华法林药物相关基因组学研究进展

史 佩，王 楠*，杨立霞

（甘肃省人民医心血管内科，甘肃 兰州 730000）

读者・作者・编者

华法林药物相关基因组学研究进展

史 佩，王 楠*，杨立霞

（甘肃省人民医心血管内科，甘肃 兰州 730000）

临床上血栓栓塞性疾病的长期抗凝治疗是一个重要问题，目前华法林是需要长期抗凝治疗患者的最常用药物，据统计，全球有数百万患者在使用华法林，使卒中的相对危险度降低64%，全因死亡率降低26%。但是，由于华法林治疗窗窄、剂量变异性大、需要实验室频繁监测等原因使其应用率降低，华法林相关的药物基因多态性是引起剂量差异的其中因素之一，如何通过检测华法林的基因多态性来评估个体差异选择和调整合适的剂量，本文就药物华法林主要相关基因CYP2C9（cytochromeP4502C9）和VKORC1（vitamin K epoxide reductase complex 1）的检测指导临床对其合理应用做一综述。

华法林；CYP2C9基因；VKORC1基因；基因多态性

华法林是全球较为大量使用的香豆素类抗凝药物，临床上常用R和S华法林的消旋混合物，如深人工心脏瓣膜置换术、静脉栓塞、心房颤动、髋关节置换术等患者。当前全球患有风湿性心脏病的人有数千万人，并且每年的增长速度惊人，达百万。所以随着风湿性心脏病（RDH）的进展，这些病人需要行人工心脏瓣膜置换术，术后服用华法林进行抗凝是一定的。但华法林有个体差异的存在，能达到20倍左右[1，2]，所以临床上常规性地给药引起不适反应的风险明显增高。

临床常以凝血酶原时间（PT）及国际标准化比率（international normalized ratio，INR）作其抗凝的监测指标。华法林在临床应用当中，个体差异明显，并且疗效也有较大的差异，所以每位患者的具体剂量较难控制，可能很小剂量也导致血栓或出血事件的发生，这给患者带来精神与经济上的压力。根据美国食药监督管理局的统计数据来看，华法林是十大引起严重不适反应的药品之一。

近些年来，由于分子生物学的快速发展，影响着华法林的使用剂量是由于药动和药效学大量相关基因的多态性造成了上述的个体差异。CYP2C9基因*1，*2，*3等位基因，和VKORC1基因G-1639A、C1173T基因是最重要的两个基因。CYP2C9和VKORC1是被公众所认可的影响华法林稳态剂量最主要的两种基因，华法林稳态剂量差异的30%～40%是由于CYP2C9*3和VKORC1 1639G＞A多态性。FDA建议服用华法林药品的病人需要检测CYP2C9*3和VKORC1 1639G＞A基因型，因而合理地给出药剂量。并且华法林剂量还有十分明显的种族差异，黄种人平均剂量是3.0 mg/d，白种人4.5 mg/d，黒种人5.7 mg/d[3-4]。另外，抽烟、酗酒、共同用药、疾病等因素也会影响华法林剂量[9，10]。前瞻性研究表明，与传统的惯性给药相比，遗传药理学指向的剂量模型引导下的给药能显而易见的减少出血或栓塞等不适的反应，同时能够减少患者检测PT、INR的次数。

1 CYP2C9基因多态性与华法林的关系

细胞色素P4502C9（CYP2C9）是人类肝脏中的药物代谢酶系统之一，能够代谢多种通常药物。CYP2C9基因位于染色体的10q24.2上，含有9个外显子和8个内含子[5]，CYP2C9基因具有高度多态性，已明确命名34个等位基因，CYP2C9*1型（野生型）、CYP2C9*2（C430T，Arg144Cys）型和CYP2C9*3（A1075C，Ile359Leu）型是最常见的等位基因型。白种人CYP2C9*2型的发生率是＞10%的，但这种变异在亚洲人群中是十分地稀少。白种人中CYP2C9*3型突变的发生率波动在7.5%到10%之间，亚洲人中约3%左右。研究证实，CYP2C9*2型和CYP2C9*3型是因为基因的突变从而降低了CYP2C9酶的活性，使药物在体内的代谢途径收到影响，导致药物疗效及其毒性的个体差异[12]。研究发现CYP2C9*2和CYP2C9*3突变型与野生型相比对华法林的内源性清除率（Vmax/Km）分别要降低5和25倍。有报道CYP2C9*3突变型会减慢S-华法林的代谢功能，突变的患者易出现出血等并发综合症，因此突发的患者应减小摄入的华法林剂量[6-7]。

美国的一项回顾性研究对200名长期接受华法林治疗的患者进行随访，研究了CYP2C19*2和CYP2C9*3型突变与华法林治疗中的过度抗凝及出血事件的相关性。据研究可以看出，与野生型的患者比较，任何携带突变型的个体在治疗初时需要比较低的维持剂量，并且到达稳定剂量耗时更长（P=0.004）。与此同时，突发型的携带者更易发生抗凝过量的现象，同时有可能发生危及生命的出血事件。研究提示在用药前检测CYP2C9基因型有助于华法林用药剂量的调整并减少药物不良反应的发生。

黄种人中华法林代谢最主要与CYP2C9*1和CYP2C9*3有关。郑策等科研者研究了123名汉族正在服用华法林的患者，研究认为CYP2C9遗传多态性对华法林剂量和抗凝效果的影响显著，治疗初阶段抗凝过量的发生率及其达稳定剂量-效应关系的时间有较大的不同。并且研究指出，在给患者给药之前，及时筛查CYP2C9突变情况，从而帮助调整华法林剂量，能够明显减少不良事件的发生。

2 VKORC1基因多态性与华法林的关系

研究表明，凝血因子要通过维生素K依赖性羧化酶（γ-谷氨酸基羧化酶）的羧化作用才能成为有活性的凝血因子。华法林能够通过阻断维生素K还原，使凝血因子停留在没有抗凝血生物活性的前体阶段。在这个过程中，氧化耦联氢醌型维生素K，形成环氧型维生素K。氧化失活的维生素K与此类蛋白结合，进一步阻碍维生素K环氧化物转变成环氧型向氢醌型。体内环氧型维生素K被还原为氢醌型维生素K由维生素环氧化物还原酶复合体（VKORC）完成，华法林通过抑制此酶而发挥作用。氢醌型维生素K必须还原成环氧型维生素K后，才能使维生素K依赖性凝血因子前体持续羧化成有活性的凝血因子。因此，维生素环氧化物还原酶复合体的编码基因VKORC1的基因多态性在影响个体和种族之间剂量差异的发挥着非常重要的作用。

野生型VKORCl*1、*4（6009 C＞T）、*2（6853G＞C）和*3（9041G＞A）为VKORCl的主要单倍体。亚洲人中的主要单倍体是VKORCl*2，很多研究可以证明华法林抗凝效果与-1639G＞A多态性和1173C＞T多态性密切相关，不同的基因型患者所需华法林剂量差异十分明显[8-9]。华法林个体剂量的50%，两个基因的测定能够有效地指导临床用药，可以从VKORC1-1639G＞A或1173C＞T和CYP2C9基因多态性得出。

通过研究表明，患者中AA（n=83）基因型所需剂量低于AG或GG基因，AA基因型分布在VKORC1启动子的多态性（-1639G＞A）的华法林敏感的患者11例中，AG型或GG型分布在华法林抵抗的5个患者当中。另外报道指出，在华人和高加索人之间AA基因型的频率分布也不同[10]。AA纯合子基因型在华人中占82.1%；而高加索人，AA纯合子基因型频率为14.2%。这可以看出，基因型频率，在两个种族间的差异与临床上发现的华法林维持剂量差异是一致的，因此VKORC1基因多态性可能是导致人群差异的主要原因。D’Andrea等，发现了VKORC1的两个单核甘酸多态性，1173C＞T和3730G＞A（3’非翻译区）。研究发现1173CC基因型患者的平均华法林剂量（6.2 rng）较CT型患者（4.8 mg，P=0.002）和TT型患者（3.5 mg，P＜0.001）显著增高。另外，报道指出，VKORC1和CYP2C9也说明了1/3的华法林剂量存在着个体的差异。

3 药物基因组学指导华法林剂量

华法林的准确剂量较难控制，小剂量起不到抗凝的作用，大剂量会导致不良反应的发生。国际华法林药物基因组学联合会（The International Warfarin Pharmaeogenetics Consortium）通过大量数据制订出了华法林的剂量运算法，明显优于传统的固定剂量方案[11]。人口统计学，华法林的需要量与CYP2C9和VKORCl基因的变异之间有较大的关联性。联合会由21个研究组构成，有以华法林治疗患者4043例的临床与基因学分析资料，得出CYP2C9*3、CYP2C9*2和7个VKORCl基因的SNPs（Some singlenucleotide polymorphisms）。实验分别对3组不同剂量的患者进行测试，研究指出，药物基因组学指导的华法林剂量调整对大剂量和小剂量需求患者的准确用药大有裨益。

Anderson[12-14]等研究者，开展了药物基因组学指导华法林剂量调动的随机双盲研究，药物基因组检测CYP2C9*2、CYP2C9*3和VKORCl C1173 T的基因型，随机分配测试者为药物基因组（n=101）和标准剂量组（n=99），根据患者的年龄、性别和体质量和3种变异基因调动华法林剂量，并常规监测INR。研究发现，药物基因组学能较准确地检测出需要大剂量的野生型基因，和需小剂量的变异基因携带者。2组超出INR比例没有明显的差异；但是野生型基因携带者与多变异基因携带者之间，超出INR比例存在明显的差异（标准剂量组：39%；药物基因组：29%；）。这样就能够精确地预测稳态剂量，从而减少调整剂量的频率及幅度。所以研究表明，药物基因组学与临床因素部分两者相辅相成，能显著地提高华法林初始剂量预测的准确性和有效性。

研究华法林多效应和CYP2C9和VKORC1基因多态性它们的关系，华法林的给药剂量计算，可以看出它的应用前景十分广阔，更明确地研究可以确立一个最佳的给药方案出来，不但可以提高药品使用的安全性，在补救常规用药中，通过出现不适的反应再调整剂量的不足，为将来临床个体化给药开辟出了一个新方法。

[1] Caldwell,M.D,et al.Evaluation of genetic factors for warfarin dose prediction[J].Clin Med Res,2007,5(1):8-16.

[2] Klein,T.E,et al.Estimation of the warfarin dose with clinical and pharmacogenetic data[J].N Engl J Med,2009,360(8):753-764.

[3] Zhu, Y,et al.Estimation of warfarin maintenance dose based on VKORC1(-1639 G＞A)and CYP2C9 genotypes[J].Clin Chem,2007,53(7):1199-205.

[4] Bazan,N.S,et al.Factors affecting warfarin dose requirements and quality of anticoagulation in adult Egyptian patients: role of gene polymorphism[J].Ir J Med Sci,2014,183(2):161-172.

[5] Mahtani, K.R,et al.Optimal loading dose of warfarin for the initiation of oral anticoagulation[J].Cochrane Database Syst Rev,2012,12:85.

[6] 郑红艳,宋 杰.CYP2C9和VKORC1基因多态性对华法林剂量的影响[J].医学综述,2011,(02):178-180.

[7] Klein,T.E,et al.Estimation of the warfarin dose with clinical and pharmacogenetic data[J].N Engl J Med,2009,360(8):753-764.

[8] Fung,E,et al.Effect of genetic variants, especially CYP2C9 and VKORC1,on the pharmacology of warfarin[J].Semin Thromb Hemost,2012,38(8):893-904.

[9] Hernandez,W,et al.Novel SNP in CYP2C9 is associated with changes in warfarin clearance and CYP2C9 expression levels in African Americans[J].Transl Res,2015,165(6):651.

[10] Kawai,V.K,et al.Genotype and risk of major bleeding during warfarin treatment[J].Pharmacogenomics,2014,15(16):1973.

[11] Zhang,Y.N,et al.[Gene polymorphism of CYP450 2C9 and VKORC1 in Chinese population and their relationships to the maintaining dosage of warfarin[J].Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi,2010,31(2):218-222.

[12] Botton,M.R, et al.Influence of genetic, biological and pharmacological factors on warfarin dose in a Southern Brazilian population of European ancestry[J].Br J Clin Pharmacol,2011,72(3):442-450.

[13] Yang,L,et al.Impact of VKORC1 gene polymorphism on interindividual and interethnic warfarin dosage requirement--a systematic review and meta analysis[J].Thromb Res,2010,125(4):59-66.

[14] Takeuchi,F,et al.Evaluation of pharmacogenetic algorithm for warfarin dose requirements in Japanese patients[J].Circ J,2010,74(5):977-982.

本文编辑：吴宏艳

Research progress in genomics of warfarin

SHI Pei, WANG Nan, YANG Li-xia
(Department of extracardiac,Gansu Provincial Hospital,Gansu Lanzhou 730000,China)

Anticoagulant therapy for a long time clinically on the thromboembolic disease is an important problem,warfarin currently is the most commonly used drug for patients who are needed an anticoagulant therapy for a long time.According to statistics,for the millions of patients all over the world,the relative risk of stroke is reduced by 64% and the gogbal mortality by 26% after the use of warfarin.However,its application rate is decreased for the narrow therapeutic window,large dose variability,frequent laboratory monitoring and so on.In this paper,the test of mainly related genes CYP2C9 and VKORC1 about warfarin,assessment of individual differences and adjustment and application on dosage are reviewed with a view to providing guidance basis for clinical rational use.

Warfarin;CYP2C9;VKORC1;Gene polymorphism

R973.2

A

ISSN.2095-6681.2016.30.020.03

王楠（1973—），女，博士，硕士生导师