執業藥師考點：影響藥物效應的因素
藥物效應動力學(pharmacodynamics)簡稱藥效學，主要研究藥物對機體的作用、作用規律及作用機制，其內容包括藥物與作用靶位之間相互作用所引起的生物化學、生理學和形態學變化，藥物作用的全過程和分子機制。藥物效應動力學的研究為臨床合理用藥、避免藥物不良反應和新藥研究提供依據，也為促進生命科學發展發揮重要作用。
遺傳藥理學與個體化藥物治療
近年來，隨著臨床藥物治療學和實驗室檢測技術的創新和發展，在臨床治療中，倡導合理用藥、個體化用藥，減少藥物不良反應，提高患者生活質量，已成為醫師和患者共同追求的目標。但是，合理用藥和個體化用藥的依據是什么?是依據藥品說明書上的適應證和標準劑量。即使如此，也只能說是在相對于適應證方面是合理的，但對于患者個體就未必合理。
雖然某一病癥在不同個體表現相近，可用某種藥物治療，但個體對藥物的耐受和反應卻千差萬別。藥物基因組學作為一個新興領域， Z{整個人類基因組水平探索這些差異的遺傳學本質，在加快藥物發現和發展進程的同時，也為臨床合理用藥提供了強有力的科學依據。因而，
近年來倍受醫學界的關注。美國食品與藥品管理局 (FDA)也于2005年3月22 日頒布了面向藥廠的 “藥物基因組學資料呈遞(Pharmacogenomic Data Submissions)”指南。該指南旨在敦促藥廠在提交新藥申請時依據具體情況，必需或自愿提供該藥物的藥物基因組學資料，其目的是推進更有效的新型 “個體化用藥”進程，最終達到視 “每個人的遺傳學狀況”而用藥，使患者在獲得最大藥物療效的同時，只面臨最小的藥物不良反應危險。
1.藥物代謝酶
關于藥物代謝酶基因變異的研究已取得很大進展。藥物代謝酶的基因變異引起表達的酶蛋白功能發生改變，導致表型多態性，在代謝其作用底物藥物時，引起藥物體內清除率改變而產生不同的藥物濃度。
細胞色素P4502D6(CYP2D6)酶僅占肝臟中總CYP的1%～2%，但已知經其催化代謝的藥物卻多達80 余種，包括 β受體阻滯劑、抗心率失常藥、抗精神病藥等。異喹胍經CYP2D6氧化代謝生成 4′-羥異喹胍經尿排泄。異喹胍的氧化代謝在人群呈現二態分布，其表型表現 為強代謝者(EM)和弱代謝者(PM)。迄今已發現與CYP2D6有關的 50多處突變和 70 多個等位基因，其中許多可導致慢代謝表型(PM)的出現。不同CYP2D6 等位基因的頻率存在著種族差異。例如，白種人PM發生率為 5%～10%，而中國人僅為 1%左右。相反，中國人卻存在著約 36%酶活性下降的中速代謝者(IM)，其分子機制為存在著催化活性下降的CYP2D6*10 等位基因，頻率在中國人中間高達58%。卡維洛爾是臨床常用的 α、β受體阻滯劑。研究發現，R-卡維洛爾在異喹胍弱代謝者中的清除率為38.9±8.6 L/hr，而異喹胍強代謝者中R-卡維洛爾的清除率為 119.2±26.9 L/hr。S-卡維洛爾在異喹胍弱代謝者中的 AUC 為104.04±19.95 ng·hr /mL，而異喹胍強代謝者中S-卡維洛爾的AUC為72.7±11.4 ng·hr /mL。這一結果表明，CYP2D6的基因型顯著影響著卡維洛爾的代謝。CYP2C19 亦是多態性表達的 P450 酶，人群中常見的突變等位基因為 CYP2C19*2 與CYP2C19*3。CYP2C19*2 等位基因在亞裔人 (25%)的出現頻率大于白種人(13%)。而CYP2C19*3頻率亞裔人為8%，白種人小于1%。CYP2C19基因多態性具體表現為酶活性的多態性，等位基因的突變使酶活性降低，對藥物代謝的能力隨著等位基因的不同組合而呈現出
一定的規律性，表現出正常基因純合子>正常基因與突變基因雜合子>突變基因純合子或雜合子的變化趨勢，即我們通常所說的基因劑量效應。我們的研究發現，地西泮、去甲地西泮以及舍曲林的代謝依賴于CYP2C19的基因型，EM和PM對藥物的處置有顯著差異。有研究證實奧美拉唑的藥代動力學和藥效學與 CYP2C19 的基因多態性存在著相關性。具有 CYP2C19*2和 CYP2C19*3 變異的病人，其奧美拉唑的血漿濃度較高，藥理作用較強(表現為血漿胃泌素濃度下降)。具有單個變異等位基因或具有 2 個野生等位基因的病人，也較那些純合子變異的病人需要較高劑量的奧美拉唑才能起效，符合基因劑量效應的規律。CYP3A4 是肝微粒體中含量豐富且底物范圍廣的一種 CYP450 酶。有研究表明，CYP3A4野生型比突變型的個體對于化療藥物(表鬼臼毒素等)所致的白血病有更高的發生率，認為與野生型增加導致DNA損傷的反應中間物的產生有關。
硫嘌呤甲基轉移酶(thlopurina methyltransferase，TPMT)是滅活抗白血病藥物 6-巰基嘌呤(6-MP)的藥物代謝酶，其活性表現出遺傳多態性，給予TPMT 遺傳性缺乏的患者使用標準劑量的 6-MP，會出現嚴重、甚至致命的血液系統毒性。而比標準劑量低10～I5倍的6-MP可成功治療這些患者。由此可見，檢測這些藥物代謝酶的遺傳多態性將有助于臨床合理用藥，減少藥物毒副作用。
2.藥物轉運蛋白
近年來藥物轉運蛋白的遺傳多態性研究也倍受關注。尤其是多藥耐藥基因MDRI 編碼的P-糖蛋白。P-糖蛋白的作用首先在腫瘤細胞中發現，它作為ATP依賴的流出泵用于預防細胞內腫瘤化療藥物的蓄積。現在普遍認為，腫瘤細胞內 P-糖蛋白的過量表達和骨髓組織的低水平表達是造成患者對化療不敏感并容易產生骨髓毒性的原因。已有研究證明，MDRIC3435T多態性與P-糖蛋白的表達相關，3435CC基因型表達水平較高，在P-糖蛋白的抑制劑雙嘧達謨存在的情況下，地高辛吸收的AUC顯著低于 3435TT基因型個體。雙嘧達謨使3435CC基因個體的地高辛吸收率提高了55%，3435TT基因型個體提高了20%。
3.藥物靶標和受體
涉及受體、酶和其他靶蛋白的遺傳多態性在許多情況下也影響了機體對特定藥物的反應性。例如，β 腎上腺素受體基因突變可能影響藥物反應。個體對β 腎上腺素受體阻滯劑普萘洛爾的反應存在著很大的差異，其中體內 β 腎上腺素受體數量的變化是造成這種差異的主要原因之一，另一方面，遺傳背景不同的種族對 β 腎上腺素受體阻滯劑或激動劑的敏感性也存在著差異。β 受體常見遺傳多態性為 Ser49Gly 與 Gly389Arg 多態性，臨床試驗表明，1健康受試者在使用 β1受體選擇性阻滯劑后，血壓的降低均與Ser49Gly與Gly389Arg多態性關聯，表現為389Arg 純合子血壓降低的程度更為顯著。同時在高血壓病人中進行的臨床試驗揭示，β 腎上腺素受體單倍型可作為美托洛爾抗高血壓療效的預測指標。β 腎上腺素受體1 2在人體內也呈多態性表達，導致哮喘病人對某些藥物反應的個體差異。例如，β 腎上腺素受體編碼區域密碼子 16 呈多態性(Gly16Arg)。與 Gly16 純合子攜帶者相比較，Arg16 純合子和攜帶者對受體激動劑沙丁胺醇的反應分別強 5.3和2.3倍。類似的結果在哮喘患兒和正常兒童中也有出現。血管緊張素轉換酶(ACE)的基因多態性顯著影響ACE 的功能并導致對 ACE抑制劑的敏感性發生改變。表現在ACE 的 16 號內含子具有缺失基因型的病人比具有插入基因型的病人有較高的細胞質ACE活性;在蛋白尿性腎小球疾病病人中應用ACE抑制劑依那普利后,帶有缺失基因型的病人蛋白尿和血壓無改善,但在插入基因型的病人兩者顯著降低。血管緊張素ⅡI 型受體 (AT1R)基因A1166C 多態性與集體對血管緊張素Ⅱ的反應性及多數降壓藥物的治療效果有關[22];載脂蛋白 E 突變與阿爾茨海默病患者對四氫氨基丫啶的反應性等。
上述研究進展表明，藥物總的藥理學作用并不是單基因性狀，而是由編碼參與多種藥物代謝途徑、藥物處置和藥物效應的多種蛋白的若干基因決定的。當應用某種藥物時，如果代謝這種藥物的酶基因或轉運這種藥物的轉運體基因發生變異而具有多態性特征時，不同個體可能產生顯著不同的藥物濃度，引起濃度依賴性效應差異;相應地，如果藥物相關代謝酶基因或轉運體基因不具有多態性特征，但藥物作用位點基因發生變異，則不同作用位點基因型個體即使面對同一種藥物血漿濃度，也會發生作用位點基因型依賴性反應差異;而如果用藥個體既具有藥物代謝酶或轉運體基因的變異，同時又有藥物作用位點基因的變異，其聯合影響就會引起更多、更復雜的反應差異。因此，依據病人基因組特征優化給藥方案，真正做到因人而異，“量體裁衣”，實現由 “對癥下藥”到“對人下藥”，即給藥方案個體化，才能取得高效、安全、經濟的最佳治療效果。
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