药物基因组学和心血管药物发现

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① 生产更有效的药物:制药公司根据与基因和疾病相关的蛋白、 生产更有效的药物:制药公司根据与基因和疾病相关的蛋白、酶和核苷 酸分子制造药物。这将加速药物的发现, 酸分子制造药物。这将加速药物的发现,生产出对疾病更具有靶向性 的药物。 的药物。 ② 治疗开始就选用更好、更安全的药物:与标准的药物试验方法不同,医 治疗开始就选用更好、更安全的药物:与标准的药物试验方法不同, 生从开始就能够分析患者的遗传特性选择最合适的药物。 生从开始就能够分析患者的遗传特性选择最合适的药物。不仅能发现 有效药物,而且,能缩短筛选有效药物时间、增加药物的安全性、 有效药物,而且,能缩短筛选有效药物时间、增加药物的安全性、减 少药物的副作用。 少药物的副作用。 ③ 准确的确定用药剂量:目前根据体重、 准确的确定用药剂量:目前根据体重、年龄确定药物剂量的方法将被根 据个人的遗传特性— 据个人的遗传特性—药物在机体的代谢的过程和时间确定药物剂量而 取代。这将最大限度发挥药物的治疗价值减少药物的剂量。 取代。这将最大限度发挥药物的治疗价值减少药物的剂量。
2.1 心血管药物基因组学与高血压治疗
肾素-血管紧张素系统 基因携带α肾素 血管紧张素系统(RAA)基因携带 内收蛋白 血管紧张素系统 基因携带 内收蛋白Trp460 杂合突变 纯合突变患者, 的高血压患者的血浆平均肾素活性低于 Trp460 纯合突变患者,低 肾素性高血压患者对利尿疗法的敏感性明显高于正常或高肾素性高 血压,利尿剂的抗高血压作用与肾素 血管紧张素 醛固酮( 血管紧张素血压,利尿剂的抗高血压作用与肾素-血管紧张素 醛固酮(RAS) ) 系统的调节活性程度呈负相关, 系统的调节活性程度呈负相关, 推测该系统基因可用于预测血压 的变化。有研究显示, 的变化。有研究显示,血压对饮食摄入钠的应答与编码血管紧张素 原和血管紧张素转换酶(ACE)基因相关,基因变异与限制钠摄入后 基因相关, 原和血管紧张素转换酶 基因相关 的血压恢复密切相关。 的血压恢复密切相关。
2.2 药物基因组学与降脂和冠状动脉粥样硬化性心脏病
apo E基因多态性与个体间降脂疗效的差异呈背景依赖性相关(context基因多态性与个体间降脂疗效的差异呈背景依赖性相关( 基因多态性与个体间降脂疗效的差异呈背景依赖性相关 dependent association)。胆固醇对 羟基 甲基戊二酰辅酶 )。胆固醇对 羟基-3甲基戊二酰辅酶 )。胆固醇对3-羟基 甲基戊二酰辅酶(HMG-COA) 还原酶的反应和apo E基因多态性的相关性见于男性患者而女性患者则无 还原酶的反应和 基因多态性的相关性见于男性患者而女性患者则无 这种相关性。提示遗传因素对药理作用的干预可能有性别特异性。 这种相关性。提示遗传因素对药理作用的干预可能有性别特异性。男性 家族性高脂血症( )的患者中,洛伐他汀在降低总胆固醇和LDL-胆固 家族性高脂血症(FH)的患者中,洛伐他汀在降低总胆固醇和 胆固 醇方面,携带 等位基因的患者的疗效不及携带e3 醇方面,携带apo e4等位基因的患者的疗效不及携带 和/或e2等位基因 等位基因的患者的疗效不及携带 或 等位基因 的患者。同样,会萃分析发现携带 等位基因的患者比 等位基因的患者比e3等位基因的患者 的患者。同样,会萃分析发现携带e2等位基因的患者比 等位基因的患者 普伐他汀降低LDL-胆固醇的疗效显著,携带e4等位基因的患者对药物的 胆固醇的疗效显著,携带 等位基因的患者对药物的 普伐他汀降低 胆固醇的疗效显著 反应明显降低。 反应明显降低。
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2. 心血管病药物基因组学
心血管病药物基因组学的目标是引导心血管药 物的发展和选择达到理想的治疗效果同时减少 毒副作用。 毒副作用。
2.1 心血管药物基因组学与高血压治疗
药物动力学机制在决定个体对抗高血压药物应答变化中 的重要作用现在已被广泛使用。例如剂量-效应关系对 的重要作用现在已被广泛使用。例如剂量 效应关系对 现代抗高血压药物来说意义较大。 现代抗高血压药物来说意义较大。鉴定影响血压应答药 效学决定簇的基因已经是人们的主要兴趣。 效学决定簇的基因已经是人们的主要兴趣。应用候选基 因和基因组扫描方法已在这方面取得一些进展。 因和基因组扫描方法已在这方面取得一些进展。
药物基因组学和心血管药物发现
1.概 1.概 述
1.1 药物基因组学的概念及意义 药物基因组学( pharmacogenomics) 是研究个体遗 药物基因组学 ( ) 传特性对药物反应影响的一门科学。 传特性对药物反应影响的一门科学 。 它来源于药理学 和基因组学两个名词, 因此, 和基因组学两个名词 , 因此 , 反映药学与遗传学之间 的相互作用。 的相互作用 。 用于研究基因变异所致的不同患者对同 一药物的不同反应, 一药物的不同反应 , 并在此基础上研制新的药物和新 的用药方法。 的用药方法。
2.1 心血管药物基因组学与高血压治疗
RAS系统的活性及相继的血管紧张素 的活性在正常生理功能和心脏病和 系统的活性及相继的血管紧张素II的活性在正常生理功能和心脏病和 系统的活性及相继的血管紧张素 肾脏病的进展方面均起着重要的作用。血管紧张素 的活性受 的活性受AT-1受体的 肾脏病的进展方面均起着重要的作用。血管紧张素II的活性受 受体的 调节,包括血管收缩、加压反应、肾小管钠离子转运和醛固酮分泌。 调节,包括血管收缩、加压反应、肾小管钠离子转运和醛固酮分泌。 RAA基因多态性被认为是决定原发性高血压预后的遗传基础。血管紧张 基因多态性被认为是决定原发性高血压预后的遗传基础。 基因多态性被认为是决定原发性高血压预后的遗传基础 素原(AGT),血管紧张素I-转换酶 ,血管紧张素 -转换酶(ACE)和血管紧张素 1型受体 和血管紧张素II 型受体(AT-1) 素原 和血管紧张素 型受体 与抗高血压疗效的不同有关。 受体参与血管紧张素II(Ang II)的缩血 与抗高血压疗效的不同有关。AT-1受体参与血管紧张素 受体参与血管紧张素 的缩血 管作用和正性肌力作用。 是编码AT-1受体的基因。至少 受体的基因。 管作用和正性肌力作用。AGT1R是编码 是编码 受体的基因 至少AT-1多态 多态 性表现在AGT1R基因。特别是+1166 A/C多态性与原发性高血压的严重类 基因。特别是 性表现在 基因 多态性与原发性高血压的严重类 型有关。 型有关。
1.2 药物基因组学的研究内容
药物基因组学是基于药物反应的遗传多态性 ( polymorphism) 提出的 , 它通过研究病人对药物的反 ) 提出的, 应如何受基因影响, 应如何受基因影响 , 而解决为什么不同的病人对同一种药 物有不同反应这一临床难题。 物有不同反应这一临床难题 。 药物基因组学研究的内容主 要是:研究药物代谢酶基因多态性、 药物受体基因多态性、 要是 : 研究药物代谢酶基因多态性 、 药物受体基因多态性 、 药物转运蛋白基因多态性与药效学、 药代动力学、 药物转运蛋白基因多态性与药效学 、 药代动力学 、 药物安 全性之间的关系。 全性之间的关系。 药物基因组学使按照个体需要制造出适应每个人遗传特性 的药物成为可能。 它将传统药学与基因、 的药物成为可能 。 它将传统药学与基因 、 蛋白和单核苷酸 多态性相关知识结合与一体, 多态性相关知识结合与一体 , 研究重点是基因多态性与药 物作用之间的关系。 物作用之间的关系。
1.4 药物基因组学的优越性
④ 早期筛查疾病: 早期筛查疾病:了解一个人的遗传编码将能使其在幼年时就采取适 合自己的生活方式和生活环境, 合自己的生活方式和生活环境,避免或减少遗传疾病的严重程度 。另外,了解疾病的易感性可以监测疾病发生发展的过程,在最 另外,了解疾病的易感性可以监测疾病发生发展的过程, 合适的时间进行治疗取得最大疗效。 合适的时间进行治疗取得最大疗效。 ⑤ 产更 ,具 现 系统 会 感 , 、更 :/ / 处 、稳 、 遗传 质DNA RNAk k 险 。 。 够激
2.2 药物基因组学与降脂和冠状动脉粥样硬化性心脏病
代谢。 研究发现他汀类降脂药大多经肝脏细胞色素酶 P-450代谢。 代谢 Mulder等对 例高胆固醇血症的患者研究了 等对88例高胆固醇血症的患者研究了 等对 例高胆固醇血症的患者研究了CYP2D6多态性与辛伐他汀的疗效 多态性与辛伐他汀的疗效 及耐受性之间的关系。发现 具有2个有缺陷的 个有缺陷的CYP2D6 等位基因的患者在 及耐受性之间的关系。发现4/5 具有 个有缺陷的 低剂量时胆固醇水平就明显下降,每日每毫克辛伐他汀降低 低剂量时胆固醇水平就明显下降 每日每毫克辛伐他汀降低0.23 mmol/L胆固醇 每日每毫克辛伐他汀降低 胆固醇 ,并出现了严重的副作用而被迫停药 。28例CYP2D6 基因发生一个突变的患 例 例不能耐受治疗, 者13例不能耐受治疗,每毫克辛伐他汀降低胆固醇水平 例不能耐受治疗 每毫克辛伐他汀降低胆固醇水平0.20 mmol/L。 。 1例CYP2D6 基因多个突变的患者每日服用 40mg辛伐他汀,每毫克辛伐他 例 辛伐他汀, 辛伐他汀 汀仅降低胆固醇水平0.01 mmol/L。54例野生型纯合子患者因不能耐受而停药 汀仅降低胆固醇水平 。 例野生型纯合子患者因不能耐受而停药 的仅9例 每毫克辛伐他汀降低胆固醇0.10 mmol/L。由此可见,CYP2D6基因 的仅 例, 每毫克辛伐他汀降低胆固醇 。由此可见, 基因 多态性对辛伐他汀降低胆固醇的疗效有影响。 多态性对辛伐他汀降低胆固醇的疗效有影响。
1.3 药物基因组学的研究方法
构建全基因组多态性图谱。 构建全基因组多态性图谱。 发现疾病和药物反应表型差异与基因多态性的统计学上 的关联性。 的关联性。 根据基因多态性和患者表型进行疾病易感性和药物反应 分类。 分类。 在临床上针对易感人群进行疾病防治。 在临床上针对易感人群进行疾病防治。
1.4 药物基因组学的优越性
1.4 药物基因组学的优越性
⑥ 改进药物发现及其审批过程:制药公司将更容易应用基因靶标发现 改进药物发现及其审批过程 制药公司将更容易应用基因靶标发现 治疗药物。 治疗药物。过去失败的药物作为候选可以重新作为适合少数患者 的用药。由于试验是在特异性遗传性状的人群中进行, 的用药。由于试验是在特异性遗传性状的人群中进行,因此可以 最大限度地提高成功率,将加速药物的审批过程。 最大限度地提高成功率,将加速药物的审批过程。同时减低临床 药物试验的费用和危险性。 药物试验的费用和危险性。 ⑦ 减少总医疗费用:通过减少药物的副作用, 减少总医疗费用 通过减少药物的副作用,减少不合适药物的临床 通过减少药物的副作用 试验的次数,缩短药物的审批时间,缩短患者的用药时间, 试验的次数,缩短药物的审批时间,缩短患者的用药时间,减少 筛选有效药物的种类, 筛选有效药物的种类,减少疾病对人体的危害和增加药物靶标的 可能范围,从而减少医疗费用。 可能范围,从而减少医疗费用。
2.1 心血管药物基因组学与高血压治疗
α-内收蛋白基因 内收蛋白基因是肌动蛋白 膜收缩蛋白组合的 异二聚体蛋白, 内收蛋白基因: 内收蛋白基因是肌动蛋白- 膜收缩蛋白组合的α/β异二聚体蛋白 异二聚体蛋白, 内收蛋白基因 参与信号转导。 有人对法国人和意大利人两个人群进行了三方面的研究: 参与信号转导。 有人对法国人和意大利人两个人群进行了三方面的研究: 1)在法国人中利用微卫星技术应用同胞对连锁分析,发现α-内收蛋白基因位点 )在法国人中利用微卫星技术应用同胞对连锁分析,发现 内收蛋白基因位点 与原发性高血压有显著连锁关系。 )法国人和意大利人两个人群进行病例— 与原发性高血压有显著连锁关系。2)法国人和意大利人两个人群进行病例 对照研究,发现在高血压患者中的 对照研究,发现在高血压患者中的460Trp 突变频率明显高于正常血压者 ),将数据汇集统计学处理发现 (意大利人P=0.009,法国人 意大利人 ,法国人=0.01),将数据汇集统计学处理发现,等位基因频率与 ),将数据汇集统计学处理发现, 高血压仍显著相关( 携带1个或 高血压仍显著相关( P=0.0003), 说明无国家间差异 。携带 个或 1 ), 个以上突变等位基因的人患高血压的风险明显高于不携带突变基因的人 ,归因危险度很大,从汇集后的数据中得到的人群归因危险度(PAR)为18%。 归因危险度很大,从汇集后的数据中得到的人群归因危险度( ) 。 3)在高血压患者中进行的急性盐敏感试验中,发现携带1个突变等位基因患者对钠平衡 在高血压患者中进行的急性盐敏感试验中,发现携带 个突变等位基因患者对钠平衡 在高血压患者中进行的急性盐敏感试验中 的改变有更高的敏感性,且血浆呈低肾素活性。突变的纯合子也表现同样的性质。 的改变有更高的敏感性,且血浆呈低肾素活性。突变的纯合子也表现同样的性质。在 用双氢克尿噻进行长达2个月的利尿治疗中, 用双氢克尿噻进行长达 个月的利尿治疗中,杂合型高血压患者平均动脉压的下降较 个月的利尿治疗中 野生型明显。提示 内收蛋白与盐敏感性原发性高血压相关联。 野生型明显。提示α- 内收蛋白与盐敏感性原发性高血压相关联。
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