基因检测与用药

1、基因与用新用药时代 科学的发展让许多不可能变为了可能，攀月登空，潜海游龙。如今我们身边充斥着诸多高科技的元素，基因一一DNA更是这其中耀眼的明星。日常我们听到的转基因大豆、转基 因动物、DNA眼霜。这些看似高科技外衣下的产品，使我们越来越习惯于听说基因的消息， 那基因DNA到底离我们有多远呢？ 平日老百姓生活最普通的一部分，感冒发烧，到医院拿点药，或者干脆自己到药店买点 儿药。好了也便好了，不好只能归咎于“病毒性的”。遇到大病，医生幵药也是按照常 规处方，摸着石头过河。患者更是糊里糊涂，听大夫的便是。至于好不好，好到什么程 度，那只能说个人差异了。岂不知，这差异就体现在基因上，而这吃药也是有讲

2、究的。我们的基因决定了我们吃什 么药管用，吃什么药不管用。正确合理的用药是未来个体化医疗的重要组成部分。据世 界卫生组织统计，全球死亡患者中， 1/3 是死于不合理用药，而非死于自然疾病本身 “基因指导用药” 这个概念并不等同于一般意义上的“抗生素耐药”。 后者是针对侵害 人体的细菌而言，抗生素是一类能够破坏细菌生理结构或生长代谢的物质。细菌通过不断的优胜劣汰以抗拒抗生素对它们的杀灭， 导致耐药菌株队伍不断壮大，这 导致了细菌耐药性的出现，并且这种耐药形势在抗生素滥用的情况下不断恶化，以至于 出现了 “超级病菌”。“基因指导用药”则是针对我们每个人先天的遗传基因而言，在一般情况下，基因是伴 随

3、我们一生不变的，上面提到医生常规用药，同样的病、同样剂量的药，不同患者服用 后疗效可能大相径庭，比如：高血压，据不完全统计，我国现有高血压病人约 2 亿。高 血压是心肌梗死、脑卒中发病的重要危险因素，高血压每年在全球造成的死亡超过 700 万人，也就是每分钟约有 13 个人因高血压而与世长辞。很多高 血压患者有过用药、疗 效不佳、换药的经历。为什么同是高血压，同样的药却结果不一样呢？答案是：基因。 基因决定了一个人吃何种药有效、吃何冲药无效，甚至有不良反应。根据现有研究表明，部分抗高血压的药物降压疗效及不良反应的个体差异主要是因 为相关药物的代谢酶、转运体和受体的基因多态性所致。临床常用抗高血

4、压药物包括利 尿剂、 13- 受体阻滞剂（如美托洛尔、卡维地洛等）、钙离子拮抗剂、 血管紧张素转换 酶抑制剂（ACE-I）、血管紧张素受体拮抗剂（ARB等，其中大部分抗高血压药物可能 因 为基因多态性差异，致使 不同患者个体间出现降压效 应的差异。患者当发现患上高血压时，应到相关医院咨询，医生幵具化验单检测上述基因，并在医 生指导下合理选择药物， 进行有针对性的用药， 以免贻误病情或造成不 必要的经济损失。另一个重要的基因指导药物的代表是硝酸甘油。硝酸甘油用于心绞痛的治疗及预防，主要通过生成一氧化氮（NO而起血管扩张作用。ALDH2 （线粒体乙醛脱氢酶2）是使硝酸甘油生成NO的关键酶。携带AL

5、DH2rs671突变基因的个体，即 WM（GA）和MMAA）的患者， 乙醛脱氢酶的活性低，会使硝酸甘油在体内生成NO的效率下降。中国汉族人群中携帯该突变的比例在 25%左右。对于该基因有突变的患者， 含服硝酸甘油的效果较差， 不应该把 硝酸甘油片当作救命药品。因此对于有心绞痛或心肌梗死病史的病人应首先检测 ALDH2 的基因型，提前预知含服硝酸甘油是否有效，以预备其他急救药物。除了上面提到的心血管相关药物外，包括神经科常用药物卡马西平，该药的严重不良反 应是会引起危险的甚至致命的皮肤反应 （史蒂文斯 -约翰逊综合征和中毒性表皮坏死溶解 症），尤其在含人白细胞抗原等位基因 HLA-B* 1502

6、的患者中更容易发生。 2007年12 月12日，美国食品和药品监督管理局（FDA）发布关于卡马西平的安全性信息：携带HLA-B * 1502基因的患者在开始使用卡马西平治疗之前，应进行HLA-B*1502等位基因检测，如检测结果呈阳性，则不宜使用卡马西平。在中国、泰国、马来西亚、印度尼西亚、菲律 宾和台湾省部分地区， 10%?15%或更多的患者可能携带 HLA-B*1502。未来的个体化用药是一个因人而异、量体裁衣的用药时代，非遗传因素（年龄、性别、 身高、环境）和遗传因 素（基因）的综合考量帯给我们的是一场用药的变革，是人们对 于用药的一种认知变革，病人不再是盲目的服药，医生也不再是常规的幵

7、处方。医生在 幵处方前首先为病人进行相关药物基因的检测， 然后根据基因型给病人开具更 合理准确 的用药方案。这样既减少了药物不良反应的发生，避免了不必要的医疗支出，又能让患 者在最快时间内 用最少钱得到最有效的治疗。编后：基因检测指导用药代表着未来个体化医疗的发展方向，让我们张开臂膀迎接新的 用药时代的到来！药物在治疗疾病的同时，也存在着不良反应。在美国，即使合理使用治疗药物，每年仍 有 200万以上的住院患者 （占总住院患者的 67）出现严重不良反应，其中死亡人数约 为 10 万（占总住院患者的 03），由于药物不良反应而死亡的人数列于各种原因死亡人 数的第 5位。在上述不良反应中，其中部分

8、原因源于人体遗传基因的多态性。通过检测 药物相关基因，可了解基因多态性与临床用药中产生的无效或不良反应的关系。本文就 近年来药物相关基因检测方面的研究与临床药物效应的关系进行了综述。1、药物作用与相关基因检测的关系药物进入机体经历吸收、分布、代谢和消除 4个过程后排出体外。进入体内的药物与其 相关的药物转运蛋白、药物代谢酶、药物作用靶点相互作用，完成药物的代谢和药效动 力学过程。编码这些代谢酶和靶点蛋白的基因和药物效应密切相关， 称为药物相关基因 这些基因发生变异，如基因缺失、单核酸多态性或基因重复等分子改变就可引起在药物 代谢酶、药物作用靶点和药物转运蛋白水平发生药物反应的遗传差异，从而导致

9、药物在 机体内的代谢和药效发生改变，影响到药物的治疗效果，甚至产生严重不良反应，这是 基因多态性造成的药物反应个体差异。人体内有许多基因，每个基因都存在一系列的突变，单一基因的突变对药物作用的效应 有影响，因而能使药物对患者产生有利、有害、甚至致命的反应。如HLA-B*1502基因与抗癫痫药物卡马西平的不良反应“史一约综合征”有密切关系。另有报道将基因检测用 于指导华法林的最佳使用剂量，由于患者对华法林的剂量反应个体差异很大，其中造成 出血不良反应的部分原因在于 CYP2C和VKORC基因变异。研究发现。携带其中至少 1 种基因变异的患者对华法林的反应更加敏感，因此美国FDA已经批准修改华法林

10、使用说明书，进行基因分型以指导华法林起始和维持治疗的最佳剂量。遗传基因多态性的存在可能是导致药物治疗中药效和不良反应的个体间差异的原因，因此预测药物疗效与不良反应的药物相关基因检测可使临床医生根据患者的个体化基因来 确定药物种类及剂量， 从而提高用药的有效性和安全性， 并减少药物治疗的费用和风险2、药物相关基因检测的方法及适合人群 21 药物相关基因检测的方法 随着人类基因组计划的顺利完成，以及后基因组各项计 划的开展和进行。通过药物相关基因的筛选和探针设计，以及临床验证，已经证实了药 物相关基因检测的可行性。目前常用的鉴定遗传变异的基因检测技术有：传统技术有高效的DNA测定手段如凝胶电泳，包

11、括聚合酶链反应、等位基因特异的扩增、荧光染色高通量基因检测等，利用这些 技术可检测一些与药物作用的靶点或与控制药物作用、分布、排泄相关的基因。当前国 际权威数据库承认的基因（SNP插入/缺失等）检测技术包括：DNA测序、基因芯片、Taq Man探针技术、单碱基延伸技术、链接酶扩增技术、单链变性凝胶电泳技术、限制性内切 酶多态分析技术等。近几年发展起来的以高度并行性、高通量、微型化和自动化为特点 的基因芯片技术及质谱分析作为基因检测的最新技术开始应用于药物基因组学研究。目前，个体化药物治疗的基因诊断芯片已经出现。2004年12月，美国FDA批准“ Amplichip 细胞色素P450基因分型试验

12、”的个体化治疗基因型诊断芯片应用于临床。我国中 南大学临床药理研究所 2003年开始研制个体化药物治疗基因型诊断产品， 现已在高血压 患者的药物治疗相关基因检测中应用。该产品是可检测多个药物代谢酶及受体的基因突 变点，并据此开发出指导个体化用药的基因芯片，只需患者2mL血液，便能够在8h内得到结果，并配合专用软件，向临床医生提供明确建议，医生可以根据患者个体基因型在 用药前选择药物及调整剂量。该研究所还建立了国内首家根据基因型用药的药物治疗咨 询中心，在我国率先启动了基因导向个体化药物治疗。22 药物相关基因检测的适合人群 通常需要长期甚至终身接受某种药物治疗的患者 （如 心血管药物、精神病药

13、物、消化道药物、抗病毒药物 ） ；有过严重药物不良反应史或家族 成员中有过药物不良反应的人；同时接受多种药物治疗的患者；经常接触有毒物质的患 者；使用某种药物效果一直不理想。病情控制不稳定的患者；某些特殊人群：儿童和老 年人等适合作药物相关基因检测。3 药物相关基因检测对临床合理用药的指导意义31 药物治疗作用敏感性与药物相关基因检测 药物靶点基因的多态性与药物的作用密 切相关，已发现 25 种以上药物靶蛋白的基因多态性影响药物效应。Enans等研究出有3种多态性类型(Argl6Gly、Gln27Glu、Thrl6411e)可改变 陶-肾上腺 素受体功能。具有16Gly多态性的哮喘患者，比具有

14、16Arg的患者对支气管扩张药沙丁 胺醇介导的受体下调脱敏感增加。 与16Gly纯合子相比，16Arg纯合子和16Arg杂合子对 沙丁胺醇的反应性分别高5倍和2倍。在P450酶系中，Furuta等研究证实奥美拉唑的药 动学和药效学与CYP2C19勺基因多态性存在着相关性。具有 CYP2C19*2W CYP2C19*3变 异的患者。 其奥美拉唑的血浆浓度较高， 药理作用较强。 具有单个变异等位基因或具有 2 个野生等位基因的患者与纯合子变异的患者相比，需要较高剂量的奥美拉唑才能起效， 符合基因剂量效应。在癌症治疗方面：金沅武等采用限制性片段长度多态性一聚合酶链式反应(PCR-RFLP方法检测16

15、2例接受铂类药物化疗的晚期非小细胞肺癌患者的DNA修复基因XPD和XRCCl的基因多态性，比较不同基因型对化疗敏感性的影响。携带Asn/ Asn基因型患者的化疗失败风险是至少携带一个 Asp等位基因(Asp/Asp和Asp/Asn基因型)个体的3倍，而携 带Arg/Arg基因型患者的化疗失败风险是至少携带一个Trp等位基因(Arg /Trp和Trp/Trp基因型)个体的2倍，二者联合多态性分析发现，携带 Asp/Asp和Arg/Trp基因 型的患者化疗有效率最高，提示 DNA修复基因多态性可以预测晚期非小细胞肺癌患者对 铂类药物的化疗敏感性。史美祺等报道 XRCC基因多态性与晚期肺癌对铂类药物

16、为基础 的化疗敏感性相关，检测XRCC 基因型可以预测晚期肺癌化疗的敏感性；陆建伟等报道 MTHFRS因C677TA1298C基因型多态性可以预测以氟尿嘧啶(5-FU)为基础化疗方案治疗 晚期消化道癌的疗效和毒性。 此类研究表明检测癌症患者的基因型具有较好的临床意义。在咼血压治疗方面：陈改玲等研究了缓激肽B2受体基因启动子一 58T/C等位基因在原 发性高血压患者中的分布频率及其多态性与血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)降压疗效之间的关系。选择283例12级原发性高血压患者，给予ACEI咪达普利或贝那普利治疗6 周，观察降压疗效。采用聚合酶链反应(PCR)结合单链构象多态性(SSCP)方法检测

17、缓激肽 B2受体基因型。发现该研究中3种基因型频率分别为CC26.5%,TC61.5%,TT 12.0%， 等位基因频率为C，T 0 ACEI治疗后，CC TC和TT组收缩压下降值分别为(10. 911. 8)lmmHg， (15. 910. 7)mmH，g (15. 113. 2)mmH；g 舒张压下降值分 别为(8. 7土6. 0)mmH，g (8. 95. 9)mmH，g (11. 25. 5)mmH，g 3组之间比较均有统 计学差异(Pvo. 01)。因此得出结论，缓激肽 B2受体基因启动子一 58T/C多态性与原 发性高血压患者ACEI降压疗效相关。携带T等位基因的患者血压下降幅度较

18、大。于运福 等报道缓激肽Bl受体1098A/G多态性与原发性女性高血压患者服用 ACEI类药物的收缩 压降低相关。携带G等位基因的患者卡托普利降压疗效优于野生型携带者；吴寿岭等报 道a内收蛋白基因多态性与氢氯噻嗪的降压疗效相关，TT基因型患者的降压疗效最显着。 以上研究结果表明，在高血压患者治疗中，根据不同的基因型选择不同的降压药可以取 得良好的降压效果。还有许多心血管病治疗药物，如地高辛、抗凝药、抗心律失常药、调脂药等，个体有效 治疗剂量存在相当大的差异，药物反应的遗传多态性是产生这些差异的主要原因之一。 Mulder等研究分析了 88名高脂血症患者CYP2D基因型和辛伐他汀降脂作用以及不良

19、反 应发生的关系，携带CYP2D(缺陷性等位基因患者每毫克辛伐他汀降低血清胆固醇的作用 是野生型纯合子的 2倍，而携带重复等位基因患者每毫克辛伐他汀降低血清胆固醇的作 用仅为野生型纯合子的 110。5 位携带 2个缺陷性等位基因的患者中有 4 位发生严重不 良反应而停药， 28例携带 1个缺陷性等位基因的患者中有 13 例由于不良反应而停药。 该 研究说明，CYP2D6勺基因型可以帮助预测辛伐他汀的疗效和不良反应。研究表明，通过检测对药物治疗作用具有敏感性或抵抗性的患病人群的基因，可作为同 病种不同患者用药时的参考指标。32 药物不良反应与药物相关基因检测药物不良反应与药物基因多态性相关。目前

20、已先后发现多种药物代谢酶遗传多态性，这些代谢酶包括细胞色素P450氧化酶CYP2D、CYP2C19 CYP2C9 N乙酰基转移酶2、巯嘌呤甲基转移酶等。同时，P糖蛋白、有机阴离 子转运蛋白0ATP2C等转运体以及5一羟色胺受体等对药物临床治疗具有显着影响的多态 性变异及其机制也被陆续阐明。Phillips 等进行了一项对比研究，发现在常引起不良反应的 27 种药物中 59的药物是 由一种或一种以上呈多态性的药物代谢酶所代谢 (发生在代谢酶活性下降或失活的慢代 谢者)，说明药物不良反应确实与代谢酶基因多态性有关联。人体肝脏中药物代谢主要的 CYP异构体有CYP1A2 CYP2C、CYP2C1、C

21、YP2D侨口 CYP3A4除每种 CYP表达各不相同 外，某些CYPs的表达是多态酶，女口 CYP2C9CYP2C1和CYP2D6人体中各种多态酶对药 物代谢有显着差异，可使部分人群治疗无效或产生不良反应。CYP2C19与 CYP2D6相比,CYP2C1代谢药物种类虽少但临床较为常用。CYIP2C19代谢的心血管药物有普萘洛尔、美托洛尔、普罗帕酮、沙坦类降压药等，CYP2C1多态性引起的药物代谢差异在亚洲人所 占比例为 1823，而西方人仅占 215。目前至少已确定 6种有缺陷的等位基因， 其中CYP2C1932(681GA) CYP2C1933(636 GA分别造成错误的剪切位点和过早的终止

22、 密码子，是 2种最常见的缺陷型等位基因。具有这种基因型的患者，服用上述药物时， 酶的失活会导致血药浓度过高，从而增强药物不良反应。还有研究表明，HTR2(基因启动 区一 759C/T单核酸置换多态性与抗精神病药物利培酮或氯丙嗪治疗导致汉族精神分裂 症患者体质量增加相关联，而一 759C/ T单核酸置换是防治和限制体质量增加的基因保 护因素；瘦素基因启动子区一 2548G/A多态性可能与长期使用抗精神病药物的精神分裂 患者发生糖尿病存在关联；拉米夫定有抑制乙型肝炎病毒复制的作用，但长时间服用可 引起乙型肝炎病毒发生基因突变，影响治疗效果。研究结果提示，如果能对患者先进行药物相关基因检测，再开处

23、方，就可对患者实施个 体优化治疗，减少不良反应的发生。33 致病基因多态性与药物相关基因检测与疾病发生有关的基因多态性对药物效应也有影响，如载脂蛋白E(ApoE)基因多态性和老年性滞呆(AD)患者对胆碱脂酶抑制剂他克林 治疗的反应相关。ApoE在不同类型细胞间胆固醇和磷脂转运的调节中起重要作用，人类 ApoE为多态蛋白。ApoE4与散发性和迟发性AD相关。且在具有胆碱能功能障碍的 AD患 者中有重要作用，因而携带ApoE4的AD患者以胆碱脂酶抑制剂治疗时效果比 ApoE4阴性 的AD患者差。与疾病相关的代谢酶基因多态性可引起药物代谢能力改变，如果患者存在 与所患疾病相关的药物代谢酶基因多态性，

24、那么相应的药物代谢能力受到了影响，在临 床上应注意剂量的调整。疾病状态下参与药物I相代谢的人干细胞色素P450活性和基因 表达可有显着改变，多数情况呈下调状态，能引起药物清除减慢和不良反应的发生，少 数情况呈上调状态。药物U相代谢酶的活性也可改变。34 药物的相互作用与药物相关基因检测在联合用药时，某些药物的代谢途径可能受到相同CYP异构酶的催化，影响联合用药的药物代谢，或使药物的药动学性质发生改变， 产生不良反应，或使治疗失败。刘昭前等研究结果表明，CYP2C1和CYP2C是催化氟西汀N-去甲基代谢的主要CYF酶，而CYP2C1和CYP3A4是催化氟西汀0-脱烷基代谢的主 要CYF酶；进一步的研究还证明，CYP2C19多态性对氟西汀体内N-去甲基代谢和体外0- 脱烷基代谢的催化作用均呈底物剂量依赖性和基因剂量效应。当具有CYP2C1或 CYP2C9酶诱导或酶抑制物与氟西汀联合用药时，这些药物可以通过影响氟两汀的氧化代谢而改 变氟西汀在人体内的药动学及疗效。目前临床上已发现能与氟西汀发生药物相互作用的 常用药物包括：抗惊厥类药物（卡马西平、苯妥英），B受体阻断药（美托洛尔），抗凝药（华 法令），苯二氮草类（地西泮、阿普唑仑 ），抗组胺药（特非那定）和三环类抗抑郁药。另外，基于孕烷受体（PXR）调控C