496 心肺血管病杂志2012年7月第31卷第4期Journal of Cardiovascular&Pulmonary Diseases,July 2012。v01.31,No.4 DOI:10.3969/j.issn.1007 ̄062.2012.04.045 ・综述・ 华法林抗凝治疗剂量预测的研究进展 李杰 刘双 [关键词]华法林;预测剂量;遗传基因多态性 [中图分类号]1156 [文献标识码]A [文章编号]1007-5062(2012)00-496-03 K需被还原为氢醌型维生素K才能发挥作用,而这一还原过 1.建立华法林剂量预测模型的意义 华法林(Warfarin)是一种双香豆素衍生物,自20世纪 4O年代发明以来,由于其有效的抗凝作用和低廉的价格,至 今仍是临床上使用最多的13服抗凝药物。尽管近年来,口服 直接凝血酶抑制剂达比加群和直接xa因子抑制剂利伐沙 班,为更便利的口服抗凝治疗带来了新的方案,但目前仍在 进行更大规模的Ⅲ期临床试验,尚未在临床上广泛推广…。 程是由维生素K环氧化物还原酶复合体(VKORC)完成, VKORC是维生素K依赖性凝血因子生成的限速酶。华法林 主要是抑制该酶而产生作用。目前,对华法林作用机制影响 的基因研究热点,集中在VKORC1。VKORC1基因编码是 VKORC酶的一个重要功能亚单位(VKORC1),已经发现在 VKORC1编码区和非编码区,存在大量的多态性位点,其基 因多态性导致了酶活性的不一致,从而出现华法林临床疗效 的不一致。Bodin等报道,华法林维持剂量与VKORCI基因 多态性相关,此相关性仅能被启动子区域1639A/G多态性 所解释。学者Yuan等研究发现,由于VKORC1—1639A/ 因此,华法林作为目前最广泛使用的口服抗凝药物,仍发挥 着不可替代的作用。但华法林治疗中经常遇到的问题,就是 治疗窗较窄,抗凝治疗初期不易确定华法林的维持剂量。用 药不足易发生血栓栓塞,使抗凝治疗失败;用药过量则导致 出血,严重将危机生命 。华法林维持剂量受许多因素影 响,如患者年龄、体质量、饮食、疾病状态、合并用药及遗传因 G变异导致该启动子活性不同,从而使VKORC1 mRNA表达 量不同,其结果引起VKORC1蛋白量出现了不同。VKORC1 素等。传统的华法林剂量调整方法是依靠经验和反复试验, 高加索人群中首剂给药5 mg/d或10 mg/d,亚洲人群中首剂 蛋白是华法林作用的受体,VKORC1-1639A/G变异引起受体 表达量发生变化,从而要达到同样的抗凝强度时,不同 VKORC1—1639A/G基因型的个体华法林剂量就出现了差异。 给药3 mg/a,根据国际标准化比值(international normalized radio INR)值调整华法林剂量,直到INR值达到治疗范围,一 般情况下,需要通过数周才能调整至华法林稳定维持剂量, 否则出血发生率较高。一项外国调查研究显示,发生出血反 应的患者,平均医疗费用增加15 988美元(2 707—64 446美 元),住院时间延长6 d。因此,将不同个体的华法林剂量调 由于VKORC1—1639A/G变异,G等位基因比A等位基因可 使启动子增加44%的活性。相关研究发现,VKORC1在11 例华法林敏感的中国患者(≤1.5 mg/d)全为AA基因型,而 华法林抵抗的5例中国患者或者为GA型或为GG型。GG 和GA基因型与AA基因型相比,GG和GA基因型由于其启 动子活性高,VKORCI mRNA表达增加,VKORC1蛋白也相 整到既安全又有效的范围,是长期以来临床用药的一个非常 棘手的问题。近年来,如何根据相关影响因素建立一个华法 林的预测模型指导临床用药日益成为研究热点。 2.影响华法林药效学及药动学的主要因素 应增加,引起VKORC活性增高,从而凝血因子生成较多,因 此对华法林的剂量需求也较高。 表1 国内外文献报道VKORC1多态性分布及与 相应华法林需要剂量(面±s) (1)维生素K环氧化物还原酶复合体亚单位1基因 (VKORC1) 华法林为香豆素类口服抗凝血药,作用机制为 竞争性拮抗维生素K的作用。华法林通过阻碍维生素K依 赖型凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ及X的活化,最终导致带有功能缺陷 的凝血因子的产生而发挥其抗凝作用。体内环氧型维生素 基金项目:北京市科委医药产品和技术等大项目培育研究 (ZIO1 107050210044) 作者单位:100029北京首都医科大学附属北京安贞医院一北京市 心肺血管疾病研究所呼吸科 通信作者:刘双,E—mail:Linshuang862002@163.com (2)细胞色素P450 2C9基因(CYP2C9) 华法林是由 R.华法林和s-华法林2种消旋异构体构成的混合物,几乎完 肺血管病杂志2012年7月第3l卷第4期Journal of Cardiovascular&Pulmonary Diseases,July 2012,Vo1.31,No.4 497 全通过肝脏细胞色素P450酶(CYP)系代谢清除。但2种异 构体的代谢途径不同,s一华法林主要被P450酶系家族中的 一种异构体CYP2C9酶代谢失活,而R.华法林主要被家族中 的CYP3A4、CYP2C19、CYP1A2及CYP1A1酶代谢。因为临 床应用的华法林消旋混合物活性主要由s.华法林决定,所以 其代谢失活主要由P450酶系中CYP2C9来完成。到2007 年,已经发现CYP2C9有30多个单核苷酸多态性(single nu- cleotide polymorphism,SNP)。在CYP2C9与华法林剂量相关 性的研究中,CYP2C9 2与CYP2C9 3为研究较多的两个 位点,它们在白种人群中的突变等位基因发生频率较高。在 针对中国人群的研究中,不同地区结果有所不同,何震宇等 针对广东人群的研究中CYP2C9¥2和CYP2C9¥3突变等 位基因发生频率为零和0.03,而唐和年等 ,针对维吾 尔族人群的研究中,二者发生频率则依次为0.03和0.17。 众多研究结果均提示CYP2C9 2和CYP2C9 3与华法林 剂量具有一定的相关性。 Sanderson等,所做的有关CYP2C9多态性的系统评价 中,纳入9项研究共2 775例患者,CYP2C9 2的平均突变 发生频率为12.2%(9.7%一15.O%),CYP2C9¥3为7.9% (6.5%~9.7%)。CYP2C9 2型平均华法林日剂量减少了 0.85 mg/d(减少l7%),CYP2C9 3型减少了1.92 mg/d(减 少37%)。在出血方面,CYP2C9 2的相对危险度为1.91 (1.16~3.17);CYP2C9¥3的相对危险度为1.77(1.07— 2.91)。上述结果表明,携带突变等位基因的患者,需要较低 的平均华法林剂量且具有较大的出血风险。CYP2C9 2和 CYP2C9 3的基因多态性与华法林剂量的相关性研究,可 能改变目前临床华法林初始剂量的使用方法,但真正作为常 规试验应用于临床,仍然需要更多更明确的临床证据和基因 分型的成本效应的研究。 表2 国内外文献报道CYP2C9多态性分布及与 相应华法林需要剂量( ±s,%) (3)非遗传因素人口统计学和临床因素包括年龄、性 别、体质量、伴随用药及合并疾病、饮食等,这些因素可能潜 在影响华法林维持剂量及其抗凝治疗的效果。Sconce等研 究发现,在55~85岁之间的白种人,年龄每增加10岁华法 林剂量降低0.6 mg/d。这可能是年龄关系导致肝脏功能下 降,合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ及X能力减退,另外年龄增高肝 细胞数和肝血流量减少,肝细胞色素P450酶含量及活性有 逐步下降的趋势,华法林代谢清除率降低,以上这些因素导 致高龄患者的华法林剂量减少。体质量是影响华法林剂量 的另一个因素 J,体质量较高的患者华法林维持剂量较高。 多种药物能影响华法林的代谢或抗凝效果,如保泰松、氯沙 坦、阿司匹林、磺脉类降糖药及胺碘酮等,其中胺碘酮可同时 抑制s一华法林和R一华法林的代谢而使抗凝作用加强 ,合 用胺碘酮的华法林剂量需要减少。 3.回顾性因素分析中各种因素对个体间华法林剂量不 同的贡献因子 在分析造成华法林个体剂量不同原因上,CYP2C9和 VKORC1的突变可能分别占5%~22%和6%~37%作用。 华法林剂量的个体差异可以部分被VKORC1、CYP2C9的遗 传基因多态性解释。如果加上临床因素如年龄、性别、体质 量、同时服用药物,可以预测50%~60%的华法林剂量的个 体间的差异的原因。 表3 回顾性因素分析中各因素对个体间华法林 剂量不同的决定程度 影响因子 估计的贡献 值/(%) VKORCl CYP2C9 VK0RC1 CYP2C9 VK0RC1 CYP2c9 体质量、VKORC1及CYP2C9 年龄 VK0RC1 CYP2C9 年龄、VKORC1、CYP2C9及体质量 VK0RC1 CYP2C9 年龄、VKORC1、CYP2C9、GGCX及体质量、 药物之间的作用、治疗效果 引 一寸年龄 ]m1卜 M ¨] 墙 一] 。 O 性别 VK0RC1 CYP2C9 年龄、性别、VKORC1及CYP2C9 年龄 性别 体质量 VK0RC1 CYP2C9 GGCX 年龄、性别、体质量、VKORC1、CYP2C9及GGCX3 4.药物基因组学为依据的华法林维持剂量模型 多项研究表明,通过对各种因素的回顾性性分析,可以 得到一个华法林维持剂量的数学公式,用以预测个体的华法 林剂量,减少华法林诱导过程的时间及在此过程中可能出现 的出血或栓塞的危险事件。 Sconce等在297例服用华法林达稳态的高加索裔患者 8 4∽498 心肺血管病杂志2o12年7月第31卷第4期Journal of Cardi0vascular&Pulmon8ry Diseases,Julv 2012。Vo1.31,No.4 中建立了华法林维持剂量模型。华法林预计量(mg/d)= 0.628—0.0135×年龄(岁)一0.2400 x(CYP2C9 2)一 0.3700×(CYP2C9 3)一0.2410×(VKORC1)+0.0162× 身高(am)。CYP2C9野生型基因为0,1、2为 2、 3基因的 个数,VKORC1-1639G/G基因型为1,G/A为2,A/A为3。 该公式可以解释和调整54%高加索人的华法林剂量个体差 异的不同。并在另外38例服用华法林的患者中证明了这个 模型的有效性,维持剂量差异0.2~0.8 mg/d。 Miao等 针对中国人群的研究中,纳入了178例染法 林维持剂量稳定且INR控制在目标范围内(1.5—3.0)的患 者,结合CYP2C9及VKORC1的基因型、年龄、体质量等因素 模拟了多重回归模型:剂量=6.22—0.011×(年龄)+0.017 ×(体质量)一0.775×(CYP 3)一3.397×(VKORC1一 x1)一4.083×(VKORC1一X2),其中剂量的单位为mg;年龄 的单位为年;体质量的单位为kg;CYP 3基因型如果为 1/ 3则代人l,如果为 1/ 1则代入0;VKORC1的基因型 若为AA则在VKORC1-X1和VKORCI-X2位置代入0和1; 若基因型为AG则在VKORC1-X1和VKORC1-X2位置代人 1和0;rL ● 若基因型为GG则在VKORC1一2 rL r● 3 4 [xl和VKORC1一rL 5 X2位 rL 6 置代入0和0。该研究中纳入的上述4个因素联合起来可以 ] ] ] ] ] ] 解释63%的华法林维持剂量。 Du等 收集服用华法林抗凝的患者206例,通过多元 线性回归分析发现包括年龄、体质量、CYP2C9及VKORC1 基因型的多变量模型能够最好地估计华法林剂量(r2= 0.550,P<0.0005),回归方程为Dose(Y)=2.791—0.0127 ×年龄(y)+0.0239 x体质量(kg)+0.878×CYP2C9(如为 1/ 1基因型取值1,如为 1/ 3基因型取值0)一1.792 ×VKORC1(如为AA基因型取值1,如为GA、GG基因型取 值0。患者的年龄、体质量、CYP2C9及VKORC1基因型分别 解释了约3.2%、9.1%、4.2%及39.4%的个体用药剂量差 异,而身高对华法林剂量影响的差异无统计学意义(P> 0.05)。 随着华法林维持剂量模型研究的深入,模型的建立开始 针对具有不同适应证的患者。Millican等,针对92例膝关节 或髋关节置换患者的研究中,将目标创R值、术中失血量和 吸烟状况等具有患者群体特征的因素,列入到模型的分析 中,使用来估计剂量的相关因素更加具有针对性。 4.华法林剂量预测模型的临床应用 有关华法林药物剂量预测的研究,正从单基因多态性研 究向多个基因多态性协同研究转变,同时也从单纯的理论研 究,转向通过基因多态性研究构建华法林维持剂量群体模型 的研究,最终实现以基因为导向的华法林个体化用药。目 前,国内外已设计出针对上述两个等位基因不同基因型组合 情况下,华法林日维持剂量的公式,但尚未在临床上推广。 因为这些数据都来自于回顾性研究,尚需要一项良好的前瞻 性临床试验,来观察确认已得到的信息,验证维持剂量公式 的有效性,从而提高预测用药剂量的精确性,提高抗凝药物 安全性。 参考文献 马长生,高凌云.心房纤颤患者脑卒中的预防一抗凝与抗血 小板治疗.心肺血管病杂志,2010,29:245-247. 李红,吕树铮,金泽宁.长期服用华法林钠患者冠状动脉支 架术后抗栓治疗方案分析.心肺血管病杂志,2010,29: 495-499. 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