基因检测与用药

1、基因和用药指导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

2、药也是有讲究的。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，基因是伴随我

3、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个人因高血压而和世长 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 何沖药无效，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 压药

4、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ALDH2rs67

5、1突变基因的个体，即WMGA） 和MM （AA）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流右。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的患者中更容易发生。20

6、07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 常规的幵处方。医生在幵处方

7、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6. 7%）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0. 3%），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，其中部分原因源于人 体遗传基因的多态性

8、。通过检测药物相关基因，可了解基因多态性和临床用药中 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和临 床药物效应的关系进行了综述。1、药物作用和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 物和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，从而导致药物在机体内的代谢和药效发生

9、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基因和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爭口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使用说明书，进行基因分型以指

10、 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，因此预测药物疗效和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2. 1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«定手段如 凝胶电泳，包括聚合酶

11、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和药物作用的靶点或和控制药物作用、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：DNAW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使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”的个

12、体化治疗基因型诊断芯片使用 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使用。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。2.2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、精神病药物、消化道药物

13、、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3.1药物治疗作用敏感性和药物相关基因检测药物靶点基因的多态性和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、GIn27Glu、Thrl6411e)可改变B 2- 肾上腺素受体功能。具有16Gly多态性的哮喘患者，比具有16Arg的患者对支气 管

14、扩张药沙丁胺醇介导的受体下调脱敏感增加。和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和CYP2C1的基因多态性存在着相关性。具有CYP2C19*2 CYP2C19*3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和纯合子 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162例接受铂类药物化疗的晚期非小细胞肺癌患者

15、的DNA修复基因XPD和 XRCC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基因多态性和晚期肺癌对铂类药物为基础的化疗敏感 性相关，检测XRCC基因型

16、可以预测晚期肺癌化疗的敏感性；陆建伟等报道MTHFR 基因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。在高血压治疗方面：陈改玲等研究了缓激肽B 2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和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)方法检测缓激肽B 2受体基因型。发现该研究中3种

17、基因型 频率分别为CC 26 5%, TC 61. 5%, TT 12. 0%,等位基因频率为 C 0.59，T 0.41 0 ACEI治疗后，CC TC和 TT组收缩压下降值分别为(10 . 9± 11.8)l'mmHg, (15.9土 10.7)mmHg(15.1土 13. 2)mmHg舒张压下降值分别为(8 .7 土 6.0)mmHg (8.9± 5. 9)mmHg(11 . 2± 5. 5)mmHg3 组之间比较均有统计学差异(P<o. 01)。 因此得出结论，缓激肽 B 2受体基因启动子一 58T/C多态性和原发性高血压患 者ACEI降压疗

18、效相关。携带T等位基因的患者血压下降幅度较大。于运福等报 道缓激肽Bl受体1098A/G多态性和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和氢氯噻嗪的降压疗效相关，TT基因型患者的降压疗效最显著。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C

19、YP2D基因型和辛伐他 汀降脂作用以及不良反应发生的关系，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1/ 10o 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。3. 2药物不良反应和药物相关基因检测药物不良反应和药物

20、基因多态性相关。 目前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CYP2D6 CYP2C1、CYP2C、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著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和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 CYP2C9C

21、YP2C1SCYP2D和 CYP3A4 除每种CYP表达各不相同外，某些 CYPs的表达是多态酶，女口 CYP2C9 CYP2C19 和CYP2D6人体中各种多态酶对药物代谢有显著差异，可使部分人群治疗无效 或产生不良反应。CYP2C19和 CYP2D相比，CYP2C19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18. 23%，而西方人仅占2. 15%。目前至少已确定6种有缺陷的等位基因，其 中CYP2C1932(681G>A) CYP2C1933(6363&g

22、t;A分别造成错误的剪切位点和过早的 终止密码子，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，HTR2CS因启动区一 759CZT单核酸置换多态性和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多态性可能和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

23、对患者先进行药物相关基因检测，再开处方，就可对患 者实施个体优化治疗，减少不良反应的发生。3.3致病基因多态性和药物相关基因检测和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和散发性和迟发性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。和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

24、和所患疾病相关的药物代谢酶 基因多态性，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。 疾病状态下参和药物I相代谢的人干细胞色素P450活性和基因表达可有显著改 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。3. 4药物的相互作用和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，CYP2C19 和CYP2C是催化氟西汀N-去甲基代谢的主要 CYF酶，而CYP2C1和 CYP3A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，CYP2C1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CYP2C酶诱导或酶抑制物和氟西汀联合用药时，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和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（P