相關基因多態(tài)性的沙坦類藥物藥代動力學研究進展

宋忠金，周靜，李寧，趙娣，陳西敬

(中國藥科大學基礎醫(yī)學與臨床藥學學院臨床藥物代謝動力學研究室,江蘇 南京 211198)

作為一種血管緊張素Ⅱ受體特異性拮抗劑，沙坦類藥物有著長效、高效的降壓效果[1]，但此類藥物個體間藥動學行為存在較大差異[2]。影響沙坦類藥物體內(nèi)處置過程的代謝酶和轉運體主要包括P-糖蛋白(P-gp)，多耐藥基因1(MDR1)[3]、細胞色素氧化酶(CYP2C9)[4]、多藥耐藥相關蛋白(MRP2)[5]、有機陰離子轉運多肽(OATP)和葡萄糖醛酸轉移酶(UGT)等[6-7]。這些大分子基因多態(tài)性所導致的編碼蛋白的活性改變，可能與沙坦類藥物的個體差異存在一定的聯(lián)系。針對目前常用的沙坦類藥物，本文對沙坦類藥物基因組學研究的進展和展望進行綜述。

1 P-gp 與沙坦類藥物

1.1 P-gp基因型分布 胃腸道功能是影響口服藥物吸收的第一步。P-gp作為一種跨膜轉運蛋白，由人類MDR1編碼[8]，其在多個組織中表達，尤其是腸道，是許多脂溶性化合物的外排泵，依賴于ATP能量供應在腸上皮細胞中擠壓多種底物以降低細胞內(nèi)藥物濃度，保護細胞免受有毒物質的侵害，許多藥物都是MDR1的底物[9]。MDR1基因位于染色體7q21.1上，由28個外顯子(exon)組成，共編碼大約1 300個氨基酸， MDR1是高度多態(tài)性的，迄今為止，至少有50個單核苷酸多態(tài)性(SNPs)已被發(fā)現(xiàn)[10]。這些MDR1遺傳變異會造成許多藥物個體間的藥代動力學和藥效學差異[11]。在對MDR1眾多SNPs的研究中，主要集中在MDR1 exon 12 C1236T，exon 21 G2677T/A和exon 26 C3435T，其中位于26位外顯子上的C3435T研究最多，該位點為無義突變，不引起氨基酸的變化，但卻會改變與底物的相互作用，可能是因其空間構型不同[12]。C3435T的突變導致P-gp蛋白表達的改變，純合子CC基因型會上調P-gp的表達[13]。該突變位點在不同種族中也存在較大差異[14-15]， 如表1所示，在亞洲人群中，巴基斯坦、印度、中國人群中的基因型頻率明顯具有差異，而歐美人群與亞洲人之間，差異也較大，這些都會導致不同種族間的用藥差異，因此，MDR1 C3435T多態(tài)性的闡釋對個體化藥物治療具有重要意義。

1.2 P-gp基因多態(tài)性對沙坦類藥物藥代動力學的影響 影響沙坦類藥物個體差異的因素很多，作為P-gp的底物，MDR1基因多態(tài)性可能是導致其差異的重要原因之一。如表2所示，Yasar等[16]挑選了58名健康土耳其受試者，在排除CYP2C9的干擾下(受試者基因型均為CYP2C9*1/*1)，研究MDR1 3435T基因多態(tài)性對氯沙坦藥動學的影響。結果表明，58名受試者中，CC、CT、TT基因型的頻率分別為22.4%、50%、27.6%。單次口服25 mg氯沙坦后，CC、CT、TT 3種基因型受試者體內(nèi)氯沙坦及其代謝物E3174的平均血藥濃度分別為(1.76±0.87 μmol·L-1，2.97±2.49 μmol·L-1)、(1.68±0.84 μmol·L-1，2.53±2.09 μmol·L-1)、(1.80±0.85 μmol·L-1，3.18±2.75 μmol·L-1)，根據(jù)統(tǒng)計學分析，不同基因型之間血藥濃度并無顯著性統(tǒng)計差異，提示該突變位點對氯沙坦的藥動學行為并無顯著影響。

表1 不同種族群體中MDR exon 26 C3435T多態(tài)性的基因型和等位基因頻率

表2 氯沙坦與替米沙坦與MDR1 C3435T單核苷酸多態(tài)性的藥代參數(shù)關系

注:APC-平均血漿濃度

國內(nèi)關于C3435T基因與沙坦類藥物的動力學關系研究較多，范秀珍等[17-18]均研究了MDR1 C3435T 基因多態(tài)性對替米沙坦藥代動力學參數(shù)的影響。結果顯示，CC、CT、TT 3種不同基因型在中國人群中的突變頻率大約分別為40%、50%、10%。但無論是健康受試者，還是高血壓患者，替米沙坦在3種基因型人體內(nèi)的藥代參數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義。張欣然等[19]則進行了C3435T不同基因型對厄貝沙坦和纈沙坦血藥濃度的相關性研究，結果表明穩(wěn)態(tài)血藥濃度并沒有在3個突變體間顯示出具體差異。

雖然C3435T基因突變頻率較高，在不同人群中差異較大，并且顯著影響P-gp對其底物的轉運結果，但綜合目前的國內(nèi)外研究，該基因位點并不影響沙坦類藥物的藥動行為，因此可以推斷，臨床用藥時可能不需考慮C3435T基因突變的相關性。

2 CYP2C9與沙坦類藥物

2.1 CYP2C9基因型研究 CYP2C9是人肝中主要的CYP2C蛋白，是肝藥酶家族中重要的一員，占肝微粒體CYP450量的20%，并且介導大約10%的藥物的I相代謝。CYP2C9基因位于染色體10q24，有9個負責克隆490個氨基酸殘基蛋白質的外顯子。目前已發(fā)現(xiàn)60多種CYP2C9突變體，研究最多的等位基因是CY92C9*2和CYP2C9*3。CYP2C9*2基因在exon 3 的堿基被替換(430C>T)，相應氨基酸序列也發(fā)生改變(144Arg>Cys)，CYP2C9*3基因exon7 1075位的堿基被替換(1075A>C)，導致第359位的亮氨酸被取代為異亮氨酸[20]。國內(nèi)外均報道CYP2C9*2、*3突變頻率較低，Miners等[21]研究顯示*2、*3兩個等位基因在白種人中的突變頻率分別為8%～12.5%，3%～8.5%，在漢族人和蒙古人中CYP2C9*2的突變頻率也僅為0.011 0、0.025 3[22]。雖然突變的頻率降低，但這些多態(tài)性可能影響2C9的活性，可能改變底物的代謝清除速率并引起血液中藥物濃度的變化，這可能影響功效并引起不良反應。因此，研究CYP2C9基因多態(tài)性對于指導沙坦類藥物的臨床使用具有重要意義。

2.2 CYP2C9基因多態(tài)性對沙坦類藥物藥動學的影響 大部分沙坦類藥物如纈沙坦、氯沙坦、坎地沙坦和厄貝沙坦等在人體內(nèi)均由CYP2C9代謝[23]。氯沙坦是世界上第一個上市的AT1受體拮抗劑，它通過CYP2C9主要代謝為更強活性的E-3174[24]。研究表明，CYP2C9*2和CYP2C9*3突變可降低CYP2C9對氯沙坦的代謝活性。在分析CYP2C9*3(rs1057910A>C)基因多態(tài)性與氯沙坦的藥代動力學中，陳露露等[25]研究發(fā)現(xiàn)，與AA基因型相比，AC基因型受試者中氯沙坦的藥動學參數(shù)AUC及Cmax明顯升高，存在顯著差異，但其代謝產(chǎn)物E-3174的參數(shù)沒有顯著差異(見表3)。值得注意的是，在后來對CYP2C9*2基因多態(tài)性進行分析的時候，楊璐等[26]發(fā)現(xiàn),在服用氯沙坦后，相比于CYP2C9*1/*2組，CYP2C9*1/*1組受試者氯沙坦代謝物E-3174的AUC0-24、AUC0-∞、Cmax分別是前者的1.36、1.32和1.64倍，呈現(xiàn)顯著性差異，而原藥卻無明顯差別。這表明CYP2C9在氯沙坦的代謝過程中起著至關重要的作用，是其個體差異較大的因素之一。Chen等[27]在對196名高血壓患者服用厄貝沙坦后的藥動學和藥效學研究分析發(fā)現(xiàn)，CYP2C9*3基因變異顯著改變了中國高血壓患者厄貝沙坦治療后6 h時的血漿濃度和急性舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)反應。

而在國外的研究中，Choi等[28]在對28名韓國人研究后發(fā)現(xiàn)，單次口服150 mg厄貝沙坦后，與CYP2C9*1純合子受試者相比，CYP2C9*1/*3的Cmax、T1/2與時間曲線下面積AUC分別是前者的1.56、1.38和1.64倍。同時，厄貝沙坦口服清除率降低了39.3%，表明CYP2C9的基因突變可以降低厄貝沙坦的體內(nèi)代謝。CYP2C9的遺傳多態(tài)性研究在國內(nèi)外相對較為普遍，其與沙坦類藥物藥代動力學之間的關系正逐步被闡明。截至目前，CYP2C9*2、*3位點的突變頻率雖然較低，但其卻能顯著降低相應編碼蛋白的活性，減少沙坦類藥物的代謝，使其暴露量增加，從而增加不良反應風險，所以在臨床實際用藥時，應將CYP2C9基因型考慮在內(nèi)，但目前尚沒有文章報道增加沙坦類藥物的系統(tǒng)暴露量會對患者產(chǎn)生什么樣的具體影響，還需要更多臨床試驗來證實。

表3 CYP2C9多態(tài)性與沙坦類藥物藥代參數(shù)關系

注:a、b、c、d分別代表0～24、0～12、0～48、0～36 h的AUC0～t，與CYP2C9*1/*1比較，*P<0.05

3 OATP1B1與MRP 2與沙坦類藥物

OATP1B1/MRP2/BCRP組合代表了在肝臟轉運中起重要作用的三大有機陰離子轉運體。藥物首先通過OATP1B1攝入，然后通過MRP2或BCRP排出，這構成了藥物肝臟膽汁排泄的載體轉運過程[29]。OATP1B1是一個高變異基因，目前已確認41個非同義突變，最常見的是exon 5上的521T>C(Val172Ala，rs4149506)等位基因突變，導致轉運體活性的降低，限制肝細胞攝取藥物。此外，388A>G(Asn130Asp，rs2306283)亦是一個發(fā)生頻率較高的位點[30]。多藥耐藥相關蛋白2(MRP2)主要分布在肝細胞和腎小管細胞的腔膜中，可以將藥物從細胞中排進鄰近腔隙，最常見的突變位點是C-24T、G1249A、C3972T，三者大概突變頻率為20%、12%、22.5%。其中，只有G1249A可引起氨基酸變化(取代417位的纈氨酸變?yōu)楫惲涟彼?[31]。田蕾等[29]在研究OATP1B1和 MRP 2對纈沙坦的影響時發(fā)現(xiàn)，以23名521TT野生型志愿者為實驗對象，在排除OATP1B1 T521C基因多態(tài)性的影響后，纈沙坦藥動學參數(shù)在2個基因組間表現(xiàn)出顯著差異。相比于388GG組，388AA-AG組的AUC、Cmax分別高出51%、39%，突變體純合388GG的AUC與Cmax均顯著低于雜合388AA-AG，表明388GG純合突變導致OATP1B1轉運活性升高和肝臟攝取增加，導致血藥濃度降低，而MRP 2 -24C>T并未產(chǎn)生影響(見表4)。而Kim等[32]在研究這兩轉運體對奧美沙坦的藥代影響時，卻得出了不一樣的結論，數(shù)據(jù)表明ABCC2 -24CC基因組的Cmax和AUC顯著低于-24CT組，然而，OATP1B1并未對奧美沙坦的暴露量產(chǎn)生顯著影響。兩個轉運體對纈沙坦和奧美沙坦產(chǎn)生藥代參數(shù)差異的原因可能是因為另一個肝臟轉運體OATP1B3參與，而替米沙坦是OATP1B3的代償性轉運底物，從而抵消了MRP2基因多態(tài)性的影響。同時，底物不同、種群不同、樣本例數(shù)少等等也是產(chǎn)生差異的可能原因，所以需要更多的臨床試驗，來明確OATP 1B1和MRP 2基因多態(tài)性對沙坦類藥物的影響。

表4 OATP1B1和MRP2基因多態(tài)性與纈沙坦藥動學參數(shù)關系[29]

注：*P<0.05 表明有顯著性差異

4 UGT1A3與沙坦類藥物

如上所述，肝藥酶2C9參與了大多數(shù)沙坦類藥物的體內(nèi)代謝，但替米沙坦通過UGT代謝為無活性的葡糖苷酸，這增加水溶性并且易于排泄。目前研究顯示，UGT1A3 exon 1共發(fā)現(xiàn)6個SNP位點，其中4個(-17A/G，Q6R；-31T/C，W11R；-133C/T，R45W；-140T/C，V47A)可引起氨基酸的改變，另外兩個為靜默位點(-81G/A和-477A/G)[33]。UGT1A3突變位點在中國人群中發(fā)生頻率較高，Chen等[34]檢測125位受試者的基因，其中T31C、G81A、T104C的頻率分別為26.8%、26.8、10.4%。而白種人中這三個基因的突變頻率更是分布高達65%、65%、58%[35]。Iieri等[7]在2011年首次考察了33名日本健康男性受試者葡萄糖醛酸轉移酶1A3(UGT1A3)基因多態(tài)性與替米沙坦藥動學之間的關系。實驗證明，UGT1A3*1a/*1a攜帶者Cmax高于UGT1A3*2a攜帶者(749±430，724±541 ng·mL-1)(P<0.05)，UGT1A3*4a攜帶者Cmax顯著高于UGT1A3*1a/*1a攜帶者(1 421±479 ng·mL-1，749±430 ng·mL-1)(P<0.01)。同時，UGT1A3*1a/*1a、*2a、*4a攜帶者的AUC0-24h分別為2 969±1 456、1 701±970、5 340±1 168 ng·h·mL-1，差異顯著。對于替米沙坦的清除率，UGT1A3*2a、*4a分別為*1a/*1a的2.19和0.55倍。可以看出，攜帶UGT1A3*2a基因的受試者具有最高的酶活性，體內(nèi)消除較快。反之，UGT1A3*4a攜帶者的酶活性較低，消除緩慢。2013年劉容吉[33]考察了中國健康受試者中UGT1A3多態(tài)性對替米沙坦藥代動力學的影響，在分析了UGT1A3*1/*1、UGT1A3*1/*2及UGT1A3*1*4三個基因型后，結果表明，三組受試者替米沙坦的Cmax、AUC、Vd/F間均有顯著性差異，與日本受試者的體內(nèi)結果基本一致。因此，UGT可能是替米沙坦個體血藥濃度差異大的原因之一。

5 展望

沙坦類藥物在人體內(nèi)具有較長半衰期，大多在10 h以上，替米沙坦的半衰期更是長達24 h，除了高效，有良好的耐受性之外，也減少了患者的用藥頻率。但其個體差異大，臨床效果及副作用因人而異，這與遺傳因素的影響密不可分。隨著基因分析技術的快速發(fā)展，不同個體基因型對藥物效應的差異關系正在逐漸被闡明。近些年來，隨著全球各地研究人員針對沙坦類藥物的基因多態(tài)性研究，我們對其關聯(lián)性有了一定的了解。但研究至今，尚未達成共識，形成普遍的指導原則。因此，要推進沙坦類藥物的基因組學研究，需要不同地區(qū)和種族的研究人員間加強合作，深入探索，制定科學統(tǒng)一的標準和方案，選用靈敏、高效、可靠的檢測方法，擴大臨床樣本量，進行合理的前瞻性設計，開展研究。