細胞色素P450基因多態性對他克莫司臨床應用的影響

賀 希，劉鴻凌

肝移植是病毒、酒精以及藥物等引起的重癥肝病/肝衰竭患者治療的有效手段。隨著外科手術技術的不斷成熟，移植器官及受者長期存活的病例明顯增多，合理使用免疫抑制劑是患者術后長期存活質量提高的關鍵[1-2]。他克莫司是常用的免疫抑制劑之一，它能降低急性排斥反應的發生率，提高移植物的存活率。但臨床應用發現其治療窗窄，個體差異大，排異或藥物引起的相關毒性作用也經常發生，相關并發癥發生率高達30%～50%[3-5]。近年來，越來越多的研究表明，他克莫司的濃度變化及個體差異主要與藥物代謝酶細胞色素P450（cytochrome P450, CYP）基因多態性有關。國內外對CYP基因多態性如何影響其藥代動力學過程的相關研究較多，現綜述如下。

1 他克莫司的作用機理及臨床應用

1.1 作用機理 鈣調神經磷酸酶（calcineurin,CN）在人體T淋巴細胞中含量豐富，CN抑制劑（calcineurin inhibit, CNI）可以抑制移植后免疫排斥反應。他克莫司和環孢素A（cyclosporin A,CsA）是CNI的代表性藥物[6-7]。他克莫司主要由機體的胃腸道上部吸收，經肝臟代謝。在體內主要通過與T淋巴細胞內的FK506結合蛋白-12（FK506 binding protein-12, FKBP-12）特異性結合，形成Tac-FKBP-12復合體，后者與CN結合并抑制其活化，最終抑制T淋巴細胞活化以及T淋巴細胞依賴型B細胞增生。在分子水平上干擾、抑制IL-2，IL-3，IL-4，TNF-α以及其他細胞因子的合成，抑制細胞毒性T淋巴細胞向移植物的浸潤，從而預防排斥反應[7-9]。

1.2 臨床應用 1989年他克莫司首次應用于臨床，在預防器官移植后急性排斥反應方面療效顯著，是患者肝、腎移植后的首選免疫抑制藥物。研究表明，他克莫司的免疫抑制作用為CsA的10～100倍，但初始只作為CsA治療的挽救性藥物[7]。后續研究進一步證實，以其為基礎的免疫抑制方案可顯著降低患者肝移植后的急性排斥反應、耐皮質激素排斥反應、難治性排斥反應以及慢性排斥反應的發生率，顯著改善移植物功能，減少皮質激素的用量，并降低巨細胞病毒、肺部真菌等感染的發生[6-7]。

由于他克莫司的治療窗窄，個體差異較大，在發揮免疫抑制作用的同時，不良反應常見。長期使用他克莫司的不良反應以腎毒性和神經系統毒性最為常見，發生率與CsA類似。但CsA使用者的震顫、幻覺、精神疾病、昏迷等不良反應更加嚴重。兩者都可引起糖尿病，但他克莫司不會導致多毛癥和牙齦增生[10-11]。

2 藥物代謝反應與CYP基因多態性

2.1 藥物代謝反應 在藥物代謝酶催化下，藥物在肝臟內的生物轉化主要經歷兩步：①Ⅰ相反應，藥物被氧化還原或水解為極性更大的代謝物，參與I相反應最重要的酶是CYP；②Ⅱ相反應，又稱為結合反應，是真正的解毒途徑，在此反應中將藥物及其代謝物與內源性物質結合后，形成水溶性更強的最終排泄物，隨尿液或膽汁排出體外。重要的酶系有谷胱甘肽硫轉移酶。

2.2 CYP基因多態性 CYP為一類亞鐵血紅素——硫醇鹽蛋白的超家族，涉及大多數藥物代謝的酶系主要有CYP1、CYP2和CYP3家族。CYP3A亞家族成員含量最多、底物譜大，是藥物代謝反應中最主要的限速酶。其包括CYP3A4、CYP3A5、CYP3A7 和 CYP3A43，占肝臟內CYP總量的30%以上，占腸壁組織CYP總量的70%，是代謝外源性化合物最主要的酶，約50%的藥物都是其底物[12-14]。在57個人類CYP中，CYP 3A4最重要，是肝臟中含量最豐富的藥物代謝酶CYP，占肝臟總CYP的60%以上，能夠代謝120多種不同種類的藥物。CYP3A5基因位于人類第7號染色體上，全長31.8 kb，編碼502個氨基酸，CYP3A5等位基因的第6896個位點存在A/G變異可導致CYP3A5蛋白的不表達，最終使酶活性降低甚至消失。CYP3A5的基因多態性可決定產物酶的功能、活性，從而影響多種藥物的代謝，如他克莫司、伏立康唑及利福平等。

3 CYP基因多態性對他克莫司應用的影響

3.1 CYP3A與藥代動力學關系 個體基因表型決定了藥物代謝速率，從CNI的藥代動力學角度分析，可能與編碼CYP3A4和CYP3A5的相應基因的單核苷酸序列多態性（single nucleotide polymorphism,SNP）有關[12，15-17]。CYP3A4×1B 基因多態性影響CYP3A4表達，體外研究發現此SNP存在于啟動子區，體內則未能證實CYP3A4×1B SNP表達引起代謝底物的變化[16]。同樣，基因多態性亦影響CYP3A5的表達，CYP3A5×3等位基因在人群中發生頻率最高，而 CYP3A5×2和 CYP3A5×6最低。攜帶野生型CYP3A5×1等位基因的個體CYP3A5水平更高，該人群的肝臟中CYP3A5含量占CYP3A總量的50%，明顯影響以CYP3A為底物的藥物的代謝[16-19]。

3.2 CYP3A基因多態性與他克莫司的應用 他克莫司聯合嗎替麥考酚酯、皮質類固醇激素是肝移植患者術后最常用的免疫抑制劑方案之一，后兩者與他克莫司較少發生相互作用，也很少受CYP3A多態性的影響[19-21]。CYP3A5是他克莫司在機體內主要的代謝酶，在肝臟中最豐富，其次是腸道。因此，肝移植患者供肝的CYP3A5基因多態性對他克莫司應用的影響更為明顯。當然，藥物口服后主要通過小腸吸收，腸道上皮細胞中大量Ⅰ相、Ⅱ相代謝酶會影響藥物代謝。但腸道的CYP3A含量遠低于肝臟中含量，且以CYP3A4為主，主要影響環孢素代謝，對他克莫司影響較小[13，22]。我們對74例以他克莫司為基礎免疫抑制方案的肝移植患者進行研究，發現CYP3A4 rs2740574基因組均為A/G，未見A/A突變。CYP3A5 rs776746基因突變明顯，A/G占48.65%（36/74），G/G占44.60%（33/74），A/A占6.75%（5/74）。

3.3 CYP3A基因多態性與他克莫司用量 CYP基因多態性檢測可精確估算肝、腎移植患者他克莫司的用量，以減少并發癥的發生。本課題組前期研究發現，CYP3A5 G/G組肝移植患者他克莫司使用量明顯低于CYP3A5 A/A和A/G組，原因可能是CYP3A5 rs776746位點SNP由A突變為G，造成RNA轉錄時提前出現終止密碼子，導致小分子RNA降解翻譯出無功能的蛋白片段，從而使CYP3A5 G/G 基因型患者不能表達有酶活性的CYP3A5蛋白，進而影響他克莫司的代謝[18，22-23]。

Moes等[19]對供、受體者的CYP3A5和CYP3A4×22基因型進行分析，結果發現CYP3A5×1基因型受體接受CYP3A5×1基因型供肝后他克莫司清除率較非CYP3A5×1基因型受體增高1.7倍，而CYP3A5×1基因型受體接受非 CYP3A5×1基因型供肝后他克莫司清除率較非CYP3A5×1基因型受體增高1.3倍。說明供體和受體為CYP3A5基因型均可影響肝移植患者他克莫司藥代動力學水平，而CYP3A4×22基因型則影響甚微，部分患者CYP的基因多態性水平可作為精確估算每天他克莫司用量的參考。活體肝移植的供、受體者的CYP3A5基因型和多耐藥1（multidrug resistance 1, MDR1）基因型也影響他克莫司的使用量。研究發現，活體肝移植受者手術后第1周，他克莫司的藥代動力學受腸道中糖蛋白P影響，1周后主要在肝臟代謝。CYP3A5×1/×1基因型者則需要更大劑量的他克莫司，以期達到目標濃度[24-26]。

同樣，CYP3A的基因多態性對腎移植術后患者他克莫司的用量也具有較大影響。國內有研究顯示，46例行腎移植術患者CYP3A4×18B，CYP3A5×3，ABCBl（C1236T，G2677A/T,C3435T）等位基因頻率分別為0.304，0.707，0.554，0.478和0.300，僅CYP3A4/5單倍型與他克莫司濃度/劑量（C0/D）值顯著相關，移植前檢測CYP3A4/5單倍型將有利于他克莫司給藥劑量的調整[7]。Rojas等[23]發現，腎移植受體CYP3A5 6986A＞G對他克莫司藥代動力學影響較大，且與慢性中毒性腎損傷以及他克莫司導致并發癥相關。因此，根據CYP3A5基因型優化他克莫司給藥劑量，有望廣泛應用于移植患者。

4 其他藥物對他克莫司濃度影響

他克莫司與其他藥物間相互作用的資料主要來自體外研究的結果，臨床資料有限。口服他克莫司吸收率較低，平均生物利用率僅為25%，首過效應明顯，西柚汁、葡萄柚、五酯膠囊、伏立康唑等都可造成他克莫司吸收異常，影響其代謝酶CYP3A5 是主要因素[6-7，20]。使用能誘導 CYP3A5的藥物如巴比妥類、苯妥因、利福平、卡馬西平等皆可降低機體內他克莫司的血藥濃度，而氟康唑、伊曲康唑、奧美拉唑、鹽酸維拉帕米、溴隱亭、HIV蛋白酶抑制劑利托那韋等可抑制CYP的藥物，則有可能增加血液中他克莫司的濃度[4，27-28]。另外，他克莫司與已知有腎毒性藥物聯合應用時應慎重，如氨基糖甙類、兩性霉素B、萬古霉素、復方磺胺甲唑片和非甾體類抗炎藥等；與更昔洛韋、阿昔洛韋等合用時有可能會增加這些藥物的神經毒性[7，29-30]。此外，服用他克莫司時有可能導致患者出現高鉀血癥或加重原有的高鉀血癥[6，14，31]。

5 結 語

目前他克莫司是臨床上使用最多的免疫抑制劑，其在預防肝、腎移植術后急性排斥反應方面的療效和安全性已得到許多臨床研究的證實。與CsA相比，他克莫司可以顯著降低患者術后急性排斥反應的發生率，提高急性排斥反應的逆轉率，有助于提高移植患者存活率[10，32-33]。但與其相關的神經系統和腎臟等的不良反應也時常發生[10-11，34]，為減少上述情況發生，可根據其代謝酶、藥物轉運體和藥物作用靶點的特點，來優化他克莫司的臨床給藥劑量，減少相關并發癥的發生，提高移植患者的生存質量[11，20，28]。