河北省汉族精神疾病患者CYP2C19基因多态性与丙戊酸代谢的关系分析

金素丽， 闫会敏， 武 艳， 刘同方， 魏从真， 杨雪梅， 赵 帅， 刘佳佳

(河北医科大学第一医院检验中心， 河北 石家庄 050000)

CYP2C19酶是细胞色素CYP450(Cytochrome P-450)酶第二亚家族中的重要成员，在体内参与抗血小板聚集药物、抗癫痫药物、质子泵抑制剂等多种药物的代谢[1,2]。该酶的编码基因具有多态性，不同等位基因编码的CYP2C19酶的活性明显不同，其中 CYP2C19* 2、 CYP2C19* 3、 CYP2C19* 17是中国人最常见的突变等位基因。 CYP2C19* 2和 CYP2C19* 3可导致CYP2C19酶活性的降低或丧失，CYP2C19* 17可导致CYP2C19酶活性的增强。丙戊酸(valproic acid,VPA)是临床常用的广谱抗癫痫药物。此外，它也是目前使用最为普遍的心境稳定剂，主要用于辅助治疗躁狂症、精神分裂症和双相情感障碍等精神疾病[3]。临床实践发现，不同患者在服用相同剂量的丙戊酸后，其血药浓度存在较大的个体差异，其原因可能与药物代谢酶CYP2C19的基因多态性有关。本次研究以我院464名精神患者为研究对象，初步了解本地区汉族精神疾病患者CYP2C19的等位基因、基因型及代谢型的分布频率。同时选取52例服用丙戊酸的精神分裂症患者，结合其CYP2C19代谢型及血药浓度，进一步探讨CYP2C19代谢型与丙戊酸代谢的关系。

1 资料与方法

1.1一般资料:分析2022年2月至2022年6月于河北医科大学第一医院精神卫生中心诊疗且进行了CYP2C19基因多态性检测的精神疾病患者的临床资料，共464例，男性230例、女性234例，年龄8～85岁，平均(36.66±20.31)岁。所有患者均为汉族，且居住于河北省石家庄地区，且临床诊断符合《国际疾病分类》第 10 版(ICD-10) 关于焦虑抑郁、精神障碍、双向情感障碍、幻觉妄想等精神类疾病的诊断标准。从以上资料中筛选服用奥氮平治疗且以丙戊酸作为心境稳定剂的精神分裂症患者的相关信息，纳入标准：①服用奥氮平(5mg 江苏豪森药业股份有限公司)和丙戊酸钠缓释片(0.5g 信东生技股份有限公司)治疗且无其它合并用药。②患者服药依从性良好，无严重的肝肾功能异常，无合并糖尿病、血液病、心血管病或消化道疾病等严重疾病。排除标准：①血药浓度检测前未连续服用固定剂量药物达5个半衰期，或标本检测采集时间未满足早晨、空腹、用药前的标准。②长期或者近期吸烟者、饮酒者，或妊娠及哺乳期妇女。 符合以上标准的共52例，男性31例、女性21例，年龄9～72岁，平均(31.96±15.36)岁。本研究经医学伦理委员会批准，所有受试者或其监护人均知情同意。

1.2试剂和仪器

1.2.1CYP2C19基因多态性采用突变扩增系统-聚合酶链反应(amplification reflex mutation sys- tem polymerase chain reaction，ARMS-PCR)方法对从人外周血细胞中提取的基因组DNA进行检测，一次性在一条6联PCR反应条上实现对CYP2C19*2、CYP2C19*3和CYP2C19*17基因常见的3种基因多态性进行检测，通过实时荧光PCR仪上收集信号，计算野生型和突变型的△Ct值来确定样本DNA的基因型。核酸提取仪器使用西安天隆科技有限公司生产的NP968-C核酸提取仪，检测仪器为伯乐公司生产的CFX96 Deep Well实时荧光定量PCR，扩增试剂使用武汉海吉力生物科技有限公司生产的CYP2C19基因多态性检测试剂盒。

1.2.2血清药物浓度检测采用高效液相串联质谱法，检测仪器为美国Waters ACQUITY UPLC I-Class液相色谱仪及Xevo TQD三重四级杆质谱仪，检测相关试剂购自杭州佰辰。

1.3统计分析:基因型频率用百分数表示；Hardy-Weinberg遗传平衡检验采用拟合优度卡方检验，最小理论频数介于1～5的采用校正卡方检验，最小理论频数<1的采用Fisher确切概率法；采用χ2检验对不同性别的等位基因、基因型和代谢型的分布进行比较；采用单因素方差分析对不同代谢型分组的性别、年龄、药物浓度及单位剂量的药物浓度进行比较；采用多因素线性 Logistic回归分析性别、年龄、CYP2C19 代谢型及剂量与丙戊酸代谢的关系。均使用SPSS 21.0软件对数据进行统计分析处理，P<0.05认为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1Hardy-Weinberg 平衡检验:464例精神疾病患者的 CYP2C19基因型结果，经 Hardy-Weinberg 平衡检验，差异无统计学意义(P>0.05)，提示研究对象基因型分布具有群体代表性。见表1。

表1 CYP2C19的基因型频率及Hardy-Weinberg遗传平衡检验

2.2精神类疾病患者CYP2C19等位基因分布:CYP2C19* 1、CYP2C19* 2、CYP2C19* 3、CYP2C19* 17检出频率依次为：66.60%、27.26%、4.74%、1.40%。不同性别CYP2C19 等位基因差异无统计学意义(χ2=1.668，P=0.644) 。见表 2。

表2 精神类疾病患者CYP2C19等位基因分布n(%)

2.3精神类疾病患者CYP2C19基因型分布:464例精神疾病患者CYP2C19共检出9种基因型，检出频率由高到低依次为：CYP2C19*1/*1、CYP2C19*1/*2、(CYP2C19* 2/* 2、CYP2C19*1/*3)、CYP2C19*1/*17、CYP2C19*2/*3、CYP2C19*3/*3、(CYP2C19*2/*17、CYP2C19*3/*17)。不同性别CYP2C19基因型频数差异无统计学意义(χ2=13.487，P=0.096) 。见表3。

表3 精神类疾病患者CYP2C19基因型分布n(%)

2.4精神类疾病患者CYP2C19代谢类型分布:464例精神疾病患者根据CYP2C19基因型可分为：超快代谢型、快代谢型、中间代谢型及慢代谢型，其分布频率依次为 2.37%、42.46%、46.33%、8.84%；不同性别在代谢型间的分布频率比较，差异无统计学意义(χ2=6.113，P=0.106 )。见表4。

表4 精神类疾病患者CYP2C19基因代谢型分布n(%)

2.5不同代谢型间丙戊酸血药浓度及单位剂量的血药浓度比较:52 例服用奥氮平和丙戊酸治疗的精神分裂症病例中，未检出超快代谢型。快代谢型、中间代谢型及慢代谢型的血药浓度依次为72.43±23.01、75.18±27.27和78.81±21.69。单位剂量的血药浓度依次为77.46±27.18、77.33±21.88及78.81±21.69。三种不同代谢型间的丙戊酸血药浓度及单位剂量的血药浓度差异均无统计学意义(P>0.05)。三组间性别、年龄无统计学差异(P>0.05)。见表5。

表5 三组代谢型间丙戊酸血药浓度及单位剂量丙戊酸血药浓度的比较

2.6多因素线性回归分析结果:以丙戊酸血药浓度为因变量，性别、年龄、剂量、CYP2C19代谢型为自变量，进行多因素线性回归分析。线性回归方程为 VPA=43.62+38.03剂量-0.428年龄(F=7.689，P<0.001)。见表6。

表6 多因素线性回归分析

3 讨 论

丙戊酸是一种抗癫痫药。在精神科，它也可以作为情感稳定剂用于情绪不稳定、冲动、激越等不良心境的调节[4]。临床观察发现，不同患者服用相同剂量的丙戊酸，其血药浓度存在较大的个体差异。其原因较多，如：代谢酶的遗传多态性、合并用药、性别、年龄、饮食、基础疾病等。其中药物代谢酶的遗传多态性是造成个体间差异的一个重要因素。研究认为，CYP2C19 酶是影响丙戊酸代谢的主要药物酶之一，其基因具有高度多态性，不同等位基因编码的CYP2C19酶的活性明显不同，从而影响丙戊酸药物的代谢[5]。根据药物的代谢能力，可分为超快代谢型、快代谢型、中间代谢型和慢代谢型4种表型，其中超快代谢型携带CYP2C19*1/*17和CYP2C19*17/*17基因，快代谢型携带CYP2C19*1/*1基因，中间代谢型携带CYP2C19*1/*2，CYP2C19*1/*3，CYP2C19*2/*17和CYP2C19*3/*17基因，慢代谢型携带CYP2C19*2/*2，CYP2C19*2/*3和CYP2C19*3/*3基因[6]。

CYP2C19 基因多态性具有明显的种族和地域差异，CYP2C19* 2 等位基因在亚洲人的发生频率高于白种人和非洲人，而CYP2C19* 17在亚洲人发生率则远低于欧洲人[7]。本研究显示：河北省汉族精神类疾病患者CYP2C19* 1、CYP2C19* 2、CYP2C19* 3、CYP2C19* 17等位基因的发生频率依次为：66.60%、27.26%、4.74%、1.40%，与太原正常人群的分布相似[8]，与娄小燕对汉族精神患者的研究也基本一致[7]。共检出9种基因型，检出率由高到低依次为CYP2C19* 1/* 1、CYP2C19* 1/* 2、(CYP2C19* 1/* 3、CYP2C19* 2/* 2)、CYP2C19* 1/* 17、CYP2C19*2/* 3、CYP2C19* 3/* 3、(CYP2C19* 2/* 17、CYP2C19* 3/* 17)；其代谢型以中间代谢型和快代谢型为主，检出率分别为46.33%、42.46%；不同的等位基因、基因型及代谢型在男女间的分布无统计学意义(P>0.05)。

对于 CYP2C19 代谢型与丙戊酸血药浓度的关系，有研究表明，携带CYP2C19 纯合突变基因的弱代谢型(CYP2C19*2/*2、CYP2C19*3/*3)患者的丙戊酸血药浓度显著高于野生基因型CYP2C19*1/*1 (P<0.05)[9]。也有研究认为，丙戊酸血药浓度与CYP2C19 代谢型无关[10]。在本次研究中，患者均服用奥氮平和丙戊酸治疗，组间年龄、性别无统计学差异，均无吸烟行为，可以排除药物相互作用、年龄、性别、吸烟行为对药物浓度的影响。单因素方差分析显示不同的代谢型间其血药浓度及单位剂量的血药浓度均未发现显著的差异，同时多因素线性回归分析显示，服药剂量和年龄是影响丙戊酸血药浓度的主要因素(P<0.05)，而未发现CYP2C19 代谢型及性别对丙戊酸血药浓度的影响(P>0.05)。两种分析结果均表明，精神患者丙戊酸血药浓度与CYP2C19代谢型无关。原因可能为以下几点：首先，相同剂量药物在不同个体间药物浓度差异的根本原因是药物代谢动力学不同，即所有影响药物吸收、分布、代谢及排泄的因素都会对体内药物浓度产生影响。药物代谢酶的遗传多态性是影响药物代谢动力学的一个重要因素，但不是唯一因素，其它对药物的吸收、分布及排泄的影响因素也会对VPA的血药浓度产生重要影响。其次，丙戊酸的代谢较为复杂，其代谢途径有三条：30%～70%通过尿苷二磷酸葡萄糖苷酸转移酶(UGT)途径，20%～40% 通过线粒体β-氧化途径，10%～20%通过CYP450介导的ω-氧化途径[11]。由此可以发现，丙戊酸的主要代谢途径是UGT 途径，而CYP450作为丙戊酸的一个次要代谢途径，其代谢丙戊酸的占比较低，对体内丙戊酸的血药浓度影响较小。第三，研究认为，由CYP450介导的ω-氧化途径中，除CYP2C19酶外，CYP2C9、CYP2A6、CYP2B6 等 CYP也参与介导VPA的代谢[12]。综上几个原因可以看出，CYP2C19酶虽然参与丙戊酸的代谢，但在整个药代学的过程中其影响有限，导致不同的代谢型间丙戊酸的血药浓度无显著的差异。

综上所述，河北省汉族精神患者的CYP2C19基因存在多态性，其等位基因、基因型及代谢型在不同性别间的分布无差异，CYP2C19的代谢型未明显影响丙戊酸的代谢。