CYP3A4基因多态性对羟考酮抑制腰椎手术后疼痛的影响

丁胜杨，徐晓晓，吴周全

(1.大连医科大学 研究生院，辽宁 大连 116044；2.南京医科大学附属常州市第二人民医院 麻醉科，江苏 常州 213003)

羟考酮是属于阿片μ和κ阿片受体激动剂的一种半合成蒂巴因衍生物[1]。因其较好的镇痛效果和较小的不良反应，在麻醉临床工作中常常被用于术后镇痛[2]。但羟考酮有着极大的个体差异，不同患者的有效镇痛剂量可在10～1 040 mg·d-1之间波动[3]。细胞色素P450 3A4酶(CYP3A4)是阿片类药物的主要代谢途径，CYP3A4的多态性由40多对等位基因决定,其中CYP3A4*1G基因突变会导致酶系产生功能性改变，这也是导致阿片类药物代谢差异性的主要因素[4]。本课题组拟通过研究CYP3A4基因多态性对羟考酮抑制术后疼痛的影响，探讨个体化差异对羟考酮药效的影响，为临床实施个体化用药提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究经南京医科大学附属常州市第二人民医院伦理委员会批准(批准号：[2018]YK003-01)，患者均签署知情同意书。选择2019年1月至2020年3月在南京医科大学附属常州市第二人民医院行全麻下腰椎手术患者150例，根据基因型分成3组：野生纯合子(AA)组(CYP3A4*1/*1，n=80)，突变杂合子(GA)组(CYP3A4*1/*1G，n=60)，突变纯合子(GG)组(CYP3A4*1G/*1G，n=10)。患者纳入标准：全麻下行腰椎手术的患者。排除标准：(1)肝炎患者或严重肝肾功能损害患者；(2)有长期服药史的患者；(3)不能配合实验的患者；(4)有严重精神疾病史的患者；(5)对麻醉药物使用禁忌患者；(6)术前服用过CYP3A4酶诱导剂、抑制剂或对肝功能有严重损害药物的患者。

1.2 麻醉方法

患者入室后按惯例行心电监测。麻醉诱导：咪达唑仑0.05 mg·kg-1，丙泊酚初始血浆靶浓度为3 μg·ml-1，根据患者脑电双频指数(BIS)的变化调整丙泊酚靶浓度，待BIS降至75以下时静脉注射罗库溴铵0.6 mg·kg-1、舒芬太尼0.8 μg·kg-1，待BIS降至50以下后进行气管插管，所有患者均由同一麻醉医师行气管插管。术中采用七氟烷、瑞芬太尼、丙泊酚维持麻醉，并使患者BIS在 40～60之间，间断静脉注射顺式阿曲库铵0.1 mg·kg-1维持肌松。手术结束前30 min左右给予静脉推注羟考酮(萌蒂制药有限公司，批号BJ9415)5 mg，同时予以自控静脉镇痛(PICA)(镇痛泵配方：羟考酮25 mg、0.9%氯化钠溶液共100 ml，背景剂量2 ml·h-1，单次自控剂量4 ml，锁定时间15 min)。手术完成后待患者自主呼吸完全恢复、呼之能应、脱氧观察5 min SpO2维持在95%以上时拔除气管导管。

1.3 基因检测方法

基因检测方法采用焦磷酸测序法，于术前2～3 d 抽取受试者静脉血4 ml，置于乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管中。提取外周血基因全组DNA后采用聚合酶链反应(PCR)对目的基因进行扩增，取30 μl PCR扩增产物加入3 μl结合了抗生素蛋白链菌素的磁珠和37 μl结合缓冲液进行孵育。将磁珠在清洗液中清洗使标记生物素与未标记生物素的DNA单链互相分离，加入测序引物再次孵育冷却至室温后，加入适当剂量的反应酶、底物、dNTP等进行反应，由焦磷酸测序仪读取分析结果，对DNA链进行多态性分析。

1.4 痛阈值测定

采用神经肌肉刺激仪(SD-V，苏州)测定患者的痛阈值。测定的部位选在左手无名指第1指肚、左侧脐旁3 cm和左侧颈部胸锁乳突肌中点，局部用酒精消毒后固定电极，两个电极相距1 cm，痛阈检测电流频率为20 Hz，疏密波，刺激强度(1～65)从1开始，每3 s增加1，直至病人主诉测试部位出现不能忍受的疼痛感觉时，记录此时的刺激强度即为病人该部位的皮肤痛阈值。最后取3个部位痛阈值的平均值即为患者的痛阈值。本试验痛阈值测定于术前进行。

1.5 观察指标

主要观察指标：不同时间点疼痛强度数字评估量表(NRS)评分、术中镇痛药物使用量、羟考酮总使用量、镇痛泵按压次数；次要观察指标：血浆皮质醇(Cor)浓度、不良反应发生率。

1.6 统计学处理

使用SPSS 23.0统计软件分析数据，正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析；计数资料的比较采用χ2检验。P<0.05 为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般情况

在纳入试验的患者中AA组80例，GA组60例，GG组10 例，CYP3A4*1G 等位基因突变频率为26.7%，等位基因分布符合Hardy-weinberg平衡(χ2=0.12，P>0.05)，说明本组研究人群中 CYP3A4*1G 基因型分布已经达到遗传平衡，具有群体代表性。3组患者年龄、体重、ASA分级、痛阈值等一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.2 各组NRS评分和血浆Cor浓度的比较

各组间NRS评分和血浆Cor浓度的比较采用重复测量方差分析，球形检验显示P<0.5，不符合球形性，采用Greenhouse-Geisser校正。与AA组比较，GA和GG组患者各时间点的疼痛强度NRS评分降低(P<0.05)。各组血浆Cor浓度随时间的延长逐渐下降，在T3时浓度最低(P<0.05)；随着时间的延长，与AA组比较，GA和GG组下降幅度更大，其中GG组下降幅度最大(P<0.05)。见表2。

表2 各组间不同时间点NRS评分和血浆Cor浓度的比较

2.3 3组术中镇痛药物使用量的比较

3组患者术中均使用舒芬太尼及瑞芬太尼镇痛，方差齐检验显示P>0.05，进一步采用LSD法对各组间舒芬太尼及瑞芬太尼的用量进行两两比较，结果表明3组术中镇痛药物使用量的差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

表3 3组术中镇痛药物使用量的比较 μg

2.4 3组羟考酮使用量及不良反应的比较

3组患者术后均使用羟考酮镇痛，方差齐性检验显示P>0.05，进一步采用LSD法对各组间24 h内羟考酮总使用量及按压次数进行两两比较。与AA组比较，GA和GG组患者镇痛泵按压次数和无效按压次数减少，相应的羟考酮的使用量也减少，且GG组减少最明显(P<0.05)。3组间恶心呕吐和呼吸抑制发生率的差异均无统计学意义(P>0.05)。见表4、5。

表4 3组24 h内羟考酮总使用量及镇痛泵按压次数比较

2.5 3组患者TWA- MAP和TWA- HR的比较

3组患者TWA-MAP和TWA-HR的比较方差齐性检验显示P<0.05，因此采用Games-Howell检验，结果显示，与AA组比较，GG和GA组患者TWA-MAP和TWA-HR降低(P<0.05)，但GA组与GG组之间的差异无统计学意义(P>0.05)，见表6。

表6 3组患者TW MAP和TW HR的比较

3 讨 论

腰椎手术后疼痛主要来自两个方面：一方面是手术区域结构的伤害，如显露对椎旁肌肉的广泛剥离等引起局部及血浆中致痛物质如乳酸、前列腺素等水平升高，刺激外周感受器产生外周性疼痛；另一方面是术中对神经根的牵拉和激惹可直接刺激中枢神经系统引起中枢性疼痛[5-6]。个体化用药是一种新兴的医学模式，根据不同个体特有的遗传学特点，制定适合个体遗传特点的治疗方案，或针对遗传变异的不同开发个体化药物的医学模式[7]。个体化用药可通过预测特异性或过表达靶点，预估药物效应和剂量。在腰椎手术中依据基因型对患者术后镇痛药物的选择及药物剂量的控制实行个体化管理，同时降低不良反应的发生率。

表5 3组患者不良反应发生情况的比较

羟考酮PICA可安全有效地减轻中、大型手术后疼痛[8]，已有的临床研究认为羟考酮具有相当于吗啡的超强镇痛作用[9]，且与吗啡相比较具有更加安全的特点，主要表现为恶心、呕吐、呼吸抑制的发生率低[10]，但是研究发现个体基因的不同与羟考酮术后镇痛用量相关[11]。羟考酮主要是经CYP3A4和CYP2D6在肝脏和肠壁进行代谢，其中CYP2D6仅对羟考酮的代谢有影响，但对镇痛效果及不良反应发生率的影响尚无确切结论；CYP3A4是羟考酮代谢的主要途径，Liukas等[12]用克拉霉素抑制CYP3A4后，羟考酮镇痛效果有所增强。携带*1G等位基因个体体内CYP3A4酶活性降低，这是依据基因分型对羟考酮术后镇痛个体化用药的理论基础。本研究考察了不同基因型患者术后不同时间点的NRS疼痛评分、PCIA的按压次数和羟考酮的使用量，结果发现GA组患者的疼痛评分最低，PCIA的按压次数最少，因此羟考酮总使用量也最少。这与Ren等[13]经Meta分析得出携带*1G等位基因的个体在术后24 h内需要的镇痛药物少于野生型*1/*1基因型的个体的结论一致[13]。此外血浆Cor浓度是应激反应的重要指标，在本试验中，3组患者术后血浆Cor的浓度均逐渐下降，但是携带*1G等位基因的个体血浆Cor的浓度下降更加明显，而且下降的趋势与NRS评分的趋势基本一致，因此根据患者基因型合理调整用药剂量，进行个体化用药，可以更好地优化术后镇痛效果，减轻术后应激。

羟考酮主要的不良反应有血流动力学抑制、恶心呕吐、呼吸抑制等，我们对恶心呕吐及呼吸抑制发生情况进行分析，发现3组患者恶心呕吐发生率无明显差异，这与Ren等[13]携带*1G等位基因的患者恶心呕吐发生率较低的研究结果不符，原因可能与我们收集的样本量较少或者人种间差异有关。3组患者呼吸抑制的发生率无明显差异，研究中患者发生呼吸抑制的主要表现为呼吸变浅，但呼吸频率未受影响，给予呼唤或轻拍刺激后均可维持呼吸，且5～10 min内可恢复正常，这可能与羟考酮本身的呼呼抑制较轻有关。TWA-MAP和TWA-HR主要反映考察时间内患者MAP和HR的整体水平，在一定程度上反映羟考酮术后镇痛效果及对循环系统的影响。我们对3组患者的TWA-MAP和TWA-HR进行分析，其中AA组个体的MAP偏高，特别是HR偏快，认为可能与术后的疼痛应激有关；携带*1G等位基因个体的MAP则相对偏低，HR偏慢，但均在正常范围之内，可能是与羟考酮提供了良好的术后镇痛有关。

综上所述，CYP3A4基因多态性对羟考酮抑制术后疼痛有显著影响，羟考酮对基因型为CYP3A4*1G/*1G的患者术后镇痛效果最好，基因型为CYP3A4*1/*1G的效果稍次，基因型为CYP3A4*1/*1的效果最弱。因此通过个体化临床用药，根据遗传学特点差异性来决定临床用量，可以有效改善术后患者麻醉镇痛的有效性和持续性，减少不良反应，进一步提高患者术后麻醉的满意度。