CYP2C19基因多态性与氯吡格雷代谢的研究进展

李倩倩，谷秀娟

（1.延安大学医学院，陕西 延安 716000；2.延安大学附属医院心脑血管病医院，陕西 延安 716000）

0 引言

氯吡格雷是一种临床常用的P2Y12受体拮抗剂，对于接受经皮冠状动脉介入治疗（PCI）的患者，术后均应常规使用 P2Y12受体抑制剂（氯吡格雷、普拉格雷或替格瑞洛等）和阿司匹林进行双重抗血小板治疗（DAPT）[1]。相比于氯吡格雷，临床实践指南目前更推荐普拉格雷和替格瑞洛，但氯吡格雷仍然是应用最广泛的P2Y12受体抑制剂[2,3]。目前研究发现在服用氯吡格雷的患者中，大约有1/3的人表现出血小板抑制作用减弱，导致相当数量的患者发生不良心血管事件（MACE）[4]。氯吡格雷使用者表现出的血小板抑制作用不足被称为氯吡格雷抵抗（CR）或血小板高反应性（HTPR），这与氯吡格雷本身的代谢有关[5]。临床、细胞和遗传因素等多种机制，决定了个体对氯吡格雷的反应特征[6,7]。与氯吡格雷吸收和代谢的药效学和药代动力学有关的遗传多态性，是决定个体间氯吡格雷疗效差异的关键因素[8]，目前已发现了许多与氯吡格雷药代动力学（PK）和药效学（PD）有关的酶或受体基因。肝细胞色素P450酶的遗传变异，是氯吡格雷转换为活性代谢物的关键，它造成了氯吡格雷PK/PD的个体差异[9,10]。CYP2C19是CYP450的一种重要的同工酶，是氯吡格雷活化的主要代谢酶，其活性由CYP2C19基因决定。CYP2C19基因中功能丧失等位基因（LOF）的存在会使氯吡格雷活性代谢物的生成减少，导致其抗血小板的作用减弱，从而增加了MACE的发生[11,12]。目前对氯吡格雷基因多态性的研究越来越多，本文主要对氯吡格雷CYP2C19基因多态性作一综述。

1 氯吡格雷代谢

氯吡格雷是一种噻吩吡啶前体药物，需要被肠道吸收并通过肝脏中各种酶的代谢转化为活性成分后，才能发挥其血小板抗聚集的作用[13]。氯吡格雷在肠道吸收后，85%被羧基酯酶1（CES1）水解并转化为无活性代谢物，在尿液或粪便中排泄[14]。只有15%通过肝脏中的细胞色素P450，首先被CYP2C19(44.9%)、CYP1A2(35.8%)和CYP2B6(19.4%)转化为中间体代谢物（2-氧代氯吡格雷），然后被CYP2C19(20.6%)、CYP2C9(6.79%)、CYP3A4(39.8%)和CYP2B6(32. 9%)催化产生四种异构体硫醇代谢物（H1-H4），其中Clopi-H4是体内唯一活跃的氯吡格雷代谢物[14-15]。该活性代谢物有选择地并不可逆地与血小板膜上的P2Y12受体结合，从而抑制了腺苷二磷酸（ADP）结合P2Y12受体。最终阻断ADP介导的纤维蛋白原与其受体糖蛋白Ⅱb/Ⅲa的结合，抑制血小板的活化和聚集，发挥抗血小板效应[16-17]。由上述过程可见CYP2C19在氯吡格雷两个代谢过程中都发挥主要作用，因此CYP2C19的功能在很大程度上会影响氯吡格雷的药物疗效。目前通过研究氯吡格雷代谢物的浓度也 可为临床提供帮助，Adamiak-Giera等人[18]近期的一项研究表明同时测定氯吡格雷无活性代谢物浓度和血小板聚集率，可用于需氯吡格雷长期治疗的患者、有较高缺血和出血风险的ACS患者或者氯吡格雷疗效不佳患者的临床实践。

2 CYP2C19基因多态性

有研究表明，CYP2C19酶的代谢速度在不同个体间的差异很大，这在很大程度上归因于遗传中的CYP2C19基因多态性[19]。CYP2C19基因多态性被分为组，称为等位基因。目前明确的等位基因包括36个，如CYP2C19 ＊1、＊2、＊3、＊4、＊5、＊6、＊7或＊8等，其中对氯吡格雷影响最显著的是＊2/＊3突变位点和＊17突变位点[20]。CYP2C19＊2和＊3是功能丧失等位基因（LOF），可减少氯吡格雷活化，CYP2C19＊17是功能增强等位基因（GOF），可增加氯吡格雷活化[20]。其他等位基因出现的频率在大多数人群都较低[21]。许多研究报告了CYP2C19多态性存在广泛的种族间变异。亚洲人群（55.0%～70.0%）CYP2C19 LOF变异型等位基因（CYP2C19＊2和＊3）与白人群体（25.0～35.0%）和黑人群体（35.0～45.0%）相比突变率较高[22,23]。另一方面，亚洲人群（约4.0%）CYP2C19 GOF 变异等位基因（CYP2C19＊17）与白人种群（18.0%）相比突变率则较低[24,25]。因此，对亚洲人进行CYP2C19基因检测，通过早期识别LOF来指导临床用药是有意义的。依据临床药物遗传学实施联盟（CPIC）发布的临床指南，根据代谢能力的不同，将CYP2C19基因分为5种类型：低代谢型（PM）、中间代谢型（IM）、正常代谢型（NM）、快代谢型（EM）和超快速代谢型（UM）[26]。

2.1 CYP2C19功能丧失等位基因

目前研究最广泛的功能丧失等位基因是CYP2C19＊2（主要是rs4244285）和CYP2C19＊3（rs4986893），两者都涉及用腺嘌呤（A）替代鸟嘌呤（G）[27]。CYP2C19＊2存在于外显子5中的核苷酸681（即c.681G＞A），可影响227位置上脯氨酸的同义突变；CYP2C19＊3 存在于外显子3中的核苷酸636（即 c.636G＞A），用TGA取代了色氨酸密码子TGG[28]。两种等位基因都会导致终止密码子的出现，CYP2C19＊2通过某个未知的异常剪接位点间接进行编码；CYP2C19＊3由TGA产生截断的、无功能的、催化无活性的CYP2C19蛋白片段[29,30]。携带纯合子CYP2C19＊2（即＊2/＊2）或CYP2C19＊3（即＊3/＊3）的个体CYP2C19底物代谢不良[31]，这就导致了氯吡格雷疗效在不同个体间存在差异[32]。其他等位基因也与CYP2C19功能丧失（LOF）相关（如CYP2C19＊ 4、＊5、＊6、＊7和＊8），但是这些等位基因很罕见（＜1%等位基因频率）且研究较少[33,34]。

2.2 CYP2C19功能增强等位基因

CYP2C19＊17（rs12248560）是目前能确定的功能增强等位基因[35]，其涉及用胸腺嘧啶（T）替代胱氨酸（C）[36]。CYP2C19＊17变体（即-806C＞T 或g.-3402C＞T）存在于外显子5的50侧翼的启动子区域[35,37]。启动子区域中的遗传变异被认为可以改变转录因子的相互作用，从而改变基因的转录程度[37]。因此，除了CYP2C19基因编码区的变异外，启动子区域的变异似乎也会影响基因突变[31]。CYP2C19＊17 等位基因与具有更高催化活性的CYP2C19酶相关，可能是由于CYP2C19基因转录的增加[27,35,36]。CYP2C19的活性取决于其在肝脏中的表达水平，这在一定程度上取决于基因转录的调控[38]。因此，对于携带CYP2C19＊17等位基因的个体，氯吡格雷和其他前体药物对各自的治疗代谢物生物活化增加[28,39]。PLATO（血小板抑制和患者结局）试验中显示，携带CYP2C19＊17等位基因的个体使用氯吡格雷治疗时具有较高的出血风险[35,40,41]。然而，其他研究尚未证明CYP2C19＊17等位基因可增加血小板抑制作用或改变临床结局[42]。综合分析，目前尚不清楚携带CYP2C19＊17等位基因的患者对氯吡格雷的反应如何，同时＊2和＊17的综合作用对CYP2C19功能的影响和患者对氯吡格雷反应也是不确定的[43]。

3 P2Y12受体抑制剂的临床应用

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]。许多在冠状动脉疾病（CAD）高危患者（ACS和/或接受PCI的患者）中进行的试验，表明氯吡格雷联合阿司匹林，可减少短期和长期的缺血及血栓形成事件[45,46]。出于这个原因，近二十年来，这种双联抗血小板方案成为了ACS 和 PCI患者抗血小板治疗的标准。然而，仍有相当数量的患者经历了复发性缺血和支架血栓形成事件，因此氯吡格雷诱导的抗血小板作用显示出广泛的变异性[47,48]。这是由于个体携带的CYP2C19等位基因不同，导致了CYP2C19对氯吡格雷代谢的差异，最终影响氯吡格雷抗血小板聚集的作用。

大量的临床研究已经证明功能丧失等位基因CYP2C19＊2会影响氯吡格雷的临床有效性和安全性[49,50]。此外，CYP2C19＊17等位基因的存在可能会增加个体对氯吡格雷的反应性，但该变体的携带者出血风险也会增加[49,50]。近期观察性[51]和随机[52,53]研究表明，基于CYP2C19基因型选择P2Y12抑制剂可以降低携带CYP2C19 LOF等位基因个体的血栓形成风险，同时减少常规使用P2Y12抑制剂引起的出血。Liu等人[54]的一项研究发现基因型引导的（主要基于CYP2C19 LOF等位基因）个体化与常规治疗相比，使用P2Y12受体抑制剂进行抗血小板治疗ACS或接受PCI的患者，发生HTPR和MACE的风险显着降低。Zhang等人[55]的研究表明在CYP2C19 LOF等位基因存在的情况下，增加氯吡格雷剂量可以抵消支架内再狭窄的风险。Sheng等人[56]的研究发现，与高剂量氯吡格雷相比，替格瑞洛显着降低了MACE的风险，且不增加携带CYP2C19 LOF等位基因的PCI患者出血的风险。由此可见，CYP2C19基因检测对于指导临床抗血小板药物的选择具有实际意义。

3.2 替格瑞洛

替格瑞洛是第三代P2Y12抑制剂，与前体药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发挥药理作用，可大大减少血小板高反应性，并改善临床预后[57]。它是一种拥有新的化学结构-环戊基三唑嘧啶的第一种药物，其作用机制是与P2Y12受体的可逆竞争性结合，并抑制ADP诱导的信号传导[58]。欧洲心脏学会和欧洲心胸外科协会（ECS/EACTS）建议用替格瑞洛来预防心肌血运重建患者支架血栓形成，并和阿司匹林联合进行抗血小板治疗[59]。美国心脏病学会和美国心脏协会（ACC/AHA）更新的最新指南表明，在接受单药治疗的非ST段抬高型急性冠脉综合征（NSTEACS） 或ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者中，双联抗血小板治疗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贵，出血风险也更高[61]。而且除了会导致出血外，替格瑞洛另一个常见的副作用是呼吸困难，这主要归因于替格瑞洛对腺苷的影响，是停药的主要原因[62,63]。

3.3 普拉格雷

普拉格雷是第三代噻吩并吡啶，与氯吡格雷一样，也是一种需要肝脏代谢才能产生活性代谢物的前体药物，能够不可逆地抑制血小板P2Y12受体[44]。然而，与氯吡格雷不同的是，普拉格雷几乎完全被肠道吸收并被肠道水解成硫代内酯酯酶。这种硫代内酯在肝脏中需经历单步代谢，在此代谢过程中CYP3A和CYP2B6起主要作用，CYP2C19和CYP2C9起次要作用，最终产生活性代谢物[64]。因此，相比于氯吡格雷，普拉格雷的代谢转化可提供更高的药物生物利用度。而且，普拉格雷起效更快，血小板抑制更强，个体间的效应差异也小于氯吡格雷[65]。这些药理学性质有助于增强普拉格雷的功效，可使接受PCI的高危ACS患者支架内血栓形成减少，但代价是出血增加，包括致命性出血[65]。因此普拉格雷禁用于出血风险较大的患者。

4 小结

综上所述，虽然目前已出现了不少的替代药物，但氯吡格雷仍是应用最广泛的P2Y12受体抑制剂。然而氯吡格雷的疗效在不同个体中存在差异，这是由于CYP2C19基因影响了氯吡格雷的代谢。通过CYP2C19基因检测进行个体化的精准治疗，可以使氯吡格雷的抗血小板作用最大化，减少ACS/PCI患者不良心血管事件的发生。美国食品和药物管理局已经发布了关于氯吡格雷使用的黑匣子警告[66]，该声明建议进行基因型检测，以识别可能的CYP2C19代谢不良患者，进而考虑替代疗法。然而，基因检测尚未被美国心脏病学会（ACC）、美国心脏协会（AHA）或心血管血管造影与干预学会（SCAI）推荐为常规检测[66-70]。由此可见，将基因检测作为临床抗血小板治疗前的一项常规检查并未得到普遍的认同，这可能与患者的经济状况及基因指导用药的可靠性等多种因素相关。这就需要更多的临床试验来评价基因检测对于氯吡格雷应用的价值，以评估是否有必要将基因检测作为抗血小板治疗前的常规检测。