，并可使发病年龄提前。,99,第三节药物基因组学与药物研发,药物从最初的实验室研究到最终摆放到药柜销售平均需要花费12年的时间。进行临床前试验的5000种化合物中只有5种能进入到后续的临床试验，而仅其中的1种化合物可以得到最终的上市批准。,100,（一）在合理用药中的应用合理用药的核心-个