叙利亚人群 CYP2C9 基因多态性频率研究：为中东地区个性化医疗奠基

为解决中东地区 CYP2C9 基因多态性研究稀缺问题，大马士革大学研究人员开展叙利亚人群 CYP2C9 基因多态性频率研究，发现2 和3 等位基因流行率高。该研究为个性化医疗提供依据，强烈推荐科研读者阅读。

　　

大马士革大学（University of Damascus）药学院的 Weam Aldiban、Majd N. Aljamali、Lama A. Youssef 等研究人员在《BMC Genomics》期刊上发表了题为 “Frequencies of CYP2C9 polymorphisms in a Syrian cohort” 的论文。这篇论文在药物遗传学（pharmacogenetics）和个性化医疗（personalized medicine）领域有着重要意义，它为深入了解叙利亚人群的 CYP2C9 基因多态性频率提供了关键数据，有助于推动基于基因检测的个性化药物治疗在中东地区的应用。

研究背景

肝脏在药物代谢中扮演着核心角色，主要通过 I 相和 / 或 II 相反应进行。其中，I 相反应主要由细胞色素 P450（CYP450）超家族酶介导，这些酶大多存在于肝细胞中，参与氧化和还原反应，增强药物的水溶性，便于其排出体外。

个体对药物反应的差异，既受外在因素如酒精摄入、吸烟、营养、环境和药物相互作用的影响，也与内在因素包括年龄、性别、种族、合并症和基因组成有关。基因变异在解释个体药物代谢动力学（pharmacokinetics，包括药物吸收、代谢、分布和消除）和药效学（pharmacodynamics，药物疗效和有效性）的差异中起着重要作用。

近年来，“个性化医学” 或 “精准医学” 备受关注。这一医学模式通过收集和分析每个患者的个体特征来定制医疗方案，旨在最大化治疗效果，同时最小化药物不良反应（ADRs）。

CYP2C9 是药物代谢中一种极为重要的酶，在肝脏中高表达，负责许多药物的羟基化过程，如 S - 华法林（S-warfarin）、氟西汀（fluoxetine）、苯妥英（phenytoin）、格列齐特（gliclazide）和非甾体抗炎药（NSAIDs）等。然而，CYP2C9 基因具有高度多态性，其编码基因位于 22 号染色体长臂 10q23.33 区域，由 9 个外显子组成，编码 490 个氨基酸的蛋白质。

目前已鉴定出至少 85 种 CYP2C9 星号等位基因，其中超过 20 种单核苷酸变异（SNVs）被证实会影响酶的活性，进而导致对底物药物反应的差异，尤其是对于治疗指数较窄的药物。CYP2C91 是野生型且最常见的等位基因，CYP2C92 和3 则是在欧洲和中东人群中次之的常见等位基因。CYP2C92 在 3 号外显子存在非同义单碱基替换（430 C>T），导致编码蛋白 144 位的精氨酸被半胱氨酸取代（R144C）；CYP2C93 位于 7 号外显子（1075 A>C），引起异亮氨酸到亮氨酸的单氨基酸变化（I1359L）。这两种等位基因会导致酶活性显著降低，CYP2C92 保留 16 - 20% 的活性，CYP2C93 仅保留 4 - 6%，与 CYP2C91 相比差异明显。携带不同 CYP2C9 基因型的个体，药物代谢能力不同，如 CYP2C9*1/1 基因型个体为 “广泛代谢者”，携带一个低酶活性等位基因（CYP2C91/2 或 CYP2C91/3）的个体为 “中间代谢者”，而携带两个功能受损等位基因（CYP2C92/2、CYP2C92/3 和 CYP2C93/*3）的个体则为 “弱代谢者”。

不同种族人群中 CYP2C9 SNVs 的分布存在差异。在非洲后裔中，发现了其他一些频率超过2 和3 的 CYP2C9 等位基因（如 CYP2C9*5、*6、8 和11）。但目前大多数已报道的 85 种 CYP2C9 变异仍被归类为意义不明的变异（VUS），对其功能意义和流行率的了解十分有限。

CYP2C9 基因型与表型的强相关性，促使美国食品药品监督管理局（FDA）等药物监管机构针对多种 CYP2C9 药物底物的安全性和有效性给出建议。例如，CYP2C9 基因分型对于治疗指数窄的 S - 华法林尤为重要，CYP2C92 和3 会显著损害 S - 华法林的代谢，导致弱代谢者在华法林治疗期间出血风险增加，需要调整剂量。此外，对于 CYP2C9*3/*3 患者，使用西波尼莫德（siponimod）存在禁忌。

中东地区，尤其是黎凡特国家，人群种族多样，但对该地区人群药物相关基因（包括细胞色素 P450 相关基因）中 SNVs 流行率的研究却很少。因此，开展这项研究以确定叙利亚人群中 CYP2C9 等位基因变异的频率，具有重要的科学和临床意义。

研究方法

1. 研究对象：该研究为观察性横断面研究，经大马士革大学药学院科研伦理委员会批准（参考编号：1，2016 年 4 月 25 日发布），并获得每位受试者的书面知情同意。研究对象为来自叙利亚两个主要城市（首都大马士革和霍姆斯）的 138 名无血缘关系的叙利亚国民。采集外周血时使用乙二胺四乙酸（EDTA）作为抗凝剂，并将血液样本储存于 -20°C 备用。
2. 基因分型：除聚合酶链反应（PCR）产物测序外，分子实验工作在叙利亚大马士革国家生物技术委员会实验室的药物生物技术系进行。利用 Nucleospin? Blood Quick Pure（Bioke，荷兰）试剂盒，按照制造商的方案从 3 - 5ml 外周血样本中提取基因组 DNA。使用 NanoDrop 分光光度计（Thermo?，美国）评估 DNA 的浓度和纯度，并通过 1.5% 琼脂糖凝胶电泳和溴化乙锭染色（Promega?，美国）验证 DNA 的质量和完整性。
   • 采用 PCR 结合标准桑格测序（Macrogen，韩国）对 CYP2C9 等位基因进行基因分型。PCR 反应混合物包含 20ng 基因组 DNA、0.25μm/l 由 Eurofins（比利时）生产的每种引物以及 2X Master Mix（Genedirex?，台湾）。引物由 MFEPrimer 3.1（iGeneTech?，中国）设计，具体引物序列在论文中有详细展示。
   • 设置不同的 PCR 条件：对于覆盖 CYP2C92 和 3 号外显子其他 SNVs 的 690bp 扩增子，初始变性在 94°C 进行 5 分钟，随后 40 个循环，每个循环包括 95°C 变性 45 秒、46°C 退火 1 分钟和 72°C 延伸 40 秒；对于 CYP2C93 的 105bp 扩增子，初始变性在 94°C 进行 5 分钟，接着 35 个循环，每个循环为 95°C 变性 45 秒、53°C 退火 45 秒和 72°C 延伸 40 秒。PCR 产物与 DNA 分子量标记（Genedirex?，台湾）在 1.5% 琼脂糖凝胶上进行分离。对于有二次扩增产物的样本，从凝胶上切下相关条带，使用 PCR 清洁和凝胶提取试剂盒（GeneDirex?，台湾）进行纯化。
   
   
3. 生物信息学和统计分析：使用 Snapgene? 和 Geneious? 软件分析测序结果。运用社会科学统计软件包（SPSS）25 版进行统计分析，采用基因计数法估计所研究等位基因和基因型的频率。通过卡方检验评估 CYP2C9 基因观察到的基因型分布是否符合哈迪 - 温伯格平衡（Hardy - Weinberg equilibrium），设定统计学显著性水平为 P<0.05。使用卡方检验比较本研究队列与其他人群的等位基因频率，并生成带有颜色梯度的世界地图展示等位基因频率的地理分布。利用 GraphPad Prism? 软件创建图表，展示不同人群中 CYP2C9 表型的频率，采用梯度颜色方案表示频率分布（蓝色表示低频率，绿色表示低于中等频率，黄色和橙色表示中等频率，红色表示高于中等频率，紫色表示高频率）。最后，使用 Haploview? 软件（4.2 版）检测 CYP2C9 等位基因之间的连锁不平衡（LD）。

研究结果

1. 研究对象基本信息：研究队列包含来自大马士革（n = 81，58.7%）和霍姆斯（n = 57，41.3%）的 138 名参与者，男性占研究对象的 56.5%，参与者的平均年龄（± 标准差）为 47.5 ± 15.5 岁。两个城市参与者的人口统计学特征（平均年龄和男女构成）具有可比性，所有比较的 p 值均远大于 0.05，表明研究样本具有同质性。而且，两个城市亚组之间的基因型分布比较未发现统计学差异（P 值 = 0.731），男性和女性的基因型分布也几乎相同（P 值 = 0.94）。
2. 等位基因和基因型频率：不出所料，野生型 CYP2C91 等位基因占主导地位（75.36%），其次是 CYP2C92（14.8%）和 CYP2C93（8.3%）。令人惊讶的是，两名个体（0.72%）携带一个拷贝的 CYP2C941 等位基因（NG_008385.2:g.9059 A>G），一名个体（0.36%）携带一个拷贝的 CYP2C946 等位基因（NG_008385.2:g.9148G>A），而其他研究的 SNVs 在所有研究对象中均未检测到。总体而言，56.5% 的患者基因型为野生型（CYP2C911），43.5% 的患者携带一个或两个 CYP2C92、*3、*41、*46 等位基因。研究队列中观察到的基因型和频率详细列于论文中的表 2。
3. 哈迪 - 温伯格平衡和连锁不平衡：CYP2C92、CYP2C93、CYP2C946 和 CYP2C941 等位基因的观察频率均符合哈迪 - 温伯格平衡，P 值分别为 0.21、0.33、0.95 和 0.9。检测到两个内含子 SNV（2 号内含子中的 rs9332120 和 1 号内含子中的 rs9332119），等位基因频率分别为 12.3% 和 6.1%。值得注意的是，发现 1 号内含子中的 rs9332119 等位基因与外显子 rs1799853（CYP2C9*2）之间存在强关联（D' = 0.78），论文中的图 1 展示了 CYP2C9 基因等位基因的总体连锁不平衡情况。

研究结论与讨论

1. CYP2C9 基因多态性在不同人群中的分布：CYP2C9 参与众多临床重要药物的代谢，但由于其高度多态性，个体间 CYP2C9 表达和活性的差异会导致大量患者药物反应和不良反应的不同。不同种族群体中 CYP2C9 等位基因的分布差异显著，而中东和黎凡特地区人群的相关基因多态性研究较少。本研究首次对叙利亚人群 CYP2C9 多态性频率进行调查，发现 CYP2C92 和 CYP2C93 在叙利亚人群中的流行率较高（分别为 14.8% 和 8.3%），与高加索人报道的流行率相近甚至略高。
   • 与周边人群相比，叙利亚人群中 CYP2C92 的流行率与黎巴嫩人（15.4%）、巴勒斯坦人（13.6%）、约旦人（13.5%）和土耳其人（13%）相似，但与伊朗人差异较大，伊朗人 CYP2C92 的流行率高达 25%。在阿拉伯海湾国家，CYP2C92 的频率较低，如阿联酋（7.2%）、阿曼（8%），沙特阿拉伯为 11.7%。在北非阿拉伯国家，摩洛哥（8%）和埃及（11.7%）的 CYP2C92 频率也较低。在欧洲，南欧地区 CYP2C92 的分布与东地中海地区相似，意大利（12.6%）、西班牙（14.3%），法国略高为 16%，北欧国家频率相对较低，俄罗斯（11.8%）、英国（11%）、瑞典（10.7%）。在撒哈拉以南非洲和东亚，CYP2C92 的频率极低，在一些撒哈拉以南国家如贝宁、加纳和莫桑比克几乎不存在（0%），在其他一些非洲国家如埃塞俄比亚不超过 4.3%，在印度为 4.6%，在中国和日本分别低至 0.1% 和 0%。在南美洲和中美洲国家，CYP2C92 的流行率差异较大，阿根廷为 26%，巴西为 10.6%，墨西哥为 8%。北美人群由于种族混合，CYP2C92 频率与欧洲人相当（14.6%）。
   • CYP2C93 等位基因在叙利亚人群中的频率（8.3%）与高加索人（7.1%）相近，与周边的黎巴嫩人（7.8%）、约旦人（6.8%）以及其他阿拉伯人群如沙特人（9.2%）、埃及人（9.1%）相似，但低于土耳其人（15%）。在欧洲国家中，西班牙的 CYP2C93 流行率最高（16.2%），意大利（9.7%）、英国（8.5%）、法国（8%）、瑞典（7.4%）的频率较低，俄罗斯低至 5%。在东亚，CYP2C93 的流行率虽高于2，但在日本和中国分别仅为 2.3% 和 2.9%。在南亚，巴基斯坦（7.5%）和印度（12.2%）的 CYP2C93 频率相对较高。在非洲，CYP2C93 的流行率全球最低，在埃塞俄比亚不超过 3.2%，在莫桑比克为 1%，在一些撒哈拉以南国家如贝宁和加纳几乎为 0%。在南美洲，阿根廷的 CYP2C9*3 流行率较低（3%），巴西（6%）为其两倍，墨西哥（6.6%）和北美（7%）的频率有所增加。
   
   
2. 罕见等位基因的发现：本研究在 138 名研究对象中，发现三名个体携带罕见的 CYP2C941（n = 2，0.72%）或46 等位基因（n = 1，0.36%）。这是首次在非中国人群中报道这两个等位基因，且其频率高于中国人群（分别为 0.047% 和 0.024%）。CYP2C941 在 3 号外显子存在赖氨酸到精氨酸的交换，CYP2C946 在同一外显子存在丙氨酸到脯氨酸的交换。体外研究表明，以双氯芬酸为底物，与 CYP2C91/1 对照相比，CYP2C946 等位基因导致酶活性降低 70%，而 CYP2C941 等位基因与野生型等位基因相比酶活性无明显差异。在体内研究中，有案例报告携带 CYP2C9*1/*46 基因型的华法林患者，为达到安全有效的治疗，华法林剂量需减少 62% 。
3. 内含子 SNV 与临床意义：本研究中检测的内含子 SNV（rs9332120）频率为 12.3%，不太可能对 CYP2C9 酶的功能或表达产生影响。而 1 号内含子中的 rs9332119 与 CYP2C92（rs1799853）紧密关联，其频率（6.1%）低于 Venestra 等人在 192 名白种人受试者中报道的 11%。这种关联对于解释携带 rs9332119 的个体对华法林低剂量需求的争议具有重要意义，因为他们同时携带 rs1799853（CYP2C92）等位基因，导致酶功能降低或丧失。
4. 对临床用药的启示：根据本研究对观察到的基因型对 CYP2C9 代谢表型的功能推断，叙利亚人群中正常代谢者（NMs）占比最多，为 56.5%，其次是中间代谢者（IM）和弱代谢者（PM），分别占 36.2% 和 5%。这一流行率与欧洲人、其他中东人群和南亚人相似，但与东亚人差异较大，东亚人群中超过 90% 为正常代谢者，其余为中间代谢者。
   • 弱代谢者和中间代谢者在使用治疗指数窄的药物时，更容易出现不良反应和毒性，如华法林引起的出血、格列吡嗪导致的低血糖、苯妥英相关的神经毒性、严重皮疹和肝毒性，以及使用非甾体抗炎药时胃肠道出血、高血压和心肌梗死的风险增加。本研究数据表明，高达 43.5% 的叙利亚患者在接受常规剂量的华法林、苯妥英、格列吡嗪、非甾体抗炎药等 CYP2C9 药物底物治疗时，可能