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基因是人体的遗传物质,决定了人体的各种形状。1953年沃森(JamesWatson)和克里克(FrancisCrick)发现了基因为DNA双螺旋结构,并于2001年完成了人类基因组计划,之后对基因进行了深入的研究,发现DNA与药物也密切相关
基因是人体的遗传物质,决定了人体的各种形状。1953年沃森(James Watson)和克里克(Francis Crick)发现了基因为DNA双螺旋结构,并于2001年完成了人类基因组计划,之后对基因进行了深入的研究,发现DNA与药物也密切相关。
基因多态性是指在一个生物群体中,同时和经常存在两种或多种不连续的变异型或基因型(genotype)或等位基因(allele),亦称遗传多态性(genetic polymorphism)或基因多态性。一个基因的DNA结构中由于碱基的位置和排列不同则形成了一定的变异,而且生物群体基因多态性现象十分普遍,出现等位基因的时候,其原有基因的功能也可能会改变,影响到药物的作用。
以下总结了目前常见的相关的药物应用和基因检测:
1、ALDH2*2与硝酸甘油
ALDH2(acetaldehyde dehydrogenase 2,乙醛脱氢酶2),是乙醇、硝酸甘油等药物代谢的关键酶。ALDH2*2(Glu504Lys,rs671)多态性导致所编码蛋白质504位谷氨酸被赖氨酸所取代,携带突变等位基因(ALDH2*2)的个体ALDH2酶活性下降,可引起硝酸甘油脱硝产生一氧化氮(NO)的能力下降,进而减弱血管扩张的作用。
2、CYP:
CYP(Cytochrome P450 proteins, 细胞色素P450超家族),是一类主要存在于肝脏、肠道中的单加氧酶,是人体内代谢药物的主要酶,多位于细胞内质网上,催化多种内、外源物质的(包括大多数临床药物)代谢。
2.1 CYP2C9*3与华法令、塞莱昔布、洛沙坦
①将CYP2C9和VKORC1基因型代入华法林剂量计算公式计算初始用药剂量;②减少携带CYP2C9*3 的个体塞来昔布的用药剂量;③适当增加携带CYP2C9*3等位基因的高血压患者洛沙坦的用药剂量。
2.2 CYP2C19*2和*3与氯吡格雷、阿米替林、伏立康唑
①增加PM基因型个体氯吡格雷的剂量,或选用其他不经CYP2C19代谢的抗血小板药物如替格瑞洛等;②PM基因型个体阿米替林的起始剂量降低至常规剂量的50%并严密监测血药浓度;③PM基因型患者应用伏立康唑时容易出现毒副反应,建议适当减少剂量。
2.3 CYP2D6*10与他莫昔芬、阿米替林
①携带CYP2D6*10等位基因的患者他莫昔芬的疗效欠佳,②阿米替林的起始剂量应降至常规用药剂量的 25%。
2.4 CYP3A5*3与他克莫司
减少CYP3A5*3/*3基因型患者他克莫司的用药剂量,以避免发生不良反应。可将CYP3A5*3 基因型代入公式计算他克莫司的起始剂量。
2.5 CYP4F2*3与华法令及香豆素类
降低CYP4F2*3纯合子基因型患者华法林及香豆素类抗凝药(醋硝香豆素、苯丙香豆素)的用药剂量。
3、DPYD和5-FU、卡培他滨、替加氟
DPYD(Dihydropymidine dehydrogenase,二氢嘧啶脱氢酶),是氟尿嘧啶(5-FU)药物代谢途径中的关键性酶之一,是5-FU(5-氟尿嘧啶)代谢失活的限速酶,可催化5-FU在形成细胞毒作用的核酸之前代谢成无抗癌活性的代谢产物。
携带DPYD*2A等位基因的患者应慎用5-FU、卡培他滨和替加氟,或降低用药剂量,以避免毒性反应。
4、NAT和异烟肼
NATN(N-acetyltransferase,乙酰基转移酶),可催化乙酰基团从乙酰CoA转移到其作用底物芳香胺及杂环胺类物质上。异烟肼主要在肝脏代谢,代谢途径主要有两条,一是通过N-乙酰转移酶(NAT)乙酰化,二是通过酰胺酶水解。NAT1和NAT2慢代谢型基因型患者会减慢异烟肼的代谢速度而导致体内异烟肼浓度偏高。
NAT1和NAT2慢代谢型基因型患者反复给予异烟肼后易出现蓄积中毒,引起周围神经炎,应引起注意。
5、SLCO1B1和辛伐他汀、西立伐他汀
SLCO1B1(Solute carrier organic anion transporter family member 1B1,有机阴离子转运蛋白家族1B1)基因编码生产的蛋白叫“有机阴离子转运多肽1B1”(OATP1B1,又称OATP-C、OATP2或LST1),在肝细胞基底膜上负责摄取和清除内源性和外源性物质,如胆汁酸、非结合型胆红素、甲状腺素、他汀类药物等。
携带521C等位基因的患者慎用辛伐他汀和西立伐他汀,以降低发生肌病的风险,具体可根据 FDA 推荐剂量表。
6、TPMT与卡铂
TPMT(thiopurine S-methyltransferase,硫嘌呤甲基转移酶),是一种非金属依赖性酶,特异地催化杂环类和芳香类化合物苯环6-位硫原子的甲基化,起到甲基转移的作用。TPMT在硫嘌呤类药物的体内代谢中起着重要作用。
①TPMT酶活性低的基因型患者,降低巯基嘌呤(MP)的用药剂量,杂合子起始剂量为常规剂量的 30%~70%,携带两个突变等位基因的个体用药剂量为常规用药剂量的 1/10,或 1 周 3 次给予常规剂量的药物,或换用其他药物,以避免产生严重的造血系统毒性反应 ;②携带 TPMT 活性极高基因型的患者巯基嘌呤(MP)治疗可能无效。③携带 TPMT 突变等位基因的儿童患者建议用卡铂而不用顺铂,以避免引起耳毒性。
7、UGT1A1与伊立替康
UGT1A1(UDP-glucuronosyl 1A1,尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶 1A1)是一种重要的代谢酶和肝脏解毒酶,可促进胆红素与葡糖醛酸结合而排出体内的胆红素,另外可促进抗癌药物依托泊甙及伊立替康的活性代谢产物SN38排除体外。
①UGT1A1*28(6/7)和(7/7)基因型个体应用伊立替康时应选用剂量较低的化疗方案,以避免引起严重腹泻;②携带 UGT1A1*6 等位基因的患者4级中性粒细胞减少症的发生风险增加,应谨慎使用。
8、ACE I/D与福辛普利、依那普利、赖诺普利、卡托普利
、
ACE I/D (Angiotensin-converting enzyme insertion/deletion,血管紧张素转换酶基因插入/缺失),ACE是血管紧张素转化酶,正常发挥功能时可促进血管收缩,降压药ACEI类(如卡托普利、依那普利等)则是通过抑制ACE酶而发挥降血压作用。
①DD基因型(缺失型)的高血压患者建议选用福辛普利进行降压治疗;②DD基因型的高血压合并左心室肥大和舒张期充盈障碍的患者建议使用依那普利和赖诺普;③II基因型(插入型)患者应用赖诺普利或卡托普利治疗时应注意监测肾功能。
9、ADRB1与美托洛尔
ADRB1(β1-Adrenergic Receptor,肾上腺素受体β1)主要位于心脏,是鸟嘌呤核苷酸结合调节蛋白偶联受体的一个原型亚族,介导肾上腺素和去甲肾上腺素的生理效应。该基因的多态性与静息心率、心力衰竭有关。
Gly389 基因型高血压患者建议不选用美托洛尔降压,或适当增加用药剂量。
10、APOE与普伐他汀
APOE(apolipoprotein E,载脂蛋白E)是一种多态性蛋白,主要存在于CM、VLDL、IDL和部分HDL中,参与脂蛋白的转化与代谢过程,与血浆甘油三酯含量呈正相关。
基因型为E2/E2的高血脂症患者建议选用普伐他汀治疗,以提高降脂疗效。
11、ANKK1与第二代抗精神病药(SGAs)
ANKK1(ankyrin repeat and kinase domain containing 1,锚蛋白重复和激酶1),属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族,具有蛋白酪氨酸激酶活性、转移磷酸基团和转移酶活性,当ANKK1基因的某个位点存在多样性时,可能会出现避错倾向、创伤后应激障碍(PTSD)、精神分裂症等。
携带rs1800497A等位基因的患者应用第二代抗精神病药(奥氮平、利培酮、喹硫平和齐拉西酮)时静坐不能不良反应的发生风险增加,应注意。
12、dMMR与5-FU
dMMR(deficient Mismatch Repair,错配修复缺陷),DNA 错配修复系统 MMR(Mismatch Repair)是由一系列基因及其表达的酶构成,有维持基因组稳定性、降低自发突变的功能。dMMR则是MMR基因功能缺陷,此时细胞失去DNA复制错误的修复能力,导致突变的增加。
建议 dMMR 者接受不含 5-FU 的化疗方案。
13、G6PD与氯喹、氨苯砜、拉布立酶等
G6PD(Glucose 6-phosphate dehydrogenase,6-磷酸葡萄糖脱氢酶),G6PD是人体红细胞内协助葡萄糖新陈代谢的酶,代谢过程中会产生NADPH(还原型辅酶Ⅱ)以保护红细胞免受氧化物质的损害。 G6PD缺乏时,若身体接触到具氧化性的特定物质或服用了这类药物,红细胞易被破坏而发生急性溶血反应,该病最初是在食用蚕豆的人中被发现,也称为蚕豆病。
携带突变等位基因的G6PD缺乏患者禁用氯喹、氨苯砜和拉布立酶等。
14、HLA-B
HLA-B(Human Leukocyte Antigen-B,人类白细胞抗原-B),属于是控制细胞间相互识别、调节免疫应答的一组紧密连锁基因群。
①携带 HLA-B*1502 等位基因者慎用卡马西平和苯妥英,②携带 HLA-B*5801 等位基因者慎用别嘌呤醇, 以免引起Stevens-Johnson综合征和中毒性表皮坏死松解症(Stevens-Johnson syndrome/toxic epidermal necrolysis,SJS/TEN);③携带 HLA-B*5701 等位基因者慎用阿巴卡韦,以免引起药物性肝损害。
15、IFNL3与聚乙二醇干扰素α-2a、聚乙二醇干扰素α-2b、利巴韦林
IFNL3(Interferon λ3,干扰素λ3),IFNL3是丙型肝炎 (hepatitis C) 病毒感染后肝脏中产生的最主要的干扰素种类,可促进肝脏炎症和肝纤维化的进展。
Rs12979860T 等位基因携带者聚乙二醇干扰素α-2a、聚乙二醇干扰素α-2b 和利巴韦林治疗 HCV 感染的疗效差。
16、MSI与5-FU
MSI(Microsatellite instability,微卫星不稳定性),微卫星是短串联重复DNA序列,广泛分布在真核生物基因组中。微卫星不稳定性是微卫星位点由于重复单元的插入或缺失而出现新的微卫星等位基因的现象。
MSI-H 患者建议不用5-FU辅助治疗。
17、PML-RARα与As2O3
PML-RARα(Pro-myelocytic leukemia/retinoic acid receptor alpha,早幼粒细胞白血病蛋白-视黄酸受体α),在急性早幼粒细胞白血病(APL)中,超过95%患者的15号和17号染色体分别断裂并发生易位t(15;17)(q22;q21),从而形成PML-RARα融合基因,为APL所特有。三氧化二砷(As2O3)可引起PML-RARα编码的癌蛋白的降解。
PML-RARα 融合基因阳性的 APL 患者可用As2O3进行治疗。
18、TOP2A与蒽环类
TOP2A(Topoisomerase Ⅱa,拓扑异构酶Ⅱα),是DNA复制和转录中的关键酶,是肿瘤细胞的增殖标志和蒽环类药物的作用靶点。
TOP2A 基因异常(基因扩增或缺失)的乳腺癌患者建议采用含蒽环类药物的治疗方案。
19、VKORC1与华法令
VKORC1(Vitamin K epoxide reductase complex 1,维生素环氧化物还原酶复合体1),是维生素K依赖性凝血因子生成的限速酶,可用于评估华法令的用量。
携带VKORC1 -1639 G > A 多态性等位基因的个体应减少华法林的用药剂量,具体可根据华法林剂量计算公式确定华法林的起始用药剂量。
20、ERCC1与铂类
ERCC1,(Excision repair cross-complementation group 1,切除修复交叉互补基因1),是核酸外切修复家族中重要成员,参与DNA链切割和损伤识别,ERCC1的表达量直接影响DNA修复的生理过程。肿瘤治疗中的铂类化疗药主要是引起靶细胞DNA链内和链间交联,阻碍DNA合成与复制,从而抑制肿瘤细胞生长。
ERCC1 mRNA 低表达的非小细胞肺癌患者选用以铂类为主的化疗方案。
21、RRM1与吉西他滨
RRM1(Ribonucleotide reductase M1,核糖核苷酸还原酶M1),是二磷酸核糖核苷酸转变为相应的脱氧核苷酸的限速酶,这个酶对于DNA的合成和受损DAN的修复都至关重要。RRM1是核苷酸类似物吉西他滨的结合位点,RRM1的表达上调同样与体外耐受吉西他滨有关。
建议RRM1 mRNA低表达的患者选用吉西他滨为主的化疗方案。
参考文献:药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南(试行)概要[J].实用器官移植电子杂志,2015,3(05):257-267.
王原