多药耐药基因1 C3435T基因多态性对临床相关药物影响的研究进展

王淑男 董天崴 于彦彦 姚懿桐 彭 鹏 杨 军

(佳木斯大学附属第一医院,黑龙江 佳木斯 154007)

多药耐药基因1 C3435T基因多态性对临床相关药物影响的研究进展

王淑男 董天崴 于彦彦 姚懿桐 彭 鹏 杨 军

(佳木斯大学附属第一医院,黑龙江 佳木斯 154007)

多药耐药基因1C3435T基因；药物基因组学；P- 糖蛋白；基因多态性

多药耐药基因(MDR)1，又名三磷酸腺苷(ATP)结合盒亚家族B成员(ABCB)1是一个较保守的基因家族，是人体正常基因，编码P- 糖蛋白(P- gp)。研究发现〔1〕，P- gp为介导药物之间产生相互作用的重要环节，通过影响药物在细胞内外的转运过程，特别是在小肠部位的转运，而影响药物口服生物利用度的改变，从而进一步影响药物的疗效、毒性或产生耐药〔2，3〕。无论是在正常组织或肿瘤细胞中，若编码P- gp的MDR1基因发生突变，则会影响某些药物的血药浓度，从而影响药物药代动力学参数。故本文对MDR1 C3435T基因多态性及在临床疾病中的研究进展作一综述。

1 MDR1基因结构、表型及生理功能

MDR1位于人类第7号染色体长臂(7q21.1)，由28个可编码蛋白质的外显子组成，基因全长超过100 kb，所编码的蛋白质是P- gp，由1 280个氨基酸组成。相对分子质量很大，包含两个相似结构域，都有一个ATP结合区。P- gp发挥生理作用就是依靠这个ATP结合区，ATP与其结合并被水解，为底物的转运提供能量，故可将药物或机体本身认为是毒物的物质排出细胞外，最后排出体内，从而保护细胞免受损害。P- gp广泛分布在与分泌、排泄有关的器官或组织中，包括肠道、肝脏、肾脏、血脑屏障、血胎盘屏障等。肠道上皮细胞所表达的P- gp可将上皮细胞内药物外排到肠腔，导致药物吸收率降低，当药物进入血液循环后，肝脏和肾脏中P- gp将药物不断外排，最终随粪便、尿液排出体外。位于血- 组织等生理屏障组织的P- gp通过将药物排出细胞外，最终减少药物进入组织。P- gp对其底物的吸收、分布及排泄等都担当着重要角色，故编码P- gp的MDR1基因发生改变可能直接影响药物临床疗效及药代动力学。

2 MDR1基因多态性

个体间基因的核苷酸序列存在的差异性称为基因的多态性，许多药物在体内的代谢差异都是由遗传因素和环境因素共同造成的。遗传因素主要是指一个或多个等位基因的变异而产生的遗传差异，其在人群中呈不连续分布，称之为遗传多态性。研究表明基因多态性的分布有着明显的地区及种族差异性，不同个体中MDR1基因型的改变与P- gp表达、活性及功能变化息息相关〔4〕。

2.1 MDR1基因分型 MDR1基因是一个多态变异基因，目前发现40多个单核苷酸多态性(SNP)位点，国内对其中MDR1的12外显子C1236T、21外显子G2677T/A和26外显子C3435T基因多态性研究的报道较多〔5〕，它们影响蛋白质的表达量及活性，从而影响药物的疗效，不能得到临床满意的结果，既浪费医疗资源又对病人的预后产生不良后果。MDR1基因多态性影响P- gp表达水平及活性，不仅影响有毒物质甚至致癌物的排出，最终造成机体的损伤，而且又会因过多的泵出临床药物而致疾病无法得到良好的治疗。其中对MDR1 C3435T基因位点研究得最多，虽然它是一个无义突变，但有很多学者认为其与P- gp活性、表达及功能相关〔6〕。

2.2 MDR1基因多态性的种族与地区差异 非洲人群的基因型分布频率明显小于其他人群，高加索人群C1236T等位基因的频率比中国、韩国人群低，而除T129C以外，其余基因型分布频率均比东亚高。印度人群各等位基因分布与东亚和其他人群相比除C1236T外其余等位基因频率均较高。C3435T在人群中突变频率很高，在高加索人中突变率最高，亚洲人居中，非洲裔美国人则相对较低。C3435T与其他地区和民族相比，汉族人T、C基因分布有自己独特的分布特点，T基因显著高于非洲人，明显低于欧洲高加索人；而C基因恰好与其相反。而它们与亚洲日本人、菲律宾人却很接近〔6〕。Hoffmeyer等〔7〕最早了解到在人体肠道中，MDR1组织含量取决于MDR1 C3534T的基因型，CC型最多，CT居中，而TT型最少。

3 MDR1 C3435T基因多态性对临床相关药物的影响

药物基因组学是医学基因组学的一个分支，是在其研究过程中逐渐衍生出来的。它研究DNA多态性与不同个体的药物反应(主要指药效与毒性)的关系。在药物基因组学研究中所指的基因多态性不是针对完整的基因世代结构图而言，而是对于基因组SNPs而言〔8〕。MDR1主要位于有分泌和排泄功能的组织及器官中，对正常细胞起保护作用，是血- 组织屏障的重要组成部分。由于MDR1能将已进入细胞内的外源性物质从胞内泵出胞外，所以可以保护组织细胞免受外源性毒性物质的侵害〔9〕，但当其基因发生变异时，可能会导致组织细胞受到侵害。P- gp为转运体蛋白，许多临床药物都可作为其底物，如抗高血压药物、钙通道阻滞剂、β受体阻滞剂、地高辛、抗生素、他克莫司(TAC)、人免疫缺陷病毒(HIV)蛋白酶抑制剂及许多治疗肿瘤及白血病的化疗药等〔10〕。若基因发生变异，则可能导致临床的某些疾病得不到良好的治疗或出现严重的药物不良反应。据2000～2006年对欧洲西班牙人种进行一项涉及35万例各大类疾病出现药物不良反应住院病人的大规模临床研究显示，高达5%的病人并非死于疾病本身，而是死于严重的药物毒副反应〔11〕。故不同患者用药方案是不同的，需要个体化用药指导。

3.1 MDR1 C3435T基因多态性与心血管药物

3.1.1 地高辛 地高辛为洋地黄类强心药，易发生中毒现象且易致死，故对于地高辛的用量极其谨慎，研究表明口服地高辛，3435TT型患者血药峰浓度(Cmax)、曲线下面积(AUC)均高于CC患者〔10〕。故对于心力衰竭的患者可以通过测其基因型，来指导患者用药，尽量避免药物的毒副反应。

3.1.2 替米沙坦 替米沙坦是血管紧张素Ⅱ受体抑制剂，能够治疗原发性高血压，脂溶性好，有较高的生物利用度〔12〕，但个体利用度差异较大，P- gp抑制其吸收〔13〕。研究表明MDR1 C3435T基因多态性对替米沙坦的血药浓度和药代动力学无影响〔14〕。但仅这一篇文献报道，由于缺乏重复性，故应继续研究证实。

3.2 MDR1 C3435T基因多态性与抗肿瘤药物 肿瘤已成为世界上病死率最高的疾病，主要原因之一为肿瘤对化疗药物的耐药。通过检测MDR1基因表达，了解患者对化疗药物的敏感性及耐受程度，可以合理地选择化疗方案和药物，提高疗效，减少痛苦，预测患者预后，具有重要临床意义。

3.3 MDR1 C3435T基因多态性与免疫抑制剂 器官移植术成功与否及患者的生存期长短的关键在于受者对于供体的排斥反应大小，而决定排斥反应大小的为所应用的免疫抑制剂，最常用的免疫抑制剂为TAC，但其个体生物利用度有明显差别。许多研究已证实TAC是P- gp的底物，所以和P- gp活性有关的MDR1的基因位点C3435T和G2677T可能导致TAC的个体用药差异。研究发现在肾移植患者中携带MDR1 2677TT基因型和3435TT- 2677TT单倍体的肾移植受者可以服用更低剂量的TAC以维持移植肾功能〔15〕。所以通过对器官移植患者MDR1 C3435T基因多态性的检测，确定移植术后TAC等免疫抑制剂的给药方案，实现免疫抑制剂的个体化应用，避免延误病情。

3.4 MDR1 C3435T基因多态性与抗白血病药物 急性淋巴细胞白血病(ALL)是儿童中发病率最高的恶性肿瘤，也是儿童急性白血病非常主要的类型，约占一半以上。ALL有许多发病因素包括理化因素、微生物因素及遗传易感性〔16〕。而联合化疗是治疗儿童ALL最有效的方法之一，而化疗药物的耐药是该病预后差及病死率高的原因之一。MDR1作为转运体基因，许多化疗药物都是其底物，故其基因多态性的表达直接关系到儿童ALL的治疗效果。Goreva等〔17〕研究G2677T、C3435T基因多态性与自身免疫淋巴增生疾病的化疗结果的关系，结果显示两个位点的基因多态性可以决定化疗的有效性。患者两个位点同时突变为纯合子，则耐药概率增大，化疗药物的治疗效果不佳。除此之外，还有研究表明P- gp、MDR1和人肺耐药蛋白(LRP)为判断弥漫大B细胞淋巴瘤患者临床预后的重要因素，并且对预测患者的预后有显著价值〔18〕。故MDR1基因型检查有助于指导患者个体化治疗方案的制定，提高患者生存质量。

3.5 MDR1 C3435T基因多态性与抗癫痫药物 目前有许多抗癫痫药物均已被证实是 P- gp的底物，如卡马西平、苯妥英钠、苯巴比妥、拉莫三嗪等。临床上发现应用这些药后不同个体之间存在较大不同，有学者提出可能与MDR1基因变异有关。而目前认为基因位点C3435T多态性与P- gp的表达程度及功能有关〔19〕。因此，P- gp活性的改变可能会影响体内抗癫痫药物的药代动力学参数及临床疗效。研究表明P- gp表达水平在TT基因型的人群中较低，而CC基因型人群相对较高，导致TT型的人群服用抗癫痫药物后，血药浓度高于CC型，易达到满意的临床效果，而 CC基因型则相反〔19～21〕。

3.6 MDR1 C3435T基因多态性与抗HIV药物 研究表示HIV蛋白酶抑制剂为MDR1的底物之一，MDR1可以降低其生物利用度，降低相关靶组织中的药物浓度，因此使得药物无法到达病灶发挥作用。研究证明〔22〕携带3435T等位基因的获得性免疫缺陷保合征病人抗病毒疗效显著优于3435C患者。上述结论分别得到了Brumme等〔23，24〕验证。

综上，P- gp的表达由C3435T基因多态性决定，这种作用在治疗上述疾病中有着深远的影响和意义，可以为合理用药、制定个体化的治疗方案及新药研发提供新方向。

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〔2016- 07- 27修回〕

(编辑 苑云杰/王一涵)

黑龙江省卫计委科研课题(2014- 243)；佳木斯大学校级青年基金项目(sq2014- 003)；佳木斯大学研究生科技创新项目(LM2015- 031)

杨 军(1966- )，男，硕士，硕士生导师，教授，主要从事高血压研究。

王淑男(1990- ),女，硕士，主要从事高血压研究。

R969.1

A

1005- 9202(2017)15- 3904- 03；

10.3969/j.issn.1005- 9202.2017.15.116