直接口服抗凝药基因组学研究进展

刘秀梅，都丽萍，刘 暴

1郑州人民医院药学部，郑州450003 中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院 2药剂科 3血管外科，北京 100730

抗凝药物在血栓栓塞性疾病的预防和治疗中发挥重要作用，常用的传统口服抗凝药主要为华法林。华法林是一种双香豆素衍生物，通过抑制凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ而发挥抗凝作用。同时华法林还能抑制蛋白C和蛋白S起到促凝作用。华法林疗效确切、价格低廉，但是起效慢，治疗窗窄，个体间差异大，且受食物药物影响大，需频繁监测，因此，在临床使用过程中受到一定限制[1]。直接口服抗凝药(direct oral anticoagulants，DOACs)如达比加群酯、利伐沙班、阿哌沙班、依度沙班等，与传统的口服抗凝药华法林相比，具有起效快，不需常规监测，与食物、药物间相互作用小，使用方便等优势，已被广泛应用于临床[2- 3]。在很多国家，DOACs用于预防膝关节和髋关节置换术后静脉血栓栓塞(venous thromboembolism，VTE)；治疗深静脉血栓和肺栓塞；预防VTE的复发；用于降低非瓣膜性房颤患者发生脑卒中和全身性栓塞的风险[4- 5]。近年来，药物基因组学得到快速发展并且越来越多的应用于临床个体化用药方案设计与指导中。在个体化用药中，不仅可以参照药物基因组学检测选择治疗药物，还可以通过药物基因组学设计合适的用药剂量和减轻不良反应。华法林为抗凝血类药物，因治疗窗较窄且个体间差异可达20倍，限制了其在临床中的应用[6]。药物基因组学研究发现华法林的个体化差异与患者的基因型相关[7]。近年来，DOACs的基因组学研究越来越被关注，本文旨在总结前人的研究结果，对达比加群酯、利伐沙班和阿哌沙班的药物基因组学研究进行综述。

DOACs的作用机制及药理学特点

DOACs根据作用机制可分为直接凝血酶抑制剂和直接Ⅹa因子抑制剂，前者包括达比加群酯，后者包括利伐沙班、阿哌沙班、依度沙班和贝曲沙班。DOACs通过抑制凝血瀑布中的单个凝血因子(Ⅱ因子或Ⅹa因子)而发挥抗凝作用。DOACs的药理学特点如下：达比加群生物利用度6.5%，服用后0.5～2 h达峰，半衰期12～17 h，血浆蛋白结合率35%，80%经肾排泄；利伐沙班生物利用度80%～90%，1～4 h达峰，半衰期5～9 h(老年人11～13 h)，33%经肾排泄；阿哌沙班生物利用度60%，1～4 h达峰，半衰期8～14 h，24.5%～28.8%经肾排泄[5，8]。

达比加群酯的药物基因组学研究

达比加群酯为前体药物，口服后可被肠道吸收，首先在肠道内活化为中间产物达比加群乙酯，其后被肝脏的羧酸酯酶(carboxylesterases，CES)1活化为活性代谢产物达比加群[9]。达比加群形成的速率与CES1 活性显著相关，肝脏中CES1 是达比加群酯活化的基础酶[10]。达比加群酯为P糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)的底物。 P-gp又称多药耐药性蛋白 1，是ATP结合盒 B 亚家族成员 1(ATP-binding cassette subfamily B member 1，ABCB1)基因编码的一种细胞膜上的转运糖蛋白，其基因多态性会影响 P-gp 的活性和功能，从而影响药物在体内代谢，造成个体之间的药效差距[11]。因此，影响达比加群酯吸收及代谢活化的CES1和ABCB1基因多态性影响达比加群酯的药代动力学方面。

Pare等[12]研究显示CES1及ABCB1基因多态性与达比加群酯的谷浓度和峰浓度相关，研究报告了CES1单核苷酸多态性(single nucleotide genetic polymorphisms，SNP)rs2244613 与达比加群酯血药浓度谷浓度相关且降低了出血风险，携带1个CES1 SNP rs2244613次要等位基因的患者比未携带次要等位基因的患者谷浓度下降约15%，携带两个次要等位基因的患者血药浓度比未携带者的血药浓度下降约25%，该研究还显示携带CES1 SNP rs2244613基因的患者未增加血栓形成风险。Asic等[13]的研究显示，与华法林组相比，携带SNP rs2244613杂合子基因型患者出血风险下降15%，携带SNP rs2244613纯合子基因型患者出血风险下降28%，CES1 SNP基因型rs8192935(C>T)可使达比加群酯的峰浓度下降12%。

P-gp直接抑制剂可将达比加群酯的生物利用度提高12%～23%[9]。ABCB1 SNP rs4148738 与达比加群酯血药浓度的峰浓度有关，ABCB1 SNP rs4148738 可将峰浓度下调约12%，可能会发生小概率缺血性事件，对于该基因型可适当提高达比加群酯的剂量。ABCB1 SNP rs4148738和SNP rs1045642 与达比加群酯峰浓度相关，峰浓度虽与缺血事件有关但较出血事件关系要小[14]。

利伐沙班的药物基因组学研究

利伐沙班通过P-gp和乳癌耐药蛋白(breast cancer resistance protein，BCRP)转运[15]，ATP结合盒亚家族G成员2(ATP-binding cassette subfamily G member 2，ABCG2)基因编码人BCRP。P-gp和BCRP广泛存在于人体全身的各个脏器和组织里，尤其是肝脏、肾脏和肠道黏膜，它的作用类似于排出泵，可将药物从细胞内外排而使细胞内药物浓度降低，从而降低药效。因此，影响利伐沙班转运的ABCB1和ABCG2基因多态性可能会影响利伐沙班的药代动力学，但ABCG2基因型对利伐沙班药代动力学影响的报道较少。研究显示C3435T 与 P-gp 表达功能密切相关。ABCB1基因的最常见SNP主要有rs1128503(1236 C>T，Gly412Gly)、rs2032582(2677 G>T，Ala893Ser)、rs1045642(3435 C>T，Ile1145Ile)和rs2229109(1199 G>A)[16]。有研究显示C3435T 与 P-gp 表达功能密切相关，被认为最可能影响 ABCB1 基因的表达[17]。

Sennesael等[18]研究ABCB1位点rs1128503、rs1045642、rs2032582、rs2229109对细胞内利伐沙班浓度的影响，结果显示ABCB1基因多态性与利伐沙班在HEK293细胞内利伐沙班血药浓度个体间差异的关系不大。Gong等[19]研究利伐沙班与P-gp和BCRP的关系，结果显示单独敲除Mdr1a/Mdr1b组和BCRP组与野生型相比，组间的利伐沙班浓度差异无统计学意义；同时敲除Mdr1a/Mdr1b和BCRP的小鼠利伐沙班血药浓度比野生型组高，其清除下降。利伐沙班是P-gp 和BCRP的共同底物，P-gp 和BCRP共同参与利伐沙班的转运，BCRP可能是利伐沙班关键的转运蛋白。

一项健康受试者进行的随机对照研究显示，利伐沙班合并使用克拉霉素组的峰浓度和曲线下面积是ABCB1基因组(rs2032582；c.2677G>A/T和rs1045642；c.3435C>T)的2倍，作者认为ABCB1基因不是影响利伐沙班个体间差异的重要决定因素[20]。

Ing Lorenzini等[21]报道服用利伐沙班后出现了胃肠出血导致的严重贫血房颤患者，对该患者进行利伐沙班的抗Xa活性和血药浓度检测，结果显示停用利伐沙班后24 h抗Xa活性相当于利伐沙班的最大血药浓度的水平，停药后96 h的血药浓度相当于20 mg 1次/d用药后24 h的谷浓度水平，表明该患者利伐沙班的清除缓慢，推测该患者半衰期为24～30 h，约是文献报道老年人半衰期的3倍，研究者对该患者进行ABCB1基因检测，显示该患者基因型为3435T- 2677T，推测该患者血药浓度升高导致的出血可能与ABCB1基因有关。

Sennesael等[22]对10例服用利伐沙班发生出血的患者进行基因相关研究，分析年龄、肾功能、用药剂量大、过度饮酒及合并用药与患者出血的关系，并对患者进行ABCB1基因型(1236C>T、2677G>T、3435 C>T和SNP 4148738)研究，结果显示利伐沙班谷浓度偏高患者的以上4种ABCB1基因发生了突变，该研究认为ABCB1基因可能对利伐沙班药代动力学有影响，可进行进一步研究。

阿哌沙班的药物基因组学研究

阿哌沙班主要通过细胞色素P450(cytochrome P450，CYP)3A4/5代谢，是P-gp及BCRP的底物。阿哌沙班的基因研究主要集中在ABCB1、ABCG2和CYP3A5。研究表明ABCB1中SNP rs4148738与阿哌沙班的峰浓度有关，其中AA基因型对应更高的阿哌沙班峰浓度[23]。Kryukov等[24]研究未发现房颤和卒中患者ABCB1 SNPs(rs 1045642 和rs 4148738)以及CYP3A5*3(rs 776746)基因型与阿哌沙班的药代动力学有相关性。Ueshima等[25]研究显示服用阿哌沙班房颤患者的血药浓度与ABCB1基因多态性无关，而ABCG2和CYP3A5与阿哌沙班较高的峰浓度有关。携带ABCG2 421A/A基因患者的峰浓度明显高于携带ABCG2 421C/C基因患者(P<0.01)，CYP3A5*1/*3 或*3/*3基因携带者峰浓度明显高于CYP3A5*1/*1(P<0.05)。

阿哌沙班一个重要的代谢途径是通过硫转移酶(sulfotransferases，SULT)1A1和SULT1A2参与阿哌沙班的生物转化。与SULT1A2相比，SULT1A1在阿哌沙班的生物转化过程中作用更大[26]。SULT1A1基因型包括SULT1A1*1(野生型)、SULT1A1*2和SULT1A1*3[27]。有关SULT1A1基因型对使用阿哌沙班患者的影响的报道较少。

综上，直接口服抗凝药疗效和安全性较为肯定，与华法林相比具有诸多优势。目前临床上使用达比加群酯、利伐沙班和阿哌沙班存在个体差异，基因的改变及多态性对于以上3种直接口服抗凝药的影响在于药物代谢等过程。CES1和ABCB1基因型影响达比加群酯的峰浓度和谷浓度。对于携带等位基因 CES1 SNP rs2244613 而导致出血不良事件，可以选用低剂量达比加群酯；ABCB1 SNP rs4148738 与 CES1 SNP rs8192935可能会有小概率缺血性事件的发生，可适当予以提高剂量。ABCB1基因型可能影响利伐沙班的血药浓度；ABCG2和CYP3A5与阿哌沙班峰浓度有关。CYP2J2和CYP3A4基因型也可能是影响Xa抑制剂的其他作用位点，尚需进一步深入研究基因型对于直接口服抗凝药的影响，减少不良事件的发生，使抗凝治疗更加安全。