抗高血压药物基因检测在脑出血高血压患者中的应用效果

于涛　龚海东　鉴玉波　袁婧　朱琳　梁欢　王闰　纪国敏　李海红　马丽秋

[關键词] 高血压;基因多态性;药效学;脑出血

[中图分类号] R743.34          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-9701（2021）23-0005-05

Application effect of gene testing of antihypertensive drugs in hypertensive patients with cerebral hemorrhage

YU Tao1   GONG Haidong1   JIAN Yubo1   YUAN Jing1   ZHU Lin1   LIANG Huan1   WANG Run1   JI Guomin1   LI Haihong2   MA Liqiu1

1.Department of Neurosurgery， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical University， Mudanjiang   157011， China; 2.Department of Gitical Care Medicine， Hongqi Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical University， Mudanjiang   157011， China

[Abstract] Objective To analyze the polymorphisms of anti-hypertensive-related genes in hypertensive patients with cerebral hemorrhage and distribution characteristics in the population and explore the clinical effect of anti-hypertensive gene testing on rational drug intervention in hypertensive patients with cerebral hemorrhage. Methods A total of 284 stroke patients who had a history of hypertension or were diagnosed with hypertension at the time of discharge and were hospitalized in the Department of Neurosurgery of Hongqi Hospital of Mudanjiang Medical University from January 2018 to September 2020 were selected. They were divided into the gene group （n=233） and the control group （n=51）， according to whether they were given anti-hypertensive gene testing. The gene group were given corresponding anti-hypertensive drugs were given to patients according to different test results， and the control group were given conventional anti-hypertensive treatment. The effect on reducing blood pressure was compared between the two groups. Results Among the 233 hypertensive patients with cerebral hemorrhage who underwent anti-hypertensive genetic testing， the mutation rate of CYP2D6（*10） was 49.4%， ADRB1 （1165G-C） was 77.3%， CYP2C9（*3） was 2.8%， AGTR1 （1166A-C） was 4.5%， ACE （I/D） was 37.6%， NPPA （2238T-C） was 0.9%， and CYP3A5（*3） was 75.5%. At 4 and 6 weeks after treatment， the systolic and diastolic blood pressures of the gene group were significantly lower than those of the control group， with statistically significant differences （P<0.05）. At 6 weeks after treatment， the total effective rate of reducing blood pressure of the gene group was 89.7%， which was higher than that of 72.5% in the control group ， with statistically significant difference（P<0.05）. Conclusion The gene polymorphism has obvious individual differences in hypertensive patients with cerebral hemorrhage. The rational adjustment of medication based on anti-hypertensive gene testing has significance in reducing blood pressure in hypertensive patients.

[Key words] Hypertension; Gene polymorphism; Pharmacodynamics; Cerebral hemorrhage

脑出血主要包括原发性脑出血及继发性脑出血，高血压及腦血管畸形是原发性脑出血的主要原因[1-2]。作为脑出血的重要危险因素之一，原发性高血压是世界第一位的致死因素，尤其是在发展中国家，是一种由遗传和环境因素共同作用的疾病，发病机制尚未完全明确[3]。从根本上阻止自发性脑出血发生的关键问题是控制血压，但是，相同的降压药物对血压的控制效果也因人而异，这可能与不同患者之间编码基因的遗传差异所诱导的药代动力学变化有关。基因多样性参与高血压的形成，且肾素-血管紧张素系统（Renin-angiotensin system， RAS）、交感植物性神经系统、肾脏功能、电解质平衡等高血压的病理过程也受遗传因素影响。随着基因组技术的发展，高血压基因组学及药物基因组学研究的深入，本研究拟通过检测5大类降压药物及7组基因位点并进行统计分析，探讨抗高血压基因检测在临床中的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

在患者及家属知情同意的前提下，选择2018年1月至2020年9月于牡丹江医学院附属红旗医院神经外科住院治疗的脑出血患者，且有高血压病史或出院时诊断高血压病者作为研究对象。参考《中国高血压防治指南2018年修订版》高血压诊断标准作为实验对象的纳入标准[4]，即入院起连续3次非同日收缩压（Systolic blood pressure，SBP） 140～179 mmHg （1 mmHg=0.133 kPa）和（或）舒张压（Diastolic blood pressure，DBP）90～109 mmHg的脑卒中合并原发性高血压者，至少两周未通过任何形式应用抗高血压药物者。排除标准：有心肝肾功能不全、糖尿病等内分泌疾病，肿瘤性疾病同时应用两种及以上降压药物者。符合纳入标准的284 例患者在其完全知情且征得其同意的前提下，对其中自愿接受抗高血压基因检测的233例高血压患者进行检测，作为基因组，按基因指导给予不同降压药物治疗，分别为β受体阻滞剂组（β-R）、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂组（ARB）、血管紧张素转化酶抑制剂组（ACEI）、钙离子拮抗剂组（CCB）、利尿剂组;并将其余51例未行基因检测的高血压患者设为对照组，即未给予用药指导的常规药物治疗分组。

1.2 方法

根据抗高血压基因分型，综合分析患者对不同降压药物敏感性、代谢功能、酶活性及副作用，对基因组患者分组给予β-R、ARB、ACEI、CCB、利尿剂等精准模式控制血压;对于未行基因检测的对照组对象，给予其常规的降压治疗方案进行高血压干预，嘱其服用盐酸普萘洛尔（商品名：心得安，山东健康药业有限公司，国药准字H37020456，规格：5 mg/次）3次/d进行抗高血压治疗，通过观察患者血压变化适当调整药量，使血压趋于稳定。

1.3 观察指标

观察脑出血患者抗高血压药物7种基因多态位点分布情况，并根据抗高血压药物基因检测结果，通过对比药物敏感性、药物代谢水平及酶活性强弱给予合适的药物治疗，并进行分组。随访并记录观察对象用药前、用药后4周、用药后6周的血压、用药情况及不良反应出现情况，以药物说明书标识的常见不良反应为参考依据。

1.4 疗效评价标准

降压效果的判断标准[5]：药物疗程结束后患者DBP下降>10 mmHg且降至正常DBP水平（即90 mmHg），亦或DBP下降>20 mmHg，为显效;疗程结束后患者DBP下降<10 mmHg，但降至正常DBP水平，亦或DBP下降程度介于10～19 mmHg，为好转;疗程结束后患者的DBP水平未达到上述标准，为无效。总有效率=（显效+好转）例数/总例数×100%。

1.5统计学方法

采用SPSS 23.0统计学软件对数据进行分析，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，多组计量资料比较采用单因素方差分析;计数资料以[n（%）]表示，采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组一般资料比较

纳入统计的284例高血压患者，随访6周，基因组开始例数233例，对照组51例。又将基因组分为β-受体阻滞剂（β-R）组、血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂（ARB）组、血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）组、钙离子拮抗剂（CCB）组及利尿剂组五组。在实验开始前，对六组患者之间进行一般资料比较，在性别、年龄、血清总胆固醇（TC）、血清三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白（HDL）、尿酸（UA）、同型半胱氨酸（Hcy）、SBP、DBP等一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表1。

2.2 抗高血压药物基因多态分布情况比较

5类降压药物的7种基因多态性分布情况见表2。其中CYP2D6表示*1向*10突变，ADRB1表示1165位点上G向C突变，CYP2C9表示*1向*3突变，AGTR1表示1166位点上A向C发生突变，而ACE则表示ACE基因的第16内显子的存在或缺失（I/D）Alu重复序列，NPPA表示T向C发生突变，CYP3A5表示*1向*3发生突变。用W表示野生型等位基因，M表示突变型野生基因，WW表示野生型纯合子，WM表示突变型杂合子，MM表示突变型纯合子。

2.3 治疗前后两组血压总体情况比较

抗高血压治疗4周、6周后，分别对两组的SBP、DBP水平与治疗前相比发现，两组血压值均显著降低，差异有统计学意义（P<0.05）;降压治疗4周、6周后，基因组的SBP、DBP水平均显著低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表3。

2.4 两组患者血压控制效果比较

第6周时，在基因组233例患者中，降压效果判定为显效114例（48.9%），好转95例（40.8%），无效24例（10.3%）;基因组治疗总有效率为89.7%。对照组共51例患者，其中降压效果判定为显效15例（29.4%），好转22例（43.1%），无效14例（27.5%）;对照组治疗的总有效率为72.5%。基因组患者的降压总有效率明显高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表4。

3 讨论

原发性高血压是一种多基因联合控制的遗传性疾病，不同的基因表型不仅可以影响患者的高血压易感性，并对其药物治疗效果及不良反应同样具有显著性差异，现阶段国内外对抗高血压药效影响的研究主要通过药物代谢动力学及药效学等途径进行。本研究检测了牡丹江医学院附属红旗医院233例脑卒中的高血压患者抗高血压药物靶点基因，并对抗高血压治疗进行对比分析。

人β1-肾上腺素受体由ADRB1基因控制，是一种膜G蛋白偶联受体，其中1165G-C点突变导致389位点的甘氨酸被精氨酸取代，显著改变ADRB1活化性G蛋白（GS）耦合结构域的结构和功能，使之产生更多的cAMP以增强对去甲肾上腺素神经递质的反应，使血压升高。正是由于1165G-C的点突变所致的碱基改变，该位点突变形成以下3种基因表型：野生型/不敏感型（Gly389Gly，GG）、杂合型/中间敏感型（Gly389Arg， GC）及突变型/敏感型（Arg389Arg，CC）。该突变可能增加了β1受体的敏感性，调节交感神经的反应，并使β受体阻滞剂的降压作用更显著[6]，是高血压治疗方案中的重要组成部分。据研究，ADRB1 突变纯合子MM型受体敏感性较高，对β-R药效有正向作用，突变杂合子WM型受体的药效正常，而野生纯合子WW型受体敏感性较低，药效较差。本研究结果显示，脑出血中高血压患者ADRB1基因突变率为77.3%，提示3/4以上患者属于受体敏感型，β-R药效较佳，与杨梅等[7]报道的长沙市高血压人群ARDB1基因突变频率相近。而β-R主要通过CYP2D6进行代谢，CYP2D6是细胞色素CYP450氧化代谢酶系列中最热门的基因之一，其基因多态性使其酶活性有很大的个体间差异，也是药物代谢速率不同的主要原因。突变基因CYP2D6（*10）可降低酶的活性，药物清除率较低，从而增加药效，且相较于CYP2D6的突变杂合子（CYP2D6*1/*10），突变纯合子（CYP2D6*10/*10）对美托洛尔药代动力学具有更大的影响[8-9]。Chen等[10]研究发现，相比于CYP2D6，ADRB1基因多态性对美托洛尔降压治疗的结果具有更强的作用。本研究结果显示，脑出血中高血压患者CYP2D6基因突变率为49.4%，提示约半数患者属于受体敏感型，β-R药效较佳。

RAAS系统是由各种酶及短肽参与构成的一系列酶促反应，维持人体电解质、水、血压处于相对平衡状态。血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）的主要功能是参与调节血管收缩并促进肾上腺髓质释放肾上腺素，刺激醛固酮分泌，导致远端小管对钠和水重吸收，升高高血压。ARB类降压药物通过抑制AngⅡ受体（AT1R）与底物AngⅡ的结合，从而起到降压的作用。AT1R是由AGTR1基因介导的，多在第三非编码区A1166位点上腺嘌呤突变为胞嘧啶（A-C），形成了AA、AC、CC三种基因型。AGTR1基因的A位基因突变对ARB类药物的敏感性具有正相关作用，突变纯合子（AGTR1 CC）型基因下的AT1R对ARB类药物的具有更大的药物敏感性，皇甫卫忠等[11]研究证明，AGTR1基因的AC基因型在汉族人群中罹患高血压的风险显著降低。CYP2C9是ARB类药物的主要代谢酶类，CYP2C9基因中最常见的突变型等位基因为CYP2C9（*3），这种突变可使药酶活性降低，从而增加沙坦类血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂的药效。CYP2C9基因具有很明显的地域性及种族性，在我国主要的突变型基因为CYP2C9（*3），本研究统计的高血压患者中AGTR1基因突变率仅为4.5%，且均为突变杂合子，因此绝大部分患者对ARB药物一般敏感，可能需要加大药量增加药效;CYP2C9基因突变率为2.8%，说明与长沙地区及林芬等[12]报道的潮州地区AGTR1与CYP2C9基因分布频率相类似，提示高血压患者的酶活性及药物敏感性处于正常水平。

血管紧张素转化酶（ACE）是RAAS系统中的关键酶，参与并促进AngⅠ向AngⅡ的转化，使缓激肽失活，同时也是ACEI类抗高血压药物的作用靶点。ACE基因的第16内显子的存在或缺失（I/D）Alu重复序列，致使其存在纯合子插入型（II）、杂合子插入缺失型（ID）、纯合子缺失型（DD）三种基因型。ACE基因的多态性决定着ACE在血液中存在的水平与活性变化，而血ACE活性与ACEI及ARB类抗高血压药物的敏感性呈正相关[13]。Liu等[14]通过对ACE基因多态性与原发性高血压之间关联的Meta分析认为，D等位基因可能会增加罹患高血压的风险，这是由于其中D等位基因下的ACE活性较高，正向激活RAAS系统使血压升高。Pinheiro等[15]认为，ACE活性越高，受到ACEI类药物的抑制作用越强，因此D等位基因也较I等位基因拥有更好的降压效果。西方人群中ACE（I/D）多态性分布（II 30%，ID50%，DD 20%）近似1∶2∶1，非洲人群中D等位基因的频率更高，可达60%，而在东方人群中，D等位基因的频率相对较低，在中国群众中约为40%，而在日本群众中约为30%，与本研究统计的D等位基因频率37.5%相近[15]，提示ACE基因分布具有明显的地域差异性。

心房钠尿肽前体蛋白-A（NPPA），經过处理加工后形成由17个氨基酸形成具有环形结构的心房钠尿肽（ANP），ANP有着速尿、利钠及舒张血管的作用，控制细胞外液量和电解质的平衡。NPPA基因拥有以下3种基因表型：野生型/不敏感型 TT型、杂合型/中间敏感型 TC及突变型/敏感型 CC型。相关研究显示，包括NPPA基因在内的NAP系统与原发性高血压的发生有相关性，NPPA C等位基因拥有对噻嗪类药物更高的敏感性，而T等位基因对CCB类药物具有更高的敏感性，其对氨氯地平的敏感性优于利尿剂及ACEI类药物[16-17]。本研究统计的患者NPPA T2238C位点突变率仅为0.9%，提示绝大多数患者对利尿剂不够敏感，相比之下选择CCB类抗高血压药物可能更有效。

CYP3A5作为主要的细胞色素参与了CCB类药物在体内的脱氢代谢，且有研究表明，CYP3A5基因多态性与原发性高血压的发病相关，CYP3A5将皮质醇转化为6β-羟基化代谢产物，可能导致动物体内钠和水的滞留[16-18]。其突变基因型CYP3A5（*3）可导致异常mRNA及不稳定的非功能蛋白质形成，大大降低了肝脏和肠内的CYP3A5基因表达，降低了CCB类药物在体内的代谢速率，增加血药浓度，从而提高药效，但药物毒性也随之增加[19]。Liang等[20]通过研究证明，CYP3A5（*1）等位基因携带者与CYP3A5（*3）携带者口服氨氯地平血药浓度有明显差异，突变纯合子CYP3A5（*3*3）型可明显增加CCB类药物的血药浓度及反应性。CYP3A5的表达和活性具有明显的个体和种族差异，西方白种人中CYP3A5 （*3）等位基因频率约为93%，非洲人中约为77.6%，亚洲人中约为76%，与本研究统计的CYP3A5（*3）等位基因频率75.5%相类似，且NPPA T2238C位点非突变率99.1%，说明大部分患者对CCB类药物较为敏感，且血药浓度较高，应当控制口服药量，避免较高的毒副反应。

本研究结果显示，是否进行抗高血压基因检测的两组患者血压控制情况比较，治疗第4周与第6周时两组患者的SBP与DBP之间均有明显差异（P<0.05）;通过两组患者降压效果对比分析可以发现，基因组患者的降压总有效率为89.7%，对照组的总有效率为72.5%，基因组的降压总有效率明显高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），提示通过抗高血压基因检测合理选择用药对血压控制效果有明显优势。

本研究具有一定的局限性。首先，考虑到急性期脑出血患者生命安全，无法规避脑出血急性期时脑水肿对血压值的影响，可能对研究结果产生影响;其次，尽管本研究结果控制了已知的高血压危险因素，但仍存在一些无法衡量的混杂影响，如脑出血部位是否对血压值有影响;再次，本研究对象仅仅为就诊于牡丹江医学院附属红旗医院成年人，其心血管健康状况可能与具有不同种族背景的其他人群不同，因此不确定是否可以推广到更广泛的人群。

综上所述，抗高血压药物基因检测可以有效改善患者血压控制情况，针对患者不同基因类型分布，个体化调整治疗方案，大部分患者可以有效、准确、快速达到预期的降压效果，提高降压效率和毒性反应，减少不良反应的发生。且本研究通过对脑出血的高血压患者高血压基因位点分析，与其他地区报道对比，发现不同基因型具有明显的地域性，且对5种不同的降压药物给予分析，为脑出血高血压患者的降压治疗给予一定的指导意义。

[参考文献]

[1] 李智强，孙建军，杨军. 脑血管畸形出血的治疗[J]. 中国医刊，2020，55（4）： 358-360.

[2] 李彩丽，蒋艳. 脑出血患者血压管理研究现状[J]. 中国现代神经疾病杂志，2021，21（2）：101-106.

[3] Manosroi W，Williams GH. Genetics of human primary hypertension：Focus on hormonal mechanisms[J]. Endocr Rev，2019，40（3）：825-856.

[4] 中国高血压防治指南修订委员会.中国高血压防治指南（2018年修订版）[J]. 中国心血管杂志，2019，24（1）：24-56.

[5] 胡海强，於华敏，孙金栋，等.厄贝沙坦联合氨氯地平治疗高血压合并糖尿病肾病的疗效观察[J]. 中国生化药物杂志，2015，35（4）：141-143.

[6] Wu D，Li G，Deng M，et al. Associations between ADRB1 and CYP2D6 gene polymorphisms and the response to β-blocker therapy in hypertension[J]. J Int Med Res，2015，43（3）：424-434.

[7] 杨梅，肖智林，陈晓彬，等.抗高血压药物相关基因多态性在长沙县区高血压病人群中的分布[J]. 临床心血管病杂志，2019，35（6）：559-563.

[8] Qi G，Yin S，Zhang G，et al. Genetic and epigenetic polymorphisms of eNOS and CYP2D6 in mainland Chinese Tibetan，Mongolian，Uygur，and Han populations[J]. Pharmacogenomics J，2020，20（1）：114-125.

[9] Zhu Q，Lai W，Li L，et al. Effects of CYP2D6（*）10 on plasma trough concentration of metoprolol in patients with coronary artery disease[J]. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao，2019，39（3）：328-336.

[10] Chen L，Xiao T，Chen L，et al. The association of ADRB1 and CYP2D6 polymorphisms with antihypertensive effects and analysis of their contribution to hypertension risk[J]. Am J Med Sci，2018，355（3）：235-239.

[11] 皇甫衛忠. AT1R、ACE、CYP11B2、ECE-1、CYP2C9、MDR1基因多态性对蒙、汉族人群高血压易感性以及厄贝沙坦和贝那普利降压效果的影响[D]. 广州：南方医科大学，2020.

[12] 林芬，吳泳浩，许嘉欣，等.潮州地区原发性高血压患者抗高血压药物相关基因多态性分析[J]. 检验医学与临床，2020，17（23）：3420-3424.

[13] Chaudhary M，Chaudhary S. Functional relevance of promoter CpG island of human angiotensin II type 1 receptor （AT1R） gene[J]. Mol Cell Biochem，2019，457（1-2）：31-40.

[14] Liu M，Yi J，Tang W. Association between angiotensin converting enzyme gene polymorphism and essential hypertension：A systematic review and meta-analysis[J]. J Renin Angiotensin Aldosterone Syst，2021，22（1）：1470 320 321 995 074.

[15] Pinheiro DS，Santos RS，Jardim P，et al. The combination of ACE I/D and ACE2 G8790A polymorphisms revels susceptibility to hypertension：A genetic association study in Brazilian patients[J]. PLoS One，2019，14（8）：e0221 248.

[16] Zhang H，Mo X，Zhou Z，et al. Associations among NPPA gene polymorphisms，serum ANP levels，and hypertension in the Chinese Han population[J]. J Hum Hypertens，2019， 33（9）：641-647.

[17] Li J，Zhu J，Ren L，et al. Association between NPPA promoter methylation and hypertension：Results from Gusu cohort and replication in an independent sample[J]. Clin Epigenetics，2020，12（1）：133.

[18] Galaviz-Hernández C，Lazalde-Ramos BP，Lares-Assef I，et al. Influence of genetic admixture components on CYP3A5*3 allele-associated hypertension in Amerindian populations from Northwest Mexico[J]. Front Pharmacol，2020，11：638.

[19] Adehin A，Bolaji OO，Kennedy MA. Polymorphisms in CYP2C8 and CYP3A5 genes in the Nigerian population[J].Drug Metab Pharmacokinet，2017，32（3）：189-191.

[20] Liang H，Zhang X，Ma Z，et al. Association of CYP3A5 gene polymorphisms and amlodipine-induced peripheral edema in Chinese Han patients with essential hypertension[J]. Pharmgenomics Pers Med，2021，14：189-197.

（收稿日期：2021-04-14）