药物基因组学方程对中国患者低强度华法林抗凝治疗剂量的预测效果分析

王红娟，刘 瑜，杨 洁，徐 斌，李 泱，尹 彤

（解放军总医院老年心血管病研究所, 北京 100853）

华法林是血栓栓塞性疾病预防和治疗中使用最广泛的口服抗凝剂。但是其有效治疗剂量存在超过10倍的个体差异。自 VKORC1基因多态性与华法林个体间剂量差异的相关性于 2004年首次报道以来，已有多个整合临床和遗传因素以预测华法林剂量的药物基因组学方程发表[1]。但是，这些基于回归模式的预测方程的准确性受其纳入的遗传和非遗传学因素的影响，同时也与方程所推演自的人群的种族特征相关[2-4]。大多数的中国患者常规接受低强度华法林抗凝[目标国际标准化比值（international normalized ratio，INR）低于2～3][5]。然而，目前为止对药物基因组学方程的验证均在接受常规强度抗凝治疗（目标INR 2～3）的患者群中进行，有关药物基因组学方程在接受低强度抗凝治疗患者中的预测效果的数据几乎没有。本研究旨在一个接受低强度治疗的中国患者队列中比较目前文献发表的药物基因组学方程的效果。

1 对象与方法

1.1 对象

研究纳入2008年1月至2011年7月解放军总医院连续收治的 282例中国患者。其中男性140 例（49.6%），女性 142 例（50.4%），年龄（56.36±15.70）岁，身高（165.52±8.29）cm，体质量（67.92±13.88）kg。患者均接受华法林抗凝，平稳控制，目标INR为1.6～2.5。稳定的华法林剂量定义为连续3次实验室检查（每次间隔至少1周）证实INR维持在目标范围的剂量。实际华法林剂量为（3.00±1.09）mg/d。接受抗凝治疗的主要原因分别为房颤（85例）、瓣膜置换术后（138例）、深静脉血栓形成/肺栓塞（45例）以及其他（14例）。其他入选标准包括初次用药日期明确、目前正在接受抗凝治疗。临床信息收集自住院和门诊病历记录。排除标准包括严重肾脏、肝脏、血液系统疾病，恶性肿瘤，医疗信息不全，目标INR在1.6～2.5之外，血压超过180/110 mmHg，或妊娠哺乳等情况。所有患者于参加研究前签署知情同意书。研究方案经解放军总医院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 基因型测定 采取外周血提取基因组DNA。采用多重 SNaPshot SNP分型技术检测 CYP2C9*3（rs1057910）、VKORC1-1639 G/A（rs9923231）以及 CYP4F2*3（rs2108622）基因多态性。具体方法详见参考文献[7]。

1.2.2 文献检索和方程选择 检索PubMed自2004年1月至2011年9月报道华法林剂量预测方程的研究或综述。具体检索方法及方程纳入标准参见文献[7]。

1.2.3 预测效果评估 预测效果评估指标包括平均绝对误差（mean absolute error，MAE）和计算预测剂量在实际稳定剂量20%范围内的患者比例（20%界限内的比例）[6]。分别用各方程计算每位患者的预测剂量。对来自不同人群（亚洲、高加索以及混合人群）、而具有相同变量的方程进行配对比较。另外，也对除纳入INR值或CYP4F2基因型存在差异外、其他变量均相同的方程进行配对比较。

1.3 统计学处理

定量资料以均数±标准差表示，定性资料用百分率表示。采用McNemar's卡方检验配对比较方程预测剂量位于实际剂量20%区域内的患者比例。该检验的 OR值，提示一个方程与另一个方程相比预测剂量在范围内的几率。多重比较未进行校正。统计分析采用SPSS 19.0 软件。

2 结 果

2.1 药物基因组学方程

选取 8个符合条件的药物基因组学方程[7]。其中2个来自亚洲人群[8,9]，与2个来自高加索人群[10,11]的方程具有相同的变量。国际华法林药物遗传学协会（IWPC）方程来自至今为止入选人数最多的混合人群[6]，采用起始治疗后4～5d的INR。Lenzini等[3]提出的方程同样来自混合人群，除采用目标 INR外，其余变量均与 IWPC方程相同。Zambon等[12]和 Takahashi等[10]提出的方程，除 CYP4F2 基因型外其他变量均相同，两者配对比用于评估 CYP4F2的额外影响。本研究排除了 Miao等[13]提出的来自亚洲人群的方程，因既往数项研究和本研究（数据未提供）均显示其预测效果不佳。

2.2 总体预测效果

总体来说，药物基因组学方程预测华法林剂量的平均MAE为（0.87±0.17）mg/d，平均20 %界限的患者比例为（43.8%±8.1%）（29.1%～52.1%；图1）。来自亚洲人群的方程与包含INR相关变量的方程具有相同的MAE（0.73～0.77mg/d）和20 %界限内的患者比例（48.6%～52.1%）。来自高加索人群的方程MAE最高（0.80～1.17mg/d），而20 %界限内的患者比例最低（29.1%～39.7%）。

2.3 预测效果的配对比较

配对比较各方程20%界限内的患者比例，结果发现，与来自高加索人群的预测方程比较，来自亚洲人群的方程对研究人群的预测更准确[（48.6%～50.0%）vs(29.1%～39.7%), OR＝1.61～3.36，P≤0.02]。IWPC方程（n＝5700）对研究人群的预测效果并未超越来自亚洲人群的方程[（48.6%～ 50.0%）vs（29.1%～39.7%）, OR＝1.61～3.36；P≤0.02]。采用INR值或CYP4F2基因为额外的协变量的方程较无这些协变量的方程的预测效果更好[INR有/无：52.1%vs45.0%，OR＝1.71（1.08～2.72），P＝0.029；CYP4F2*3 有/无：36.2%vs29.1%，OR＝2.67（1.41～5.05），P＝0.004；图 2]。

3 讨 论

本研究显示，已发表的药物基因组学方程在282例接受低强度稳定剂量华法林抗凝治疗的中国患者队列中预测的准确性存在差异。总体来说，来自亚洲人群的预测方程或具有额外协变量（如 INR或CYP4F2*3）的方程预测效果更好。

我们的研究数据支持种族因素会影响药物基因组学方程的预测准确性。通过配对比较采用相同变量的方程，我们发现来自亚洲人群的方程（即使是较小的人群样本）对本研究人群的预测效果显著优于来自高加索人群的方程，这可能与入选亚洲人群的方程均来自接受低强度抗凝治疗患者（目标 INR为1.5或1.8～3.0）相关。因此，我们推测，采用来自于预测人群特征相符的人群的方程可更有效地优化华法林的剂量。然而，Shin等[4]发现来自混合人群的方程预测效果可能优于来自单一人群的方程。该研究与本研究结果的差异，可能与各研究选择的验证人群差异相关。他们的研究采用一个混合人群队列（包括亚洲、非洲裔以及高加索人群）验证方程，因此可能导致其研究中来自混合人群的方程预测效果更好。

图1 药物基因组方程的准确性Figure 1 Prediction accuracy of pharmacogenetic algorithms

图2 药物基因组方程的配对比较Figure 2 Pair-comparison of pharmacogenetic algorithms

虽然，种族因素对方程预测效果的影响可能通过校正遗传因素而降低，但是并不能降低临床实践中不同种族所采用的剂量类型（如目标 INR）差异的影响。因此，如果来自混合人群的方程中同时包含体现种族差异的其他变量（如目标INR）[3,14]，则该方程也可能准确预测特定种族人群的华法林剂量。为验证此观点，我们比较了两个来自混合人群，而且采用的变量除INR值外均相同的方程。正如预期，包含 INR变量的方程的预测效果优于不包含INR的方程预测效果。除INR外，我们还发现额外的遗传协变量CYP4F2*3(rs2108622) ——华法林剂量的第三个预测基因，可增强方程的准确性。CYP4F2*3可解释2%～7%的华法林剂量个体差异[2]，一个中国患者队列的研究显示其可解释 4%的稳定华法林剂量差异[15]。尽管CYP4F2*3的作用较小，但是本研究显示其还是能够明显的影响已发表的方程在中国患者队列中的预测效果。Lubitz等[1]在一个小样本的混合人群队列中进行的研究显示，附加CYP4F2*3基因变量并不能增加方程的预测效果，与本研究结果不同。可能因该研究入选的混合人群中 CYP4F2*3基因型的发生率低，从而未能发现CYP4F2*3与华法林剂量间的相关性。由于与高加索人群相比，亚洲人群中VKORC1和CYP2C9对华法林剂量差异的贡献相对较小；亚洲人群中华法林剂量的差异很大程度上取决于人口次要等位基因上相关多态性的发生率。因此，在这种情况下，CYP4F2*3对亚洲患者华法林剂量的影响尽管较小，仍不应被忽视。总之，CYP4F2*3是否能改善对中国人的华法林剂量预测仍需进一步研究。我们的研究提示，附加INR或CYP4F2变量的经改进的方程可能能够改进接受低强度抗凝治疗的中国患者的剂量预测效果。

我们的研究进一步强调， 将一个药物基因组学方程应用于特定种族和临床环境前，需先进行外部验证。同时，本研究也提示包含3种基因型（CYP2C9,VKORC1和CYP4F2）和INR参数在内的更严谨的预测方程，可能可以进一步改善采用低强度抗凝治疗的中国患者的剂量预测效果。

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