肝药酶CYP2D6变异体的体外酶学活性研究与临床精准用药

作者:陈连国 钱建畅 胡国新
2021-12-16

细胞色素P450 2D6(Cytochrome P450 2D6,CYP2D6)约占肝脏中CYP总丰度的2%,代谢约20-30%的药物发生氧化反应。到目前为止,PharmVar已经报道了145种CYP2D6等位基因(https://www.pharmvar.org/gene/CYP2D6)。其中,CYP2D6*1、*2、*5和*10型在中国分布频率最高。特别是CYP2D6*10,在东亚人群中的频率甚至高于野生型(CYP2D6*1),日本人和韩国人分别为40%和45%,中国人群高达51.3%[1]。尽管这些高频等位基因的功能已被明确,然而仍有大部分变异体的活性缺乏数据。由于存在种族差异,许多等位基因在我国特征性分布,因无功能研究支撑,这些数据无法应用于临床。


临床药物遗传学实施联盟(CPIC)已在线发布了多个药物代谢基因的应用指南,其中涉及CYP2D6的底物药物已达73种[2]。然而,由于缺乏体内和体外的确切研究数据,大部分药物的应用推荐级别较低。为了促进更多的CYP2D6底物药物的精准应用,建立完善的“基因-功能-代谢型”数据链迫在眉睫。


卫生部北京医院和温州医科大学联合研究团队基于我国人群的大样本生物样本分析,建立了较为完善的CYP2D6等位基因库。随后,团队应用多学科研究平台,用真核表达系统构建并制备人重组蛋白微粒体,利用探针明确了中国人群中分布的主要CYP2D6等位基因与22个新变异体的活性[3]。除此以外,该团队拓展研究了这些变异体代谢药物的动力学特征,为我国人群的药物精准应用提供了大量基础数据[4]。本文对该团队的研究进行了总结,其中药物包括抗精神失常药、抗心血管的药物、抗肿瘤药、作用于传出神经系统的药物、镇痛药等。


一、抗精神失常药

如图1所示,在过去几年中,我们以多种抗精神失常药物为底物,考察了CYP2D6野生型及其24个变异型重组酶体外代谢这些药物的差异。我们的目标是研究CYP2D6基因多态性对此类药物代谢的影响,并评价24个CYP2D6等位基因变异体(22个新的CYP2D6变异体以及CYP2D6*2,CYP2D6*10)的体外功能[5]

60.jpg


利培酮(risperidone)为第二代抗精神病药物,也是最常用的抗精神病药物之一,它对5-羟色胺-2和多巴胺-D2受体有很强的拮抗作用。在体内,利培酮主要由人CYP2D6代谢成9-羟基利培酮。因此为了考察野生型CYP2D6和24个CYP2D6等位基因突变体的动力学参数,我们首先选择CYP2D6特异性底物利培酮作为体外蛋白质酶活性测定的分析探针。以清除率(Intrinsic Clearance,Vmax/Km)作为评价各变异型体外代谢药物活性的指标。在亚洲人群中,CYP2D6*10是最常见的等位基因。因此将CYP2D6*2和CYP2D6*10作为功能分析的阳性对照,以提高实验的可信度,并以野生型CYP2D6*1的酶活性作为对照组。在我们的体外催化反应的体系中,利培酮经CYP2D6*92和CYP2D6*96重组酶代谢的样品中,无法测得其相应的代谢产物。CYP2D6*92在cDNA序列中突变了一个碱基,这个碱基能使氨基酸提前终止,而CYP2D6*96的cDNA序列中的碱基突变之后,缺乏一个终止氨基酸编码的基因,因此,CYP2D6*92和CYP2D6*96表现出无活性。与野生型相比,其他22个变异型的Vmax或Kmax几乎都发生了变化。除E215K和R440C外,20种CYP2D6变异型的清除率(Vmax/Km)显著低于野生型CYP2D6*1,特别是CYP2D6*87、*95、*97、*98、V342M、F162L、R344Q、V327M和D332N的Vmax/Km降为野生型的40~70%,而CYP2D6*2、*10、*93、R497C和R25Q不到40%。具体酶动力学参数见表1[6]

61.jpg


阿立哌唑(aripiprazole,APZ)是一种新型非典型抗精神病药物,可以部分兴奋多巴胺和5-羟色胺1A受体,也是5-羟色胺2A受体的拮抗剂,可以起到双相调节的作用。阿立哌唑在肝脏中经CYP2D6与CYP3A4代谢,经历N-脱烷基化、羟基化、脱氢作用,但只有去氢阿立哌唑(DAPZ)有药理活性。因此我们认为,在临床上用阿立哌唑药物来治疗疾病可能会受到CYP2D6基因型的影响。在我们的研究中,CYP2D6*1和24个变异体的催化活性通过阿立哌唑的体外代谢来评估。相比野生型,24种CYP2D6变异型在体外孵育体系中对阿立哌唑表现出不同的代谢活性。首先与利培酮结果类似,CYP2D6*92和CYP2D6*96对阿立哌唑没有催化活性。另外,我们发现了5种等位基因(CYP2D6*91、*97、*98、V342M和R440C)的酶活性与CYP2D6野生型相当(清除率值与野生型比较无统计学差异);其余17个基因型与野生型的差异都有统计学意义:CYP2D6*2、*10、*87、*88、*90、*93、*94、*95、F164L、R25Q、E215K、F219S、V327M、D336N、R344Q和R497C) 展现出较野生型低的内在清除率(2.7-

68.8%),仅CYP2D6*89的清除率(0.1356±0.0158)高于野生型(0.0737±0.0019)。具体酶动力学参数见表2[7]

62.jpg


文拉法辛(venlafaxine)是一种新型的抗抑郁药,它通过同时抑制5-羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE)突触前膜再摄取而发挥药理作用,在临床上应用较为广泛。文拉法辛经口服后主要经肝药酶(CYP450)代谢,生成的主要代谢产物O-去甲基文拉法辛具有与原型相近的药物活性。体外研究数据表明,CYP2C19和CYP2D6是文拉法辛代谢生成O-去甲基文拉法辛的主要催化酶,且CYP2D6酶起着主导作用。因此,我们的体外实验以文拉法辛作为底物药,检测了25个CYP2D6重组酶的代谢活性。详细的酶动力学参数如表3所示。CYP2D6*92和CYP2D6*96重组酶活性极弱或丧失活性。与野生型CYP2C19*1相比,剩下的22个变异型酶活性表现出不同程度的降低。这22个重组酶大致可分为三类:CYP2D6*89、*90、*94、*98、V342M、R440C和F164L这7个重组酶活性表现出轻度的下降,降为野生型的50-85%范围;CYP2D6*2、*87、*88、*91、*95、*97、R25Q、F219S、V327M、D336N、R334Q和R497C这12个突变型表现出酶活性中度的下降,下降到10-50%的范围;CYP2D6*10、*9 3和E215K这3个重组酶活性表现出重度的下降,降到了3%以下[8]

63.jpg


奥氮平(olanzapine)通过CYP2D6酶代谢一直被认为是次要的途径,因此其与CYP2D6有关的体内代谢研究和CYP2D6抑制剂之间的药物相互作用很少报道。但现有的研究还不足以排除CYP2D6可能会对奥氮平的代谢产生较大的影响,因此我们考察了CYP2D6野生型及其24个变异型重组酶体外代谢奥氮平的差异。具体酶动力学参数见表4。除了无活性的CYP2D6*92和2D6*96,剩下的22个变异型重组酶中有18个的Vmax值与野生型相比发生了较大变化(p<0.05),例如CYP2D6*2、*10、*93、*R25Q、*R440C和*R497C这6个型的Vmax值只有野生型的45.78%-8.49%;CYP2D6*87、*90、*94、*95、*97、F164L、F219S、V327M、V342M和R344Q这10个型下降到野生型的55.89%-91.56%范围;只有CYP2D6*89和D336N表现出Vmax值的升高,分别为野生型的151.28%和115.14%。另外,CYP2D6*10、*87、*91、*93和R497C这5个变异型的Km值与野生型相比也明显的升高,在130.86%-217.56%的范围(p<0.05)。因此,绝大多数CYP2D6变异型的对奥氮平的内在清除率(Vmax/Km)发生了改变:CYP2D6*2、*10、*87、*93、R25Q、V327M、R440C和R497C这8个型的内在清除率只有野生型的5.22%-48.50%;CYP2D6*88、*90、*91、*94、*95、*97,F164L,E215K,F219S,V342M和R344Q这11个型的内在清除率表现出适度的降低,下降到了野生型60.02%-82.48%的范围;而CYP2D6*89和*98这2个型的内在清除率则表现出明显升高,分别为137.84%和115.65%;而D336N的内在清除率与野生型CYP2D6.1的相比为104.53%,没有统计学差异[9]。

64.jpg


阿米替林(amitriptyline)主要由CYP2C19经过N-去甲基化代谢形成药理学活性代谢物(去甲替林),而这两个抗抑郁成分又都可以通过CYP2D6羟基化形成较少活性的代谢物。考虑到阿米替林代谢生成去甲替林显示出相当大的个体差异,我们考察了CYP2D6野生型及其24个变异型重组酶体外代谢阿米替林的差异。与文拉法辛和奥氮平结果类似,CYP2D6*92与*96两个变异型几乎没有酶活性。剩余的22个变异型中,2D6*87和E215K这2个型的Vmax值与野生型相当,并没有统计学意义;2D6*2、D336N和V342M这3个型的Vmax值高于野生型(p<0.05);其余17个型表现出Vmax值的降低,只有野生型的21.65%-85.04%(p<0.05)。相比之下,22个变异型的Km值与野生型相比均明显的升高(p<0.05)。因此,22个变异型对阿米替林体外代谢的内在清除率(Vmax/Km)均发生了改变,并且都是降低的,下降为野生型的3.68%-71.42%。其中12个变异型(CYP 2D6*2、*10、*87、*88、*93、*95、E215K、R440C、V327M、D336N、F219S和R25Q)的内在清除率下降到了30%以下;9个变异型(CYP2D6*89、*90、*91、*94、*97、*98、F164L、R497C和R344Q)的内在清除率表现出适度的降低,在30%-60%的范围;只有一个基因型(V327M)的内在清除率值在70%以上。具体酶动力学参数见表5[10]

65.jpg


西酞普兰(citalopram)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRIs),广泛用于治疗抑郁症。它主要在肝脏中代谢,通过N-脱甲基化为主要代谢物去甲基西酞普兰。此外,它也能被CYP2D6代谢成N-氧化代谢物。我们的结果显示,除CYP2D6*92和CYP2D6*96外,其余22个缺陷等位基因对西酞普兰的内在清除率差异显著。根据与野生型的内在清除值比较,我们将剩余的22个缺陷等位基因按西酞普兰N-脱甲基化程度分为三类:1个变异体(V342M)的清除率显著升高(p<0.01),4个变异体(CYP2D6*94、E215K、F219S和V327M)无显著差异,其余17个变异体的清除率显著降低(为野生型的38.4-82.2%)。具体酶动力学参数见表6[11]。这22个缺陷等位基因按西酞普兰N-氧化代谢程度分为三类:1个变异体(R440C)的清除率显著升高,为野生型的1.4倍(p<0.01),2个变异体(CYP2D6*94、E215K)无显著差异,其余17个变异体的清除率显著降低(为野生型的12.6-63.4%)。具体酶动力学参数见表7[11]

66-1.jpg

67全.jpg


达泊西汀(dapoxetine)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,主要用于18-64岁早泄患者的治疗,主要经CYP2D6代谢生成去甲达泊西汀和达泊西汀氮氧化物。达泊西汀主要不良反应有恶心,腹泻,头晕,失眠等。因此CYP2D6基因型改变可能会影响达泊西汀在体内药物浓度。我们的结果显示,24种不同的CYP2D6蛋白酶在体外孵育体系中对达泊西汀表现出不同的代谢活性,在达泊西汀的去甲代谢过程中,有12个变异型的Vmax下降,其中CYP2D6*10、*93和R440C活性下降到了野生型的19.77%-29.41%;CYP2D6*2、*87,*89、*95、*97、*98、R25Q、R344Q和R497C活性下降到了43.64%-61.11%;而绝大多数的Km值没有明显变化,只有CYP2D6*89和R440C明显下降到了野生型的56.58%和62.08%。因此,Vmax/Km值基本都发生了变化,CYP2D6*2、*10、*93、R25Q、R440C和R497C下降到了20.44%-49.63%,CYP2D6*87、*88、*90、*91、*94、*95、*97、*98、F164L、F219S、V327M、D336N、

V342M和R344Q下降到了50.58%-90.90%。在达泊西汀氧化代谢中,CYP2D6*93和*94的Vmax升高到了124.95%-135.58%,CYP 2D6*10、*97、R25Q、E215K和R497C下降到了33.26%-80.63%;CYP2D6*93、*97、*98和D336N的Km值升高了1.78-4.98倍。这些变化导致2D6*10、*93、*95、*97、*98、R25Q、V327M和R497C的Vmax/Km下降到野生型的27.56%-49.80%,CYP2D6*2、*87、*88、*89、*91、F164L、E215K、F219S、D336N、R344Q和R440C下降到了50.34%-84.64%。与其他药物类似,CYP2D6*92和CYP2D6*96对达泊西汀代谢没有活性。具体酶动力学参数见表8[12]

68.jpg


托莫西汀(atomoxetine)是一种高度选择性去甲肾上腺素神经递质再摄取抑制剂(SNRI),与其他神经受体(如胆碱能受体,α-肾上腺素受体,5-羟色胺受体)几乎不存在亲和力,在注意力缺陷多动障碍的治疗中广泛应用。托莫西汀代谢途径主要有三条:芳环羟基化,苄基羟基化以及去甲基化。芳环羟基化是产生主要氧化代谢产物4-羟基托莫西汀(3-甲基-4-[(1R)-3-(甲基氨基)-1-苯基丙基]苯酚,4-HAT)的途径。这个代谢产物主要是经过CYP2D6酶代谢的。24种不同的CYP2D6变异型重组酶微粒体在体外孵育体系中对托莫西汀表现出的代谢活性各不相同。具体酶动力学参数见表9[13]。其中CYP2D6*94(1.129±0.09)、CYP2D6*D336N(0.83±0.01)、CYP2D6* R440C(0.80±0.03)的清除率高于野生型(0.66±0.02);CYP2D6* R344Q、F164L、V342M、V327M、CYP2D6*90、CYP2D6*91、CYP2D6*88、R25Q、F219S和CYP2D6*97的活性介于CYP2D6*2(0.36±0.56)与野生型之间。CYP2D6*95、R497C、CYP2D6*87、E215K、CYP2D6*93,活性介于CYP2D6*2与CYP2D6*10(0.03±0.00)之间,分别为野生型的51.57%、45.76%、38.32%、15.07%和11.23%,并且差异均有统计学意义。同样,托莫西汀分别与CYP2D6*92和CYP2D6*96后,均未测到代谢产物,可能活性太弱或者无活性。

69.jpg


普罗帕酮(propafenone、PPF),又称丙胺苯丙酮、心律平,是第一类广谱高效膜抑制性抗心律失常药物,并且具有局部麻醉效果,目前在临床上的应用非常普遍。相关研究发现,普罗帕酮主要经CYP2D6代谢成活性代谢产物5-羟普罗帕酮。在临床用药中,患者在给予一般剂量普罗帕酮的情况下,药物作用疗效各不相同。例如在室性心律失常患者中,CYP2D6*10患者中普罗帕酮血药浓度比CYP2D6*1患者高。这说明,CYP2D6基因多态性对普罗帕酮的代谢存在一定的影响。我们的结果显示与野生型相比,所有不同CYP2D6变异型在体外孵育体系中对普罗帕酮的代谢活性均发生显著性改变。CYP2D6*87、CYP2D6*90和

F219S突变型的清除率高于野生型(p<0.05);而剩下的19个(除CYP2D6*92和CYP2D6*96外)变异型对于普罗帕酮的催化活性显著性降低,清除率均低于野生型,差异有统计学意义。根据清除率的数值,这19个变异型的催化能力可以分为三组:有5个变异型(CYP2D6*2、CYP2D6*94、CYP2D6*97、CYP2D6*98和R344Q)的催化活性是野生型的50%-80%,11个变异型(CYP2D6*10、CYP2D6*89、CYP2D6*91、CYP2D6*93、CYP2D6*95、R25Q、E215K、V327M、D336N、V342M和R497C)的催化活性是野生型的20-50%,剩余3个变异型(CYP2D6*88、F164L、R440C)的催化活性降低的最明显,均小于20%。同样,CYP2D6.92和CYP2D6.96的活性很弱甚至可能活性缺失。具体酶动力学参数见表10[14]

70.jpg


二、作用于心血管的药物

如图2所示,我们考察了CYP2D6野生型及其24个变异型重组酶体外代谢作用于心血管的药物的差异。这一研究在某种程度上补充了中国汉族人群CYP2D6基因多态性对此类代谢影响的数据。

70-1.jpg


高血压是世界范围内最重要的公共卫生挑战之一。奈必洛尔(nebivolol)是一种第三代、长效和高选择性的β1肾上腺素受体拮抗剂,于2007年被美国食品和药物管理局批准用于治疗高血压。研究发现,CYP2D6是奈必洛尔的主要代谢途径。CYP2D6*2和CYP2D6*10是目前在中国人群中研究最多的2个,CYP2D6*10是东方人群中最常见的,因此在很多不同的表达系统中都对其进行了表达及分析。我们的结果表明,CYP2D6*10的Vmax只有野生型的8.71%,Km则增加了3.62倍,导致奈必洛尔的内在清除率显著降低,仅为野生型的4.07%。CYP2D6*E215K的内在清除率(6.15%)与CYP2D6.10相似。而CYP2D6*2对奈必洛尔的内源性清除率也明显降低(P<0.01),为野生型的67.83%。另外还有16个变异体由于Vmax降低,Km值增大,导致内在清除率也明显降低(为野生型的4.07%~71%,P<0.05)。相反,R440C的Vmax值较高、Km值较低,因此导致其对奈必洛尔的清除率显著高于野生型(2.19倍)。同样的,CYP2D6.92和CYP2D6.96均未检测到4-OH奈必洛尔的浓度。具体酶动力学参数见表11[15]

71.jpg


卡维地洛(carvedilol)是一种β受体阻断剂,它能扩张外周血管,现多用于有肾病或者糖尿病的轻中度高血压。卡维地洛主要经CYP2D6代谢成4-羟基卡维地洛(4’-HPC)和5-羟基卡维地洛(5’-HPC),经2CYPC9主要代谢成去甲基卡维地洛(o-DMC)。我们的结果显示,大部分CYP2D6变异型代谢卡维地洛的活性都比野生型弱,因此携带这些变异型的人群在服用卡维地洛时应特别注意调整用药量。例如,在本实验中,CYP2D6*10的相对清除率分别是4’-HPC为4.36%,5’-HPC为3.56%,在各个型中活性最弱。具体酶动力学参数见表12和表13[16]

72-1.jpg

73-1全.jpg


可乐定(clonidine)是一种α2肾上腺素能受体激动剂,过去曾广泛应用于高血压患者,也被用于治疗tourette's综合征(TS)和注意缺陷多动障碍(ADHD)等症状。可乐定主要通过肝脏中的CYP2D6酶的作用代谢为4-羟基可乐定(4-OH可乐定)。根据我们的实验可知,CYP2D6*92和CYP2D6*96的催化活性太低,CYP2D6*91和CYP2D6*97的清除率与野生型相比没有变化。剩下20个CYP2D6等位基因变异体与野生型相比显示出较低的Vmax值,而其中大部分的变异体具有较高的Km值,因此这20个变异体与野生型相比显示降低的清除率,差异有统计学意义。具体酶动力学参数见表14[17]

74全.jpg


在我们的研究中, 我们还系统地分析了24个CYP2D6变异型和野生型对CYP2D6底物普萘洛尔(Hemangeol)的酶学特征,以提供有关该非选择性β受体阻滞剂在临床上个性化口服给药的有价值的信息。与野生型相比,所有变异体的Km或Vmax值均发生了改变。较高的Km值和较低的Vmax值导致所有变异体的催化活性均显著降低。特别是CYP2D6*93、R440C、E215K和R25Q的活性低于CYP2D6*2(6.931%)。CYP2D6*92和CYP2D6*96同样没有检测到4’-羟基普萘洛尔的浓度。具体酶动力学参数见表15[18]。这些数据补充了CYP2D6变体酶活性的数据库,并提供了对药物基因组学的更好理解,这有助于药物剂量反应关系的变化并以安全有效的方式为患者量身定制药物治疗。

74-15.jpg


三、抗肿瘤药

他莫昔芬(tamoxifen)是一种选择性雌激素受体拮抗剂,能在乳腺组织中产生雌激素拮抗作用,但在子宫和骨组织中却产生类雌激素样作用。目前,他莫昔芬在临床上广泛的使用,作为绝经前后雌激素受体阳性乳腺癌患者的内分泌治疗标准。他莫昔芬在人体内主要经CYP2D6催化代谢为N-去甲他莫昔芬(大约占他莫昔芬代谢的90%)和4-OH他莫昔芬(大约占他莫昔芬代谢的10%)。N-去甲他莫昔芬在CYP2D6催化下又可以形成次级产物4-OH-N-去甲基他莫昔芬(endoxifen)。4-OH他莫昔芬和4-OH-N-去甲基他莫昔芬,被认为是他莫昔芬体内主要的活性形式,其抗雌激素受体的活性是他莫昔芬的30倍以上。如图3所示,除了CYP2D6*92和CYPD6*96,与野生型相比较,其余的22种等位基因代谢他莫昔芬情况可以归为三大类。(1)CYP2D6*89内在清除率显著增加,约为野生型的1.32倍。(2)2种等位基因(CYP2D6*88和*D336N)的清除率与野生型无明显差异,不具有统计学意义。(3)另外的19种等位基因变异型的清除率均显著降低,为野生型的7.46%-81.11%。其中CYP2D6*2等位基因变异型的重组酶清除率约为野生型的42.75%,而CYP2D6*10清除率则为野生型的22.67%。有11种等位基因变异型(CYP2D6*94、*97、V324M、R440C、F164L、R497C、V327M、*90、*98、*87和F219S)显示出较CYP2D6*2高的清除率,清除率的范围为野生型的42.79%-81.11%。另外还有4种等位基因(CYP2D6*91、*95、*R344Q、*R25Q)的清除率低于CYP2D6*2,但是高于CYP2D6*10,被归为代谢活性中度降低。CYP2D6*93和CYP2D6*E215K基因型的清除率比CYP2D6*10的更低,分别为12.77%和7.46%,其重组酶活性被归为严重降低。总之,除了CYP2D6*92和CYP2D6*96无活性,CYP2D6*88和CYP2D6*D336N两种基因型重组酶活性与野生型相似外,其余20种CYP2D6基因型重组酶体对他莫昔芬体外代谢活性表现出显著差异。具体酶动力学参数见表16[19]

75-1.jpg

75-16.jpg


吉非替尼(gefitinib)是第一个EGFR-TKI,早在2002年就被批准用于晚期NSCLC患者的治疗,在2015年又被FDA批准为一线药物。吉非替尼在体内主要由CYP3A4代谢,此外也经CYP2D6和CYP3A5代谢。吉非替尼主要经CYP2D6代谢形成O-去甲吉非替尼。O-去甲吉非替尼是唯一一个能在人血中被检测到的代谢产物。因此,我们有必要去评估不同CYP2D6基因型在体外对吉非替尼代谢的影响。如图3所示,跟其他药物一样,CYP2D6*92和CYP2D6*96代谢产生的O-去甲吉非替尼的量极低几乎无法检测到浓度,提示这两个型对于吉非替尼几乎没有代谢活性。除此之外,剩下的22种突变型,相对于野生型而言,都表现了与之不同的Km、Vmax和内在清除率。但只有CYP2D6*94的清除率值增大,是野生型的184.78%,提示CYP2D6*94催化吉非替尼代谢的活性比野生型更大。另有13个突变型(CYP2D6*2、*10、*87、*90、*83、*95、*98、R25Q、E215K、V327K、D336N、R440C和R497C)与野生型相比,它们的清除率值都有一个明显的减少,减少为野生型的3.11%-69.42%。剩下的还有8个突变型(CYP2D6*88、*89、*91、*97、V342M、R344Q、F219S和F164L)的清除率值与野生型相比无明显变化。具体酶动力学参数见表17[20]。

77-17.jpg


四、作用于传出神经系统药物

托特罗定(tolterodine)是一种抗毒蕈碱药,用来治疗伴频繁或急迫性尿失禁症状的膀胱过度活动症,它主要由CYP2D6代谢成活性代谢产物5-羟甲基托特罗定。如图4所示,除了两个变异型CYP2D6*92和CYP2D6*96没有催化活性,剩下只有8个变异型的清除率值(Vmax/Km)发生了明显改变,其中CYP2D6.10,CYP2D6.93,CYP2D6.94和E215K活性比野生型下降了49.02%-98.5%。另外四种变异型(CYP2D6.94,F164L,F219S和D336N)的清除率值比野生型增加了66.34%-99.79%。具体酶动力学参数见表18[21]

77.jpg

78.jpg



五、镇痛药

美沙酮(methadone)是一种阿片受体激动剂,在许多国家被用作阿片成瘾者的替代疗法。在临床上,它是以外消旋的形式使用的。美沙酮可防止鸦片类药物戒断综合症、药物渴求以及伴随使用非法鸦片类药物和其他相互依赖的药物。美沙酮的维持治疗有助于降低死亡率,停止或减少海洛因使用,减少或避免复发和犯罪活动,有利于找到工作,改善家庭和社会关系,降低感染艾滋病毒和肝炎病毒的风险。美沙酮几乎完全由肝脏代谢,主要的生物转化是由CYP3A4和CYP2D6介导的。美沙酮主要的代谢途径为N-去甲基化。如图5所示,与野生型相比,仅变异型D337G与野生型没有显著差异,大多数变异体的内在清除率(Vmax/Km)均有显著变化。其中的3个变异体(CYP2D6*88*91和E215K对美沙酮的内在清除率较野生型显著增加(P<0.05),分别为野生型的116.12%、124.86%和132.3%。另外18个变异型的动力学参数显著降低,差异后统计学意义(除去无活性的CYP2D6*92和*96)。具体酶动力学参数见表19[22]

79-1.jpg


79-2.jpg


综上所述,我们的研究补充了中国汉族人群CYP2D6基因多态性影响抗精神失常药、抗心血管的药、抗肿瘤药、作用于传出神经系统的药物、镇痛药等体外代谢的数据,为临床合理使用CYP2D6底物药提供了参考。同时,我们也发现即使相同的型别,在代谢不同的底物时,酶动力学参数也存在明确区别。因此,开展CYP2D6变异体的酶反应“组学”研究具有十分重要的价值。




基金项目:国家重点研发计划资助项目(编号:2020YFC2008301)

作者单位:浙江,温州市人民医院