华法林基因多态性临床应用的研究进展

刘晓华　许轶洲

[关键词]华法林；基因多态性；剂量模型；研究进展

中图分类号：R973+.2 文献标识码：A 文章编号：1009-816X（2016）05-0383- 04

华法林是双香豆素类抗凝药，为口服的维生素K拮抗剂，临床上主要用于心房颤动、心脏瓣膜置换术、深静脉血栓和肺栓塞等的抗凝治疗，是抗凝治疗的基石。但是由于其治疗窗较窄，且容易受性别、年龄、遗传、相关药物等因素的影响，导致明显的个体差异。近年来，国内外有研究表明，华法林基因多态性创建的剂量预测模型有助于华法林剂量调整并降低出血风险。本文将结合华法林相关基因多态性、剂量预测模型阐释华法林基因多态性与临床应用的最新研究进展，并解释其对个体化抗凝治疗的指导意义。

1华法林基因多态性

1.1影响华法林代谢的相关基因：华法林是通过CYP2C9基因编码的细胞色素酶P450代谢转化为无活性的6和7-羟化产物；该基因可分为野生型即CYP2C9*1和突变型CYP2C9*2和CYP2C9*3，其编码基因位于1n号染色体，全长约气气kh，含有9个外显子和R个内含子。CYP2C9*2是其基因的3号外显子的第416位核苷酸C突变为T，导致多态链第144位精氨酸被半胱氨酸所代替。CVD2C9*3是该基因7号外显子的第1061位核苷酸A突变为C，导致多肽链第359位异亮氨酸被亮氨酸所取代。CYP2C9基因突变后会导致华法林在肝脏中半衰期延长，代谢减慢，血药浓度增加，增强抗凝作用。Lindh等的荟萃分析得到了相同的结论，CYP2C9*2和CYP2C9*3突变相较于野生型CYP2C9*1可使华法林剂量下降大约20%～78%。在不同种群中CYP2C9基因突变率存在明显差异，例如在亚洲人群中，Gaikwad等发现在亚洲不同人群中CYP2C9*3基因频率为2%～10g，其中在中亚、南亚、西亚人群中分布较高；而CYP2C9*2基因频率整体低于CYP2C9*3，其中在东亚、东南亚人群尚未发现该基因突变。目前发现除了CYP2C9*2、*3突变基因降低华法林剂量外，CYP2C9*5、*6、*8、*11、*60突变亦可降低华法林剂量。

1.2影响华法林药效的相关基因：VKORC1基因编码的维生素K环氧化物还原酶是华法林的作用靶点。一1639G>A、1173 C>T位点突变是该基因最常见的突变，二者均通过减弱华法林药效，进而增加华法林剂量。研究发现突变型的VKORC1-1639G、1173 C具有较强的对抗华法林的作用，一项来自Yang等的荟萃分析发现VKORC1 1173 CT、1173 CC基因型人群所需华法林剂量要比1173 TT携带者分别高出44%、97%；-1639GA、-1639GG携带者则比_1639AA所需剂量分别高出52%、102%；不同人群中，VKORC1基因分布差异明显，一些研究发现中国人群中-1639AA、1173TT基因型比例多于白种人群，这部分解释了中国人群所需华法林剂量更小的现象。此外，VKORC1基因突变亦可影响维生素K的华法林对抗作用，Zuchinali对66名华法林抗凝过度（INR≥4）的门诊患者研究发现含有一163qC基因的患者其对维生素K反应更敏感，INR值下降更快。

1.3影响维生素K代谢通路的相关基因：

1.3.1 CYP4F2：CYP4F2是维生素K氧化酶的编码基因，该酶可羟基化维生素K苯基基团，继而减少体内还原型维生素K的生成而影响相关维生素K依赖的凝血因子的合成。CYP4F2 rs2108622C>T基因发生突变使维生素K氧化酶活性降低，导致体内还原性维生素K浓度增加，从而引起所需华法林剂量增加。Liang等的荟萃分析发现与野生型CYP4F2 CC相比，CYP4F2 TT、CYP4F2 CT所需华法林剂量增加21%、10%，T突变携带者比CC基因型剂量要高出11%。一项关于亚洲人群的研究显示CYP4F2基因突变中CC基因型（3.00mg）所需华法林剂量低于CT、TT基因型（3.75mg），并可解释大于11%的剂量差异。

1.3.2 GGCX：GGCX基因编码的谷氨酰基羧化酶是维生素K依赖蛋白转录后修饰的催化酶，该基因突变后导致维生素K依赖蛋白生成减少，因此，相关维生素K依赖的凝血因子合成减少，最终降低华法林剂量。娄莹等研究发现GGCX rs699664位点突变不引起华法林剂量差异。Sun等的荟萃分析中同样发现GGCX rs699664位点突变与华法林剂量不相关，但同时发现GGCX rsll676382位点突变可降低约27%的华法林剂量，随后的亚组分析中显示上述剂量差异仅限于白种人群，亚洲人群中并未体现，这可能与rs11676382位点野生基因型CC在亚洲人群分布比例（97.7%）多于高加索人群（86.9%）相关，而GGCXrs699664位点突变在亚洲、白种人群中未见明显分布差异。

1.3.3 EPHX1：EPHXl基因影响华法林剂量的途径可能是其编码的环氧化物水解酶能够水解氧化型维生素K的氧化基团，从而生成还原型维生素K，促进相关凝血因子的合成。EPI-IX1基因突变后导致该酶活性下降以致还原型维生素K生成减少，致使相关凝血因子合成不足而造成华法林剂量差异。Liu等的荟萃分析发现EPHX1 rs2292566位点的基因突变会增加华法林剂量，而在随后的亚组分析中显示上述剂量差异只存在于白种人群中，与亚洲人群无关；而EPHX1 ts4653436位点基因突变对白种及亚洲人群均无影响。

1.3.4载脂蛋白E（APOE）：APOE通过促进血浆中与维生素K结合的乳糜颗粒的肝脏回吸收，进而生成更多维生素K依赖的凝血因子而影响华法林剂量，其包括E2、E3、E4三种亚型，以E4亚型作用最强。Kohnke在瑞典人的研究中发现，携带E4等位基因的个体，其编码的脂蛋白在肝脏吸收比较快，以至维生素K在肝脏摄入量多，因此需要较高的华法林的剂量。同样Kohnke在另一项研究中发现意大利人中等位基因E4的频率低于10%，而在瑞典人超过20%，这解释了瑞典人华法林需求量高的原因。Kimmel等在非洲裔美国人和白人的研究中发现，前者每周所需华法林剂量高于后者，同时前者的E4基因频率亦高于后者（37.8%VS 28.6%），并认为APOE可能是除VKORC1、CYP2C9之外的影响华法林剂量的重要因素，可以解释部分种族间的华法林剂量差异。

2华法林基因多态性相关剂量预测模型

由国际华法林组织（IWPC）主导的多中心研究共纳入4043个样本，其建立的模型目前在临床中应用最广泛，可解释约47%的剂量差异。然而该研究纳入的人群来自多个国家与地区，其针对不同人群的可解释的剂量差异少于针对某单一人群所建立的剂量模型，例如，Pathare等在对阿曼人群的研究中所建立的模型较IWPC模型可解释更多的剂量差异（63%VS 34%），Hernandez等在非洲裔美国人的研究中发现其建立的剂量模型可解释27%剂量差异，而IW-PC模型只可解释15%。此外，针对同一人群建立的剂量模型因纳入因素不同而造成可解释的剂量差异的不同，如，由山Zhong等针对中国人群的研究纳入更多遗传因素（VKORC1、STX4A、CYP2C9、CYP4F2、CYP3A4、GGCX），及更多药物因素（利福平、胺碘酮、氟康唑、奥美拉唑等），建立的模型可解释43.6%的剂量差异。

目前公布的华法林剂量预测模型（部分见于表1）除了建立在VKORC1、CYP2C9相关遗传因素及性别、年龄、体重、体质指数、体表面积、同时服用的药物等非遗传因素之上的多元线性回归方程，也有建立于其他算法[如：人工神经网络（ANN）]之上的剂量模型。Pavani等通过ANN算法建立的针对印度人群的模型可解释剂量差异达93.5%；因此认为ANN算法可有效提高剂量预测准确度，而在Alzubiedi的研究中对比了ANN剂量模型与线性回归剂量模型，二者可解释的非洲裔美国人的剂量差异分别为52%、48%，故认为前者算法并不能更好的预测剂量。

3华法林剂量预测模型有效性

以基因及相关个体因素建立的剂量预测模型的有效性已被大量研究（见于表2）评估。在Anderson等CoumaGen-Ⅱ研究中发现基因指导的华法林治疗组的治疗范围内达标时间百分比（TFR）在第1、3月时均比临床指导治疗组高（69%、77%VS 58%、59%）。同样，Pirmohamed等EU.PACT研究显示标准治疗组的TFR为60.3%，低于基因指导组的67.4%，后者INR值达标的中位天数亦比前者早8天。然而在Kimmel的GOAG研究中发现基因指导治疗组与临床指导组在TTR上并无显著性差异（45.2%VS 45.4%）；随后的亚组分析发现在非洲人群中前者则优于后者；此外，在相关出血、血栓栓塞事件方面，Stergiopoulos等的荟萃分析发现基因指导可减少INR>4及相关出血的事件，但并不能提高TTR。而Tiao的荟萃分析结果却显示基因指导降低出血事件发生率依据不足，但可提高TTR。MM-WES研究发现基因导向的华法林抗凝可降低约90%的出血、血栓栓塞的发生，同时，也减少了因抗凝不当导致的再住院率。

综上所述，不同个体间华法林剂量差异为服用华法林抗凝治疗带来不可预知的风险，亦是导致患者依从性差的主要原因，华法林个体化抗凝是未来华法林抗凝的重要方向；而华法林剂量预测模型是华法林个体化抗凝应用于实践的桥梁；然而，由于不同种族间基因分布、及相关非遗传因素的差异导致了同一剂量模型对不同人群可解释的剂量差异各不相同，因此，目标人群针对性更强的大样本、多因素研究或能够建立更加适用的剂量预测模型，给患者带来更好的获益。