氯吡格雷药物基因组学研究进展

洪序溪 陈慧,2

（1 福建医科大学省立临床医学院，福建 福州 350001；2 福建省立医院心内科，福建 福州 350001）

氯吡格雷是心血管疾病中广泛用于抗血小板的药物。血小板激活、聚集是急性冠状动脉综合征和PCI术后引发动脉血栓形成的关键因素，氯吡格雷联用阿司匹林抗血小板治疗对于急性冠状动脉综合征和PCI术后患者至关重要，可以有效预防缺血事件的发生[1]。然而，接受相应治疗后，仍有约10%的患者发生支架内血栓、死亡、卒中等心血管事件[2]，主要由于不同个体对于氯吡格雷的反应存在差异，其影响因素是多方面的，包括年龄、吸烟、糖尿病、药物之间的相互作用、患者依从性、遗传因素等，基因多态性在其中起着决定性作用，氯吡格雷的疗效差异可能与下列基因多态性有关：①决定药物代谢动力学，如影响氯吡格雷在小肠的吸收受ABCB1（MDR1）基因，编码药物代谢的基因CYPs、PON1。②影响药物效应动力学，主要为编码药物作用的靶点功的基因，如P2Y12基因。

1 氯吡格雷的代谢

氯吡格雷是药物前体，在小肠的吸收受到ABCBl（MDR1）基因编码的质子泵P糖蛋白调控，然后经过两步氧化过程转化成活性成分，第一步涉及CYP2C19（约占45%）、CYP1A2（约占36%）、CYP2B6（约占19%）同工酶，第二步包括CYP2C19（约占20%）、CYP2C9（约占7%）、CYP2B6（约占33%）、CYP3A4（约占40%）同工酶，约15%的氯吡格雷转化成活性代谢产物（R130964），85%水解为无活性代谢产物。其中CYP2C19同工酶在转化过程中最为重要[3]。

2 CYP2C19基因型与代谢表型

CYP2C19基因位于人类10号染色体上（10q24.1-q24.3），编码含450个氨基酸的CYP2C19同工酶[4]。现已发现CYP2C19至少含有25个等位基因，其中CYP2C19*1为编码正常活性酶的基因，等位基因编码的酶活性缺失的基因，称为失功能等位基因[5]。CYP2C19*2由于5号外显子，681位点G碱基突变为A，导致所编码酶发生剪接缺陷，丧失活性，是最为常见的失功能等位基因，在白种人群的基因频率约为0.13，非洲人群0.18，亚洲人群0.30[6]。CYP2C19*3由于4号外显子，636位点G碱基突变为A，编码酶时提前形成终止子，酶活性缺失，是第二常见的失功能等位基因，在亚洲人群约10%，其他人群＜1%，其余失功能等位基因，如*4、*5、*6、*7、*8在人群中比较少见[7]。CYP2C19*17因为基因5’ 端侧翼序列，-806位点C碱基突变为T，能够CYP2C19的表达和酶活性，在白种人群的基因频率约为0.18，非洲人群0.18，亚洲人群0.04[8]。

3 CYP2C19基因多态性对氯吡格雷代谢及患者预后影响

3.1 CYP2C19失功能等位基因

Hulot等[9]在一项纳入28名男性健康志愿者的研究中，首先证实CYP2C19基因变异与氯吡格雷抗血小板作用的关系，携带CYP2C19失功能等位基因的志愿者，血小板对氯吡格雷的反应显著降低。随后Mega JL[10]和varenhorst[11]分别研究了健康人群和冠心病患者，CYP基因多态性、氯吡格雷血浆活性代谢产物与血小板抑制作用的关系。在入选的162名接受氯吡格雷治疗的健康志愿者中，发现携带至少一个CYP2C19失功能等位基因者，血浆中可检测到的活性代谢产物与无此基因携带者相比下降32.4%（P＜0.001）。在抑制血小板聚集方面，携带CYP2C19失功能等位基因者较无此基因型者下降9%（P＜0.001），在包括98名接受氯吡格雷治疗的稳定型心绞痛患者，同样表明了携带至少一个CYP2C19失功能等位基因者，血浆中可检测到的活性代谢产物与无此基因携带者相比显著下降，血小板抑制相比无此基因携带者也明显下降。近年来，一系列随机前瞻性研究表明CYP2C19基因多态性与急性冠状动脉综合征支架术后，服用氯吡格雷患者再发心脑血管事件及出血事件相关。在评估普拉格雷优化血小板治疗改善心肌梗死后预后的试验（TRITON–TIMI 38）[12]，CYP2C19失功能等位基因携带者发生再发缺血事件的概率明显高于未携带者（危害比1.53，95%置信区间1.07～2.19，P=0.01），支架内血栓风险（危害比 3.09，95%置信区间1.19-8.00，P=0.02）。Hulot 等[13]在一项meta分析中，发现携带CYP2C19*2等位基因者，主要不良临床事件风险相比无携带此基因者增加30%（9.7%比7.8%，比值比: 1.29，95%置信区间1.12-1.49，P＜0.001）。CYP2C19*2携带者死亡率提高（1.8%比1.0%，比值比: 1.79，95% 置信区间: 1.10-2.91，P=0.019），支架内血栓发生增加（2.9% 比 0.9%，比值比:3.45，95% 置信区间:2.14 - 5.57；P＜0.001）。然而，最近的两个大型随机安慰剂对照研究（CURE和ACTIVE A试验）[14]表明，与安慰剂相比氯吡格雷的效用和安全性不受CYP2C19失功能等位基因的影响，研究中，根据代谢表型分类的患者，接受氯吡格雷治疗时，各组的反应和临床预后无明显差别，造成与前面研究不同的原因，可能是由于入选的患者支架植入者所占比率不同产生的，在CURE试验中，约14.5%的患者接受PCI，而前面的研究中，超过70%的患者接受过PCI。

3.2 CYP2C19*17

最近研究人员发现CYP2C19*17 等位基因，能使CYP2C19转录增加，提高CYP2C19酶的活性。Sibbing 等[9]在一项包含1524名PCI术后患者的队列研究中，探讨最近探讨了CYP2C19*17等位基因与氯吡格雷活性及出血风险的关系，发现携带CYP2C19*17等位基因患者血小板活性被显著抑制，CYP2C19*17等位基因杂合子和纯合子出血风险分别是未携带者的1.85倍和3.41倍，该试验没有对CYP2C19*17等位基因与缺血事件的关系进行观察。CURE试验中接受氯吡格雷治疗的患者，携带CYP2C19*17等位基因与安慰剂组中，同样携带CYP2C19*17等位基因比较，可以显著减少缺血事件的发生，但根据不同代谢表型所分的亚组中，各组的主要出血事件无差别[15]。

4 其他基因多态性对氯吡格雷代谢及患者预后影响

4.1 ABCB1

氯吡格雷在小肠的吸收受ABCB1（MDR1）基因编码的P-糖蛋白调控，根据ABCB1基因3435位点（C→T），可分为CC、CT、TT三种基因型，PCI术前服用300或600mg氯吡格雷，携带CT、TT基因型的患者相比CC基因型患者，氯吡格雷生物利用度明显降低[16]。然而其他的一些试验研究，ABCB1基因多态性与氯吡格雷的抗血小板效果无关。在FAST-MI研究中，TT基因型携带者，死亡、心肌梗死、卒中的风险比CC型携带者高（15.5%比10.7%，危害比1.72，95%置信区间1.2-2.47，P=0.007），TRITON–TIMI 38试验结果与之相似，TT基因型携带者，死亡、心肌梗死、卒中的风险比CC型和CT型携带者高72%（12.9% 比7.8%，危害比 1.72，95%置信区间1.22-2.44，P=0.002）。然而Wallentin L等[17]在PLATO试验的基因研究中，发现携带CC等位基因型患者发生心血管事件是最高的，与前面的研究相反，因此ABCB1基因多态性对氯吡格雷的药理影响及临床预后，需要更进一步研究。

4.2 CYP3A4

Angiolillo等[18]一项纳入82名心血管患者研究中，发现CYP3A4（IVS10 + 12A）与氯吡格雷反应性相关。然而随后在一个包含94名健康志愿者的试验却表明，CYP3A4基因（IVS10+12A）与氯吡格雷的反应性无关[19]，造成结果不同的可能由于入选人群，样本量小，检验方法等不同原因，需要更大规模的研究进行验证，并需要对与预后相关性进行研究。CYP3A4的另一研究侧重点是与其他经CYP3A4酶代谢的药物的作用，增加CYP3A4底物或CYP3A4抑制剂均可影响氯吡格雷第二步生物活性转化。如钙通道拮抗剂是一类CYP3A4底物和CYP3A4抑制剂。Siller-Matula等[20]在一项包含200名PCI术后患者中评估发现，与接受氯吡格雷治疗同时服用钙通道拮抗剂患者相比，氯吡格雷的反应性比未同时服用钙通道拮抗剂者差，心血管事件（心血管死亡、非致命性心肌梗死、支架内血栓、血管重建）是未同时服用钙通道拮抗剂者的3.9倍。他们同时通过体外试验中发现，在服用氯吡格雷患者的血浆中加入钙通道拮抗剂，与未加入钙通道拮抗剂的对照组相比，血小板的功能在两组之类并无差别，因此推测出钙通道拮抗剂并不直接改变血小板功能，而是在体内通过与氯吡格雷竞争CYP3A4酶发挥作用。

4.3 CYP2B6、CYP1A2、CYP2C9

氯吡格雷的活性转化涉及到CYP酶，目前大部分研究主要集中于CYP2C19基因多态性与氯吡格雷抗血小板作用的联系。CYP2B6、CYP1A2、CYP2C9基因多态性在氯吡格雷的活性转化中同样起着重要作用。在TRITON–TIMI 38试验中，携带CYP2C9和1A2 失功能等位基因者与氯吡格雷的反应性不相关，CYP2B6 失功能等位基因携带者，氯吡格雷活性产物的血浆水平含量低、血小板聚集率高[17]。然而，Brandt等[21]对健康志愿者（n=74），在服用300mg氯吡格雷后的研究中，发现CYP2C9等位基因与活性代谢产物的浓度相关。Harmsze等[22]在428例择期PCI患者，给予负荷剂量或维持计量氯吡格雷，发现携带CYP2C9 * 3等位基因患者，血小板活性比携带该基因者高。

4.4 PON1

PON1是最近发现参与氯吡格雷活性转化第二步过程的酶，Bouman等[23]研究发现PON1 192Q等位基因携带者氯吡格雷活性转化效率比192R携带者低，紧接着他们在对PON1基因多态性对患者预后影响的队列研究中发现PON1 192QQ基因型携带者，在有发生支架内血栓的41名患者中有27名患者携带该基因型，没有发生支架内血栓的71名患者中，有25名患者携带该基因型（比值比：3.6，95%置信区间1.6～7.9，P=0.003）。然而接下来另外一项研究表明PON1 Q192R基因型携带者对经氯吡格雷治疗患者支架内血栓风险无影响[24]。因此，需要对PON1基因多态性与氯吡格雷反应性及患者预后进行更进一步的研究。

4.5 P2Y12

P2Y12受体是氯吡格雷活性代谢产物的作用靶点。Fontana等[25]在对健康志愿者进行基因检测时发先H2基因型携带者可能对氯吡格雷无反应。然而对P2Y12基因多态性与氯吡格雷反应性的研究存在矛盾，总而言之大部分研究都观点都认为P2Y12受体基因多态性和氯吡格雷的反应无太大相关性。

5 问题与展望

综上所述，与氯吡格雷吸收、代谢有关的基因多态性，在一定程度上影响氯吡格雷的药效及心血管患者的预后，但有些研究结论有所不同，仍需大量研究验证。根据氯吡格雷基因多态性，优化个体抗血小板治疗还面临着一些问题待以解决，到目前为止，尚无关于根据基因型或代谢表型情况改变抗血小板治疗（增加氯吡格雷剂量、加用其他抗血小板药物等）的安全性及有效性的试验；快速准确、性价比高检测仪器的研发，才能使基因检测得以普及。总之，随着以后研究的深入，根据基因型分析指导个体抗血小板治疗将成为现实。

[1]Yusuf S,Zhao F,Mehta SR,et al.Effects of clopidogrel in addition to aspirin in patients with acute coronary syndromes without ST-segment elevation[J].N Engl J Med,2001,345(7): 494-502.

[2]Gurbel PA,Bliden KP,Guyer K,et al.Platelet reactivity in patients and recurrent events post-stenting: results of the PREPARE POSTSTENTING Study[J].J Am Coll Cardiol,2005,46 (10):1820-1826.

[3]Kazui M,Nishiyar,Ishizukar,et a1.Identification of the human cytochrome P450 enzymes involved in the two oxidative steps in the bioactivation of clopidogrel to its pharmacologically active metabolite[J].Drug Metab Dispos,2010,38(1):92-99.

[4]Sturr NK,Gough A,Stevenson K,et a1.Isolation of human cytoehrome p450 cDNA for the study of linkage in human disease[J].Cytosenet Cell Genet,1987,46(6):698.

[5]Coutts RT,Unchuk LJ.Polymorphic cytochromes p450 and drugs used in psychiatry[J].Cell Mol Neurobiol,1999,19(3):325-354.

[6]Desta Z,Zhao X,Shin JG,et al.Clinical signif i cance of the cytochrome P450 2C19 genetic polymorphism[J].Clin Pharmacokinet,2002,41(12):913–958.

[7]Xie HG,Kim RB,Wood AJ,et al.Molecular basis of ethnic differences in drug disposition and response[J].Annu Rev Pharmacol Toxicol,2001,41:815–850.

[8]Sibbing D,Koch W,Gebhard D,et al.Cytochrome 2C19*17 allelic variant,platelet aggregation, bleeding events, and stent thrombosis in clopidogrel-treated patients with coronary stent placement[J].Circulation,2010,121(4):512-518.

[9]Hulot JS,Bura A,Villard E,et al.Cytochrome P450 2C19 loss-offunction polymorphism is a major determinant of clopidogrel responsiveness in healthy subjects[J].Blood,2006, 108(7):2244–2247.

[10]Mega JL,Close SL,Wiviott SD,et a1.Cytochrome P450polymorphisms and response to clopidogrel[J].N Engl J Med,2009,360(4):354-362.

[11]Varenhorst C,James S,Erlinge D,et al.Genetic variation of CYP2C19 affects both pharmacokinetic and pharmacodynamic responses to clopidogrel but not prasugrel in aspirin-treated patients with coronary artery disease[J].Eur Heart J,2009,30(14):1744-1752.

[12]Tantry US,Bliden KP,Wei C,et al.First analysis of the relation between CYP2C19 genotypeand pharmacodynamics in patients treated with ticagrelor versus clopidogrel: the ONSET/OFFSET and RESPOND genotype studies[J].Circ Cardiovasc Genet,2010,3(6):556-566.

[13]Hulot JS,Collet JP,Silvain J,et al.Cardiovascular risk in clopidogreltreated patients according to cytochrome P450 2C19*2 lossof-function allele or proton pump inhibitor coadministration: a systematic meta-analysis[J].J Am Coll Cardiol,2010,56(2):134–143.

[14]Paré G,Mehta SR,Yusuf S,et al.Effects of CYP2C19 genotype on outcomes of clopidogrel treatment[J].N Engl J Med,2010,363(18):1704–1714.

[15]Mega JL,Close SL,Wiviott SD,et al.Genetic variants in ABCB1 and CYP2C19 and cardiovascular outcomes after treatment with clopidogrel and prasugrel in the TRITON-TIMI 38 trial: a pharmacogenetic analysis[J].Lancet,2010,376(9749):1312-1319.

[16]Simon T,Verstuyft C,Mary-Krause M,et al.Genetic determinants of response to clopidogrel and cardiovascular events[J].N Engl J Med,2009,360(4):363–375.

[17]Wallentin L,James S,Storey RF,etal.Effect of CYP2C19 and ABCB1 single nucleotide polymorphisms on outcomes of treatment with ticagrelor versus clopidogrel for acute coronary syndromes: a genetic substudy of the PLATO trial[J].Lancet,2010,376(9749):1320-1328.

[18]AngioliUo DJ,Fernandez OA,Bemardo E,et a1.Contribution of gene sequence variations of the hepatic cytochrome P450 3A4 enzyme to variability in individual responsiveness to clopidogrel[J].Arterioscler Thromb Vasc Bfof,2006,26(8):1895–1900.

[19]Fontana P,Hulot JS,De MP,et al.Influence of CYP2C19 and CYP3A4 gene polymorphisms on clopidogrel responsiveness in healthy subjects[J].J Thromb Haemost,2007,5(10):2153-2155.

[20]Siller-Matula JM,Spiel AO,Lang IM,et al.Effects of pantoprazole and esomeprazole on platelet inhibition by clopidogrel[J].Am Heart J,2009,157(1):148 e1-e5.

[21]Brandt JT,Close SL,Iturri A,et al.Common polymorphisms of CYP2C19 and CYP2C9 affect the pharmacokinetic and pharmacodynamic response to clopidogrel but not prasugrel[J].J.Thromb.Haemost,2007,5(12):2429-2436.

[22]Harmsze A,van Werkum JW,Bouman HJ,et al.Besides CYP2C19*2,the variant allele CYP2C9*3 is associated with higher onclopidogrel platelet reactivity in patients on dual antiplatelet therapy undergoing elective coronary stent implantation.Pharmacogenet[J].Genomics,2010,20(1):18-25.

[23]Bouman HJ,Schomig E,van Werkum JW,et al.Paraoxonase-1 is a major determinant of clopidogrel eff i cacy[J].Nat Med,2011,17(1):110–116.

[24]Sibbing D,Koch W,Massberg S,et al.No association of paraoxonase-1 Q192R genotypes with platelet response to clopidogrel and risk of stent thrombosis after coronary stenting[J].Eur Heart J,2011,32(13):1605-1613.

[25]Fontana P,Dupont A,Gandrille S,et a1.Adenosine diphosphate induced platelet aggregation is associated with P2Y12 gene sequence variations in healthy subjects[J].Circulation,2003,108(8):989-995.