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基因型密切相关,尤其是细胞色素 P450 2C9(CYP2C9)和维生素 K 环氧化物还原酶复合物 1(VKORC1)的基因型对华法林的影响受到广泛认同;尽管还有其他很多基因型被报道与华法林剂量有关,但其具体影响结论不一。研究发现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,由于目前已开展的临床试验结果不一,其实用性亦受到质疑。下一步研究需要更大样本量及多中心的研究,以期进一步阐释遗传与非遗传因素对华法林剂量的影响,同时对已构建的模型进行验证或构建新模型,提高对华法林个体差异的解释百分比。
引用本文: 张恒, 董力. 遗传因素对华法林维持剂量影响的研究现状. 中国胸心血管外科临床杂志, 2018, 25(8): 719-723. doi: 10.7507/1007-4848.201708038 复制
华法林是双香豆素衍生物,为最常用的口服抗凝药物之一,被广泛用于预防和治疗深静脉血栓所引起的肺栓塞、慢性心房颤动、人工心脏瓣膜置换术后的抗凝治疗等,其在瓣膜置换术后抗凝治疗中,被认为是唯一有效的口服抗凝剂。虽然近年来出现许多新型口服抗凝药物,如口服Ⅹa 因子和Ⅱa 直接抑制剂(如前者有依度沙班、后者有达比加群等),但由于这些药物缺乏有效的抗凝强度检测以及逆转药物等原因,尚不能取代华法林在临床中的应用,尤其是在心脏瓣膜置换术后的抗凝治疗中,华法林的使用是目前其他抗凝药物无法取代的。但是,临床观察显示,华法林用药剂量的安全范围较窄且个体差异大,若过量用药将导致出血的风险,而用药不足则有形成血栓的风险[1]。不同个体用药的稳定剂量相差可达 20 倍以上[2]。故临床上如何安全使用华法林,尽量减少其并发症仍是目前所关注的重点问题。临床上通过长期监测国际标准化比值(INR)对华法林抗凝强度进行监控,保证用药相对安全,但这一繁琐的剂量监控制约着华法林应用普及,而导致这一结果的根本原因离不开华法林复杂且繁多的影响因素,目前研究的影响因素主要有:遗传因素(基因多态性)、非遗传因素(年龄、性别、身高、体重、合并疾病、食物、合并使用的药物、血浆维生素 K 水平等)。研究发现,基因型是决定华法林剂量的主要因素之一,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[3]。故基因型对华法林剂量的影响是目前研究重点和热点。目前研究最多的华法林相关基因有:细胞色素 P450 2C9(CYP2C9)基因、维生素 K 环氧化物还原酶复合物 1(VKORC1)基因、γ-谷氨酰羧化酶(GGCX)基因、细胞色素 P450 4F2(CYP4F2)基因以及醌氧化还原酶 1(NQO1)基因。但是,在这些基因中,除了 VKORC1 和 CYP2C9 基因对华法林的影响结论较为一致外,其余基因对华法林的影响结论不一,有待进一步研究论证。本综述旨在回顾遗传因素与华法林剂量的相关性,总结基因指导华法林剂量的研究现状,并探讨采用基因型指导华法林剂量下一步的研究方向。
1 与华法林剂量相关基因
基因对华法林剂量的影响是目前的研究热点,考虑到华法林药物代谢动力学及药效学的影响因素,其研究最广的包括五类基因:CYP2C9 基因、VKORC1 基因、GGCX 基因、CYP4F2 基因以及 NQO1 基因。此五种基因分别编码与华法林代谢相关的五类酶,故该五类基因被认为是影响华法林剂量的主要基因。
细胞色素 P450 的 CYP2C 亚族包括 4 个成员:CYP2C8、CYP2C9、CYP2C18 和 CYP2C19。其中,CYP2C9 是肝脏中最丰富的亚型,代谢广泛的临床应用相关药物,如口服抗凝血剂(华法林、苊香豆醇和苯丙香豆素)抗糖尿病药物(甲苯磺丁脲和格列吡嗪),抗惊厥药物的苯妥英以及广泛的非甾体类抗炎药药物(如双氯芬酸、布洛芬和吡罗昔康)[4-5]。该基因编码 CYP2C9 酶是多态的。CYP2C9 基因最常见基因型是 CYP2C9*1 及野生型,其基因频率达 80%~95%[6-10],最常见的变异基因型为 CYP2C9*2 和 CYP2C9*3,其在高加索人相对多见(约 15%~30%),在非裔美国人、非洲人以及亚洲人中少见[6, 8-9]。
VKORC1 是华法林发挥抗凝作用的部位,是维生素 K 依赖性凝血因子活化过程中的关键酶,它能够将维生素 K 由环氧化物向氢醌型转化,从而参与了维生素 K 依赖的凝血因子及抗凝蛋白 C 和 S 的活化过程。所以,华法林能通过抑制 VKORC1 的活性,阻止维生素 K 的反复利用,进而阻断凝血因子(Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ)的活化,使这些因子停留于无凝血活性的前体阶段,产生抗凝作用。该酶由 VKORC1 基因编码,该基因多态性的突变将导致凝血因子的匮乏或华法林抵抗,其中对华法林剂量有影响的单核苷酸多态性位点主要有启动子区 1639 位置 G>A,另一个内含子 1173 位置 C>T[11]。
GGCX 是细胞的一种膜蛋白,催化凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的 γ-羧化作用。较多研究报道 GGCX 基因多态性显著影响华法林剂量[12-14]。
NQO1 是降解包括维生素 K 在内的醌类物质的酶,该酶可抑制维生素 K 转化为维生素 K 对苯二酚,而后者是 γ-羧化和激活凝血因子的辅因子[15],故其可导致体内维生素 K 和活化凝血因子的减少,所以,NQO1 在维生素 K 循环中具有显著的作用,NQO1 基因亦被作为进一步解释华法林剂量变化的基因。NQO1 基因位于 16 号染色体[16-17],NQO1*2 突变大约占非裔美国人和白种人的 20%。NQO1*2 等位基因与降低凝血因子活性以及缺血性脑卒中风险相关[18]。
CYP4F2 基因是细胞色素 P450 超家族中一员,其编码一种单加氧酶,可以促进维生素 K 的羧化反应,故 CYP4F2 基因多态性对华法林剂量的影响受到广泛关注。有研究报道 CYP4F2 基因与华法林个体间的差异有关[19-20],但亦有研究提出该基因对华法林剂量的影响尚证据不足[21]。所以,CYP4F2 基因多态性对华法林剂量的影响仍需进一步扩大样本,进行研究论证。当然,目前的研究结论尚不能明确 CYP4F2 基因多态性在华法林剂量预测公式中的地位[22]。
2 华法林剂量个体差异与基因关系的研究现状
研究华法林剂量差异主要包括如下四个方面:(1)维持剂量的差异;(2)维持剂量的稳定程度;(3)种族间的剂量差异;(4)出血及血栓等并发症发生率的差异。
维持剂量的差异:华法林维持剂量的个体差异是目前研究最广的领域,前述五类基因均有研究报道与华法林稳定剂量个体差异相关。CYP2C9 等位基因中,研究发现 CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 与低华法林维持剂量相关[23]。CYP2C9*2 杂合子患者比 CYP2C9*1 纯合子患者华法林剂量低 15%~20%,CYP2C9*3 杂合子患者比 CYP2C9*1 纯合子患者华法林剂量低 30%~40%,CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 纯合子患者比 CYP2C9*1 纯合子华法林剂量低 35%~75%,此外,CYP2C9*4,CYP2C9*5,CYP2C9*6,CYP2C9*11 可能与低华法林维持剂量相关[24-26]。
VKORC1 基因中,研究发现 VKORC1 1173 CT 和 1173 CC 患者比 1173 TT 患者华法林维持剂量分别高 44% 和 97%,VKORC1 1639 GA 和 GG 患者华法林维持剂量比 AA 患者分别高 52%,102%,VKORC1 3730 GA 和 AA 患者比 GG 患者华法林维持剂量分别高 27%,52%[27]。
有研究报道 CYP4F2 基因、NQO1 基因以及 GGCX 基因均与华法林维持剂量息息相关。CYP4F2 基因 CT 和 TT 患者华法林剂量比 CC 患者高[28-29]。NQO1 基因突变能增加 34% 的华法林维持剂量。GGCX(rs11676382)和 GGCX(rs6738645)也与华法林剂量明显相关,GGCX(rs11676382)CG 携带者华法林剂量需求比 GGCX(rs11676382)CC 携带者低,GGCX(rs6738645)GG 携带者华法林剂量也比 GGCX(rs6738645)CC 携带者低,但 GGCX(rs11676382)和 GGCX(rs6738645)对国人华法林剂量的影响尚待进一步研究[30-31],也有研究发现 GGCX 3261AA,GGCX(rs2592551)影响华法林维持剂量[32-33]。虽然上述五类基因都有报道与华法林维持剂量相关,但是,除 CYP2C9 和 VKORC1 基因,目前大多数其他基因包括 CYP4F2 基因、NQO1 基因、GGCX 基因对华法林维持剂量的影响均无一致结论。
维持剂量的稳定程度:不同个体间华法林维持剂量的稳定程度也是目前临床关心的问题,研究发现,不同患者间华法林维持剂量以及同一个体华法林维持剂量的稳定性均存在显著差异,导致临床抗凝监测及药物调整困难。此类现象与个体遗传因素的关系尚无相关研究报道,也是将来需进一步探索的问题。
种族间的剂量差异:华法林种族间的差异也是目前关注热点,研究发现与白种人相比,非裔美国人华法林剂量需求较高,而亚洲人较低[34]。但由于样本受限,有关种族间华法林差异与基因关系的大样本研究甚少。有研究提示 VKORC1 C-1639G>A 基因中,携带等位基因 A 的人群所需的华法林剂量最低。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[35-36],但这只是部分解释了种族间华法林差异的原因,由于样本受限,故目前相关研究甚少,尤其是中国患者与欧美患者华法林之前差异的研究仍是空白,所以种族间华法林差异的遗传与非遗传因素尚待进一步研究论证。
出血及血栓等并发症发生率的差异:个体间华法林出现出血、栓塞等并发症的差异也是临床关注的重点,临床中发现有些患者容易出现抗凝并发症,尤其是出血,有些患者 INR 值即使在较低的目标值也会出血,而有些患者即使 INR 值很高,也不会出现出血。研究发现,CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 与过度抗凝相关[37],及携带此两类基因的患者出血风险明显增加,此类患者适当降低抗凝强度将有助于减少出血并发症发生。而栓塞风险增加的原因目前研究较少,有待进一步探索。
3 非遗传因素与华法林维持剂量的相关性
影响华法林的非遗传因素很多,性别、年龄、身高、体重、饮食、环境等,当然药物间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药物影响华法林药物代谢动力学;阿司匹林、氯吡格雷、肝素及维生素K等药物影响凝血功能进而影响华法林剂量[38]。目前非遗传因素对华法林剂量影响的大样本多中心研究较少,且结论不一;有文献[39]报道:随着年龄的增长,华法林用药剂量则有所减少。而随着身高的增加,华法林用药剂量则随之增加。但性别与体重对华法林用药剂量的影响并不显著。而亦有研究[40]报道女性的华法林稳定剂量比男性要低。故可见影响华法林的非遗传因素有待进一步深入。
4 基因指导华法林用药的研究现状
研究遗传因素与非遗传因素对华法林的影响,最终目的是建立一个可预测华法林安全剂量的剂量公式,提高华法林临床用药的安全性。目前许多文献报道了一些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的研究。例如:日本 Harada 于 2010 年报道计量公式为:剂量(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]。中国王玉庆于 2016 年报道的计量公式:Y=1.963–0.986×(CYP2C9*3)+0.893×(VKORC1-1639)+0.002×(华法林血药浓度)–0.019×(年龄)[42]。中国侯江龙 2015 年报道的剂量公式则为:剂量(mg)=exp(1.154 302 2–0.004 245 1×年龄–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 杂合突变、VKORC1 纯合突变、CYP2C9 430 杂合突变、CYP2C9 430 纯合突变、CYP2C9 1075 杂合突变、CYP4F2 V433M 杂合突变、CYP4F2 V433M 纯合突变出现时赋值为 1,否则则为 0,exp 为自然对数指数[39]。但目前华法林的相关影响因素尚未研究明确,故研究剂量公式纳入变量较少,且不统一,剂量公式也不同,故剂量公式指导华法林用药上存在争议。今后研究有待扩大样本及来源进一步提高计量公式准确性,或研究特定种族计量公式也不失为一种合理选择。
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[43-44]。EU-PACT 研究显示基因指导华法林剂量较临床指导治疗存在很多优势,如缩短达到目标 INR 的时间,减少华法林调整次数,以及减少过度抗凝等,但 COAG 研究却显示基因指导华法林剂量与临床指导的主要结局没有显著差异。综合分析两个研究,不难看出 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,它是两项研究的比较变量、种族分布、负荷剂量、基因数据完整性和地区差异性等共同作用的结果。
总之,目前有关华法林药物遗传学的临床研究尽管数量繁多,但试验设计方案严谨的大样本、多中心临床试验仍较少。故下一步研究将进一步精确基因与非基因因素对华法林剂量的影响,评估基因指导华法林剂量的临床实用性。
5 展望
基因多态性结合非遗传因素指导华法林用药具有重要意义,但目前研究华法林剂量相关基因尚不明确,影响华法林剂量的相关非遗传因素也结论不一,故通过剂量公式预算华法林剂量的临床实用性尚存在争议[45]。因此,今后研究需要进一步明确遗传与非遗传因素对华法林剂量的影响,从而完善已构建的模型或构建新模型,以期提高对华法林个体差异的解释百分比。
华法林是双香豆素衍生物,为最常用的口服抗凝药物之一,被广泛用于预防和治疗深静脉血栓所引起的肺栓塞、慢性心房颤动、人工心脏瓣膜置换术后的抗凝治疗等,其在瓣膜置换术后抗凝治疗中,被认为是唯一有效的口服抗凝剂。虽然近年来出现许多新型口服抗凝药物,如口服Ⅹa 因子和Ⅱa 直接抑制剂(如前者有依度沙班、后者有达比加群等),但由于这些药物缺乏有效的抗凝强度检测以及逆转药物等原因,尚不能取代华法林在临床中的应用,尤其是在心脏瓣膜置换术后的抗凝治疗中,华法林的使用是目前其他抗凝药物无法取代的。但是,临床观察显示,华法林用药剂量的安全范围较窄且个体差异大,若过量用药将导致出血的风险,而用药不足则有形成血栓的风险[1]。不同个体用药的稳定剂量相差可达 20 倍以上[2]。故临床上如何安全使用华法林,尽量减少其并发症仍是目前所关注的重点问题。临床上通过长期监测国际标准化比值(INR)对华法林抗凝强度进行监控,保证用药相对安全,但这一繁琐的剂量监控制约着华法林应用普及,而导致这一结果的根本原因离不开华法林复杂且繁多的影响因素,目前研究的影响因素主要有:遗传因素(基因多态性)、非遗传因素(年龄、性别、身高、体重、合并疾病、食物、合并使用的药物、血浆维生素 K 水平等)。研究发现,基因型是决定华法林剂量的主要因素之一,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[3]。故基因型对华法林剂量的影响是目前研究重点和热点。目前研究最多的华法林相关基因有:细胞色素 P450 2C9(CYP2C9)基因、维生素 K 环氧化物还原酶复合物 1(VKORC1)基因、γ-谷氨酰羧化酶(GGCX)基因、细胞色素 P450 4F2(CYP4F2)基因以及醌氧化还原酶 1(NQO1)基因。但是,在这些基因中,除了 VKORC1 和 CYP2C9 基因对华法林的影响结论较为一致外,其余基因对华法林的影响结论不一,有待进一步研究论证。本综述旨在回顾遗传因素与华法林剂量的相关性,总结基因指导华法林剂量的研究现状,并探讨采用基因型指导华法林剂量下一步的研究方向。
1 与华法林剂量相关基因
基因对华法林剂量的影响是目前的研究热点,考虑到华法林药物代谢动力学及药效学的影响因素,其研究最广的包括五类基因:CYP2C9 基因、VKORC1 基因、GGCX 基因、CYP4F2 基因以及 NQO1 基因。此五种基因分别编码与华法林代谢相关的五类酶,故该五类基因被认为是影响华法林剂量的主要基因。
细胞色素 P450 的 CYP2C 亚族包括 4 个成员:CYP2C8、CYP2C9、CYP2C18 和 CYP2C19。其中,CYP2C9 是肝脏中最丰富的亚型,代谢广泛的临床应用相关药物,如口服抗凝血剂(华法林、苊香豆醇和苯丙香豆素)抗糖尿病药物(甲苯磺丁脲和格列吡嗪),抗惊厥药物的苯妥英以及广泛的非甾体类抗炎药药物(如双氯芬酸、布洛芬和吡罗昔康)[4-5]。该基因编码 CYP2C9 酶是多态的。CYP2C9 基因最常见基因型是 CYP2C9*1 及野生型,其基因频率达 80%~95%[6-10],最常见的变异基因型为 CYP2C9*2 和 CYP2C9*3,其在高加索人相对多见(约 15%~30%),在非裔美国人、非洲人以及亚洲人中少见[6, 8-9]。
VKORC1 是华法林发挥抗凝作用的部位,是维生素 K 依赖性凝血因子活化过程中的关键酶,它能够将维生素 K 由环氧化物向氢醌型转化,从而参与了维生素 K 依赖的凝血因子及抗凝蛋白 C 和 S 的活化过程。所以,华法林能通过抑制 VKORC1 的活性,阻止维生素 K 的反复利用,进而阻断凝血因子(Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ)的活化,使这些因子停留于无凝血活性的前体阶段,产生抗凝作用。该酶由 VKORC1 基因编码,该基因多态性的突变将导致凝血因子的匮乏或华法林抵抗,其中对华法林剂量有影响的单核苷酸多态性位点主要有启动子区 1639 位置 G>A,另一个内含子 1173 位置 C>T[11]。
GGCX 是细胞的一种膜蛋白,催化凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的 γ-羧化作用。较多研究报道 GGCX 基因多态性显著影响华法林剂量[12-14]。
NQO1 是降解包括维生素 K 在内的醌类物质的酶,该酶可抑制维生素 K 转化为维生素 K 对苯二酚,而后者是 γ-羧化和激活凝血因子的辅因子[15],故其可导致体内维生素 K 和活化凝血因子的减少,所以,NQO1 在维生素 K 循环中具有显著的作用,NQO1 基因亦被作为进一步解释华法林剂量变化的基因。NQO1 基因位于 16 号染色体[16-17],NQO1*2 突变大约占非裔美国人和白种人的 20%。NQO1*2 等位基因与降低凝血因子活性以及缺血性脑卒中风险相关[18]。
CYP4F2 基因是细胞色素 P450 超家族中一员,其编码一种单加氧酶,可以促进维生素 K 的羧化反应,故 CYP4F2 基因多态性对华法林剂量的影响受到广泛关注。有研究报道 CYP4F2 基因与华法林个体间的差异有关[19-20],但亦有研究提出该基因对华法林剂量的影响尚证据不足[21]。所以,CYP4F2 基因多态性对华法林剂量的影响仍需进一步扩大样本,进行研究论证。当然,目前的研究结论尚不能明确 CYP4F2 基因多态性在华法林剂量预测公式中的地位[22]。
2 华法林剂量个体差异与基因关系的研究现状
研究华法林剂量差异主要包括如下四个方面:(1)维持剂量的差异;(2)维持剂量的稳定程度;(3)种族间的剂量差异;(4)出血及血栓等并发症发生率的差异。
维持剂量的差异:华法林维持剂量的个体差异是目前研究最广的领域,前述五类基因均有研究报道与华法林稳定剂量个体差异相关。CYP2C9 等位基因中,研究发现 CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 与低华法林维持剂量相关[23]。CYP2C9*2 杂合子患者比 CYP2C9*1 纯合子患者华法林剂量低 15%~20%,CYP2C9*3 杂合子患者比 CYP2C9*1 纯合子患者华法林剂量低 30%~40%,CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 纯合子患者比 CYP2C9*1 纯合子华法林剂量低 35%~75%,此外,CYP2C9*4,CYP2C9*5,CYP2C9*6,CYP2C9*11 可能与低华法林维持剂量相关[24-26]。
VKORC1 基因中,研究发现 VKORC1 1173 CT 和 1173 CC 患者比 1173 TT 患者华法林维持剂量分别高 44% 和 97%,VKORC1 1639 GA 和 GG 患者华法林维持剂量比 AA 患者分别高 52%,102%,VKORC1 3730 GA 和 AA 患者比 GG 患者华法林维持剂量分别高 27%,52%[27]。
有研究报道 CYP4F2 基因、NQO1 基因以及 GGCX 基因均与华法林维持剂量息息相关。CYP4F2 基因 CT 和 TT 患者华法林剂量比 CC 患者高[28-29]。NQO1 基因突变能增加 34% 的华法林维持剂量。GGCX(rs11676382)和 GGCX(rs6738645)也与华法林剂量明显相关,GGCX(rs11676382)CG 携带者华法林剂量需求比 GGCX(rs11676382)CC 携带者低,GGCX(rs6738645)GG 携带者华法林剂量也比 GGCX(rs6738645)CC 携带者低,但 GGCX(rs11676382)和 GGCX(rs6738645)对国人华法林剂量的影响尚待进一步研究[30-31],也有研究发现 GGCX 3261AA,GGCX(rs2592551)影响华法林维持剂量[32-33]。虽然上述五类基因都有报道与华法林维持剂量相关,但是,除 CYP2C9 和 VKORC1 基因,目前大多数其他基因包括 CYP4F2 基因、NQO1 基因、GGCX 基因对华法林维持剂量的影响均无一致结论。
维持剂量的稳定程度:不同个体间华法林维持剂量的稳定程度也是目前临床关心的问题,研究发现,不同患者间华法林维持剂量以及同一个体华法林维持剂量的稳定性均存在显著差异,导致临床抗凝监测及药物调整困难。此类现象与个体遗传因素的关系尚无相关研究报道,也是将来需进一步探索的问题。
种族间的剂量差异:华法林种族间的差异也是目前关注热点,研究发现与白种人相比,非裔美国人华法林剂量需求较高,而亚洲人较低[34]。但由于样本受限,有关种族间华法林差异与基因关系的大样本研究甚少。有研究提示 VKORC1 C-1639G>A 基因中,携带等位基因 A 的人群所需的华法林剂量最低。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[35-36],但这只是部分解释了种族间华法林差异的原因,由于样本受限,故目前相关研究甚少,尤其是中国患者与欧美患者华法林之前差异的研究仍是空白,所以种族间华法林差异的遗传与非遗传因素尚待进一步研究论证。
出血及血栓等并发症发生率的差异:个体间华法林出现出血、栓塞等并发症的差异也是临床关注的重点,临床中发现有些患者容易出现抗凝并发症,尤其是出血,有些患者 INR 值即使在较低的目标值也会出血,而有些患者即使 INR 值很高,也不会出现出血。研究发现,CYP2C9*2 和 CYP2C9*3 与过度抗凝相关[37],及携带此两类基因的患者出血风险明显增加,此类患者适当降低抗凝强度将有助于减少出血并发症发生。而栓塞风险增加的原因目前研究较少,有待进一步探索。
3 非遗传因素与华法林维持剂量的相关性
影响华法林的非遗传因素很多,性别、年龄、身高、体重、饮食、环境等,当然药物间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药物影响华法林药物代谢动力学;阿司匹林、氯吡格雷、肝素及维生素K等药物影响凝血功能进而影响华法林剂量[38]。目前非遗传因素对华法林剂量影响的大样本多中心研究较少,且结论不一;有文献[39]报道:随着年龄的增长,华法林用药剂量则有所减少。而随着身高的增加,华法林用药剂量则随之增加。但性别与体重对华法林用药剂量的影响并不显著。而亦有研究[40]报道女性的华法林稳定剂量比男性要低。故可见影响华法林的非遗传因素有待进一步深入。
4 基因指导华法林用药的研究现状
研究遗传因素与非遗传因素对华法林的影响,最终目的是建立一个可预测华法林安全剂量的剂量公式,提高华法林临床用药的安全性。目前许多文献报道了一些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的研究。例如:日本 Harada 于 2010 年报道计量公式为:剂量(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]。中国王玉庆于 2016 年报道的计量公式:Y=1.963–0.986×(CYP2C9*3)+0.893×(VKORC1-1639)+0.002×(华法林血药浓度)–0.019×(年龄)[42]。中国侯江龙 2015 年报道的剂量公式则为:剂量(mg)=exp(1.154 302 2–0.004 245 1×年龄–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 杂合突变、VKORC1 纯合突变、CYP2C9 430 杂合突变、CYP2C9 430 纯合突变、CYP2C9 1075 杂合突变、CYP4F2 V433M 杂合突变、CYP4F2 V433M 纯合突变出现时赋值为 1,否则则为 0,exp 为自然对数指数[39]。但目前华法林的相关影响因素尚未研究明确,故研究剂量公式纳入变量较少,且不统一,剂量公式也不同,故剂量公式指导华法林用药上存在争议。今后研究有待扩大样本及来源进一步提高计量公式准确性,或研究特定种族计量公式也不失为一种合理选择。
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[43-44]。EU-PACT 研究显示基因指导华法林剂量较临床指导治疗存在很多优势,如缩短达到目标 INR 的时间,减少华法林调整次数,以及减少过度抗凝等,但 COAG 研究却显示基因指导华法林剂量与临床指导的主要结局没有显著差异。综合分析两个研究,不难看出 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,它是两项研究的比较变量、种族分布、负荷剂量、基因数据完整性和地区差异性等共同作用的结果。
总之,目前有关华法林药物遗传学的临床研究尽管数量繁多,但试验设计方案严谨的大样本、多中心临床试验仍较少。故下一步研究将进一步精确基因与非基因因素对华法林剂量的影响,评估基因指导华法林剂量的临床实用性。
5 展望
基因多态性结合非遗传因素指导华法林用药具有重要意义,但目前研究华法林剂量相关基因尚不明确,影响华法林剂量的相关非遗传因素也结论不一,故通过剂量公式预算华法林剂量的临床实用性尚存在争议[45]。因此,今后研究需要进一步明确遗传与非遗传因素对华法林剂量的影响,从而完善已构建的模型或构建新模型,以期提高对华法林个体差异的解释百分比。