华法林是最常应用的口服抗凝药物之一。许多研究已证实华法林维持剂量的个体差异与细胞色素P450 2C9（CYP2C9）和维生素K环氧化物还原酶复合物1（VKORC1）的基因型密切相关。纳入基因信息和临床数据的剂量计算公式可预测华法林的维持剂量。但目前已开展的临床试验结果不一，对其实用性提出了质疑。虽然现有证据并不支持采用基因型分析指导华法林维持剂量，但在有条件的机构针对特定族群开展基因型检测也不失为一种合理的选择。目前正在进行的试验有望提供更多数据，下一步研究需要在剂量公式中纳入适用于少数人群的变量。所有这些工作将进一步完善临床应用基因型检测指导华法林剂量这一新型的治疗模式。
引用本文： 侯江龙, 董力. 基因多态性预测华法林维持剂量的研究进展. 中国胸心血管外科临床杂志, 2015, 22(6): 585-590. doi: 10.7507/1007-4848.20150148 复制
华法林是最常用的口服抗凝药物之一。自上世纪40年代以来，华法林已广泛用于预防和治疗静脉血栓栓塞、心房颤动和心脏瓣膜置换术和肺栓塞等患者。尽管近年来也研发出多种新型口服抗凝药物（如直接凝血酶抑制剂达比加群酯和Ⅹa因子抑制剂），这些药物在保证抗凝疗效的同时显著降低了出血风险，无需常规调整剂量，食物与药物、药物与药物间相互作用少，但也存在尚无抗凝强度常规实验室检测方法、缺乏有效逆转药物等局限性。因此华法林仍是目前应用最为广泛的抗凝药物[1-2]。由于华法林治疗窗窄，因此是导致药物不良事件的主要原因之一，如美国因药物不良事件入院的老年患者中，33%由华法林的不良反应造成[3]。华法林剂量的个体间差异是导致其并发症发生率高的另一重要原因。
影响华法林剂量的因素主要有：遗传因素（基因多态性）、人口学特征（年龄、性别、体表面积等）和其它因素（合并疾病、食物、机体状态和血浆维生素K水平等）。其中基因型是决定华法林剂量的主要因素，也与抗凝过度和抗凝不足的风险密切相关，特别是在抗凝治疗的最初阶段[4]。目前已有根据基因多态性信息预测华法林剂量的指南和计算公式。多项临床试验采用检测基因型的方法来指导华法林剂量，并使用治疗范围内时间比（time in therapeutic range，TTR）来进行评估，其结果不一。本综述旨在回顾基因多态性与华法林剂量的相关性，评估已有主要临床试验的设计与研究结果，并探讨采用基因型指导华法林剂量下一步的研究方向。
1 基因型与华法林维持剂量的相关性
华法林是一种双香豆素衍生物，通过抑制维生素K及其2,3-环氧化物（维生素K环氧化物）的相互转化而发挥抗凝作用。上述过程参与凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的活化。但是，华法林对已经合成的凝血因子无抑制作用，只能待已活化的凝血因子代谢后才能显示出其抗凝的作用，因此，华法林给药后出现抗凝作用有滞后性，一般需3～4 d开始发挥抗凝作用，1周左右达稳定状态，此时检测国际标准化比值（international normalized ratio，INR）才能反映华法林在稳态时的抗凝作用。口服或静脉补充维生素K1可拮抗华法林的抗凝作用。
影响华法林剂量的主要基因是维生素K环氧化物还原酶复合物1（vitamin K epoxide reductase complex 1，VKORC1）和细胞色素P450 2C9（cytochrome P450 2C9，CYP2C9）。CYP2C9酶主要代谢华法林S对映体（抗凝作用更强的对映体形式），VKORC1则是华法林作用的靶向蛋白，华法林可抑制VKORC1，从而阻止维生素K还原为维生素KH2，而维生素KH2是凝血因子羧化和活化的所必须的辅因子。此外，CYP4F2基因在维生素K代谢中也起了一定作用，尤其是在欧洲和亚洲人群中[5]。VKORC1 C-1639G>A的基因多态性在各种族中均可预测华法林的维持剂量[6-7]。与等位基因G相比，携带等位基因A的人群所需的华法林剂量显著更低。等位基因A的突变率因种族而异，亚洲人的突变率最高（86%），欧洲人居中（37%），而非洲人最低（10%）。该等位基因的突变率可以解释为何亚洲人的华法林维持剂量最低，欧洲人居中，而非洲人的华法林维持剂量最高 [8-10]。
影响华法林维持剂量的CYP2C9基因变异是发生于基因外显子区域的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNP），这些变异可降低华法林代谢酶的活性，携带这些突变基因的患者由于CYP2C9酶的活性下降，华法林S对映体清除率下降，体内华法林血药浓度高，达到相同抗凝强度时对华法林的剂量需求更低[11]。*2和*3等位基因常发生于欧洲人，而在非洲人中少见；*2等位基因在亚洲人中罕见[12]。*5、*6、*8和*11常见于非洲人[8-10]。
研究[13]显示，CYP4F2 V433M的单核苷酸多态性可影响欧洲人的华法林维持剂量水平，其中携带纯合子的人群对华法林的剂量需求更高。亚洲人群中也可见此变异，而在非洲人中并无此相关性[8, 10]。有研究显示，433M等位基因可使肝脏的CYP4F2浓度减低，维生素K代谢率下降，维生素K浓度升高，这意味着需要更大的华法林剂量才能抑制维生素K依赖性凝血因子的活性[14]。
一项针对非洲人的全基因组关联分析研究（GWAS）[9]显示，rs12777823 G>A的SNP也与华法林剂量需求的个体差异性相关。这种SNP发生于CYP2C18基因附近的10号染色体上，次要等位基因A与华法林S对映体清除率降低有关。尽管各种族人群中都可见这种变异，但与华法林剂量呈明显相关性仅见于非洲人，这提示它有可能不是致病等位基因。仍需进一步研究来阐明非洲人中rs12777823的多态性与华法林剂量之间的相关性。
2 建立基因型预测华法林维持剂量的计算公式
如前所述，研究[15-16]显示VKORC1和CYP2C9基因型是导致华法林维持剂量存在个体差异的重要因素，两者联合可解释约10%～45%的剂量变异。多项GWAS研究[10, 17-18]也证实了这一观点。CYP4F2的基因多态性可解释约1%的个体间剂量差异 [10, 18]。CYP2C9基因型与华法林治疗期间过度抗凝和出血风险之间也有明显相关性。华法林治疗初期（3～6个月）的出血风险最高，此后的维持治疗期这些风险也持续存在[15]。一项Meta分析[19]显示，CYP2C9*2、*3和VKORC1-1639A等位基因与过度抗凝风险（被定义为INR>4）升高相关。值得注意的是，VKORC1-1639G>A基因多态性和过度抗凝仅在治疗初期存在显著相关性，而CYP2C9基因型多态性带来的风险在整个治疗期均持续存在，这提示VKORC1的影响仅存在于治疗初期，而CYP2C9基因多态性会影响到整个抗凝治疗期。该Meta分析显示，只有CYP2C9基因多态性与主要出血事件的风险相关。
2007年，美国FDA在华法林药品说明书中添加了VKORC1和CYP2C9基因多态性对华法林剂量的影响等信息。2010年FDA批准在华法林药物说明书中加入基于VKORC1和CYP2C9基因型的推荐剂量表。此外，许多学者建议制定包括基因型信息和临床数据（如年龄、体重和胺碘酮使用情况等）在内的药物遗传学剂量公式，以便临床医生更准确地预测患者的华法林维持剂量。由于纳入了临床数据，这些公式更准确地预测华法林剂量需求，而FDA的推荐剂量并未纳入临床数据[20]。国际华法林遗传药理协会（IWPC）制定剂量计算公式的数据主要来源于欧洲人群[6]，并未纳入对非洲人和亚洲人有重要影响的基因多态性数据。目前国内也有研究建立了适合中国人的基因预测华法林剂量的计算公式[21]，但由于其研究对象样本量较小，来源较为局限，因此其准确性仍需进一步验证。
3 基因型预测华法林维持剂量的临床研究
3.1 COUMAGEN- Ⅱ研究
早期研究显示，将华法林药物基因检测数据用于指导临床用药的证据尚不充分。但2012年发表的大样本COUMAGEN- Ⅱ研究显示[22]，药物遗传学指导剂量可显著增加服药后1～3个月INR的TTR，降低INR的治疗范围外时间比（out of range，OOR）。基因型指导剂量组患者在治疗初期3个月内很少出现INR≥4和INR≤1.5的严重不良事件（4.5% vs. 9.4%，P<0.001）。这些数据表明采用基因型信息预测华法林剂量可改善疗效，COUMAGEN- Ⅱ研究的结果让人们对正在开展的临床随机对照试验的结果充满期待。
3.2 EU-PACT研究和COAG研究
欧洲抗凝治疗的药物遗传学（EU-PACT）研究和应用遗传学数据确定最佳抗凝疗法（COAG）研究是两项多中心随机对照试验，目的均是评估基因型指导华法林剂量的临床实用价值，两项研究结果均于2013年发表在《新格兰医学杂志》上[23-24]。两项研究的人群存在明显差异，EU-PACT研究对象的平均年龄较COAG研究大10岁，主要是心房纤颤和静脉血栓栓塞患者。EU-PACT研究的受试者主要来自英国和瑞典；而COAG研究的受试者主要来自美国，并包括了多个种族。两项研究均采用受到推荐的基因型指导剂量的药物遗传学算法，EU-PACT研究采用了IWPC改良算法[25]；COAG研究采用了Gage算法[26]。
EU-PACT研究显示，在抗凝治疗12周时，与标准剂量组相比，基因型指导剂量组的主要研究终点——INR在治疗范围内时间比有显著改善（60% vs. 67%，P<0.001）。这种差异在开始治疗4周时更为显著（46% vs. 55%，P<0.001）。此外，与标准剂量组相比，基因型指导剂量组过度抗凝（INR≥4）的发生率显著更低（37% vs. 27%），达到治疗INR值所需的时间更短（中位数：29 d vs. 21 d）。
与EU-PACT研究相比，COAG研究显示，在经过4周抗凝治疗后，基因型指导剂量组和临床指导剂量组INR的TTR没有显著差异（45.2% vs. 45.5%）。此外，对非洲人来说，基因型指导剂量组TTR比临床指导剂量组更低（35% vs. 43.5%），INR>3的时间百分比更高（27% vs. 22.5%）。两组在出血、血栓以及其他不良事件之间没有显著差异。然而，尽管差异无统计学意义，但从具体数值上来说，临床指导剂量组的主要出血事件要多于基因型指导剂量组（10 vs. 4，P<0.130），这种差异一直持续到为期6个月的随访终点（19 vs. 7，P<0.021）。
近期EU-PACT项目的研究人员开展的另一项研究评价了在部分欧洲国家使用的维生素K拮抗剂——苯丙香豆素和醋硝香豆素。该研究设计与COAG研究相似，其结果显示，在开始抗凝治疗4周后，基因型指导剂量组的TTR显著高于临床指导剂量组。然而，在治疗12周时该差异无统计学意义[27]。
EU-PACT研究和COAG研究在2013年美国心脏协会科学年会上同时公布，并发表在同一期的《新格兰医学杂志》上。尽管人们期待临床随机对照试验能为药物遗传学指导华法林剂量提供明确的证据，但现实情况是，这两个目前影响较大的研究却得到了不同的结果，造成这种差异的原因可能源自试验设计方案不同。首先，COAG研究采用了临床算法（临床治疗效果调整华法林剂量），而EU-PACT研究采用的是临床剂量（研究开始的1～3 d内使用负荷剂量）。与固定剂量相比，IWPC通过其临床算法纳入了临床因素，因而对华法林维持剂量的预测更为准确，在临床算法的基础上加入基因型数据（药物遗传学算法）则可进一步提高预测的准确性。然而，评价苯丙香豆素和醋硝香豆素的EU-PACT研究也采用了与COAG研究类似的临床算法，却仍能观察到在治疗4周时基因指导剂量组的TTR有显著改善。这提示临床算法可能并不是导致EU-PACT研究和COAG研究结果差异的唯一原因。
另一不同之处是EU-PACT研究采用了负荷剂量，而COAG研究采用的是非负荷剂量。这可能导致EU-PACT研究的受试者更早达到治疗目标INR，目前尚无法解释EU-PACT研究中基因型指导剂量组与对照组之间的这种差异，因为两个治疗组均达到负荷剂量。尽管COAG研究中几乎所有患者在第2次服药前都接受了基因型检测，但55%的患者在首次服药时并未完成基因型检测，这或许也是基因型指导剂量组并未显示出其优势的原因。
有些学者提出两项研究结果的不同源自其采用的剂量算法不同。但COAG研究和EU-PACT研究所采用的剂量算法相似，EU-PACT研究采用的IWPC算法是基于美国各种族人群得出的。因而，两种算法之间的差异不太可能是导致试验结果不同的原因。COAG研究是双盲试验，而EU-PACT研究是单盲试验，这可能导致EU-PACT研究中的临床医生更关注基因型指导剂量组的患者，从而产生偏倚。美国和欧洲对抗凝治疗的地区性差异也可能起到一定作用，这种地区性差异对试验结果的影响已在其它心血管疾病研究中得到证实。
COAG研究纳入了不同种族的受试者，其中包括30%的非洲人，而EU-PACT研究纳入的受试者则来自均质化程度高的欧洲族群。这可能是两项研究最为明显的不同之处。COAG研究和EU-PACT研究的基因型检测仅限于VKORC1-1639G>A和CYP2C9*2及*3变异型。约35%的欧洲人，4%的亚洲人和25%非洲人携带至少一种CYP2C9变异等位基因。对于COAG研究和EU-PACT研究中的欧洲人和亚洲人来说，CYP2C9*2及*3变异型可解释绝大部分由CYP2C9带来的剂量差异。但对COAG研究中的非洲人来说却并非如此，CYP2C9*2及*3变异型仅能解释约6%的剂量变异，而*5、*6、*8和*11变异型可解释约20%的剂量变异[28]。因此，约1/5的非洲人尽管拥有正常的CYP2C9基因型（*1/*1），华法林代谢能力仍降低，这是由于携带了其它类型的基因变异。常规的初始治疗剂量可能会增加非洲人抗凝过度的风险，COAG研究中非洲人TTR更低的原因可能在于该研究并未检测这些类型的CYP2C9基因变异。
因此，COAG研究和EU-PACT研究矛盾的结果可能并不是单一因素造成的，它是两项研究比较变量、种族分布、负荷剂量、基因数据完整性和地区差异性共同作用的结果。
4 与基因型预测华法林维持剂量相关的临床指南
目前主要有两个指南包括了有关基因型预测华法林维持剂量的相关内容。第一个是由美国胸科医师学会（ACCP）于2012年公布的《抗栓治疗和血栓形成预防指南》 第9版，该指南并不建议常规行基因型检测来预测华法林维持剂量[29]。
此外，临床药物遗传学研究联盟（CPIC）于2011年发布的指南并没有明确提出需行基因型检测，但如果已有此数据，那么在确定华法林剂量时应将其考虑在内，加入遗传学数据可更准确地预测华法林剂量[30]。该指南进一步提出，在确定华法林剂量时推荐采用Gage算法或IWPC算法。
这两个指南均提出了基因型预测华法林维持剂量的发展方向。首先，确定华法林剂量之前是否需行华法林药物遗传学检测；其次，如果已有基因检测数据，那么在确定剂量时是否使用。
现有研究并不支持在华法林治疗前常规行基因型检测。更为重要的是，如果仅检测COAG研究中所提到的基因型，那么对某些人群可能还会带来负面效果，如COAG研究提示这会增加非洲人抗凝过度的风险。
近期有两项相关的Meta分析，一项包括了9个香豆素类药物的随机研究，共有2 812例患者被纳入基因型指导剂量组和对照组[31]。分析显示两组在TTR、INR>4、主要出血事件和血栓栓塞事件方面差异无统计学意义。但这些研究的TTR标准不一，确定临床剂量的方法也并不相同。另一项Meta分析仅纳入了有关华法林的7项相关研究，包括了1 910例患者[32]。该分析将临床剂量进一步分为了固定剂量组（目前临床上最常采用的给药方案）和非固定剂量组，结果显示，与固定剂量组相比 ，基因型指导剂量组的TTR显著改善；而与非固定剂量组相比，两组的TTR差异无统计学意义。
这两项Meta分析提示，根据临床参数确定华法林剂量的个体化治疗方案（临床算法）显著优于目前常规应用的固定剂量方案，重要的是这种方案无需额外花费。其次，华法林药物遗传学检测的临床实用性有限，特别是与临床算法相比。可以预见的是，如果没有更多的临床试验支持基因型指导剂量可改善TTR及临床结局，ACCP指南将仍不建议在临床工作中使用华法林药物遗传学基因检测。
此外，如果已有基因型检测数据，那么在确定剂量时是否使用，因为这样并不会额外增加费用。随着临床基因组学测序的日益普及，这种情况将越来越常见。尽管现有研究对华法林药物遗传学检测的作用尚未达成共识，但除了非洲人外，也未显示出负面的作用。尽管前述Meta分析显示基因型检测确定华法林维持剂量在整体上无显著获益，但在TTR、主要出血事件和血栓栓塞事件等结局指标上仍有一定改善，特别是基因型指导剂量组的主要出血事件发生率要低40%，这与COAG研究的结果类似。现在研究显示，如果仅检测VKORC1-1639G>A变体和CYP2C9*2及*3变异型，那么对非洲人行基因检测则是有风险的，因为其它类型的CYP2C9变异也会导致华法林剂量减少。近期已有研究建立了专门适用于非洲人的华法林药物遗传学算法[33]，尽管它还没有像Gage算法和IWPC算法那样被广泛使用验证。目前针对亚洲人的相关研究仍较少，且未在多中心、大样本试验中得到进一步验证[21]。
5 展望
目前有关华法林药物遗传学的临床研究数量尽管已有很多，但试验设计方案严谨的大样本、多中心临床试验仍较少。目前正在开展的临床试验将进一步评估基因型指导华法林剂量的临床实用性。疗效对比研究和观察性研究将得到更多数据，如何应用这些数据也是下一步研究的方向。
研究的另一个重要方向是在各族群中寻找其它可能影响华法林剂量的基因突变类型，从而进一步完善华法林维持剂量算法公式。尽管近期的研究明确基因型检测的重要性，但如果将其应用于提高华法林剂量的准确性、降低抗凝并发症风险，则仍有许多研究需要开展。如前所述，COAG研究和EU-PACT研究并没有纳入亚洲人。但是鉴于VKORC1-1639A基因突变在亚洲人群中很常见，亚洲人也很可能从基因型指导剂量的模式中获益，目前国内相关临床研究也正在开展中。
近年已有不少研究证实遗传因素可影响华法林的剂量水平，进而建立了包含遗传学信息和临床信息的剂量公式，其对华法林剂量的预测准确性要高于临床常规方案。然而，临床对照试验的结果不一，有些研究提示基因型指导剂量可改善临床结局，而另一些研究则认为其并不能取得临床获益。虽然现有证据并不支持采用基因型分析指导华法林剂量，但在有条件的机构针对特定族群开展基因型检测也不失为一种合理的选择。目前正在进行的试验有望提供更多数据，下一步研究需要在剂量公式中纳入适用于少数人群的变量。所有这些工作将进一步完善临床应用基因型检测指导华法林剂量这一新型的治疗模式。
华法林是最常用的口服抗凝药物之一。自上世纪40年代以来，华法林已广泛用于预防和治疗静脉血栓栓塞、心房颤动和心脏瓣膜置换术和肺栓塞等患者。尽管近年来也研发出多种新型口服抗凝药物（如直接凝血酶抑制剂达比加群酯和Ⅹa因子抑制剂），这些药物在保证抗凝疗效的同时显著降低了出血风险，无需常规调整剂量，食物与药物、药物与药物间相互作用少，但也存在尚无抗凝强度常规实验室检测方法、缺乏有效逆转药物等局限性。因此华法林仍是目前应用最为广泛的抗凝药物[1-2]。由于华法林治疗窗窄，因此是导致药物不良事件的主要原因之一，如美国因药物不良事件入院的老年患者中，33%由华法林的不良反应造成[3]。华法林剂量的个体间差异是导致其并发症发生率高的另一重要原因。
影响华法林剂量的因素主要有：遗传因素（基因多态性）、人口学特征（年龄、性别、体表面积等）和其它因素（合并疾病、食物、机体状态和血浆维生素K水平等）。其中基因型是决定华法林剂量的主要因素，也与抗凝过度和抗凝不足的风险密切相关，特别是在抗凝治疗的最初阶段[4]。目前已有根据基因多态性信息预测华法林剂量的指南和计算公式。多项临床试验采用检测基因型的方法来指导华法林剂量，并使用治疗范围内时间比（time in therapeutic range，TTR）来进行评估，其结果不一。本综述旨在回顾基因多态性与华法林剂量的相关性，评估已有主要临床试验的设计与研究结果，并探讨采用基因型指导华法林剂量下一步的研究方向。
1 基因型与华法林维持剂量的相关性
华法林是一种双香豆素衍生物，通过抑制维生素K及其2,3-环氧化物（维生素K环氧化物）的相互转化而发挥抗凝作用。上述过程参与凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的活化。但是，华法林对已经合成的凝血因子无抑制作用，只能待已活化的凝血因子代谢后才能显示出其抗凝的作用，因此，华法林给药后出现抗凝作用有滞后性，一般需3～4 d开始发挥抗凝作用，1周左右达稳定状态，此时检测国际标准化比值（international normalized ratio，INR）才能反映华法林在稳态时的抗凝作用。口服或静脉补充维生素K1可拮抗华法林的抗凝作用。
影响华法林剂量的主要基因是维生素K环氧化物还原酶复合物1（vitamin K epoxide reductase complex 1，VKORC1）和细胞色素P450 2C9（cytochrome P450 2C9，CYP2C9）。CYP2C9酶主要代谢华法林S对映体（抗凝作用更强的对映体形式），VKORC1则是华法林作用的靶向蛋白，华法林可抑制VKORC1，从而阻止维生素K还原为维生素KH2，而维生素KH2是凝血因子羧化和活化的所必须的辅因子。此外，CYP4F2基因在维生素K代谢中也起了一定作用，尤其是在欧洲和亚洲人群中[5]。VKORC1 C-1639G>A的基因多态性在各种族中均可预测华法林的维持剂量[6-7]。与等位基因G相比，携带等位基因A的人群所需的华法林剂量显著更低。等位基因A的突变率因种族而异，亚洲人的突变率最高（86%），欧洲人居中（37%），而非洲人最低（10%）。该等位基因的突变率可以解释为何亚洲人的华法林维持剂量最低，欧洲人居中，而非洲人的华法林维持剂量最高 [8-10]。
影响华法林维持剂量的CYP2C9基因变异是发生于基因外显子区域的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNP），这些变异可降低华法林代谢酶的活性，携带这些突变基因的患者由于CYP2C9酶的活性下降，华法林S对映体清除率下降，体内华法林血药浓度高，达到相同抗凝强度时对华法林的剂量需求更低[11]。*2和*3等位基因常发生于欧洲人，而在非洲人中少见；*2等位基因在亚洲人中罕见[12]。*5、*6、*8和*11常见于非洲人[8-10]。
研究[13]显示，CYP4F2 V433M的单核苷酸多态性可影响欧洲人的华法林维持剂量水平，其中携带纯合子的人群对华法林的剂量需求更高。亚洲人群中也可见此变异，而在非洲人中并无此相关性[8, 10]。有研究显示，433M等位基因可使肝脏的CYP4F2浓度减低，维生素K代谢率下降，维生素K浓度升高，这意味着需要更大的华法林剂量才能抑制维生素K依赖性凝血因子的活性[14]。
一项针对非洲人的全基因组关联分析研究（GWAS）[9]显示，rs12777823 G>A的SNP也与华法林剂量需求的个体差异性相关。这种SNP发生于CYP2C18基因附近的10号染色体上，次要等位基因A与华法林S对映体清除率降低有关。尽管各种族人群中都可见这种变异，但与华法林剂量呈明显相关性仅见于非洲人，这提示它有可能不是致病等位基因。仍需进一步研究来阐明非洲人中rs12777823的多态性与华法林剂量之间的相关性。
2 建立基因型预测华法林维持剂量的计算公式
如前所述，研究[15-16]显示VKORC1和CYP2C9基因型是导致华法林维持剂量存在个体差异的重要因素，两者联合可解释约10%～45%的剂量变异。多项GWAS研究[10, 17-18]也证实了这一观点。CYP4F2的基因多态性可解释约1%的个体间剂量差异 [10, 18]。CYP2C9基因型与华法林治疗期间过度抗凝和出血风险之间也有明显相关性。华法林治疗初期（3～6个月）的出血风险最高，此后的维持治疗期这些风险也持续存在[15]。一项Meta分析[19]显示，CYP2C9*2、*3和VKORC1-1639A等位基因与过度抗凝风险（被定义为INR>4）升高相关。值得注意的是，VKORC1-1639G>A基因多态性和过度抗凝仅在治疗初期存在显著相关性，而CYP2C9基因型多态性带来的风险在整个治疗期均持续存在，这提示VKORC1的影响仅存在于治疗初期，而CYP2C9基因多态性会影响到整个抗凝治疗期。该Meta分析显示，只有CYP2C9基因多态性与主要出血事件的风险相关。
2007年，美国FDA在华法林药品说明书中添加了VKORC1和CYP2C9基因多态性对华法林剂量的影响等信息。2010年FDA批准在华法林药物说明书中加入基于VKORC1和CYP2C9基因型的推荐剂量表。此外，许多学者建议制定包括基因型信息和临床数据（如年龄、体重和胺碘酮使用情况等）在内的药物遗传学剂量公式，以便临床医生更准确地预测患者的华法林维持剂量。由于纳入了临床数据，这些公式更准确地预测华法林剂量需求，而FDA的推荐剂量并未纳入临床数据[20]。国际华法林遗传药理协会（IWPC）制定剂量计算公式的数据主要来源于欧洲人群[6]，并未纳入对非洲人和亚洲人有重要影响的基因多态性数据。目前国内也有研究建立了适合中国人的基因预测华法林剂量的计算公式[21]，但由于其研究对象样本量较小，来源较为局限，因此其准确性仍需进一步验证。
3 基因型预测华法林维持剂量的临床研究
3.1 COUMAGEN- Ⅱ研究
早期研究显示，将华法林药物基因检测数据用于指导临床用药的证据尚不充分。但2012年发表的大样本COUMAGEN- Ⅱ研究显示[22]，药物遗传学指导剂量可显著增加服药后1～3个月INR的TTR，降低INR的治疗范围外时间比（out of range，OOR）。基因型指导剂量组患者在治疗初期3个月内很少出现INR≥4和INR≤1.5的严重不良事件（4.5% vs. 9.4%，P<0.001）。这些数据表明采用基因型信息预测华法林剂量可改善疗效，COUMAGEN- Ⅱ研究的结果让人们对正在开展的临床随机对照试验的结果充满期待。
3.2 EU-PACT研究和COAG研究
欧洲抗凝治疗的药物遗传学（EU-PACT）研究和应用遗传学数据确定最佳抗凝疗法（COAG）研究是两项多中心随机对照试验，目的均是评估基因型指导华法林剂量的临床实用价值，两项研究结果均于2013年发表在《新格兰医学杂志》上[23-24]。两项研究的人群存在明显差异，EU-PACT研究对象的平均年龄较COAG研究大10岁，主要是心房纤颤和静脉血栓栓塞患者。EU-PACT研究的受试者主要来自英国和瑞典；而COAG研究的受试者主要来自美国，并包括了多个种族。两项研究均采用受到推荐的基因型指导剂量的药物遗传学算法，EU-PACT研究采用了IWPC改良算法[25]；COAG研究采用了Gage算法[26]。
EU-PACT研究显示，在抗凝治疗12周时，与标准剂量组相比，基因型指导剂量组的主要研究终点——INR在治疗范围内时间比有显著改善（60% vs. 67%，P<0.001）。这种差异在开始治疗4周时更为显著（46% vs. 55%，P<0.001）。此外，与标准剂量组相比，基因型指导剂量组过度抗凝（INR≥4）的发生率显著更低（37% vs. 27%），达到治疗INR值所需的时间更短（中位数：29 d vs. 21 d）。
与EU-PACT研究相比，COAG研究显示，在经过4周抗凝治疗后，基因型指导剂量组和临床指导剂量组INR的TTR没有显著差异（45.2% vs. 45.5%）。此外，对非洲人来说，基因型指导剂量组TTR比临床指导剂量组更低（35% vs. 43.5%），INR>3的时间百分比更高（27% vs. 22.5%）。两组在出血、血栓以及其他不良事件之间没有显著差异。然而，尽管差异无统计学意义，但从具体数值上来说，临床指导剂量组的主要出血事件要多于基因型指导剂量组（10 vs. 4，P<0.130），这种差异一直持续到为期6个月的随访终点（19 vs. 7，P<0.021）。
近期EU-PACT项目的研究人员开展的另一项研究评价了在部分欧洲国家使用的维生素K拮抗剂——苯丙香豆素和醋硝香豆素。该研究设计与COAG研究相似，其结果显示，在开始抗凝治疗4周后，基因型指导剂量组的TTR显著高于临床指导剂量组。然而，在治疗12周时该差异无统计学意义[27]。
EU-PACT研究和COAG研究在2013年美国心脏协会科学年会上同时公布，并发表在同一期的《新格兰医学杂志》上。尽管人们期待临床随机对照试验能为药物遗传学指导华法林剂量提供明确的证据，但现实情况是，这两个目前影响较大的研究却得到了不同的结果，造成这种差异的原因可能源自试验设计方案不同。首先，COAG研究采用了临床算法（临床治疗效果调整华法林剂量），而EU-PACT研究采用的是临床剂量（研究开始的1～3 d内使用负荷剂量）。与固定剂量相比，IWPC通过其临床算法纳入了临床因素，因而对华法林维持剂量的预测更为准确，在临床算法的基础上加入基因型数据（药物遗传学算法）则可进一步提高预测的准确性。然而，评价苯丙香豆素和醋硝香豆素的EU-PACT研究也采用了与COAG研究类似的临床算法，却仍能观察到在治疗4周时基因指导剂量组的TTR有显著改善。这提示临床算法可能并不是导致EU-PACT研究和COAG研究结果差异的唯一原因。
另一不同之处是EU-PACT研究采用了负荷剂量，而COAG研究采用的是非负荷剂量。这可能导致EU-PACT研究的受试者更早达到治疗目标INR，目前尚无法解释EU-PACT研究中基因型指导剂量组与对照组之间的这种差异，因为两个治疗组均达到负荷剂量。尽管COAG研究中几乎所有患者在第2次服药前都接受了基因型检测，但55%的患者在首次服药时并未完成基因型检测，这或许也是基因型指导剂量组并未显示出其优势的原因。
有些学者提出两项研究结果的不同源自其采用的剂量算法不同。但COAG研究和EU-PACT研究所采用的剂量算法相似，EU-PACT研究采用的IWPC算法是基于美国各种族人群得出的。因而，两种算法之间的差异不太可能是导致试验结果不同的原因。COAG研究是双盲试验，而EU-PACT研究是单盲试验，这可能导致EU-PACT研究中的临床医生更关注基因型指导剂量组的患者，从而产生偏倚。美国和欧洲对抗凝治疗的地区性差异也可能起到一定作用，这种地区性差异对试验结果的影响已在其它心血管疾病研究中得到证实。
COAG研究纳入了不同种族的受试者，其中包括30%的非洲人，而EU-PACT研究纳入的受试者则来自均质化程度高的欧洲族群。这可能是两项研究最为明显的不同之处。COAG研究和EU-PACT研究的基因型检测仅限于VKORC1-1639G>A和CYP2C9*2及*3变异型。约35%的欧洲人，4%的亚洲人和25%非洲人携带至少一种CYP2C9变异等位基因。对于COAG研究和EU-PACT研究中的欧洲人和亚洲人来说，CYP2C9*2及*3变异型可解释绝大部分由CYP2C9带来的剂量差异。但对COAG研究中的非洲人来说却并非如此，CYP2C9*2及*3变异型仅能解释约6%的剂量变异，而*5、*6、*8和*11变异型可解释约20%的剂量变异[28]。因此，约1/5的非洲人尽管拥有正常的CYP2C9基因型（*1/*1），华法林代谢能力仍降低，这是由于携带了其它类型的基因变异。常规的初始治疗剂量可能会增加非洲人抗凝过度的风险，COAG研究中非洲人TTR更低的原因可能在于该研究并未检测这些类型的CYP2C9基因变异。
因此，COAG研究和EU-PACT研究矛盾的结果可能并不是单一因素造成的，它是两项研究比较变量、种族分布、负荷剂量、基因数据完整性和地区差异性共同作用的结果。
4 与基因型预测华法林维持剂量相关的临床指南
目前主要有两个指南包括了有关基因型预测华法林维持剂量的相关内容。第一个是由美国胸科医师学会（ACCP）于2012年公布的《抗栓治疗和血栓形成预防指南》 第9版，该指南并不建议常规行基因型检测来预测华法林维持剂量[29]。
此外，临床药物遗传学研究联盟（CPIC）于2011年发布的指南并没有明确提出需行基因型检测，但如果已有此数据，那么在确定华法林剂量时应将其考虑在内，加入遗传学数据可更准确地预测华法林剂量[30]。该指南进一步提出，在确定华法林剂量时推荐采用Gage算法或IWPC算法。
这两个指南均提出了基因型预测华法林维持剂量的发展方向。首先，确定华法林剂量之前是否需行华法林药物遗传学检测；其次，如果已有基因检测数据，那么在确定剂量时是否使用。
现有研究并不支持在华法林治疗前常规行基因型检测。更为重要的是，如果仅检测COAG研究中所提到的基因型，那么对某些人群可能还会带来负面效果，如COAG研究提示这会增加非洲人抗凝过度的风险。
近期有两项相关的Meta分析，一项包括了9个香豆素类药物的随机研究，共有2 812例患者被纳入基因型指导剂量组和对照组[31]。分析显示两组在TTR、INR>4、主要出血事件和血栓栓塞事件方面差异无统计学意义。但这些研究的TTR标准不一，确定临床剂量的方法也并不相同。另一项Meta分析仅纳入了有关华法林的7项相关研究，包括了1 910例患者[32]。该分析将临床剂量进一步分为了固定剂量组（目前临床上最常采用的给药方案）和非固定剂量组，结果显示，与固定剂量组相比 ，基因型指导剂量组的TTR显著改善；而与非固定剂量组相比，两组的TTR差异无统计学意义。
这两项Meta分析提示，根据临床参数确定华法林剂量的个体化治疗方案（临床算法）显著优于目前常规应用的固定剂量方案，重要的是这种方案无需额外花费。其次，华法林药物遗传学检测的临床实用性有限，特别是与临床算法相比。可以预见的是，如果没有更多的临床试验支持基因型指导剂量可改善TTR及临床结局，ACCP指南将仍不建议在临床工作中使用华法林药物遗传学基因检测。
此外，如果已有基因型检测数据，那么在确定剂量时是否使用，因为这样并不会额外增加费用。随着临床基因组学测序的日益普及，这种情况将越来越常见。尽管现有研究对华法林药物遗传学检测的作用尚未达成共识，但除了非洲人外，也未显示出负面的作用。尽管前述Meta分析显示基因型检测确定华法林维持剂量在整体上无显著获益，但在TTR、主要出血事件和血栓栓塞事件等结局指标上仍有一定改善，特别是基因型指导剂量组的主要出血事件发生率要低40%，这与COAG研究的结果类似。现在研究显示，如果仅检测VKORC1-1639G>A变体和CYP2C9*2及*3变异型，那么对非洲人行基因检测则是有风险的，因为其它类型的CYP2C9变异也会导致华法林剂量减少。近期已有研究建立了专门适用于非洲人的华法林药物遗传学算法[33]，尽管它还没有像Gage算法和IWPC算法那样被广泛使用验证。目前针对亚洲人的相关研究仍较少，且未在多中心、大样本试验中得到进一步验证[21]。
5 展望
目前有关华法林药物遗传学的临床研究数量尽管已有很多，但试验设计方案严谨的大样本、多中心临床试验仍较少。目前正在开展的临床试验将进一步评估基因型指导华法林剂量的临床实用性。疗效对比研究和观察性研究将得到更多数据，如何应用这些数据也是下一步研究的方向。
研究的另一个重要方向是在各族群中寻找其它可能影响华法林剂量的基因突变类型，从而进一步完善华法林维持剂量算法公式。尽管近期的研究明确基因型检测的重要性，但如果将其应用于提高华法林剂量的准确性、降低抗凝并发症风险，则仍有许多研究需要开展。如前所述，COAG研究和EU-PACT研究并没有纳入亚洲人。但是鉴于VKORC1-1639A基因突变在亚洲人群中很常见，亚洲人也很可能从基因型指导剂量的模式中获益，目前国内相关临床研究也正在开展中。
近年已有不少研究证实遗传因素可影响华法林的剂量水平，进而建立了包含遗传学信息和临床信息的剂量公式，其对华法林剂量的预测准确性要高于临床常规方案。然而，临床对照试验的结果不一，有些研究提示基因型指导剂量可改善临床结局，而另一些研究则认为其并不能取得临床获益。虽然现有证据并不支持采用基因型分析指导华法林剂量，但在有条件的机构针对特定族群开展基因型检测也不失为一种合理的选择。目前正在进行的试验有望提供更多数据，下一步研究需要在剂量公式中纳入适用于少数人群的变量。所有这些工作将进一步完善临床应用基因型检测指导华法林剂量这一新型的治疗模式。