SLC22A1和SLC21A6遺傳多態(tài)性對(duì)口服降糖藥藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)的影響.pdf

1、糖尿病作為困擾人類身心健康的一類重大疾病，已成為全球性的公共衛(wèi)生問題。世界衛(wèi)生組織指出，2025年全世界將出現(xiàn)3.8億名糖尿病患者。在我國(guó)糖尿病發(fā)病率已達(dá)到2％，確診的糖尿病患者已經(jīng)達(dá)到4000萬人，患者總數(shù)已躋身世界第二位，并以每年100萬的速度遞增。對(duì)于確診的糖尿病患者，目前最有效的治療方法就是藥物降糖治療。常見的降糖藥物主要包括磺脲類降糖藥、雙胍類降糖藥、噻唑烷二酮類降糖藥、氯苯茴酸類降糖藥和α-葡萄糖苷酶抑制劑類降糖藥。

2、 在上述各類降糖藥物中，屬于雙胍類降糖藥的二甲雙胍（metformin）和屬于氯苯茴酸類降糖藥的瑞格列奈（repaglinide）是其中最為常用的兩種，二甲雙胍是目前全球應(yīng)用最廣泛的口服降糖藥，據(jù)統(tǒng)計(jì)，服用該藥的糖尿病患者人數(shù)每年高達(dá)5800萬，二甲雙胍在長(zhǎng)期的臨床使用過程中，療效和安全性都很好，而且價(jià)格便宜，又能幫助那些超重的2型糖尿病患者減輕重量，因此，糖尿病治療指南將二甲雙胍推薦為2型糖尿病治療的一線用藥。瑞格列奈為新型的短效口服

3、促胰島素分泌降糖藥，通過促進(jìn)胰腺β細(xì)胞的胰島素分泌，降低血糖水平，其作用機(jī)理是通過β細(xì)胞膜上的特定位點(diǎn)結(jié)合，關(guān)閉細(xì)胞膜上ATP依賴性鉀通道，使β細(xì)胞去極化，導(dǎo)致其鈣通道開放，鈣的內(nèi)流增加，從而促使胰島素分泌。瑞格列奈可以改善2型糖尿病患者的血糖控制水平，可靈活根據(jù)進(jìn)餐時(shí)間和進(jìn)餐次數(shù)調(diào)整藥量，糖尿病患者的依從性較好，通過模仿生理性胰島素的分泌，可以有規(guī)律地控制全日平均血糖水平，避免餐后高血糖和低血糖后反應(yīng)性高血糖，對(duì)糖尿病的遠(yuǎn)期控制和減緩

4、并發(fā)癥的發(fā)生，降低病死率，提高患者的生存質(zhì)量有積極的意義。在臨床使用中，瑞格列奈和二甲雙胍這兩種藥物往往被合用，幾項(xiàng)大樣本多中心臨床試驗(yàn)的結(jié)果均表明與各自單獨(dú)使用相比，二者合用對(duì)控制血糖有協(xié)同作用。 多項(xiàng)研究表明二甲雙胍和瑞格列奈在臨床使用中均存在著較為明顯的藥物代謝和藥物反應(yīng)的個(gè)體間差異，產(chǎn)生這種差異的原因有許多，包括性別、年齡、體重、疾病狀況在內(nèi)的多種因素都可導(dǎo)致其出現(xiàn)，但近20多年來的遺傳藥理學(xué)研究結(jié)果表明其中最重要、最根

5、本的因素是遺傳因素，即藥物代謝酶、轉(zhuǎn)運(yùn)體和受體（藥物作用靶點(diǎn)）的基因多態(tài)性導(dǎo)致了其編碼蛋白的功能改變，進(jìn)一步使血藥濃度和藥物敏感性顯著不同。與藥物代謝酶、藥物受體的基因多態(tài)性相比，藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的基因多態(tài)性是造成二甲雙胍與瑞格列奈藥物反應(yīng)個(gè)體差異更重要的因素。 在常見的影響藥物處置的轉(zhuǎn)運(yùn)體中，負(fù)責(zé)二甲雙胍體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的主要是有機(jī)陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)體1（OCT1），負(fù)責(zé)瑞格列奈體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的主要是有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)多肽1B1（OATP1B1，又名LST1

6、，OATP-C，OATP2）。OCT1和OATPIB1均是分布于肝細(xì)胞基底膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，負(fù)責(zé)將藥物由肝外轉(zhuǎn)運(yùn)至肝細(xì)胞內(nèi)，其編碼基因分別為SLC22A1和SLC21A6。SLC22A1和SLC21A6均具有遺傳多態(tài)性，這些多態(tài)性往往導(dǎo)致其編碼的轉(zhuǎn)運(yùn)體的功能出現(xiàn)異常，進(jìn)而導(dǎo)致其對(duì)底物的轉(zhuǎn)運(yùn)作用發(fā)生改變。目前已知，SLC21A6的A388G點(diǎn)突變和T521C點(diǎn)突變分別導(dǎo)致蛋白第130位和174位氨基酸殘基產(chǎn)生Asn→Asp和Val→Ala替

7、代，形成*1b（Asn130Asp），*5（Val174Ala）和*15單倍型（A388GandT521C，Asn130AspandVal174Ala）三種突變型，這幾種遺傳多態(tài)性對(duì)包括瑞格列奈在內(nèi)的多種藥物的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)參數(shù)具有顯著影響。針對(duì)SLC22A1的遺傳藥理學(xué)研究進(jìn)行的相對(duì)較晚，近年來隨著對(duì)大樣本SLC22A1全基因測(cè)序，逐漸在亞洲人群中發(fā)現(xiàn)了一系列特異性的突變，其中C848T點(diǎn)突變、C859G點(diǎn)突變和C1022T點(diǎn)突變

8、分別導(dǎo)致蛋白第283位、第287位和第341位的氨基酸殘基發(fā)生Pro→Leu、Arg→Gly和Pro→Leu替代，形成的突變基因型可導(dǎo)致編碼的OCT1的轉(zhuǎn)運(yùn)功能發(fā)生改變，這幾個(gè)突變?cè)谥袊?guó)人群中的發(fā)生頻率及其在體的功能意義還有待于進(jìn)一步的研究。 目前已知藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的遺傳多態(tài)性除可以直接影響被轉(zhuǎn)運(yùn)藥物的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)過程外，還可對(duì)經(jīng)由藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體發(fā)生的藥物相互作用產(chǎn)生影響，并進(jìn)一步影響被轉(zhuǎn)運(yùn)藥物的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)過程。連續(xù)劑量的

9、利福平對(duì)OATP1B1具有誘導(dǎo)活性，與其底物瑞格列奈聯(lián)合用藥時(shí)可產(chǎn)生藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)的相互作用，且這種相互作用與SLC21A6的基因型顯著相關(guān)，瑞格列奈與利福平經(jīng)OATP1B1誘導(dǎo)產(chǎn)生的藥物相互作用已寫入瑞格列奈的說明書，在臨床上得到廣泛重視。但另有研究表明利福平同時(shí)也是OATP1B1的轉(zhuǎn)運(yùn)底物，因此單劑量的利福平是否會(huì)通過與瑞格列奈競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合OATP1B1發(fā)生抑制性的藥物相互作用，以及這種相互作用與SLC21A6的基因型是否存在相關(guān)

10、性，還有待于進(jìn)一步研究。利福平是一種比較常見的藥物代謝酶和藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體的誘導(dǎo)劑，除了OATP1B1，還會(huì)對(duì)CYP2C9和MDR1等藥物代謝酶和藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體產(chǎn)生誘導(dǎo)效應(yīng)，進(jìn)一步導(dǎo)致藥物相互作用的發(fā)生，目前在大鼠模型上的研究發(fā)現(xiàn)利福平對(duì)Oct1可產(chǎn)生誘導(dǎo)效應(yīng)，因此在人體內(nèi)利福平是否可以通過對(duì)OCT1產(chǎn)生誘導(dǎo)作用影響到其底物二甲雙胍的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)過程，以及這種藥物相互作用是否與SLC22A1的基因型顯著相關(guān)，還有待于進(jìn)一步研究。 基

11、于以上研究背景，本課題主要進(jìn)行了如下的一系列研究：在大樣本人群中調(diào)查SLC22A1常見遺傳多態(tài)性在中國(guó)健康人群中的分布特征；通過嚴(yán)格設(shè)計(jì)的臨床實(shí)驗(yàn)，研究上述SLC22A1常見遺傳多態(tài)性對(duì)二甲雙胍藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)的影響；通過嚴(yán)格設(shè)計(jì)的臨床實(shí)驗(yàn)，研究連續(xù)劑量利福平對(duì)二甲雙胍藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)的影響及其與SLC22A1基因多態(tài)性的相關(guān)性；通過嚴(yán)格設(shè)計(jì)的臨床實(shí)驗(yàn)，研究單劑量利福平對(duì)瑞格列奈藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)的影響及其與SLC21A6基因多態(tài)性

12、的相關(guān)性。通過進(jìn)行上述研究，可為臨床實(shí)施糖尿病的基因?qū)蛐詡€(gè)體化用藥治療提供指導(dǎo)。 此外，進(jìn)行上述研究和開展與此相關(guān)的糖尿病基因?qū)蛐蛡€(gè)體化藥物治療均需對(duì)SLC22A1和SLC21A6等藥物相關(guān)基因的基因型進(jìn)行檢測(cè)，目前對(duì)基因型進(jìn)行檢測(cè)的方法有很多，最常用的有聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析（PCR-RFLP法）、序列特異性PCR、手工或自動(dòng)測(cè)序等方法，這些方法不僅操作繁瑣、檢測(cè)周期長(zhǎng)、無法做到高通量，而且影響檢測(cè)結(jié)果的

13、因素眾多，不易控制，在科研和臨床檢測(cè)中均存在著較大的局限性，基因芯片技術(shù)與這些技術(shù)相比較，具有體積小、重量輕、成本低，便于攜帶，防污染，分析過程高通量、高度自動(dòng)化和速度快，所需樣品和試劑少等諸多優(yōu)點(diǎn)，但傳統(tǒng)的SSOP芯片技術(shù)無法克服芯片檢測(cè)時(shí)的非特異性雜交問題，基于此，本課題也進(jìn)行了這方面的研究，旨在開發(fā)一種可對(duì)SLC22A1和SLC21A6等糖尿病藥物治療相關(guān)基因的基因型進(jìn)行準(zhǔn)確、快速和高通量檢測(cè)的芯片試劑盒。 本課題的主要研

14、究結(jié)果如下： 1、查明了中國(guó)健康人群SLC22A1的C848T、C859G和C1022T三個(gè)基因突變的發(fā)生頻率，C848T和C1022T的發(fā)生頻率分別為0.8％與11.8％，C859G在中國(guó)健康人群中沒有分布。 2、SLC22A1的C848T和C1022T兩種基因多態(tài)性均可顯著影響到二甲雙胍在人體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)過程。 3、連續(xù)劑量的利福平可對(duì)二甲雙胍經(jīng)由OCT1的轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)生誘導(dǎo)效應(yīng)并進(jìn)一步影響到其藥代動(dòng)力學(xué)

15、和藥效學(xué)過程，這一藥物相互作用與SLC22A11022C>T的基因多態(tài)性存在一定的相關(guān)性。 4、單劑量利福平可對(duì)瑞格列奈經(jīng)由OATP1B1的轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)生抑制效應(yīng)并進(jìn)一步影響到其藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)過程，這一藥物相互作用與SLC21A6*5（SLC21A6521T>C）的基因多態(tài)性存在顯著的相關(guān)性。 5、建立了一種基于等位基因特異性擴(kuò)增的雙探針基因突變芯片檢測(cè)方法并開發(fā)了一種用于對(duì)SLC22A1和SLC21A6等糖尿病藥物治療相

16、關(guān)基因進(jìn)行基因分型的芯片試劑盒。 綜上所述，本課題首次查明了藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體OCT1的編碼基因SLC22A1在中國(guó)健康人群中的常見基因突變的發(fā)生頻率，并在人體水平進(jìn)一步研究了這些基因突變對(duì)二甲雙胍藥代動(dòng)力學(xué)過程和降糖效果的影響，首次在人體水平證實(shí)了多劑量利福平對(duì)藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體OCT1的誘導(dǎo)效應(yīng)和單劑量利福平對(duì)藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體OATP1B1的抑制效應(yīng)及其與SLC22A1和SLC21A6基因多態(tài)性的關(guān)系，首次建立了一種克服了目前基因檢測(cè)領(lǐng)域若干常見