藥物相關(guān)基因檢測和臨床用藥研究課題

1、藥物相關(guān)基因檢測和臨床用藥研究課題-藥物相關(guān)基因與臨床個體化藥物治療；-藥物相關(guān)基因與藥物不良反應(yīng)個體的相關(guān)性研究；-藥物相關(guān)基因與藥物代謝動力學(xué)的研究。該項目屬于治療藥物監(jiān)測項目，是對治療藥物監(jiān)測的進(jìn)一步延伸和充實。內(nèi)容項目總的目是為臨床提供科學(xué)的，精確的藥物相關(guān)基因檢測結(jié)果，為臨床科學(xué)合理制定個體化給藥方案提供實驗室及理論依據(jù)；研究藥物相關(guān)基因與藥物代謝動力學(xué)和產(chǎn)生藥物不良反應(yīng)個體的相關(guān)性，建立中國人藥物相關(guān)基因多態(tài)型與藥物代謝、藥物不良反應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。內(nèi)容研究的具體內(nèi)容采用的技術(shù)路線和方法開展項目已具備的條件目前可經(jīng)行的內(nèi)容內(nèi)容藥物相關(guān)基因 藥物進(jìn)入體內(nèi)在吸收、代謝、產(chǎn)生療效等生物學(xué)過程中

2、，涉及到很多代謝酶、藥物受體，轉(zhuǎn)運體蛋白等。這些都嚴(yán)重影響著藥物代謝動力學(xué)和藥效動力學(xué)過程，編碼這些蛋白的基因稱為藥物相關(guān)基因。 目的和意義吸收 - 慢 - 快受體 - 缺失 - 豐富代謝 - 慢速 - 中等 - 快速 - 超快速排泄 - 緩慢 - 正常藥物體內(nèi)過程)吸收藥物代謝酶藥物轉(zhuǎn)運分布藥物轉(zhuǎn)運代謝藥物代謝酶排泄藥物轉(zhuǎn)運目的和意義目的和意義藥物相關(guān)基因目前研究最廣泛、最深入的藥物代謝酶是細(xì)胞色素P450 (CYP-450) 酶系。約40 %50 %的藥物降解需要它的參與,其活性決定了藥物在體內(nèi)的半衰期和血藥濃度。CYP-450 基因多態(tài)性導(dǎo)致臨床上的個體差異,根據(jù)藥物代謝速度可以將人群分

3、為“快速代謝者” “中速代謝者”和“慢速代謝者” 。目的和意義藥物相關(guān)基因例如：抗高血壓藥異喹胍，由于基因變異會導(dǎo)致慢代謝，在一項臨床治療中，使用異喹胍治療高血壓時引起病人死亡，其后發(fā)現(xiàn)這個病人對這種藥物幾乎不能代謝。抗結(jié)核藥異煙肼，對慢代謝型病人血藥濃度維持時間長，易蓄積而發(fā)生外周神經(jīng)炎； 2受體阻滯藥普萘洛爾，不同個體的血藥濃度最多可相差20 倍。目的和意義藥物相關(guān)基因 臨床上遇到的這種現(xiàn)象, 與個體藥物相關(guān)的基因突變相關(guān)。通過藥物相關(guān)基因的測序（或?qū)⒒蛑瞥苫蛐酒?，以藥物相關(guān)的基因檢測結(jié)果為基礎(chǔ)，制定臨床藥物治療方案，將改變現(xiàn)行的醫(yī)療模式；藥物相關(guān)基因檢測和臨床個體化用藥Interi

4、ndividual Variability in Drug ResponseAgeelderlychildrenneonatesWeight SexHeightGenotypeEnvironmental Factorsdiet / smoking / comedications ConcomitantDiseaseDisease Process 研究的具體內(nèi)容藥物相關(guān)基因檢測和臨床個體化用藥.C C G T T G A C.C C A T T G A C.G G C A A C T G.G G T A A C T G.GA兩者對藥物的反應(yīng)就可能存在本質(zhì)的差別。 本課題的目的就是通過研究這種相關(guān)

5、基因差別，為患者提供個體化藥物治療理論和試驗依據(jù)。研究的具體內(nèi)容目前在做的抗高血壓藥物相關(guān)基因檢測項目研究的具體內(nèi)容代謝酶/受體基因型表型相應(yīng)基因型診斷臨床用藥建議藥物名稱常規(guī)劑量（mg）推薦劑量(%)藥物代謝酶酶活性正常美托洛爾25mg/次，2次/日140%普羅帕酮100mg/次，3次/日130%阿咪替林25 mg/次，3次/日120%氯丙咪嗪抑郁癥25mg/次，3次/日120%強(qiáng)迫癥75 mg/次，3次/日曲匹西隆10mg/日130%氟哌啶醇5 mg/日110%珠氯噻醇25 mg/日120%卡維地洛25 mg/次，1次/日110%氟卡尼200mg/日110%CYP2D6CYP2D6*1/*

6、1EMCYP2D6在藥物治療中的作用代謝酶/受體基因型表型相應(yīng)基因型診斷臨床用藥建議藥物名稱常規(guī)劑量（mg）推薦劑量(%)藥物代謝酶酶活性下降美托洛爾25mg/次,2次/日 60%普羅帕酮100mg/次,3次/日80%阿米替林25 mg/次,3次/日90%氯丙米嗪抑郁癥25mg/次,3次/日90%強(qiáng)迫癥75mg/次,3次/日曲匹西隆5mg /日 80%氟哌啶醇5mg /日90%珠氯噻醇25 mg/日80%卡維地洛25 mg/次,1次/日100%氟卡尼200mg/日90%CYP2D6CYP2D6*1/*10CYP2D6*1/*5IMCYP2D6在藥物治療中的作用代謝酶/受體基 因 型表型相應(yīng)基因

7、型診斷臨床用藥建議藥物名稱常規(guī)劑量（mg）推薦劑量（%）藥物代謝酶酶無正?；钚悦劳新鍫?5mg/次，2次/日30%普羅帕酮100mg/次，3次/日40%阿咪替林25mg/次，3次/日50%氯丙咪嗪抑郁癥25mg/次，3 次/日50%強(qiáng)迫癥75mg/次，3次/日曲匹西隆10mg /日30%氟哌啶醇5mg /日80%珠氯噻醇25mg/日60%卡維地洛25mg/次，1次/日80%氟卡尼200mg/日80%CYP2D6CYP2D6*10/*10CYP2D6*5/*5CYP2D6*5/*10PMCYP2D6在藥物治療中的作用受體基因型表型相應(yīng)基因型診斷臨床用藥建議藥物名稱常規(guī)劑量（mg）推薦劑量（%）

8、藥 物 代 謝 酶Arg389純合子高敏感性美托洛爾25mg/次,2次/日100%阿替洛爾50mg/次,1日/次100%比索洛爾5mg/次,1日/次100%Arg389/Gly389雜合子中度敏感性美托洛爾25mg/次,2次/日150%阿替洛爾50mg/次,1日/次150%比索洛爾5mg/次,1日/次150%Gly389純合子低敏感性美托洛爾25mg/次,2次/日建議改用其他藥物阿替洛爾50mg/次,1日/次建議改用其他藥物比索洛爾5mg/次,1日/次建議改用其他藥物2受體2受體相關(guān)基因在藥物治療中的作用受體基因型表 型相應(yīng)基因型診斷臨床用藥建議藥物名稱常規(guī)劑量（mg）推薦劑量（%）藥物代謝酶

9、和受體Gly49純合子受體下調(diào)正常美托洛爾25mg/次,2次/日100%阿替洛爾50mg/次,1日/次100%比索洛爾5mg/次,1日/次100%Ser49/Gly49雜合子受體下調(diào)正常美托洛爾25mg/次,2次/日120%阿替洛爾50mg/次,1日/次120%比索洛爾5mg/次,1日/次120%Ser49純合子受體下調(diào)減弱美托洛爾25mg/次,2次/日150%200%阿替洛爾50mg/次,1日/次150%200%比索洛爾5mg/次,1日/次150%200%2 受體2受體相關(guān)基因在藥物治療中的作用m3 CYP1A1*3m2 CYP1A1*2 Cm4 CYP1A1*4m1 CYP1A1*2ACY

10、P1A1CYP1A1參與多環(huán)芳烴類致癌物的代謝,多環(huán)芳烴類通過呼吸或飲食進(jìn)入體內(nèi),經(jīng)CYP1A1 代謝為活性中間物而致癌,主要致癌靶器官為肺和皮膚。研究的具體內(nèi)容基因突變與易感疾病研究帶突變型CYP1A1 基因的個體,患肺癌的危險性是其它基因型的7.3倍；隨著吸煙量的增加，患肺癌的危險性也增加。在南京漢族群體中, vt/vt 型和wt/vt型攜帶者合并患肺癌的風(fēng)險是wt/wt 型攜帶者的1. 74 倍; 我國食管癌病人中攜帶突變基因CYP1A1的人數(shù)明顯高于對照組， CYP1A1的突變可能是食管癌和肺癌發(fā)生的重要易感性之一。基因突變與易感疾病研究的具體內(nèi)容CYP2D6代謝多態(tài)型易感多種疾病:

11、PMS易發(fā)生紅形班狼瘡和帕金森病; EMS易發(fā)生肺癌、膀胱癌、肝癌、和胃癌;EM人群發(fā)生肺癌的比例是PM人群的3倍;CYP2D6的表達(dá)有利于腫瘤的生長，可激活致癌物,所以華人EM高達(dá)99%,為肺癌發(fā)病的高危人群。研究的具體內(nèi)容基因突變與易感疾病CYP2A6基因代謝尼古丁和亞硝胺類。尼古丁在人體大約70%-80%的被CYP2A6代謝為可替尼。CYP2A6活性變化與吸煙的行為有密切的關(guān)系。CYP2A6突變會導(dǎo)致酶的活性下降，不能將尼古丁在體內(nèi)代謝氧化生成致癌物可替寧；因而攜帶CYP2A6突變個體患肺癌的危險性小于CYP2A6野生型個體。研究的具體內(nèi)容基因突變與易感疾病研究的具體內(nèi)容頻率頻率 測定位

12、點CYP2C9受體AT1CYP2D6ACEWW 89.806.1287.5022.9237.50I IWM10.2038.7812.5018.7545.83I DMM0.0055.100.0058.3316.67DD（文獻(xiàn)）WW94.096.2590.2516.0030.25I IWM5.8237.509.5048.0049.50I DMM0.0956.250.2536.0020.25D D本實驗室測定中國人突變頻率% (n=96)頻率藥物相關(guān)基因和藥物代謝 新藥（包括進(jìn)口制劑）在批準(zhǔn)上市前必須獲取人體的藥物代謝動力學(xué)數(shù)據(jù)。但同一個藥物劑型口服吸收后，不同受試者的藥代動力學(xué)參數(shù)相差數(shù)倍乃至數(shù)十

13、倍。 巨大個體差異下的真實背景和正真原因？其原因是藥物相關(guān)基因發(fā)生突變所致。 研究的具體內(nèi)容藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容 藥物進(jìn)入體內(nèi)的處置過程可分為吸收、分布、代謝和排泄四個部分。 每個過程均可對藥物產(chǎn)生個體差異，而且變異水平是多層次多位點的，最終得到的實驗數(shù)據(jù)的差異是不同階段各級變異的綜合結(jié)果。 藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容 細(xì)胞色素(CYP450)酶系是肝臟中主要的代謝酶之一。該酶活性存在明顯個體差異，因此，引起藥代動力學(xué)參數(shù)的極大差異。 當(dāng)某人缺失CYP450酶時，為“慢的”或“弱的”藥物代謝個體（PMs），有較大的藥物中毒的可能性；若某人有高活性或過量的CYP450酶

14、，稱為“快速的”或“強(qiáng)的”代謝個體（EMs），這種人對藥物治療可能有抗性。藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容 PMs或EMs的發(fā)生率在不同人群、種族中各不相同。其原因是由于CYP基因的遺傳多態(tài)性形成的，其代謝缺陷通過常染色體遺傳。 例如CYP2C19可催化一系列藥物代謝，如S-美芬妥英、雷貝拉唑、去甲西泮、普萘洛爾、氯胍和三環(huán)類抗抑郁藥等。 美芬妥英在人體代謝過程中呈現(xiàn)出PMs和EMs二態(tài)分布，這種二態(tài)分布是由于CYP2C19基因的遺傳多態(tài)性形成的。 藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容 大量研究表明，CYP2C19的表型多態(tài)性有明顯的種族差異，在白種人中，弱代謝者(PMs)發(fā)生率僅為1-6

15、%，中國人為18一25%，22.5%的日本人為弱代謝者，韓國人為13%。 由CYP2C19代謝的藥物在PMs中具有較高的血漿藥物濃度，因此，CYP2C19代謝的藥物是某些病人產(chǎn)生蓄積和毒性反應(yīng)的原因之一。 藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容 CYP2D6的慢代謝型在白人中為7%，尼日利亞黑人中為8%，中國人為0.7%，日本人為0.5%，而且，相同表型的代謝型其代謝速率也有差異，這都是因為不同的基因突變造成的代謝酶活力變化的結(jié)果。 藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容 如果我們找到藥代動力學(xué)數(shù)據(jù)巨大差異的原因，就有可能避免一系列的連鎖錯誤，包括：受試志愿者選擇不當(dāng)而得到片面的藥動學(xué)數(shù)據(jù)；因片面

16、的藥動學(xué)數(shù)據(jù)而輕易淘汰了一個很有前途的化合物；因片面的數(shù)據(jù)而使一個并不合適的化合物上市成為新藥。 藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容 研究方法發(fā)現(xiàn)個體差異大的樣本后，篩選候選基因，檢索其多態(tài)性；重新擴(kuò)大樣本，檢測基因型，建立藥代動力學(xué)檢測樣本；檢測樣本的藥代動力學(xué)參數(shù)，并作相關(guān)性分析；驗證引起藥代動力學(xué)數(shù)據(jù)差異的遺傳因素，分析多態(tài)性規(guī)律和頻率，并錄入數(shù)據(jù)庫。藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容奧美拉唑野生純合子(wt/wt)基因型和野生雜合子(wt/m)基因型均為強(qiáng)代謝者(homEMs/hetEMs)，突變純合子(m/m)基因型為弱代謝者(PMs)。 HoEMs、heEMs和PMs組奧美拉唑

17、口服給藥3組的模型參數(shù)AUC分別為：HoEMs、 heEMs PMs AUC（ghL-1）h h L/h L/h Cmax（gL-1）奧美拉唑口服給藥3組的模型參數(shù)研究的具體內(nèi)容藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容奧美拉唑 PM組的曲線下面積(AUC )、峰值濃度(Cmax)、消除半衰期（Tl/2ke）顯著高于homEM組和hetEM組(P0.01)，口服清除率（CL/F）則顯著低于homEM組和hetEM組(P0.01)。 奧美拉唑?qū)M組的抑酸效果顯著優(yōu)于homEM組和hetEM組。 因此，臨床使用奧美拉唑時應(yīng)針對不同基因型給予不同劑量。藥物相關(guān)基因和藥物代謝研究的具體內(nèi)容蘭索拉唑野生純合

18、子(wt/wt)基因型和野生雜合子(wt/m)基因型均為強(qiáng)代謝者(homEMs/hetEMs);突變純合子或突變雜合子(m/m)基因型為弱代謝者(PMs) 。 hoEMs和PMs組蘭索拉唑口服給藥兩組的模型參數(shù)為： HoEMs、 PMs AUC（ghL-1） Tl/2ke 1.96 h CL/F 16.55 L/h Cmax（ mg/L -1）蘭索拉唑口服給藥2組的模型參數(shù)研究的具體內(nèi)容研究的具體內(nèi)容結(jié)果表明:兩組受試者反映蘭索拉唑消除的代謝參數(shù)AUC、Tl/2、CL/F、Cmax均值間差異有顯著性(P0.05);表現(xiàn)為hoEMs個體對蘭索拉唑代謝能力強(qiáng)，其消除半衰期（Tl/2ke）、口服清除

19、率（CL/F）分別是PMs個體的2倍和5倍左右. PMs個體具有較高的血漿藥物濃度，弱代謝型較強(qiáng)代謝型個體對蘭索拉唑的消除明顯減慢。 提示:對PMs患者應(yīng)減少給藥劑量就可獲得與homEMs個體相同的療效，同時減小藥物的副作用。 只需半量蘭索拉唑(15mg/d)即可達(dá)到與30mg/d(臨床推薦劑量)相當(dāng)?shù)氖笣冇下省?研究的具體內(nèi)容藥物相關(guān)基因檢測和藥物不良反應(yīng) 據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查，住院病人因用藥不當(dāng)引起的不良反應(yīng)發(fā)生率為10 %20 % ，其中5 %造成死亡。 我國老年病人藥物不良反應(yīng)發(fā)生率高達(dá)27 %。 全世界約1/3死亡病例的死因不是疾病本身，而是不合理用藥。 其原因是藥物相關(guān)基因發(fā)

20、生突變所至。 研究的具體內(nèi)容研究的具體內(nèi)容藥物相關(guān)基因檢測和藥物不良反應(yīng)研究方法檢測藥物不良反應(yīng)患者的藥物相關(guān)基因，建立藥物不良反應(yīng)易感基因（藥物相關(guān)代謝酶、轉(zhuǎn)運體和受體基因多態(tài)性）數(shù)據(jù)庫；統(tǒng)計分析攜帶藥物不良反應(yīng)易感基因?qū)δ承┧幬锂a(chǎn)生不良反應(yīng)的發(fā)生頻率; 通過對編碼這些藥物相關(guān)代謝酶、轉(zhuǎn)運體和受體基因多態(tài)性進(jìn)行的研究，從根本上闡明藥物不良反應(yīng)發(fā)生的原因，給臨床以合理用藥的依據(jù)。 CYP2D6的基因突變造成了去甲替林代謝的差別，約90%的抑郁癥病人每天服用75150mg，可以達(dá)到治療血藥濃度。 對于PM者，每天服用75mg，血藥濃度可達(dá)1300nmol/l，出現(xiàn)頭暈、疲勞、輕微迷糊等不良反應(yīng)的

21、癥狀。 UM者則相反，服用常規(guī)劑量的去甲替林，血藥濃度非常低，每天需服用300500mg或更大劑量才能獲得同樣治療效果。研究的具體內(nèi)容藥物代謝酶與不良反應(yīng)藥物轉(zhuǎn)運體的基因差別也會導(dǎo)致嚴(yán)重不良反應(yīng)。MDR-1基因的多態(tài)性就決定了不同的個體的P-糖蛋白具有不同的轉(zhuǎn)運能力，所以用藥后，將出現(xiàn)個體用藥差異?？诜蝿┝康馗咝梁?，MDR-1基因的突變型純合子血藥濃度高出4倍，極易出現(xiàn)不良反應(yīng)。研究的具體內(nèi)容藥物轉(zhuǎn)運體與不良反應(yīng)抗高血壓藥物中的受體阻斷藥（如美托洛爾、卡維地洛等）作用于受體，如果受體為突變型，受體對藥物的敏感性增高，就容易出現(xiàn)不良反應(yīng)。H1受體阻滯劑如特非那丁和阿司咪唑引發(fā)室性心律失常而猝死。5-HT1受體124位的變化對舒巴坦(一種治療偏頭痛的藥物)的親和力增加2倍，導(dǎo)致藥物的不良反應(yīng)，使部分病人可以出現(xiàn)冠狀動脈痙攣。研究的具體內(nèi)容藥物受體與不良反