基因多态性对腹腔镜术后舒芬太尼用量的预测效能*

张 奕，韩 强，阿卜杜拉·阿卜迪艾尼，贾蔓箐

（新疆医科大学第七附属医院，新疆 乌鲁木齐 830028）

术后疼痛控制欠佳不仅会导致患者主观感受痛苦，还可引起机体多个系统/器官出现反应，延缓术后康复，延长住院时间，增加医疗费用。腹腔镜围术期镇痛能减轻患者术后的疼痛，但仍难以满足需求，因为外科手术复杂程度高，术后并发症多，且人们对术后镇痛的需求也越来越高［1］。目前临床用于术后镇痛的一线药物为以舒芬太尼为代表的阿片类药物。影响患者术后疼痛的因素众多，如术前精神状态、手术创伤大小、遗传因素等［2］。相关研究表明，基因表达的差异对于疼痛敏感性和术后镇痛效果影响较大［3］。已有研究发现，CYP3A4，COMT，OPRM1、ABCB1等多个基因的单核苷酸多态性（SNP）与疼痛敏感性及阿片类药物术后镇痛效果密切相关［4］［如CYP3A4（rs2242480）［5］、COMT（rs4680）［6］、OPRM1（rs1799971）［7］、ABCB1（rs1045642）［8］］。基于此，本研究中探讨了上述4个基因的SNP 位点对腹腔镜术后舒芬太尼用量的影响，以期为术后镇痛的个体化用药及降低药品不良反应发生率提供参考。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入标准：择期行腹腔镜手术（包括胃大部切除术、结直肠癌根治术）；汉族；年龄18～65 岁；能正确使用患者自控镇痛（PCA）泵且术后接受48 h 舒芬太尼PCA 镇痛；认知和自我评估功能良好；癌症术前未接受放射治疗和化学药物治疗（简称放化疗）。本研究符合《赫尔辛基宣言》且经医院医学伦理委员会批准（审批号K-20210305），患者及其家属均签署知情同意书。

排除标准：对本研究拟用药物过敏；既往存在慢性疼痛，接受过长期镇痛治疗；严重的心、肝、肺、肾功能障碍；精神类疾病；不适合进行此研究的其他情况。

资料收集：收集医院2021年4月至2023年3月收治的行腹腔镜手术治疗患者的资料，包括性别、年龄、体质量指数（BMI）、美国麻醉医师协会（ASA）麻醉分级、手术时间、苏醒时间、手术类型；术前1 天的空腹血糖（FBG）、白蛋白（Alb）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）、白细胞计数（WBC）、血清肌酐（SCr）、血尿素氮（BUN）、白细胞介素6（IL - 6）、肿瘤坏死因子- α（TNF-α）水平。

1.2 方法

患者完成术前准备后，严格按腹腔镜手术操作指南手术，严格按胃肠外科护理流程予围术期治疗及护理。术后均予PCA：首先予枸橼酸舒芬太尼注射液（宜昌人福药业有限责任公司，国家准字H20054171，规格为50 μg∶1 mL；下同）5 μg 负荷剂量，静脉缓慢注射，然后连接PCA 泵。PCA 泵配方为，枸橼酸舒芬太尼注射液150 μg + 盐酸托烷司琼注射液（海南灵康制药有限公司，国药准字H20060287，规格为每瓶5 mg）10 mg，用0.9%氯化钠注射液稀释至150 mL，背景输液速率为1.0 mL/h，PCA剂量为每次0.4 mL，锁定时间为15 min，控制疼痛数字评价量表（NRS）评分<3分（即维持在轻度疼痛）。记录患者术后24 h 内的舒芬太尼用量。

1.3 基因多态性分析

采集患者术前禁食12 h 后肘静脉血2 mL，乙二胺四乙酸（EDTA）抗凝，采用酚- 氯仿抽提法提取DNA。采用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性分析法测定SNP。1）应用Primer 3 软件设计CYP3A4（rs2242480）、COMT（rs4680）、OPRM1（rs1799971）、ABCB1（rs1045642）4 个基因位点的引物（美国AB 公司设计及合成），详见表1。2）PCR 反应体系：25 μL，包括10 pmol/ L 引物1 μL，DNA模板约2 μL，200 μmol/L dNTPs 20 μL，1 U Taq 聚合酶1 μL，1.5 mmol/ L MgCl21 μL。反应条件，96 ℃预变性6 min；94 ℃40 s，52 ℃60 s，72 ℃50 s，共35 个循环；72 ℃延伸7 min。3）采用琼脂糖凝胶电泳鉴别。4）扩增结束后用限制性内切酶MspI和CviQI 酶解。5）采用琼脂糖凝胶电泳鉴别基因型。6）采用紫外成像仪拍照。采用Bio - Rad C FX manager 3.0 软件进行基因型分析。采用Apaman 探针实时荧光定量PCR技术检测4个位点的基因型。

表1 引物序列Tab.1 Primer sequences

1.4 统计学处理

采用SPSS 22.0 统计学软件分析。计数资料以率（%）表示，组间比较行χ2检验；计量资料以±s或M（P25，P75）表示，行单因素方差分析。采用有序Logistic回归分析评估腹腔镜患者术后舒芬太尼用量的相关影响因素；使用R 软件建立列线图模型，计算C-指数，绘制校准曲线，采用受试者操作特征（ROC）曲线评估模型的早期预测价值。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者临床资料

共纳入患者300 例，其中男170 例、女130 例，平均年龄（44.82 ± 8.94）岁，术后舒芬太尼用量［30.35（18.33，47.92）］μg。按舒芬太尼用量的区间范围采用四分位法，将患者分为A 组（总用量≤25%）、B 组（总用量26%～50%）、C 组（总用量51%～74%）、D 组（总用量≥75%），各75例。4组患者的临床资料中仅手术时间、FBG的差异有统计学意义（P<0.05）。详见表2。

表2 4组患者临床资料比较（n=75）Tab.2 Comparison of clinical data among the four groups（n = 75）

2.2 不同基因位点的SNP 比较

所有基因位点均经Hardy - Weinberg 平衡定律检验，达到遗传平衡（P> 0.05）。4 组患者CYP3A4（rs2242480）、ABCB1（rs1045642）、COMT（rs4680）、OPRM1（rs1799971）不同基因型比例比较，差异均有统计学意义（P<0.05）。详见表3。

表3 4组患者不同基因位点单核苷酸多态性比较（例）Tab.3 Comparison of SNP at different gene loci among the four groups（case）

2.3 舒芬太尼用量的相关影响因素分析

有序Logistic 回归分析显示，手术时间、FBG、CYP3A4（rs2242480）CT 基因型是腹腔镜术后舒芬太尼用量的独立影响因素（P<0.05）。详见表4。

表4 有序Logistic回归分析结果Tab.4 Results of the ordinal Logistic regression analysis

2.4 列线图模型的构建与验证

以独立影响因素构建舒芬太尼用量的早期预测的列线图模型（见图1），总分0～200分，对应使用高用量舒芬太尼的概率为0.05～0.95。经过计算得出C-指数为0.915［95%CI（0.889，0.984）］，且模型校准曲线（见图2）与理想模型接近。ROC曲线分析显示，列线图模型在早期评估舒芬太尼用量的药-时曲线下面积（AUC）为0.909，敏感性为82.67%，特异性为86.67%，详见图3。

图1 腹腔镜术后舒芬太尼高用量评估列线图模型Fig.1 Alignment diagram model for evaluating the high dosage of sufentanil after laparoscopic surgery

图2 列线图模型的内部校正曲线Fig.2 Internal calibration curve of the alignment diagram model

图3 列线图模型的早期预测效能的ROC曲线Fig.3 ROC curve of early prediction efficacy of alignment diagram model

3 讨论

舒芬太尼为阿片类制剂中镇痛效果较强的药物，临床广泛用于术中麻醉、重症监护室镇静镇痛和术后镇痛，具有起效迅速、清除率高且对呼吸系统影响小的优势。有研究发现，不同个体之间舒芬太尼的有效镇痛的血药浓度差异可达50 倍［9］。这一发现提示遗传学因素可能影响阿片类制剂在体内的作用发挥。相关研究表明，基因表达的差异能影响机体对疼痛的敏感性及术后镇痛效果［10］。目前，临床关于影响舒芬太尼镇痛效应基因因素的研究较少，因此通过术前评估患者遗传学差异进而预测患者对舒芬太尼镇痛剂量的使用，对于指导临床实践具有积极意义。

本研究结果发现，患者手术时间越长，术前FBG 水平越高，术后24 h 内舒芬太尼总用量越大；多数情况下手术时间长意味着手术本身操作难度较大，术中造成的创伤就越大，术后就需更大剂量的镇痛药物缓解疼痛。相关研究也表明，手术时间长短与术后疼痛存在明显相关性［11］。血糖方面，相关研究表明，高血糖可增强机体的痛觉敏感度，其机制可能是通过促炎、促氧化作用，上调机体伤害感受性离子通道，下调γ-氨基丁酸（GABA）神经元活性，减弱疼痛信号的传递，进而产生双重痛觉过敏［12］。动物实验发现，血糖急剧升高的模型大鼠对吗啡的镇痛作用反应迟钝［13］。

在基因多态性方面，本研究结果显示，4 组患者CYP3A4（rs2242480）、ABCB1（rs1045642）、COMT（rs4680）、OPRM1（rs1799971）的SNP均存在显著差异，有序Logistic回归分析显示，仅CYP3A4（rs2242480）CT 基因型比例是腹腔镜术后舒芬太尼用量的独立影响因素。分析原因为：1）国外一项大规模测序研究发现，CYP3A4（rs2242480）是该基因SNP 突变频率最高的位点，中国人群中突变频率为22.1%～37%［14］。研究发现，舒芬太尼的体内代谢均由CYP3A4（rs2242480）所表达的蛋白酶负责，直接影响舒芬太尼在体内的清除率，同时发现，CYP3A4（rs2242480）的基因型突变可降低CYP3A4蛋白酶活性，降低舒芬太尼在体内代谢速率［15］。CYP3A4（rs2242480）的野生型纯合子（CC）表达的酶活性明显高于突变型杂合子（CT）和突变型纯合子（TT）。许多临床研究也指出，CYP3A4（rs2242480）TT基因型或CT 基因型的患者术后24，48 h 舒芬太尼消耗量明显降低［16-17］。COMT 是体内儿茶酚胺代谢的主要作用酶类，主要调控体内儿茶酚胺的产生和脑啡肽水平。

COMT编码区有6个SNP，其中COMT（rs4680）的突变率最高可达40%［18］。研究表明，COMT（rs4680）的突变可降低COMT蛋白酶的热稳定性，导致体内儿茶酚胺代谢失衡，使患者疼痛敏感性增加，耐受力降低［6］。也有研究将此基因的突变情况作为评估患者对疼痛承受力和反应方式的一项指标［19］。韩国的一项研究表明，ABCB1的SNP 与舒芬太尼的镇静效应之间存在相关性，特别是ABCB1（rs1045642）的C > T 突变能明显降低术后舒芬太尼用量［20］。有研究指出，ABCB1（rs1045642）的C > T突变可能通过影响舒芬太尼的转运、吸收、清除，进而引起药物效能的差异，同时也指出这种作用机制仍待进一步研究［7］。OPRM1（rs1799971）是该基因最常见的突变位点，有研究指出，该位点的突变能降低阿片类药物的效能，且携带GG 基因型的患者需更多的阿片类药物镇痛才能达到效果［8］。但本研究结果显示，ABCB1（rs1045642）、COMT（rs4680）、OPRM1（rs1799971）的SNP与舒芬太尼用量之间不存在独立相关性，考虑可能与样本量较小且仅针对汉族人群有关，具有一定的局限性。

ROC 曲线分析显示，列线图模型在早期评估舒芬太尼用量的AUC为0.909，敏感性为82.67%，特异性为86.67%。这一结果给临床早期评估术中、术后舒芬太尼用量提供了科学的参考依据。

综上所述，CYP3A4（rs2242480）的SNP 与腹腔镜术后舒芬太尼镇痛用量有关，术前检测患者的基因分型对于指导临床个体化使用舒芬太尼具有重要意义。