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CYP2C9和VKORC1基因多态性对华法林抗凝强度的影响
 

近年来随着华法林药物基因组学研究的深入,人们发现华法林药代动力学和药效学通路上的某些基因的遗传变异可能是造成个体间华法林剂量差异的主要原因之一。本研究希望通过对多个基因及多个影响因素的分析,并结合其对华法林血浆浓度的影响,找出更多干扰华法林维持量的因素,为华法林的个体化治疗提供进一步的药物遗传学依据。

 

 

 

 

 

 
 
 

  

 
资料与方法

纳入在体外循环下行瓣膜置换术且术后需服用华法林抗凝的患者226例,采用焦磷酸测序及UPLC/MS-MS法分别检测其CYP2C9和VKORC1基因型及其华法林血浆总浓度及游离浓度,分别以基因型、性别、年龄进行分组,比较不同组别患者华法林维持剂量和血浆浓度,并计算基因多态性及血药浓度、性别、年龄对华法林稳定剂量的贡献率。

 
研究结果

CYP2C9(1061A/C)基因型中,AA型患者华法林维持量高于AC型(P<0.05);VKORC1(-1639G/A)基因型中,AG型患者华法林维持量高于AA型患者(P<0.01);VKORC1(1173C/T)基因型中,CT型患者华法林维持量高于TT型患者(P<0.01)。CYP2C9(1061A/C)不同基因型间其华法林血浆浓度差异无统计学意义;

 

VKORC1(-1639G/A)不同基因型间及VKORC1(1173C/T)不同基因型间华法林血浆浓度差异有统计学意义(P<0.01)。

 

 

 

男性患者所需华法林维持量高于女性患者(P<0.05),60岁以上患者所需华法林维持量低于60岁以下患者(P<0.05)。

 

CYP2C9(1061A/C)、VKORC1(-1639G/A)、VKORC1(1173C/T)基因多态性及华法林血药浓度、年龄、性别分别解释了7.7%、29.1%、30.4%、6.7%、1.6%和1.4%的华法林个体剂量差异,多因素联合可解释47.2%的华法林个体剂量差异。

 

 
讨 论

目前临床使用的华法林是由S-华法林和R-华法林组成的消旋异构体,其中,S-华法林抗凝活性是R-华法林的3~5倍,两种对映体在体内被不同的细胞色素P450(cytochrome P450,CYP)同工酶通过羧基化代谢成为非活性产物。S-华法林85%以上由CYP2C9代谢为无活性的6-和7-羟化产物;而R-华法林主要经CYP3A4、1A1、1A2代谢。故在上述几个代谢酶中,CYP2C9基因多态性对华法林剂量影响较大。

Higashi等首先报道了CYP2C9的基因型与华法林抗凝疗效及出血之间的联系,发现携带CYP2C9*2型和CYP2C9*3型患者接受华法林治疗容易发生出血并发症。Margaglione等研究了CYP2C9基因变异与华法林剂量以及出血并发症的关系,结果表明带有CYP2C9*1型单倍体的个体所需剂量高于携带有CYP2C9*2型和CYP2C9*3型单倍体的个体,其出血并发症也明显低于后二者。上述结果表明,携带突变等位基因的患者需要较低的平均华法林日剂量且具有较大的出血风险,CYP2C9基因多态性影响了酶的活性,导致了个体差异。

本研究将226例服用华法林的患者按CYP2C9(1061A/C)基因型进行分组,观察华法林剂量的差异,结果发现AA型患者华法林维持量高于AC型患者(P<0.05)。说明CYP2C9(1061A/C)基因多态性是影响上海地区汉族人华法林使用剂量的重要因素之一。我们还发现CYP2C9(1061A/C)AA基因型与AC基因型之间华法林总浓度及游离浓度比较差异无统计学意义,推断AA基因型所编码酶的活性髙于AC基因型所编码酶的活性,从而使作用在靶点的华法林代谢增多,最终导致两种基因型患者血浆华法林游离浓度无明显差异。

VKORC1是维生素K循环中的关键酶,华法林因抑制该酶而阻断维生素K以辅因子形式参与羧化酶的催化反应,抑制了依赖维生素K的凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的功能活性,从而产生抗凝作用。VKORC1编码区和非编码区存在大量的多态性位点。VKORC1(-1639G/A)位于启动子区。中国台湾学者报道,VKORC1(-1639G/A)变异可导致启动子活性不同,使得华法林维持剂量具有个体差异,GG+GA型患者的华法林日平均剂量高于AA型患者;Obayashi等研究了日本缺血性中风患者VKORC1(-1639G/A)多态性与华法林抗凝疗效的关系,也发现GA基因型患者所需华法林维持量高于AA基因型患者,且利用VKORC1基因多态性可解释16.5%华法林维持剂量个体间差异。VKORC1(1173C/T)位于第1内含子区,其基因多态性与香豆素类药物剂量有关,CC型所需华法林剂量比CT型和TT型高。

本研究对226例使用华法林的患者按VKORC1(-1639G/A)AG和AA基因型进行分组观察,结果发现AA基因型患者所需的平均华法林维持剂量较AG基因型的患者少(P<0.05);同时我们还对VKORC1(1173C/T)CT和TT基因型进行分组观察其华法林维持量的差异,结果发现TT基因型患者所需的平均华法林稳定维持剂量较CT型患者少(P<0.05)。该结果表明上海地区汉族人VKORC1(-1639G/A)和VKORC1(1173C/T)基因突变是影响患者华法林维持剂量的主要原因之一。通过测定华法林血药浓度发现VKORC1(-1639G/A)AA基因型患者与AG基因型患者相比华法林血浆总浓度及游离浓度均较低,同时还发现VKORC1(1173C/T)TT基因型患者与CT基因型患者相比华法林血浆总浓度及游离浓度均较低,这与其所需华法林维持量一致。

本研究结果还显示,患者的年龄、性别差异与华法林口服维持剂量有一定的相关性,年龄≥60岁的患者平均服药量要少于60岁以下的患者,而男性患者服药量要多于女性患者,故年龄和性别作为重要的非基因因素,对华法林剂量的个体差异的贡献因素是不可忽视的。本研究对年龄、性别、血药浓度以及VKORC1和CYP2C9基因多态性等因素对个体差异的贡献率进行计算,结果发现VKORC1(1173C/T)可解释30.4%的华法林剂量差异,VKORC1(-1639G/A)可解释29.1%,该基因型的两个位点被证实对华法林的影响最大。联合以上基因和年龄、性别大约可解释47.2%的剂量差异。此外,由逐步回归结果得到血药浓度排在年龄以及性别前面,因此认为血药浓度对华法林剂量的影响大于年龄和性别。但相对于CYP2C9(1061A/C)基因型其影响仍较小。综上所述,为了获得最佳的治疗效果并承受最低的治疗风险,有必要将CYP2C9(1061A/C)、VKORC1(-1639G/A)及VKORC1(1173C/T)基因多态性的检测共同作为华法林给药剂量和维持剂量的指导依据。

本研究的不足在于样本量较小,只讨论了上海地区的部分人群,观察随访时间较短,基因检测相对较少,故下一步还需扩大样本量,延长对患者的随访时间,研究更多基因型的多态性对华法林剂量和不良反应是否有影响,并将基因型、体质量、年龄、身高等因素综合考虑,进行前瞻性研究,为华法林的个体化治疗提供重要依据。

 

近年来随着华法林药物基因组学研究的深入,人们发现华法林药代动力学和药效学通路上的某些基因的遗传变异可能是造成个体间华法林剂量差异的主要原因之一。本研究希望通过对多个基因及多个影响因素的分析,并结合其对华法林血浆浓度的影响,找出更多干扰华法林维持量的因素,为华法林的个体化治疗提供进一步的药物遗传学依据。

 

 

 

 

 

 
 
 

  

 
资料与方法

纳入在体外循环下行瓣膜置换术且术后需服用华法林抗凝的患者226例,采用焦磷酸测序及UPLC/MS-MS法分别检测其CYP2C9和VKORC1基因型及其华法林血浆总浓度及游离浓度,分别以基因型、性别、年龄进行分组,比较不同组别患者华法林维持剂量和血浆浓度,并计算基因多态性及血药浓度、性别、年龄对华法林稳定剂量的贡献率。

 
研究结果

CYP2C9(1061A/C)基因型中,AA型患者华法林维持量高于AC型(P<0.05);VKORC1(-1639G/A)基因型中,AG型患者华法林维持量高于AA型患者(P<0.01);VKORC1(1173C/T)基因型中,CT型患者华法林维持量高于TT型患者(P<0.01)。CYP2C9(1061A/C)不同基因型间其华法林血浆浓度差异无统计学意义;

 

VKORC1(-1639G/A)不同基因型间及VKORC1(1173C/T)不同基因型间华法林血浆浓度差异有统计学意义(P<0.01)。

 

 

 

男性患者所需华法林维持量高于女性患者(P<0.05),60岁以上患者所需华法林维持量低于60岁以下患者(P<0.05)。

 

CYP2C9(1061A/C)、VKORC1(-1639G/A)、VKORC1(1173C/T)基因多态性及华法林血药浓度、年龄、性别分别解释了7.7%、29.1%、30.4%、6.7%、1.6%和1.4%的华法林个体剂量差异,多因素联合可解释47.2%的华法林个体剂量差异。

 

 
讨 论

目前临床使用的华法林是由S-华法林和R-华法林组成的消旋异构体,其中,S-华法林抗凝活性是R-华法林的3~5倍,两种对映体在体内被不同的细胞色素P450(cytochrome P450,CYP)同工酶通过羧基化代谢成为非活性产物。S-华法林85%以上由CYP2C9代谢为无活性的6-和7-羟化产物;而R-华法林主要经CYP3A4、1A1、1A2代谢。故在上述几个代谢酶中,CYP2C9基因多态性对华法林剂量影响较大。

Higashi等首先报道了CYP2C9的基因型与华法林抗凝疗效及出血之间的联系,发现携带CYP2C9*2型和CYP2C9*3型患者接受华法林治疗容易发生出血并发症。Margaglione等研究了CYP2C9基因变异与华法林剂量以及出血并发症的关系,结果表明带有CYP2C9*1型单倍体的个体所需剂量高于携带有CYP2C9*2型和CYP2C9*3型单倍体的个体,其出血并发症也明显低于后二者。上述结果表明,携带突变等位基因的患者需要较低的平均华法林日剂量且具有较大的出血风险,CYP2C9基因多态性影响了酶的活性,导致了个体差异。

本研究将226例服用华法林的患者按CYP2C9(1061A/C)基因型进行分组,观察华法林剂量的差异,结果发现AA型患者华法林维持量高于AC型患者(P<0.05)。说明CYP2C9(1061A/C)基因多态性是影响上海地区汉族人华法林使用剂量的重要因素之一。我们还发现CYP2C9(1061A/C)AA基因型与AC基因型之间华法林总浓度及游离浓度比较差异无统计学意义,推断AA基因型所编码酶的活性髙于AC基因型所编码酶的活性,从而使作用在靶点的华法林代谢增多,最终导致两种基因型患者血浆华法林游离浓度无明显差异。

VKORC1是维生素K循环中的关键酶,华法林因抑制该酶而阻断维生素K以辅因子形式参与羧化酶的催化反应,抑制了依赖维生素K的凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的功能活性,从而产生抗凝作用。VKORC1编码区和非编码区存在大量的多态性位点。VKORC1(-1639G/A)位于启动子区。中国台湾学者报道,VKORC1(-1639G/A)变异可导致启动子活性不同,使得华法林维持剂量具有个体差异,GG+GA型患者的华法林日平均剂量高于AA型患者;Obayashi等研究了日本缺血性中风患者VKORC1(-1639G/A)多态性与华法林抗凝疗效的关系,也发现GA基因型患者所需华法林维持量高于AA基因型患者,且利用VKORC1基因多态性可解释16.5%华法林维持剂量个体间差异。VKORC1(1173C/T)位于第1内含子区,其基因多态性与香豆素类药物剂量有关,CC型所需华法林剂量比CT型和TT型高。

本研究对226例使用华法林的患者按VKORC1(-1639G/A)AG和AA基因型进行分组观察,结果发现AA基因型患者所需的平均华法林维持剂量较AG基因型的患者少(P<0.05);同时我们还对VKORC1(1173C/T)CT和TT基因型进行分组观察其华法林维持量的差异,结果发现TT基因型患者所需的平均华法林稳定维持剂量较CT型患者少(P<0.05)。该结果表明上海地区汉族人VKORC1(-1639G/A)和VKORC1(1173C/T)基因突变是影响患者华法林维持剂量的主要原因之一。通过测定华法林血药浓度发现VKORC1(-1639G/A)AA基因型患者与AG基因型患者相比华法林血浆总浓度及游离浓度均较低,同时还发现VKORC1(1173C/T)TT基因型患者与CT基因型患者相比华法林血浆总浓度及游离浓度均较低,这与其所需华法林维持量一致。

本研究结果还显示,患者的年龄、性别差异与华法林口服维持剂量有一定的相关性,年龄≥60岁的患者平均服药量要少于60岁以下的患者,而男性患者服药量要多于女性患者,故年龄和性别作为重要的非基因因素,对华法林剂量的个体差异的贡献因素是不可忽视的。本研究对年龄、性别、血药浓度以及VKORC1和CYP2C9基因多态性等因素对个体差异的贡献率进行计算,结果发现VKORC1(1173C/T)可解释30.4%的华法林剂量差异,VKORC1(-1639G/A)可解释29.1%,该基因型的两个位点被证实对华法林的影响最大。联合以上基因和年龄、性别大约可解释47.2%的剂量差异。此外,由逐步回归结果得到血药浓度排在年龄以及性别前面,因此认为血药浓度对华法林剂量的影响大于年龄和性别。但相对于CYP2C9(1061A/C)基因型其影响仍较小。综上所述,为了获得最佳的治疗效果并承受最低的治疗风险,有必要将CYP2C9(1061A/C)、VKORC1(-1639G/A)及VKORC1(1173C/T)基因多态性的检测共同作为华法林给药剂量和维持剂量的指导依据。

本研究的不足在于样本量较小,只讨论了上海地区的部分人群,观察随访时间较短,基因检测相对较少,故下一步还需扩大样本量,延长对患者的随访时间,研究更多基因型的多态性对华法林剂量和不良反应是否有影响,并将基因型、体质量、年龄、身高等因素综合考虑,进行前瞻性研究,为华法林的个体化治疗提供重要依据。

 
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