MDR1基因多態性與美羅培南血藥濃度及臨床療效的相關性研究

許建文 黃品芳 吳京南 柯蒙 劉亦偉 林翠鴻

(福建醫科大學附屬第一醫院藥學部，福州 350001)

美羅培南(meropenem)屬碳青霉烯類抗生素，為強效廣譜抗生素，對需氧菌、厭氧菌及多數革蘭陰性菌和革蘭陽性菌均具有良好的抗菌作用，主要用于多重耐藥菌感染以及重癥感染的治療。美羅培南是治療嚴重細菌感染所致的肺炎、膿毒血癥、化膿性腦膜炎的常用藥物，其主要以原型經腎臟消除，體內藥動學過程復雜，導致血藥濃度個體差異，進而影響其抗菌療效[1-2]。當T＞MIC超過40%時，可有較好的殺菌效果，劑量不足易導致耐藥及治療失敗，而劑量過大易導致毒性反應[3]。

研究表明，經腎臟排泄的藥物，其血藥濃度與相應藥物轉運體的基因多態性密切相關[4-5]。多重耐藥基因1(MDR1)編碼的P-糖蛋白(P-gp)作為藥物流出轉運子，參與中性及陽離子藥物的轉運[6-7]。P-gp在腎近曲小管表達，其外排轉運作用可提高藥物從腎臟排泄[8]。MDR1基因型的不同可影響P-gp的功能，在已發現MDR1的SNPs中，C3435T的多態性與P-gp的轉運功能密切相關[9-11]。

本研究旨在探討MDR1的基因多態性與美羅培南血藥濃度及臨床療效的相關性，考察美羅培南血藥濃度個體差異的遺傳學特征，以期為臨床的精準用藥提供理論支持。

1 材料、對象與方法

1.1 病例選擇

入選2018年1月—2018年11月就診于福建醫科大學附屬第一醫院診斷為感染性疾病，接受美羅培南治療的101例住院患者。本研究經福建醫科大學附屬第一醫院倫理委員會批準。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 入選標準

病原學診斷為細菌性感染的患者，藥敏試驗結果顯示病原菌對美羅培南敏感或依據經驗治療應用美羅培南；年齡18～65歲，性別不限，美羅培南血藥濃度已達穩態。排除重要臟器功能衰竭，發生嚴重感染等藥物不良反應，合并用藥影響腎排泄的患者。療效判定：依據《抗菌藥物臨床試驗技術指導原則》分為有效和無效。

1.3 試劑與儀器

注射用美羅培南(規格：0.5g/瓶，Dainippon Sumitomo Pharma Co.,Ltd.生產)，美羅培南對照品(批號：130506-200702，含量：100%)(中國食品藥品檢定研究院)。Waters高效液相色譜儀(美國Waters公司產品)，PCR儀(美國Bio-Rad公司)，PCR引物(上海生工生物工程有限公司合成)。

1.4 血藥濃度檢測

患者靜脈滴注美羅培南達穩態后，給藥前30min采集外周靜脈血2mL，離心之后取上層血漿100μL，用蛋白沉淀法處理血漿樣品，采用HPLC法測定血藥濃度。

1.5 基因型檢測

采用血液、細胞、組織基因組DNA提取試劑盒(北京天根生化科技有限公司)，提取患者血液中基因組DNA，微量核酸測定儀測定DNA的濃度， -20℃保存。PCR擴增MDR1，引物序列為上游(P1)：5'-ACTCTTGTTTTCAGCTGCTTG-3'，下游(P2)：5'-AGAGACTTACATTAGGCAGTGACTC-3'，擴增片段為231bp，酶切后產生163和68bp。PCR反應體系25μL，DNA模板4μL，TaqPCR Master Mix 12.5μL，正反向引物都是0.3μL，滅菌注射用水7.9μL。PCR反應條件為：94℃預變性5min，以下步驟進行35個循環：94℃變性30s，54℃退火30s，最后72℃再延伸1min。

1.6 統計學處理

采用SPSS 21.0軟件進行統計分析。計量資料采用Shapiro-Wilk法進行正態性檢驗，采用Levene檢驗對正態分布的變量進行方差齊性檢驗。符合正態分布且方差齊的計量資料以(±s)表示，計數資料用率表示。非正態分布資料用中位數P25以及四分位數P75表示，組間比較采用Kruskal-Wallis H 檢驗或MANNWhitney U檢驗。χ2檢驗等位基因頻率是否符合Hardy-Weinberg平衡。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料

本研究共納入101例患者中，性別、年齡、體質量的差異無統計學意義(P＞0.05)，美羅培南劑量和血藥濃度等方面的一般資料見表1。

2.2 患者血藥濃度

101例患者中，若首次測得的血藥濃度小于5μg/mL及大于20μg/mL且臨床療效不佳的患者，則重復監測其濃度。共測得穩態血藥濃度172例，其中68.0%的濃度小于10μg/mL；54.0%的濃度小于5μg/mL(表2)。

2.3 血藥濃度與臨床療效的關聯性

5～10μg/mL與10～20μg/mL濃度范圍美羅培南的臨床有效率(83.3%,91.7%)顯著高于5μg/mL以下濃度范圍(44%)(P＜0.05)，5～10μg/mL與10～20μg/mL濃度范圍美羅培南的臨床有效率相近(P＞0.05，表3)。

表2 患者血藥濃度Tab.2 Distribution of concentration of meropenem

2.4 C3435T基因多態性分布

CC基因型患者39例(38.6.0%)，CT基因型患者48例(44.8%)，TT基因型患者14例(16.3%)。這3個位點的基因型分布頻率均符合Hardy-Weinberg平衡(P＞0.05)。

2.5 C3435T基因多態性與濃度和濃度/劑量比的關聯性

不同MDR1C3435T基因型患者的濃度和濃度/劑量比結果相近(P＞0.05，表4)。

2.6 C3435T基因多態性與臨床療效的關聯性

不同MDR1C3435T 基因型患者的臨床有效率相近(P＞0.05，表5)。

3 討論

美羅培南具有強大的殺菌活性，因其誘導癲癇發作的概率低，是唯一適用于治療細菌性腦膜炎的碳青霉烯類抗生素。如何合理應用抗菌藥物，提高療效，降低毒副作用，延緩細菌耐藥，是當今臨床的迫切任務。治療藥物濃度監測(TDM)及基因檢測理論有助于臨床制定抗菌藥物給藥方案，減緩耐藥菌株的產生。本研究結果顯示，美羅培南的濃度5～10μg/mL 與10～20μg/mL濃度范圍美羅培南的臨床有效率(83.3%,91.7%)顯著高于5μg/mL以下濃度范圍(44%)(P＜0.05)，然而5～10μg/mL與10～20μg/mL濃度范圍美羅培南的臨床有效率無顯著差異(P＞0.05)。因此，加強美羅培南血藥濃度監測，結合患者病情優化用藥方案，可提高臨床治療效果，降低不良反應及耐藥性的產生，同時減輕患者的經濟負擔，具有一定的臨床指導意義。

表3 美羅培南血藥濃度與臨床療效的關聯性Tab.3 Relationship between the curative effect and concentration of meropenem

美羅培南進入體內后，54%～79%以原型經腎臟排泄，因此其血藥濃度可能與腎臟藥物轉運體密切相關。單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism,SNP)與一些疾病的發生及藥效的變化具有密切相關性[5-6,12]。已發現的MDR1基因29個單核苷酸多態性中，26外顯子C3435T基因多態性與MDR1及P-糖蛋白(p-glycoprotein,P-gp)的功能和表達密切相關[13-14]。P-gp參與許多藥物的腎小管分泌或再吸收過程，近端腎小管刷狀緣膜是腎小管分泌藥物的主要部位，該部位P-gp高度表達。P-gp對腎小管分泌具有重要作用[12,15]，P-gp是藥物流出轉運子，能夠影響藥物吸收。MDR1C3435T某基因型的差異可導致P-gp功能的改變，影響血藥濃度水平[16-18]。本研究檢測得到MDR1C3435T各基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡定律，提示具有群體代表性。測得MDR1C3435T突變率(37.6%)與先前研究[19-20]報道的的突變率(36.61%)基本一致。然而，可能受到樣本量的限制，本文未發現MDR1C3435T多態性與美羅培南血藥濃度以及臨床療效間明顯的相關性。

綜上所述，本研究可為美羅培南血藥濃度個體化差異提供基因組學的解釋，為美羅培南臨床抗感染方案中劑量的制定提供理論依據。后續研究可結合藥效學指標綜合分析，對以上推測進行考證。

表4 C3435T基因多態性與美羅培南濃度和濃度/劑量比的關聯性Tab.4 Relationship between gene polymorphisms of MDR1 and the plasma concentration of meropenem

表5 C3435T基因多態性與美羅培南臨床療效的關聯性Tab.5 Relationship between gene polymorphisms of MDR1 and the clinical efficacy of meropenem