基因多态性对指导华法林应用的研究进展

王启鑫 综述 任澎 审校

(新疆维吾尔自治区人民医院，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 华法林相关基因

遗传因素对华法林给药的影响不同，特别是中国人群。随着药物基因组学的发展，人们逐渐认识到单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)对华法林剂量的影响，相关研究表明,华法林相关基因的SNPs亦与华法林用药过程中出血或者抗凝不足有关。华法林相关基因可分为两类，一类是与华法林作用代谢和作用靶点相关的基因，如 CYP2C9和VKORC1等；其次是与体内维生素K1代谢循环相关的基因,如VKORC1、GGCX、CYP4F2、EPHX1、STX4、APOE等[1]。

1.1 CYP2C9

CYP2C9是编码细胞色素P450家族酶2C9蛋白(与华法林代谢酶活性有关)的基因，位于染色体10q24.2,全长约55 kb，包括9个外显子和8个内含子。报道最多的SNPs是野生型CYP2C9*1、突变型CYP2 C9*2和CYP2C9*3。CYP2C9*2和CYP2C9*3 基因多态性影响华法林给药。野生型等位基因决定了酶的高活性，具有正常的酶代谢活性。CYP2C9基因突变可引起华法林代谢能力降低，从而降低华法林治疗所需剂量，增加出血风险，所需使用的华法林剂量应降低[2]。CYP2C9的基因多态性存在种族差异，高加索人群中等位基因*1、*2、*3的频率分别为79%、12.5%、8.5%[3]，非洲人群为97.00%、1.00%、2.00%[4]，中国汉族人群为96.94%、0.14%、2.92%[5]，日本人群为95.00%、0.00%、5.00%[6]。关于中国健康汉族人的一项研究显示等位基因CYP2C9*1、CYP2C9*2、CYP2C9*3出现的频率分别为94.48%、0.14%、2.94%，CYP2C9*1/*1、CYP2C9*2/*2、CYP2C9*3/*3的出现频率分别为89.23 %、0.00%、0.24%。可见亚洲人群CYP2C9*2基因出现频率明显低于高加索人群,中国汉族人存在的主要突变是CYP2C9*3(CYP2C9 1075A>C)，几乎不存在CYP2C9*2突变[7],CYP2C9*3基因突变率虽然在中国并不高，但该基因突变会导致患者在抗凝治疗起始阶段更容易出现抗凝治疗过度的情况，因此明确其遗传信息，对于防止抗凝治疗过度及出血有重要意义。

1.2 VKORC1

VKORC1编码维生素K环氧化物还原酶复合体1，位于染色体16p11.2，全长约为11 kb，包含3个外显子和2个内含子。华法林作用于维生素K环氧化物还原酶(VKOR)。SNPs位点中对华法林剂量有影响的主要是启动子区1639位置G>A和第一个内含子1173位置C>T对不同人种VKORC1-1639基因频率不同，高加索人群AA、GA、GG基因频率分别为14%、47%、39%，汉族人为80%、18%、2%。有研究[8]显示基因型为AG & GG的患者比AA型的患者需更高的剂量[(4.55±1.27)mg/d，而AA型的患者需(2.90±0.97)mg/d，P<0.001]。 有研究[9]通过多元回归分析发现，VKORC1-1639 G>A对华法林的影响最大，影响程度为26.2%。也有研究[10]表明，VKORC1-1173C>T基因型在亚洲人、白种人和非洲裔美国人中显著不同，亚洲、高加索和非裔美国人VKORC1-1173C>T等位基因频率分别为11%、58%和91%。多元回归分析提示，VKORC1-1173C>T变体是华法林剂量个体差异的重要协变量。在VKORC1 1173位携带C等位基因的患者与华法林的剂量显著相关。 因此，这些结果表明，与西方人口相比，中国人群的剂量要求较低，可能反映VKORC1-1173C>T等位基因频率较低，VKORC1-1639 G>A中国人群多态性可能是与华法林反应变异性相关的主要遗传因素。

1.3 CYP4F2

CYP4F2基因位于染色体19p13.11，表达产物为CYP4F2酶，该酶是一种氧化酶，负责将体内维生素K1代谢为含有羟基的维生素K1，编码CYP4F2的基因发生突变引起酶活性的变化，会使体内维生素K含量上升，导致华法林剂量增加。目前和CYP4F2相关的SNP位点主要有CYP4F2 V433M(rs21086222)。有研究[11]检索已公开发表的关于该基因与华法林维持剂量关系的相关文章发现，所有人群(黄、白、黑种人)中CYP4F2各基因型频率为CC 44.98%、CT 38.49%、TT 16.52%。与CC型相比，CT型华法林维持剂量增加14%、TT型增加8%。黄种人中CT增加7%、TT增加28%。可见T等位基因频率增加，华法林的维持剂量增加，且以黄种人明显。中国汉族人CYP4F2 rs2108622 T携带者比C携带者所需的华法林剂量高0.4 mg/d[12]。Shendre等[13]通过研究1 238例患者发现CYP4F2*3/*3与过度抗凝治疗风险降低31%(P=0.06)有关。与*1/*3或*1/*1相比，CYP4F2*3/*3参与者的出血发生率较低(IRR=0.45;95%CI0.14 ～1.11;P=0.09)。在控制协变量后，CYP4F2*3/*3与出血风险降低52%相关。CYP4F2出血关联遵循隐性模式，拥有CYP4F2*3/*3基因型可能表现出保护作用，但仍需进一步确认。

1.4 GGCX基因

GGCX基因位于2号染色体的短臂中部，由15个外显子组成，可编码γ-谷氨酰基羧化酶。GGCX直接参与翻译羧化，并在减少维生素K作为必需辅因子时活化低功能凝血因子，成为有活性的凝血因子参与凝血功能[14]。GGCX基因突变时，GGCX的活性会下降，直接引起凝血因子活化异常，导致所需华法林的剂量增加。国外报道的SNPs位点主要是GGCX 3261 G>A(rs12714145)，国内研究最多的是G3261A(rs12714145)。有关研究[15]对中国云南汉族人群GGCX(rs669664)基因多态性进行分析发现服药剂量A/A型(3.507±1.44)mg/d>A/G 型(3.46±1.236)mg/d>G/G型(3.092±l.044)mg/d。

1.5 EPHX1

微粒体环氧化物水解酶(mEH)是由 EPHX1基因编码,EPHX1基因位于1q42.12，有9个外显子和8个内含子。EPHX1基因突变可使mEH活性下降，在体内mEH将氧化型维生素K还原成还原型维生素K，EPHX1基因突变对华法林的抗凝治疗作用可能会产生一定的影响。研究[16]发现携带EPHX1 GC杂合子基因型的个体比CC野生型需更高的剂量[(3.44±1.03)mg/d vs(3.04±0.95)mg/d，P<0.05]。Pautas等[17]学者在75岁以上的高加索人中对EPHX1 rs2292566基因进行了研究，发现该位点对华法林稳定剂量有影响。有研究[18]发现EPHX1 rs2292566与中国汉族人华法林剂量有相关性，并解释了3.6%的个体剂量差异。国内外学者针对该基因其他SNPS的研究还有EPHX1 rs1877724、rs2234922、rs1877724、rs2260863。中国汉族人群的研究主要集中在EPHX1 rs4653436。

1.6 STX4

STX4位于16号染色体，STX4 位点突变基因可抑制mRNA对肝脏中药物靶点的相关酶蛋白的表达，致药物靶点减少，药物使用剂量降低。STX4中的rs10871454对华人患者的华法林用量有显著影响，表明rs10871454可能是预测华法林维持剂量的重要遗传因素[19]。

影响华法林的药效学和药动学相关的基因达30余种。VKORCl和 CYP2C9是目前所知影响个体间华法林用量不同的最主要的遗传因素[20]，为安全有效地使用华法林，在使用前应进行相应基因检测[21]。

2 华法林的抗凝机制及药代动力学

华法林是20世纪40年代发现的一种双香豆素衍生物，口服后由肠道快速吸收，主要与血浆白蛋白结合，正常人90 min可达到血药浓度峰值，在肝脏中经细胞色素酶P450代谢为非活性产物，主要经肾脏排泄。华法林是由R- 和S-对映体组成的外消旋混合物，S-华法林具有约1.5倍的全身清除率，比R-华法林有效5倍[22]，在稳定情况下，抗凝治疗作用中S-华法林能够发挥60%～70%[23]，所以，S-华法林发挥主要的抗凝作用。R- 和S-对映体代谢途径不同，S-华法林仅由CYP2C9代谢，其可代谢80%～85%的S-华法林,催化成为无活性形式6-羟基或7-羟基华法林。R-华法林由CYP1A1、CYP1A2、CYP3A4代谢为无活性的10-羟基华法林。S-华法林的清除率较R-华法林高，导致R-华法林血药浓度相对较高。华法林特异性抑制VKOR的催化反应而发挥抗凝作用，VKOR主要由VKORC1基因编码，其可促进氧化型维生素K转化为还原型维生素K，还原型维生素K是GGCX的必要辅助因子，是凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ和蛋白质C、S、Z氨基末端谷氨酸残基的羧化过程中的重要辅酶，上述凝血因子只有经过羧化才具有生物活性，进而进行一系列级联反应，导致血液凝固。

3 华法林基因多态性的临床应用

2007年8月和2010年1月，美国国家食品药品监督监管局(FDA)两次更新华法林的说明书，2007年，FDA批准了更新的华法林标签，其中包括基因变异的遗传检测信息，可能有助于“个性化”每位患者的起始剂量,该标签于2010年再次更新，提供了VKORC1和CYP2C9基因型表，并提出了初始剂量范围。2017年2月，临床药物基因组学实施联盟对2011年版关于CYP2C9和VKORC1基因型与华法林给药指南进行了更新。已有文献结果表明，在临床基因型结果可用的情况下，CYP2C9、VKORC1、CYP4F2和rs12777823的基因型引导的华法林剂量达到了国际标准化比值2～3。此外，这一更新的指南纳入了针对大陆祖先的成人和儿科患者的建议[24]。鉴于华法林遗传药理学的特点，国内外许多学者致力于基因型与其他因素相联系的研究，预测华法林剂量。2005年Sconce等率先报道采用遗传因素和环境因素构建华法林稳态剂量预测模型可有效预测患者的稳态剂量，从而降低用药风险。国际华法林遗传药理学联盟于2009年发表了华法林稳定剂量预测模型，该模型是目前国内第三方检测机构在出具华法林个体化用药基因检测报告中最常用的预测模型之一。有研究[25]将CYP2C9和VKORCl的多态性与临床因素(如年龄和体重)、环境因素(联合用药)结合，可解释华法林用量个体差异原因的35%～50%。研究以中国人群为研究对象，探寻适合中国人群的华法林个体化用药模式，研究表明，年龄、体表面积、CYP2C9、VKORC1对华法林用量个体差异有显著影响，可解释54.1%的差异原因。目前研究较多的是CYP2C9*3、 VKORC1-1639G>A基因多态性对中国汉族人华法林剂量的影响，分析其剂量个体差异性的原因。

4 展望

华法林基因检测作为个体化治疗的有力工具已取得不小进展，但也存在有待解决的问题，首先，华法林个体化用药预测模型的建立多以高加索人群为主，均基于回顾性研究的数据，针对亚洲人群或者汉族人群的研究较少，缺少前瞻性研究验证[26]。其次，其只纳入了CYP2C9、VKORC1基因多态性、年龄、身高等，这些因素对华法林剂量变异的解释度为50%左右，需寻找新的因素提升解释度。再次，新型抗凝药物出现，并迅速应用于临床，新型口服抗凝药物无需检测国际标准化比值，可固定剂量服用，在预防卒中事件中不劣于华法林等优点使华法林面对挑战，但新型口服抗凝药物存在上市后积累临床经验的时间短、半衰期短、价格较高等缺点。老年患者和患者病态肥胖或严重的肾或肝功能障碍等患者，因有更高水平的相对出血风险，可从华法林剂量算法中获益更多，对于许多适应证，华法林仍是抗凝血剂的首选[27]。有研究[28]在Birjand群体发现，35.8%的选定人群携带引起对华法林敏感性的异常等位基因，因此华法林个体化基因检测为华法林抗凝治疗产生积极作用，仍需进一步研究探索。

[ 参 考 文 献 ]

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