基于基因多态性不同位点的检测结果对阿片类药物给药剂量的评价

舒向荣，池里群

（1.天津市环湖医院，天津 300050；2.北京市海淀区妇幼保健院，北京 100080）

阿片类镇痛药主要是指从阿片中提取的生物碱及其在体内外的衍生物，主要包括可待因、吗啡、双氢可待因、哌替啶、芬太尼、羟考酮和美沙酮等。这类物质通过直接作用于中枢特异性受体，可以明显达到缓解疼痛的效果。但是大剂量使用阿片类镇痛药有可能导致昏迷和呼吸抑制，因而在临床上使用需谨慎。阿片类镇痛药在临床使用中观察到的不良反应主要包括：头疼、恶心、呕吐、耳鸣、惊厥、谵忘、出现幻觉、肌阵挛及呼吸抑制等。临床实际用药时，需要严格掌握药物的给药方式和剂量，这样才能既达到良好的镇痛效果，同时又可以避免或尽量降低药物不良反应的目的。临床上可以影响药物给药剂量的因素有很多，除患者年龄、性别、体重、种族、合并用药、心理状态等常规因素以外，遗传及变异因素也十分关键。近年来，基因多态性对于阿片类药物镇痛效果的影响正受到学者们更多的关注［1］。并且已有大量临床实验结果证明，不同基因的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）对阿片类镇痛药物使用剂量均有不同程度的影响［2-3］。因此，系统性地研究影响阿片类镇痛药物给药剂量的各种基因多态性，同时探索不同类型基因多态性对其影响的方向和程度，并对结果进行合理分析与综合评价，才能从整体上对个体化用药给出更加科学的指导价值。现就其常见的影响因素进行分析。

1 影响阿片类药物给药剂量的相关基因

1.1 药物转运蛋白 药物转运蛋白是决定人体药物动力学的重要因素之一，其与药物的吸收、分布和消除过程均密切相关［4］。其中，ABC家族即ATP结合盒式蛋白（ATP-binding cassette transporter superfamily，ABC）是药物转运蛋白的重要组成部分。

研究发现，ABCB1的不同基因型能够显著地影响阿片类药物的治疗效果和给药剂量。其中，C3435T和G2677T/A是ABCB1最为多见的变异。Keith C等［5］对152例接受肾切除术患者的C3435T进行基因分型，结果发现，在不同患者中，获得良好镇痛效果所需的阿片类药物最小有效药物浓度可能存在显著差异。C3435T等位基因中具有TT基因型的患者，在术后12 h内，对吗啡的需求量显著低于CC及CT基因型患者。Zwisler等［6］在一项纳入33例受试者的研究中，对ABCB1 C3435T和G2677T/A多态性与羟考酮镇痛效果与不良反应的相关性进行了分析，结果发现，携带T突变基因的患者服用羟考酮后，可以获得更加理想的镇痛效果，并且发生的不良反应更少，即羟考酮的镇痛作用减弱与A118G等位基因变异之间存在中度相关性。羟考酮不良反应发生率与C3435T和G2677T/A等位基因变异有密切关系。Aline等［7］通过研究95例患者术后镇痛对不同剂量吗啡的需求和其基因多态性之间的关系发现，与ABCB1 C3435T位点TT型相比，基因CC和CT型的患者达到理想镇痛效果所需阿片类药物剂量远高于TT型患者，其剂量分别是TT型患者的5.6和7.1倍。可见，ABCB1 C3435T和G2677T/A的基因多态性与阿片类药物的给药剂量高度关联。临床使用过程中要满足在获得良好镇痛效果的同时，使患者的不良反应降到最低，这就需要根据患者的实际情况调整阿片类药物的给药剂量。

1.2 药物代谢酶

1.2.1 细胞色素P450酶系 大多数阿片类镇痛药物通过肝脏的首过效应，其生物利用度逐渐降低，而促进肝脏代谢的酶主要是细胞色素P450（CYP450）酶系。临床90%以上的药物都与CYP450酶的活性有关。CYP450酶系在人体内的分布极其广泛，并且存在多种亚型，诸如：CYP1A1、CYP1B1、CYP2C9、CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4、CYP3A5及CYP3A7等。其 中CYP3A4与CYP2D6是最为关键的代谢酶。研究表明，曲马多、可待因、羟考酮等常用的阿片类药物是由CYP3A4与CYP2D6共同代谢的；而芬太尼、吗啡则是由CYP3A4代谢的［8］。

临床所使用的大部分药物的代谢都离不开CYP3A4酶的参与。近年来的研究结果，大部分均显示CYP3A4*1G基因突变可以引起CYP3A4酶活性的降低，从而减慢阿片类药物的代谢速度，进而延长镇痛时间。这其中，在达到同样镇痛效果的患者中，基因突变型患者比野生型患者对阿片类药物的需求量更少［9］。池里群等［10］以131例产妇为研究对象，根据每名产妇间基因型的差异，在分娩时分别制定镇痛药舒芬太尼的个体化给药方案。其中基因型CC型为标准给药组，CT/TT型给药剂量减至标准剂量的87.6%。并在试验过程中对两组间用药的镇痛效果及药物不良反应进行比较与评价，结果显示两组人群给药后的疗效及安全性均满意。侯艳华等［11］选取150例院内行关节置换术的患者，根据患者CYP3A4*1G基因型分为：野生型纯合子基因型组（11组）、突变型杂合子基因型组（11G组）和突变型纯合子基因型组（1G1G组）。结果发现，与野生型纯合子比较，突变型杂合子和突变型纯合子基因型患者对地佐辛复合舒芬太尼耐受性更低，所需剂量更少，且三组患者在恶心呕吐等不良反应发生率上无显著性差异。王琳等［12］选取116例全髋置换手术的老年患者作为研究对象，根据基因型将患者分成野生型纯合子（AA）组69例、突变型杂合子（GA）组39例和突变型纯合子（GG）组8例。结果表明，GG组患者与AA组和GA组患者相比，术后48 h舒芬太尼消耗量显著降低，提示可以根据患者基因型对舒芬太尼的用量制定个体化给药剂量。李力等［13］选取120例全麻下行下腹部手术的患者作为观察对象，根据基因型将患者分成野生型纯合子（*1/*1）组、突变型杂合子（*1/*1G）组和突变型纯合子（*1G/*1G）组。而达到相同的镇痛效果*1G/*1G组患者消耗的PCIA舒芬太尼量与*1/*1组和*1/*1G组相比均减少，得到的结论同样是CYP3A4*1G基因多态性可引起舒芬太尼药效学产生个体差异。

CYP2D6酶主要参与药物代谢中的羟化过程，CYP2D6的基因位于人体22号常染色体上，为常染色体隐性遗传。目前已发现的CYP2D6突变基因已经超过了80种。Wu等［14］观察中国胃癌患者术后不同CYP2D6*10基因型对术后镇痛使用芬太尼的影响，结果显示，突变型组的患者阿片类药物累积消耗量明显增加。常菲菲等［15］研究CYP2D6*10基因多态性对汉族人群术后吗啡镇痛效果的影响，发现全身麻醉术后0.5~4.0 h急性疼痛治疗中，CYP2D6*10杂合子组所需吗啡的量比突变型纯合子组高，以此推测杂合子组产生的内源性阿片肽比突变型纯合子组低。Wu等［16］探讨了CYP2D6*10等位基因对血浆可待因及其代谢物吗啡、M6G和M3G浓度的影响，发现CYP2D6*10等位基因可显著降低血液中吗啡、M3G和M6G的浓度，但对可待因浓度水平影响不大。CYP2D6基因多态性除了影响给药剂量之外，与药品的不良反应也存在一定的相关性。Arafa等［17］根据CYP2D6的基因多态性对60例接受长期曲马多治疗的门诊患者进行研究，发现长期暴露于曲马多可导致肝毒性的发生。可见，临床上识别CYP2D6代谢表型有利于曲马多个体化指导用药，为患者提供良好的镇痛效果的同时减少不良反应的发生。

由此可见，存在于药物代谢酶中的基因多态性可导致药效在不同个体间存在相当大的差异，细胞色素P450基因检测在阿片类药物精准个体化用药中具有很好的应用价值。

1.2.2 尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶 尿苷二磷酸-葡萄糖醛酸转移酶（UGT）在人体的肝脏、肾脏和肠等不同组织中均有分布。UGT参与多种外源性毒性物质和内源性物质的代谢。UGT2B7 C802T是汉族人常见的突变位点，Bastami等［18］探讨了40例经子宫切除术患者UGT2B7的基因C802T位点的多态性对吗啡镇痛效果的影响，结果表明吗啡镇痛剂量与UGT2B7 C802T位点的多态性有显著的相关性，与TT型患者相比，CC型患者术后镇痛所需要的吗啡量显著较低。

1.2.3 儿茶酚-O-甲基转移酶 儿茶酚-O-甲基转移酶（COMT）是包括肾上腺素、多巴胺、去甲肾上腺素等在内的儿茶酚胺类物质的主要代谢酶，参与肾上腺素能与多巴胺能神经递质的调节。承华薇等［2］研究发现，COMT V108/158M基因多态性与术后阿片类药物给药剂量有显著的相关性，GG型患者术后24 h镇痛药物使用量少于GA型和AA型患者，但所有患者不良反应发生率与之并无明显相关。Candiotti等［19］评估152例不同COMT V108/158M基因型、不同种族的肾切除术后患者在48 h内阿片类消耗量和疼痛评分，结果表明，在术后0~6 h、0~12 h、0~24 h、0~48 h不同时间段内V/V基因型患者阿片类药物消耗量均高于M/M基因型患者。王雄等［20］选取全麻下汉族妇科手术患者121例作为研究对象，患者术后用芬太尼镇痛。结果发现，COMT Val158met基因多态性与榆林地区妇科患者术后芬太尼镇痛效应存在相关性，具体表现为与GG基因型患者相比，AA基因型和GA基因型患者术后48 h的芬太尼给药剂量明显降低。

1.3 阿片受体基因 阿片类药物的镇痛疗效及不良反应发生主要是作用于δ、κ及μ三种阿片受体。其中μ受体是内源性和外源性阿片物质镇痛、耐受、依赖等效应的关键性靶点，由μ受体基因（OPRM1）编码，目前此基因超过100种SNP被发现，A118G单核苷酸多态性是最常见的也是被研究最多突变位点。A118G突变是OPRM1基因1号外显子上的第118位的核苷酸由腺苷酸（A）突变为鸟苷酸（G），使μ阿片受体第40位氨基酸天冬酰胺被天冬氨酸取代［21］。

陈思等［22］对耳鼻喉科不同基因多态性患者使用舒芬太尼的用量进行研究，选取了120例择期全麻下行喉癌手术患者。结果发现，OPRM1 A118G多态性与术后24 h、48 h舒芬太尼给药剂量具有显著相关性。并由此得出结论，OPRM1 A118G基因多态性是引起喉癌患者术后舒芬太尼静脉镇痛效果差异的原因之一。Zhang等［23］研究μ受体基因OPRM1 118A→G突变对吗啡镇痛效果的影响，对于OPRM1 A118G的女性GG型基因携带者，相比于AG型和AA型的基因携带者而言，使用相同剂量的阿片类药物时，其镇痛效果较差，差异具有统计学意义。Zhang等［24］对123例癌痛患者OPRM1基因多态性和芬太尼透皮贴剂给药剂量间的相关性进行研究，结果显示，与携带AA/AG基因型的患者相比，携带GG型基因的患者如果想达到相同的镇痛效果，就需要使用更高剂量的芬太尼贴剂。陈倩倩等［25］采用循证医学方法，分析了OPRM1基因A118G多态性与癌症患者镇痛时所使用阿片类药物剂量的关系，结果表明，GG基因型的癌痛患者对阿片类药物需求量显著高于AA型和AG型癌痛患者。另有多项研究结果表明［26-27］，因A118G单核苷酸多态性与患者阿片类镇痛药物使用剂量之间具有显著的相关性，因此携带G等位基因的癌痛患者若想达到相同的镇痛效果，需要使用更大剂量的阿片类药物，且比携带AA等位基因的患者疼痛评分更高。

1.4 多巴胺受体 中枢多巴胺能通路是影响疼痛感知调控及阿片药物的主要作用通路，多巴胺可激活中枢不同部位的多巴胺受体，从而影响疼痛信号的处理和阿片类药物的作用。多巴胺受体D2（dopamine receptor D2，DRD2）是最重要的多巴胺自身受体。

一项在133例患者中使用阿片类药物的研究结果显示，AA基因型的患者阿片药物的给药剂量显著低于AG基因型和GG基因型的患者，其差异具有统计学意义，表明携带G等位基因的病人较不携带G等位基因的病人，其疼痛的症状更难控制。这一研究结果表明，DRD2基因型可影响患者术后对阿片类镇痛药物的需求量［28］。同时另一项研究中对使用阿片类药物的150例患者的疼痛情况及对阿片类药物需求量进行统计，结果表明携带Ser等位基因的患者，其疼痛较Gly基因型患者更加难以控制。说明DRD3SergGly基因型可影响患者因术后疼痛而使用阿片类药物的剂量［29］。

1.5 磷酸化环状单磷酸腺苷反应结合蛋白 磷酸化环状单磷酸腺苷反应结合蛋白（CREB）可抑制磷酸化CAMP的产生，从而降低蛋白激酶A的活性形式CREB，进而降低细胞核中各种基因的表达，最终影响药物的镇痛作用。已有研究发现，rs2952768 SNP中具有CC基因型的受试者可能会导致CREB功能升高，从而对阿片类药物镇痛的敏感性降低，导致术后镇痛时对阿片类药物的需求量更高［30］。

1.6 其他 赵中保等［31］选择80例老年口腔颌面外伤患者为研究对象，结果表明，SCN9A基因3448 C/T的杂合突变与术后镇痛效果相关，携带3448 C/T基因型患者可以降低术后患者疼痛敏感性。宋劼等［32］以87例卵巢良性肿瘤、子宫平滑肌瘤手术患者作为研究对象，分析PPAR rs4253728（G>A）基因多态性与舒芬太尼术后镇痛药效学的关系，研究结果显示，AA型携带者临床上表现为舒芬太尼代谢减少，镇痛效应增强，推测因其CYP3A4的酶活性较GG、GA型携带者有所降低所致。

2 综合评价不同类型基因多态性在药物治疗中的作用

影响阿片类药物剂量的基因多态性的临床试验研究比较广泛，但是大多数仅针对某单个基因单个变异为点进行分析与评价，并且研究结论也存在一定的差异。但对于某一被给予药物治疗的个体来讲，其是一个统一的整体，各种器官、组织是不可分割的，因此需要对各种影响因素进行综合评价。通过预测每个患者的最佳给药剂量，可以让临床医生根据患者的实际需求，准确地提供每种药物的剂量。

2.1 单一基因对用药剂量的影响 通过大量的实验研究表明，某一基因的多态性（如：CYP3A4、OPRM1、ABCB1等）对阿片类镇痛药物使用剂量有明显的影响。如一项Meta分析结果提示［33］，ABCB1基因C3435T多态性与患者术后24 h VAS评分并无太大关联。但是，携带T等位基因的非妇科手术患者术后24 h达到同样镇痛效果时，对阿片类药物需求量更少。其多态性可作为一项指标，用于预测患者术后对阿片类药物的需求剂量。但是，也有一些实验结果显示，某些基因的多态性对药物使用剂量影响很小甚至无影响，如刘贝等［34］学者在一项研究中发现，与5-羟色胺转运体基因有关的5-HT2AR基因rs6313的多态性与罹患肺癌人群中疼痛的发生及其对阿片类药物的需求量无显著相关性，其基因的多态性可能不是导致在不同肺癌患者间疼痛存在个体化差异的主要原因。

2.2 不同基因对同一个体用药剂量的影响 确定某一个体使用阿片类镇痛药物剂量的多少是受多种遗传因素综合影响的。在评估给药剂量过程中，不能单纯地依据检测某一个基因位点的结果来给出用药剂量，因为在实际情况中，往往会出现对于同一个体因不同的基因位点检测而得出不同的结论。

对于同一患者，检测其中某种基因，发现对阿片类药物不敏感，而需要提升给药剂量；同时检测另一种基因也对阿片类药物不敏感，则也需要提升给药剂量，这种情况是比较容易处理的。但是，也会存在另外一种情况，即：对于同一患者，检测其中某种基因对阿片类药物不敏感，需要提升给药剂量；而检测另一种基因却对阿片类药物极其敏感，则又需要降低给药剂量。这样，也就会存在相互背离的情况，使得个体化给药方案难以科学地给出。

2.3 综合评价多个基因位点在药物治疗中的交互作用 在实际临床给药过程中，仅考虑单一基因位点的突变，往往不能得出科学的结论。因为，依据对某个基因位点的检测是不能够给出准确的用药剂量的。科学准确的结论应该是基于多个基因位点相互协同或相互抵消的结果基础上而得出的。而在对照试验中，必须注意到样本量一般来说是比较有限的，往往使得给药剂量模型的预测变得不准确。为了能够得到更为精准的数据，就需要有足够大的样本量。只有在大样本实验数据分析的基础上，再对每个基因的影响程度进行加权分析才能较为准确地给出预测［35］。

3 展望

所以，除了社会心理因素、生理状况等非遗传因素之外，研究基因多态性对药物剂量的影响需要有更加全面的认识。因此，充分分析对阿片类药物用药剂量影响的全部基因位点，通过开展多种族、多中心、大样本的实验研究，进行综合评价分析而获得一个最佳的平衡点或计算出各影响因素的权重，最终精准地得出个体化用药剂量才是最科学和严谨的态度。