劉欣 周瓊瓊 洪葵 綜述

(南昌大學第二附屬醫(yī)院心內科，江西 南昌 330006)

1 前言

心血管系統(tǒng)疾病是人類常見疾病之一，據世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計及預測，全球每年死于心血管病的人數將由2008 年的1 730 萬人上升至2030 年的2 360 萬人，這也跟預計的全球人口增長及老齡化相關［1］。

對心血管疾病的傳統(tǒng)治療方法是基于臨床隨機對照實驗指導普遍群體治療，然而往往不適用于所有患者，對部分患者甚至可能造成傷害。個體化治療則是根據每個患者特有的遺傳基質、臨床表現及其生活習慣和環(huán)境作出準確的診斷，并針對個體制定最有效的治療方法，使患者在最大程度上獲益。

2 心血管疾病遺傳學發(fā)展

與遺傳相關的心血管病包括家族性高膽固醇血癥、早發(fā)心肌梗死、擴張型及肥厚型心肌病、長QT 綜合征(LQTS)和馬方氏綜合征等［2］。盡管如此，此類疾病中單個致病基因變異往往對表型造成很大影響。更多心血管疾病仍以復雜形式存在，通常由基因、環(huán)境、飲食等多因素引起。隨著遺傳檢測技術的飛速發(fā)展，尤其在高通量并行的下一代測序出現之后，測序時間極大縮短的同時成本也顯著降低。全基因組關聯研究(GWAS)、全外顯子組測序以及基因組結構變異相關研究在心血管疾病中廣泛開展起來。得益于GWAS，通過大規(guī)模病例對照人群檢測篩查疾病相關基因變異，數百個心血管病相關基因座陸續(xù)被發(fā)現［3］，并在此基礎上采用基因型陣列、單體型圖譜和統(tǒng)計學方法對心血管病相關變異進行組合分類。

隨著越來越多心血管致病基因、危險因素、亞臨床指標和疾病終點等相關新型基因及基因修飾物質被發(fā)現，人們對心血管疾病生物學通路的了解也越來越深入。這些發(fā)現也正逐漸應用于心血管疾病的風險預測及防治，盡管基礎研究與臨床應用之間的轉化仍處于不成熟階段，但基因個體化治療是未來心血管疾病防治的必然趨勢［4］。

3 心血管疾病個體化治療

3.1 個體化藥物治療

人們對個體化藥物治療的認識起源于個體間對藥物反應的巨大差異，這種差異主要取決于個體一般特征(如年齡、體質量指數和性別等)、環(huán)境(如藥物間或藥物與食物的相互作用)和基因型。研究發(fā)現藥物代謝酶、轉運體以及藥物靶點相關基因變異可通過影響藥代動力學及藥效動力學改變藥物的分布及清除，從而影響個體對藥物有效性及毒性的反應。遺傳藥理學研究在心血管領域較為活躍，主要包括抗凝藥物華法林、抑制血小板聚集藥物氯吡格雷以及他汀類降脂藥物。

3.1.1 華法林

作為最常用的口服抗凝藥，華法林被廣泛用于治療靜脈血栓栓塞、心房顫動和機械性心臟瓣膜患者。盡管華法林的臨床使用已超過半個世紀，但出血或血栓栓塞仍是患者常出現的不良反應［5］。將國際標準化比值(INR)控制在2.0～3.0 是監(jiān)測華法林使用劑量的通用指標，然而不同個體維持劑量卻有極大差異［6］?；颊邔θA法林反應差異相關遺傳藥理學研究指出，30%～40%取決于參與藥物代謝的細胞色素P4502C9 同工酶編碼基因CYP2C9 和維生素K 編碼基因VKORC1 單核苷酸多態(tài)性(SNPs)［7］。

CYP2C9 R144C(* 2)和CYP2C9 I359L(* 3)常見于白種人，在亞洲人中少見［8］，在非裔美國人中極罕見［9］。兩種基因型分別引起酶活性降低30%～40%和80%～90%，減慢華法林清除，導致半衰期延長，INR 加速到達治療水平，從而降低劑量需求［8］。在非裔美國人中常見的其他幾型CYP2C9 D360E(* 5)、10601del A(* 6)、R150H(* 8)和R335E(* 11)，同樣需減少華法林劑量［10］。VKORC1 相關SNPs -1639G＞A 則改變啟動子區(qū)域轉錄結合位點引起酶表達降低，增加對華法林的敏感性［8］。

以遺傳藥理學為基礎指導華法林的使用，本該從縮短起始用藥時間、穩(wěn)定INR、優(yōu)化治療窗內時間以及減少不良反應這幾方面使患者獲益［11］，然而實際臨床應用的效果卻存在爭議。近來，兩大關于基因型指導華法林治療效用的多中心隨機對照研究相繼報道。來自歐洲的EU-PACT 研究顯示，根據基因型決定華法林劑量組治療窗內時間所占百分比更高，且不良事件明顯減少。而美國COAG 研究并未發(fā)現基因型特異的華法林治療比傳統(tǒng)治療方法效果好［12-13］。兩大試驗中截然不同的結果也許取決于實驗設計差異，主要表現在藥物劑量計算策略上，EU-PACT 采用負荷劑量，而COAG 中使用維持劑量;以及納入人群的不同，COAG 中的研究人群較EU-PACT 存在明顯的多樣性，尤其是非裔美國人對基因型計算的藥物劑量反應不佳，影響了整體效果。根據基因型指導用藥能否成為未來華法林治療的方向期待更多大規(guī)模臨床試驗加以確立。

3.1.2 氯吡格雷

氯吡格雷作為冠心病中常規(guī)使用的抗血小板聚集藥物，臨床療效在不同個體間卻存在較大差異。盡管在臨床中存在一些預測因素，如老齡(＞65歲)、高體質量指數、藥物相互作用抑制CYP 酶、糖尿病和腎衰竭等，可拮抗血小板對氯吡格雷的反應，但這些情況僅能解釋少部分病例［14］。CYP2C19 是參與氯吡格雷體內活化的重要代謝酶，研究發(fā)現CYP2C19 至少存在25 個變異體，但大部分并不改變酶的活性。CYP2C19 * 2 在非洲人和白種人中的等位基因頻率為0.15，在亞洲人中≤0.35，CYP2C19 * 3 則主要存在于亞洲人，分別通過異常剪切和提前終止密碼導致酶功能失活［15］，從而減少體內循環(huán)活化氯吡格雷代謝產物，引起患者治療后高血小板反應性［16］。CYP2C19 c.-806C ＞T(* 17)是另一個常見的多態(tài)性，在非洲人、白種人以及亞洲人中的等位基因頻率分別為0.16，0.027 和0.18，然而不同的是，它可通過增強轉錄作用引起功能獲得［15］。

多項薈萃分析一致認為CYP2C19 功能喪失性等位基因(尤其是CYP2C19* 2)可顯著增加冠狀動脈介入治療(PCI)術后支架血栓形成風險，但是否增加主要心血管不良事件風險還存在爭議，盡管如此，基因型指導氯吡格雷治療劑量仍將成為主導趨勢。2013年更新的臨床遺傳藥理學實施協會指南指出，攜帶功能喪失性CYP2C19 基因變異的冠心病患者PCI 術后應更換抗血小板治療方案，如改用普拉格雷或替卡格雷［15］。CYP2C19 * 17 也并非想象中對減少支架血栓形成有益，反而可能增加出血風險。

3.1.3 他汀類藥物

目前，已超過40 個候選基因與他汀類藥物的降脂效果相關。然而，主要研究仍然集中于他汀類藥物致肌肉毒性相關SLCO1B1 基因變異。SLCO1B1 V174A(* 5)被發(fā)現與他汀類藥物，尤其是辛伐他汀強烈相關［17］。該變異可干擾OATP1B1 在肝細胞膜上定位，降低其轉運能力，從而升高血漿辛伐他汀濃度，增加藥物在骨骼肌的暴露時間。值得注意的是，近來有研究通過基因表達譜發(fā)現參與肌酸合成的甘氨酸脒基轉移酶編碼基因GATM 可防御他汀藥物引起的肌性病變，體內實驗也顯示它可能與他汀類藥物有效性和毒性功能相關［18］。由于體內他汀類藥物暴露程度與肌性病變的關系并不像INR 水平與出血或血栓的關系一樣直接明了，相關基因變異對臨床他汀類藥物應用策略的影響需進一步明確。

3.2 心血管疾病基因治療

最初作為單基因遺傳病治療策略的基因療法，逐漸被發(fā)現可廣泛應用于獲得性多基因疾病，包括外周血管疾病、缺血性心臟病、心律失常和心力衰竭(心衰)。基因治療的臨床試驗已迎來第25 個年頭，進展雖然緩慢但卻穩(wěn)步走向臨床成功。作為繼腫瘤之后第二大基因治療臨床研究對象，心血管疾病基因療法已呈現出巨大潛力。

LQTS 是基因型與表現型關系研究的典范，也是最早成為基因特異性治療研究的對象。LQTS 的三大臨床類型具有不同特性，一般情況下，LQT1 應避免劇烈活動等交感神經刺激;LQT2 好發(fā)于睡眠或突然的噪音干擾，對血清鉀離子也較為敏感，應注意給患者提供適當生活環(huán)境，避免鉀離子攝入;SCN5A 基因功能獲得性的LQT3 則建議常規(guī)測試鈉離子通道阻滯劑的使用，以輔助治療。然而藥物、起搏器或埋藏式心臟復律除顫器植入和左側心交感神經切除術等治療方法仍然局限。誘導多功能干細胞(iPSC)是近來研究疾病發(fā)生機制的新型手段。繼LQT2 相關人c.G1681A突變通過皮膚組織通過iPSC 被成功誘導為特異的心肌細胞后，研究采用等位基因特異的RNA 干擾(RNAi)將突變基因敲除后，細胞功能重新恢復正常［19］。目前，人心肌細胞等位基因特異性RNAi 轉導方案尚未見報道，它的呈遞方法、安全性、劑量以及時效性在心血管疾病中的臨床應用還有待更多實驗驗證。

腺相關病毒(AAV)高效轉導、持續(xù)表達，非致病原性以及有絲分裂后組織如心臟、骨骼肌、大腦等中高度易感性的優(yōu)勢，使之成為臨床試驗中最常用的基因轉運工具。在心血管AAV 基因治療領域中，唯一進入臨床二期試驗的CUPID 心衰治療研究已初見成效，他們通過AAV1 將肌漿網鈣離子ATP 酶(SERCA2a)經冠狀動脈注入，提高心肌細胞肌漿網內鈣離子回收能力［19］。在為期6 個月的治療后，心衰患者包括癥狀、功能狀態(tài)、左室功能/重構和臨床后果在內的多項參數指標得到顯著改善［20］。越來越多AAV 相關心血管病基因治療研究在心肌病、心律失常、動脈粥樣硬化以及高血壓動物模型中取得成效，如兒茶酚胺敏感性室性心動過速(CPVT)R33Q 小鼠模型中，通過AAV9 將野生型CASQ2 基因經腹腔導入體內，可長期逆轉CPVT 表現［21］。盡管如此，動物實驗并不一定經得起考驗，大規(guī)模安慰劑隨機雙盲對照臨床試驗才是決定基因治療臨床獲益的關鍵。

4 總結

針對不同個體特征，采用特定的防治手段，使心血管疾病的治療有效性最大化、危害性最小化是最理想的治療目標。隨著人體本質即基因及其修飾物質被逐漸深入理解，心血管疾病的發(fā)生機制日益明確，依據個體基因型特性確立治療方案正由理想邁向現實。但無論是個體化藥物治療還是基因治療，在真正轉化為臨床應用之前，仍面臨有效性、毒性、技術等一系列問題的挑戰(zhàn)。心血管疾病個體化治療道路雖然崎嶇但前景無限光明。

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