CYP3A5基因多态性指导肝移植术后他克莫司个体化治疗的研究进展

舒向荣，谢 栋

(1.天津市环湖医院，天津 300050； 2.天津医科大学总医院，天津 300052)

肝移植被公认是治疗终末期肝病患者唯一有效的方法，可以明显增加终末期肝病患者的存活率。然而，肝移植术后适量使用免疫抑制剂对于移植物存活及受者生存率至关重要。上世纪90年代后，他克莫司被广泛用于预防肝移植术后排斥反应的发生[1]。但是他克莫司较窄的有效治疗窗、不同个体间有显著差异的药动力学参数以及在血药浓度与药效之间没有明显的线性关系等特点，导致其在临床上应用时，个体之间给药剂量具有显著差异，标准给药剂量很可能不适用于每一名患者[2]。给药剂量过大容易引起药物毒性反应，给药剂量不足可导致排斥反应的发生。临床上根据用药后的血药浓度反馈调节他克莫司的给药剂量具有明显的滞后性，不能满足临床对不同患者个体化用药的需求，在一定程度上影响了他克莫司治疗的效果。目前，研究结果表明他克莫司主要通过肝脏和小肠的细胞色素P450系(主要包括CYP3A5和CYP3A4)代谢[3]，这两者在体内的含量受编码基因所调控。随着药物基因组学的发展，基因对于药物代谢的影响越来越被人们所熟知。近年来，越来越多的研究结果显示，药物代谢酶细胞色素P450 3A5(CYP3A5)的基因多态性是造成患者血浆中他克莫司浓度个体差异的主要原因。 江佳等[4]研究发现，异基因造血干细胞移植受者CYP3A5*3基因多态性对他克莫司在人体内的药代动力学有显著的影响，临床使用该药物时应注意。席兰艳等[5]对肾移植后的高血压患者的研究表明，CYP3A5*3突变纯合子患者的他克莫司血药浓度/剂量比显著高于CYP3A5野生型和CYP3A5突变杂合子的基因型患者，提示在给药时要注意剂量调整。沈丛欢等[6]在肝移植患者中进行了为期1年的研究，结果发现，CYP3A5野生型和CYP3A5突变杂合子型受者在治疗时如想达到相同的血药浓度，需要比CYP3A5*3纯合子型受者服用更高剂量的他克莫司。由此可见，研究CYP3A5基因分型与他克莫司的血药浓度之间的关系显得尤为重要，并且有望在不久的将来为优化肝移植患者的免疫抑制剂治疗提供帮助，实现真正意义上的个体化用药。

1 他克莫司简介

他克莫司是一种脂溶性较强的大环内酯抗生素，最早是由一种链霉菌的培养液中提取获得。该药物可静脉给药，但在条件允许的情况下推荐口服给药的方式。该药物口服后经胃肠道吸收，吸收速度快却并不完全，生物利用度不高，约为25%左右，口服吸收后达峰时间约1～2 h，半衰期约为7 h。在患者的生理条件并无明显差异的前提下，他克莫司在不同患者间测得的血药浓度也有较大的差别，提示他克莫司在不同个体间代谢有明显的差异。他克莫司是一种钙调磷酸酶抑制剂(CNI)，其作用机制是通过与细胞中他克莫司结合蛋白-12(FKBP-12)特异性结合，在细胞内蓄积，特异性抑制钙调磷酸酶，从而抑制T淋巴细胞的活化以及T辅助细胞依赖型B细胞的增生，达到全面抑制T淋巴细胞的作用。他克莫司活性远高于环孢素(CsA)，约为后者的100倍。他克莫司在1989年的一次肝移植术后首次得到应用。后在1997年经美国FDA批准上市，用于临床肾移植。我国在1999年经国家食品药品监督管理局批准在临床使用该药物，用以预防器官移植后的急性排斥反应，成为接受肝、肾以及骨髓移植手术后患者首选的免疫抑制药物，目前已得到广泛应用。但是因为他克莫司的治疗窗窄，且药动学参数在患者个体间差异较大，因此该药物在不同个体间发挥免疫抑制作用亦不尽相同，同时还会碰到一些如心血管系统及神经系统等常见的不良反应。因此，如何优化他克莫司的个体化给药方案，预测及确定血液中他克莫司的浓度，以便在预防急性排斥反应发生的同时有效降低不良反应的发生率，提高移植脏器及患者的存活率，是一个亟待解决的难题[7]。

2 CYP3A5基因多态性

编码CYP3A5基因位于人类第7号染色体，是P450 3A 家族活性最高的酶。目前已发现CYP3A5等位基因多达25种以上，其中最具功能意义的是CYP3A5第3内含子的突变，这也是影响中国人群CYP3A5活性与表达的重要因素之一，其在国人中的突变率为71%～76%[8]。其发生机制如下:CYP3A5在内含子3的6 986位点密码子(A>G)发生突变，导致转录的核糖核酸插入部分内含子3，进而使得终止密码子提前出现。由此将CYP3A5的6 986位点单核苷酸多态性的突变纯合型(GG)命名为CYP3A5(*3/*3)，即慢代谢型。而只有携带至少一个*1等位基因的个体才能表达CYP3A5蛋白，故将野生纯合型(AA)命名为CYP3A5(*1/*1)，杂合型(AG)命名为CYP3A5(*1/*3)，即快代谢型[9]。另外，基因突变频率发生率较高的还有，在白种人的CYP3A5*1C突变频率为4.6%；CYP3A5*3在白种人的突变频率为77.6%。在黑种人中，CYP3A5*6的突变频率为22.0%，CYP3A5*7突变频率为10.0%。已有大量研究显示，他克莫司药动学与不同个体间CYP3A5基因多态性之间具有一定的相关性。

3 CYP3A5基因多态性与他克莫司血药浓度或剂量的相关性

国内外大量研究表明，肾移植受者CYP3A5*1/*1和*1/*3型的患者与基因型为CYP3A5*3/*3型的患者相比，达到相似的血药浓度需要服用更高剂量的他克莫司。 Jonge等[10]研究发现， CYP3A4活性和CYP3A5基因型解释了他克莫司剂量需求和清除率的56%～59%的变异性，其中CYP3A5基因型对该研究的贡献率达到了30%。王明睿等[11]研究结果显示，CYP3A5基因多态性显著影响肾移植术后患者血他克莫司浓度，而且这种影响在术后两年内都会存在。与之相对应的另一项研究中，卫泽武等[12]发现，在稳定期肾移植受者中，不同基因型患者的他克莫司的血药浓度与给药剂量之间也存在差异。其中，CYP3A5*3*3/*3型受者TAC剂量显著低于*1/*3、*1/*1型受者，且*1/*3型受者显著低于*1/*1型受者;*3/*3型受者TAC的C/D值显著高于*1/*3、*1/*1型受者，且*1/*3型受者显著高于*1/*1型受者，差异均有统计学意义。另有研究表明，根据CYP3A5*3基因型调整他克莫司剂量优于传统的经验性给药方案，能有效地使各基因型受者在肾移植术后早期迅速达到有效的血药浓度范围[13]。与肾移植术后CYP3A5基因多态性与他克莫司浓度关系相似，接受肝移植术的患者中，CYP3A5*1/1和*1/*3型受者在使用他克莫司治疗后，如果希望达到与CYP3A5*3/*3型受者相似的血药浓度，那么就需要服用更高剂量的他克莫司。

3.1非亚裔肝移植人群中CYP3A5基因多态性与他克莫司血药浓度或剂量的相关性 CYP3A5基因的多态性是影响接受肝移植患者他克莫司血药浓度的重要遗传因素之一。接受肝移植患者用药前进行基因型检测，可以在一定程度上有效地对他克莫司的给药剂量进行适当的调整[6]。由于CYP3A5在肝、肠道都有表达，与其他的大型器官移植术相比，对接受肝移植的患者来说，其CYP3A5基因多态性与他克莫司药动学之间的关系更为复杂。供肝的基因型与接受移植的患者不完全相同是经常碰到的情况，随着移植肝在术后对于药物代谢能力的逐渐恢复和加强，以及接受肝移植的患者病理生理条件的不断改善，供肝和受肝者的CYP3A5基因型在肝移植术后不同时间段，对他克莫司代谢所产生的影响很可能是完全不同的。已有的研究结果表明[14]，移植肝中CYP3A5的基因多态性对受者体内他克莫司血药浓度与剂量比值影响较大的时期是肝移植术后的1个月内，其中CYP3A5*3/*3型患者的他克莫司血药浓度比CYP3A5*1/*1和*1/*3型患者的要高大约1.3～2倍，而小肠CYP3A5*3/*3型患者的他克莫司血药浓度比CYP3A5*1/*1型只高1.1～1.4倍。在一项对179名儿童肝移植患者的回顾性研究中发现，受肝者如果携带CYPA3A5 * 1基因， 与CYP3A5 * 3 / * 3基因型相比，需要的他克莫司日剂量较高[15]。还有研究发现，如果供肝的基因型为CYP 3A5*3/*3，则其相应受者的他克莫司血药浓度与给药剂量之比在术后1个月内相较接受携带CYP3A5*1等位基因供肝的受者为高[16]。Ji等[17]随访58例肝移植的受者，对移植术后48个月的患者进行统计分析，结果表明，供肝与受者小肠CYP3A5基因分型对他克莫司的血药浓度与给药剂量的比值有影响。其发现CYP3A5*1/*1和CYP3A5*1/*3型患者接受 CYP3A5*1/*1 和CYP3A5*1/*3型患者供肝后血药浓度与给药剂量的比值为最低，CYP3A5*1/*1和CYP3A5*1/*3型患者接受CYP 3A5*3/*3型供肝者次之，CYP3A5*3/*3型患者接受 CYP3A5*3/*3型供肝后，血液中他克莫司浓度与剂量比值最高，而CYP3A5*3/*3型患者接受CYP3A5野生型供肝1个月内从最高值逐渐降低，之后则趋于平稳，血他克莫司浓度与剂量比值稍低于 CYP3A5*1/*1和CYP3A5*1/*3型患者接受CYP3A5*1/*1和CYP3A5*1/*3供肝组，说明随着患者移植的肝脏代谢功能的逐步恢复，其CYP3A5基因分型对他克莫司的代谢影响逐渐占据主体地位。Muraki等[18]的研究结果与之相似，但不同的是，他们认为移植术后6个月后供肝的基因分型才会发挥作用。Calvo[19]等研究发现，在小儿肝移植后的第一日，CYP3A5基因型供体对于他克莫司血液浓度具有显著的影响，且该影响要大于CYP3A4基因型的供体。同时发现，CYP3A5*3/*3型基因携带者使用同样剂量的他克莫司后，血药浓度较其他基因型组合高，大多数CYP3A51/*1和*CYP3A5*3/*3儿童患者的他克莫司浓度低于治疗范围。

3.2亚裔肝移植人群中CYP3A5基因多态性与他克莫司血药浓度或剂量的相关性 Zhu等[20]研究发现，在亚洲成人及儿童患者中，CYP3A5、CYP2C9和CYP2C19不同基因型组合之间对药物代谢无显著性差异，但是单从CYP3A5基因来看，CYP3A5*3/*3型基因携带者对于他克莫司的生物利用度最高。Liao等[21]研究证实， CYP3A5*1/*1和CYP3A5*1/*3型人群对于他克莫司的代谢较快，而CYP3A5*3/*3型人群维持他克莫司高血药浓度则相对比较容易。Liu等[22]研究发现，在接受肝移植手术并使用他克莫司治疗的人群中，CYP3A5*3/*3型基因的人群在第3日、第7日、第2周、第3周，以及1个月、2个月、3个月和6个月时测定他克莫司血药浓度，都比CYP3A5*1/*1和*1/*3型基因的人群他克莫司血药浓度要高。朱立勤等[23]对97例肝移植患者的研究结果显示，在术后1周、2周和1个月，CYP3A5*3/*3基因型患者的他克莫司浓度剂量比值显著高于CYP3A5*1/*1和*1/*3型人群。供体CYP3A5*1/*1和CYP3A5*1/*3型患者术后2、4、12周他克莫司浓度剂量比明显低于CYP3A5*3/*3型患者，而受体CYP3A5*1和*3基因型组间他克莫司浓度剂量比差异无统计学意义。 Liu等[24]对中国170例肝移植患者的一项研究中发现，供体基因CYP3A5与受体基因一起，影响着他克莫司在体内的药动学过程。但是刘晓雪等[25]对28例肝移植患者的随访结果显示，CYP3A5*3等基因多态性对他克莫司的药动学参数无明显影响。

然而，对于肝移植术后CYP3A5基因多态性与他克莫司药动学关系的研究还相对较少，遗传因素以及非遗传因素对于他克莫司药动学的影响、各影响因素之间的相互作用对其影响方面的研究结论尚不完全一致，还有待进一步的研究证实。

4 结束语

他克莫司等免疫抑制剂的应用为广大移植术后患者带来了希望，与此同时由于剂量过高或过低造成的不良预后给其应用带来了困扰。随着对人体基因研究的不断深入，通过基因检测手段，根据基因检测结果，对不同基因型的个体选择不同的药物和给药方案，用以合理调整他克莫司等免疫抑制剂的初始剂量，真正实现患者个体化给药和精准治疗，这样不但可以减少药物导致的不良反应的发生，提高治疗的效果，还可以给患者降低药品费用，一定程度上减少经济负担，从而实现个体化治疗。