華法林是最常應用的口服抗凝藥物之一。許多研究已證實華法林維持劑量的個體差異與基因型密切相關,尤其是細胞色素 P450 2C9(CYP2C9)和維生素 K 環氧化物還原酶復合物 1(VKORC1)的基因型對華法林的影響受到廣泛認同;盡管還有其他很多基因型被報道與華法林劑量有關,但其具體影響結論不一。研究發現納入基因信息和臨床數據的劑量計算公式可預測華法林的維持劑量,由于目前已開展的臨床試驗結果不一,其實用性亦受到質疑。下一步研究需要更大樣本量及多中心的研究,以期進一步闡釋遺傳與非遺傳因素對華法林劑量的影響,同時對已構建的模型進行驗證或構建新模型,提高對華法林個體差異的解釋百分比。
引用本文: 張恒, 董力. 遺傳因素對華法林維持劑量影響的研究現狀. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2018, 25(8): 719-723. doi: 10.7507/1007-4848.201708038 復制
華法林是雙香豆素衍生物,為最常用的口服抗凝藥物之一,被廣泛用于預防和治療深靜脈血栓所引起的肺栓塞、慢性心房顫動、人工心臟瓣膜置換術后的抗凝治療等,其在瓣膜置換術后抗凝治療中,被認為是唯一有效的口服抗凝劑。雖然近年來出現許多新型口服抗凝藥物,如口服Ⅹa 因子和Ⅱa 直接抑制劑(如前者有依度沙班、后者有達比加群等),但由于這些藥物缺乏有效的抗凝強度檢測以及逆轉藥物等原因,尚不能取代華法林在臨床中的應用,尤其是在心臟瓣膜置換術后的抗凝治療中,華法林的使用是目前其他抗凝藥物無法取代的。但是,臨床觀察顯示,華法林用藥劑量的安全范圍較窄且個體差異大,若過量用藥將導致出血的風險,而用藥不足則有形成血栓的風險[1]。不同個體用藥的穩定劑量相差可達 20 倍以上[2]。故臨床上如何安全使用華法林,盡量減少其并發癥仍是目前所關注的重點問題。臨床上通過長期監測國際標準化比值(INR)對華法林抗凝強度進行監控,保證用藥相對安全,但這一繁瑣的劑量監控制約著華法林應用普及,而導致這一結果的根本原因離不開華法林復雜且繁多的影響因素,目前研究的影響因素主要有:遺傳因素(基因多態性)、非遺傳因素(年齡、性別、身高、體重、合并疾病、食物、合并使用的藥物、血漿維生素 K 水平等)。研究發現,基因型是決定華法林劑量的主要因素之一,也與抗凝過度和抗凝不足的風險密切相關,特別是在抗凝治療的最初階段[3]。故基因型對華法林劑量的影響是目前研究重點和熱點。目前研究最多的華法林相關基因有:細胞色素 P450 2C9(CYP2C9)基因、維生素 K 環氧化物還原酶復合物 1(VKORC1)基因、γ-谷氨酰羧化酶(GGCX)基因、細胞色素 P450 4F2(CYP4F2)基因以及醌氧化還原酶 1(NQO1)基因。但是,在這些基因中,除了 VKORC1 和 CYP2C9 基因對華法林的影響結論較為一致外,其余基因對華法林的影響結論不一,有待進一步研究論證。本綜述旨在回顧遺傳因素與華法林劑量的相關性,總結基因指導華法林劑量的研究現狀,并探討采用基因型指導華法林劑量下一步的研究方向。
1 與華法林劑量相關基因
基因對華法林劑量的影響是目前的研究熱點,考慮到華法林藥物代謝動力學及藥效學的影響因素,其研究最廣的包括五類基因:CYP2C9 基因、VKORC1 基因、GGCX 基因、CYP4F2 基因以及 NQO1 基因。此五種基因分別編碼與華法林代謝相關的五類酶,故該五類基因被認為是影響華法林劑量的主要基因。
細胞色素 P450 的 CYP2C 亞族包括 4 個成員:CYP2C8、CYP2C9、CYP2C18 和 CYP2C19。其中,CYP2C9 是肝臟中最豐富的亞型,代謝廣泛的臨床應用相關藥物,如口服抗凝血劑(華法林、苊香豆醇和苯丙香豆素)抗糖尿病藥物(甲苯磺丁脲和格列吡嗪),抗驚厥藥物的苯妥英以及廣泛的非甾體類抗炎藥藥物(如雙氯芬酸、布洛芬和吡羅昔康)[4-5]。該基因編碼 CYP2C9 酶是多態的。CYP2C9 基因最常見基因型是 CYP2C9*1 及野生型,其基因頻率達 80%~95%[6-10],最常見的變異基因型為 CYP2C9*2 和 CYP2C9*3,其在高加索人相對多見(約 15%~30%),在非裔美國人、非洲人以及亞洲人中少見[6, 8-9]。
VKORC1 是華法林發揮抗凝作用的部位,是維生素 K 依賴性凝血因子活化過程中的關鍵酶,它能夠將維生素 K 由環氧化物向氫醌型轉化,從而參與了維生素 K 依賴的凝血因子及抗凝蛋白 C 和 S 的活化過程。所以,華法林能通過抑制 VKORC1 的活性,阻止維生素 K 的反復利用,進而阻斷凝血因子(Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ)的活化,使這些因子停留于無凝血活性的前體階段,產生抗凝作用。該酶由 VKORC1 基因編碼,該基因多態性的突變將導致凝血因子的匱乏或華法林抵抗,其中對華法林劑量有影響的單核苷酸多態性位點主要有啟動子區 1639 位置 G>A,另一個內含子 1173 位置 C>T[11]。
GGCX 是細胞的一種膜蛋白,催化凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的 γ-羧化作用。較多研究報道 GGCX 基因多態性顯著影響華法林劑量[12-14]。
NQO1 是降解包括維生素 K 在內的醌類物質的酶,該酶可抑制維生素 K 轉化為維生素 K 對苯二酚,而后者是 γ-羧化和激活凝血因子的輔因子[15],故其可導致體內維生素 K 和活化凝血因子的減少,所以,NQO1 在維生素 K 循環中具有顯著的作用,NQO1 基因亦被作為進一步解釋華法林劑量變化的基因。NQO1 基因位于 16 號染色體[16-17],NQO1*2 突變大約占非裔美國人和白種人的 20%。NQO1*2 等位基因與降低凝血因子活性以及缺血性腦卒中風險相關[18]。
CYP4F2 基因是細胞色素 P450 超家族中一員,其編碼一種單加氧酶,可以促進維生素 K 的羧化反應,故 CYP4F2 基因多態性對華法林劑量的影響受到廣泛關注。有研究報道 CYP4F2 基因與華法林個體間的差異有關[19-20],但亦有研究提出該基因對華法林劑量的影響尚證據不足[21]。所以,CYP4F2 基因多態性對華法林劑量的影響仍需進一步擴大樣本,進行研究論證。當然,目前的研究結論尚不能明確 CYP4F2 基因多態性在華法林劑量預測公式中的地位[22]。
2 華法林劑量個體差異與基因關系的研究現狀
研究華法林劑量差異主要包括如下四個方面:(1)維持劑量的差異;(2)維持劑量的穩定程度;(3)種族間的劑量差異;(4)出血及血栓等并發癥發生率的差異。
維持劑量的差異:華法林維持劑量的個體差異是目前研究最廣的領域,前述五類基因均有研究報道與華法林穩定劑量個體差異相關。CYP2C9 等位基因中,研究發現 CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 與低華法林維持劑量相關[23]。CYP2C9*2 雜合子患者比 CYP2C9*1 純合子患者華法林劑量低 15%~20%,CYP2C9*3 雜合子患者比 CYP2C9*1 純合子患者華法林劑量低 30%~40%,CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 純合子患者比 CYP2C9*1 純合子華法林劑量低 35%~75%,此外,CYP2C9*4,CYP2C9*5,CYP2C9*6,CYP2C9*11 可能與低華法林維持劑量相關[24-26]。
VKORC1 基因中,研究發現 VKORC1 1173 CT 和 1173 CC 患者比 1173 TT 患者華法林維持劑量分別高 44% 和 97%,VKORC1 1639 GA 和 GG 患者華法林維持劑量比 AA 患者分別高 52%,102%,VKORC1 3730 GA 和 AA 患者比 GG 患者華法林維持劑量分別高 27%,52%[27]。
有研究報道 CYP4F2 基因、NQO1 基因以及 GGCX 基因均與華法林維持劑量息息相關。CYP4F2 基因 CT 和 TT 患者華法林劑量比 CC 患者高[28-29]。NQO1 基因突變能增加 34% 的華法林維持劑量。GGCX(rs11676382)和 GGCX(rs6738645)也與華法林劑量明顯相關,GGCX(rs11676382)CG 攜帶者華法林劑量需求比 GGCX(rs11676382)CC 攜帶者低,GGCX(rs6738645)GG 攜帶者華法林劑量也比 GGCX(rs6738645)CC 攜帶者低,但 GGCX(rs11676382)和 GGCX(rs6738645)對國人華法林劑量的影響尚待進一步研究[30-31],也有研究發現 GGCX 3261AA,GGCX(rs2592551)影響華法林維持劑量[32-33]。雖然上述五類基因都有報道與華法林維持劑量相關,但是,除 CYP2C9 和 VKORC1 基因,目前大多數其他基因包括 CYP4F2 基因、NQO1 基因、GGCX 基因對華法林維持劑量的影響均無一致結論。
維持劑量的穩定程度:不同個體間華法林維持劑量的穩定程度也是目前臨床關心的問題,研究發現,不同患者間華法林維持劑量以及同一個體華法林維持劑量的穩定性均存在顯著差異,導致臨床抗凝監測及藥物調整困難。此類現象與個體遺傳因素的關系尚無相關研究報道,也是將來需進一步探索的問題。
種族間的劑量差異:華法林種族間的差異也是目前關注熱點,研究發現與白種人相比,非裔美國人華法林劑量需求較高,而亞洲人較低[34]。但由于樣本受限,有關種族間華法林差異與基因關系的大樣本研究甚少。有研究提示 VKORC1 C-1639G>A 基因中,攜帶等位基因 A 的人群所需的華法林劑量最低。等位基因 A 的突變率因種族而異,亞洲人的突變率最高(86%),歐洲人居中(37%),而非洲人最低(10%)。該等位基因的突變率可以解釋為何亞洲人的華法林維持劑量最低,歐洲人居中,而非洲人的華法林維持劑量最高[35-36],但這只是部分解釋了種族間華法林差異的原因,由于樣本受限,故目前相關研究甚少,尤其是中國患者與歐美患者華法林之前差異的研究仍是空白,所以種族間華法林差異的遺傳與非遺傳因素尚待進一步研究論證。
出血及血栓等并發癥發生率的差異:個體間華法林出現出血、栓塞等并發癥的差異也是臨床關注的重點,臨床中發現有些患者容易出現抗凝并發癥,尤其是出血,有些患者 INR 值即使在較低的目標值也會出血,而有些患者即使 INR 值很高,也不會出現出血。研究發現,CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 與過度抗凝相關[37],及攜帶此兩類基因的患者出血風險明顯增加,此類患者適當降低抗凝強度將有助于減少出血并發癥發生。而栓塞風險增加的原因目前研究較少,有待進一步探索。
3 非遺傳因素與華法林維持劑量的相關性
影響華法林的非遺傳因素很多,性別、年齡、身高、體重、飲食、環境等,當然藥物間相互作用也扮演者重要角色,例如:胺碘酮、抗生素利福平及巴比妥等藥物影響華法林藥物代謝動力學;阿司匹林、氯吡格雷、肝素及維生素K等藥物影響凝血功能進而影響華法林劑量[38]。目前非遺傳因素對華法林劑量影響的大樣本多中心研究較少,且結論不一;有文獻[39]報道:隨著年齡的增長,華法林用藥劑量則有所減少。而隨著身高的增加,華法林用藥劑量則隨之增加。但性別與體重對華法林用藥劑量的影響并不顯著。而亦有研究[40]報道女性的華法林穩定劑量比男性要低。故可見影響華法林的非遺傳因素有待進一步深入。
4 基因指導華法林用藥的研究現狀
研究遺傳因素與非遺傳因素對華法林的影響,最終目的是建立一個可預測華法林安全劑量的劑量公式,提高華法林臨床用藥的安全性。目前許多文獻報道了一些制定包括基因型信息和臨床數據(如年齡、體重和胺碘酮使用情況等)在內的藥物遺傳學劑量公式的研究。例如:日本 Harada 于 2010 年報道計量公式為:劑量(mg/d)= 6.800+2.013×(BSA)–0.043 06×(age)–2.870×(VKORC1*2/*2)– 2.233×(VKORC1*1/*2)–0.912×(CYP2C9*1/*3)–0.171×(WBC)–0.596×(allopurinol)+ 0.674 ×(CYP4F2*3/*3)[41]。中國王玉慶于 2016 年報道的計量公式:Y=1.963–0.986×(CYP2C9*3)+0.893×(VKORC1-1639)+0.002×(華法林血藥濃度)–0.019×(年齡)[42]。中國侯江龍 2015 年報道的劑量公式則為:劑量(mg)=exp(1.154 302 2–0.004 245 1×年齡–0.000 693 6×身高+0.001 731 4×VKORC1 WM–0.013 410 5×VKORC1 MM+0.003 385 5×CYP2C92 WM–0.037 373 4×CYP2C92 MM–0.221 132 5×CYP2C93 WM+0.449 318 8×CYP4F2 WM+0.862 180 8×CYP4F2 MM)。在上式中,VKORC1 雜合突變、VKORC1 純合突變、CYP2C9 430 雜合突變、CYP2C9 430 純合突變、CYP2C9 1075 雜合突變、CYP4F2 V433M 雜合突變、CYP4F2 V433M 純合突變出現時賦值為 1,否則則為 0,exp 為自然對數指數[39]。但目前華法林的相關影響因素尚未研究明確,故研究劑量公式納入變量較少,且不統一,劑量公式也不同,故劑量公式指導華法林用藥上存在爭議。今后研究有待擴大樣本及來源進一步提高計量公式準確性,或研究特定種族計量公式也不失為一種合理選擇。
歐洲抗凝治療的藥物遺傳學(EU-PACT)研究和應用遺傳學數據確定最佳抗凝療法(COAG)研究是兩項多中心隨機對照試驗,目的均是評估基因型指導華法林劑量的臨床實用價值,兩項研究結果均于 2013 年發表在《新格蘭醫學雜志》上[43-44]。EU-PACT 研究顯示基因指導華法林劑量較臨床指導治療存在很多優勢,如縮短達到目標 INR 的時間,減少華法林調整次數,以及減少過度抗凝等,但 COAG 研究卻顯示基因指導華法林劑量與臨床指導的主要結局沒有顯著差異。綜合分析兩個研究,不難看出 COAG 研究和 EU-PACT 研究矛盾的結果可能并不是單一因素造成的,它是兩項研究的比較變量、種族分布、負荷劑量、基因數據完整性和地區差異性等共同作用的結果。
總之,目前有關華法林藥物遺傳學的臨床研究盡管數量繁多,但試驗設計方案嚴謹的大樣本、多中心臨床試驗仍較少。故下一步研究將進一步精確基因與非基因因素對華法林劑量的影響,評估基因指導華法林劑量的臨床實用性。
5 展望
基因多態性結合非遺傳因素指導華法林用藥具有重要意義,但目前研究華法林劑量相關基因尚不明確,影響華法林劑量的相關非遺傳因素也結論不一,故通過劑量公式預算華法林劑量的臨床實用性尚存在爭議[45]。因此,今后研究需要進一步明確遺傳與非遺傳因素對華法林劑量的影響,從而完善已構建的模型或構建新模型,以期提高對華法林個體差異的解釋百分比。
華法林是雙香豆素衍生物,為最常用的口服抗凝藥物之一,被廣泛用于預防和治療深靜脈血栓所引起的肺栓塞、慢性心房顫動、人工心臟瓣膜置換術后的抗凝治療等,其在瓣膜置換術后抗凝治療中,被認為是唯一有效的口服抗凝劑。雖然近年來出現許多新型口服抗凝藥物,如口服Ⅹa 因子和Ⅱa 直接抑制劑(如前者有依度沙班、后者有達比加群等),但由于這些藥物缺乏有效的抗凝強度檢測以及逆轉藥物等原因,尚不能取代華法林在臨床中的應用,尤其是在心臟瓣膜置換術后的抗凝治療中,華法林的使用是目前其他抗凝藥物無法取代的。但是,臨床觀察顯示,華法林用藥劑量的安全范圍較窄且個體差異大,若過量用藥將導致出血的風險,而用藥不足則有形成血栓的風險[1]。不同個體用藥的穩定劑量相差可達 20 倍以上[2]。故臨床上如何安全使用華法林,盡量減少其并發癥仍是目前所關注的重點問題。臨床上通過長期監測國際標準化比值(INR)對華法林抗凝強度進行監控,保證用藥相對安全,但這一繁瑣的劑量監控制約著華法林應用普及,而導致這一結果的根本原因離不開華法林復雜且繁多的影響因素,目前研究的影響因素主要有:遺傳因素(基因多態性)、非遺傳因素(年齡、性別、身高、體重、合并疾病、食物、合并使用的藥物、血漿維生素 K 水平等)。研究發現,基因型是決定華法林劑量的主要因素之一,也與抗凝過度和抗凝不足的風險密切相關,特別是在抗凝治療的最初階段[3]。故基因型對華法林劑量的影響是目前研究重點和熱點。目前研究最多的華法林相關基因有:細胞色素 P450 2C9(CYP2C9)基因、維生素 K 環氧化物還原酶復合物 1(VKORC1)基因、γ-谷氨酰羧化酶(GGCX)基因、細胞色素 P450 4F2(CYP4F2)基因以及醌氧化還原酶 1(NQO1)基因。但是,在這些基因中,除了 VKORC1 和 CYP2C9 基因對華法林的影響結論較為一致外,其余基因對華法林的影響結論不一,有待進一步研究論證。本綜述旨在回顧遺傳因素與華法林劑量的相關性,總結基因指導華法林劑量的研究現狀,并探討采用基因型指導華法林劑量下一步的研究方向。
1 與華法林劑量相關基因
基因對華法林劑量的影響是目前的研究熱點,考慮到華法林藥物代謝動力學及藥效學的影響因素,其研究最廣的包括五類基因:CYP2C9 基因、VKORC1 基因、GGCX 基因、CYP4F2 基因以及 NQO1 基因。此五種基因分別編碼與華法林代謝相關的五類酶,故該五類基因被認為是影響華法林劑量的主要基因。
細胞色素 P450 的 CYP2C 亞族包括 4 個成員:CYP2C8、CYP2C9、CYP2C18 和 CYP2C19。其中,CYP2C9 是肝臟中最豐富的亞型,代謝廣泛的臨床應用相關藥物,如口服抗凝血劑(華法林、苊香豆醇和苯丙香豆素)抗糖尿病藥物(甲苯磺丁脲和格列吡嗪),抗驚厥藥物的苯妥英以及廣泛的非甾體類抗炎藥藥物(如雙氯芬酸、布洛芬和吡羅昔康)[4-5]。該基因編碼 CYP2C9 酶是多態的。CYP2C9 基因最常見基因型是 CYP2C9*1 及野生型,其基因頻率達 80%~95%[6-10],最常見的變異基因型為 CYP2C9*2 和 CYP2C9*3,其在高加索人相對多見(約 15%~30%),在非裔美國人、非洲人以及亞洲人中少見[6, 8-9]。
VKORC1 是華法林發揮抗凝作用的部位,是維生素 K 依賴性凝血因子活化過程中的關鍵酶,它能夠將維生素 K 由環氧化物向氫醌型轉化,從而參與了維生素 K 依賴的凝血因子及抗凝蛋白 C 和 S 的活化過程。所以,華法林能通過抑制 VKORC1 的活性,阻止維生素 K 的反復利用,進而阻斷凝血因子(Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ)的活化,使這些因子停留于無凝血活性的前體階段,產生抗凝作用。該酶由 VKORC1 基因編碼,該基因多態性的突變將導致凝血因子的匱乏或華法林抵抗,其中對華法林劑量有影響的單核苷酸多態性位點主要有啟動子區 1639 位置 G>A,另一個內含子 1173 位置 C>T[11]。
GGCX 是細胞的一種膜蛋白,催化凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的 γ-羧化作用。較多研究報道 GGCX 基因多態性顯著影響華法林劑量[12-14]。
NQO1 是降解包括維生素 K 在內的醌類物質的酶,該酶可抑制維生素 K 轉化為維生素 K 對苯二酚,而后者是 γ-羧化和激活凝血因子的輔因子[15],故其可導致體內維生素 K 和活化凝血因子的減少,所以,NQO1 在維生素 K 循環中具有顯著的作用,NQO1 基因亦被作為進一步解釋華法林劑量變化的基因。NQO1 基因位于 16 號染色體[16-17],NQO1*2 突變大約占非裔美國人和白種人的 20%。NQO1*2 等位基因與降低凝血因子活性以及缺血性腦卒中風險相關[18]。
CYP4F2 基因是細胞色素 P450 超家族中一員,其編碼一種單加氧酶,可以促進維生素 K 的羧化反應,故 CYP4F2 基因多態性對華法林劑量的影響受到廣泛關注。有研究報道 CYP4F2 基因與華法林個體間的差異有關[19-20],但亦有研究提出該基因對華法林劑量的影響尚證據不足[21]。所以,CYP4F2 基因多態性對華法林劑量的影響仍需進一步擴大樣本,進行研究論證。當然,目前的研究結論尚不能明確 CYP4F2 基因多態性在華法林劑量預測公式中的地位[22]。
2 華法林劑量個體差異與基因關系的研究現狀
研究華法林劑量差異主要包括如下四個方面:(1)維持劑量的差異;(2)維持劑量的穩定程度;(3)種族間的劑量差異;(4)出血及血栓等并發癥發生率的差異。
維持劑量的差異:華法林維持劑量的個體差異是目前研究最廣的領域,前述五類基因均有研究報道與華法林穩定劑量個體差異相關。CYP2C9 等位基因中,研究發現 CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 與低華法林維持劑量相關[23]。CYP2C9*2 雜合子患者比 CYP2C9*1 純合子患者華法林劑量低 15%~20%,CYP2C9*3 雜合子患者比 CYP2C9*1 純合子患者華法林劑量低 30%~40%,CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 純合子患者比 CYP2C9*1 純合子華法林劑量低 35%~75%,此外,CYP2C9*4,CYP2C9*5,CYP2C9*6,CYP2C9*11 可能與低華法林維持劑量相關[24-26]。
VKORC1 基因中,研究發現 VKORC1 1173 CT 和 1173 CC 患者比 1173 TT 患者華法林維持劑量分別高 44% 和 97%,VKORC1 1639 GA 和 GG 患者華法林維持劑量比 AA 患者分別高 52%,102%,VKORC1 3730 GA 和 AA 患者比 GG 患者華法林維持劑量分別高 27%,52%[27]。
有研究報道 CYP4F2 基因、NQO1 基因以及 GGCX 基因均與華法林維持劑量息息相關。CYP4F2 基因 CT 和 TT 患者華法林劑量比 CC 患者高[28-29]。NQO1 基因突變能增加 34% 的華法林維持劑量。GGCX(rs11676382)和 GGCX(rs6738645)也與華法林劑量明顯相關,GGCX(rs11676382)CG 攜帶者華法林劑量需求比 GGCX(rs11676382)CC 攜帶者低,GGCX(rs6738645)GG 攜帶者華法林劑量也比 GGCX(rs6738645)CC 攜帶者低,但 GGCX(rs11676382)和 GGCX(rs6738645)對國人華法林劑量的影響尚待進一步研究[30-31],也有研究發現 GGCX 3261AA,GGCX(rs2592551)影響華法林維持劑量[32-33]。雖然上述五類基因都有報道與華法林維持劑量相關,但是,除 CYP2C9 和 VKORC1 基因,目前大多數其他基因包括 CYP4F2 基因、NQO1 基因、GGCX 基因對華法林維持劑量的影響均無一致結論。
維持劑量的穩定程度:不同個體間華法林維持劑量的穩定程度也是目前臨床關心的問題,研究發現,不同患者間華法林維持劑量以及同一個體華法林維持劑量的穩定性均存在顯著差異,導致臨床抗凝監測及藥物調整困難。此類現象與個體遺傳因素的關系尚無相關研究報道,也是將來需進一步探索的問題。
種族間的劑量差異:華法林種族間的差異也是目前關注熱點,研究發現與白種人相比,非裔美國人華法林劑量需求較高,而亞洲人較低[34]。但由于樣本受限,有關種族間華法林差異與基因關系的大樣本研究甚少。有研究提示 VKORC1 C-1639G>A 基因中,攜帶等位基因 A 的人群所需的華法林劑量最低。等位基因 A 的突變率因種族而異,亞洲人的突變率最高(86%),歐洲人居中(37%),而非洲人最低(10%)。該等位基因的突變率可以解釋為何亞洲人的華法林維持劑量最低,歐洲人居中,而非洲人的華法林維持劑量最高[35-36],但這只是部分解釋了種族間華法林差異的原因,由于樣本受限,故目前相關研究甚少,尤其是中國患者與歐美患者華法林之前差異的研究仍是空白,所以種族間華法林差異的遺傳與非遺傳因素尚待進一步研究論證。
出血及血栓等并發癥發生率的差異:個體間華法林出現出血、栓塞等并發癥的差異也是臨床關注的重點,臨床中發現有些患者容易出現抗凝并發癥,尤其是出血,有些患者 INR 值即使在較低的目標值也會出血,而有些患者即使 INR 值很高,也不會出現出血。研究發現,CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 與過度抗凝相關[37],及攜帶此兩類基因的患者出血風險明顯增加,此類患者適當降低抗凝強度將有助于減少出血并發癥發生。而栓塞風險增加的原因目前研究較少,有待進一步探索。
3 非遺傳因素與華法林維持劑量的相關性
影響華法林的非遺傳因素很多,性別、年齡、身高、體重、飲食、環境等,當然藥物間相互作用也扮演者重要角色,例如:胺碘酮、抗生素利福平及巴比妥等藥物影響華法林藥物代謝動力學;阿司匹林、氯吡格雷、肝素及維生素K等藥物影響凝血功能進而影響華法林劑量[38]。目前非遺傳因素對華法林劑量影響的大樣本多中心研究較少,且結論不一;有文獻[39]報道:隨著年齡的增長,華法林用藥劑量則有所減少。而隨著身高的增加,華法林用藥劑量則隨之增加。但性別與體重對華法林用藥劑量的影響并不顯著。而亦有研究[40]報道女性的華法林穩定劑量比男性要低。故可見影響華法林的非遺傳因素有待進一步深入。
4 基因指導華法林用藥的研究現狀
研究遺傳因素與非遺傳因素對華法林的影響,最終目的是建立一個可預測華法林安全劑量的劑量公式,提高華法林臨床用藥的安全性。目前許多文獻報道了一些制定包括基因型信息和臨床數據(如年齡、體重和胺碘酮使用情況等)在內的藥物遺傳學劑量公式的研究。例如:日本 Harada 于 2010 年報道計量公式為:劑量(mg/d)= 6.800+2.013×(BSA)–0.043 06×(age)–2.870×(VKORC1*2/*2)– 2.233×(VKORC1*1/*2)–0.912×(CYP2C9*1/*3)–0.171×(WBC)–0.596×(allopurinol)+ 0.674 ×(CYP4F2*3/*3)[41]。中國王玉慶于 2016 年報道的計量公式:Y=1.963–0.986×(CYP2C9*3)+0.893×(VKORC1-1639)+0.002×(華法林血藥濃度)–0.019×(年齡)[42]。中國侯江龍 2015 年報道的劑量公式則為:劑量(mg)=exp(1.154 302 2–0.004 245 1×年齡–0.000 693 6×身高+0.001 731 4×VKORC1 WM–0.013 410 5×VKORC1 MM+0.003 385 5×CYP2C92 WM–0.037 373 4×CYP2C92 MM–0.221 132 5×CYP2C93 WM+0.449 318 8×CYP4F2 WM+0.862 180 8×CYP4F2 MM)。在上式中,VKORC1 雜合突變、VKORC1 純合突變、CYP2C9 430 雜合突變、CYP2C9 430 純合突變、CYP2C9 1075 雜合突變、CYP4F2 V433M 雜合突變、CYP4F2 V433M 純合突變出現時賦值為 1,否則則為 0,exp 為自然對數指數[39]。但目前華法林的相關影響因素尚未研究明確,故研究劑量公式納入變量較少,且不統一,劑量公式也不同,故劑量公式指導華法林用藥上存在爭議。今后研究有待擴大樣本及來源進一步提高計量公式準確性,或研究特定種族計量公式也不失為一種合理選擇。
歐洲抗凝治療的藥物遺傳學(EU-PACT)研究和應用遺傳學數據確定最佳抗凝療法(COAG)研究是兩項多中心隨機對照試驗,目的均是評估基因型指導華法林劑量的臨床實用價值,兩項研究結果均于 2013 年發表在《新格蘭醫學雜志》上[43-44]。EU-PACT 研究顯示基因指導華法林劑量較臨床指導治療存在很多優勢,如縮短達到目標 INR 的時間,減少華法林調整次數,以及減少過度抗凝等,但 COAG 研究卻顯示基因指導華法林劑量與臨床指導的主要結局沒有顯著差異。綜合分析兩個研究,不難看出 COAG 研究和 EU-PACT 研究矛盾的結果可能并不是單一因素造成的,它是兩項研究的比較變量、種族分布、負荷劑量、基因數據完整性和地區差異性等共同作用的結果。
總之,目前有關華法林藥物遺傳學的臨床研究盡管數量繁多,但試驗設計方案嚴謹的大樣本、多中心臨床試驗仍較少。故下一步研究將進一步精確基因與非基因因素對華法林劑量的影響,評估基因指導華法林劑量的臨床實用性。
5 展望
基因多態性結合非遺傳因素指導華法林用藥具有重要意義,但目前研究華法林劑量相關基因尚不明確,影響華法林劑量的相關非遺傳因素也結論不一,故通過劑量公式預算華法林劑量的臨床實用性尚存在爭議[45]。因此,今后研究需要進一步明確遺傳與非遺傳因素對華法林劑量的影響,從而完善已構建的模型或構建新模型,以期提高對華法林個體差異的解釋百分比。