CYP2C19基因多态性检测与临床个体化用药

  肝脏是人体重要的解毒器官，许多药物都经肝脏代谢，细胞色素P450 (cytochrome P450 )是主要的肝细胞Ⅰ相代谢酶之一。在CYP2C亚家族中，CYP2C19亚型对药物反应起着关键性的作用，因为它们的活性存在显著的个体差异，表现为遗传多态性，从而产生血药浓度的个体差异。CYP2C19酶广泛分布于肝、肾、脑、皮肤、肺、胃肠道及胎盘等组织器官，主要在肝脏。其参与多种外源性物质代谢如：药物、酒精、抗氧化剂、有机溶剂、染料、环境污染物质等。从理论上讲，所有的药物代谢酶都具有遗传多态性。绝大多数药物代谢酶的多态性是一种单基因多态性，是由于同一基因位点上具有多个等位基因引起的。遗传学的改变使CYP450酶表现出遗传多态性，并且具有明显个体、种族或地域差异。

  等位基因编码的代谢酶具有不同的代谢能力：正常野生型表现为快代谢型(EM)；绝大多数突变型等位基因，因碱基的突变、插入或缺失而造成酶代谢能力降低，表现为慢代谢型(PM)，这对治疗的个体反应和药物毒副作用都产生重要影响。
  一、CYP2C19基因多态性
  CYP2C19至少存在14种突变基因和18种等位基因突变。编码正常酶活性的基因是CYP2C19*1，CYP2C19等位基因主要是*1，*2，*3……*17。而CYP2C19*2和CYP2C19*3等位基因占东方人弱代谢表型(PM)的99％以上。*2，*3等位基因编码的酶无活性，CYP2C19*2 等位基因变异的外显子5第681位处的碱基发生变异(G/A)形成了一个异常剪接点，使得转录时在外显子5的始端丢失了40个碱基对(643-682bp)，从而在翻译时丢失了215-227位氨基酸，使215位氨基酸开头的阅读框架发生移动，因此在215位氨基酸下游第20个氨基酸处提前产生1个终止密码，使蛋白合成过早被终止，结果使这一截短的含234个氨基酸的蛋白质丧失了催化活性。由此导致的慢代谢在中国人中的发生率约为30%。CYP2C19*3等位基因是在外显子4第636位发生G/A突变，产生了提前的终止密码，蛋白合成终止，使CYP2C19酶活性丧失。通过该酶代谢的药物（如质子泵抑制剂，抗惊厥药等）随患者基因型不同，其疗效和副作用也有明显不同。
  应用基因芯片技术，对CYP2C19基因的636位和681位突变位点进行分析。通过试剂盒提取全血细胞的基因组DNA, 分别通过PCR对CYP2C19*1、*2、*3多态位点目标片段扩增，再与基因芯片上的探针进行杂交，对芯片扫描并进行基因分型。
  基因图谱
  代谢类型基因型与药物相关性
  快   *1/*1(636GG,681GG)
  1，氯吡格雷抵抗
  2，苯妥英及丙戊酸
  3，质子泵抵制剂
  4，伏立康唑
  中   *1/*2(636GG,681GA）
  中   *1/*3(636AG,681GG)
  慢   *2/*2(636GG,681AA)
  慢   *2/*3(636AG,681AG)
  慢   3/*3(636AA,681GG)
  CYP2C19基因多态性对酸相关性疾病及幽门螺杆菌感染的治疗疗效、慢性肝病及肝移植患者的药物选择、抗癫痫药物及抗抑郁药物剂量的调整以及肿瘤高危性的判断、免疫抑制剂不良反应的大小等均有影响。
  1.1 CYP2CI9基因多态性与氯吡格雷抵抗
  氯吡格雷（波立维）是目前世界范围内使用最广泛的噻吩吡啶类抗血小板药，用于急性冠脉综合征、冠脉支架术和冠心病的一级二级预防，可以减少心血管疾病患者心脏病发作、卒中以及死亡的风险。氯吡格雷是一种前体药物，在体外无活性，口服后必须在体内经肝脏细胞色素P450代谢为有效活性产物（此产物至今仍未明确）才能发挥其抗血小板聚集的作用。
  美国FDA发布警告，要求在波立维包装上附加“黑格标签”方可出售，以示提醒。由于波立维若代谢者达不到药物应有的疗效，FDA建议药师可以通过检测CYP2C19的基因型来了解患者波立维的代谢能力，??? 对于波立维弱代谢者可给患者选用其它抗凝血药物。
  1.2 CYP2C19基因型与苯妥英及丙戊酸血药浓度关系的研究
  苯妥英(phenytoin，PHT)是临床上常用的抗癫痫药物，具有亲脂性，进入人体后经I相反应进行生物转化后，由肾脏和肝脏排出体外。苯妥英代谢受CYP2C9和CYP2C19基因调控。其研究结果显示CYP2C19*2和CYP2C19*3与苯妥英的代谢缺陷关系密切，是苯妥英的关键代谢酶。
  丙戊酸是临床上常用的抗癫痫药之一，其血药浓度、疗效、不良反应个体差异性很大，是临床需要治疗药物监测的药物之一。
  1.3 CYP2C19基因多态性与奥美拉唑临床疗效相关性
  质子泵抑制药(PPIs)体内主要经CYP2C19代谢，其次是CYP3A4代谢。CYP2C19基因型与奥美拉唑临床疗效研究发现，奥美拉唑合用阿莫西林等抗生素治疗幽门螺旋杆菌感染性消化道溃疡患者，PM和EM杂合子愈合率明显高于EM 纯合子。
  1.4 CYP2C19基因多态性与伏立康唑
  伏立康唑是一种广谱的三唑类抗真菌药，与目前国内市场上的抗真菌药相比，具有高效低毒的特点。伏立康唑通过细胞色素P450同工酶代谢，包括CYP2C19，CYP2C9和CYP3A4。这些酶的抑制剂或诱导剂可以分别增高或降低伏立康唑的血液浓度。伏立康唑进入人体后，EM与PM血液浓度差异显著，PM常规剂量可能出现毒副反应，此时应考虑减小剂量；EM和IM应考虑给予常规剂量，根据疗效小幅增、减剂量；给予常规剂量，若EM出现毒副反应或PM疗效不佳时，均应考虑换药。
  二、基因多态性与个体化用药
  目前 ，用基因检测方法可帮助了解患者的基因型，根据基因多态性选择药物和调整剂量可达到疗效最大、不良反应最少及费用最低的效果。目前对多种肝脏代谢酶已有较深的了解 ，对药物的代谢途径及相关基因也有较确切的研究 ，但仍存在很多问题有待进一步探讨，如:根据不同基因型制定恰当的药物剂量选择范围；联合用药时的给药方法 ；不同程度疾病患者不同时期药物的剂量调整等。相信不远的将来,基因检测将广泛用于临床并成为临床治疗的重要辅助手段。
  目前即将获得国家食品药品监督管理局批准用于临床检测的基因产品有华法林相关基因检测、四氢叶酸还原酶基因检测等。
  二、ALDH2基因多态性对硝酸甘油和酒精代谢的影响：
  2.1 硝酸酯酶与乙醛脱氢酶对硝酸甘油和酒精代谢的影响
  硝酸酯酶
  硝酸甘油→→→→→一氧化氮（扩管）
  乙醛脱氢酶
  酒精→乙醛（肝脏损伤）→→→→→二氧化碳+水
  2.1.1 ALDH2基因多态性与硝酸酯酶活性及乙醛脱氢酶活性的关系
  1.ALDH2基因多态性与硝酸酯酶活性
  ALDH2基因型    硝酸酯酶活性    用药建议
  Glu504Glu        100%         可用硝酸甘油
  Glu504Lys        8-15%        不用或慎用硝酸甘油
  Lys504Lys        6-7%         不用硝酸甘油
  2.ALDH2基因多态性与乙醛脱氢酶活性 
      ALDH2基因型  乙醛脱氢酶活性   对酒精解毒能力
  Glu504Glu             100%               好
  Glu504Lys             13-14%            差 
      Lys504Lys                2%              很差
  2.2华法林相关基因检测
  华法林（warfarin）是一种香豆素类口服抗凝血药，是治疗许多心血管疾病（如深静脉血栓、心房纤颤、心脏瓣膜置换及肺栓塞等）的一线药物，在全世界被广泛应用。但华法林在临床使用过程中，临床疗效和不良反应个体差异很大，剂量很难掌握，即使很小的剂量也可能会导致血栓或出血。多项研究发现，华法林体内代谢酶相关基因CYP2C9和作用靶点基因VKORC1的多态性造成了个体对华法林敏感性的差异，影响了华法林的安全有效使用。华法林敏感性基因检测可以从体外定性检测从病人外周血提取的基因组DNA中CYP2C9和VKORC1的基因多态性，为临床鉴别患者对华法林药物的敏感性提供帮助。
  2.3四氢叶酸还原酶基因检测：
  2.3.1 指导孕妇合理补充叶酸
  参照《中国居民膳食营养素参考摄入量》和美国疾病控制预防中心（CDC）建议，推荐孕期每天补充400微克叶酸，将显著降低患儿的出生缺陷。
  对于MTHFR CT型，尤其是TT型孕妇，建议增大每日叶酸补充剂量并延长补充时间，但每日叶酸最高摄入量不宜超过1000微克，此外还应加强膳食中叶酸的摄取。对于CC型孕妇，只需按推荐剂量每日补充400微克叶酸即可。
  2.3.2 揭示脑卒中和冠心病发病风险，对风险人群具有预防意义

  北京大学第一医院对1996年至2006年国际医学界有关“补充叶酸防治脑卒中疗效”研究的汇总分析发表在《柳叶刀》（Lancet）杂志上。研究结果显示，补充叶酸在脑卒中的一级预防中，可降低脑卒中风险25%（西方国家）到37%（中国）。另外，常人每天补充叶酸0.5～5.0毫克，心梗病人每天补充2.5～10毫克，半月后可使血中同型半胱氨酸水平下降20%～50%，可有效预防冠心病。

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