華法林抗凝治療與CYP2C9 基因多態(tài)性的研究

王東旭

（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院/國家心血管病中心/阜外醫(yī)院心內(nèi)科，北京 100037）

華法林（warfarin）是臨床上應(yīng)用最廣泛的口服抗凝藥物，雖然近年來新型口服抗凝藥（novel oral anticoagulant，NOAC）的臨床應(yīng)用逐漸增加，但華法林因其臨床適應(yīng)證廣泛、臨床證據(jù)更為充分，且價格低廉、易于拮抗，仍是治療和預(yù)防多種疾病血栓事件的一線藥物[1-3]。與此同時，華法林也有較多缺點，如治療窗窄、劑量個體差異大、抗凝效果受到基因、藥物、飲食等多種因素影響，使得患者需在治療期間頻繁抽血以監(jiān)測國際標(biāo)準(zhǔn)化比值（international normalized ratio，INR）[4，5]。在世界范圍內(nèi)，華法林是導(dǎo)致患者因藥物不良事件而入院治療的主要原因之一[6，7]。據(jù)估計[8]，每年每100 例接受華法林抗凝治療的患者中會發(fā)生8 起不良出血事件。因此，如何快速、準(zhǔn)確地確定患者的華法林劑量需求，將INR 控制在目標(biāo)范圍內(nèi)，減少出血風(fēng)險，是華法林抗凝治療的關(guān)鍵。遺傳因素是華法林抗凝效果的最重要影響因素[5，9]。攜帶不同基因型的患者對華法林敏感性不同。CYP2C9、VKORC1、CYP4F2 是華法林重要的遺傳多態(tài)性[10-13]。其中，CYP2C9 基因的遺傳多態(tài)性最為豐富。CYP2C9*2 和CYP2C9*3 是研究最多的CYP2C9 等位基因變異，但其在我國漢族人群中相對少見，然而近年來發(fā)現(xiàn)了多種罕見CYP2C9 變異[14-16]，這些變異對患者的華法林穩(wěn)態(tài)劑量可能有著重要影響。本文在當(dāng)前CYP2C9 基因多態(tài)性研究成果的基礎(chǔ)上，就CYP2C9 基因?qū)θA法林的藥物代謝的影響及CYP2C9 基因多態(tài)性在華法林抗凝治療中的意義進(jìn)行綜述，以期為患者的華法林給藥劑量提供參考。

1 CYP2C9 基因?qū)θA法林的藥物代謝的影響

CYP2C9 酶是細(xì)胞色素P450 超家族中最重要的成員之一，其可以羥基化多種不同性質(zhì)的藥物，參與臨床上約16%的藥物代謝（如雙氯芬酸、華法林、氯沙坦、甲苯磺丁脲等）[17]。華法林是由R 和S 兩種構(gòu)型的對映體混合成的外消旋體，兩種對映體均經(jīng)由肝臟代謝。S-對映體在人體內(nèi)的藥理活性為R-對映體的3～5 倍，且80%～85%的S-華法林通過CYP2C9 酶代謝為6-羥基華法林和7-羥基華法林[12]。CYP2C9 基因具有豐富的遺傳多態(tài)性，在藥物代謝方面，不同等位基因變異所產(chǎn)生酶的代謝活性也存在明顯差異[18]，這可能會影響患者所需藥物的劑量水平。由此可見，編碼CYP2C9 酶的CYP2C9基因是華法林代謝過程中重要的基因多態(tài)性，與抗凝治療中患者的華法林穩(wěn)態(tài)劑量的個體差異密切相關(guān)。

2 CYP2C9 基因多態(tài)性在華法林抗凝治療中的意義

2.1 常見CYP2C9 基因變異對華法林抗凝治療的影響 到目前為止，藥物基因變異（pharmacogene variation，PharmVar）聯(lián)盟已命名了超過70 種CYP2C9等位基因變異（www.pharmvar.org/gene/CYP2C9）。各種CYP2C9 等位基因在不同種族中的頻率分布有著顯著區(qū)別[10]。CYP2C9*2 和CYP2C9*3 是最常被研究的CYP2C9 等位基因變異，這兩種等位基因在歐洲人群中最為常見，基因頻率分別為10%～13%和7%，其次為拉美人群，等位基因頻率分別為7%和4%，但其在亞洲和非洲人群中相對罕見；在非洲人群中，CYP2C9*2 占比約為2%，而CYP2C9*3 較為罕見（＜1%）；CYP2C9*3 是亞洲人群中最常見的等位基因，基因頻率約為4%，但在亞洲人群中，CYP2C9*2 幾乎不存在[10，17]。體外研究發(fā)現(xiàn)[19]，當(dāng)以S-華法林為底物時，CYP2C9*2 和CYP2C9*3 分別可將酶代謝活性降低30%～40%和80%～90%。與野生型相比，CYP2C9*1/*2、*1/*3、*2/*2、*2/*3 和*3/*3的患者所需的華法林劑量分別應(yīng)下調(diào)19.6%、33.7%、36.0%、56.7%和78.1%[20]。CYP2C9*2 和*3變異攜帶者在華法林治療過程中過度抗凝（INR≥4）和出血風(fēng)險更高，通常需要較低的劑量以達(dá)到相似的抗凝水平[20]。相比于CYP2C9*1/*1，CYP2C9*1/*2和CYP2C9*1/*3 基因型攜帶者的出血風(fēng)險分別增加91%和77%。在不同研究中，這兩種等位基因變異可以解釋5%～12%的個體間劑量變異性，略低于VKORC1 基因的預(yù)測能力[9，10]。然而，相比于VKORC1基因，CYP2C9 變異基因常提示著更高的出血風(fēng)險，可能由于CYP2C9 變異與患者對華法林的敏感性有關(guān)[17]。

2.2 罕見CYP2C9 變異對華法林抗凝治療的影響由于等位基因CYP2C9*2 和*3 在非洲和亞洲人群中較為罕見，僅檢測這兩種CYP2C9 等位基因不能充分說明CYP2C9 基因多態(tài)性的影響，也不能很好地預(yù)測非洲和亞洲患者的華法林劑量需求。因此，近年來除了*2 和*3 以外的罕見CYP2C9 等位基因變異 也 逐 漸 受 到 重 視。研 究 表 明[21，22]，CYP2C9*5、CYP2C9*6、CYP2C9*8 和CYP2C9*11 是非洲人群中罕見的CYP2C9 變異。在體外試驗中，這些基因突變可以降低60～80%的對S-華法林的代謝活性。Cavallari LH 等[23]研究發(fā)現(xiàn)，CYP2C9*5、*6、*8 和*11 等位基因攜帶者的華法林維持劑量明顯低于野生型。如果在劑量預(yù)測模型中加入這些罕見CYP2C9 等位基因，能夠多解釋6%的患者間劑量需求變化。因此，在決定非洲裔患者的華法林用藥劑量時，如果未能測序這些CYP2C9 等位基因變異，將會導(dǎo)致多數(shù)患者服用藥物過量，增加出血風(fēng)險。基于以上證據(jù)，2017 年發(fā)布的臨床藥物遺傳學(xué)實施聯(lián)盟（Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium，CPIC）指南建議，對于攜帶CYP2C9*5、*6、*8或*11 這些罕見等位基因的患者，應(yīng)下調(diào)15%～30%的華法林給藥劑量，對于攜帶兩個等位基因變異的患者，則需要降低更多的劑量（20%～40%）[17]。

相比之下，關(guān)于其他罕見CYP2C9 變異對華法林穩(wěn)態(tài)劑量影響的研究相對較少，這些突變僅見于病例報道，尚缺乏系統(tǒng)性的研究。O'Brien TJ 等[24]的一項研究中首次報道了CYP2C9*12 等位基因攜帶者的華法林劑量水平，該研究中發(fā)現(xiàn)了4 名歐洲裔雜合突變攜帶者，這些患者的平均華法林日劑量較野生型降低約30%。Kim HS 等[25]在對韓國患者的研究中發(fā)現(xiàn)，罕見等位基因 CYP2C9*13 和CYP2C9*14 可以導(dǎo)致患者INR 達(dá)標(biāo)的時間延長，華法林穩(wěn)態(tài)劑量降低。CYP2C9*14 攜帶者的低穩(wěn)態(tài)劑量水平也在1 例印度房顫患者的研究中得到了證實[26]。Ciccacci C 等[27]通過對1 例極低劑量（0.32 mg/d）的意大利患者CYP2C9 基因測序分析發(fā)現(xiàn)了等位基因CYP2C9*35，該突變與有著CYP2C9*14 相同位點的氨基酸改變，可能預(yù)示著相似缺陷的代謝表型。在2021 年發(fā)表的針對南亞人群的研究中，Nizamuddin S 等[16]使用SIFT 和Polyphen 軟件預(yù)測罕見CYP2C9 變異的功能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大多數(shù)變異會導(dǎo)致CYP2C9 酶代謝活性顯著降低；且進(jìn)一步的三維結(jié)構(gòu)分析表明，罕見變異會導(dǎo)致CYP2C9 酶的空間構(gòu)型穩(wěn)定性及其與底物結(jié)合力降低，這與各項研究中相關(guān)罕見變異攜帶者的華法林劑量水平較低的結(jié)果相吻合。

2.3 我國漢族人群CYP2C9 基因多態(tài)性對華法林抗凝治療的影響 近年來，在我國漢族人群中也開展了一系列大型研究，試圖探究除CYP2C9*2 和*3 之外的罕見CYP2C9 等位基因的分布特征。在2014年，Dai DP 等[14]對2127 名我國漢族健康受試者CYP2C9 基因的所有外顯子、外顯子－內(nèi)含子連接區(qū)和啟動子區(qū)進(jìn)行了直接測序分析，發(fā)現(xiàn)了35 種CYP2C9 等位基因變異，其中包括14 種既往報道過的等位基因，以及21 種新的等位基因（CYP2C9*36～*56），建立了我國漢族人群中最大規(guī)模的CYP2C9等位基因數(shù)據(jù)庫。在該研究中，常見變異CYP2C9*2、*3 的等位基因頻率分別為0.14%和2.94%，而罕見CYP2C9 等位基因的總頻率則達(dá)到了2.44%。以上研究結(jié)果表明，我國漢族人群存在著豐富的CYP2C9 基因多態(tài)性，非*2 和*3 的CYP2C9等位基因變異并不少見。而罕見變異往往伴隨著CYP2C9 基因華法林代謝活性的減低。Ji Y 等[28]研究表明，在以甲苯磺丁脲為底物的條件下，31 種突變的內(nèi)在清除率明顯低于野生型；而當(dāng)以氯沙坦為底物時，33 種突變也表現(xiàn)出了較低的內(nèi)在清除率。在體內(nèi)研究方面，Hu GX 等[29]通過測定受試者血漿和尿液中甲苯磺丁脲及其代謝產(chǎn)物的濃度水平來評價13 種CYP2C9 突變蛋白的體內(nèi)催化活性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中9 種等位基因變異可導(dǎo)致體內(nèi)酶的代謝活性下降。Chen H 等[15]在2 例服用低維持劑量的華法林漢族患者測序中發(fā)現(xiàn)了等位基因CYP2C9*60 和*62，并進(jìn)行了相應(yīng)的體外和體內(nèi)功能學(xué)研究，結(jié)果顯示這兩種新突變在體外和體內(nèi)均能使CYP2C9 酶的活性顯著降低，實現(xiàn)了從體外和體內(nèi)功能缺陷到低華法林穩(wěn)態(tài)劑量的聯(lián)系。Wang D 等[30]研究也得出，CYP2C9*13、*16 和*60 與我國患者較低的華法林穩(wěn)定劑量相關(guān)。Wang F 等[31]研究表明，在我國人群中使用遺傳信息指導(dǎo)華法林給藥劑量有助于改善華法林抗凝治療的有效性和安全性。然而在使用基因型指導(dǎo)患者的華法林給藥劑量時，仍有約40%的個體間華法林劑量差異無法被現(xiàn)有研究結(jié)果所解釋[9]，考慮原因為罕見CYP2C9 變異可能在其中起到一定作用。Wang D 等[30]在我國漢族患者中將多種罕見CYP2C9 等位基因作為遺傳變量，納入華法林穩(wěn)態(tài)劑量預(yù)測模型，研究表明納入罕見CYP2C9 等位基因可以提升3.7%的華法林給藥算法的預(yù)測能力，說明檢測罕見CYP2C9 基因突變在提升對患者華法林給藥劑量預(yù)測能力方面有著重要作用。

3 總結(jié)與展望

CYP2C9 基因存在著豐富的遺傳多態(tài)性，不同種族間CYP2C9 等位基因分布存在著明顯的差異。近年來對除CYP2C9*2 和*3 以外的罕見CYP2C9等位基因變異的關(guān)注逐漸增加。在我國漢族人群中發(fā)現(xiàn)了多種罕見CYP2C9 變異，且一系列體內(nèi)和體外研究表明，這些等位基因變異往往與酶代謝活性明顯下降相關(guān)，這可能對許多患者的華法林穩(wěn)態(tài)劑量水平產(chǎn)生重要影響。雖然罕見等位基因的頻率相對較少，但考慮到我國漢族人口規(guī)模，探究罕見CYP2C9 等位基因變異的分布特征及其對華法林穩(wěn)態(tài)劑量的影響對指導(dǎo)患者精準(zhǔn)化、個體化抗凝治療有著重要的臨床意義。