卡馬西平的藥物基因組學

王小燕，史道華

（1.福建醫科大學福總臨床醫學院，福州市 350025；2.南京軍區福州總醫院藥學科，福州市 350025）

卡馬西平是臨床上常用的一線抗癲癇藥物，應用廣泛。但因治療窗口較窄和個體差異性，卡馬西平給藥劑量常常難以預測、把握。研究表明，基因多態性可導致藥物療效差異[1]，是影響給藥劑量確定的重要因素之一。

藥物基因組學（Pharmacogenomics）主要研究與藥物療效及不良反應相關的基因多態性，指導臨床開出“基因合適”的處方，使患者得到最佳治療效果，從而達到真正“個體化用藥”的目的[2]。卡馬西平的療效與作用靶標、轉運體、代謝酶、人類白細胞抗原的基因多態性有關[3]。本文著重就卡馬西平藥物基因組學研究進展綜述如下。

1 Na+通道基因多態性與卡馬西平藥效學

卡馬西平主要作用于Na+通道，能夠抑制癲癇灶及其周圍神經元放電。Na+通道由1個α亞基和多個β亞基構成。α亞基作為主體形成通道孔，由4個高度同源性的跨膜結構域（Ⅰ～Ⅳ）組成，每個結構域含有6個α螺旋跨膜區（S1～S6）。其中，S4區含5～8個帶正電荷的氨基酸殘基，稱為“電壓感受區”，當膜電位發生變化時，S4螺旋構型即發生變化。Na+通道基因SCN1A、SCN2A分別編碼電壓門控Na+通道的α1亞基和α2亞基，其基因多態性與卡馬西平療效有關[4]。

Tate SK等[5]在425例歐洲籍癲癇患者中發現Na+通道上SCN1A（rs3812718）G突變為A與卡馬西平的給藥劑量有關。此基因突變頻率為0.45，位于靠近外顯子5的高度保守部位，影響外顯子5的表達。因外顯子5編碼結構域Ⅰ中的S4區域，此變異可能通過影響電壓感受區，從而影響藥物效應[3]。這一基因多態性與給藥劑量的關系頗受爭議。有研究[6，7]表明，AA基因型患者卡馬西平每日給藥劑量顯著高于GG基因型患者（1313 mg vs.1083 mg）。然而，Zimprich等[8]對369例澳大利亞患者進行研究，結果并未發現卡馬西平劑量與此基因型具有明顯的關聯性。Lakhan等[4]對496例北印度人SCN2A（rs17183814）進行研究，表明G突變為A與癲癇患者耐藥有關。Sill等[9]對400例蘇格蘭患者研究，也發現了此相關性。但Makmor-Bakry等[10]研究卻表明，此基因多態性與卡馬西平的維持劑量無關[8]。

2 藥物轉運體基因多態性與卡馬西平中樞血藥濃度

藥物轉運體是能與特定的藥物結合，并將其轉運出細胞的一類蛋白，包括ATP結合盒式蛋白（ATP binding cassette protein，ABC）家族轉運體，如P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）、多藥耐藥相關蛋白（multidrug resistance-associated protein，MRP）和Ras超家族成員，如RLIP 76等。在難治性癲癇患者中，大腦血腦屏障上藥物轉運體高度表達，藥物外排增加，阻止了藥物進入中樞，導致卡馬西平靶濃度降低[11]，但此現象不能完全解釋卡馬西平療效的個體差異性。

2.1 P-gp基因多態性

P-gp是一種跨膜糖蛋白，由MDR1基因編碼，在肝、腎、胎盤、腸、血腦屏障、腦脊液屏障等組織或器官中表達[12，13]。Nishimura等[14]研究顯示，P-gp可導致海人酸（kainic acid）誘導的癲癇模型小鼠中樞內卡馬西平濃度降低。Volk等[15]發現，耐藥性癲癇小鼠與非耐藥癲癇小鼠相比，血腦屏障血管內皮細胞上P-gp過度表達。

P-gp 26號外顯子3435位點的C突變為T可導致P-gp表達下降[16]。Siddiqui等[17]提出，英國人群P-gp 3435位的CC基因型可能與癲癇耐藥有關。有學者分別在北印度和土耳其人群中重復類似研究，未能得出MDR13435位基因多態性與癲癇耐藥的關系[18，19]。而Seo等[20]卻發現210例日本癲癇患者TT基因型與癲癇耐藥相關。此外，12號外顯子1236 C突變為T、21號外顯子2677 G突變為T/A與3435 C突變為T，存在強烈的連鎖不平衡關系[21]。

2.2 MRP2基因多態性

MRP為有機陰離子轉運體，在肝、腎、腸、胎盤、腦血腦屏障等組織或器官中表達[22]。Schinke等[23]研究表明，MRP和P-gp在底物特異性方面有交叉，許多藥物同時是這2個轉運體的底物。大鼠應用MRP抑制劑后，其腦內卡馬西平血藥濃度顯著增加[24]。Belgley等[25]研究顯示，MRP 2與P-gp表達產物分布位置一致，均在血腦屏障上的血管內皮細胞腔面表達，而MRP 1、MRP 3、MRP 5則在基底膜外側表達[13]，因此，只有MRP 2可能對藥物進入中樞有影響。

Ito等[26]發現，MRP 2有6個突變位點。5’端非翻譯區的24位C突變為T（突變率為0.18），可能導致MRP 2表達量及活性的上調[27]。Ufer等[28]等發現，高加索難治性癲癇患者此突變率顯著上調，還可能與ABCB 1代償性上調有關[29]。Meyer等[30]指出，1249位G突變為A可導致417位纈氨酸變為異亮氨酸，與妊娠婦女胎盤MRP 2表達量下降有關（突變率為0.125～0.22）[27]。而kim[31]等研究發現，韓國人此基因多態性與癲癇耐藥無關聯。

2.3 RLIP76基因多態性

RLIP 76為Ral結合蛋白，非ABC家族成員，分子量為76 kd，位于常染色體18pl1.3上，含有11個外顯子和9個內含子。主要作用是調節細胞的內攝、移動、內吞作用。Awasthi等[32]認為，RLIP 76蛋白在大腦血腦屏障上內皮細胞膜管腔表面表達。在已敲除RLIP 76蛋白的大鼠中注射卡馬西平，可出現嚴重的神經毒性。此外，RLIP 76很少在正常大腦組織實質細胞或血管內表達，但在癲癇患者的血管內皮細胞內卻顯著大量表達[32]。然而有學者[33，34]研究表明，RLIP 76的6種基因多態性（rs1979368、rs1561998、rs2028660、rs1813100、rs329007、rs167897，突變頻率分別為 0.489、0.533、0.522、0.534、0.398、0.021）與中樞卡馬西平血藥濃度并無關聯。

3 藥物代謝酶與卡馬西平外周血藥濃度

卡馬西平的體內代謝復雜，經環氧化物水解酶（microsomal epoxide hydrolase，mEH）、細胞色素 P450（CYP 450）中的CYP3A4、CYP3A5及尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶（uridine 5’-diphosphate-glucuronosyltransferases，UGT）中的 UGT2B7等酶代謝。卡馬西平先經CYP3A4代謝成具有活性的卡馬西平環氧化物，再通過微粒體環氧化物水解酶轉化為無活性的卡馬西平二元醇或經UGT2B7轉化為葡糖醛酸化合物，最終以游離或結合的形式隨尿液排出。

CYP3A4是人類肝臟及腸道中一種主要的CYP 450酶，約占成人肝臟CYP 450酶總量的25%。現已發現CYP3A4變體種類近20種，且種族差異性大。Makmor-Bakry等[10]研究發現，71例蘇格蘭癲癇患者，CYP3A4基因多態性與卡馬西平給藥劑量無關。微粒體環氧化物水解酶是一種重要的生物轉化的Ⅱ相代謝酶，該酶定位于人類染色體1q42.1，由EPHX 1基因編碼，具有高度保守性，可催化多種環氧化中間產物水解為更易溶于水的反式二氫二醇。EPHX 1外顯子3的337 T突變為C（頻率為0.453），可導致卡馬西平羥基化/環氧化物比例增高，而外顯子4的416 A突變為G（頻率為0.135），則導致卡馬西平羥基化/環氧化比例降低[10，35]。UGT2B7主要介導卡馬西平的葡萄糖醛酸化，是一種重要的Ⅱ相代謝酶。UGT2B7的802位C突變為T，可導致蘇氨酸突變為組氨酸，基因突變頻率為0.11，然而并未發現此代謝酶的基因多態性與卡馬西平維持劑量有關[10]。

4 人類白細胞抗原（HLA）基因多態性與卡馬西平不良反應

卡馬西平可引起皮疹，包括輕度的斑丘疹（MPE）以及嚴重危及生命的皮疹（SCR），如Stevens-Johnson綜合征（SJS）、中毒性表皮壞死溶解（TEN）和藥物超敏綜合征（HSS）。研究表明，SCR的死亡率高達30%，且＞90%的SCR發生在卡馬西平使用的前2個月內，因此對患者的健康造成了極大的威脅。

Hung等[36]研究顯示，HLA-B＊1502在卡馬西平引起的SJS/TEN中一定出現，而在卡馬西平應用后無皮疹人群僅為3%，且與代謝酶基因多態性無關。Locharernkul等[37]認為，HLA-B＊1502與卡馬西平引起的MPE和HSS基因無關，因此可以用來預測卡馬西平引起的SJS/TEN反應。Lonjou等[38]發現，卡馬西平誘導的與HLA-B＊1502基因相關的SJS/TEN只在亞洲人中表現，而在高加索人中無此現象。因此，美國食品與藥物管理局（FDA）于2007年提出亞洲地區首次服用卡馬西平的患者，應進行HLA-B＊1502基因型檢測，以避免卡馬西平導致的嚴重不良反應[39，40]。

5 展望

運用藥物基因組學指導癲癇患者用藥已成趨勢，國內、外學者雖有一系列研究，但難以評估合并用藥、生活環境的差異等對試驗結果造成的影響。因試驗設計不規范，不同研究結果難以比較且有重復。與卡馬西平用藥相關的基因變異眾多，而現有的研究大多集中于單個基因的變異。面對復雜的癲癇疾病，要真正實現卡馬西平個體化用藥，藥物基因組學研究還需不斷深入。

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