Pharmacogenomics

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Pharmacogenomics(PGx,药物基因组学)是药理学与 Genomics (基因组学) 的交叉学科,主要研究个体的基因遗传变异如何影响其对药物的反应。其核心理念是将药物治疗从传统的“试错法” (Trial and Error) 转变为“量体裁衣”的 Precision Medicine (精准医疗)。通过检测代谢酶(如 Cytochrome P450 家族)、转运体或药物受体的基因多态性,医生可以预测患者对特定药物的代谢速率(Pharmacokinetics)和敏感性(Pharmacodynamics),从而指导给药剂量、避免严重的 Adverse Drug Reaction (ADR,药物不良反应) 或无效治疗。

Pharmacogenomics
Drug-Gene Interaction (点击展开)
正确的人,正确的药,正确的剂量
学科参数
缩写 PGx
别名 Pharmacogenetics
核心机制 Drug Metabolism (ADME)
关键酶系 Cytochrome P450 (CYP)
临床应用
指南机构 CPIC / DPWG
数据库 PharmGKB
主要目标 Prevent Toxicity
检测类型 Genotyping / WGS

核心机制:你是哪种代谢者?

药物在体内的命运主要由肝脏中的代谢酶(特别是 Cytochrome P450 家族,如 CYP2D6, CYP2C19)决定。基因突变会导致酶活性改变,将人群分为四类代谢表型:

  • Poor Metabolizers (PM, 慢代谢者): 酶活性缺失。药物无法被清除,导致血药浓度过高,引发中毒;或者是前体药物(Prodrug)无法转化为活性形式,导致无效
  • Intermediate Metabolizers (IM, 中间代谢者): 酶活性降低。
  • Extensive/Normal Metabolizers (EM, 正常代谢者): 酶活性正常。
  • Ultra-rapid Metabolizers (UM, 超快代谢者): 酶活性过高。药物被瞬间清除导致无效;或者是前体药物被瞬间大量激活,导致中毒

临床应用:高风险基因对

目前,CPIC (Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium) 已发布了数十个基因-药物对的给药指南。以下是必须关注的经典案例:

药物 相关基因 临床后果与建议
Clopidogrel
(氯吡格雷)
CYP2C19 机制: 前体药物,需 CYP2C19 激活。
风险: 慢代谢者 (PM) 无法生成活性药物,导致支架内血栓。
建议: 换用替格瑞洛 (Ticagrelor)。
Codeine
(可待因)
CYP2D6 机制: 需代谢为吗啡起效。
风险: 超快代谢者 (UM) 会瞬间产生大量吗啡,导致呼吸抑制甚至死亡(儿童尤甚)。
建议: 禁用。
Warfarin
(华法林)
CYP2C9
VKORC1
风险: 极窄治疗窗。特定基因型患者出血风险极高。
建议: 根据基因型调整初始剂量。
Abacavir
(阿巴卡韦)
HLA-B*57:01 风险: 严重的免疫介导超敏反应 (SJS/TEN)。
建议: 强制筛查。阳性者绝对禁用。
5-FU / Capecitabine DPYD 风险: 酶缺乏导致化疗药物无法降解,引发致死性毒性。
建议: 治疗前检测,阳性者减量或换药。

特殊术语:星号等位基因

PGx 使用独特的“星号命名法” (Star Allele Nomenclature) 来描述单倍型:
*1 (Star 1): 通常代表野生型(Wild type),即功能正常的参考序列。
*2, *3, *4...: 代表特定的变异单倍型。例如,CYP2C19*2 是常见的功能缺失 (Loss-of-function) 等位基因,而 CYP2C19*17 则是功能增强 (Gain-of-function) 等位基因。

       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Relling MV, Evans WE. (2015). Pharmacogenomics in the clinic. Nature.
[点评]:该领域的权威综述,详细阐述了药物基因组学从科学发现到临床实施的路径。

[2] Caudle KE, et al. (2017). Evidence and resources to implement pharmacogenetic knowledge for precision medicine. American Journal of Health-System Pharmacy.
[点评]:介绍了 CPIC 指南的制定过程以及 PharmGKB 数据库的使用,是实施 PGx 的操作手册。

[3] Pirmohamed M, et al. (2004). Adverse drug reactions as cause of admission to hospital. BMJ.
[点评]:经典研究,指出 6.5% 的住院由药物不良反应引起,强调了利用 PGx 预防 ADR 的公共卫生意义。

           精准用药体系 · 知识图谱
基础学科 GenomicsPharmacologyMetabolism
关键基因 CYP2D6CYP2C19HLA-BDPYD
相关概念 Adverse Drug Reaction (ADR) • Precision MedicinePre-emptive Testing