达比加群酯抗凝治疗与基因多态性研究进展

王玮 周明礼 综述 楚天舒 审校

(昆明医科大学第二附属医院心内科，云南 昆明 650000)

1 背景

心房颤动(atrial fibrillation，Af)是临床上最常见的心律失常；CSA 2017学术年会指出，中国目前约有一千万Af患者，随着人口老龄化的加重，未来人数还将明显增加；非瓣膜性Af患者每年栓塞发生率约为5%，是非Af人群的2～7倍[1]。大量研究证实缺血性脑卒中和非中枢神经系统性栓塞事件等并发症是Af致死和致残的首要风险[2]；Af所致的脑卒中风险的评估及预防再发是Af患者综合管理的重要内容之一[3]，合理使用抗凝药物能显著降低栓塞的发生率。研究证实中国Af患者的特点是患病人数多且卒中发生率高，然而中国大多数Af患者未得到抗凝治疗[4]，之所以造成这种情况，与传统口服抗凝药物华法林的使用比例及达标率低有密切关系。新型口服抗凝药物(novel oral anticoagulants，NOAC)使用固定的剂量，不易受其他因素相互作用，可提供与华法林相近(或更好的)疗效、安全性，且使用更加方便。RE-LY试验证明达比加群酯在非瓣膜Af患者的卒中预防方面可完全替代华法林，达比加群酯小剂量(110 mg，每日2次)在预防卒中和系统性血栓形成方面的疗效不低于华法林，发生主要出血事件风险不高于华法林，该组栓塞事件发生率低于华法林组，但差异无统计学意义，证实达比加群酯110 mg在栓塞事件预防作用与华法林相当；达比加群酯(150 mg，每日2次)在抗凝和预防血栓栓塞发生率治疗中效果较华法林更具优势，并能显著降低颅内出血的发生，因此达比加群酯150 mg在预防Af患者缺血性脑卒中和全身性栓塞方面不劣于华法林[5]。虽然两种不同剂量达比加群酯的颅内出血和威胁生命的大出血的发生率不高于华法林，但在危及生命的大出血事件发生率方面，达比加群酯相比华法林并无显著降低，特别是对于高龄人群。此外，相关研究[6]显示达比加群酯在药代动力学和药效动力学方面存在较大个体差异，所以达比加群酯在获得可靠而满意的Af抗凝效果的同时，亦需关注其可能带来的出血风险及不良反应，尤其是药代动力学和药效动力学方面存在的个体差异性。

2 达比加群酯与基因多态性

达比加群酯是一种前体药物，口服给药后可被肠道吸收，然后通过血浆和肝脏的酯酶催化水解转化为活性代谢产物达比加群。达比加群酯首先在肠道内活化为中间代谢产物达比加群乙酯，其后被肝脏的羧酸酯酶(carboxylesterases，CES)1活化为活性代谢产物达比加群，达比加群与葡萄糖醛酸共价结合为葡萄糖醛酸苷发挥药理作用[7]，而且在达比加群酯作为P糖蛋白的底物，编码P-糖蛋白(P-gp)的基因多态性会影响P-gp的活性和功能，从而影响药物在体内代谢，其基因多态性可能会影响P-gp 的活性和功能，从而影响药物在体内的代谢。因此，影响达比加群酯吸收及代谢活化的CES1及ABCB1基因多态性在达比加群酯的药代动力学方面扮演了至关重要的角色[8-9]。

2.1 CES活性与达比加群酯的激活

CES1基因编码肝脏CES-1，主要在肝脏、单核巨噬细胞和肺上皮细胞表达，在肠道表达极低；CES2基因编码肠道CES-2，其的主要表达位置在肠道，但在肝脏也有表达；CES1与CES2在达比加群酯药物代谢、内源性物质的转化、内环境的稳定中是具有活性代谢物的主要酯酶，CES1 和CES2 的表达和活性存在显著个体差异,CES1和CES2所编码基因多态性对CES数量或活性的改变进而改变前体药物在体内的活化与血药浓度，从而影响抗凝疗效与不良事件的发生[10]，达比加群酯作为前体药物，经过两次连续的代谢转化后，成为具有活性的达比加群；达比加群形成的速率与CES1活性显著相关，肝脏中CES1是达比加群酯活化的基础酶。然而一项药物动力代谢试验表明，在外周末梢循环中存在达比加群酯的前体药物[11]，说明有一部分的达比加群酯通过改变达比加群酯活化路径后经肠道其他方式吸收进入肝脏后经CES1代谢成为有活性的达比加群[12]。

2.2 CES1基因多态性对达比加群酯血药浓度的影响

RE-LY研究结果提示个体血液中具有活性达比加群酯血药浓度存在很大的差异，变异系数约为30%[13]，Paré等[14]在RE-LY试验中对1 490例欧洲白人患者进行了全基因组分析并指出基因多态性(SNP)与达比加群酯血药浓度的关系，研究报告CES1 SNP rs2244613与达比加群酯血药浓度谷浓度相关，CES1 SNP rs2244613约下调15%谷浓度，在此基础上，没有携带CES1 SNP rs2244613次要等位基因的患者与携带1个次要等位基因患者相比，后者较前者谷浓度约下降15%，携带两个次要等位基因的患者血药浓度较未携带者血药浓度下降约25%；同时次要等位基因CES1 SNP rs2244613降低出血风险，CES1携带者似乎可以在微观上影响达比加群酯与华法林的对比治疗，携带者中同样的治疗方案，达比加群酯较华法林有较低的出血风险，对于非携带者没有明显的出血风险区别。由于基因多态性作用的影响，每一个CES1 SNP rs2244613次要等位基因均与达比加群酯较低的谷浓度有关，达比加群酯治疗的患者CES1 SNP rs2244613出血事件与谷浓度是一致的，谷浓度越低，出血事件发生概率越小，为了证实CES1 SNP rs2244613对于出血事件的影响，试验人员做了基因干预治疗的试验，排除CES1 SNP rs2244613对于只通过达比加群酯途径致出血事件的发生，结果表明CES1 SNP rs2244613携带者与非携带者相对出血风险系数为(95%CI0.63～0.86)，相比之下，达比加群酯110 mg每日2次与150 mg 每日2次出血风险系数为0.86(95%CI0.81～0.93)[15]，Paré等[14]应用全基因组关联进行分析发现一个新多态位点：CES1 SNP:1168-33C>A，此SNP在长期使用抗凝药物进行治疗的患者中突变频率为32.8%，由此该等位基因杂合型患者口服达比加群酯后，其具有活性的代谢产物在体内的暴露量明显低于野生型患者，并且其相应的出血风险也下降。由此说明CES1 SNP对于出血不良事件的影响较药物本身更明显，单从药物自身来看，对于出血事件并没有或者很小的关系，同时与主要不良出血事件风险没有很明显的关系，却较容易发生小出血事件，华法林与达比加群酯干预Af患者抗凝的治疗过程中，统计学分析CES1 SNP rs2244613携带患者达比加群酯方案较华法林方案出血风险小，在非携带患者中两种方案没有区别；缺血事件发生中CES1 SNP rs2244613与之没有关系，最终结果CES1 SNP rs2244613与降低谷浓度同时降低出血风险，较低的谷浓度在血管内膜受损时更容易出现栓塞，降低出血事件发生的概率。

2.3 CES1基因多态性与性别差异

正是因为CES1遗传多态性及性别的不同，肝脏中CES1表达与活性在个体之间存在明显的差异[16]，药物代谢酶在不同性别表达也是不同的，所以一些药物的代谢和药效学也存在差异，性别也可以影响到CES1的表达与活性，研究报告指出肝脏中CES1表达女性相对于男性更多，所以达比加群血药浓度在女性体内明显高于男性[17]，CES1 SNP G143E具有重要临床意义编码基因之一，CES1 SNP G143E在CES1底物活化过程中表现为功能缺失型突变[18]，这种变异可显著改变药物代谢动力学与药效学。Shi等[12]在RE-LY试验基因多态性研究的基础上，采集104例患者肝脏样本研究达比加群酯及其中间代谢物氨基甲酸酯类化合物(M1)、乙酯(M2)活化过程，明确CES1基因多态性表达及活性对其中间代谢物的影响；样本中达比加群酯及M1、M2的活化速率在含有杂合子143G/E基因型中底物M2激活速率明显下降，特别是相对于未携带杂合子143G/E的样本，拥有杂合子143G/E的M2的活化速率平均下降了41%(P=0.026)；但在杂合子样本中，达比加群酯与M1活化速率并无统计学意义，需要注意的是M2相对于M1在CES1介导代谢中为最多的代谢物[19]，因此，CES1 G143E变异体对M2活性的影响在临床较M1代谢方面要明显。G143E携带者与非携带者之间，达比加群酯、M2及M1三种代谢物活性是不同的，具有统计学意义，但CES SNP rs2244613和rs8192935及CES1的表达和活性在达比加群酯的激活没有关联。总之，研究表明CES1 SNP G143E对于达比加群酯M1/M2激活是一种功能缺失型突变[20]，根据G143E变异在药物代谢动力学和药效学专有的CES1底物影响[21-22]，这种变异会影响达比加群酯的活化，从而改变达比加群酯体内代谢与抗凝疗效，CES1 rs2244613和CES1 rs8192935 单核苷酸多态性在肝脏中与达比加群酯及中间代谢物的激活不相关。达比加群酯的代谢及它的两个中间代谢物M1和M2女性肝脏中大于男性，M2的激活在性别差异中最为明显，在实际临床中也有统计学意义，女性体内有着较高的达比加群暴露，部分归因于CES1表达的性别差异[23]。

2.4 人类多药耐药基因多态性对达比加群血药浓度的影响

人类多药耐药基因(multiple drug resistance，MDR)(也称ABCB1)编码P-gp，其基因多态性会影响P-gp的活性和功能，从而影响药物在体内代谢，达比加群酯是P-gp(由ABCB1编码)的底物，P-gp直接抑制剂可将达比加群酯生物利用度提高12%～23%[24]，ABCB1 SNP rs4148738与CES1 SNP rs8192935与达比加群酯血药浓度的峰浓度有关，ABCB1 SNP rs4148738与CES1 SNP rs8192935可以下调约12%的峰浓度，ABCB1 SNP rs4148738在基因连锁不平衡中与次要等位基因C3435T SNP(rs1045642)与达比加群酯峰浓度相关，峰浓度虽与缺血事件有关联但较出血事件关系要小[25]。

3 小结

达比加群酯作为新型口服抗凝药，其抗凝作用与华法林相当，预防脑卒中的效果明显优于华法林，其疗效与安全性较为肯定，与华法林相比具有诸多优势；目前临床上使用的达比加群酯普遍存在个体差异，基因的改变及多态性对于达比加群酯的影响在于药物代谢及药物动力学方面，国外研究普遍接受CES1和ABCB1基因可以作为接受达比加群酯治疗的非瓣膜性Af患者发生主要不良心脑血管事件的独立预测因子，对于携带等位基因CES1 SNP rs2244613而导致出血不良事件，可以选用低剂量达比加群酯；ABCB1 SNPrs4148738与CES1 SNP rs8192935可能会有小概率缺血性事件的发生，可适当予以提高剂量；杂合子143G/E基因型对于达比加群酯的激活、活化速率有影响，如今并没有确切相关试验表明会引起不良事件的发生。可基于CES1、ABCB1基因多态性，更好地提高药物的疗效与安全性，但现在相关临床研究主要集中在西方人群中，由于基因多态性的差异，在不同人种及个体中达比加群酯的药代动力学及药效动力学存在较大差异[26-27]，尚需进一步深入亚洲人群研究以提供更确凿的证据，并推动中国基因多态性检测指导临床工作，提升心血管药物使用的安全有效性，指导一线医生选择合适的剂量个体化治疗，减少不必要的不良事件发生，使抗凝治疗更合理安全。

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