利用藥物基因組學促進兒科合理用藥

隨著人類基因組計劃的實施，1996年的美國食品藥品管理局（FDA）現(xiàn)代化法案和1994年生效的兒科最終法則引起了研究人員對兒科藥物發(fā)展和藥物治療的進一步關注。與成人藥物基因組學研究不同的是，在兒童發(fā)育的特定階段，藥物或毒物可能會破壞或改變其發(fā)育方式。其結果可以是立即發(fā)生且十分顯著的，如胚胎死亡或畸形兒，也可以是感知或行為障礙，在兒童發(fā)育的某一階段才會表現(xiàn)出來。因此，在兒科用藥中，運用藥物基因組學的知識促進合理用藥至關重要。在近日召開第二屆中國醫(yī)院藥學發(fā)展高層研討會上，河北石家莊白求恩國際和平醫(yī)院副院長侯艷寧博士強調(diào)了這個觀點。

生長發(fā)育因素影響藥物轉化

侯艷寧表示，國外研究人員在2003年提出了發(fā)育及兒科藥物基因組學，認為在人類生長發(fā)育的過程（胚胎期、新生兒期、嬰兒期、兒童期及青少年期）中伴隨著基因表達的動態(tài)變化，例如在胚胎器官形成期，在受體系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)形成的同時，有功能的藥物生物轉化能力是逐漸獲得的。換句話說，兒科疾病的某些表型只有在發(fā)育的特定時期才能觀察到。在兒童成長期間，影響藥物效應的藥物分布及藥物差異是可變的。

藥物代謝酶的基因多態(tài)性是藥物發(fā)揮療效時引發(fā)人體差異的重要因素。細胞色素P450（CYP）是一個由一些結構和功能相關的基因超家族編碼的同工酶所組成的超家族酶系，在大量藥物和生物異源物質(zhì)的氧化和還原反應中起重要作用，其中CYP2D6、CYP2C9、CYP2C19、CYP3A亞系等基因已確認具有多態(tài)性。如CYP2D6非功能性等位基因純合子攜帶者不能正常代謝藥物，導致藥物蓄積而存在濃度依賴性中毒的危險。盡管新生兒可能攜帶有正常的CYP2D6基因，但由于受其發(fā)育階段一些因素的影響，仍可能出現(xiàn)藥物蓄積。體外試驗表明，胎兒體內(nèi)的CYP2D6活性有限，約為成人的1%。出生7天的新生兒可檢測到CYP2D6蛋白，直到28天，其CYP2D6蛋白及催化活性才逐漸增加到成人水平的20%。但目前缺乏足夠的資料來推斷未滿28天的新生兒是CYP2D6的弱代謝者。

侯艷寧博士說，小兒，尤其是小于10歲的兒童常常對某些藥物需要比成人更高的劑量（以毫克/千克計算）和更多的給藥次數(shù)才能達到有效濃度。如CYP2C9和CYP2C19都參與苯妥英的代謝，CYP2C9催化生成（S）-5-（4-羥苯基）-5-苯乙酰脲，再與葡萄糖酸結合后被清除是苯妥英的主要代謝途徑。早產(chǎn)兒苯妥英的消除半衰期延長（約75小時）且變異很大，1周齡兒約降至20小時，2周齡兒約為8小時。10天左右的新生兒才會出現(xiàn)苯妥英代謝飽和現(xiàn)象——CYP2C9催化活性的特點，表明獲得功能性CYP2C9的歷程在這一時段變慢。在日本兒童（6個月至15歲）中的研究數(shù)據(jù)也證實了CYP2C9是此年齡段代謝苯妥英的主要催化酶。因此，CYP2C9活性增高使得幼兒需要比成人更高的苯妥英劑量。

運用藥物基因組學合理用藥

侯艷寧指出，要將藥物基因組學成功運用于兒科疾病的治療中就必須清楚地認識到，小兒并非是成人的簡單縮影，兒科學面對的是胎兒至18歲的處于不斷發(fā)育中的個體，這些個體不僅具有正常解剖生理的特點，而且其各系統(tǒng)疾病在發(fā)病年齡、病因、臨床表型、評估方法、診斷、治療等多方面均與成人有很大區(qū)別。很多疾病常見于嬰幼兒和兒童，如川崎病、急性淋巴細胞白血病、維爾姆斯瘤、神經(jīng)母細胞瘤等。對于那些在兒童期起病且病因復雜的疾病，如哮喘、兒童孤獨癥、注意缺陷多動障礙、青春期類風濕性關節(jié)炎等，其臨床表型通常會在成長過程中發(fā)生改變。那么顯然，這些疾病的成人治療模式就不適用于兒童。

目前，阻斷半胱氨酰白三烯（CysLT）的合成或在受體水平拮抗其作用是治療哮喘的一種手段，然而并非所有哮喘患者的臨床癥狀都發(fā)生了改善。資料表明，對此類藥物的反應與白三烯水平有關。5-脂氧酶（5-LO）是生成白三烯的重要催化酶，攜帶兩個突變5-LO等位基因的輕度哮喘患者與至少有一個野生型等位基因的患者相比，酶活力低，CysLT水平亦低，對5-LO抑制劑ABT-761的反應性差。白三烯C4合成酶啟動子部位發(fā)生-444A→C的轉換可導致基因表達的增加。具有單拷貝或雙拷貝-444C等位基因的輕度哮喘患者應用受體拮抗劑普侖司特（Pranlukast）后，一秒鐘用力呼氣容積比-444A純合子患者明顯改善。普侖司特的臨床反應還與患者白細胞釋放的CysLT量有關，提示白三烯C4合成酶表達增加的病人對CysLT受體拮抗劑會有較好的反應性。當然，目前還需要更充分的資料來證明，CysLT合成或其受體有關基因的表達對不同年齡哮喘患兒臨床療效的影響因生長發(fā)育因素而發(fā)生變化。

尋找更多藥物靶標

藥物靶標是指藥物作用于體內(nèi)并實現(xiàn)其療效的特定分子。侯艷寧博士談到，目前藥物靶標的數(shù)量大約為450個，包括G蛋白偶聯(lián)受體、離子通道、細胞核激素受體和蛋白酶4大類。從疾病基因出發(fā)，通過基因分型及借助藥物篩選芯片，可以獲得新的藥物靶標。據(jù)估計，通過基因分型可鑒定出5000~10000個新的潛在的藥物靶標。分子生物學研究表明，許多藥物靶標基因的編碼具有多態(tài)性。藥物靶標的遺傳多態(tài)性決定了藥物的療效，同時也可能是某些疾病的遺傳危險因素。如已證實，白細胞介素-1基因簇為牙周炎、冠狀動脈疾病、炎癥性疾病的藥物靶標，過氧化物酶體活化受體為嚴重胰島素拮抗罕見類別、Ⅱ型糖尿病的藥物靶標。

運用兒科藥物基因組學的研究策略尋找新的藥物靶標和新的藥物，將有助于那些病因尚未完全闡明的兒科疾病的治療，如哮喘、兒童孤獨癥、腫瘤、移植排斥、自身免疫性疾病及炎癥性腸道疾病等。近期一項研究采用一種新的統(tǒng)計方法將共變量引入連鎖分析和序列子集分析，把孤獨癥患兒進行了臨床分類。研究發(fā)現(xiàn)，γ-氨基丁酸受體β3亞單位與孤獨癥中刻板重復動作的癥狀明顯相關。盡管其作用還有待進一步研究，但用于藥物干預的新基因靶標已經(jīng)確立，而且也將從多個水平調(diào)節(jié)相關的信息傳導通路和負反饋環(huán)節(jié)。