華法林基因多態性臨床應用的研究進展

劉曉華　許軼洲

[關鍵詞]華法林；基因多態性；劑量模型；研究進展

中圖分類號：R973+.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-816X（2016）05-0383- 04

華法林是雙香豆素類抗凝藥，為口服的維生素K拮抗劑，臨床上主要用于心房顫動、心臟瓣膜置換術、深靜脈血栓和肺栓塞等的抗凝治療，是抗凝治療的基石。但是由于其治療窗較窄，且容易受性別、年齡、遺傳、相關藥物等因素的影響，導致明顯的個體差異。近年來，國內外有研究表明，華法林基因多態性創建的劑量預測模型有助于華法林劑量調整并降低出血風險。本文將結合華法林相關基因多態性、劑量預測模型闡釋華法林基因多態性與臨床應用的最新研究進展，并解釋其對個體化抗凝治療的指導意義。

1華法林基因多態性

1.1影響華法林代謝的相關基因：華法林是通過CYP2C9基因編碼的細胞色素酶P450代謝轉化為無活性的6和7-羥化產物；該基因可分為野生型即CYP2C9*1和突變型CYP2C9*2和CYP2C9*3，其編碼基因位于1n號染色體，全長約氣氣kh，含有9個外顯子和R個內含子。CYP2C9*2是其基因的3號外顯子的第416位核苷酸C突變為T，導致多態鏈第144位精氨酸被半胱氨酸所代替。CVD2C9*3是該基因7號外顯子的第1061位核苷酸A突變為C，導致多肽鏈第359位異亮氨酸被亮氨酸所取代。CYP2C9基因突變后會導致華法林在肝臟中半衰期延長，代謝減慢，血藥濃度增加，增強抗凝作用。Lindh等的薈萃分析得到了相同的結論，CYP2C9*2和CYP2C9*3突變相較于野生型CYP2C9*1可使華法林劑量下降大約20%～78%。在不同種群中CYP2C9基因突變率存在明顯差異，例如在亞洲人群中，Gaikwad等發現在亞洲不同人群中CYP2C9*3基因頻率為2%～10g，其中在中亞、南亞、西亞人群中分布較高；而CYP2C9*2基因頻率整體低于CYP2C9*3，其中在東亞、東南亞人群尚未發現該基因突變。目前發現除了CYP2C9*2、*3突變基因降低華法林劑量外，CYP2C9*5、*6、*8、*11、*60突變亦可降低華法林劑量。

1.2影響華法林藥效的相關基因：VKORC1基因編碼的維生素K環氧化物還原酶是華法林的作用靶點。一1639G>A、1173 C>T位點突變是該基因最常見的突變，二者均通過減弱華法林藥效，進而增加華法林劑量。研究發現突變型的VKORC1-1639G、1173 C具有較強的對抗華法林的作用，一項來自Yang等的薈萃分析發現VKORC1 1173 CT、1173 CC基因型人群所需華法林劑量要比1173 TT攜帶者分別高出44%、97%；-1639GA、-1639GG攜帶者則比_1639AA所需劑量分別高出52%、102%；不同人群中，VKORC1基因分布差異明顯，一些研究發現中國人群中-1639AA、1173TT基因型比例多于白種人群，這部分解釋了中國人群所需華法林劑量更小的現象。此外，VKORC1基因突變亦可影響維生素K的華法林對抗作用，Zuchinali對66名華法林抗凝過度（INR≥4）的門診患者研究發現含有一163qC基因的患者其對維生素K反應更敏感，INR值下降更快。

1.3影響維生素K代謝通路的相關基因：

1.3.1 CYP4F2：CYP4F2是維生素K氧化酶的編碼基因，該酶可羥基化維生素K苯基基團，繼而減少體內還原型維生素K的生成而影響相關維生素K依賴的凝血因子的合成。CYP4F2 rs2108622C>T基因發生突變使維生素K氧化酶活性降低，導致體內還原性維生素K濃度增加，從而引起所需華法林劑量增加。Liang等的薈萃分析發現與野生型CYP4F2 CC相比，CYP4F2 TT、CYP4F2 CT所需華法林劑量增加21%、10%，T突變攜帶者比CC基因型劑量要高出11%。一項關于亞洲人群的研究顯示CYP4F2基因突變中CC基因型（3.00mg）所需華法林劑量低于CT、TT基因型（3.75mg），并可解釋大于11%的劑量差異。

1.3.2 GGCX：GGCX基因編碼的谷氨?；然甘蔷S生素K依賴蛋白轉錄后修飾的催化酶，該基因突變后導致維生素K依賴蛋白生成減少，因此，相關維生素K依賴的凝血因子合成減少，最終降低華法林劑量。婁瑩等研究發現GGCX rs699664位點突變不引起華法林劑量差異。Sun等的薈萃分析中同樣發現GGCX rs699664位點突變與華法林劑量不相關，但同時發現GGCX rsll676382位點突變可降低約27%的華法林劑量，隨后的亞組分析中顯示上述劑量差異僅限于白種人群，亞洲人群中并未體現，這可能與rs11676382位點野生基因型CC在亞洲人群分布比例（97.7%）多于高加索人群（86.9%）相關，而GGCXrs699664位點突變在亞洲、白種人群中未見明顯分布差異。

1.3.3 EPHX1：EPHXl基因影響華法林劑量的途徑可能是其編碼的環氧化物水解酶能夠水解氧化型維生素K的氧化基團，從而生成還原型維生素K，促進相關凝血因子的合成。EPI-IX1基因突變后導致該酶活性下降以致還原型維生素K生成減少，致使相關凝血因子合成不足而造成華法林劑量差異。Liu等的薈萃分析發現EPHX1 rs2292566位點的基因突變會增加華法林劑量，而在隨后的亞組分析中顯示上述劑量差異只存在于白種人群中，與亞洲人群無關；而EPHX1 ts4653436位點基因突變對白種及亞洲人群均無影響。

1.3.4載脂蛋白E（APOE）：APOE通過促進血漿中與維生素K結合的乳糜顆粒的肝臟回吸收，進而生成更多維生素K依賴的凝血因子而影響華法林劑量，其包括E2、E3、E4三種亞型，以E4亞型作用最強。Kohnke在瑞典人的研究中發現，攜帶E4等位基因的個體，其編碼的脂蛋白在肝臟吸收比較快，以至維生素K在肝臟攝入量多，因此需要較高的華法林的劑量。同樣Kohnke在另一項研究中發現意大利人中等位基因E4的頻率低于10%，而在瑞典人超過20%，這解釋了瑞典人華法林需求量高的原因。Kimmel等在非洲裔美國人和白人的研究中發現，前者每周所需華法林劑量高于后者，同時前者的E4基因頻率亦高于后者（37.8%VS 28.6%），并認為APOE可能是除VKORC1、CYP2C9之外的影響華法林劑量的重要因素，可以解釋部分種族間的華法林劑量差異。

2華法林基因多態性相關劑量預測模型

由國際華法林組織（IWPC）主導的多中心研究共納入4043個樣本，其建立的模型目前在臨床中應用最廣泛，可解釋約47%的劑量差異。然而該研究納入的人群來自多個國家與地區，其針對不同人群的可解釋的劑量差異少于針對某單一人群所建立的劑量模型，例如，Pathare等在對阿曼人群的研究中所建立的模型較IWPC模型可解釋更多的劑量差異（63%VS 34%），Hernandez等在非洲裔美國人的研究中發現其建立的劑量模型可解釋27%劑量差異，而IW-PC模型只可解釋15%。此外，針對同一人群建立的劑量模型因納入因素不同而造成可解釋的劑量差異的不同，如，由山Zhong等針對中國人群的研究納入更多遺傳因素（VKORC1、STX4A、CYP2C9、CYP4F2、CYP3A4、GGCX），及更多藥物因素（利福平、胺碘酮、氟康唑、奧美拉唑等），建立的模型可解釋43.6%的劑量差異。

目前公布的華法林劑量預測模型（部分見于表1）除了建立在VKORC1、CYP2C9相關遺傳因素及性別、年齡、體重、體質指數、體表面積、同時服用的藥物等非遺傳因素之上的多元線性回歸方程，也有建立于其他算法[如：人工神經網絡（ANN）]之上的劑量模型。Pavani等通過ANN算法建立的針對印度人群的模型可解釋劑量差異達93.5%；因此認為ANN算法可有效提高劑量預測準確度，而在Alzubiedi的研究中對比了ANN劑量模型與線性回歸劑量模型，二者可解釋的非洲裔美國人的劑量差異分別為52%、48%，故認為前者算法并不能更好的預測劑量。

3華法林劑量預測模型有效性

以基因及相關個體因素建立的劑量預測模型的有效性已被大量研究（見于表2）評估。在Anderson等CoumaGen-Ⅱ研究中發現基因指導的華法林治療組的治療范圍內達標時間百分比（TFR）在第1、3月時均比臨床指導治療組高（69%、77%VS 58%、59%）。同樣，Pirmohamed等EU.PACT研究顯示標準治療組的TFR為60.3%，低于基因指導組的67.4%，后者INR值達標的中位天數亦比前者早8天。然而在Kimmel的GOAG研究中發現基因指導治療組與臨床指導組在TTR上并無顯著性差異（45.2%VS 45.4%）；隨后的亞組分析發現在非洲人群中前者則優于后者；此外，在相關出血、血栓栓塞事件方面，Stergiopoulos等的薈萃分析發現基因指導可減少INR>4及相關出血的事件，但并不能提高TTR。而Tiao的薈萃分析結果卻顯示基因指導降低出血事件發生率依據不足，但可提高TTR。MM-WES研究發現基因導向的華法林抗凝可降低約90%的出血、血栓栓塞的發生，同時，也減少了因抗凝不當導致的再住院率。

綜上所述，不同個體間華法林劑量差異為服用華法林抗凝治療帶來不可預知的風險，亦是導致患者依從性差的主要原因，華法林個體化抗凝是未來華法林抗凝的重要方向；而華法林劑量預測模型是華法林個體化抗凝應用于實踐的橋梁；然而，由于不同種族間基因分布、及相關非遺傳因素的差異導致了同一劑量模型對不同人群可解釋的劑量差異各不相同，因此，目標人群針對性更強的大樣本、多因素研究或能夠建立更加適用的劑量預測模型，給患者帶來更好的獲益。