基因多態性對華法林劑量影響的研究進展

馮頻頻，彭文星，石秀錦，杜海燕，仇 琪，林 陽（首都醫科大學附屬北京安貞醫院/北京市心肺血管疾病研究所藥事部，北京 100029）

基因多態性對華法林劑量影響的研究進展

馮頻頻＊，彭文星，石秀錦，杜海燕，仇 琪，林 陽#（首都醫科大學附屬北京安貞醫院/北京市心肺血管疾病研究所藥事部，北京 100029）

目的：了解基因多態性對華法林劑量的影響以及其在臨床的應用研究，以期為華法林的精準用藥提供參考。方法：查閱近年來國內外相關文獻，對華法林基因多態性以及其在臨床的應用研究進行歸納和總結。結果與結論：影響華法林劑量的主要基因為細胞色素P450（CYP）2C9和維生素K氧化物還原酶復合體1（VKORC1）。華法林主要由CYP2C9酶完成代謝，與其代謝最密切的突變型為CYP2C9*2和CYP2C9*3。攜帶CYP2C9*2、CYP2C9*3等位基因的患者比野生型CYP2C9*1/*1患者有更高的過度抗凝和出血風險，提示攜帶CYP2C9*2、CYP2C9*3等位基因的患者所需華法林的劑量低于野生型CYP2C9*1/*1患者。VKORC1的酶活性直接影響華法林的抗凝效果，VKORC1基因與華法林早期治療的影響較大。CYP4F2、γ-谷氨酰基羥化酶（GGCX）、載體蛋白E（APOE）、微粒體環氧化物水纖酶編碼基因（EPHX1）等基因與華法林的劑量均呈現一定的相關性。華法林基因檢測的臨床應用主要依據FDA建議的基因多態性與華法林初始劑量對照表和劑量計算公式，但與華法林的給藥劑量相關的兩項臨床研究結果并不一致，檢測基因并結合計算公式將華法林應用于臨床是否具有意義仍存在爭議。

華法林；藥物基因組學；劑量；基因多態性

華法林為維生素K拮抗藥，是目前臨床應用最廣的口服抗凝藥，其作用于體內維生素K的氧化還原過程，抑制凝血因子的生成以發揮抗凝作用，常用于心房顫動、靜脈血栓、肺栓塞和心瓣膜置換術后等抗凝治療[1]。華法林為一線口服抗凝藥，其治療和預防血栓性疾病的療效和經濟性得到臨床廣泛認可。近年來，新型口服抗凝藥為臨床帶來了更多抗凝選擇[2]，但華法林仍是臨床抗凝治療的首選藥物。華法林治療窗窄、個體差異大，臨床需根據患者國際標準化比值（INR）調整其劑量，反復檢測和長期劑量調整則會影響患者依從性，并可能會造成過度抗凝或抗凝不足[3-4]。華法林個體差異的原因包括遺傳因素和非遺傳因素（身高、體質量和飲食等），遺傳基因多態性是華法林存在個體差異的主要因素。華法林的臨床應用若結合患者基因型等個體因素對劑量進行調整，患者的依從性、療效和預后將得以改善。筆者查閱近年來國內外相關文獻，就基因多態性對華法林劑量的影響以及其在臨床的應用研究進行歸納和總結，以期為華法林的精準用藥提供參考。

1 華法林的代謝與作用機制

1.1 代謝

華法林是S-對映體和R-對映體組成的消旋體，其S-華法林抗凝活性是R-華法林的3～5倍，提供了華法林70%的抗凝活性[5]。R-華法林在體內主要通過細胞色素P450（CYP）超家族中的CYP1A1、CYP1A2、CYP3A4酶代謝，而85%以上的S-華法林由CYP2C9酶代謝[6]，代謝產物為無活性的6-羥基華法林或7-羥基華法林。因此，CYP2C9酶的活性可顯著影響華法林的抗凝效果。

1.2 作用機制

凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ需經過γ-羧化后才能具有生物活性，而這一過程需要維生素K參與。華法林作用于維生素K代謝中的限速酶——維生素K氧化物還原酶復合體1（VKORC1），抑制維生素K及其2，3-環氧化物（維生素K環氧化物）的相互轉化，從而抑制凝血因子活化，達到抗凝效果。因此，VKORC1的活性也直接影響華法林的抗凝效果。

2 基因多態性與華法林劑量的相關性

研究表明，華法林相關基因的單核苷酸多態性（SNPs）與個體所需華法林劑量有關，還可能與抗凝不足或出血等不良反應的發生相關[4，7-8]。影響華法林劑量的主要基因為CYP2C9和VKORC1，其基因多態性能解釋10%～45%的患者間的華法林劑量差異[1，9]。

2.1 CYP2C9基因多態性

CYP2C9酶是華法林肝代謝的關鍵酶，編碼CYP2C9基因存在野生型CYP2C9*1和突變型CYP2C9* 2～CYP2C9*13。其中，與華法林代謝最密切的突變型為CYP2C9*2和CYP2C9*3，可解釋約5%～22%的患者存在的華法林劑量差異[10-11]。這些基因突變后可改變代謝酶的結構，導致酶活性降低，使華法林代謝能力減弱[10-11]。

CYP2C9*2和CYP2C9*3等位基因在高加索白種人群中突變的頻率較高，分別為12%和8%[12]。CYP2C9*2型基因在美洲黑種人群中突變的頻率約為2%～4%，在亞洲黃種人群中的突變非常稀少。都麗萍等[13]的研究在納入研究的411例中國漢族人群中僅檢出1例受試者攜帶CYP2C9*1/*2基因。CYP2C9*3型基因在非洲黑種人群中突變的頻率約為1%～2%，在亞洲黃種人群中為1%～6%。

Yang J等[14]的研究分析了22項研究共6 272名患者，發現攜帶CYP2C9*2、CYP2C9*3等位基因的患者比野生型CYP2C9*1/*1患者有更高的過度抗凝和出血風險，提示攜帶CYP2C9*2、CYP2C9*3等位基因的患者所需華法林的劑量低于野生型CYP2C9*1/*1患者。Wypasek E等[15]的研究發現，心瓣膜置換術后攜帶CYP2C9*2或CYP2C9*3等位基因的患者所需華法林劑量更低（21 mg/周vs.35 mg/周，P＝0.02），且INR值達標天數占總治療時間的比例也較低（56%vs.75.4%，P＝0.03]。李杰等[16]的研究發現，肺栓塞患者基因預測劑量組調整華法林至穩定劑量需要的時間明顯短于對照組，分別為（16.8±1.5）d和（25.6±1.8）d，中位時間分別為（11.0±1.0）d和（20.0±2.0）d，差異有統計學意義（P＜0.001）。

2.2 VKORC1基因多態性

VKORC酶是華法林在體內作用的靶點，作為維生素K代謝循環中的限速酶，其編碼基因VKORC1的多態性會導致人體對于華法林的抵抗，VKORC1-1639G＞A的基因突變與否也與華法林劑量密切相關[17]。Ye C等[18]的研究納入101名中國漢族受試者，發現VKORC1的等位基因GG、AG、AA的分布頻率為1.0%、17.8%、81.2%，而在白種人群中VKORC1的等位基因GG、GA、AA的分布頻率為39.8%、40.7%、19.5%，顯示出明顯的差異。

Aomori T等[19]的研究發現，VKORC1啟動子區-1639GG或AG型個體與-1639AA型個體相比，服用華法林維持劑量更高（5 mg vs.3 mg），且達到維持劑量的時間也更長[2周vs.（9.5±5.3）d]。Ye C等[18]的研究還顯示，VKORC1-1639 AA基因型的患者用藥第4天的INR值較AG基因型患者高[（1.87±0.14）vs.（1.32± 0.15）]高，AA基因型的患者華法林維持劑量較AG基因型患者低[（2.4±0.7）mg/d vs.（4.83±0.7）mg/d]。但是，VKORC1的基因型對華法林劑量的影響主要在初始治療的第1個月發揮作用，Yang J等[14]的研究就顯示VKORC1基因對華法林早期治療的影響較大。

2.3 其他基因多態性

2.3.1 CYP4F2基因多態性 CYP4F2酶是維生素K1在體內的主要代謝酶，編碼CYP4F2基因對華法林給藥劑量的影響僅次于VKORC1和CYP2C9基因。Giri AK等[20]的研究發現，CYP4F2*3的突變頻率在印度人群中為0.30～0.44，在非裔美國人群中為0.12，在高加索人群中為0.34，在西班牙人群中為0.23，且CYP4F2*3與華法林的劑量相關。Li JH等[21]的研究發現，中國人群中CYP4F2 rs2108622C＞T的C等位基因的分布頻率為79.5%，T等位基因的分布頻率為20.5%；CC型所需華法林劑量比CT型或TT型更低（CC型比TT型需要的華法林劑量低0.56 mg/d，P＜0.05）。史長城等[22]的研究針對CYP4F2基因多態性的Meta分析納入13項研究共2 958例患者，結果發現CYP4F2的3種基因型患者的華法林穩定劑量呈現TT型＞CT型＞CC型的關系（P＜0.001），提示攜帶CYP4F2突變基因的患者所需華法林的劑量更小。

2.3.2 γ-谷氨酰基羧化酶（GGCX）基因多態性 GGCX基因編碼的GGCX酶主要位于粗面內質網和高爾基體，是一種微粒體膜酶，可使凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的γ-谷氨酸殘基發生羧化，成為有活性的凝血因子。因GGCX參與維生素K循環，故其基因多態性可能會影響華法林的抗凝治療效果。2015年，Sun Y等[23]的研究匯總了21項研究共6 957例患者，結果發現在亞洲人群中GGCX rs11676382C＞T CC型的分布頻率比高加索人群高（97.7%vs.86.9%，P＜0.05），G等位基因攜帶者（GGCX rs11676382 CG或GGCX rs11676382 GG）比CC型患者所需華法林劑量低27%[95%置信區間（CI）為17%～37%，P＜0.01]。但是，仍有研究發現GGCX的基因多態性與華法林劑量無顯著相關性[24-25]。

2.3.3 載脂蛋白E（APOE）基因多態性 APOE基因編碼的APOE是一種糖蛋白，廣泛存在于乳糜微粒、極低密度脂蛋白、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白中，通過影響維生素K循環途徑對華法林維持劑量產生影響。APOE等位基因主要為ε2、ε3、ε4，亞洲人群的APOE基因型多為ε3/ε3（野生型）。Lal S等[26]的研究發現，不同的APOE基因型患者的華法林日劑量并沒有統計學意義的差異。但是，黃勝文等[27]的研究納入了249例漢族患者，發現ε2組患者的華法林有效維持劑量較ε3組和ε4組略高，但差異無統計學意義（F＝1.848，P＞0.05）。

2.3.4 微粒體環氧化物水解酶（mEH）編碼基因（EPHX1）基因多態性 EPHX1基因編碼的mEH可能是維生素K環氧化物還原酶復合體的亞單位[28]。Liu HQ等[29]的Meta分析顯示，EPHX1 rs2292566 G＞A基因突變與華法林的高劑量呈顯著的相關性。Chan SL等[30]的研究發現，SNP rs1877724的突變純合子組患者比野生純合子、突變雜合子混合組所需華法林劑量低0.5 mg/d。

3 華法林基因檢測的臨床應用

3.1 背景

基于華法林在抗凝治療中的個體化差異，美國食品與藥物監督管理局（FDA）于2007年修訂的華法林說明書[31]在警示部分標明CYP2C9和VKORC1基因的遺傳差異可影響華法林的抗凝作用，建議在使用華法林治療前進行CYP2C9和VKORC1的基因檢測，并于2011年增加了根據基因分型選擇華法林初始劑量的對照表[32]，詳見表1。

3.2 劑量計算公式

許多學者將基因多態性和臨床影響因素（年齡、體質量和身高等）相結合，建立基于藥物基因組學的華法林劑量計算公式來指導華法林的臨床應用[33-34]。這種公式比FDA的劑量對照表更精確，可為患者提供更好的個體化給藥服務。其中，國際華法林遺傳藥理學協會（IWPC）的華法林劑量計算公式[34]得到最為廣泛的認可，但其臨床應用依然存在爭議。

表1 FDA建議的基因多態性與華法林初始劑量對照表（mg/d）

3.3 基于預測劑量的臨床研究

美國應用遺傳學確定最佳抗凝療法（COAG）[35]和歐盟遺傳藥物學和抗凝治療（EU-PACT）[36]是關于華法林劑量計算公式最新的前瞻性多中心隨機臨床對照試驗。COAG研究和EU-PACT研究的主要終點指標均為INR值在治療范圍內的時間占總時間的比值，基因指導組比臨床劑量組的主要指標并沒有統計學差異（P＞0.05）。COAG研究和EU-PACT研究的內容比較見表2。

表2 COAG研究和EU-PACT研究的內容比較

COAG研究的內容更接近臨床實踐。兩項研究最大的區別為對照組患者華法林的給藥劑量：COAG研究并未給予負荷劑量，而EU-PACT研究給予了負荷劑量，這是造成兩項研究的結果截然不同的主要原因。因此，檢測基因并結合計算公式將華法林應用于臨床是否具有意義仍存在爭議。

4 結語

綜上所述，影響華法林劑量的主要基因為CYP2C9和VKORC1。華法林主要由CYP2C9酶完成代謝，與其代謝最密切的基因突變型為CYP2C9*2和CYP2C9*3。攜帶CYP2C9*2、CYP2C9*3等位基因的患者比野生型CYP2C9*1/*1患者有更高的過度抗凝和出血風險，提示攜帶CYP2C9*2、CYP2C9*3等位基因的患者所需華法林的劑量低于野生型CYP2C9*1/*1患者。VKORC1的酶活性直接影響華法林的抗凝效果，VKORC1基因對華法林早期治療的影響較大。CYP4F2、GGCX、APOE、EPHX1等基因對華法林的劑量均呈現一定的相關性。華法林基因檢測的臨床應用主要依據FDA建議的基因多態性與華法林初始劑量對照表和劑量計算公式，但與華法林的給藥劑量相關的兩項臨床研究結果并不一致。檢測基因并結合計算公式將華法林應用于臨床是否具有意義仍存在爭議。華法林是藥物基因組學研究中的熱門藥物，但臨床研究較少，且多為國外研究。我國的相關研究多為維持劑量的回顧性研究，針對亞洲人群或者漢族人群的負荷劑量、維持劑量的基因型與劑量計算公式的研究較少，且缺乏前瞻性研究的驗證，仍需大量的深入研究指導華法林的精準用藥。

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（編輯：陶婷婷）

R969.3

A

1001-0408（2017）11-1581-04

2016-05-05

2016-11-08）

＊碩士研究生。研究方向：臨床藥學。電話：010-64456609。E-mail：fengpinpin19@126.com

#通信作者：主任藥師，碩士生導師，博士。研究方向：臨床藥學。電話：010-64456609。E-mail：linyang3623@163.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.11.41