细胞色素P450基因多态性对他克莫司临床应用的影响

贺 希，刘鸿凌

肝移植是病毒、酒精以及药物等引起的重症肝病/肝衰竭患者治疗的有效手段。随着外科手术技术的不断成熟，移植器官及受者长期存活的病例明显增多，合理使用免疫抑制剂是患者术后长期存活质量提高的关键[1-2]。他克莫司是常用的免疫抑制剂之一，它能降低急性排斥反应的发生率，提高移植物的存活率。但临床应用发现其治疗窗窄，个体差异大，排异或药物引起的相关毒性作用也经常发生，相关并发症发生率高达30%～50%[3-5]。近年来，越来越多的研究表明，他克莫司的浓度变化及个体差异主要与药物代谢酶细胞色素P450（cytochrome P450, CYP）基因多态性有关。国内外对CYP基因多态性如何影响其药代动力学过程的相关研究较多，现综述如下。

1 他克莫司的作用机理及临床应用

1.1 作用机理 钙调神经磷酸酶（calcineurin,CN）在人体T淋巴细胞中含量丰富，CN抑制剂（calcineurin inhibit, CNI）可以抑制移植后免疫排斥反应。他克莫司和环孢素A（cyclosporin A,CsA）是CNI的代表性药物[6-7]。他克莫司主要由机体的胃肠道上部吸收，经肝脏代谢。在体内主要通过与T淋巴细胞内的FK506结合蛋白-12（FK506 binding protein-12, FKBP-12）特异性结合，形成Tac-FKBP-12复合体，后者与CN结合并抑制其活化，最终抑制T淋巴细胞活化以及T淋巴细胞依赖型B细胞增生。在分子水平上干扰、抑制IL-2，IL-3，IL-4，TNF-α以及其他细胞因子的合成，抑制细胞毒性T淋巴细胞向移植物的浸润，从而预防排斥反应[7-9]。

1.2 临床应用 1989年他克莫司首次应用于临床，在预防器官移植后急性排斥反应方面疗效显著，是患者肝、肾移植后的首选免疫抑制药物。研究表明，他克莫司的免疫抑制作用为CsA的10～100倍，但初始只作为CsA治疗的挽救性药物[7]。后续研究进一步证实，以其为基础的免疫抑制方案可显著降低患者肝移植后的急性排斥反应、耐皮质激素排斥反应、难治性排斥反应以及慢性排斥反应的发生率，显著改善移植物功能，减少皮质激素的用量，并降低巨细胞病毒、肺部真菌等感染的发生[6-7]。

由于他克莫司的治疗窗窄，个体差异较大，在发挥免疫抑制作用的同时，不良反应常见。长期使用他克莫司的不良反应以肾毒性和神经系统毒性最为常见，发生率与CsA类似。但CsA使用者的震颤、幻觉、精神疾病、昏迷等不良反应更加严重。两者都可引起糖尿病，但他克莫司不会导致多毛症和牙龈增生[10-11]。

2 药物代谢反应与CYP基因多态性

2.1 药物代谢反应 在药物代谢酶催化下，药物在肝脏内的生物转化主要经历两步：①Ⅰ相反应，药物被氧化还原或水解为极性更大的代谢物，参与I相反应最重要的酶是CYP；②Ⅱ相反应，又称为结合反应，是真正的解毒途径，在此反应中将药物及其代谢物与内源性物质结合后，形成水溶性更强的最终排泄物，随尿液或胆汁排出体外。重要的酶系有谷胱甘肽硫转移酶。

2.2 CYP基因多态性 CYP为一类亚铁血红素——硫醇盐蛋白的超家族，涉及大多数药物代谢的酶系主要有CYP1、CYP2和CYP3家族。CYP3A亚家族成员含量最多、底物谱大，是药物代谢反应中最主要的限速酶。其包括CYP3A4、CYP3A5、CYP3A7 和 CYP3A43，占肝脏内CYP总量的30%以上，占肠壁组织CYP总量的70%，是代谢外源性化合物最主要的酶，约50%的药物都是其底物[12-14]。在57个人类CYP中，CYP 3A4最重要，是肝脏中含量最丰富的药物代谢酶CYP，占肝脏总CYP的60%以上，能够代谢120多种不同种类的药物。CYP3A5基因位于人类第7号染色体上，全长31.8 kb，编码502个氨基酸，CYP3A5等位基因的第6896个位点存在A/G变异可导致CYP3A5蛋白的不表达，最终使酶活性降低甚至消失。CYP3A5的基因多态性可决定产物酶的功能、活性，从而影响多种药物的代谢，如他克莫司、伏立康唑及利福平等。

3 CYP基因多态性对他克莫司应用的影响

3.1 CYP3A与药代动力学关系 个体基因表型决定了药物代谢速率，从CNI的药代动力学角度分析，可能与编码CYP3A4和CYP3A5的相应基因的单核苷酸序列多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）有关[12，15-17]。CYP3A4×1B 基因多态性影响CYP3A4表达，体外研究发现此SNP存在于启动子区，体内则未能证实CYP3A4×1B SNP表达引起代谢底物的变化[16]。同样，基因多态性亦影响CYP3A5的表达，CYP3A5×3等位基因在人群中发生频率最高，而 CYP3A5×2和 CYP3A5×6最低。携带野生型CYP3A5×1等位基因的个体CYP3A5水平更高，该人群的肝脏中CYP3A5含量占CYP3A总量的50%，明显影响以CYP3A为底物的药物的代谢[16-19]。

3.2 CYP3A基因多态性与他克莫司的应用 他克莫司联合吗替麦考酚酯、皮质类固醇激素是肝移植患者术后最常用的免疫抑制剂方案之一，后两者与他克莫司较少发生相互作用，也很少受CYP3A多态性的影响[19-21]。CYP3A5是他克莫司在机体内主要的代谢酶，在肝脏中最丰富，其次是肠道。因此，肝移植患者供肝的CYP3A5基因多态性对他克莫司应用的影响更为明显。当然，药物口服后主要通过小肠吸收，肠道上皮细胞中大量Ⅰ相、Ⅱ相代谢酶会影响药物代谢。但肠道的CYP3A含量远低于肝脏中含量，且以CYP3A4为主，主要影响环孢素代谢，对他克莫司影响较小[13，22]。我们对74例以他克莫司为基础免疫抑制方案的肝移植患者进行研究，发现CYP3A4 rs2740574基因组均为A/G，未见A/A突变。CYP3A5 rs776746基因突变明显，A/G占48.65%（36/74），G/G占44.60%（33/74），A/A占6.75%（5/74）。

3.3 CYP3A基因多态性与他克莫司用量 CYP基因多态性检测可精确估算肝、肾移植患者他克莫司的用量，以减少并发症的发生。本课题组前期研究发现，CYP3A5 G/G组肝移植患者他克莫司使用量明显低于CYP3A5 A/A和A/G组，原因可能是CYP3A5 rs776746位点SNP由A突变为G，造成RNA转录时提前出现终止密码子，导致小分子RNA降解翻译出无功能的蛋白片段，从而使CYP3A5 G/G 基因型患者不能表达有酶活性的CYP3A5蛋白，进而影响他克莫司的代谢[18，22-23]。

Moes等[19]对供、受体者的CYP3A5和CYP3A4×22基因型进行分析，结果发现CYP3A5×1基因型受体接受CYP3A5×1基因型供肝后他克莫司清除率较非CYP3A5×1基因型受体增高1.7倍，而CYP3A5×1基因型受体接受非 CYP3A5×1基因型供肝后他克莫司清除率较非CYP3A5×1基因型受体增高1.3倍。说明供体和受体为CYP3A5基因型均可影响肝移植患者他克莫司药代动力学水平，而CYP3A4×22基因型则影响甚微，部分患者CYP的基因多态性水平可作为精确估算每天他克莫司用量的参考。活体肝移植的供、受体者的CYP3A5基因型和多耐药1（multidrug resistance 1, MDR1）基因型也影响他克莫司的使用量。研究发现，活体肝移植受者手术后第1周，他克莫司的药代动力学受肠道中糖蛋白P影响，1周后主要在肝脏代谢。CYP3A5×1/×1基因型者则需要更大剂量的他克莫司，以期达到目标浓度[24-26]。

同样，CYP3A的基因多态性对肾移植术后患者他克莫司的用量也具有较大影响。国内有研究显示，46例行肾移植术患者CYP3A4×18B，CYP3A5×3，ABCBl（C1236T，G2677A/T,C3435T）等位基因频率分别为0.304，0.707，0.554，0.478和0.300，仅CYP3A4/5单倍型与他克莫司浓度/剂量（C0/D）值显著相关，移植前检测CYP3A4/5单倍型将有利于他克莫司给药剂量的调整[7]。Rojas等[23]发现，肾移植受体CYP3A5 6986A＞G对他克莫司药代动力学影响较大，且与慢性中毒性肾损伤以及他克莫司导致并发症相关。因此，根据CYP3A5基因型优化他克莫司给药剂量，有望广泛应用于移植患者。

4 其他药物对他克莫司浓度影响

他克莫司与其他药物间相互作用的资料主要来自体外研究的结果，临床资料有限。口服他克莫司吸收率较低，平均生物利用率仅为25%，首过效应明显，西柚汁、葡萄柚、五酯胶囊、伏立康唑等都可造成他克莫司吸收异常，影响其代谢酶CYP3A5 是主要因素[6-7，20]。使用能诱导 CYP3A5的药物如巴比妥类、苯妥因、利福平、卡马西平等皆可降低机体内他克莫司的血药浓度，而氟康唑、伊曲康唑、奥美拉唑、盐酸维拉帕米、溴隐亭、HIV蛋白酶抑制剂利托那韦等可抑制CYP的药物，则有可能增加血液中他克莫司的浓度[4，27-28]。另外，他克莫司与已知有肾毒性药物联合应用时应慎重，如氨基糖甙类、两性霉素B、万古霉素、复方磺胺甲唑片和非甾体类抗炎药等；与更昔洛韦、阿昔洛韦等合用时有可能会增加这些药物的神经毒性[7，29-30]。此外，服用他克莫司时有可能导致患者出现高钾血症或加重原有的高钾血症[6，14，31]。

5 结 语

目前他克莫司是临床上使用最多的免疫抑制剂，其在预防肝、肾移植术后急性排斥反应方面的疗效和安全性已得到许多临床研究的证实。与CsA相比，他克莫司可以显著降低患者术后急性排斥反应的发生率，提高急性排斥反应的逆转率，有助于提高移植患者存活率[10，32-33]。但与其相关的神经系统和肾脏等的不良反应也时常发生[10-11，34]，为减少上述情况发生，可根据其代谢酶、药物转运体和药物作用靶点的特点，来优化他克莫司的临床给药剂量，减少相关并发症的发生，提高移植患者的生存质量[11，20，28]。