达比加群血药浓度影响因素研究进展

梁群,刘雅文,谭胜蓝

血栓栓塞性疾病包括静脉血栓栓塞性疾病(VTE)和动脉血栓栓塞性疾病,是导致全球人口死亡的首要原因,给患者和社会造成严重的医疗和经济负担[1]。动脉血栓栓塞性疾病包括急性冠脉综合征、心房颤动、脑卒中等,而VTE包括肺血栓栓塞症和深静脉血栓形成[1]。根据2018年流行病学调查,我国VTE患者住院率自2007年3.2/10万人上升到2016年17.5/10万人,其中肺栓塞发病率从1.1/10万人增加至6.3/10万人[2]。我国心房颤动年龄校正后患病率为0.74%,60岁及以上的男性和女性患病率分别高达1.83%和1.92%[3]。

达比加群是一种新型口服抗凝药,是预防和治疗VTE的一线治疗药物。为提高达比加群的生物利用度,该药被制成一种无活性的前体药物达比加群酯,在体内经过代谢转换为达比加群发挥抗凝作用。作为一种直接凝血酶抑制剂,达比加群通过竞争性与凝血酶结合,使凝血酶失活,阻断凝血瀑布的最后一步发挥抗凝作用[4]。由于治疗窗较宽,个体差异相对较小,目前临床上一般给予达比加群酯150 mg每天2次的方案,如果患者出血风险高(如年龄≥75岁,肌酐清除率(CrCl)30～50 ml/min,联合抗血小板药物治疗等),则降低剂量为110 mg每天2次。目前临床发现,使用推荐的达比加群给药方案在少部分患者中出现了栓塞或出血事件[5-6],RE-LY研究中,110 mg每天2次的达比加群酯方案出现栓塞和出血事件发生率分别为1.53%和14.62%,150 mg每天2次的方案中发生率分别为1.11%和16.42%[5]。提示对特殊患者可能需进行监测,以便更精准地给药。然而,临床常用凝血功能监测指标,如凝血酶原时间(PT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)和凝血酶时间(TT)等都不能很好反映达比加群的疗效和安全性。APTT在一定范围内可对达比加群进行定性评估,但定量评估不敏感,而TT对达比加群血药浓度过于敏感,均不能用于评估达比加群的安全性和有效性[7-8]。稀释凝血酶时间(dTT)和蝰蛇毒凝血时间(ECT)与达比加群的血药浓度有良好相关性[9]。但目前这两项检测在我国均无法开展。因此,临床医师和患者在使用达比加群时只能通过观察是否出现出血或栓塞的症状,再调整剂量或更换为其他抗凝药物。部分医师为减少出血风险,给普通患者使用110 mg每天2次的低剂量方案,存在栓塞风险。

研究表明,达比加群血药浓度与其疗效与安全性显著相关。RE-LY研究发现使用达比加群酯发生缺血事件的风险与达比加群谷浓度负相关(P=0.045),而出血风险随达比加群暴露量增加而增加(P<0.000 1)[10]。服用达比加群发生大出血和无出血患者的谷浓度中位数分别为116 ng/ml和75.3 ng/ml。进一步COX回归分析显示,与谷浓度中值88 ng/ml相比,当谷浓度达到210 ng/ml时,大出血发生率增加1倍;反之,与谷浓度中值59 ng/ml相比,当谷浓度低至28 ng/ml时,缺血性脑卒中风险增加50%。因此,若能对服用达比加群的患者进行血药浓度监测,有助于预测其发生出血和栓塞的风险,在出现不良事件前,及时调整给药方案。已有研究发现影响达比加群血药浓度的因素主要包括性别、肾功能、基因多态性等。目前不少医院能开展治疗药物监测(TDM),使用液质联用仪检测达比加群血药浓度的方法十分成熟[11-12]。本文通过对达比加群血药浓度影响因素的最新进展进行综述,为达比加群的个体化用药提供参考。

1 达比加群酯药物代谢动力学

1.1 吸收 口服后,迅速在胃和小肠吸收。绝对生物利用度较低,仅有6%～7%。健康男性受试者中,口服后2 h达血药峰浓度,半衰期为12～14 h[8]。健康老年人中,口服后2～4 h达到峰值,半衰期为14～17 h。达比加群一般给药3 d内达到稳态血药浓度,与食物同服不影响其吸收[13]。

1.2 分布 分布容积为60～70 L,具有中等组织分布,其血浆蛋白结合率为35%[4]。

1.3 代谢 达比加群酯是一种无药理活性的前体药物,在肠道中经羧酸脂酶2(CES-2)水解为达比加群乙酯(M2),再经肝脏中的羧酸酯酶1(CES-1)水解为活性形式达比加群;另有一部分直接到达外周循环和肝脏,经过CES-1转化为活性形式[14]。该药不受肝脏内细胞色素P450同工酶多态性影响[4]。

1.4 排泄 约80%以原型经肾排泄,约20%在肝脏与葡萄糖醛酸结合经胆汁排泄[4,8,15-16]。

2 达比加群药代动力学的影响因素

2.1 肾功能 目前针对达比加群最大样本的临床研究为RE-LY研究,共纳入来自44个国家的951个临床中心的18 113例房颤患者,患者随机接受达比加群酯(110 mg或150 mg,每天2次)或华法林抗凝治疗,中位随访2年[10]。RE-LY研究发现肾功能[一般用CrCl表示]是达比加群血药浓度的关键决定因素,中度肾功能不全(CrCl 30～<50 ml/min)受试者的达比加群谷浓度比肾功能正常(CrCl≥80 ml/min)受试者高2.29倍,轻度肾功能不全(CrCl 50～<80 ml/min)受试者的达比加群谷浓度比肾功能正常受试者高47%。另一项开放的对照试验发现给予150 mg单剂量达比加群酯后,轻、中、重度肾损害受试者血药浓度—时间曲线下面积(AUC)分别是健康受试者的1.5、3.2和6.3倍;峰浓度的变化相对较小,分别为健康受试者的1.1、1.7、2.1倍;平均半衰期分别增加到16.6 h、18.7 h和27.5 h。在终末期肾病受试者中,平均AUC约为健康受试者的2倍(16.5 ng·h/ml·mg vs. 8.0 ng·h/ml·mg),平均半衰期较健康受试者延长2倍以上(34.1 h vs. 13.8 h),血液透析能部分清除达比加群(62%～68%)[17]。

2.2 性别 在临床研究中观察到达比加群血药浓度存在性别差异。RE-LY研究中观察到女性受试者的血药谷浓度比男性高30%[10]。Stangier等[13]研究发现女性受试者的平均AUC比男性受试者高3%～19%。Zubiaur等[18]也发现使用同等剂量达比加群酯女性的AUC和Cmax都显著高于男性,增幅约为25%。目前认为女性受试者的CrCl较低是导致达比加群血药浓度明显性别差异的主要原因[13]。Zubiaur等[18]认为女性肝脏中CES1的表达高于男性,因此女性患者将达比加群酯代谢为活性产物达比加群的能力高于男性。但目前临床尚不推荐根据患者性别差异调整达比加群酯服药剂量。

2.3 体质量、年龄、药物相互作用 RE-LY研究发现,与<65岁组患者相比,年龄>75岁组达比加群血药谷浓度升高68%。该研究还显示体质量<50 kg组比50～100 kg组平均血药浓度高21%,比>100 kg组平均血药浓度高53%[10]。针对一项在国立台湾大学医院(NTUH)进行的前瞻性研究(n=46)行单因素分析发现,达比加群谷浓度与年龄(r=0.444,P=0.002)、体质量(r=0.478,P=0.001)、CrCl(r=-0.524,P<0.001)、CHA2DS2-VASc评分(r=0.440,P=0.002)、HAS-BLED评分(r=0.390,P=0.007)存在显著相关性,多元线性回归分析提示血肌酐和体质量是影响患者达比加群血药谷浓度的独立因素[19]。

药物与达比加群相互作用主要发生于跨肠壁吸收过程,达比加群酯是外排转运体P-糖蛋白(P-gp)的底物,位于肠细胞上的P-gp通过主动转运方式将底物泵回肠腔内,降低底物吸收和生物利用度,因此与影响P-gp的药物联用时可能会影响达比加群的药代动力学参数[20]。有研究表明P-gp抑制剂,如胺碘酮、奎尼丁、克拉霉素、酮康唑、决奈达隆等均明显增加达比加群AUC;而联用P-gp诱导剂,如利福平会降低达比加群血药浓度和AUC[20]。Stangier等[13]认为联用泮托拉唑会影响达比加群酯生物利用度,使达比加群AUC下降,但不需要调整达比加群酯的剂量。另有研究也证实服用泮托拉唑会降低达比加群的暴露量[13,18],其机制可能是泮托拉唑通过升高胃内pH值影响达比加群酯的吸收。

2.4 基因多态性 已有研究提示基因多态性,单核苷酸多态性(SNP)是影响达比加群药代动力学差异的主要因素。SNP主要指在DNA水平上由单个核苷酸碱基变异而引起的基因序列多态性。ABCB1(ATP结合盒,B亚族,成员1)是编码P-糖蛋白的基因[21],ABCB1基因碱基突变可影响P-gp转运蛋白活性和功能,进一步影响P-gp对达比加群酯的转运,最终影响达比加群酯的吸收和排泄。CES1基因突变后,表达的CES-1酶功能可能缺失,导致达比加群酯转化成活性药物速率降低,进而降低达比加群在体内的血药浓度[22]。通过对参与RE-LY研究的1 694例白种人进行全基因组关联研究(GWAS)和血药浓度的综合分析,发现CES1 rs2244613基因多态性与达比加群谷浓度,CES1 rs8192935及ABCB1 rs4148738基因多态性与达比加群峰浓度显著相关(P<9×10-8)[23],提示ABCB1和CES1这两个基因的SNP在达比加群血药浓度个体差异中可能发挥关键作用[24]。因此,分析ABCB1和CES1的基因多态性对达比加群酯体内代谢及血药浓度的影响,可能有助于预测达比加群的疗效和出血风险,并可能优化达比加群的个体化治疗。

2.4.1 ABCB1基因多态性:ABCB1 rs1045642(3 435 C>T)[25]是ABCB1发生频率最高的SNP,其中欧洲人突变频率最高(50.68%),其次是亚洲人(38.26%)和非洲人(22.15%)。Sychev等[26]在60例白种人患者中研究发现,与CC基因型相比,ABCB1 3435TT基因型患者的达比加群峰浓度显著增高[124.1(79.9～177.7) vs. 291.8(193.6～345.0),P=0.008],TT基因型组发生出血不良反应的相对风险为1.72(95%CI=0.92～3.22,P=0.088),但该SNP对达比加群的谷浓度无显著影响。ABCB1 rs4148738(A>G)突变位点在启动子上,突变后可能会降低P-gp蛋白外排功能[25,27]。在RE-LY研究中,ABCB1 rs4148738携带G等位基因与峰浓度增加12%相关(95%CI=8～17,P=8.2×10-8),但该SNP与出血或缺血事件无关[23]。Dimatteo等[24]对92例白种人患者分析发现,ABCB1 rs4148738多态性与患者体内达比加群谷浓度显著相关。与携带GG纯合子基因型相比,携带A等位基因的患者达比加群谷浓度降低5%。Roian等[28]对104例服用达比加群酯的罗马尼亚籍房颤患者进行研究,发现有8例患者发生非大出血的不良反应,分析ABCB1基因型显示6例是ABCB1 rs4148738(GA+AA)携带者,6例是ABCB1 rs1045642(CT+TT)携带者。然而,最后经过基于4种遗传模型的多元线性回归分析,提示这两种SNP均与发生出血的风险无显著相关性。

Lähteenmäki等[29]进行的一项对1 806例服用新型口服抗凝药(340例服用达比加群酯)的真实世界回顾性研究提示,ABCB1 rs1045642、rs2032582、rs4148738、rs1128503等SNP及单倍型与发生达比加群相关的出血或栓塞风险均无显著相关性。Sychev等[26]在白种人的研究也未发现达比加群峰浓度、谷浓度与ABCB1 rs4148738多态性存在相关性。Sychev等[30]对96例俄罗斯籍合并肾功能不全的房颤患者进行分析,再次显示ABCB1 rs1045642和rs4148738基因多态性对达比加群浓度/剂量无显著影响(KruskalWallis检验,P>0.05)。Zubiaur等[18]在107例进行达比加群生物等效性临床试验的西班牙籍健康志愿者中探讨15个基因(包括ABCB1、CES1、UGT等)的59个SNP与达比加群血药浓度的相关性,该研究发现ABCB1(包括rs1045642、rs2032582、rs1128503等)的12个SNP及相应单倍型均与达比加群血药谷浓度或峰浓度无显著相关性。

目前在亚洲人群中探讨基因多态性对达比加群血药浓度影响的研究还比较少。Ji等[31]在198例中国患者中的研究表明,ABCB1 rs1045642和rs4148738既不影响达比加群的峰浓度或谷浓度,也不影响发生出血的风险。Tomita等[32]在98例日本非瓣膜性房颤患者的研究中,也未发现ABCB1(rs1045642、rs2032582和rs1128503)基因多态性与达比加群血药浓度存在显著相关性。因此,ABCB1基因多态性对达比加群药代动力学的影响可能比较小,且存在种族差异,还需开展更多大样本的研究深入探讨。

2.4.2 CES1基因多态性:达比加群酯主要经肝脏CES-1酶转化为活性形式达比加群发挥抗凝作用[21]。CES1是编码CES-1酶的基因,研究发现CES1存在基因多态性,是导致不同个体间达比加群血药浓度差异的主要原因。目前研究发现,与达比加群血药浓度和不良反应相关的CES1 SNP主要包括CES1 rs2244613(C>A)、rs71647871(G>A)和rs8192935(T>C)[25]。中国人和白种人之间CES1 rs2244613和CES1 rs8192935的基因型频率存在显著差异[33],这两个SNP突变基因在中国和日本混合人群中的分布频率分别高达57.5%和77.5%,而在白种人群中的突变频率分别为19.09%和32.69%。

RE-LY研究发现CES1 rs2244613(C>A)显著影响达比加群的血药浓度和出血风险[25]。与野生CC型患者相比,CA杂合子患者的达比加群谷浓度降低15%(95%CI=10～19,P=1.2×10-8),AA纯合子患者的谷浓度降低28%;且该SNP rs2244613与出血风险显著相关(P<0.05),但与栓塞风险无相关性(P=0.82)[23]。Sychev等[34]对1 630例来自俄罗斯的健康志愿者研究结果表明,携带A突变基因的受试者与达比加群浓度降低和出血风险降低有关。在一组对白种人进行的研究中,携带CA杂合子患者谷浓度降低2%,携带AA纯合子患者谷浓度降低3%[24]。Sychev等[26]对60岁以下人群进行亚组分析,发现携带A等位基因(CA+AA,n=10)患者达比加群峰浓度显著低于CC基因型(n=10)患者(P=0.025),但谷浓度无显著差异。Ji等[31]在中国人中的研究却发现CES1 rs2244613基因突变后显著升高达比加群谷浓度(P<0.001),且CA或AA基因型患者比CC野生型患者发生轻微出血的风险更高(P=0.034)。Sychev等[30]的研究也得出类似结论,CES1rs2244613基因多态性显著影响达比加群谷浓度,CC型患者的浓度/剂量比值显著低于AC或AA基因型(Kruskal-Wallis检验,P=0.034)。

另一个证实影响达比加群血药浓度的SNP为CES1 rs8192935(T>C)[25]。对参与RE-LY研究的患者进行全基因组关联研究后发现,与野生型相比,携带C突变基因患者的达比加群峰浓度降低12%(95%CI=8～16,P=3.2×10-8),但该SNP与发生出血或缺血事件无关[23]。Dimatteo等[24]在白种人患者中的研究显示,与野生型患者相比,携带CT杂合子患者的达比加群谷浓度降低3%,而携带CC突变纯合子患者的谷浓度降低11%。Ji等[31]在中国人中的研究却发现CES1 rs8192935多态性与达比加群谷浓度升高显著相关。与TT野生型相比,CT型患者的达比加群血药谷浓度明显增加,且CC纯合子患者的达比加群谷浓度水平高于CT杂合子患者(CC vs TT,P<0.001;CT vs TT,P=0.014),但该SNP与发生出血或缺血事件无关。在106例健康中国受试者中进行达比加群药代动力学的研究表明,携带CES1 rs8192935 CC和CT基因型患者的加权后峰浓度显著高于AA基因型患者[27]。Lähteenmäki等[29]进行的研究中发现CES1 rs2244613,rs8192935与出血、栓塞风险相关性无统计学差异。

另一个可能具有临床意义的影响达比加群血药浓度的SNP为CES1 rs71647871(G>A),发生该变异后CES1会表现为功能缺失[35]。通过对104份正常人肝脏样本测定该SNP,发现与GG型相比,GA杂合子中达比加群乙酯的生成降低了41%(P=0.026),携带A突变基因人群的肝脏代谢达比加群酯和达比加群乙酯的效率明显降低[14]。

因此,CES1 多态性对达比加群血药浓度的影响存在显著差异,但该SNP对白种人和中国人群达比加群血药浓度的影响不一致。由于目前在中国人群中的研究数量仍较少,且样本量不大,因此CES1基因多态性对中国人群达比加群血药浓度的影响还需深入探讨。

2.4.3 其他基因多态性:Shi等[14]对不同种族人群(43例高加索人和64例拉丁美洲人)进行亚组分析,发现不仅性别和合并使用泮托拉唑会影响达比加群的药代动力学,且首次发现CYP2D6也可能是一个影响因素,并提示CYP2D6可能参与达比加群活化后的代谢。该研究显示CYP2D6弱代谢者与达比加群降低的清除率(Cl/F)(P=0.049),以及升高的AUC、Cmax、Vd/F显著相关(P<0.010)。该研究还发现SLC22A1单倍型与达比加群升高的Tmax和半衰期有显著相关性(P<0.05)。由于在该研究中ABCB1和CES1基因多态性均不影响达比加群药代动力学,因此CYP2D6和SLC22A1基因多态性对达比加群的影响还需进一步探讨。

综上所述,CES1和ABCB1基因多态性很可能影响达比加群血药浓度及发生出血的不良反应。在不同种族人群中的研究,其对达比加群峰浓度和(或)谷浓度的影响不同,甚至存在截然相反的结论。可能原因为不同种族间基因突变频率差异大;达比加群在体内代谢途径多,某些单个突变可能并未影响整体代谢;有些研究临床样本量有限等。因此,今后需更多更大样本的研究进一步证实基因多态性对达比加群血药浓度以及发生出血或栓塞的影响,以指导临床更精准用药。

3 小 结

达比加群酯在临床应用中存在个体差异,通过对参与RE-LY研究的9 000多名患者的血药浓度进行检测,发现达比加群在不同人群中的浓度差异较大[10]。如110 mg方案的谷浓度和峰浓度中位数(10分位,90分位)分别为65.9(28.2,155)和133(52,275)ng/ml,而150 mg方案对应的浓度分别为93(39.8,215)和184(74.3,383)ng/ml。对特殊人群,目前的给药法有可能导致出血或栓塞事件。达比加群血药浓度监测是提示其疗效和安全性的一个重要检测手段。影响达比加群血药浓度的因素包括肾功能、性别、体质量、年龄、合并用药以及基因多态性,其中ABCB1(rs1045642、rs4148738)和CES1(rs2244613、rs8192935、rs71647871)等SNP对达比加群药代动力学影响较大。对一些出血或栓塞风险高及其他特殊患者,临床可对患者进行ABCB1和CES1的SNP检测及达比加群血药谷浓度和峰浓度监测。当血药浓度提示患者服用的150 mg 每天2次的方案有出血风险时,可降低为110 mg每天2次,或换成利伐沙班等其他类型的新型口服抗凝药,以减少出血事件,反之亦然。

综上所述,随着精准医学概念的提出,个体化治疗已逐步成为药物治疗的重点环节。了解影响达比加群血药浓度的因素,在有条件的单位开展基因检测和血药浓度监测,将为达比加群个体化给药,减少出血和栓塞风险提供更多理论指导,未来需开展更多更大样本的临床研究为达比加群个体化给药提供参考。

利益冲突所有作者声明无利益冲突