药物遗传学 PPT课件
药物遗传学
世纪60年代高达90%,目前发达国家已下降至5%~10%。
(二)胰岛素抵抗
胰岛素:胰岛β 细胞合成分泌的一种蛋白激素。 胰岛素受体:为大分子跨膜糖蛋白,由α 和β 两个亚单位 各2分子构成(α 2β 2) 。当胰岛素和受体结合后,激活酪 氨酸激酶,启动细胞内信号转导过程产生胰岛素效应(增 强细胞对葡萄糖的摄取利用等)。 胰岛素抵抗(insulin resistance, IR):胰岛素作用的
异烟肼的乙酰化快慢发生率在世界不同地区和种 族存在较大差异。 慢代谢者:
埃及人:83%
白种人:49%~68%
黄种人:5%~20%
爱斯基摩人:5%
异烟肼代谢
分类 N乙酰基转移酶 活性(基因型) 快灭活者 慢灭活者
治疗效应
不良反应 (机制)
(二) 琥珀酰胆碱敏感性 案例13-2
临床诊断: G6PD缺乏症,伯氨喹啉型药物性溶血性贫血。
三、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症
葡萄糖6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症属于酶缺陷性遗传病,
以溶血性贫血为主要临床表现。
全世界约2亿人罹患此病。我国是本病的高发区之一,呈 南高北低的分布特点,患病率为0.2%~44.8%。主要分
布在长江以南各省,以海南、广东、广西、云南、贵州、
案例13-1 (一)异烟肼代谢
患者1:张某,男,28岁。临床诊断为双肺浸润型肺 结核进展期。强化期用异烟肼、利福平、吡嗪酰胺、 盐酸乙胺丁醇,常规剂量每日给药;巩固期用异烟肼、 利福平,常规剂量间日给药。在规律治疗约3周后方 痰结核菌检查转为阴性。治疗1月余后,出现右上腹 不适、腹胀等肝功能损害表现。异烟肼血浆半衰期约 为70分钟。 患者2:李某,男,31岁。临床诊断亦为双肺浸润型 肺结核进展期。治疗方案同上。治疗1周半后转阴。 治疗近2个月时出现双下肢远端对称性分布的深、浅 感觉减退等多发性神经炎表现。异烟肼血浆半衰期约 为200分钟。
药物毒理学:药物遗传毒性
1
药物
ADME
体内的靶部位
一般药理 (安全性药理)
局部毒性
一般毒性
特殊毒性 (三致)
全身毒性 免疫毒性
致致 致
单重 次复 给给
突畸 癌 变性 性 性
药药
毒毒
性性
2
遗传毒理学(Genetic toxicology)
❖基本概念 ❖意义与后果 ❖可能的机制 ❖遗传毒性的评价 ❖进展
(triradical, quadriradical)
11
12
13
14
二、遗传改变的后果
❖后果:外源物的遗传毒性
增加人类基因库的遗传负荷 引发肿瘤、出生缺陷等Biblioteka 15遗传与变异突变
图16-1 体细胞与生殖细胞突变的可能后果
16
三、可能的作用机制
17
染色体畸变、微小损害
图16-2 突变类型
18
图16-4
26
啮齿动物微核试验
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4、用于检测DNA损伤的单细胞凝胶电泳试验
(single-cell gel electrophoresis, SCGE或Comet)
Non-Genotoxic substance
(7)双着丝点染色体 (dicentric chromosome) (8)倒位(inversion) (9)异位(translocation) (10)插入和重复
(acentric ring) (6)环状染色体
(insersion and duplication) (11)辐射体
(ring chromosome)
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B.结构畸变(structural aberration)
药物遗传学PPT课件
苯乙肼、肼苯哒嗪、磺胺二甲嘧啶、普鲁 卡因胺、硝西泮、甲基硫氧嘧啶、氨基砜 等药物的代谢也都经过N-乙酰化作用, 也都有快、慢两种类型。
慢乙酰化者使用肼苯达嗪和普鲁卡因胺时 发生狼疮样副作用的频率较高。
二、 琥珀酰胆碱敏感性
琥珀酰胆碱(succinylcholine)是外科麻醉用的 肌肉松弛剂,其作用部位在骨骼肌的神经肌肉接头 处,它能阻断电冲动传递到肌纤维,从而导致肌肉 张力下降,骨骼肌松弛。
常染色体不完全显性遗传,有遗传异质性。 恶性高热的一种形式是由ryanodine受体基
因(RYR1)突变引起的。ryanodine受体 是肌质网钙离子释放通道。
Trask(1993)用荧光原位杂交将RYR1基 因定位于19q13.1。
五、酒精代谢与酒精中毒
症状:面红耳赤,皮温升高,脉搏、心跳加快 0.3~0.5ml/kg
遗传对药物代谢的控制: 1.多基因控制
有些药物在人群中呈连续变异(单峰常态曲线)
药物代谢差异的个体分布
个 体 数
多基因 对不同药物的各种反应方式
2. 单基因控制 一些药物的代谢在人群中是不连续变异,表现
为双峰或三峰。
个
体
数
RR Rr
rr
单基因
个
体
RR
数
Rr
r
r
单基因
对不同药物的各种反应方式
N-乙酰基转移酶
基因簇定位 :8p23.1-p21.3 快灭活者:RR 慢灭活者:rr (N-乙酰基转移酶缺陷) 杂合子:Rr(具有中等水平的乙酰化灭活速度)
NAT1:催化对氨基水杨酸和对氨基苯甲酸等药 物的乙酰化代谢,无遗传多态性。
NAT2:催化异烟肼等肼类化合物及具有致癌性 的芳香胺或杂环胺类化合物的乙酰化代谢,有 遗传多态性;可发生不同形式的点突变,致N乙酰基转移酶不稳定,活性降低,成为慢灭活 型。
药物遗传学
化学物质的体内代谢也可能受到特定基 因型的制约,例如: “不耐受乳糖”:成年型乳糖酶缺乏活 性 “中国餐馆综合征”:谷氨酸钠过敏 “酒精中毒”:乙醇脱氢酶活性及同工 酶组成
药物基因组学
4、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症
G6PD基因定位于Xq28,G6PD缺乏症呈 X连锁不完全显性遗传,男性半合子呈显 著缺乏,女性杂合子酶活性变异范围大。 其基因的主要突变形式是点突变,由此而 产生的生化变异型已报告400种以上,中 国人中有30多种。
临床表现: 1)酶活性严重缺乏伴有非代偿性慢性溶血。特
遗传因素影响药物代谢过程的几个途径:
1.药物的摄入与吸收: 药物摄入主要有口服和注 射两种形式,一些药物的吸收需借助膜蛋白的转 运。若膜蛋白异常就会影响药物吸收。
例:恶性贫血患者与Vit B12的吸收
2.药物的分布:许多药物在血液中与特殊的血浆 蛋白结合,输送至身体各处。血浆蛋白的异常会 影响药物在体内的分布。
导致VitB6缺乏(80%),继而引起神经损害,服用时 合用VitB6消除 ;
2)异烟肼能抑制苯妥英钠羟化酶活性。
此外,肼苯达嗪,普鲁卡因酰胺、氨 苯砜、SASP也由N-乙酰基转移酶灭活,在 慢灭活折前两者易出现狼疮样副作用,后 两者易出现血液副作用。
同时患有结核病和癫痫的病人在服用 苯妥英钠时,异烟肼慢灭活者体内的异烟 肼含量高可抑制肝脏氧化酶对苯妥英钠的 作用而使苯妥英钠达到毒性水平。
例:异烟肼的乙酰化作用
药物代谢的遗传变异 1、无过氧化氢酶血症(AR)
临床表现:使用H2O2后创面呈棕黑色 半数患者患齿槽溃、 齿龈畏缩和牙齿脱落
药物遗传学学习
5. CYP2D6突变临床意义
指导用药
例去甲替林经CYP2D6 代谢解毒
EM: 75-150mg/d PM: 10-20mg/d
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back
• 恶性高热:全身麻醉时发生的罕见并发症。 患者应用全身性麻醉剂或肌肉松弛剂时,出现肌 强直, 心动过速、出汗、发绀、呼吸困难、电解 质紊乱,体温升高>42℃, 溶血性凝血,神经系 统障碍,甚至心脏停博致死。 及时注射普鲁卡因或普鲁卡因胺。
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back
异烟肼:抗结核药物。 代谢:异烟肼乙酰化。
O NH2
NH
N
异烟肼
失活 排出
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1. 遗传变异
N-acetyl transferase 2
显性纯合子 杂合子
快失活者
NAT2基因, 8p-q
肝细胞 表达
乙酰基 转移酶
隐性纯合子 慢失活者
不同药物反应
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控制
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一、药物反应的遗传基础
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药物摄入机体后,经过吸收、分布,仅有一部分药物与靶细胞(受体)相互作用, 发生药效,大部分药物经过降解或转化排出体外。
药物反应的遗传基础表现在:
药动学:遗传因素对药物吸收、分布、 生物转化和排泄影响。 药效学:遗传因素对药物发挥作用大 小的影响。
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遗传因素对 药动学的影响
药物代谢的过程 生物转化的主要方式 遗传因素对药动学的影响
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1 药物代谢(解毒),是机体摄入药物
药 后,在体内经历的过程。 物
代 谢
吸收
分布
生物转化 排出体外
药物遗传学
药物遗传学(pharmacogenetics)药物遗传学(pharmacogenetics)是生化遗传学的一个分支学科,它研究遗传因素对药物代谢动力学的影响,尤其是在发生异常药物反应中的作用。
临床医生在使用某些药物时,必须遵循因人而异的用药原则。
因为在群体中,不同个体对某一药物可能产生不同的反应,甚至可能出现严重的不良副作用,这种现象称为个体对药物的特应性(idiosyncracy)。
特应性产生的原因相当部分取决于个体的遗传背景。
药物遗传学- 概述药物在体内要经过吸收、分布、代谢和排泄,才能完成药物发挥药效的过程。
在此过程中,许多环节都与酶和受体的作用密切相关。
倘若决定这些酶或受体蛋白的基因出现变异或缺陷,必将导致药物代谢发生异常反应。
因此,有必要深入了解遗传变异对药物反应的影响及其分子基础,并据此预测对药物异常反应的个体,从而进行有效的防治。
对药物遗传学的研究,已揭示了许多药物异常反应的遗传基础和生化本质,这对于指导临床医生正确掌握用药的个体化原则,防止各种与遗传有关的药物反应都具有指导价值。
药物遗传学药物遗传学(pharmacogenetics)是生化遗传学的一个分支学科,它研究遗传因素对药物代谢动力学的影响,尤其是在发生异常药物反应中的作用。
临床医生在使用某些药物时,必须遵循因人而异的用药原则。
因为在群体中,不同个体对某一药物可能产生不同的反应,甚至可能出现严重的不良副作用,这种现象称为个体对药物的特应性(idiosyncracy)。
特应性产生的原因相当部分取决于个体的遗传背景。
药物反应的个体差异是临床实践和药物发展的主要问题,它能导致治疗失败或ADR。
对美国39所医院的预期分析研究表明,6.7%的住院病人曾发生过严重ADR,其中0.32%是致命的,ADR导致了美国每年100,000人死亡,是住院病人第四至第六大死亡原因。
是什么决定了个体发生ADR的风险?这种药理变化有多少能被预测?药物的不良反应有多少能被预防?这些将是这篇综述中所涉及的问题。
第九章_药物遗传学
药物基因组学与基因 单核苷酸多态性( 单核苷酸多态性(SNPs)分析 )
消化道腺癌5-FU化疗敏感性与亚甲基四氢叶酸还原酶 例:消化道腺癌 化疗敏感性与亚甲基四氢叶酸还原酶 (methylenetetrahydrofolate reductase,MTHFR) 基因 ) 基因C677T 多态性的关系 核酸切除修复(NER)系统ERCC2(即XPD)基因 核酸切除修复( )系统 ( ) Lys751Gln(A C)、 )、Asp312Asn(G A)、 )、C156A ( )、 ( )、 ),XRCC1基因 基因Arg399Gln(G A)与铂类 (silent, C A), ), 基因 ( )与铂类 药物的化疗敏感性 的化疗敏感性。 药物的化疗敏感性。 二氢嘧啶脱氢酶活性与5-FU毒性之间的关系。 毒性之间的关系 二氢嘧啶脱氢酶活性与 毒性之间的关系。
药物代谢相关蛋白的多态性与药物反应的关系
基因座 表型 药物
异烟肼 氨苯砜
反应改变
减慢, 减慢,毒性神经炎 减慢, 减慢,膀胱癌
N-乙酰转移酶 乙酰化加快 - 或减慢 二氢嘧啶 脱氢酶 灭活降低
5-氟尿嘧啶 增强毒性作用 - 药物反应发生改变 对哮喘的控制作用 减弱 治疗效果的多样性 耐药
儿茶酚-O-甲基 甲基化水平增 左旋多巴 甲基 儿茶酚 转移酶 高或减低 甲基多巴 2肾上腺素受体 下调作用增强 沙丁胺醇 肾上腺素受体 5-羟色胺受体 羟色胺受体 多药耐药相关 蛋白 可变的多态性 录氮平 阿霉素, 肿瘤细胞高表 阿霉素,长 春新碱等 达
G6PD缺乏者可诱发贫血的药物 G6PD缺乏者可诱发贫血的药物
药物类别
1. 抗疟药 2. 解热镇痛药 3. 呋喃类 4. 磺胺类 5. 砜类 6. 其它
《药物遗传学》ppt课件
第一节 药物反应的遗传基础 第二节 药物代谢异常的遗传变异 第三节 生态遗传学 第四节 药物基因组学 第五节 药物表观遗传学
12/23/2019
杨利丽
1/70
Same symptoms, Same findings, Same disease?
17/70
N-acetyl transferase 2
显性纯合子 杂合子
•快失活者
遗传特性
NAT2基因, 8p22
肝细胞表达
乙酰基转移酶
隐性纯合子 •慢失活者
• 不同药物反应
12/23/2019
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• 临床表现(副作用)
慢失活者
半衰期 2~4.5h; 引发多发性神经炎, 原因:VitB6(吡哆
Pseudocholinesterase, or Butyrylcholinesterase
12/23/2019
15/70
(Eu、Ea、Es、Ef)
伪胆碱酯酶基因(BChE)的变异型
名称(缩写)
突变
正常(Eu, usual) 非典型
(Ea,Atypical)
无
70GAT→GGT
(Asp70Gly)
患者因某些诱因导致过敏性状 — 溶血性贫血。
药物
蚕豆病
蚕豆
食物
感染
12/23/2019
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1. G6PD的特性
分布:广泛分布生物的细胞质中(管家酶)。 作用:通过控制磷酸戊糖代谢,影响还原型辅酶Ⅱ(NADPH)的产生。
影响红细胞稳定性
12/23/2019
21/70
2. G6PD缺乏症的病理
药物遗传学
为什么?
是嵌合体(胚胎早期X
染色体整的理课件随机失活)
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第三节 生态遗传学
生态遗传学(ecogenetics):
是研究群体中不同基因型对各种环境因子的特 殊反应方式和适应特点的一门遗传学分支学科。
一、乙醇中毒
(一)临床表现: 1.面部潮红、皮温升高、脉搏加快,严重者昏迷、死亡等急性中毒症状; 2. 各类精神障碍,精神病、器质性综合征和人格改变等。
②如同时患有结核和癫痫, 较高的异烟肼含量可抑制肝脏氧化酶对苯妥英 钠的作用,导致苯妥英钠中毒;
注意: 苯乙肼、肼苯哒嗪、磺胺二甲嘧啶、普鲁卡因胺、氨基砜等多种
药物都经过N-乙酰基转移酶作用,为整理此课件都有快慢两种类型。
11
四、 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症(蚕豆病)
(glucose -6-phosphate dehydrogenase, G6PD )
整理课件
18
6.G6PD的临床变异型(分三类)(12/78)
G6PD 类型
<10% 无诱因反复发作的慢性溶血 10~60% 服用伯氨喹啉等药后溶血 60%~100% 或>150% 一般不溶血
G6PD缺乏症的细胞遗传学
男性是半合子,呈G6PD显著性缺乏 女性为杂合子,(正常水平和G6PD缺乏红细胞)
几天后
出现血红蛋白 尿、黄疸、贫 血等急性溶血 反应(因红细 胞破坏)红细 胞记数 Hb浓 度
整理课件
偶然可因 大量溶血 死亡
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3.临床应注意的问题: G6PD缺乏症是一些临床常见药物性溶血的遗传基础。
整理课件
15
4. G6PD缺乏症发病机制:
血红蛋白巯基氧化
红细胞膜上 的巯基氧化
药物遗传学
性;ADH2编码β链 ,在胎儿及成人肺和肝内有活性。
ADH2具有多态性 大多数白种人ADH由β1β1组成, 90%的黄种人ADH由β2β2组成。 β2β2酶活性约为β1β1酶活性的100倍。 因而,大多数白种人饮酒后产生乙醛较慢,黄种 人则蓄积乙醛速度较快,易出现酒精中毒症状。
(2)乙醛脱氢酶(ALDH)
高胆固醇血症 G6PD缺乏 麸质敏感性 钠-钾泵缺陷
动脉粥样硬化 蚕豆病 腹泻病 高血压
续上表
牛奶 乳糖酶缺乏 乳糖不耐受性 酒精 非典型乙醇脱氢酶(ADH) 酒精中毒 味精 谷氨酸钠敏感性 中国餐馆综合征 草酸盐 高草酸尿症 肾结石 吸入物 灰尘 α1-抗胰蛋白酶缺乏 肺气肿 香烟 AHH诱导性 肺癌 变态反应原 特异性反应 哮喘 感染 免疫缺陷 脊椎炎
有2种同酶:
ALDH1
ALDH2
白种人有ALDH1和ALDH2两种同工酶,氧化乙醛的速
度 比 较 快 ; 黄 种 人 中 约 50% 的 人 仅 有 ALDH1 而 无 ALDH2,因此氧化乙醛的速度比较慢,所以多数黄种 人较白种人对酒精耐受性低。
基因突变→血中伪胆碱酯酶活性↓→琥珀 酰胆碱降解速度↓→作用时间↑→引起个体持续 的呼吸肌麻痹。 基因
伪胆碱酯酶
CH2-COOH-胆碱
CH2-COOH-胆碱 琥珀酰胆碱 (有活性)
CH2-COOH
CH2-COOH-胆碱 琥珀酰单胆碱 (无活性)
CH2-COOH
CH2-COOH 琥珀酸
+胆碱
呼吸暂停延长
临床表现:
慢灭活者:易发生多发性神经炎(即周围神
经炎)症状,如麻木针刺感,烧灼感,手足
疼痛,步态不稳。 快灭活者:出现肝脏中毒症状,如:食欲差,
16药物遗传学
基因定位于
4q22
三个基因的表达具有组织器官和时期 的差异性。成人主要是 白种人 为 ADH21 等位基因, 编码 1链,形成 11二聚体; 90%黄种人 为 ADH22 等位基因, 生成 2 链,形成 22 二聚体。
22 的活性 >> 11活性
(succinylcholine sensitivity)
琥珀酰胆碱(succinylcholine) 肌肉松弛药。作用在骨骼肌神经肌肉接 头处,阻断神经冲动到达肌纤维,使骨 骼肌松弛。
琥珀酰胆碱的代谢
伪胆碱酯酶
o o (CH3)3+N-CH2CH2—O-CCH2CH2C-O-CH2CH2-N+(CH3)3
(芳基胺类药物N-乙酰化 ) (异烟肼等灭活)
◆ 酶蛋白分别为 33 kD 、31kD
◆ NAT2基因突变
NAT2常见等位基因
等位基因
NAT2*4 (野生) NAT2*5A (M1) NAT2*6B (M2) NAT2*7B (M3)
位置与突变情况
191G 282C 341T 481C 590G 857G 341C 481T 590A 282T 857A
◆基因突变与酶活性
NAT2*4 (野生) NAT2*5A (M1) NAT2*6B (M2) NAT2*7B (M3) 野生型酶 活性降低 活性降低 活性降低
◆表型(快灭活、慢灭活)的遗传方式
NAT2*4为快灭活型(野生型)等位基因, 其余为慢灭活型等位基因。
快灭活者 —— 异烟肼半衰期45-80分钟。
药物遗传学 Pharmacogenetics
1.什么是药物遗传学?它是研究什么的?
2.药物在题内的代谢是受遗传控制的!!