基因多态性对地高辛代谢影响的研究进展*

王 磊，沈纪中，葛卫红，陈丁丁**

1中国药科大学，南京 210009；2南京大学医学院附属鼓楼医院，南京 210009

地高辛属强心苷类药物，主要用于治疗各种伴有心力衰竭的心脏疾病，对伴有水肿的充血性心力衰竭、早搏及心房纤维性颤动、室上性心动过速等尤为有效。但鉴于其治疗窗较窄，有效血药浓度接近中毒浓度，临床应用时极易出现不良反应。不同患者口服地高辛后，血药浓度存在较大的个体差异，常规剂量对于某类患者，可能达不到治疗疗效；而对于另一类患者，则可能引起药物过量中毒。

伴随着遗传药理学及药物基因组学的的发展，从基因的角度来解释药物效用及不良反应的个体差异，进而开展以基因为导向的个体化治疗，日渐成为临床医生的共识。检索国内外现有与地高辛相关的基因研究发现，转运蛋白和药物代谢酶的单核苷酸多态性与地高辛的治疗疗效、不良反应密切相关[1]。

本文就影响地高辛代谢及作用的三个主要基因的单核苷酸多态性研究进行系统综述。其基因型、影响及临床相关情况具体见表1。

1 多药耐药基因（MDR1）多态性对地高辛代谢的影响

MDR1编码的P-糖蛋白（P-GP），是一个常见的转运分子，具有能量依赖性外排泵的作用，可将底物排出细胞，与许多药物的体内代谢相关[2]。LI YH等[3]体内外研究表明，P-GP在药物的吸收、分布、代谢、排泄以及药物的相互作用中发挥着重要作用。在Kurzawski M等[4]研究的77个心衰患者中，合用与未合用P-GP抑制剂患者的地高辛血清浓度（Cmin，ss） 分别为 0.868±0.348 及 0.524±0.281 （P＜0.02），两者有显著性差异；合用与未合用P-GP抑制剂的患者甲基地高辛血清浓度 （Cmin，ss）分别为1.280±0.524 及 0.908±0.358（P＜0.02），两者同样具有显著性差异。迄今，在MDR1中共发现近50个单核苷酸多态性（SNPs）及3个插入/缺失基因多态性[5]。MDR1基因多态性可对P-GP的表达产生影响，进而影响地高辛的血药浓度及生物利用度。

在MDR1基因多态性中与地高辛相关的基因型有C3435T及G2677T，通过分析发现，服用单剂量地高辛后，3435CC及2677GG基因型携带者的血药浓度比3435CT及2677GT基因型携带者和3435TT及2677TT携带者的浓度低[6]。对心衰病人研究[7]显示：MDR1 3435TT基因型携带者的地高辛平均血药浓度为（1.4061±0.674） ng·mL-1，略高于 CT及CC基因型携带者的地高辛平均血药浓度 [分别为（1.1659±0.806） ng·mL-1；（1.2306±0.383） ng·mL-1]；但通过单因素方差分析显示：MDR1 C3435T不同基因型之间地高辛血药浓度没有显著性差异；用线性回归分析年龄、性别、基因型、肌酐、用药剂量、转氨酶、总胆酸和总蛋白对地高辛血药浓度的影响显示，仅肌酐对地高辛血药浓度有显著性影响。而Verstuyft C等[8]从32名健康志愿者单剂量口服地高辛48小时后，测定MDR1 C3435T和G2677T/A单核苷酸多态性对地高辛的药代动力学影响显示：C3435T单核苷酸多态性与地高辛药时曲线下面积（AUC）之间有显著性差异（P＜0.05）。 TT 基因型携带者的血药浓度比CT和CC基因型携带者的血药浓度高约20%，并且48小时地高辛尿回收率较高。同样的观察结果也可以在G2677T/A基因型携带者中观察到，但无显著性差异。Kurata Y等[9]研究发现，在GG2677CC3435、GT2677CT3435及 TT2677TT3435基因型携带者中，地高辛的生物利用度分别为67.6%±4.3%、80.9%±8.9%和 87.1%±8.4%， 并且在GG2677CC3435及TT2677TT3435基因型携带者中有显著性差异（P＜0.05）。Comets E 等[10]研究发现，在C3435T单核苷酸多态性中，TT基因型携带者相对于CT、CC基因型携带者有较低的表观分布容积，可以从另一个侧面来解释，TT基因型携带者相对于CT、CC基因型携带者有较高的地高辛生物利用度。Sakaeda T[11]实验中发现，在单剂量口服地高辛达到稳态水平时，含有T等位基因的个体中地高辛的血药浓度水平较低。在0～4小时药时曲线下面积[AUC（0～4h）]分别为 4.11±0.57、3.20±0.49、3.27±0.58（ng·h·mL-1），在CC、CT及TT基因型携带者之间有显著性差异。在Johne A[12]研究中选取携带26号外显子野生型 3435C＞T（CC）、杂合型（CT）和纯合突变型（TT）的健康男性各8人，进一步研究MDR1基因多态性对地高辛血药浓度的影响，发现3435TT基因型携带者比 3435CC 基因型携带者的 AUC（0-4h）（P=0.042）及Cmax（P=0.043）的值高。对高加索人及日本人的meta分析[13]中显示，尽管TT基因型携带者的药峰浓度比CC基因型携带者的浓度高，但C3435T单核苷酸多态性对地高辛的 AUC（0-4h）及 AUC（0-24h）没有显著性影响。但分析种族因素发现，在CC基因型携带者中，高加索人口服地高辛的生物利用度要比日本人的低。这需要进一步研究MDR1对其底物的药动学的影响，而不是仅仅局限于C3435T单核苷酸多态性上。Bartnicka L等[14]在评价2677G＞A，T及3435C＞T多态性对地高辛唾液分泌影响中发现，2677G＞A基因型的患者中，地高辛刺激性唾液/血清浓度比值有显著性的不同 （TT，TA＞GT，GA＞GG，P＜0.01）。地高辛非刺激唾液/血清浓度比值在未合用P-GP抑制剂组患者中也有相同的趋势，这表明MDR1的多态性可影响唾液地高辛的分泌。

表1 三个单核苷酸基因多态性基因型、影响及临床相关情况

Neuvonen AM等[2]通过RT-PCR对112个已故的芬兰患者血样进行分析，研究MDR1单核苷酸多态性（3435C＞T、1236C＞T、2677G＞T）对地高辛浓度的影响，发现所有的单核苷酸多态性基因突变频率与已故患者的地高辛浓度成正相关，这表明MDR1多态性与死亡率的增加有一定的联系。此外还发现女性患者有较高的地高辛中毒的危险性。MDR1基因多态性对地高辛的消除也有不同的影响，TT2677TT3435基因型携带者比GG2677CC3435携带者的肾清除率约低32%，而GT2677CT3435基因型携带者的肾清除率介于两者之间。

2 有机阴离子转运多肽（OATP）1B3基因多态性对地高辛代谢的影响

有机阴离子转运多肽（OATPs）可表达于肠、肝、肾、脑等不同的组织，在药物的吸收、分布、代谢、排泄中起着重要的作用。OATP（SLCO）家族成员中，转运体发生自然突变所导致的识别及功能特征的变化是研究的焦点。由于此家族的底物多、分布范围广，改变转运特性或蛋白位点，可以对个体间药物疗效产生很大的影响。因此，分析编码转运蛋白基因突变的结果，可以更好地解释药物个体间差异，从而为个体化治疗提供科学依据[15]。

OATP1B3是肝脏的OATPs中唯一的转运地高辛的，主要表达于肝窦状隙外膜细胞[16]。有研究[17]已经发现，334T＞G、699G＞A 是 OATP1B3常见的单核苷酸多态性，而（1546G＞T）为罕见的非同义突变的单核苷酸多态性；这些多态性可导致转运功能及细胞定位的不同，从而对其底物的处置产生不同的影响。

在Tsujimoto M等[18]分析的79个病例中显示，在5′调节区缺失位置分别为（-28到-11）及（-7到-4）的两个缺失多态性基因是完全连锁的，T334G（Ser112Ala）及 G699A（Met233Ile）多态性也是完全连锁不平衡的；研究还发现，OATP1B3的两个缺失多态性位于翻译起始位点的上游区域，这种多态性可影响mRNA的稳定性；T344G和G699A分别位于跨膜区和胞外环，因此可对底物特异性产生影响。事实已经证明，T334G及G699A单核苷酸多态性可影响OATP1B3的底物磺溴酚钠和牛磺胆酸的亲和性，地高辛作为OATP1B3的底物，其药物代谢动力学是否受OATP1B3基因多态性的影响，仍须要进一步的证明。有研究显示，地高辛主要以原型从尿中排出，在透析的患者中，肝的清除率就会相应的升高。在完全连锁不平衡的两个缺失多态性（-28到-11以及-7到-4）基因与两个完全连锁不平衡的单核苷酸多态性（T334G及G699A）的血液透析的患者中进行研究[19]，口服地高辛62～72小时后检测血药浓度，分析OATP1B3基因多态性与波谷浓度/剂量（C/D）比值之间的关系。所得结果显示，缺失等位基因携带者的地高辛C/D值比插入纯合型等位基因携带者的值低，并且334T/699G等位基因携带者的C/D值比334G/699A等位基因携带者的值低，但没有显著性差异。而插入-突变等位基因携带者地高辛的 C/D 值 {平均值 121.8[（ng·mL-1）/（mg·week-1·kg-1）]，范围为 92.5～259.4[（ng·mL-1）/（mg·week-1·kg-1）]}明显高于其他组平均值{平均值 93.4[（ng·mL-1）/（mg·week-1·kg-1）]， 范 围 为 66.5～154.3[（ng·mL-1）/（mg·week-1·kg-1）]}。 虽然在此研究中患者的肾功能相似，但个体间地高辛消除率有7～8倍的差异，说明地高辛在个体间消除率是不同的，在一定程度上可以解释OATP1B3基因多态性及OATP1B3基因分型对地高辛血药浓度有不同的影响，从而对指导地高辛合理应用有潜在的帮助。

3 CYP3A基因多态性对地高辛代谢的影响

细胞色素P450在内源性及外源性物质的代谢过程中起着重要的作用[20]。CYP3A亚家族是细胞色素P450中含量最丰富的亚家族，参与60%以上药物在体内的代谢转化[21]。CYP3A4和CYP3A5是CYP3A亚家族中最重要的两种酶，CYP3A4表达于成人的肝脏和小肠中，CYP3A5表达于肝脏、小肠及肾脏中，参与许多药物的生物转化，从而对药物的代谢产生不同的影响。CYP3A4*18B和CYP3A5*3是CYP3A基因最主要的多态性基因，在中国人群中的突变频率都很高。CYP3A4*18B是已确定的CYP3A4单核苷酸中等位基因突变频率最高的位点，但其基因突变的意义还不清楚，可能对其底物的代谢产生影响[22]。CYP3A5*3在内含子3（6986A）的突变中可引起突变剪切，产生不稳定蛋白，使纯合子个体即CYP3A5*3/*3携带者不表达CYP3A5，且发生频率很高，种族间差异大，从而对药物代谢产生重要影响。有研究[23]认为，CYP3A5在药物的代谢中起更为重要的作用，导致个体间差异最重要的基因是CYP3A5，而不是CYP3A4。

CYP3A活性的差异，也会对地高辛的代谢产生影响，在Zhu B等[24]观察研究的中国人群中，发现CYP3A在女性中的活性是男性中的13倍。在第七版药理学教科书中一直认为地高辛是CYP3A的底物[25]。Salphatih L[26]研究发现CYP3A可以催化地高辛在小鼠的肝微粒体中依次转化为不同的物质。CYP3A亚家族的抑制剂可以抑制异羟基洋地黄毒苷2-洋地黄毒苷、异羟基洋地黄毒苷单-洋地黄毒苷的转化，抑制率达90%。同时还发现，地高辛在雌性及雄性小鼠的代谢也是不同的，在雌性个体中的代谢仅为雄性个体的8%。然而在在欧阳苍鸿[27]研究的 111例汉族人中，CYP3A4*1/*1组、CYP3A4*1/*18B组及CYP3A4*18B/*18B组地高辛的血药浓度分别为 （0.96±0.74） ng·mL-1、（1.17±0.70） ng·mL-1、（0.97±0.76） ng·mL-1， 各组之间无统计学差异 （P＞0.05）。 在 CYP3A5*1/*1 组 、CYP3A5*1/*3 组 及CYP3A5*3/*3组地高辛的血药浓度分别为 （1.13±0.87） ng·mL-1、 （1.11±0.61） ng·mL-1、 （1.01±0.75）ng·mL-1，CYP3A5*1/*1 组 的 血 药 浓 度 最 高 ，CYP3A5*1/*3组的次之，CYP3A5*3/*3组的最低，但各组之间无统计学差异（P＞0.05）。

4 小 结

地高辛治疗窗狭窄，个体间血药浓度差异较大，产生这种现象的深层机制十分复杂。基因组学的出现为药物代谢的研究开辟了一个新的领域，从个体所特有的基因信息角度来解释遗传变异对药物代谢动力学的影响，阐述个体间药物疗效的差异，具有深远的现实意义，对个体化治疗的实现也具有推动作用：使患者在获得最大疗效的同时，最大限度地减少甚至杜绝不良反应的发生。

伴随着药物基因组学的不断发展，基因多态性对药物代谢动力学的研究会不断深入，越来越多影响药物代谢的基因多态性也将被发现，从而不断推动个体化治疗的进程，最终为临床合理用药提供更为全面的科学依据。

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