药物代谢酶细胞色素P450 2D6的遗传多态性研究进展

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图2 功能性和非功能性CYP2D6等位基因结构图
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药物代谢酶细胞色素P450 2I)6的遗传多态性研究进展徐田雪等
在中国人群中最常见的CYP2D6等位基因是 CYP2D6木10,其在靠近氨基末端的脯氨酸富集区 (PPGP)存在Pr034Ser取代。这会使得产物酶折叠能 力受损并且功能酶的表达也凶此严莺减少。C100T突
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中国抗生素杂志2009年7月第34卷第7期
CYP2D6功能性等位基因
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CYP等位基因的主页http://www.imm.ki.se/
收稿日期:2008-03.18 修回日期:2008一Il—30
基金项目:国家十一五科技重大专项课题(2009ZX09303--005,2008ZX09305--001);国家自然科学基金课题(30472058,30672502);
北京市自然科学基金课题(7062044)。 作者简介:徐田雪。男,生于1978年,在读硕士研究生。
ABSTRACT Cytochrome P450 2 196(CYP2 D6)is an important microsome enzyme in liver which metabolizes
about 20%~25%of drugs used in clinic.And these substrates of CYP2D6 are affected intensively by its genetic polymorphism.In the present article,genetic polymorphism of CYP2D6 and its clinical implications were reviewed.
四分之一左右,因此CYP2D6是CYP酶系中一种非常 重要的药物代谢酶。 1遗传多态性 1.1 CYP2D6等位基因的频发率
人CYP2D位点位于第22号染色体长臂上,由具 有活性的基因CYP2D6、上游无活性的假基因 CYP2D8P和无活性同系序列CYP2D7串联而成,包含 有9个外显子和8个内含子。CYP2D8P和CYP2D7 基因在人体组织中无表达。只有CYP2D6在肝脏或其 它组织(如肠、肾和脑)中表达活性酶,其基因位于染 色体22q13.1。
有野生型的序列。在后来一项分析中发现在内含子6 中一个额外的多态性(2988G>A)与CYP2D6:Ic 41有 关联,这样就可以直接确认这个等位基因。对于导致 等位基因CYP2D6串41蛋白表达水平明显下降的确切 机制仍需详细阐明。近来有证据显示这町能与选择性 拼接有关。CYP2D6水41在整个人群中的频发率接近 8%,并且町以确定所有属于IM表剖的白人中有超过 一半以卜的是CYP2D6,lc 41/木0基冈型。这样,连同 上面讨论过的CYP2D6拳9和CYP2D6木10等位基因, 现在能在遗传卜.预测大部分的IM个体。
具有多态性的CYP2D6等位基因对药物代谢产生 的影响包括导致药物代谢丧失、性质改变及药物代谢 率下降或增强。图1说明其基本分子机制。图2显示 等位基因的分子详图和它们的蛋白产物,以及当前已 经获得的有关这些产物的表型信息。
(1)导致药物代谢能力减弱的常见等位基因 CYP2D6牛9是在一个具有中强代谢(intermediate metabolizer,IM)表型的家族中辨别出来的等位基因, 最初是从一个肝标本中发现的,表达的是一种少量的 变异CYP2D6蛋白。该等位基因显示出缺少第281位 的密码子,并且发现它具有酶促功能。将此突变酶 2136.9(AK281)在昆虫细胞中由莺组杆状病毒表达,其 亚铁血红素的含鼍较低,与野生型蛋白相比其对(+). 丁呋洛尔的体内清除率(CLi。。)也下降。这解释了它 与IM表型的联系∞J。CYP2D6木9等位基因在白人中 的频发率大约是1%一2%。
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表1
主要的人CYP2D6变异等位基因及其分布…
图中产生正常酶和代谢的转录·翻译途径用粗箭头表示,细箭头表示遗传变异途径。图底部显示的例子是产
生相应药物代谢改变的CYP2D6变异等位摹冈。黑色垂直线表示基因界限,从AA表示poly(A)尾。 图l CYP2D6变异等位基因影响人体药物代谢的主要分子机制
CYP2D6,一c 10的频发率超过50%,这使得异喹彬司巴
丁的平均代谢比值(MR)向更高的值转变,同时使得 在这个人群中CYP2D6代跚清除药物的平均代谢清除 率比白人低。
在非洲黑人和美国黑人中频发率最高的CYP2D6 等位基因变异是CYP2D6书17,它的频发率大约是 30%,但是这一等位基冈实际}:在欧洲白人中足缺乏 的,这明显解释了为什么非洲黑人的MR平均值更高。 它产生的酶对可待因和B.肾卜腺受体拈抗剂丁呋洛 尔的体外表观K。比野牛型酶高5倍,该等f矗基因的 携带者也显示出药物代谢能力的下降。CYP2D6串17 等f长基因与CYP2D6霉2一样具有两个非同义突变并 且还有一个额外的突变能导致T10 7I改变。
摘要: CYP2D6是肝脏中重要的药物代谢酶,其代谢的药物占I临床应用药物的20%一25%。其遗传多态性对依赖CYP2D6代 谢的药物具有重要的影响。本文综述了CYP2D6在遗传多态性方面的研究进展及其临床意义。
关键词:CYP2D6;药物代谢;遗传多态性 中图分类号:R969.1;R968 文献标识码:A
KEY WORDS Cytochrome P450 2D6;Drug metabolism;Genetic polymorphism
药物代谢酶的遗传多态性是药物代谢个体差异的 主要原因,该种差异会导致药物对机体产生毒副作用 或者使其疗效发生明显变化。上世纪70年代以来,已 经有超过50种的细胞色素P450(CYP)同工酶被确 定,其中20多种酶是由具有多态性的基因编码的,包 括CYP2D6,CYP2A6,CYP2C9和CYP2C19。CYP2D6 遗传多态性的研究最为全面,已经有超过一百多种 CYP2D6等位基因的变异被确定。这些变异包括点突 变、缺失或插入、基因重排和整个基因的缺失或复制, 最终导致酶活性的增强、减弱或完全缺失。虽然 CYP2D6的含量只占肝脏中所有CYP同工酶的2%一 5%,但是它参与代谢的药物却占所有临床应用药物的
·通讯作者,E.。0l:。。向y。舀。矗。.com:·‘
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药物代谢酶细胞色素P450 2136的遗传多态性研究进展徐田雪等
CYPalleles/列出了当前的63种等位基因以及总数达 107种不同的变异。其中最常见的CYP2D6变异等位 基因包括有CYP2D6水4、CyP2肺木5、CyP21)6宰10、 CYP2D6水17和CYP2196木2×N,它们分布于不同的种 族当中(表1)。 1.2基因多态性
Progress on research for genetic polymorphism of drug metabolic enzyme cytochrome P450 2D6
Xu Tian—xuel,Yang Xin.yil,Zhao Kunl,Zhang Xi—chuan2 and You Xue—ful (1 Institute of Medicinal Biotechnology,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Beijing 100050; 2 Lingyuan First Hospital。Lingyuan 1 22500)
(2)导致超强代谢(ultra—rapid metabolizer,UM)的 等位基因去甲替林超强代谢患者的CYP2D6位点的 分子特征揭示了具有多重副本的等位基因,这些副本 明显是功能性CYP2D6从头到尾方向的融合。 CYP2D6×N等位基因(N包括木J,水2,水35)在北欧 人群中的频发率大约是1%~2%,然而在埃塞俄比亚 和沙特阿拉伯人中观察到更高的频发率(10%一 16%),在西班牙人群中发现介于二者之间的频发率。 对于人类肝脏来说,在一个UM型个体(司巴丁的MR 值为0.07)的肝组织活检中,其基因型是CYP2D6丰1/ 术2×2旧1,发现CYP2D6蛋白和酶活性水平明显升高。 然而,把基因拷贝数日增加作为等位基因复制的结果 只能预测所有UM表型个体中的一部分,大约不超过 20%。LOvlie等【61尝试进一步揭示与不寻常的低MR 值有关的多态性,他们选择了无多重副本等位基因的 UM受试者,并且检测了大约2kb的CYP2D6启动子 序列包括外显子1和内含子l。这次筛选结果中有两 个最有趣的变异,即外显子l的3l G>A(Val¨Met,木 35)和f:述提及的一1584C>G启动子多态性,这两者都 在UM个体中过多地出现。值得注意的是一1584C> G启动子多态性是通过两种不同的方法发现的,这些 方法主要针对lM表型”。和UM表型怕J,说明它可能 对两种表型都有作用。
通过广泛的基因型一表型关系的研究,CYP2D6木 9和CYP2D6串10在白人IM人群中共同所占的比例 大约不超过20%。Raimundo等”。尝试阐明在大部分 人群中IM表型的分子基础,他们进行了系统的突变 分析。最初一共有6个SNPs在CYP2D6启动子区域 被确定,其中一个(一1584C>G)显示与术2等位基因的 功能多态性有关联。在一项家族研究中,CYP2D6,lc 2. 1584G等位基因与司巴丁强代谢(extensive metablizer, EM)表型共分离,而CYP2D6牢2[.1584C]与IM表型 共分离怕J。在此之后CYP2D6木2[-1584C]等位基因 被重命名为CYP2D6,一c41。后来通过对表型分型已经 确定的76个人的肝活组织切片进行检查,并进行基因 型一表犁相关性分析,在该分析中发现CYP2D6水41/ 幸0基因型携带者同CYP2D6晕1/术0或CYP2D6宰2/ 木0基因犁相比,其CYP2D6蛋白和酶活性都显著下 降¨1。然而,表达的差别并不能简单地用.1584C>G 多态性来解释,因为事实上这个低活性的等位基因具
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图中只显示了携带可利用的表型信息的等位基因。9个外显子用方框表示,DNA的多态性在其上方表示(dei表示 缺失,ins表示插入)。下方标明的是翻译终止密码子(ter)和推测的氨基酸改变。开放阅读框架用阴影方框表示。 没有显示静默突变和一些启动子和内含子的多态性,及功能不确定的等位基因。
中国抗生素杂志2009年7月第34卷第7期
·385· 文章编号:1001-8689(2009 l 07-0385-07
药物代谢酶细胞色素P450 21)6的遗传多态性研究进展
徐田雪1 杨信怡1 赵昆1 张喜川2 游雪甫¨ (1中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所, 北京100050; 2凌源市第一人民医院, 凌源122500)
变引起ProNSer变化,它是C凇D6术10的功能性优
势突变,可能也是CYP2D6,lc 36和Cy尸2嘶禾37的功
能性优势突变。对酵母表达p o以及杆状病毒表达的 CyP2历丰10重组蛋白的研究和对人肝脏旧一1的调查 揭示细胞色素P450水平下降f且是仍有残余的酶活性, 这样就解释了为什么CYP2D6半10基凶型的纯合子个 体或者携带CYP2D6丰10/术0基冈型的个体在表型上 是IM而不是弱代谢(poor metabolizer,PM)表型。在 白人中CYP2D6木10等位基因的频发率大约是2%, 占IM表型个体的10%~20%。在东方人群中
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