5754例臨床標本CYP2C19、ALDH2、MTHFR基因檢測結果分析

趙婧，岳鵬，邢國征，于洪遠

1.北京航天總醫院 檢驗科，北京 100076；2.解放軍總醫院 京北醫療區陽坊門診部，北京 102205

臨床精準用藥、個體化制定用藥方案已被廣泛應用于臨床實踐[1]。對于相關用藥的患者群體，基因檢測時機當如何選擇將成為越來越有意義的課題。細胞色素P450是人體代謝外源性化學物質的關鍵酶[2]，CYP2C19作為其家族成員，是人體重要的藥物代謝酶[3]，該酶基因多態性與酶活性密切相關[4]，許多內源性底物、污染物以及大約2%的藥物都由CYP2C19催化代謝，亞洲人群中CYP2C19基因*2和*3是最主要的2個功能缺失型等位基因[5]。線粒體乙醛脫氫酶2（aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2）是體內參與酒精代謝過程中的關鍵酶，也是硝酸甘油代謝中的關鍵酶[6]，該基因點突變后可分為野生型（GG型）和突變型（GA或AA型）。研究表明，ALDH2突變是中國人高血壓的易感因素[7-8]，并且會加速冠心病的病程進展[9]。亞甲基四氫葉酸還原酶（methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）是葉酸代謝的關鍵酶，也是同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）代謝途徑中的關鍵酶，其中以C677T位堿基突變最為常見[10]。

生物芯片識讀法檢測藥物基因是在臨床中廣泛應用，特異性高于實時熒光定量PCR技術。自2019年6月15日北京市醫改政策執行后，藥物基因檢測收費大幅降低，為有需要檢測的患者提供了福利。我院地處北京城南地區，相對人口流動較小。本研究對2016～2019年本院所有檢測結果進行了整理分析，對比全國其他地區統計結論，以進一步了解北京市南城地區就診人群中藥物基因分型的分布情況，探討其與臨床用藥及疾病的治療關系，以期為臨床醫師提供用藥參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

通過實驗室信息系統（LIS）統計出自2016年3月至2019年4月行藥物基因檢測標本共計5754例，其中男性患者3350例、女性患者2419例，年齡16～107歲，平均年齡67.85歲。

1.2 材料

DNA提取純化試劑盒、CYP2C19基因檢測試劑盒（DNA微陣列芯片法）、BR-526-24全自動雜交儀、BE-3.0生物芯片識讀儀、基因芯片圖像分析軟件（上海百傲科技股份有限公司）；SLAN-96P型PCR儀（上海宏石醫療科技有限公司）。

1.3 基因擴增及雜交

EDTA抗凝管采集外周靜脈血全血標本，吸附柱法提取基因組DNA，配置PCR反應體系，于PCR儀上進行基因擴增，擴增出含有目的基因的大量單鏈DNA，在聯排管內建立雜交體系，與基因芯片共同置于全自動雜交儀中進行雜交，雜交結束后用生物芯片識讀儀讀取基因分型結果。

1.4 CYP2C19、ALDH2、MTHFR基因型判定

應用CYP2C19基因圖像分析軟件行數據分析，對送檢標本基因型進行判定。CYP2C19基因的DNA序列差異主要是外顯子4上由*1（636）變成*3（636）和外顯子5上由*1（681）變成*2（681），共6種基因型，分為快代謝型、中間代謝型和慢代謝型（表1）。

應用ALDH2、MTHFR基因圖像分析軟件行數據分析，對送檢標本基因型進行判定。ALDH2、MTHFR各分為3種基因型，各基因型的酶活性有較大差異（表2）。

表1 CYP2C19基因分型

表2 ALDH2、MTHFR基因分型

1.5 統計學處理

用SPSS 19.0軟件進行統計學處理，組間基因型頻率及等位基因頻率的差異用χ2檢驗，P＜0.05認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 CYP2C19、ALDH2、MTHFR基因型測定結果

CYP2C19基因掃描結果顯示為6種基因型，即*1/*1、*1/*2、*1/*3、*2/*2、*2/*3、*3/*3；ALDH2基因掃描結果顯示3種基因型，即Glu504Glu（*1/*1）、Glu504Lys（*1/*2）、Lys504Lys（*2/*2）；MTHFR顯示為3種基因型，即CC、CT、TT（圖1）。

2.2 5754例藥物基因檢驗結果統計

將5754例臨床檢驗樣本結果進行回顧性分析（表3）。行CYP2C19基因檢測4692例、ALDH2基因檢測1006例、MTHFR基因檢測2139例，543例標本為3種基因共檢。3種基因野生純合型分別檢出41.6%、71.1%、18.9%。

CYP2C19基因快代謝型、中間代謝型和慢代謝型檢出率分別為41.6%、45.9%和12.5%。

ALDH2中GG、GA、AA型分別檢出715、264、27例，檢出率分別為71.1%、26.2%、2.7%，提示其中26.2%不可用或慎用硝酸甘油，并且這類人群對酒精的解毒能力差[11]；2.7%的AA型對硝酸甘油無效，且對酒精的解毒能力很差。

表3 5747例藥物基因結果回顧

圖l CYP2C19、ALDH2和MTHFR基因型掃描結果

MTHFR送檢的2139例標本中，CC、CT、TT型分別檢出404、959、776例，分別占18.9%、44.8%、36.3%。36.3%的TT型患高Hcy血癥的風險高，葉酸治療時應增加劑量。

根據送檢標本類別分析，病房送檢例數明顯高于門診，考慮與基因檢測項目收費較高有關，門診患者的接受能力低于住院患者，但并不提示門診患者的需求低于住院患者，比較病房和門診檢出各基因型檢出頻率，兩者差異無統計學意義（P＞0.05）。

根據送檢標本性別分析，CYP2C19基因送檢標本中女性患者占比44.1%，男性占比55.9%；ALDH2送檢標本中女性患者占比40.6%，男性占比59.4%；MTHFR送檢標本中女性患者占比41.3%，男性占比58.7%。3個基因送檢標本男性均多于女性，但不同性別間各基因型頻率差異無統計學意義（P＞0.05）。

按照世界衛生組織以全球人體素質和平均壽命的測定對年齡進行劃分，可將人的一生分為5個年齡段，即青年（≤44歲）、中老年（45～59歲）、年輕的老人（60～74歲）、老年人（75～89歲）、長壽老年人（≥90歲）。將送檢的5747例標本按如上規則進行統計，可以清楚地看到各個基因型以老年人即75～89歲年齡段就診人群臨床送檢率較高。各年齡段3種基因分型的檢出頻率無統計學差異（P＞0.05）。因此，建議早期確定基因型制定個體化用藥劑量，減少藥物不良后果的發生，對疾病治療及預后有積極意義。

2.3 根據臨床診斷結果統計

通過單因素方差分析，臨床送檢的5747例藥物基因檢測給出的診斷主要包括頭暈（1437例）、（急性）腦梗死（1444例）、高血壓（629例）、腦血管?。?33例）、心絞痛（336例）、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（718例）、急性心肌梗死（54例）、胸痛（142例）、心悸/胸悶（97例）、支架術后（39例）、高脂血癥（108例）、糖尿?。?11例）、肺部感染/肺炎（373例）、胃炎（244例）、消化性潰瘍（197例）、消化道出血（106例）、反酸（102例）等，部分標本同時包含如上2個以上診斷，表明目前進行藥物基因檢測的臨床應用較廣。以腦梗和冠心病的患者送檢率最高。

2.4 CYP2C19基因科室分布及各基因多態性

3個基因檢測中以CYP2C19收集數據最多（4692例），送檢標本主要來自神經內科和心內科（表4、5），心內科、神經內科慢代謝型檢出率分別為10.4%、11.6%，差異無統計學意義（P＞0.05）。消化科快代謝型、中間代謝性檢出率分別為38.9%、42.4%，差異無統計學意義（P＞0.05）。心內科慢代謝基因型檢出160例，占比3.41%，CYP2C19是導致氯吡格雷療效減弱甚至治療失敗的主要影響因素之一[12]，提示這類人群在使用新型抗凝藥物氯吡格雷時治療效果差，需要加大劑量或選擇其他抗凝藥物治療。神經內科檢出239例，慢代謝型檢出率為13.23%，抗癲癇藥物丙戊酸治療窗窄，代謝產物有肝毒性，這類人群使用較小劑量或正常劑量可達到理想的治療效果。CYP2C19的基因多態性影響質子泵抑制劑（proton pump inhibitor，PPI）類相關藥物奧美拉唑在不同患者中的清除率[13]，4692例標本中快代謝型及中等代謝型分別檢出1948和2156例，分別占比41.5%和46.0%。其中消化科送檢標本中快代謝型及中等代謝型共檢出481例，占81.3%，提示這類人群在使用奧美拉唑等藥物治療時療效差，需要增加藥物劑量或者換藥；而ALDH2突變型人群應避免飲酒，調整生活方式降低卒中風險[11]。CYP2C19基因型是影響伏立康唑藥代動力學的主要因素[14]，對于呼吸科、皮膚科等快代謝型（41.6%）使用抗真菌藥物伏立康唑的患者需要增加藥物使用劑量，或者調整抗真菌藥物。

表4 CYP2C19基因檢測結果科室分布[n（%）]

單核苷酸多態性分布顯示，CYP2C19基因681位點G＞A堿基突變率（30.2%）明顯高于636位點的G＞A堿基突變率（5.2%），差異有統計學意義（P＜0.01）（表 6）。ALDH2（Glu504Lys）基因位點G＞A（1694＞318）突變率為15.8%，MTHFR（C677T）基因位點C＜T（1767＜2511）突變率為58.7%。

3 討論

據世界衛生組織公布的數據，各國住院患者發生藥物不良反應的比例為10%～20%，約5%的患者死于嚴重藥物不良反應。個體化醫療最大的好處就是節約醫保費用。隨著基因研究的不斷深入，單核苷酸多態性逐漸能更好地對個體表型差異、疾病易感性、藥物代謝能力做出解釋[8]。

CYP2C19是人體中重要的藥物代謝酶，亞洲人CYP2C19變異率明顯高于歐洲人[15]，CYP2C19*2等位基因在高加索白人中約占12%，美國黑人中約占15%，亞洲人占29%～35%[16]。本研究表明，北京南城地區CYP2C19*2等位基因占30.2%。CYP2C19*3亞洲人比例為2%～9%，其他種族人群約為1%以下，所占比例較低，關注該功能缺失基因對于亞洲人群的意義更大[17]。本研究結果顯示，北京南城地區CYP2C19*3比例為5.1%，提示攜帶該功能缺失的基因較多。

表5 CYP2C19基因型別科室分布頻率[n（%）]

表6 CYP2C19基因多態性分布[n（%）]

乙醛脫氫酶2是重要的乙醇代謝酶，可參與醛類物質的清除、能量代謝、脂質代謝、氧化應激和細胞凋亡等多種生理病理過程[18]。ALDH2基因多態性存在種族差異，白人罕見突變者，東亞人群突變者常見[19]。中國人群中，61%為GG型，32%為GA型，7%為AA型[20]。本研究顯示，1006例ALDH2中檢出GG型715例占71.1%、GA型264例占26.2%、AA型27例占2.7%，Glu504Lys位點G＞A（1694＞318）堿基突變率為15.8%。表明北京南城地區ALDH2基因突變率較低。

MTHFR與甲硫氨酸合成還原酶（MTRR）一起維持機體內葉酸正常代謝[21]。MTHFR基因異常的人酶活性明顯降低，造成葉酸代謝障礙，導致新生兒神經管畸形、唐氏綜合征、唇腭裂及心血管等疾病[22]的發病風險明顯增高[22]。C677T位點突變是目前發現的該基因中最常見的不耐熱錯義突變[23]。據報道，MTHFR基因C677T突變與缺血性腦血管病密切相關[24]。MTHFR C677T基因突變率在不同人種中不同，我國C677T基因型約占25%，明顯高于歐美國家[25]；Yang等[26]研究表明我國漢族人TT基因型為23.2%，且北方人群高于南方。本研究發現，我院MTHFR送檢的2139例標本中，TT型776例占36.3%，明顯高于我國平均檢出率，差異有統計學意義（P＜0.05）。MTHFR（C677T）基因位點C＜T（1767＜2511）堿基突變率為58.7%，提示北京南城地區該基因突變率高，對于高危人群或使用經該途徑代謝的藥物應積極檢測該基因，明確疾病風險，實現精準用藥。

本研究是對臨床送檢樣本進行整理回顧分析，由于信息采集來自臨床標本，非隨機對照研究，未系統調查研究對象飲酒史、吸煙史及藥物治療史等，存在設計缺陷，結論有一定的偏倚，還應增加信息量，擴充臨床資料以備進一步研究。