基于房颤患者CYP2C9和VKORC1基因型、年龄、身高建立并评价华法林给药剂量计算公式

蒋年新，葛俊炜，鲜玉琼，黄少鹰，李岩松 (上海市第七人民医院，上海 200137)



基于房颤患者CYP2C9和VKORC1基因型、年龄、身高建立并评价华法林给药剂量计算公式

蒋年新，葛俊炜，鲜玉琼，黄少鹰，李岩松 (上海市第七人民医院，上海 200137)

摘要：目的基于房颤患者细胞色素P450 2C9(CYP2C9)和维生素K环氧化物还原酶复合体1(VKORC1)基因型、年龄、身高建立华法林给药剂量计算公式，并进行评价。方法122例房颤患者，应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性方法分析CYP2C9(rs1057910)和VKORC1(rs9923231)基因型，采用多元线性回归分析法依据CYP2C9和VKORC1基因型、年龄、身高建立华法林给药剂量计算公式。另选择60例房颤患者，随机分为对照组和实验组各30例。实验组按照华法林给药剂量计算公式的剂量给予，对照组给予华法林2.5 mg/d，均7 d，后根据国际标准化比值(INR)调整，直至达到稳定的华法林维持剂量，比较两组达到稳定的维持剂量所需的时间。结果华法林剂量=0.438-0.014 3×年龄+0.014 9×身高-0.324×CYP2C9×3+0.209×VKORC1，R2为0.564。实验组、对照组随访50 d，达到华法林维持剂量分别有26、19例，两组比较，P<0.05。实验组、对照组患者达到华法林维持剂量所需时间分别为(25.8±1.7)、(33.1±1.9)d，两组比较，P<0.05。结论建立了一个基于房颤患者CYP2C9和VKORC1基因型、年龄、身高的华法林给药剂量计算公式，根据该公式指导房颤患者的华法林治疗剂量能缩短达到华法林维持剂量所需的时间。

关键词：心房颤动；华法林；细胞色素P450 2C9；维生素K环氧化物还原酶复合体1；单核苷酸多态性

华法林是最常用的一种口服抗凝药物[1]，广泛应用于各种深静脉血栓、肺栓塞、人工心脏瓣膜、房颤的预防和治疗[2]。由于个体对华法林代谢的差异，华法林用量不足或过度可导致血栓或出血[3～5]。多种因素造成了华法林剂量反应的个体差异，尤其是遗传多态性[6]。许多研究[7]已经报道了与华法林药效学和药代动力学相关的各种基因多态性。细胞色素P450 2C9(CYP2C9)和维生素K环氧化物还原酶复合体1(VKORC1)的遗传多态性可能导致了30%～40%的个体间华法林剂量变异[8,9]。在华法林初始治疗期间，患者具有较大的抗凝过量和出血的风险，尤其在那些携带突变的CYP2C9等位基因的个体[10]。这些早期并发症主要是由个体对华法林负荷剂量反应差异引起的。因此，研究者们发展了许多华法林给药剂量计算公式来计算华法林维持剂量，从而改善华法林治疗的效应和安全[11]。但这些剂量公式也需要验证并评价其临床价值，且不同的族群具有不同的多态性频率[2]。因此，有必要根据检测到的遗传多态性建立华法林给药剂量计算公式，并评估其临床应用。本研究基于房颤患者CYP2C9和VKORC1基因型、年龄、身高建立华法林给药剂量计算公式，并进行评价。

1资料与方法

1.1临床资料选取2014年1月～2015年6月上海市第七人民医院的汉族房颤患者202例，其中男111例、女91例，年龄(42.3±7.1)岁。纳入标准：患者接受华法林治疗至少持续3个月；患者保持均衡的饮食，不吸烟、饮酒；患者没有应用任何可能会干扰华法林的药效学和药代动力学的药物；实验室检查显示患者没有肝肾功能障碍；华法林治疗中未发生出血或血栓形成并发症。202例房颤患者按照入院前后顺序分为队列1(122例)和队列2(60例)。队列1用于估计华法林给药剂量计算公式，队列2用于评估公式预测的华法林剂量在房颤患者临床治疗的可行性。本研究由上海市第七人民医院伦理委员会批准，操作符合赫尔辛基宣言。研究得到每个患者的知情同意。

1.2 华法林给药剂量计算公式的建立及评价方法收集并记录每个房颤患者的年龄、性别、身高、体质量、华法林维持剂量等。所有房颤患者均接受胸部X线片、心电图及超声心动图检查。常规检测凝血酶原时间(PT)，并计算国际标准化比值(INR)，INR=(患者PT/平均正常PT)ISI，ISI为国际敏感指数，代表凝血激酶反应性。取患者外周静脉血，应用DNA提取试剂盒(QIAGEN，Crawley，英国)提取白细胞DNA，于-20 ℃保存，应用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)方法分析CYP2C9(rs1057910)和VKORC1(rs9923231)基因型。以患者华法林剂量为因变量，以患者CYP2C9和VKORC1基因型、性别、年龄、身高、体质量、吸烟史、饮酒史为自变量，应用多元线性回归分析建立华法林给药剂量计算公式。身高单位为cm；CYP2C9基因型时输入0或1表示*3等位基因的数目；VKORC1基因型时AA输入0，AG输入1，GG输入2。将队列2的60例房颤患者随机分为对照组(30例)和实验组(30例)。在实验组，根据上述建立的华法林给药剂量计算公式，计算得到每例患者的给予剂量。治疗开始的7 d，患者按照预测剂量口服华法林，然后根据测得的INR值调整华法林剂量。在对照组，患者口服华法林2.5 mg/d，共7 d，然后根据INR调整。从华法林治疗开始随访50 d，每日测定患者的INR值。当患者的INR值位于1.8～3.0治疗范围持续至少7 d，表明达到了稳定的华法林维持剂量。记录并比较对照组和实验组达到稳定华法林剂量所需的时间。

2结果

2.1华法林给药剂量计算公式队列1的122例患者中男76例、女46例，年龄(58.70±14.56)岁，身高(165.6±8.17)cm，体质量(62.1±10.10)kg，PT(24.32±7.77)s，INR 2.42±1.23，左心房大小(45.7±8.26)mm，射血分数53.2%±8.88%，华法林维持剂量(2.82±0.80)mg。CYP2C9 *1*1纯合子113例、CYP2C9 *1/*3杂合子9例，VKORC1 AA纯合子105例、AG杂合子15例、GG纯合子2例，CYP2C9和VKORC1基因型频率没有偏离Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。CYP2C9 *1/*3杂合子、CYP2C9 *1/*1野生型纯合子患者所需的每日华法林维持剂量分别为(2.06±0.79)、(2.88±0.77)mg，两者比较，P<0.05。VKORC1 AG+GG基因型与VKORC1 AA基因型每日华法林维持剂量分别为(3.30±0.87)、(2.74±0.76)mg，两者相比，P<0.05。多元线性回归分析法结果显示，华法林剂量=0.438-0.014 3×年龄+0.014 9×身高-0.324×CYP2C9×3+0.209×VKORC1，此时R2最大，为0.564。

2.2华法林给药剂量计算公式的评价结果队列2的60例患者中男35例、女25例，年龄(56.53±13.18)岁，身高(165.1±8.37)cm，体质量(63.33±8.68)kg，PT(23.70±3.38)s，INR 2.48±0.46，左心房大小(49.7±8.86)mm，射血分数55.18%±7.88%，华法林维持剂量(2.76±0.62)mg，CYP2C9 *1*1纯合子54例、CYP2C9 *1/*3杂合子6例，VKORC1 AA纯合子49例、AG杂合子10例、GG纯合子1例。队列1与队列2上述各指标比较差异无统计学意义。

实验组男18例、女12例，年龄(56.10±14.7)岁，身高(165.3±8.6)cm，体质量(62.7±8.7)kg，PT(24.0±3.4)s，INR 2.39±0.41，左心房大小(50.2±9.0)mm，射血分数55.8%±8.0%，华法林维持剂量(2.67±0.57)mg，CYP2C9 *1/*1纯合子27例、CYP2C9 *1/*3杂合子3例，VKORC1AA纯合子25例、AG杂合子5例。对照组男16例、女14例，年龄(57.00±11.9)岁，身高(165.0±8.1)cm，体质量(63.9±8.6)kg，PT(23.4±3.4)s，INR 2.57±0.48，左心房大小(49.2±8.7)mm，射血分数54.5%±7.7%，华法林维持剂量(2.86±0.65)mg，CYP2C9*1*1纯合子27例、CYP2C9*1/*3杂合子3例，VKORC1 AA纯合子24例、AG杂合子5例、GG纯合子1例。实验组、对照组随访50 d，达到华法林维持剂量分别有26、19例，两组比较，P<0.05。实验组、对照组患者达到华法林维持剂量所需时间分别为(25.8±1.7)、(33.1±1.9)d，两组比较，P<0.05。Pearson相关分析表明，估计的华法林剂量和实际的华法林维持剂量呈正相关(r=0.53，P<0.05)。

3讨论

房颤是一种临床常见的心律失常，具有高发病率和病死率。房颤患者具有较高的卒中和全身血栓栓塞风险[12]。抗凝能降低房颤并发症的风险[13]。然而，在华法林初始治疗期间，患者常常由于抗凝过量造成出血。由于对华法林反应存在广泛的个体变异，因此很难准确预测华法林剂量。许多因素(如患者的人种、民族，环境，临床背景和遗传多态性)均导致了华法林剂量反应的个体差异[6]。其中，与华法林药效学和药代动力学相关的基因多态性在华法林剂量的预测中发挥着越来越重要的作用。

本研究分析了122例接受华法林治疗的房颤患者CYP2C9和VKORC1的基因型。结果表明，华法林的剂量可以通过年龄、身高、CYP2C9和VKORC1基因型等变量进行估计。我们建立了一个新的华法林给药剂量计算公式，并在另一个房颤患者的队列中验证其有效性。与对照组相比，应用公式预测剂量华法林的患者在50 d的随访中有更多的患者达到华法林维持剂量，并明显缩短从开始直到华法林维持剂量的时间。在所有获得维持剂量的患者中，预测的剂量与实际的维持剂量存在显著的相关性。

CYP2C9是细胞色素P450复合体的一个亚型，参与了大约15%的临床药物的代谢，包括非甾体类抗炎药(NSAIDs)、血管紧张素Ⅱ受体阻断剂和口服抗凝药[14]。野生型等位基因CYP2C9 *1显示正常的酶的活性和较高的等位基因频率。两个等位基因的变异体CYP2C9 *2*3的等位基因频率约为13%和7%，与CYP2C9 *1野生型相比，其酶活性较低[15]。CYP2C9 *2等位基因未能在我们的研究检出，表明其是一个在汉族人群中罕见的等位基因。CYP2C9 *3(rs1057910)位于7号外显子的359位氨基酸，并通过一个A碱基替换为C碱基(1075 A>C)，导致亮氨酸突变为异亮氨酸。本研究中CYP2C9 *3等位基因频率为7.8%，其他文献报告中国人群CYP2C9 *3的频率为4.5%[16]。我们还发现与野生型CYP2C9 *1*1个体相比，携带CYP2C9 *1*3基因型个体具有较低的华法林维持剂量。这表明在CYP2C9 *1*3基因型个体，降低的CYP2C9酶活性导致华法林的代谢和清除延迟，从而提高个体对华法林的反应性，减少华法林维持剂量。

VKORC1负责维持维生素K处于其还原形式(维生素K氢醌)，这个过程对维生素K依赖性凝血因子(因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ)的γ-羧化是必不可少的。华法林抑制VKORC1复合酶催化的反应，从而防止还原形式的维生素K的再生[17]。VKORC1突变可导致华法林抵抗[18]。rs9923231(-1639 G>A)是最常见的VKORC1基因多态性。在高加索人群，GG基因型最高，AA基因型最低[2]。然而，在中国人群中，AA基因型的频率是最高的，约为83%[16]。我们的研究证实了这一发现，在122例中检测到115例AA基因型。另外，与VKORC1 AA基因型个体相比，AG+GG基因型个体具有较高的华法林维持剂量[19]。这表明G等位基因能降低VKORC1活性，产生华法林抵抗，导致华法林剂量加大。

由于病例数和观察时间有限，本研究的剂量公式需要进一步研究及临床应用证实。随着更多的华法林相关基因的鉴定和证实，以及更多的影响华法林反应的非遗传因素的发现，从剂量公式预测的华法林维持剂量将更准确，从而提高华法林的疗效和安全性。

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Warfarin-dosing algorithm based on CYP2C9 and VKORC1 genotypes,age and height of patients with atrial fibrillation

JIANGNianxin,GEJunwei,XIANYuqiong,HUANGShaoying,LIYansong

(ShanghaiSeventhPeople′sHospital,Shanghai200137,China)

Abstract:Objective To develop and evaluate the warfarin-dosing algorithm based on cytochrome P450 2C9 (CYP2C9) and vitamin K epoxide reductase complex 1 (VKORC1) genotypes, age and height of patients with atrial fibrillation (AF).Methods A total of 122 AF patients were included and their genotypes of CYP2C9 (rs1057910) and VKORC1 (rs9923231) were analyzed by polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). Multiple linear regression was performed to develop a warfarin dosing algorithm which was based on age, height, CYP2C9 and VKORC1 genotypes of AF patients. Another 60 AF patients were enrolled and randomly assigned into the control group (n=30) and experimental group (n=30). The experimental group received warfarin of "predicted warfarin dose" based on warfarin dosing algorithm, and the control group received warfarin of 2.5 mg/d. Both groups received warfarin for 7 days and then were adjusted to INR until reaching the stable warfarin maintenance dose. The time to reach a stable warfarin maintenance dose was compared between the control group and experimental group. ResultsThe warfarin-dosing=0.438-0.014 3×age+0.014 9×height-0.324×CYP2C9×3+0.209×VKORC1, R2=0.564. During the 50 day follow-up, there were 26 patients in the control group and 19 patients in the experimental group who acquired warfarin maintenance dose, with significant difference (P<0.05). The mean time from initiation to warfarin maintenance dose was significantly shorted in the experimental group (25.8±1.7 d) than that in the control group (33.1±1.9 d), P<0.05. Conclusion A new warfarin-dosing algorithm is developed based on CYP2C9 and VKORC1 genotypes, age and height and it can shorten the time from initiation to warfarin maintenance dose in AF patients with warfarin therapy.

Key words:atrial fibrillation; warfarin; cytochrome P450 2C9; vitamin K epoxide reductase complex 1; single nucleotide polymorphisms

(收稿日期：2015-10-22)

中图分类号：R541.7

文献标志码：A

文章编号：1002-266X(2016)11-0014-04

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2016.11.005

通信作者简介：李岩松(1974-)，男，主治医师，主要研究方向为心律失常的诊断与治疗。E-mail: liyssh@163.com

第一作者简介：蒋年新(1979-)，男，副主任医师，主要研究方向为心律失常的诊断与治疗。E-mail: jiangnianxin@126.com

基金项目：上海浦东新区卫计委课题(PW2013A-24)；上海市第七人民医院人才培养计划项目(XX2013-001)。