CYP2C19基因多態性與氯吡格雷代謝的研究進展

李倩倩，谷秀娟

（1.延安大學醫學院，陜西 延安 716000；2.延安大學附屬醫院心腦血管病醫院，陜西 延安 716000）

0 引言

氯吡格雷是一種臨床常用的P2Y12受體拮抗劑，對于接受經皮冠狀動脈介入治療（PCI）的患者，術后均應常規使用 P2Y12受體抑制劑（氯吡格雷、普拉格雷或替格瑞洛等）和阿司匹林進行雙重抗血小板治療（DAPT）[1]。相比于氯吡格雷，臨床實踐指南目前更推薦普拉格雷和替格瑞洛，但氯吡格雷仍然是應用最廣泛的P2Y12受體抑制劑[2,3]。目前研究發現在服用氯吡格雷的患者中，大約有1/3的人表現出血小板抑制作用減弱，導致相當數量的患者發生不良心血管事件（MACE）[4]。氯吡格雷使用者表現出的血小板抑制作用不足被稱為氯吡格雷抵抗（CR）或血小板高反應性（HTPR），這與氯吡格雷本身的代謝有關[5]。臨床、細胞和遺傳因素等多種機制，決定了個體對氯吡格雷的反應特征[6,7]。與氯吡格雷吸收和代謝的藥效學和藥代動力學有關的遺傳多態性，是決定個體間氯吡格雷療效差異的關鍵因素[8]，目前已發現了許多與氯吡格雷藥代動力學（PK）和藥效學（PD）有關的酶或受體基因。肝細胞色素P450酶的遺傳變異，是氯吡格雷轉換為活性代謝物的關鍵，它造成了氯吡格雷PK/PD的個體差異[9,10]。CYP2C19是CYP450的一種重要的同工酶，是氯吡格雷活化的主要代謝酶，其活性由CYP2C19基因決定。CYP2C19基因中功能喪失等位基因（LOF）的存在會使氯吡格雷活性代謝物的生成減少，導致其抗血小板的作用減弱，從而增加了MACE的發生[11,12]。目前對氯吡格雷基因多態性的研究越來越多，本文主要對氯吡格雷CYP2C19基因多態性作一綜述。

1 氯吡格雷代謝

氯吡格雷是一種噻吩吡啶前體藥物，需要被腸道吸收并通過肝臟中各種酶的代謝轉化為活性成分后，才能發揮其血小板抗聚集的作用[13]。氯吡格雷在腸道吸收后，85%被羧基酯酶1（CES1）水解并轉化為無活性代謝物，在尿液或糞便中排泄[14]。只有15%通過肝臟中的細胞色素P450，首先被CYP2C19(44.9%)、CYP1A2(35.8%)和CYP2B6(19.4%)轉化為中間體代謝物（2-氧代氯吡格雷），然后被CYP2C19(20.6%)、CYP2C9(6.79%)、CYP3A4(39.8%)和CYP2B6(32. 9%)催化產生四種異構體硫醇代謝物（H1-H4），其中Clopi-H4是體內唯一活躍的氯吡格雷代謝物[14-15]。該活性代謝物有選擇地并不可逆地與血小板膜上的P2Y12受體結合，從而抑制了腺苷二磷酸（ADP）結合P2Y12受體。最終阻斷ADP介導的纖維蛋白原與其受體糖蛋白Ⅱb/Ⅲa的結合，抑制血小板的活化和聚集，發揮抗血小板效應[16-17]。由上述過程可見CYP2C19在氯吡格雷兩個代謝過程中都發揮主要作用，因此CYP2C19的功能在很大程度上會影響氯吡格雷的藥物療效。目前通過研究氯吡格雷代謝物的濃度也 可為臨床提供幫助，Adamiak-Giera等人[18]近期的一項研究表明同時測定氯吡格雷無活性代謝物濃度和血小板聚集率，可用于需氯吡格雷長期治療的患者、有較高缺血和出血風險的ACS患者或者氯吡格雷療效不佳患者的臨床實踐。

2 CYP2C19基因多態性

有研究表明，CYP2C19酶的代謝速度在不同個體間的差異很大，這在很大程度上歸因于遺傳中的CYP2C19基因多態性[19]。CYP2C19基因多態性被分為組，稱為等位基因。目前明確的等位基因包括36個，如CYP2C19 ＊1、＊2、＊3、＊4、＊5、＊6、＊7或＊8等，其中對氯吡格雷影響最顯著的是＊2/＊3突變位點和＊17突變位點[20]。CYP2C19＊2和＊3是功能喪失等位基因（LOF），可減少氯吡格雷活化，CYP2C19＊17是功能增強等位基因（GOF），可增加氯吡格雷活化[20]。其他等位基因出現的頻率在大多數人群都較低[21]。許多研究報告了CYP2C19多態性存在廣泛的種族間變異。亞洲人群（55.0%～70.0%）CYP2C19 LOF變異型等位基因（CYP2C19＊2和＊3）與白人群體（25.0～35.0%）和黑人群體（35.0～45.0%）相比突變率較高[22,23]。另一方面，亞洲人群（約4.0%）CYP2C19 GOF 變異等位基因（CYP2C19＊17）與白人種群（18.0%）相比突變率則較低[24,25]。因此，對亞洲人進行CYP2C19基因檢測，通過早期識別LOF來指導臨床用藥是有意義的。依據臨床藥物遺傳學實施聯盟（CPIC）發布的臨床指南，根據代謝能力的不同，將CYP2C19基因分為5種類型：低代謝型（PM）、中間代謝型（IM）、正常代謝型（NM）、快代謝型（EM）和超快速代謝型（UM）[26]。

2.1 CYP2C19功能喪失等位基因

目前研究最廣泛的功能喪失等位基因是CYP2C19＊2（主要是rs4244285）和CYP2C19＊3（rs4986893），兩者都涉及用腺嘌呤（A）替代鳥嘌呤（G）[27]。CYP2C19＊2存在于外顯子5中的核苷酸681（即c.681G＞A），可影響227位置上脯氨酸的同義突變；CYP2C19＊3 存在于外顯子3中的核苷酸636（即 c.636G＞A），用TGA取代了色氨酸密碼子TGG[28]。兩種等位基因都會導致終止密碼子的出現，CYP2C19＊2通過某個未知的異常剪接位點間接進行編碼；CYP2C19＊3由TGA產生截斷的、無功能的、催化無活性的CYP2C19蛋白片段[29,30]。攜帶純合子CYP2C19＊2（即＊2/＊2）或CYP2C19＊3（即＊3/＊3）的個體CYP2C19底物代謝不良[31]，這就導致了氯吡格雷療效在不同個體間存在差異[32]。其他等位基因也與CYP2C19功能喪失（LOF）相關（如CYP2C19＊ 4、＊5、＊6、＊7和＊8），但是這些等位基因很罕見（＜1%等位基因頻率）且研究較少[33,34]。

2.2 CYP2C19功能增強等位基因

CYP2C19＊17（rs12248560）是目前能確定的功能增強等位基因[35]，其涉及用胸腺嘧啶（T）替代胱氨酸（C）[36]。CYP2C19＊17變體（即-806C＞T 或g.-3402C＞T）存在于外顯子5的50側翼的啟動子區域[35,37]。啟動子區域中的遺傳變異被認為可以改變轉錄因子的相互作用，從而改變基因的轉錄程度[37]。因此，除了CYP2C19基因編碼區的變異外，啟動子區域的變異似乎也會影響基因突變[31]。CYP2C19＊17 等位基因與具有更高催化活性的CYP2C19酶相關，可能是由于CYP2C19基因轉錄的增加[27,35,36]。CYP2C19的活性取決于其在肝臟中的表達水平，這在一定程度上取決于基因轉錄的調控[38]。因此，對于攜帶CYP2C19＊17等位基因的個體，氯吡格雷和其他前體藥物對各自的治療代謝物生物活化增加[28,39]。PLATO（血小板抑制和患者結局）試驗中顯示，攜帶CYP2C19＊17等位基因的個體使用氯吡格雷治療時具有較高的出血風險[35,40,41]。然而，其他研究尚未證明CYP2C19＊17等位基因可增加血小板抑制作用或改變臨床結局[42]。綜合分析，目前尚不清楚攜帶CYP2C19＊17等位基因的患者對氯吡格雷的反應如何，同時＊2和＊17的綜合作用對CYP2C19功能的影響和患者對氯吡格雷反應也是不確定的[43]。

3 P2Y12受體抑制劑的臨床應用

3.1 氯吡格雷

氯吡格雷是第二代噻吩并吡啶，因其具有更好的安全性，故已在很大程度上取代了第一代噻吩并吡啶噻氯匹定[44]。許多在冠狀動脈疾病（CAD）高危患者（ACS和/或接受PCI的患者）中進行的試驗，表明氯吡格雷聯合阿司匹林，可減少短期和長期的缺血及血栓形成事件[45,46]。出于這個原因，近二十年來，這種雙聯抗血小板方案成為了ACS 和 PCI患者抗血小板治療的標準。然而，仍有相當數量的患者經歷了復發性缺血和支架血栓形成事件，因此氯吡格雷誘導的抗血小板作用顯示出廣泛的變異性[47,48]。這是由于個體攜帶的CYP2C19等位基因不同，導致了CYP2C19對氯吡格雷代謝的差異，最終影響氯吡格雷抗血小板聚集的作用。

大量的臨床研究已經證明功能喪失等位基因CYP2C19＊2會影響氯吡格雷的臨床有效性和安全性[49,50]。此外，CYP2C19＊17等位基因的存在可能會增加個體對氯吡格雷的反應性，但該變體的攜帶者出血風險也會增加[49,50]。近期觀察性[51]和隨機[52,53]研究表明，基于CYP2C19基因型選擇P2Y12抑制劑可以降低攜帶CYP2C19 LOF等位基因個體的血栓形成風險，同時減少常規使用P2Y12抑制劑引起的出血。Liu等人[54]的一項研究發現基因型引導的（主要基于CYP2C19 LOF等位基因）個體化與常規治療相比，使用P2Y12受體抑制劑進行抗血小板治療ACS或接受PCI的患者，發生HTPR和MACE的風險顯著降低。Zhang等人[55]的研究表明在CYP2C19 LOF等位基因存在的情況下，增加氯吡格雷劑量可以抵消支架內再狹窄的風險。Sheng等人[56]的研究發現，與高劑量氯吡格雷相比，替格瑞洛顯著降低了MACE的風險，且不增加攜帶CYP2C19 LOF等位基因的PCI患者出血的風險。由此可見，CYP2C19基因檢測對于指導臨床抗血小板藥物的選擇具有實際意義。

3.2 替格瑞洛

替格瑞洛是第三代P2Y12抑制劑，與前體藥物噻吩并吡啶衍生物（氯吡格雷和普拉格雷）相比，替格瑞洛不需要生物活化即可發揮藥理作用，可大大減少血小板高反應性，并改善臨床預后[57]。它是一種擁有新的化學結構-環戊基三唑嘧啶的第一種藥物，其作用機制是與P2Y12受體的可逆競爭性結合，并抑制ADP誘導的信號傳導[58]。歐洲心臟學會和歐洲心胸外科協會（ECS/EACTS）建議用替格瑞洛來預防心肌血運重建患者支架血栓形成，并和阿司匹林聯合進行抗血小板治療[59]。美國心臟病學會和美國心臟協會（ACC/AHA）更新的最新指南表明，在接受單藥治療的非ST段抬高型急性冠脈綜合征（NSTEACS） 或ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者中，雙聯抗血小板治療中使用替格瑞洛比氯吡格雷更合理[60]。然而，替格瑞洛比氯吡格雷更昂貴，出血風險也更高[61]。而且除了會導致出血外，替格瑞洛另一個常見的副作用是呼吸困難，這主要歸因于替格瑞洛對腺苷的影響，是停藥的主要原因[62,63]。

3.3 普拉格雷

普拉格雷是第三代噻吩并吡啶，與氯吡格雷一樣，也是一種需要肝臟代謝才能產生活性代謝物的前體藥物，能夠不可逆地抑制血小板P2Y12受體[44]。然而，與氯吡格雷不同的是，普拉格雷幾乎完全被腸道吸收并被腸道水解成硫代內酯酯酶。這種硫代內酯在肝臟中需經歷單步代謝，在此代謝過程中CYP3A和CYP2B6起主要作用，CYP2C19和CYP2C9起次要作用，最終產生活性代謝物[64]。因此，相比于氯吡格雷，普拉格雷的代謝轉化可提供更高的藥物生物利用度。而且，普拉格雷起效更快，血小板抑制更強，個體間的效應差異也小于氯吡格雷[65]。這些藥理學性質有助于增強普拉格雷的功效，可使接受PCI的高危ACS患者支架內血栓形成減少，但代價是出血增加，包括致命性出血[65]。因此普拉格雷禁用于出血風險較大的患者。

4 小結

綜上所述，雖然目前已出現了不少的替代藥物，但氯吡格雷仍是應用最廣泛的P2Y12受體抑制劑。然而氯吡格雷的療效在不同個體中存在差異，這是由于CYP2C19基因影響了氯吡格雷的代謝。通過CYP2C19基因檢測進行個體化的精準治療，可以使氯吡格雷的抗血小板作用最大化，減少ACS/PCI患者不良心血管事件的發生。美國食品和藥物管理局已經發布了關于氯吡格雷使用的黑匣子警告[66]，該聲明建議進行基因型檢測，以識別可能的CYP2C19代謝不良患者，進而考慮替代療法。然而，基因檢測尚未被美國心臟病學會（ACC）、美國心臟協會（AHA）或心血管血管造影與干預學會（SCAI）推薦為常規檢測[66-70]。由此可見，將基因檢測作為臨床抗血小板治療前的一項常規檢查并未得到普遍的認同，這可能與患者的經濟狀況及基因指導用藥的可靠性等多種因素相關。這就需要更多的臨床試驗來評價基因檢測對于氯吡格雷應用的價值，以評估是否有必要將基因檢測作為抗血小板治療前的常規檢測。