CYP2C19基因多態性指導抗血小板治療的研究現狀

崔鴻杰 吳英鋒

(1.首都醫科大學宣武醫院血管外科,北京100053;2.首都醫科大學附屬北京潞河醫院血管外科,北京101199)

CYP2C19酶是細胞色素P450(cytochrome P450,CYP450)氧化酶超家族中的一部分。許多臨床使用的藥物包括氯吡格雷(clopidogrel,CPG)、伏立康唑、奧美拉唑、西酞普蘭、卡立普多和地西泮等的代謝都是由它來完成的[1],CYP2C19還可以對褪黑素和孕酮等物質進行代謝[2]。使用P2Y12受體拮抗劑(如CPG)和環氧化酶-1抑制劑(如阿司匹林)進行雙重抗血小板治療(dual antiplatelet therapy,DAPT)早已成為國內外維持支架通暢性和預防術后冠狀動脈不良事件的“金標準”[3-4]。盡管有新藥物如替格瑞洛(ticagrelor,TGL)和普拉格雷(prasugrel,PSG)問世,但臨床中的抗血小板藥仍以CPG最為常見。CYP2C19基因分型的檢測廣泛應用于腦卒中、經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention,PCI)和各類血管外科手術的圍手術期和持續治療之中,來決定是否應用其他抗血小板藥替代CPG;盡管有研究表明,其他一些變異基因組(例如ABCB1、B4GALT2、CES1、CYP2B6、CYP2C9、P2RY12和PON1)也參與決定CPG等藥物的代謝,但CYP2C19基因組是起主要作用的因素[5-6]。攜帶缺失等位基因的患者被定義為基因功能缺失。這些患者體內CPG的活性下降,血小板更容易聚集,最終導致心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)術后血栓形成及治療失敗的風險增加。

1 CYP2C19基因概述

CYP2C19基因位于第10號染色體長臂23.33處,是4個CYP2C基因亞家族(8、9、18、19)中的一員[7],其編碼的CYP2C19酶則由490個氨基酸組成,研究[8]發現CYP2C19基因主要在肝臟和十二指腸中表達。在一般的星號命名法中,正常的等位基因表示為*1,而缺失的等位基因則表示為*2或者*3,超快代謝基因表示為*17。而在最新的臨床藥物基因組學實施聯盟指南[9]中還加入了*9、*12、*14的命名方法,這幾種等位基因的作用尚不清楚,見表1。

表1 CYP2C19基因分型

研究表明CYP2C19基因在接近60%的亞洲人群中存在至少1種缺失等位基因[10],而在中國,CYP2C19*2是主要缺失等位基因,占中國人中間代謝型和慢代謝型的75%～85%[11]。

2 藥物

2.1 CPG

CPG是臨床常見的一種在CVD圍手術期用于二級預防的抗血小板藥。CPG實際上是一種在體外不具有生物活性的噻吩并吡啶類前體物質。CPG進入體內后由CYP450氧化酶經過兩步轉化為具有活性的硫醇代謝產物(見圖1),不可逆地結合血小板P2Y12受體,從而阻斷由腺苷二磷酸(adenosine diphosphate,ADP)誘導的血小板聚集[12],在CPG藥理作用前體物質2-氧-CPG活化過程中CYP2C19基因的貢獻最大[13]。

CPG與阿司匹林相似,都具有累積效應,故長期每日口服75 mg CPG的患者停藥后都需要等待至少7～10 d生成新的血小板來恢復功能,二者都沒有短半衰期,這是進行DAPT的基礎。CPG可能與質子泵抑制劑以及他汀類藥物存在競爭作用,從而影響活性,因此專家共識[14]指出,若聯用CPG抗血小板治療者,應選用對CPG影響較小的泮托拉唑或雷貝拉唑。氯吡格雷抵抗(clopidogrel resistance,CR)是評估患者對藥物反應性的重要指標,有研究[15]表明,CR的患病率為6%～63%,甚至CR在外周動脈疾病(peripheral arterial disease,PAD)中比其他CVD發病率更高[16]。目前用于評估CPG有效性的方法有:光學比濁法、流式細胞儀血管擴張刺激磷酸蛋白法、床旁快速檢測和血栓彈力圖等[17-18]。光學比濁法曾是實驗室最常用的方法,但由于床旁快速檢測和血管擴張刺激磷酸蛋白法具有用時短和規范化等優點,已成為應用最為廣泛和專家共識中推薦的方法[19-21]。

2.2 TGL

TGL,曾名替卡格雷,是一種新型P2Y12-ADP受體抑制劑。TGL屬于非前體藥物,無需轉化即可生效。TGL與CPG作用機制相似,都通過結合P2Y12-ADP受體來抑制血小板的活化和聚集。但不同的是,TGL與血小板P2Y12-ADP受體之間的相互作用具有可逆性,沒有構象改變和信號傳遞,并且在停藥后血液中的血小板功能也隨之快速恢復,這個過程可能需要3～5 d,且TGL不受CYP2C19基因多態性的影響[22]。在PCI后的患者中,TGL似乎可與阿司匹林短暫聯合后獨立用于抗血小板治療[23]。而在PAD中,TGL似乎沒有比CPG表現出更多的優勢[24]。

2.3 PSG

PSG與CPG相似,也需要CYP450氧化酶轉化才能變成活性物質。目前PSG主要應用于腦卒中和PCI后,而在PAD治療中的研究還停留在動物模型階段[25]。其作用機制是與P2Y12-ADP受體進行不可逆地結合,主要優點是起效較快,不受CYP2C19基因多態性的影響[26],并且在PCI后使用阿司匹林單藥的基礎上加用PSG可以降低不良事件的風險[27],在PCI后PSG降級治療已表現出一定優勢[28]。

3 CYP2C19指導抗血小板治療的相關證據

目前有大量的臨床試驗已經證實慢代謝型(*2/*3等)和中間代謝型(*1/*2等)人群相較正常代謝型人群在相同的藥物劑量下有更低的CPG活性和更高的CR[9];但在超快代謝型及快代謝型人群中,其基因型(*17)是否可以指導藥物使用尚無定論[5,29]。即使是基因型相同的不同個體,對CPG的反應似乎也存在差異,這可能是因為CPG對ADP介導的血小板聚集的抑制作用存在多樣性[30]。對于慢代謝型和中間代謝型患者,有必要進行個體化指導治療,因為和新型藥物相比,CPG過高的出血風險和過多的服藥次數所引發的藥物耐受值得注意[31-32]。

3.1 PCI

多個研究都推薦可能的中間代謝型、中間代謝型、可能的慢代謝型和慢代謝型等4類患者群體在必要時使用TGL或PSG[33-34]。就目前情況來看,歐美和中國使用最廣泛的抗血小板藥仍是CPG,而TGL和PSG使用的比例相對偏少,有網狀薈萃分析表明PCI后的患者確實可以從個體化治療中獲益[35-36]。Claassens等[37]于2011—2018年在歐洲進行了一項包括2 485例患者的隨機對照試驗,這個試驗是為了評估PCI后指導性抗血小板治療和標準方案治療的差別。所有患者按照1：1的比例分配到試驗組和對照組,最終試驗組完成1年隨訪的患者有1 240例,這些患者都進行了CYP2C19基因多態性檢測,而對照組完成1年隨訪的1 245例患者沒有進行基因多態性檢測。獲得基因多態性結果后,試驗組中攜帶缺失基因的患者接受TGL或PSG的治療,而非攜帶者使用CPG;對照組一律使用TGL或PSG。結果顯示:在有效性評估中,試驗組有5.1%的患者發生了臨床不良事件(死亡、心肌梗死、支架內血栓形成等),而對照組為5.9%;在安全性評估中,試驗組有9.8%的患者發生了出血事件(大出血或小出血),而對照組為12.5%。兩項指標的差異都具有統計學意義。但Tuteja等[38]進行了一項包括504例患者的隨機對照試驗,在249例試驗組患者中,約30%的患者使用了PSG或TGL,28%的患者攜帶了缺失基因,攜帶缺失基因的患者約53%使用PSG或TGL,其余患者使用CPG,結果發現13.7%的試驗組患者出現了臨床不良事件,而在對照組(255例患者中有21%使用了PSG或TGL)中這個比例是10.2%,指導性抗血小板治療和標準治療并沒有明顯差異。從以上結果可知,并不是所有試驗結果都支持指導性抗血小板治療的優越性,原因可能有二:其一,隨機試驗的設計與完成程度參差不齊,納入樣本量的多少及隨訪成功率等都對結果有影響;其二,從以上兩個試驗來說,后者的試驗組中有30%的患者接受了指導性治療(用TGL或PSG代替CPG),而其余患者由于入組前一直服用CPG并未進行更改,這種情況在對照組中也存在(指導性治療占21%),所以對照的效果并不顯著。另一項納入1 849例患者的隨機對照試驗中,Pereira等[39]也發現試驗組患者的出血風險和臨床不良事件發生率與對照組無明顯差異(出血風險:1.9% vs 1.6%;臨床不良事件:4.0% vs 5.9%),值得注意的是,該試驗組中指導性治療比例為85%,對照組單純CPG治療比例為99%。這提示為了得到質量更高的證據,還需依賴更大規模的薈萃分析。在未來的指導性治療中,不應該拘泥于CYP2C19等基因的多態性,Zheng等[40]發現,測定血小板的最大聚集率也能用于指導PCI后的抗血小板治療,由此產生的臨床獲益顯著。因此,多種測定方法并存也許是未來的發展方向。

3.2 腦血管疾病

在短暫性腦缺血發作、缺血性腦卒中以及各種神經介入手術中,75 mg/d的CPG是非常推薦的。不僅如此,單純的一種藥物已經不能滿足臨床需要,阿司匹林聯合CPG的雙重方案是目前首選方案[41],甚至是再聯合雙嘧達莫的三重方案也有使用(盡管出血風險的問題依然沒有解決)[42]。但在CYP2C19基因多態性的影響下,對于中間、慢代謝型群體采取個體化指導治療是有益的,盡管出血風險可能更大[43]。Wang等[43]的試驗結果證明了CYP2C19基因指導性治療在腦血管疾病中的益處,但這項試驗只涉及了輕度腦卒中的患者,而實際上中、重度腦卒中患者的比例更大,且如前文所述,中國人(亞洲人種)的缺失等位基因攜帶率更高,人種因素干擾了試驗結果[44]。在此基礎上,Pan等[45]發現指導性治療的效果在短期內(1周)令人滿意,隨著時間推移,指導性治療和標準治療(阿司匹林)之間的差異會減弱。另一項后續研究[46]則表明,指導性治療在低風險的輕度腦卒中患者中的益處要優于高風險患者。最近一項薈萃分析[47]表明,攜帶缺失等位基因的缺血性腦卒中或短暫性腦缺血發作患者服用CPG發生腦卒中和各種復合心血管事件的概率要顯著高于非攜帶者。顯然,還需要進一步的試驗來證明,中、重度腦卒中患者也能從指導性治療中獲益。

3.3 PAD

在各種PAD中,阿司匹林是抗血小板治療的基石,且在預防癥狀性PAD相關血栓事件中得到高等級推薦[48]。阿司匹林、CPG單獨使用或者聯合用藥后的降級治療是目前常用的治療策略,多個研究表明阿司匹林能或不能減少患者術后的相關風險[49-51]。對于CPG的基因指導個體化治療而言,目前的研究數據較少,EUCLID試驗有近14 000例患者參與,最終表明TGL和CPG給予PAD患者的獲益與風險相似[24]。另一項試驗在調整EUCLID試驗相關基線特征的基礎上也得出了和原試驗幾乎相同的結論[52]。最近的一項回顧性研究中,Lee等[53]納入了278例因嚴重下肢缺血而接受腔內干預的患者(其中正常代謝型患者153例、中間代謝型患者79例、慢代謝型患者46例),1年隨訪后發現患者的無截肢生存率依次為正常代謝型82.1%、中間代謝型66.1%、慢代謝型56.6%;全因死亡率依次為正常代謝型83.7%、中間代謝型72.2%、慢代謝型71.3%;三組均有統計學差異。但由于缺乏隨機性,證據等級并不高。令人興奮的是,一項有關CYP2C19多態性在PAD抗血小板治療中的指導作用的隨機對照試驗(GENPAD試驗)[54]已經注冊,有可能為指導性治療提供進一步證據。而一項相關的薈萃分析顯示,攜帶缺失基因的PAD患者與CR和CPG有效性下降有關。但由于僅納入了非隨機對照試驗,證據等級有待考究。實際上,本研究團隊在臨床實踐中,即使已經明確患者是缺失基因的攜帶者,絕大部分患者會接受阿司匹林聯合CPG的長期治療,很少有患者能夠接受TGL或PSG的治療,這與中國的現實國情有關。

4 總結和展望

抗血小板治療一直是心內科、神經外科及血管外科等諸多科室所必備的治療方法之一,經典的抗血小板藥,如阿司匹林和CPG等,在臨床中仍處于優勢地位,由于CYP2C19基因多態性與阿司匹林的藥物代謝及作用機制關系不大,因此沒有過多介紹。作為抗血小板治療的重要組成部分,CR以及其與CYP450氧化酶的關系已經逐漸得到臨床醫生的認識,由此所引發的個體化指導治療需求促使TGL與PSG等藥物的出現與相關研究。而且大量的臨床隨機對照試驗也表明對于已明確為中間、慢代謝型的患者,使用TGL等藥物替代CPG能為患者帶來比安慰劑對照具有統計學差異的獲益。但目前個體化指導治療并未大規模開展,一方面是因為美國食品藥品監督管理局及歐美相關指南并不建議對所有患者進行常規基因型檢測,除非患者具有會導致不良結局的高危因素[33-34,55-56];另一方面,即使掌握了患者的基因型,臨床醫生也會從費用、依從性、獲益與風險等方面進行綜合考慮,從而放棄個體化指導治療。總之,在臨床工作中應該具有相關CR的概念和意識,對于確定中間、慢代謝型的患者,有必要向其推薦個體化治療方案,以減小患者術后發生不良事件的概率,提高醫療效率,避免多次就診造成浪費。隨著相關基因型研究的深入,不確定基因型(*9、*12、*14)的作用可能會進一步被闡明,有助于制定更有效的治療方案。