趙鑫龍，楊杰孚

（1.北京醫(yī)院心血管內(nèi)科/國家老年醫(yī)學(xué)中心/中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院老年醫(yī)學(xué)研究院，北京 100730；2.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院研究生院，北京 100005）

華法林從20 世紀(jì)40 年代被發(fā)現(xiàn)以來，憑借價(jià)格低廉，口服后經(jīng)腸道快速吸收等優(yōu)點(diǎn)，成為了包括靜脈血栓栓塞性疾病的一級(jí)和二級(jí)預(yù)防、心房顫動(dòng)血栓栓塞的預(yù)防、瓣膜病、人工瓣膜置換術(shù)和心腔內(nèi)血栓形成等需長期抗凝治療患者的常用藥物。但使用華法林需長期檢測(cè)國際標(biāo)準(zhǔn)化比值（international normalized ratio，INR）、藥物起效及代謝失效時(shí)間長短不一等，目前有達(dá)比加群酯、利伐沙班、依度沙班等多種NOACs 新型口服抗凝藥物（Novel oral anticoagulants，NOACs）的研發(fā)，為疾病的治療提供更多的選擇。雖然華法林劑量選擇靈活，但針對(duì)不同人個(gè)體化差異較大，藥物使用的不良事件也屢見不鮮。近年來越來越多的研究證實(shí)遺傳因素對(duì)華法林穩(wěn)態(tài)劑量的潛在影響，但是否利用遺傳信息等變量指導(dǎo)華法林的使用仍存在不少質(zhì)疑。諸多國內(nèi)外學(xué)者致力于華法林基因組學(xué)的前瞻性研究，建立了多個(gè)給藥模型，試圖通過基因指導(dǎo)給藥。本文就目前華法林基因組學(xué)的主要研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)華法林個(gè)體化治療的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 華法林藥物作用機(jī)制和藥代動(dòng)力學(xué)

華法林是一類雙香豆素衍生物，其可通過抑制維生素K 環(huán)氧化物還原酶（VKOR）發(fā)揮作用[1]。VKOR 主要由VKORC1 基因編碼。通過影響氧化型維生素K 轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原型維生素K，從而影響凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ和蛋白質(zhì)C、S、Z 氨基末端谷氨酸殘基的羧化反應(yīng)，造成凝血因子無法激活活化，達(dá)到抗凝作用[2]。華法林經(jīng)口服后進(jìn)入胃腸道可被快速吸收，入血后主要與白蛋白結(jié)合，通常90 min 左右血藥濃度達(dá)高峰。目前臨床上使用的華法林是消旋酸光學(xué)異構(gòu)體的混合物，包括了S 型和R 型華法林，其中S 型的效能是R 型的3～5 倍，S 型占據(jù)了華法林效應(yīng)的60%～70%。兩者通過不同的代謝途徑在肝臟中代謝清除，S 型華法林具有約1.5 倍的全身清除率，比R 型華法林有效5 倍[3]。S 型華法林主要通過CYP2C9 代謝，可將S 型華法林催化成為無活性形式S-6-羥基或S-7-羥基華法林；而R 型華法林主要通過CYP1A2、CYP1A2、CYP3A4 和酮還原酶在肝臟中代謝為無活性的R-10-羥基華法林[4]。

2 華法林藥物基因組學(xué)

2.1 細(xì)胞色素酶P450 2C9（CYP2C9）主要存在于肝臟、腸道細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的細(xì)胞色素P450 家族（CYP）催化體內(nèi)多種內(nèi)、外源物質(zhì)，其中CYP2C9 是編碼細(xì)胞色素P450 家族酶2C9 蛋白（與華法林代謝酶活性有關(guān)）的基因，編碼CYP2C9 蛋白的基因主要位于10 號(hào)染色體長臂（10q24.2），全長約為50 kb，包含9個(gè)外顯子和8 個(gè)內(nèi)含子，可讀框長度為1472 bp。CYP2C9 基因具有多態(tài)性，其主要取決于編碼區(qū)的SNPs[5]，目前已命名的SNPs 有62 種，分別以CYP2C9*1-CYP2C9*62 命名[6]。相關(guān)報(bào)道中出現(xiàn)最多的SNPs 為野生型CYP2C9*1、雜合突變型CYP2C9*2 和CYP2C9*3[7]。野生型的等位基因決定酶的活性，具備了正常酶代謝的高度活性，而突變型所編碼的酶活性則相對(duì)有所降低。

CYP2C9 基因頻率的分布存在明顯差異。就種族而言，歐洲人群中最為常見，且研究最為廣泛的突變是CYP2C9*2 和*3[8]。對(duì)于我國人群，Dai DP 等[9]根據(jù)我國漢族人群CYP2C9 分布建立的基因庫顯示，CYP2C9*1、*3的出現(xiàn)頻率為94.48%、2.94%，而CYP2C9*2的出現(xiàn)頻率并不高。由此可見，亞洲人群中CYP2C9*2 型突變較為罕見，90%以上的亞洲黃種人為野生型CYP2C9 *1。有研究表明[10]，CYP2C9基因多態(tài)性與抗凝治療期間抗凝過度及出血并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)可能相關(guān)，因此明確基因型對(duì)合理抗凝起到重要作用。

2.2 VKORC1 基因 VKORC1 編碼的蛋白質(zhì)為組成維生素K 環(huán)氧化物還原酶復(fù)合體（VKORC）亞單位之一，其是維生素K 依賴性凝血因子生成的限速酶，同時(shí)也是華法林的作用靶點(diǎn)。VKORC1 基因位于位于16 號(hào)染色體短臂（16p11.2），全長約為100bp，包含3 個(gè)外顯子。在VKORC1的編碼區(qū)和非編碼區(qū)存在較多的SNPs，其中對(duì)華法林使用劑量有影響的SNPs 主要位于：?jiǎn)?dòng)子區(qū)1639 位置G＞A，第一個(gè)內(nèi)含子1173 位置C＞T[11]。VKORC1-1639GG和VKORC1-1173CC 稱為野生型。與攜帶野生型個(gè)體所需的華法林劑量相比，攜帶雜合型1639AG 和1173CT的個(gè)體所需劑量較少。1639AA 和1173TT為純合子的突變體，其攜帶者所需華法林劑量相比野生型更少[12]。在高加索人群中VKORC1-1173 等位基因TT、CT、CC 分布頻率為16.3%、46.9%、36.8%，日本人群84.9%、15.1%、0，而在對(duì)我國漢族人群中其分布頻率分別為81.4%、15.1%、2.5%[13]。高加索人群中VKORC1-1639 等位基因AA、GG、AG分布頻率為14%、47%、39%，而在我國漢族人群中為80%、18%、2%。由此看來VKORC1 基因型在不同人種中分布不同。甚至一些研究顯示[14]，亞洲不同地區(qū)VKORC1 基因型分布也存在差異，表現(xiàn)為1173-TT 和1639-AA 由東向西出現(xiàn)頻率的遞減。因此，上述研究可以很好的解釋不同人種、不同地域的個(gè)體對(duì)于華法林劑量需求的不同。

2.3 CYP4F2 基因 CYP4F2 是編碼細(xì)胞色素P450家族酶之一，基因位于19 號(hào)染色體短臂（19p13.11），作為一種維生素K1的單氧酶，可將維生素K1氧化為羥化的維生素K1，從而導(dǎo)致所需華法林劑量增多。目前部分研究發(fā)現(xiàn)CYP4F2*3（rs2108622）與華法林劑量顯著相關(guān)，CYP4F2*3 主要位于11 號(hào)外顯子，單核苷酸C 突變?yōu)門，造成蛋白水平的改變[15]。檢索目前相關(guān)基因與華法林劑量相關(guān)的文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)[16，17]，黃色人種基因型為CC，CT和TT 所對(duì)應(yīng)的基因型頻率分別為52.68%，39.47%和7.85%；其他人種（黑色人種和白色人種）基因型為CC，CT 和TT 所對(duì)應(yīng)的基因型頻率分別為27.75%，36.30% 和35.94% 。有研究顯示[18]，CYP4F2 基因的多態(tài)性可以影響我國漢族人群開始口服華法林抗凝治療初始7 天的劑量，其研究中顯示基因型TT的患者所需的華法林劑量（3.67±0.75）mg/d，而表現(xiàn)為CC 型的患者則需要（3.20±0.75）mg/d（P＜0.05）。CC 型患者使用華法林后INR首次進(jìn)入治療窗時(shí)間為（3.41±1.6）d，而基因型為TT的患者則需要（4.22±1.6）d（P＜0.05）。Li J 等[19]認(rèn)為CYP4F2 基因多態(tài)性雖然對(duì)華法林的使用劑量有影響作用，但其作用低于CYP2C9、VKORC1 等遺傳變量的影響。因此，對(duì)于CYP4F2 基因型是否對(duì)個(gè)體華法林劑量的影響仍需更進(jìn)一步的研究和論證。

2.4 其他華法林藥物代謝相關(guān)基因

2.4.1 載脂蛋白E（APOE）APOE 可參與富有維生素K的載脂蛋白向肝臟轉(zhuǎn)運(yùn)，主要由APOE 基因負(fù)責(zé)編碼，存在三種突變類型。Yu WY 等[20]在2016 年對(duì)186例機(jī)械瓣置換術(shù)后口服華法林的患者進(jìn)行基因測(cè)序時(shí)發(fā)現(xiàn)，APOE E2、E3、E4 等位基因頻率分別為11.6%、82.5%、5.9%，人群中未檢測(cè)到E2/E2 或E4/E4的基因型。之后經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)APOE E2/E3、E3/E3 和E3/E4 基因型攜帶者華法林的使用劑量存在顯著差異（P＜0.05）。進(jìn)一步對(duì)比發(fā)現(xiàn)E2/E3雜合子攜帶者的華法林每日維持劑量顯著高于E3/E3 純合子攜帶者（P＜0.05），而攜帶E3/E4 與E3/E3、E2/E3 與E3/E4的患者華法林劑量需求之間卻無顯著差異（P＞0.05）。

2.4.2 EPHX1 EPHX1 基因主要編碼微粒體環(huán)氧化物水解酶（mEH），位于1q42.12 有9 個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子。EPHX1 主要分布于肝臟內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，其基因多態(tài)性可使mEH的活性下降，從而通過影響維生素K 還原，來影響維生素K 依賴性凝血因子的活化過程[21]。國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)EPHX1 基因多態(tài)性也做出了不少研究，韓國學(xué)者[22]在2018 年對(duì)201例口服華法林的患者的16 個(gè)單核苷酸多態(tài)性進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)多因素分析后發(fā)現(xiàn)EPHX1 rs1877724 基因位點(diǎn)對(duì)華法林穩(wěn)定劑量有影響，劑量變異率占1.5%；國內(nèi)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[23]，EPHX1 rs2260863的非變異CC 純合子與GC 雜合子相比，攜帶者華法林每日劑量需要顯著降低。就目前的相關(guān)研究看來，部分研究成果可以解釋小部分EPHX1 基因多態(tài)性與華法林劑量有相關(guān)性，但相較來說還是缺乏大規(guī)模的臨床試驗(yàn)研究進(jìn)一步證明。

2.4.3 GGCX γ-谷氨酰胺羧化酶主要由GGCX 基因所編碼，其位于2 號(hào)染色的短臂，由15 個(gè)外顯子組成。GGCX 直接參與翻譯羧化，可使維生素K 依賴性的凝血因子以及蛋白C、S、Z 上的γ-谷氨酸殘基發(fā)生羧化，使其成為有活性的凝血因子參與凝血過程[24]。GGCX 基因突變時(shí)，γ-谷氨酰胺羧化酶活性下降，GGCX 活性也同時(shí)下降，從而引起凝血因子活化異常，導(dǎo)致華法林使用劑量增加[25]。一項(xiàng)針對(duì)[26]我國新疆地區(qū)漢族房顫患者GGCX 基因rs11676382 位點(diǎn)多態(tài)性與華法林穩(wěn)定劑量關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn)，基因型為CC、CG 和GG的患者華法林穩(wěn)定劑量各不相同，CC 型所需劑量明顯多余GG 型。另一項(xiàng)針對(duì)云南漢族人群GGCXrs699664 位點(diǎn)多態(tài)性的研究顯示[27]，包括純合子AA、GG 型、雜合子AG 型在內(nèi)，3種不同基因型在心臟瓣膜置換術(shù)后所需華法林穩(wěn)定劑量不同，分別是AA 型（3.507±1.44）mg/d；AG 型（3.46±1.236）mg/d；GG 型為（3.092±1.044）mg/d。目前國內(nèi)外對(duì)于GGCX 基因多態(tài)性與華法林穩(wěn)定劑量的研究結(jié)果較少，因此如需判斷二者相關(guān)性，仍需許進(jìn)行大規(guī)模的研究以進(jìn)行證實(shí)。

2.4.4 NR1I2 孕烷X 受體（PXR）可由NR1I2 基因編碼，其主要作用為調(diào)控CYP 酶，參與藥物轉(zhuǎn)運(yùn)等[28，29]。在一項(xiàng)納入201例接受華法林抗凝治療患者的研究中發(fā)現(xiàn)[30]，PXR rs2472682（A＞C）與華法林穩(wěn)定劑量顯著相關(guān)，該變種純合子攜帶者所需的華法林日劑量明顯低于攜帶野生等位基因攜帶者。同時(shí)該研究通過建立多元回歸預(yù)測(cè)模型，最終可以解釋43.7%的華法林劑量個(gè)體差異。

2.4.5 細(xì)胞色素P450 氧化還原酶（cytochrome P450 oxidoreductase，POR）POR 是人肝微粒體細(xì)胞色素

P450 酶的唯一電子供體，其遺傳多態(tài)性可能對(duì)一些藥物代謝有部分影響[31]。有研究認(rèn)為[32]，在CYP2C9*1患者中，POR rs17685 基因型中含T 等位基因攜帶者（CT、TT）華法林維持劑量（3.50±1.07）mg/d 要高于C等位基因攜帶者（CC）所需劑量（3.14±0.94）mg/d（P=0.03）。但由于缺少大規(guī)模的臨床研究，因此POR及其多種SNPs 與華法林穩(wěn)態(tài)劑量的關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究。

3 根據(jù)華法林基因多態(tài)性建立的藥物劑量預(yù)測(cè)模型

華法林作為經(jīng)典的口服抗凝藥物，優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)并存。個(gè)體間劑量差異大，傳統(tǒng)的給藥模式需要長期檢測(cè)INR 進(jìn)行劑量調(diào)整，導(dǎo)致使用華法林達(dá)到治療窗時(shí)間及出血事件風(fēng)險(xiǎn)都變得難以掌控。因此國內(nèi)外不少學(xué)者根據(jù)上述對(duì)華法林劑量有影響的因素，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法推斷出個(gè)體使用華法林穩(wěn)定劑量預(yù)測(cè)模型。這些模型大部分都是基于年齡、體重、性別、種族以及華法林相關(guān)基因等因素所構(gòu)建的多元性線性方程，其中有效應(yīng)用藥物基因組學(xué)信息指導(dǎo)華法林給藥的預(yù)測(cè)模型，可以解釋40%～60%的華法林劑量個(gè)體差異。眾多的預(yù)測(cè)模型中絕大部分是將CYP2C9 和VKORC1 基因作為遺傳預(yù)測(cè)因素。其中CYP2C9 主要測(cè)序分析*2 和*3的等位基因，而VKORC1 基因主要考慮-1639G＞A 或-1173C＞T 兩種SNPs[33]。

國際華法林組織所指導(dǎo)的一項(xiàng)多中心研究的結(jié)果，建立了目前最為經(jīng)典及使用廣泛的IWPC 預(yù)測(cè)給藥模型[34]。其納入包括了來自9 個(gè)國家不同種族的4043例服用華法林并達(dá)到穩(wěn)定治療劑量（INR2-3）的患者，在進(jìn)行驗(yàn)證隊(duì)列中，該研究計(jì)算了華法林預(yù)測(cè)劑量在實(shí)際穩(wěn)定治療劑量20%范圍內(nèi)的患者百分比。研究發(fā)現(xiàn)與臨床算法和固定劑量方法相比，遺傳算法能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)高劑量和低劑量組華法林患者的治療劑量。因此，IWPC 研究證明了基因型指導(dǎo)給藥算法的優(yōu)勢(shì)。目前國內(nèi)外研究推算出的預(yù)測(cè)模型多是基于大量回顧性研究，與傳統(tǒng)固定的用量給藥相比，這些基于基因型多態(tài)性的預(yù)測(cè)模型可實(shí)現(xiàn)個(gè)體化給藥，從而減少出血及栓塞事件，提高用藥的安全性。

4 總結(jié)

盡管NOAC的應(yīng)用不斷增加，但華法林仍有著易于獲取、價(jià)格低廉、適應(yīng)癥廣泛等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其是在全球醫(yī)療負(fù)擔(dān)不斷加重以及部分醫(yī)療資源有限地區(qū)患者仍無法接受及時(shí)抗凝治療的背景下。與此同時(shí)，利用基因檢測(cè)識(shí)別出不同程度華法林敏感度的個(gè)體，再考慮應(yīng)用NOAC 或華法林抗凝治療，能有效降低患者出血事件的風(fēng)險(xiǎn)。近年來針對(duì)我國漢族人群華法林基因多態(tài)性的研究取得了一系列重要的進(jìn)展。因此，探索這些新的基因突變對(duì)華法林維持劑量的影響，對(duì)建立我國漢族人群特異的華法林藥物遺傳學(xué)算法，指導(dǎo)我國漢族患者精準(zhǔn)化、個(gè)體化地華法林給藥有著重要的意義。