藥代動力學的種族差異和個體差異培訓課件

給予固定劑量的藥物后血藥濃度在人群中的分布給予固定劑量的藥物后血藥濃度在人群中的分布1“one-size-fits-all”“one-size-fits-all”2根據藥物基因組學（PGx）分組受試者根據藥物基因組學（PGx）分組受試者3基因技術的應用基因技術的應用4藥物基因組學Pharmacogenomics利用基因組學成果使藥物治療個體化Onedrugdoesnotfitall!DNAscienceaimstopredictwhomadrugwillbenefit藥物基因組學Pharmacogenomics利用基因組學成5課程概述基因研究的背景基本概念藥代動力學差異的種族差異和個體差異科學研究臨床應用課程概述基因研究的背景6HGP開始NIH美國國立衛(wèi)生院和美國能源部發(fā)起倫理、法律、社會影響研究計劃第一個乳腺癌相關基因BRCA1圖譜繪制美國第一個基因組研究中心成立第二代人類遺傳學圖譜發(fā)展美國國立衛(wèi)生院和能源部共同制定了數據迅速發(fā)布指南美國發(fā)布人類基因組計劃新五年計劃英國Sanger基因組研究中心成立(后更名為wellcometrustsanger研究所)人類基因組計劃的人類遺傳圖譜繪制完成人類基因物理圖譜繪制完成第一個細菌基因組(H.influenzae)測序完成美國同等就業(yè)機會委員會發(fā)布關于工作場所遺傳歧視的相關政策第一個人類基因測序圖譜繪制完成首個古菌基因組測序完成酵母(S.cerevisiae)基因組測序完成人類基因組計劃的小鼠遺傳圖譜繪制完成制定迅速并開放的數據發(fā)布的百慕大協定人類基因組測序試點項目在美國啟動人類基因組計劃(HGP)HGP開始NIH美國國立衛(wèi)生院和美國能源部發(fā)起倫理、法律、社7美國能源部成立聯合基因組研究所美國人類基因組研究中心(NCHGR)更名為美國人類基因組研究所(NHGRI)大腸肝菌基因組測序完成Genoscope成立(法國國家基因組測序中心)30,000個基因編入人類基因組圖譜美國發(fā)布人類基因組計劃新五年計劃日本RIKEN基因組科學研究中心成立線蟲(C.elegans)基因組測序完成主動發(fā)現單核苷酸多態(tài)性的研究開始中國國家人類基因組研究中心(北京、上海)成立人類基因組全測序開始第一條人類染色體(22號)測序完成人類基因組序列草圖完成美國總統克林頓和英國首相布萊爾支持基因組信息共享果蠅(D.melanogaster)基因組測序完成芥菜苗(A.thaliana)基因組測序完成人類基因組序列草圖發(fā)表10,000個人類cDNA全長測序完成小鼠基因組序列草圖完成并發(fā)表大鼠基因組序列草圖完成大鼠基因組序列草圖完成并發(fā)表人類基因組序列完整版繪制完成HGP達到所有預期目標,圓滿結束發(fā)布執(zhí)行令禁止美國聯盟工作場所的遺傳歧視人類基因組計劃(HGP)美國能源部成立聯合基因組研究所美國人類基因組研究中心(NCH8基因（gene）——生命的最大奧秘

基因是所有生物體遺傳信息的載體，是決定生老病死等所有現象的基本元素。基因的物質基礎是DNA分子。地球上人與人之間99.99%的基因序列相同,人與人之間的差異僅為萬分之一?；颍╣ene）——生命的最大奧秘基因是所有生物體遺傳信9...CCATTGAC......CCGTTGAC...…GGTAACTG...…GGCAACTG...A腺嘌呤T胸嘧啶G鳥嘌呤C胞嘧啶單核苷酸多態(tài)性(SNP)發(fā)生頻率超過1%最常見的遺傳變異1SNP/300-600bp5SNPs/基因CAGCGCAACT5’3’染色體10q24.2CYP2C9基因第430bpCYP2C9*1CYP2C9*2T正常酶活性低酶活性細胞細胞核染色體基因堿基DNA分子9個外顯子全長55kb編碼490個氨基酸10----占人類遺傳變異的90%...CCATTGAC......CCG10SNPHapMapProjecthttp://www.HapM/

Sequencegenomesofalargenumberofpeople(n>10,000ethnicallydiverse)

ComparethebasesequencestodiscoverSNPs,theirlocation,andtheirfrequency.GenerateasinglemapofthehumangenomecontainingallpossibleSNPs=>SNPmapsSNPHapMapProjecthttp://www.H11藥代動力學的種族差異和個體差異培訓課件12個體化醫(yī)學的現狀靶向治療赫賽汀(Herceptin)-Her2陽性的乳腺癌格列衛(wèi)(Gleevec)–費城染色體陽性的慢性髓細胞樣白血病特羅凱(Tarceva)-EGFR陽性的肺癌靶向劑量華法林(Wafarin)-CYP2C9,VKORC16-巰基嘌呤(6-Mercaptopurine)-巰嘌呤甲基轉移酶預后乳腺癌-乳腺癌基因表達分析(Oncotype

DX，MammaPrint等)心臟移植的排異反應–AlloMap分子表達檢測疾病易感性乳腺癌-BRCA1/2心肌梗死-MEF2A,ALOX5AP心律失常–Familion檢測DNA(LQTS1,LQTS2,LQTS3,LQTS4)個體化醫(yī)學的現狀靶向治療13基本概念DNA染色體單核苷酸多態(tài)性（SNP）單倍型（Haplotype）基本概念DNA14DNA的結構特點及性質一級結構：核苷酸的排列順序；DNA是由三種大分子組成:堿基:嘌呤（腺嘌呤，A;鳥嘌呤，G）嘧啶（胞嘧啶，C；胸腺嘧啶，T）脫氧核糖：磷酸DNA的結構特點及性質一級結構：核苷酸的排列順序；15核苷:由戊糖和堿基以C-N糖苷鍵連接而成糖都是通過糖的異頭碳和嘧啶的N-1或嘌呤的N-9之間形成的N-糖苷鍵與堿基連接核苷:由戊糖和堿基以C-N糖苷鍵連接而成糖都是通過糖的異頭碳16核苷酸:核苷+磷酸核苷一磷酸可以進一步磷酸化,形成核苷二磷酸和核苷三磷酸核苷酸:核苷+磷酸核苷一磷酸可以進一步磷酸化,形成核苷二磷酸17一個核苷酸3’位羥基和相鄰核苷酸5’位磷酸形成3’，5’磷酸二酯鍵相連形成多核苷酸鏈一個核苷酸3’位羥基和相鄰核苷酸5’位磷酸形成3’，5’磷酸18DNA的雙螺旋結構和染色體結構DNA的雙螺旋結構和染色體結構19二級結構

二級結構

20染色質的基本結構單位-核小體染色質的基本結構單位-核小體21核小體組成染色質絲-多級螺線管模型螺線管核小體核小體組成染色質絲-多級螺線管模型螺線管核小體22染色體短臂著絲粒長臂DNA染色單體染色體短臂著絲粒長臂DNA染色單體23藥代動力學的種族差異和個體差異培訓課件24...CCATTGAC......CCATTGAC...…GGTAACTG...…GGTAACTG......CCATTGAC......CCGTTGAC...…GGTAACTG...…GGCAACTG......CCGTTGAC......CCGTTGAC...…GGCAACTG...…GGCAACTG...wt/wt野生型純合子SNPs的基因型XXXwt/mut野生心型雜合子mut/mut突變純合子...CCATTGAC......CCA25SNP:SingleNucleotidePolymorphismHaplotype:Asetofcloselylinkedgeneticmarkerspresentononechromosomewhichtendtobeinheritedtogether(noteasilyseparablebyrecombination).GGACASetofSNPpolymorphisms:aSNPhaplotypeSNPsandHaplotypesSeoulNationalUniversitySchoolofPublicHealthSNP:SingleNucleotidePolymor26TheInternationalHapMapProject,Nature2003TheInternationalHapMapProje27FromSNPtoHaplotypeDNASequenceGATATTCGTACGGA-TGATGTTCGTACTGAATGATATTCGTACGGA-TGATATTCGTACGGAATGATGTTCGTACTGAATGATGTTCGTACTGAATSNPSNP123456AG-2/6GTA3/6AGA1/6HaplotypesPhenotypeBlackeyeBrowneyeBlackeyeBlueeyeBrowneyeBrowneyeSeoulNationalUniversitySchoolofPublicHealthFromSNPtoHaplotypeDNASeque28SNPs/LinkageDisequilibriumSNPsshouldbeinheritedindependentlyFollowingMendelianinheritanceManySNPsappeartobeco-inheritedCreating‘hotspots’inthehumangenomeBlocksofSNPs–‘SNPhaplotypes’Wedon’twhyorhow,buttheyexistSNPs/LinkageDisequilibriumS29CYP2C9單倍型AlleleNucleotidechangesEffectEnzymeactivitycDNAGeneIn_vivoIn_vitroCYP2C9*1ANoneNone

NormalNormalCYP2C9*1B

-2665_-2664delTG,

-1188T>C

CYP2C9*1C

-1188T>C

CYP2C9*1D

-2665_-2664delTG

CYP2C9*2A430C>T-1188T>C;-1096A>G;

-620G>T;-485T>A;

-484C>A;

3608C>TR144C

DecrCYP2C9*3A1075A>C-1911T>C;-1885C>G;

-1537G>A;-981G>A;42614A>CI359LDecrDecrCYP2C9*41076T>C42615T>CI359T

CYP2C9*51080C>G42619C>GD360EDecrDecrCYP2C9單倍型AlleleNucleotidechan30藥代動力學的種族差異和個體差異藥代動力學的種族差異和個體差異31藥物的體內過程DrugDruginPlasmaDrugand/ormetabolite(s)inurine,bileAbsorptionDistributionDruginTissues

MetabolismMetabolitesinTissueElimination藥物的體內過程DrugDruginPlasmaDrug32細胞色素P450酶

（CytochromeP450，CYP450)

各CYP450酶參與藥物代謝的比例細胞色素P450酶

（CytochromeP450，CYP33在白種人，CYP2D6慢代謝者比例較高（7%），原因是存在較高的CYP2D6*4和CYP2D6*5分布。亞洲人中CYP2D6*10分布比率較高（～50%），攜帶者CYP2D6酶為中等活性。在亞洲人中，CYP2C19慢代謝者比例較高（19%），因為CYP2C19*2和CYP2C19*3的高分布。而在白種人中僅發(fā)現2%的人攜帶CYP2C19*2。種族差異在白種人，CYP2D6慢代謝者比例較高（7%），原因是存在較34GenotypefrequenciesobservedforCYPsinCaucasian,Chinese,JapaneseandKoreapopulationsGeneGenotypeCaucasianChineseJapaneseKoreaCYP2C9*10.890.950.930.93*20.23000*30.210.050.070.07CYP2C19*10.910.900.810.81*20.260.520.560.45*30*170.330.010.010.01Genotypefrequenciesobserved35GenotypefrequenciesobservedforCYPsinCaucasian,Chinese,JapaneseandKoreapopulationsGeneGenotypeCaucasianChineseJapaneseKoreaCYP2D6*10.550.500.610.51*20.270.280.260.30*30.05000*40.2900.010*50.05*100.080.730.520.67CYP3A5*1*100.070.050.06*1*30.080.410.340.37*3*30.850.520.610.57*1B/CAND*3*30.07000Genotypefrequenciesobserved36腸道轉運蛋白P-gp,BCRP,MRP1,OATP3PEPT1腦中轉運蛋白P-gp,OAT3,OATP-A,MRP1,MRP3肝臟轉運蛋白P-gp,MRP2,BCRP,MDR3,MRP1OCT1,OATP-C,OATP-B,OATP8,OAT2腎臟轉運蛋白P-gp,OAT4PEPT2存在于人體各處的轉運蛋白腸道轉運蛋白腦中轉運蛋白肝臟轉運蛋白腎臟轉運蛋白存在于人體各37轉運蛋白存在組織底物抑制劑P-gpIntestine,liver,kidney,brain,placenta,adrenal,testesDigoxinloperamidecyclosporineAtalinololvinblastineindinavirmitoxantronedanorubicintopotecanCyclosporineAVerapamilKetoconazoletacrolimus,elacridar(GF120918)BCRPIntestine,liver,breast,placentaMitoxantronedanorubicintopotecancoxorubicineCyclosporineA

elacridarfumitremorgincMRP1Intestine,liver,kidney,brainvinblastineIndinaviradefovirdanorubicintopotecanNeedtoaddinhibitorshereChoudhuri&Klaassen(2006)InternationalJournalofToxicology,25;231-259轉運蛋白的底物和抑制劑轉運蛋白存在組織底物抑制劑P-gpIntestine,li38TheallelefrequencyofthemostcommonnonsynonymousforEuropeanAmericanandAsiansProteinEuropeanAmerican(%)Asians(%)InfluxtransportersOCT1Val408Met(40.2)Val408Met(23.8)OCT2Ala270Ser(15.8)Ala270Ser(8.6)OAT3Val448Ile(1.3)Ile305Phe(3.5)OAT4Arg48STOP(2.2)OATP1A2Glu170Asp(1.9)Leu573Val(37.5)OATP2B1Gln312Arg(10.8)Gln312Arg(38.9)MATE2-kArg393STOP(0.9)Gln312Arg(38.9)OCT,陽離子轉運蛋白;OAT,陰離子轉運多肽;MATE,多藥和毒素外排蛋白Theallelefrequencyofthemo39TheallelefrequencyofthemostcommonnonsynonymousforEuropeanAmericanandAsiansProteinEuropeanAmerican(%)Asians(%)EffluxtransportersP-gpAla893Ser(43.8)Ala893Ser(45.0)MRP1Val353Met(0.5)Ala989Thr(0.5)MRP2Val417Ile(17.0)Val417Ile(11.7)MRP3Ser346Phe(2.5)Gly11Asp(0.8)BCRPGln141Lys(8.1)Gln141Lys(40.8)P-gp,P-糖蛋白;MRP,多藥耐藥相關蛋白;BCRP,乳腺癌耐藥蛋白Theallelefrequencyofthemo40研究實例分析研究實例分析41目前主要的研究方法候選基因(測序、基因芯片、熒光定量PCR等)GWAS（Genome-wideassociationstudy）全基因組關聯分析全基因組測序目前主要的研究方法候選基因(測序、基因芯片、熒光定量PCR等42臨床應用實例分析臨床應用實例分析43華法林適應癥深靜脈血栓機械心臟瓣膜修補預防中風高凝狀態(tài)持續(xù)性房顫充血性心臟衰竭風濕性心臟瓣膜病動脈血栓形成華法林適應癥深靜脈血栓44華法林:用法用量

&監(jiān)測低劑量開始起始每天

3mg患者用藥教育趨于穩(wěn)定調節(jié)到適合的

INR值

頻繁監(jiān)測INR(開始每日然后每周)如必要進行調整規(guī)律監(jiān)測INR值（每1-4周）并調整華法林:用法用量&監(jiān)測低劑量開始45藥代動力學的種族差異和個體差異培訓課件46基因檢測指導個體化用藥藥物的代謝和藥效受基因變異的影響較大。

CYP2C9:該酶的基因多態(tài)性會引起酶活性降低，導致華法林在體內暴露量增加，引起高出血風險[1]。

VKORC1:華法林的作用靶點，VKORC1的基因多態(tài)性已顯示出對華法林的治療效果有很大影響[2,3]。CaldwellMD,BergRL,etal.Evaluationofgeneticfactorsforwarfarindoseprediction[J].ClinMedRes,2007,5(1):8-16.2.D’AndreaG,D’AmbrosioRL,PernaPDetal.ApolymorphismintheVKORC1geneisassociatedwthaninterindividualvariabilityinthedose-antociagulanteffectofwarfarin[J].Blood,2005,105:645-9.3.RostS,FreginA,IvaskviciusV,etal.MutationsinVKORC1causewarfarinresistanceandmultiplecoagulationfactordeficiencytype2[J].Nature,2004,427(6974):537-41.基因檢測指導個體化用藥藥物的代謝和藥效受基因變異的影響較大。47基因型預測起始劑量華法林鈉(Coumadin)藥品說明書中給出根據CYP2C9和VKORC1基因型可供選擇的華法林初始劑量?；蛐皖A測起始劑量華法林鈉(Coumadin)藥品說明書中給48Figure1.Weeklystabledosefor216subjectsispresentedbycombinedCYP2C9andVKORC1genotype.10WTindicateswild-type(commonvariant).Circulation.2011;124:2554-2559Figure1.Weeklystabledosef49FDA華法林說明書FDA華法林說明書50患者，男，52歲。主因“間斷全身乏力、氣短40余天”入院。診斷為：心房顫動；高血壓3級，極高危。在充分抗凝的基礎上給予胺碘酮轉復。該患者口服華法林3mgqd三天后INR值仍為1.22不達標，逐增加華法林劑量為4.5mgqd。進行基因型檢測，代謝酶CYP2C9為野生型，不攜帶*2或*3(Variantallele=0)，VKORC1-1639GA雜合型(Variantallele=1)，藥師建議加大華法林用量。臨床收到報告后繼續(xù)監(jiān)測INR值，服用華法林第6天，復查為1.24，逐將劑量調整為6mgqd，服用華法林第9天復查INR值為1.57，已較3天前升高，維持6mgqd繼續(xù)監(jiān)測INR值。服用華法林第13天查INR值為2.75，逐漸降低華法林劑量。出院時，華法林劑量為4.5qod-6mgqod，INR值控制在2-2.5。病歷一患者，男，52歲。主因“間斷全身乏力、氣短40余天”入院。診51藥代動力學的種族差異和個體差異培訓課件52一例房顫患者服用華法林的

藥學監(jiān)護姓名：褚XX性別：男年齡:65歲病歷號:223XXXX入院日期：2013年2月18日入院情況：患者于3年前無明顯誘因出現心悸，行心電圖示T波倒置，未予特殊治療,后癥狀好轉。2月余前患者心悸癥狀加重，出現胸悶、心前區(qū)脹痛伴乏力,就診于我院，住院期間頻繁發(fā)作房顫、房撲，于2012年12月19日行射頻消融術，術后規(guī)律服用普羅帕酮、華法林治療，20天前患者晨起活動后出現乏力、憋氣、心悸，持續(xù)不緩解,就診于我院多次心電圖示房顫、房撲，住院期間患者自行轉復為竇性心律(持續(xù)4天后轉復)，轉復過程未出現長間歇，此后間斷陣發(fā)房撲、房顫，10余分鐘至數小時自行轉為竇性心律。出院后患者規(guī)律口服普羅帕酮、美托洛爾及華法林，未再發(fā)心悸不適。20小時前患者勞累后出現心慌不適，6小時前就診于我院急診，心電圖檢查示心房撲動，3小時前患者出現惡心、頭脹不適，伴大汗、面色蒼白，1分鐘后突發(fā)意識喪失，持續(xù)1~2分鐘后意識恢復,現為進一步診治入院。

一例房顫患者服用華法林的

藥學監(jiān)護姓名：褚XX性別：男53既往史既往：1月余前發(fā)現血壓升高,藥物控制可。否認冠心病、腦血管疾病、消化道潰瘍及青光眼病史。否認肝炎、結核等傳染病病史。無外傷、手術史。無輸血史。否認藥物、食物過敏史。有長期吸煙史。有早發(fā)心血管疾病家族史。既往史既往：1月余前發(fā)現血壓升高,藥物控制可。否認冠心病、54入院診斷入院診斷：心律失常

陣發(fā)性房撲、房顫；

射頻消融術后；

暈厥原因待查快慢綜合癥可能；

高血壓病2級高危入院診斷入院診斷：心律失常55基因型檢測結果基因型檢測結果56個體化治療方案CYP2C9*3-*1/*3：華法林代謝減弱(Variantallele=1)，華法林較為敏感VKORC1-1639AA：維生素K正常代謝(Variantallele=2)飲食情況：入院與出院飲食情況變化劑量建議：3/4維持劑量。1.5mg-1.5mg-2.25mg個體化治療方案CYP2C9*3-*1/*3：華法林代謝減弱(57關于基因型檢測干預的

一項對照研究*針對我院應用華法林的住院患者136人進行分析進行基因型檢測59份未進行基因型檢測77份出院時實際劑量與臨床藥師建議劑量顯著相關（P=0.002）攜帶CYP2C9*3的患者出院時華法林的維持劑量較低攜帶VKORC1-1639GA的患者住院天數顯著多于攜帶AA的患者*向倩，母光妍，趙楠，基因型檢測干預對住院患者華法林抗凝治療的影響，不良反應雜志，2014關于基因型檢測干預的

一項對照研究*針對我院應用華法林的住院58抗血小板藥物抵抗：氯吡格雷實驗室檢查表明人群對同等劑量抗血小板藥物治療反應性存在差異，部分患者對氯吡格雷治療反應低下Gurbeletal.Circulation.2003;107:2908-13抗血小板藥物抵抗：氯吡格雷實驗室檢查表明人群對同等劑量抗血59氯吡格雷代謝個體差異CYP2C19慢代謝者氯吡格雷的活化降低，活性代謝物減少，抗血小板活性降低慢代謝者<<中間代謝者<快代謝者、超快代謝者氯吡格雷代謝個體差異CYP2C19慢代謝者氯吡格雷的活化降低60CYP2C19慢代謝型患者服用氯吡格雷療效不充分MegaJLetal.NEngJMed2009;3602009年初法國Mega率領的研究小組，在不同CYP2C19基因型ACS患者中，觀察到慢代謝型患者隨訪一年的心血管事件率明顯上升。心梗/卒中/心血管死亡支架血栓形成CYP2C19慢代謝型患者服用氯吡格雷療效不充分MegaJ61美國FDA關于波立維安全性警示美國FDA關于波立維安全性警示62CPIC指南劑量建議(

ClinicalPharmacogeneticsImplementationConsortium)CPIC指南劑量建議63謝謝!謝謝!64給予固定劑量的藥物后血藥濃度在人群中的分布給予固定劑量的藥物后血藥濃度在人群中的分布65“one-size-fits-all”“one-size-fits-all”66根據藥物基因組學（PGx）分組受試者根據藥物基因組學（PGx）分組受試者67基因技術的應用基因技術的應用68藥物基因組學Pharmacogenomics利用基因組學成果使藥物治療個體化Onedrugdoesnotfitall!DNAscienceaimstopredictwhomadrugwillbenefit藥物基因組學Pharmacogenomics利用基因組學成69課程概述基因研究的背景基本概念藥代動力學差異的種族差異和個體差異科學研究臨床應用課程概述基因研究的背景70HGP開始NIH美國國立衛(wèi)生院和美國能源部發(fā)起倫理、法律、社會影響研究計劃第一個乳腺癌相關基因BRCA1圖譜繪制美國第一個基因組研究中心成立第二代人類遺傳學圖譜發(fā)展美國國立衛(wèi)生院和能源部共同制定了數據迅速發(fā)布指南美國發(fā)布人類基因組計劃新五年計劃英國Sanger基因組研究中心成立(后更名為wellcometrustsanger研究所)人類基因組計劃的人類遺傳圖譜繪制完成人類基因物理圖譜繪制完成第一個細菌基因組(H.influenzae)測序完成美國同等就業(yè)機會委員會發(fā)布關于工作場所遺傳歧視的相關政策第一個人類基因測序圖譜繪制完成首個古菌基因組測序完成酵母(S.cerevisiae)基因組測序完成人類基因組計劃的小鼠遺傳圖譜繪制完成制定迅速并開放的數據發(fā)布的百慕大協定人類基因組測序試點項目在美國啟動人類基因組計劃(HGP)HGP開始NIH美國國立衛(wèi)生院和美國能源部發(fā)起倫理、法律、社71美國能源部成立聯合基因組研究所美國人類基因組研究中心(NCHGR)更名為美國人類基因組研究所(NHGRI)大腸肝菌基因組測序完成Genoscope成立(法國國家基因組測序中心)30,000個基因編入人類基因組圖譜美國發(fā)布人類基因組計劃新五年計劃日本RIKEN基因組科學研究中心成立線蟲(C.elegans)基因組測序完成主動發(fā)現單核苷酸多態(tài)性的研究開始中國國家人類基因組研究中心(北京、上海)成立人類基因組全測序開始第一條人類染色體(22號)測序完成人類基因組序列草圖完成美國總統克林頓和英國首相布萊爾支持基因組信息共享果蠅(D.melanogaster)基因組測序完成芥菜苗(A.thaliana)基因組測序完成人類基因組序列草圖發(fā)表10,000個人類cDNA全長測序完成小鼠基因組序列草圖完成并發(fā)表大鼠基因組序列草圖完成大鼠基因組序列草圖完成并發(fā)表人類基因組序列完整版繪制完成HGP達到所有預期目標,圓滿結束發(fā)布執(zhí)行令禁止美國聯盟工作場所的遺傳歧視人類基因組計劃(HGP)美國能源部成立聯合基因組研究所美國人類基因組研究中心(NCH72基因（gene）——生命的最大奧秘

基因是所有生物體遺傳信息的載體，是決定生老病死等所有現象的基本元素?；虻奈镔|基礎是DNA分子。地球上人與人之間99.99%的基因序列相同,人與人之間的差異僅為萬分之一?；颍╣ene）——生命的最大奧秘基因是所有生物體遺傳信73...CCATTGAC......CCGTTGAC...…GGTAACTG...…GGCAACTG...A腺嘌呤T胸嘧啶G鳥嘌呤C胞嘧啶單核苷酸多態(tài)性(SNP)發(fā)生頻率超過1%最常見的遺傳變異1SNP/300-600bp5SNPs/基因CAGCGCAACT5’3’染色體10q24.2CYP2C9基因第430bpCYP2C9*1CYP2C9*2T正常酶活性低酶活性細胞細胞核染色體基因堿基DNA分子9個外顯子全長55kb編碼490個氨基酸10----占人類遺傳變異的90%...CCATTGAC......CCG74SNPHapMapProjecthttp://www.HapM/

Sequencegenomesofalargenumberofpeople(n>10,000ethnicallydiverse)

ComparethebasesequencestodiscoverSNPs,theirlocation,andtheirfrequency.GenerateasinglemapofthehumangenomecontainingallpossibleSNPs=>SNPmapsSNPHapMapProjecthttp://www.H75藥代動力學的種族差異和個體差異培訓課件76個體化醫(yī)學的現狀靶向治療赫賽汀(Herceptin)-Her2陽性的乳腺癌格列衛(wèi)(Gleevec)–費城染色體陽性的慢性髓細胞樣白血病特羅凱(Tarceva)-EGFR陽性的肺癌靶向劑量華法林(Wafarin)-CYP2C9,VKORC16-巰基嘌呤(6-Mercaptopurine)-巰嘌呤甲基轉移酶預后乳腺癌-乳腺癌基因表達分析(Oncotype

DX，MammaPrint等)心臟移植的排異反應–AlloMap分子表達檢測疾病易感性乳腺癌-BRCA1/2心肌梗死-MEF2A,ALOX5AP心律失常–Familion檢測DNA(LQTS1,LQTS2,LQTS3,LQTS4)個體化醫(yī)學的現狀靶向治療77基本概念DNA染色體單核苷酸多態(tài)性（SNP）單倍型（Haplotype）基本概念DNA78DNA的結構特點及性質一級結構：核苷酸的排列順序；DNA是由三種大分子組成:堿基:嘌呤（腺嘌呤，A;鳥嘌呤，G）嘧啶（胞嘧啶，C；胸腺嘧啶，T）脫氧核糖：磷酸DNA的結構特點及性質一級結構：核苷酸的排列順序；79核苷:由戊糖和堿基以C-N糖苷鍵連接而成糖都是通過糖的異頭碳和嘧啶的N-1或嘌呤的N-9之間形成的N-糖苷鍵與堿基連接核苷:由戊糖和堿基以C-N糖苷鍵連接而成糖都是通過糖的異頭碳80核苷酸:核苷+磷酸核苷一磷酸可以進一步磷酸化,形成核苷二磷酸和核苷三磷酸核苷酸:核苷+磷酸核苷一磷酸可以進一步磷酸化,形成核苷二磷酸81一個核苷酸3’位羥基和相鄰核苷酸5’位磷酸形成3’，5’磷酸二酯鍵相連形成多核苷酸鏈一個核苷酸3’位羥基和相鄰核苷酸5’位磷酸形成3’，5’磷酸82DNA的雙螺旋結構和染色體結構DNA的雙螺旋結構和染色體結構83二級結構

二級結構

84染色質的基本結構單位-核小體染色質的基本結構單位-核小體85核小體組成染色質絲-多級螺線管模型螺線管核小體核小體組成染色質絲-多級螺線管模型螺線管核小體86染色體短臂著絲粒長臂DNA染色單體染色體短臂著絲粒長臂DNA染色單體87藥代動力學的種族差異和個體差異培訓課件88...CCATTGAC......CCATTGAC...…GGTAACTG...…GGTAACTG......CCATTGAC......CCGTTGAC...…GGTAACTG...…GGCAACTG......CCGTTGAC......CCGTTGAC...…GGCAACTG...…GGCAACTG...wt/wt野生型純合子SNPs的基因型XXXwt/mut野生心型雜合子mut/mut突變純合子...CCATTGAC......CCA89SNP:SingleNucleotidePolymorphismHaplotype:Asetofcloselylinkedgeneticmarkerspresentononechromosomewhichtendtobeinheritedtogether(noteasilyseparablebyrecombination).GGACASetofSNPpolymorphisms:aSNPhaplotypeSNPsandHaplotypesSeoulNationalUniversitySchoolofPublicHealthSNP:SingleNucleotidePolymor90TheInternationalHapMapProject,Nature2003TheInternationalHapMapProje91FromSNPtoHaplotypeDNASequenceGATATTCGTACGGA-TGATGTTCGTACTGAATGATATTCGTACGGA-TGATATTCGTACGGAATGATGTTCGTACTGAATGATGTTCGTACTGAATSNPSNP123456AG-2/6GTA3/6AGA1/6HaplotypesPhenotypeBlackeyeBrowneyeBlackeyeBlueeyeBrowneyeBrowneyeSeoulNationalUniversitySchoolofPublicHealthFromSNPtoHaplotypeDNASeque92SNPs/LinkageDisequilibriumSNPsshouldbeinheritedindependentlyFollowingMendelianinheritanceManySNPsappeartobeco-inheritedCreating‘hotspots’inthehumangenomeBlocksofSNPs–‘SNPhaplotypes’Wedon’twhyorhow,buttheyexistSNPs/LinkageDisequilibriumS93CYP2C9單倍型AlleleNucleotidechangesEffectEnzymeactivitycDNAGeneIn_vivoIn_vitroCYP2C9*1ANoneNone

NormalNormalCYP2C9*1B

-2665_-2664delTG,

-1188T>C

CYP2C9*1C

-1188T>C

CYP2C9*1D

-2665_-2664delTG

CYP2C9*2A430C>T-1188T>C;-1096A>G;

-620G>T;-485T>A;

-484C>A;

3608C>TR144C

DecrCYP2C9*3A1075A>C-1911T>C;-1885C>G;

-1537G>A;-981G>A;42614A>CI359LDecrDecrCYP2C9*41076T>C42615T>CI359T

CYP2C9*51080C>G42619C>GD360EDecrDecrCYP2C9單倍型AlleleNucleotidechan94藥代動力學的種族差異和個體差異藥代動力學的種族差異和個體差異95藥物的體內過程DrugDruginPlasmaDrugand/ormetabolite(s)inurine,bileAbsorptionDistributionDruginTissues

MetabolismMetabolitesinTissueElimination藥物的體內過程DrugDruginPlasmaDrug96細胞色素P450酶

（CytochromeP450，CYP450)

各CYP450酶參與藥物代謝的比例細胞色素P450酶

（CytochromeP450，CYP97在白種人，CYP2D6慢代謝者比例較高（7%），原因是存在較高的CYP2D6*4和CYP2D6*5分布。亞洲人中CYP2D6*10分布比率較高（～50%），攜帶者CYP2D6酶為中等活性。在亞洲人中，CYP2C19慢代謝者比例較高（19%），因為CYP2C19*2和CYP2C19*3的高分布。而在白種人中僅發(fā)現2%的人攜帶CYP2C19*2。種族差異在白種人，CYP2D6慢代謝者比例較高（7%），原因是存在較98GenotypefrequenciesobservedforCYPsinCaucasian,Chinese,JapaneseandKoreapopulationsGeneGenotypeCaucasianChineseJapaneseKoreaCYP2C9*10.890.950.930.93*20.23000*30.210.050.070.07CYP2C19*10.910.900.810.81*20.260.520.560.45*30*170.330.010.010.01Genotypefrequenciesobserved99GenotypefrequenciesobservedforCYPsinCaucasian,Chinese,JapaneseandKoreapopulationsGeneGenotypeCaucasianChineseJapaneseKoreaCYP2D6*10.550.500.610.51*20.270.280.260.30*30.05000*40.2900.010*50.05*100.080.730.520.67CYP3A5*1*100.070.050.06*1*30.080.410.340.37*3*30.850.520.610.57*1B/CAND*3*30.07000Genotypefrequenciesobserved100腸道轉運蛋白P-gp,BCRP,MRP1,OATP3PEPT1腦中轉運蛋白P-gp,OAT3,OATP-A,MRP1,MRP3肝臟轉運蛋白P-gp,MRP2,BCRP,MDR3,MRP1OCT1,OATP-C,OATP-B,OATP8,OAT2腎臟轉運蛋白P-gp,OAT4PEPT2存在于人體各處的轉運蛋白腸道轉運蛋白腦中轉運蛋白肝臟轉運蛋白腎臟轉運蛋白存在于人體各101轉運蛋白存在組織底物抑制劑P-gpIntestine,liver,kidney,brain,placenta,adrenal,testesDigoxinloperamidecyclosporineAtalinololvinblastineindinavirmitoxantronedanorubicintopotecanCyclosporineAVerapamilKetoconazoletacrolimus,elacridar(GF120918)BCRPIntestine,liver,breast,placentaMitoxantronedanorubicintopotecancoxorubicineCyclosporineA

elacridarfumitremorgincMRP1Intestine,liver,kidney,brainvinblastineIndinaviradefovirdanorubicintopotecanNeedtoaddinhibitorshereChoudhuri&Klaassen(2006)InternationalJournalofToxicology,25;231-259轉運蛋白的底物和抑制劑轉運蛋白存在組織底物抑制劑P-gpIntestine,li102TheallelefrequencyofthemostcommonnonsynonymousforEuropeanAmericanandAsiansProteinEuropeanAmerican(%)Asians(%)InfluxtransportersOCT1Val408Met(40.2)Val408Met(23.8)OCT2Ala270Ser(15.8)Ala270Ser(8.6)OAT3Val448Ile(1.3)Ile305Phe(3.5)OAT4Arg48STOP(2.2)OATP1A2Glu170Asp(1.9)Leu573Val(37.5)OATP2B1Gln312Arg(10.8)Gln312Arg(38.9)MATE2-kArg393STOP(0.9)Gln312Arg(38.9)OCT,陽離子轉運蛋白;OAT,陰離子轉運多肽;MATE,多藥和毒素外排蛋白Theallelefrequencyofthemo103TheallelefrequencyofthemostcommonnonsynonymousforEuropeanAmericanandAsiansProteinEuropeanAmerican(%)Asians(%)EffluxtransportersP-gpAla893Ser(43.8)Ala893Ser(45.0)MRP1Val353Met(0.5)Ala989Thr(0.5)MRP2Val417Ile(17.0)Val417Ile(11.7)MRP3Ser346Phe(2.5)Gly11Asp(0.8)BCRPGln141Lys(8.1)Gln141Lys(40.8)P-gp,P-糖蛋白;MRP,多藥耐藥相關蛋白;BCRP,乳腺癌耐藥蛋白Theallelefrequencyofthemo104研究實例分析研究實例分析105目前主要的研究方法候選基因(測序、基因芯片、熒光定量PCR等)GWAS（Genome-wideassociationstudy）全基因組關聯分析全基因組測序目前主要的研究方法候選基因(測序、基因芯片、熒光定量PCR等106臨床應用實例分析臨床應用實例分析107華法林適應癥深靜脈血栓機械心臟瓣膜修補預防中風高凝狀態(tài)持續(xù)性房顫充血性心臟衰竭風濕性心臟瓣膜病動脈血栓形成華法林適應癥深靜脈血栓108華法林:用法用量

&監(jiān)測低劑量開始起始每天

3mg患者用藥教育趨于穩(wěn)定調節(jié)到適合的

INR值

頻繁監(jiān)測INR(開始每日然后每周)如必要進行調整規(guī)律監(jiān)測INR值（每1-4周）并調整華法林:用法用量&監(jiān)測低劑量開始109藥代動力學的種族差異和個體差異培訓課件110基因檢測指導個體化用藥藥物的代謝和藥效受基因變異的影響較大。

CYP2C9:該酶的基因多態(tài)性會引起酶活性降低，導致華法林在體內暴露量增加，引起高出血風險[1]。

VKORC1:華法林的作用靶點，VKORC1的基因多態(tài)性已顯示出對華法林的治療效果有很大影響[2,3]。CaldwellMD,BergRL,etal.Evaluationofgeneticfactorsforwarfarindoseprediction[J].ClinMedRes,2007,5(1):8-16.2.D’AndreaG,D’AmbrosioRL,PernaPDetal.ApolymorphismintheVKORC1geneisassociatedwthaninterindividualvariabilityinthedose-antociagulanteffectofwarfarin[J].Blood,2005,105:645-9.3.RostS,FreginA,IvaskviciusV,etal.MutationsinVKORC1causewarfarinresistanceandmultiplecoagulationfactordeficiencytype2[J].Nature,2004,427(6974):537-41.基因檢測指導個體化用藥藥物的代謝和藥效受基因變異的影響較大。111基因型預測起始劑量華法林鈉(Coumadin)藥品說明書中給出根據CYP2C9和VKORC1基因型可供選擇的華法林初始劑量。基因型預測起始劑量華法林鈉(Coumadin)藥品說明書中給112Figure1.Weeklystabledosefor216subjectsispresentedbycombinedCYP2C9andVKORC1genotype.10WTindicateswild-type(commonvariant).Circulation.2011;124:2554-2559Figure1.Weeklystabledos