CYP4F2基因多态性影响华法林初始治疗效果的临床研究

陈涌斌，钟诗龙，刘 媛，黄焕雷，卢 聪

［1.广东省人民医院（广东省医学科学院）医学实验中心，广州510100；2.广东省心血管病研究所心内科广东省人民医院（广东省医学科学院），广州510100；3.广东省心血管病研究所心外科广东省人民医院（广东省医学科学院），广州510100］

CYP4F2基因多态性影响华法林初始治疗效果的临床研究

陈涌斌1，钟诗龙1，刘 媛2，黄焕雷3，卢 聪3

［1.广东省人民医院（广东省医学科学院）医学实验中心，广州510100；2.广东省心血管病研究所心内科广东省人民医院（广东省医学科学院），广州510100；3.广东省心血管病研究所心外科广东省人民医院（广东省医学科学院），广州510100］

目的研究心脏瓣膜置换术后口服华法林抗凝治疗的初始剂量的个体化区别，分析CYP4F2 rs2108622基因型对口服华法林初始剂量的影响。方法入选广东省心血管病研究所2000年至2008年瓣膜置换术后口服华法林抗凝治疗的患者，回顾患者一般资料、临床资料、用药剂量、国际标准化比值（international normalized ratio，INR）和进入治疗窗时间（INR≥1.8）、超出治疗窗时间（INR>3.5）。结果本次研究共有769例患者资料齐全，民族均为中国汉族，其中CYP4F2基因型为CC型的患者占65.8%（n=506），CT型28.7%（n=221），TT型5.5%（n=42）。按基因型不同分别分析进入治疗窗（INR>1.8）和过度抗凝（INR>3.5）的时间发现，不同基因型之间比较，差异有统计学意义（P<0.05）。结论CYP4F2基因型多态性对于口服华法林初始剂量存在一定的影响。

华法林；CYP4F2；个体化用药；药代动力学

自20世纪50年代发明至今，华法林已成为世界上最广泛使用的口服抗凝剂，主要用于治疗深静脉血栓、心房颤动以及心脏瓣膜置换术后患者。据统计，在美国每年有超过250张华法林处方；世界范围的处方数已经达到总人口的0.5%～ 1.5%［1］。然而，这么大剂量的使用并没有将其副作用降到最低。研究资料显示，在美国每年住院患者因药物治疗引起的不良反应有200多万例，其中有10万例是致命性的。在2007年～2009年间，美国全国范围内药物相关性总住院人次的1/3与华法林有关，华法林也因此一跃成为十大药物相关性住院事件之首。事实上，由于个体的性别、年龄、体质的不同，用药史以及对药物的过敏性、高敏性、耐受性的差异，会对相同的用药方案表现出不同的效果，需要对药效的个体差异进行研究，才能达到最合理用药的目的［2］。目前针对华法林个体化用药的研究已深入到基因遗传学层面，然而，大部分研究针对的基因为CYP2C9和VKORC1，且主要以研究基因型对华法林稳定剂量的影响，但是在初始治疗阶段，华法林相关并发症发生率更高。因此，本研究主要目的在于探讨不同CYP4F2基因型患者口服华法林初始治疗阶段的效果。

1 资料和方法

1.1 一般资料

入选了2000年5月至2008年9月在广东省人民医院行心脏瓣膜置换术（HVR）后长期口服华法林抗凝治疗的中国患者769例。入选标准：心脏瓣膜置换术后接受华法林长期抗凝治疗的中国患者；年龄18岁以上。排除标准：肝功能异常，转氨酶超过正常范围2倍以上；肾功能不全，肌酐清除率<50 mL/min；甲状腺功能异常。每一个入选患者均签署知情同意书。

1.2 研究方法

利用广东省人民医院病历系统数据库，收集患者的一般资料、临床资料、用药方案、国际标准化比值（international normalized ratio，INR）。所有患者在行瓣膜置换术后第2天口服华法林，并于服药后第2天晨（12 h内）抽取外周静脉血5 mL于乙二胺四乙酸二钠（EDTA）管，采用投射比浊光学法测定PT-INR值。

1.3 基因检测方法

抽取入选患者外周静脉血2 mL，乙二胺四乙酸二钠抗凝，使用DNA提取试剂盒（北京天根）提取DNA，利用RNA探针技术行CYP4F2 rs2108622等位基因分析（Applied Biosystems美国应用生物系统公司）。所有操作过程严格按照操作标准。

1.4 研究终点

本研究主要观察入组患者在开始口服华法林治疗后的28 d内的INR，统计首次进入治疗窗的时间（INR≥1.8）和首次过度抗凝的时间（INR≥3.5）。

1.5 统计学分析

用卡方检验CYP4F2 rs2108622基因型是否符合Hardy-Weinberg遗传平衡。计量资料采用（±s）表示，对所有计量资料均先进行单样本K-S正态分布检验。两组间均数比较采用t检验，多组均数间比较采用方差分析（ANOVA）检验。所有数据应用SPSS 19.0软件进行统计学处理，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者一般资料

2000年5月至2008年9月广东省心血管病研究所心内科、心外科门诊共收集符合入选标准的心脏瓣膜置换术后患者1 003例，其中临床资料完整并达到INR治疗标准的患者共769例。769例患者均为华人汉族，均接受过心脏瓣膜置换术（HVR），其中男345例（44.9%），女424例（55.1%），年龄（46.81±11.98）岁，体表面积（1.63±0.14）m2，体质量指数（21.04±2.99）kg/m2，吸烟64例（8.3%），饮酒19例（2.5%）。

2.2 不同基因型患者进入治疗窗和超出治疗窗所需时间比较

769例患者均行基因检测，其CYP4F2基因分型及占比如表1。经卡方检验显示群体代表性符合Hardy-Weinberg遗传平衡。此外，采用方差分析（ANOVA）检验显示，首次进入治疗窗时间（INR>1.8）和过度抗凝（INR>3.5）时间在不同CYP4F2基因型的患者有明显统计学差异［F（INR>1.8）=16.203，P（INR>1.8）= 0.000<0.05；F（INR>.5）=4.372，P（INR>3.5）=0.013<0.05］，说明CYP4F2不同基因型患者口服华法林抗凝治疗效果有差异。

表1 不同基因型患者进入治疗窗和超出治疗窗所需时间比较 ［d，±s］

表1 不同基因型患者进入治疗窗和超出治疗窗所需时间比较 ［d，±s］

基因型CC CT TT F值P值n（%）506（65.8）221（28.7）42（5.5）进入治疗窗时间（INR>1.8）6.80±0.26 7.43±0.44 12.57±1.40 16.203 0.000过度抗凝时间（INR>3.5）23.39±0.37 25.07±0.45 25.38±0.93 4.372 0.013

2.3 Kaplan-Meier生存分析结果

行Kaplan-Meier生存分析可得图1和图2，显示CYP4F2 CC型人群对华法林敏感性较强，在进入治疗窗（INR>1.8）所需时间较少，同时，该型患者比起其他患者也承担着更易抗凝过度（INR>3.5）的风险；而CYP4F2 TT型人群则相反，进入治疗窗时间所需时间较长，同时也不易服药过度。换言之，CYP4F2 CC型患者所需华法林口服剂量明显比其他两型患者少，而CYP4F2 TT型口服量最大。

图1 不同基因型患者首次进入治疗窗（INR>1.8）所需时间Kaplan-Meier生存曲线图［不同CYP4F2基因型患者，进入治疗窗时间所需时间有明显区别（P=0.000<0.05）］

图2 不同基因型患者首次超出治疗窗所需时间Kaplan-Meier生存曲线图［CYP4F2不同基因型患者在首次超出治疗窗所需的时间明显不同（P=0.013<0.05）］

3 讨论

本研究纳入了769例心脏瓣膜置换术后口服华法林抗凝治疗患者，研究CYP4F2 rs2108622基因型在初始治疗阶段对INR进入治疗窗（INR≥1.8）和超过治疗窗（INR≥3.5）时间的影响发现，在达到治疗窗的患者中，携带CC型患者比TT型患者明显较快，同样，在CC型患者比其他患者更容易产生过度抗凝。因此，对于携带CYP4F2 rs2108622 CC基因型患者需要减少华法林的起始剂量，以减少出血风险。

当前，国际上关于华法林在体内代谢途径的研究可以追溯到1968年［5］。药效学研究表明，华法林主要作用于维生素K环氧化物还原酶复合物（vitamin K epoxide reductase，VKOR），通过破坏维生素K的生理循环，减少具有活性的还原性维生素K，从而阻断凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ及抗凝蛋白C和S的活化达到抗凝的目的。目前已有大量的研究表明，VKOR其中一个亚单位VKORC1的基因rs9923231（-1639G→A）突变，可导致凝血因子的缺乏和降低华法林效果，即华法林抵抗。在药代动力学方面，华法林的主要成分左旋华法林异构体在体内主要由细胞色素酶P450代谢，因此，细胞色素酶P450的编码基因多态性导致了华法林个体化差异。研究表明，细胞色素酶P450的编码基因CYP2C9*2 rs1799853和CYP2C9*3 rs1057910的基因变异，导致了患者对华法林的需求量降低［3，4］。若将上述两个基因类型联合患者身高、体质量等非遗传因素，对患者华法林需求量进行预测，可解释约50%的个体间差异［5-8］。

近日，有报道称细胞色素酶的另一个编码基因CYP4F2（rs2108622，c.12997G>A，V433M）的多态性同样影响了患者对华法林的需求量，CYP4F2基因型为TT的患者平均比基因型为CC的患者需求量大1 mg/d，即每多一个T等位基因，对于华法林的需求量增加4%～12%。日本的一项人类全基因组研究亦证实了CYP4F2 rs2108622等位基因型和华法林需求量之间的关系［9］；也有其他研究计算得知CYP4F2 rs2108622基因多态性决定了约2%～ 7%的个体间用药差异。而我们在2012年发表的文章揭示了CYP4F2和CYP2C9、VKORC1一起对于需要口服抗凝药治疗的患者对华法林的需求量［10］。然而，国外亦有报道，CYP4F2 rs2108622基因型对于华法林的影响并无明显统计学意义［11-13］。最新的一项系统性研究指出，CYP4F2对于香豆素类抗凝药的需求量存在一定的影响效果［14］。在欧洲人群实行的一项全基因组关联研究发现，在调整CYP2C9和VKORC1基因的影响后，CYP4F2 rs2108622基因型与华法林需求量有显著关联。除此之外，一系列的研究也表明，CYP4F2 rs2108622基因型对于口服香豆素类抗凝药有一定的影响作用［15，16］。

CYP4F2对于华法林的药理机制也已经被阐明：维生素K是一种脂溶性维生素，在体内，维生素K存在着由还原型维生素K到氧化型维生素K再到还原型维生素K的生理循环，其中还原型维生素K主要参与凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的羧基化，激活凝血因子，从而达到凝血的作用。而华法林则是通过抑制维生素K的氧化还原酶，阻碍还原型维生素K的形成，从而达到抗凝血作用。由CYP4F2 rs2108622编码的蛋白酶，辅助VKORC1蛋白，主要作用于催化维生素K的代谢，减少维生素K在肝细胞内的贮存［17］，最终影响凝血功能，也影响了华法林的抗凝效果。

我们此前的一项研究发现，CYP4F2基因多态性和CYP2C9以及VKORC1一起，对于华法林的稳定剂量，具有明确指导关系［10］；与此同时，一项专门针对我国北方人群的研究亦发现，在针对VKORC1基因型进行分组后，再进行CYP4F2基因分组，结果发现，不同CYP4F2基因型有明显统计学差异［18］；同样，在针对我国中原地区的研究亦有类似研究结果，CYP4F2可以影响最终华法林需求量［19］。

以上研究均表明了，在需要华法林抗凝治疗的人群中，CYP4F2基因型对于最终华法林稳态剂量有一定的影响，并可以将其基因型用于最终稳态剂量的预测。但临床经验表明，在使用华法林治疗的初始阶段（1～3个月），因为药物起效和失效缓慢，血药浓度极不稳定，患者出血风险相对稳定期可增高10倍以上。因此，有学者开始研究在华法林初始治疗阶段的主要影响因素有哪些。国际华法林药物基因组学联合会（The International Warfarin Pharmaeogenetics Consortium，IWPC）共搜集4大洲5 700例使用华法林治疗的患者资料（其中包括华人在内的亚洲人1 634例），最终证实，通过遗传药理学算法推测的剂量给药优于常规的5 mg起始剂量［6］。美国梅奥临床医学研究中心的研究表明，根据患者基因型调整给药量，可以使总体住院率下降31%，因华法林相关并发症总体住院率下降28%。而在最近新英格兰杂志刊登的一篇前瞻性研究指明，若能在初始治疗阶段根据患者基因型给药，可以使患者在治疗的初始阶段从中获益更多［3］。另一篇针对英国人群的研究同样证实了CYP4F2基因型对华法林初始治疗阶段的影响［20］。而国内一项最新的研究指出，在开始治疗的前7 d，CYP4F2 rs2108622和CYP2C9 rs1057910、VKORC1 rs7294等几个基因型共同对第3、4和6天的INR值产生了明显的影响。这些研究结果均指出，基因多态性不仅对于稳态剂量，同时在初始治疗阶段，亦有一定的影响，这与本研究结果有一致之处。

在国内，随着人口的老龄化，慢性心房颤动患者增多，与血栓栓塞相关的心脑血管疾病发病率明显上升，以及人工心脏瓣膜置换术的普及，使用华法林长期抗凝治疗的患者正日益增多。美国食品药品监督管理局也曾因为上述研究成果两次勒令更改华法林的说明书［21］，并提出，如果条件允许，医疗机构应提供基因检测，根据患者的基因型指导用药，并且在华法林说明书上加入了不同基因型的推荐剂量。然而，针对我国人群的随机临床试验严重缺乏，导致了目前关于华法林用药的临床实践指南并未提出通过基因型对患者指导用药。但是我们始终相信，随着关于华法林的药理机制的研究越来越多，更多的相关因素被发现，更多的机制被阐明，而这将更加有利于华法林稳态剂量的预测，最终使得个体化用药真正成为现实。同时，这也将作为药物遗传学和药物基因组学的成功应用的典范而被引入到其他的治疗领域中，开启真正个体化医疗的到来。

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A clinical survey of the association between CYP4F2 gene polymorphism and oral warfarin dose in the initiated period

CHEN Yong-bin1，ZHONG Shi-long1，LIU Yuan2，HUANG Huan-lei3，LU Cong3
（1.Medical Research Central，Guangdong General Hospital，Guangdong Academy of Medical Sciences，Guangzhou 510100，China；2.Department of Cardiology，Guangdong Cardiovascular Institute，Guangdong General Hospital，Guangdong Academy of Medical Sciences，Guangzhou 510100，China；3.Department of Cardiac Surgery，Guangdong Cardiovascular Institute，Guangdong General Hospital，Guangdong Academy of Medical Sciences，Guangzhou 510100，China）

ObjectivesTo investigate the effect of genetic polymorphisms of CYP4F2 rs2108622 on the initial responses to warfarin in Chinese patients with heart valve replacement.MethodA retrospective study was conducted in Chinese patients receiving oral warfarin for anticoagulation treatment after heart valve replacement in Guangdong Cardiovascular Institute from 2000 to 2008.General data，clinical data，warfarin dose，international normalized ratio（INR）and duration to the first INR within the therapeutic range（INR≥1.8）and duration to the first INR greater than 3.5（INR>3.5）were followed up.ResultsTotally 769 patients were recruited，and all of them were Han nationality. Among all the enrolled cases，CYP4F2 rs2108622 CC，CT and CC genotype frequencies were 65.8%（n=506），28.7%（n=221）and 5.5%（n=42）.There were significant differences between duration to the first INR≥1.8 and duration to the first INR>3.5 among different genotypes（P<0.05）.ConclusionsThere was significant difference in the warfarin initial dose among genotypes in CYP4F2 rs2108622.

warfarin；CYP4F2；individualized dose；pharmacokinetics

R973+2

：A

：1007-9688（2017）02-0182-04

10.3969/j.issn.1007-9688.2017.02.15

2016-05-04）

陈涌斌（1989-），男，住院医师，研究方向为心血管外科及心血管围术期治疗。