综述
细胞色素P450 2C9酶参与的药物代谢及临床应用
摘要：细胞色素P450是一种重要的氧化代谢酶，参与多种重要药物的代谢。P450具有基因多态性，对药物的代谢呈现明显的差异，关于P450 2C9的临床问题在药物的研究中也起到了至关重要的作用，本文主要综述了细胞色素P450 2C9参与的药物代谢及其临床应用。
关键词：细胞色素P450、 2C9、药物代谢、华法林、基因多态性
CYP 2C9酶是CYP2 亚族中含量最丰富的酶, 也是人类第一个得到结晶和分析反应底物的CYP 。CYP 有特异的催化底物, 主要由抗凝剂华法林( warfarin) 、各种弱酸性药物如苯妥英(phenytoin) 、甲苯磺丁脲(tolbutamide) 、洛沙坦、托塞米, 还有许多非甾体类抗炎药, 如布洛芬、双氯芬酸和萘普生等。CYP 2C9能转化或活化许多种药物、前致癌物、前毒物和致突变剂, 催化约12%的临床常用药物，所以CYP 2C9 的活性在药物的代谢中占有非常重要的位置。尽管CYP
2C9 在体内能促进或抑制这些药物的代谢, 但是在正常人群却有明显的个体差异, 这些差异可能是由于CYP 2C9 基因的表达或基因型的差别引起, 特别是对一些治疗剂量范围较窄的药物, 由于CYP 2C9
存在遗传多态性, 在用药时必须考虑由于CYP 2C9 的基因多态性对药物代谢产生的不同影响, 这样才能更好地保证用药的安全性[1]
CYP 2C9具有遗传多态性，在药物代谢方面的作用正在被越来越多的研究者所重视。甲苯磺丁脲是目前最常用的CYP2C9 的探针药之一，用于检测人体内的CYP2C9酶活性。甲苯磺丁脲几乎由CYP2C9 唯一途径催化，甲基羟基化形成羟基甲苯磺丁脲，随后进一步由醇和醛脱氢酶氧化形成羧基甲苯磺丁脲[2]。
1、细胞色素P450 2C9酶参与的药物代谢
1.1、主要由细胞色素P450 2C9代谢的药物
目前由CYP2C9代谢的药物主要有抗炎镇痛药、抗癫痫药、降血糖药等。其中，由CYP2C9代谢的抗炎镇痛药物主要有双氯芬酸、布洛芬、萘普生、吡罗昔康、甲芬那酸、氟比洛芬和吲哚美辛;抗癫痫药物有苯妥英和卡马西平;降血糖药物有甲苯磺丁脲、格列吡嗪、格列本脲和格列美脲。其他药物包括氯沙坦、厄贝沙坦、沙拉塞米、他莫昔芬、屈大麻酚、阿米替林和华法林等。由于苯妥英、华法林和甲苯磺丁脲的安全范围很窄所以酶的活性是影响这些药物在个体中的代谢动力学参数的主要因素[3]。
1.2、不同底物对CYP 2C9基因型的药物代谢的影响
近年来底物药物对CYP2C9活性诱导机制的研究取得不少进展。利福平和苯巴比妥能在体内诱导CYP2C 亚家族的代谢,Morel 等报道在人类原代肝细胞中, 用利福平、地塞米松和苯巴比妥处理后,
CYP2C 蛋白和mRNA的表达水平均上升。也有研究证明在人类原代肝细胞中苯巴比妥、利福平和地塞米松均能上调CYP2C8、CYP2C9、CYP2C19
的转录水平[4] 。最近的研究表明PXR( 孕烷活化受体) 、GR(糖皮质激素受体)、CAR(构成性雄烷受体)能调节CYP2C9表达。Sabine 等在人类肝细胞中采用诱导剂能在mRNA及蛋白水平诱导CYP2C9的表达。基因缺失分析显示在CYP2C9的调控区( + 21 到-2088) 存在两种不同核激素受体结合的功能性反应元件、糖皮质激素受体反应元件( - 1648/
- 1684) 和结构性雄烷受体反应元件, 据报道糖皮质激素反应元件位于不完全回文- 1662/- 1676 序列中, 而在- 1803/ - 1818 序列鉴别的DR4 配体分别被糖皮质激素受体、hCAR 和PXR 受体激活。这些功能性元件的鉴别对于地塞米松、利福平及苯巴比妥诱导CYP2C9
提供了一个合理的解释。
1.3、 CYP 2C9基因多态性与药物代谢的关系
1.3. 1 口服抗凝血药(oral anticoagulants)
Tai G等研究表明CYP 2C 9 3 1 /3 11 个体与野生型相比对华法令的维持剂量减少33%[5]。
1.3. 2 口服降血糖药(oral antidiabetics)
甲苯磺丁脲( Tolbutamide)是临床常用的磺酰脲类降血糖药,其治疗指数低、安全范围较窄,因此其代谢多态性尤其得到重视。等用酵母cDNA表达系统证明, 与野生型CYP2C93*1 相比, CYP2C9 3 3 对甲苯磺丁脲有较低的催化活性和较低的亲合力。在研究中对格列本脲和格列美脲的血糖反应都没有重要影响,而在摄取格列本脲后胰岛素分泌受试者中3 3 /3 3 较其他基因型高[6] 1.3.3 抗惊厥药( anticonvulsants)
苯妥英在治疗剂量下由P450 2C9代谢。AllabiAC等的研究表明黑人中CYP2C93 5, 3 6, 3 8 和3 11与苯妥英的代谢下降有关。由众多的实验我们不难得出结论: CYP2C9的突变显著降低苯妥英的代谢。
1.3. 4 非类固醇类抗炎药( nonsteroidal anti2 inflammatory
drugs)
体外实验显示CYP2C9可能是S2依布洛芬主要的羟化酶。口服S2依布洛芬清除率与CYP2C9基因型有关: CYP2C9 3 1 /3 1, 3 1 /3 3和3 3
/3 3携带者分别为: 3. 25, 2. 38和1. 52 L /h,而与CYP2C93 2突变体无明显关系[7]。
1.3. 5 抗高血压药( antihypertensive drugs)
一个基因型为CYP2C93 3等位基因纯合子的氯沙坦弱代谢者将给药剂量的不到1%转化为活性代谢产物E3174,此个体还证实其甲苯磺丁脲、苯妥英的代谢水平较低, 且其CYP2C9 功能缺陷及CYP3A4活性正常[14] BabaogluMO等在土耳其人的实验中发现CYP2C93 3在氯沙坦的代谢中活性明显较低,而CYP2C93 2的功能影响不大[8]。
1.3. 6 抗肿瘤药( antineop lastic drugs)
Chang TK 等在酵母菌表达系统中表达CYP2C9的6个变异体, 发现它们在环磷酰胺的代谢中表现不同的酶活性。His276Gly突变导致Vmax和Km升高,其结果对催化活性影响不大, Arg144Cys 和Thy358Cys突变对酶的催化活性影响很小或基本无影响。野生型CYP2C9 酶催化环磷酰胺的Km值比突变型低。
2、细胞色素P450 2C9的临床问题
关于P450 2C9的临床问题在药物的研究中起到了至关重要的作用，因为2C9 酶能够氧化相当一部分药物。尽管它的多态性没有像P450 2C19 和 P450 2D6一样引起大家的关注，但是在合理和安全用药上的问题还是很值得研究的。
普遍认为P450 2C9的问题还是比较多的，因为它在生物利用度上也有非常重要的地位，但是，估计在药代动力学的活性问题上从实验数据上看依旧不是不重要。最近Houston也对P450 2C9的问题进行了研究[9]。Goldstein 已经对P450 2C的基因多态性与临床的关系进行了系统的研究，其中最相关的之一包含了一种有相当低的治疗作用的华法林[11]。(R)-华法林是被P450 1A2 (6- 和8-羟基) 和 P450 3A4
(10-羟基)氧化的, (S)-华法林主要是被P450 2C9(7-羟基)氧化的[11].
(S)- 华法林的新陈代谢与(R)-华法林形成竞争抑制，但是相反的话就没有这种情况了[10]。由于通过*2和*3 的变异而减少催化剂的效率，P450 2C9对 (5)-华法林的羟基化作用也是个问题[12]， 不同表现在于是给定一个剂量改变华法林的毒性（出血）或改变华法林的最佳剂量[24~25]。这个问题已经延伸到了醋硝香豆素的类似物上。生理学原则上是基于已经应用在不同个体基因型的差异对华法林改变的风险的药代动力学模型这种努力可能会作为其他对P450变异性的风险估计实验数据的转换努力的范例。
甲苯磺丁脲羟基化的另一个表现在于P450 2C9在临床药理学体外研究中引起高度重视。从某种意义上说，这是相当合乎逻辑的，因为甲苯磺丁脲在体外的工作是由体内的发现而来的。
在其他的涉及到P450 2C9的临床相关研究中，也已报道了预测其基因型与和高血压有反应的药物厄贝沙坦的关系[19]， 与P4502C9基板有关（和前药氯沙坦）[19]尽管P450 2C9包含了双氯芬酸的代谢，与观察到的双氯灭痛性肝炎的案例表现出的基因型无关[19]。
关于P450 2C9代谢的最后一个问题是可能与患癌症的风险相关。尽管一些反应可以解毒，一些致癌物质还是作为了基质。CYP 2C9 SNPs已经分析了结肠癌的反应，关于此研究已经建立一个团队，但是随后就没再有研究了[18]，而一些其他的关于CYP 2C9 SNPs肺癌的研究并没有团队创立。
3.总结与展望
CYP2C9 在药物代谢中具有重要的作用, 其遗传多态性的特点是构成某些药物代谢个体和种族差异的基础。对CYP2C9基因多态性的研究, 不仅有助于阐明药物代谢的个体差异的遗传分子基础, 而且可通过对基因多态性信息的掌握, 促进临床合理化用药和个体化用药,
同时也可以在某些疾病的发病机理的研究中及在某些疾病的预防、治疗中发挥作用。大量的研究工作已经证实了许多药物与CYP 2C9间存在着密切的关系。继续研究CYP 2C9在众多中西药物代谢中的作用,有助于合理解释和预测临床上药物间相互作用、药物不良反应等方面的内容;同时又可以选择适当的药物作为探针来评价CYP 2C9的活性,为实现临床个体化给药提供科学依据。
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