MDR1基因多态性与美罗培南血药浓度及临床疗效的相关性研究

2019-12-03许建文黄品芳吴京南柯蒙刘亦伟林翠鸿

中国抗生素杂志 2019年11期

许建文黄品芳吴京南柯蒙刘亦伟林翠鸿

(福建医科大学附属第一医院药学部，福州 350001)

美罗培南(meropenem)属碳青霉烯类抗生素，为强效广谱抗生素，对需氧菌、厌氧菌及多数革兰阴性菌和革兰阳性菌均具有良好的抗菌作用，主要用于多重耐药菌感染以及重症感染的治疗。美罗培南是治疗严重细菌感染所致的肺炎、脓毒血症、化脓性脑膜炎的常用药物，其主要以原型经肾脏消除，体内药动学过程复杂，导致血药浓度个体差异，进而影响其抗菌疗效[1-2]。当T＞MIC超过40%时，可有较好的杀菌效果，剂量不足易导致耐药及治疗失败，而剂量过大易导致毒性反应[3]。

研究表明，经肾脏排泄的药物，其血药浓度与相应药物转运体的基因多态性密切相关[4-5]。多重耐药基因1(MDR1)编码的P-糖蛋白(P-gp)作为药物流出转运子，参与中性及阳离子药物的转运[6-7]。P-gp在肾近曲小管表达，其外排转运作用可提高药物从肾脏排泄[8]。MDR1基因型的不同可影响P-gp的功能，在已发现MDR1的SNPs中，C3435T的多态性与P-gp的转运功能密切相关[9-11]。

本研究旨在探讨MDR1的基因多态性与美罗培南血药浓度及临床疗效的相关性，考察美罗培南血药浓度个体差异的遗传学特征，以期为临床的精准用药提供理论支持。

1 材料、对象与方法

1.1 病例选择

入选2018年1月—2018年11月就诊于福建医科大学附属第一医院诊断为感染性疾病，接受美罗培南治疗的101例住院患者。本研究经福建医科大学附属第一医院伦理委员会批准。所有患者均签署知情同意书。

1.2 入选标准

病原学诊断为细菌性感染的患者，药敏试验结果显示病原菌对美罗培南敏感或依据经验治疗应用美罗培南；年龄18～65岁，性别不限，美罗培南血药浓度已达稳态。排除重要脏器功能衰竭，发生严重感染等药物不良反应，合并用药影响肾排泄的患者。疗效判定：依据《抗菌药物临床试验技术指导原则》分为有效和无效。

1.3 试剂与仪器

注射用美罗培南(规格：0.5g/瓶，Dainippon Sumitomo Pharma Co.,Ltd.生产)，美罗培南对照品(批号：130506-200702，含量：100%)(中国食品药品检定研究院)。Waters高效液相色谱仪(美国Waters公司产品)，PCR仪(美国Bio-Rad公司)，PCR引物(上海生工生物工程有限公司合成)。

1.4 血药浓度检测

患者静脉滴注美罗培南达稳态后，给药前30min采集外周静脉血2mL，离心之后取上层血浆100μL，用蛋白沉淀法处理血浆样品，采用HPLC法测定血药浓度。

1.5 基因型检测

采用血液、细胞、组织基因组DNA提取试剂盒(北京天根生化科技有限公司)，提取患者血液中基因组DNA，微量核酸测定仪测定DNA的浓度， -20℃保存。PCR扩增MDR1，引物序列为上游(P1)：5'-ACTCTTGTTTTCAGCTGCTTG-3'，下游(P2)：5'-AGAGACTTACATTAGGCAGTGACTC-3'，扩增片段为231bp，酶切后产生163和68bp。PCR反应体系25μL，DNA模板4μL，TaqPCR Master Mix 12.5μL，正反向引物都是0.3μL，灭菌注射用水7.9μL。PCR反应条件为：94℃预变性5min，以下步骤进行35个循环：94℃变性30s，54℃退火30s，最后72℃再延伸1min。

1.6 统计学处理

采用SPSS 21.0软件进行统计分析。计量资料采用Shapiro-Wilk法进行正态性检验，采用Levene检验对正态分布的变量进行方差齐性检验。符合正态分布且方差齐的计量资料以(±s)表示，计数资料用率表示。非正态分布资料用中位数P25以及四分位数P75表示，组间比较采用Kruskal-Wallis H 检验或MANNWhitney U检验。χ²检验等位基因频率是否符合Hardy-Weinberg平衡。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

本研究共纳入101例患者中，性别、年龄、体质量的差异无统计学意义(P＞0.05)，美罗培南剂量和血药浓度等方面的一般资料见表1。

2.2 患者血药浓度

101例患者中，若首次测得的血药浓度小于5μg/mL及大于20μg/mL且临床疗效不佳的患者，则重复监测其浓度。共测得稳态血药浓度172例，其中68.0%的浓度小于10μg/mL；54.0%的浓度小于5μg/mL(表2)。

2.3 血药浓度与临床疗效的关联性

5～10μg/mL与10～20μg/mL浓度范围美罗培南的临床有效率(83.3%,91.7%)显著高于5μg/mL以下浓度范围(44%)(P＜0.05)，5～10μg/mL与10～20μg/mL浓度范围美罗培南的临床有效率相近(P＞0.05，表3)。

表2 患者血药浓度Tab.2 Distribution of concentration of meropenem

2.4 C3435T基因多态性分布

CC基因型患者39例(38.6.0%)，CT基因型患者48例(44.8%)，TT基因型患者14例(16.3%)。这3个位点的基因型分布频率均符合Hardy-Weinberg平衡(P＞0.05)。

2.5 C3435T基因多态性与浓度和浓度/剂量比的关联性

不同MDR1C3435T基因型患者的浓度和浓度/剂量比结果相近(P＞0.05，表4)。

2.6 C3435T基因多态性与临床疗效的关联性

不同MDR1C3435T 基因型患者的临床有效率相近(P＞0.05，表5)。

3 讨论

美罗培南具有强大的杀菌活性，因其诱导癫痫发作的概率低，是唯一适用于治疗细菌性脑膜炎的碳青霉烯类抗生素。如何合理应用抗菌药物，提高疗效，降低毒副作用，延缓细菌耐药，是当今临床的迫切任务。治疗药物浓度监测(TDM)及基因检测理论有助于临床制定抗菌药物给药方案，减缓耐药菌株的产生。本研究结果显示，美罗培南的浓度5～10μg/mL 与10～20μg/mL浓度范围美罗培南的临床有效率(83.3%,91.7%)显著高于5μg/mL以下浓度范围(44%)(P＜0.05)，然而5～10μg/mL与10～20μg/mL浓度范围美罗培南的临床有效率无显著差异(P＞0.05)。因此，加强美罗培南血药浓度监测，结合患者病情优化用药方案，可提高临床治疗效果，降低不良反应及耐药性的产生，同时减轻患者的经济负担，具有一定的临床指导意义。

表3 美罗培南血药浓度与临床疗效的关联性Tab.3 Relationship between the curative effect and concentration of meropenem

美罗培南进入体内后，54%～79%以原型经肾脏排泄，因此其血药浓度可能与肾脏药物转运体密切相关。单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)与一些疾病的发生及药效的变化具有密切相关性[5-6,12]。已发现的MDR1基因29个单核苷酸多态性中，26外显子C3435T基因多态性与MDR1及P-糖蛋白(p-glycoprotein,P-gp)的功能和表达密切相关[13-14]。P-gp参与许多药物的肾小管分泌或再吸收过程，近端肾小管刷状缘膜是肾小管分泌药物的主要部位，该部位P-gp高度表达。P-gp对肾小管分泌具有重要作用[12,15]，P-gp是药物流出转运子，能够影响药物吸收。MDR1C3435T某基因型的差异可导致P-gp功能的改变，影响血药浓度水平[16-18]。本研究检测得到MDR1C3435T各基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡定律，提示具有群体代表性。测得MDR1C3435T突变率(37.6%)与先前研究[19-20]报道的的突变率(36.61%)基本一致。然而，可能受到样本量的限制，本文未发现MDR1C3435T多态性与美罗培南血药浓度以及临床疗效间明显的相关性。

综上所述，本研究可为美罗培南血药浓度个体化差异提供基因组学的解释，为美罗培南临床抗感染方案中剂量的制定提供理论依据。后续研究可结合药效学指标综合分析，对以上推测进行考证。