遗传因素与临床用药.ppt
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1、遗传因素与临床用药遗传因素与临床用药 一、遗传药理学概况一、遗传药理学概况 同同一一种种药药物物在在不不同同动动物物或或人人体体上上作作用用,可可有有“量量”或或“质质”的差异:的差异:个体差异个体差异(individual variation)individual variation)个体间差异个体间差异个体间差异个体间差异 个体内差异个体内差异个体内差异个体内差异量反应量反应量反应量反应 质反应质反应质反应质反应高敏性高敏性高敏性高敏性耐药性耐药性耐药性耐药性特殊药理反应特殊药理反应特殊药理反应特殊药理反应(特异质反应)特异质反应)同一个体的不同时同一个体的不同时同一个体的不同时同一个体的
2、不同时期出现明显不同的期出现明显不同的期出现明显不同的期出现明显不同的药代动力学参数药代动力学参数药代动力学参数药代动力学参数1.1.种属差异种属差异:反应停对人和兔致畸,对大鼠则否。:反应停对人和兔致畸,对大鼠则否。2.2.种族差异种族差异:慢乙酰化者,爱斯基摩人:慢乙酰化者,爱斯基摩人5%5%,埃及人,埃及人83%83%。-异烟肼异烟肼3.3.个体差异个体差异:普萘洛尔在不同的个体治疗量可相差:普萘洛尔在不同的个体治疗量可相差1515倍之多。倍之多。测定同卵双生子和异卵双生子的药物浓度或药物测定同卵双生子和异卵双生子的药物浓度或药物反应,进行研究:反应,进行研究:同卵双生子同卵双生子-药物
3、代谢速度十分近似;药物代谢速度十分近似;异卵双生子异卵双生子-药物代谢速度有明显差异药物代谢速度有明显差异.一、遗传药理学概况一、遗传药理学概况 应用双生子研究三应用双生子研究三应用双生子研究三应用双生子研究三环类抗抑郁药环类抗抑郁药环类抗抑郁药环类抗抑郁药去甲去甲去甲去甲替林替林替林替林的血药浓度表的血药浓度表的血药浓度表的血药浓度表 明,明,明,明,同卵双生子间同卵双生子间同卵双生子间同卵双生子间的药物浓度相差极的药物浓度相差极的药物浓度相差极的药物浓度相差极微微微微,而异卵双生子,而异卵双生子,而异卵双生子,而异卵双生子之间的血药浓度可之间的血药浓度可之间的血药浓度可之间的血药浓度可相差
4、甚大。同样,相差甚大。同样,相差甚大。同样,相差甚大。同样,安替比林和双香豆安替比林和双香豆安替比林和双香豆安替比林和双香豆素的血浆半衰期在素的血浆半衰期在素的血浆半衰期在素的血浆半衰期在同卵双生子之间相同卵双生子之间相同卵双生子之间相同卵双生子之间相差甚微,而异卵双差甚微,而异卵双差甚微,而异卵双差甚微,而异卵双生子之间可相差数生子之间可相差数生子之间可相差数生子之间可相差数倍。倍。倍。倍。对于同一种属,不同种族对于同一种属,不同种族/品种、不同个体也品种、不同个体也有不同反应,这叫有不同反应,这叫个体差异个体差异(interindividual interindividual variat
5、ionvariation)。)。基因基因是人体对药物、毒物和激素等产生反应的是人体对药物、毒物和激素等产生反应的最基本的调控因子最基本的调控因子,也是决定这些物质各种代谢酶也是决定这些物质各种代谢酶活性表达的基础。因而活性表达的基础。因而基因基因是药物体内代谢与机体是药物体内代谢与机体反应的反应的决定因素决定因素。遗传因素和非遗传因素共同影响遗传因素和非遗传因素共同影响着人体内的药物处置和效应。遗传因素是非遗传因着人体内的药物处置和效应。遗传因素是非遗传因素的基础。素的基础。遗传因素对机体的影响:遗传因素对机体的影响:药动学影响:药动学影响:遗传因素对药物在体内吸收、分布、代谢遗传因素对药物在
6、体内吸收、分布、代谢和排泄的影响。和排泄的影响。药效学影响:药效学影响:组织、器官、细胞、受体的遗传因素使药组织、器官、细胞、受体的遗传因素使药物在体内产生不同的反应。物在体内产生不同的反应。遗传药理学的临床意义遗传药理学的临床意义1.1.由由遗遗传传因因素素造造成成药药动动学学和和药药效效学学缺缺陷陷,为为临床个体化用药提供了理论依据。临床个体化用药提供了理论依据。2.2.由由于于药药动动学学和和药药效效的的个个体体差差异异,引引进进新新药药时要有本国药动学参数。时要有本国药动学参数。3.3.新药开发:要有本国临床药理学数据。新药开发:要有本国临床药理学数据。4.4.对对某某些些疾疾病病,特
7、特别别是是癌癌症症的的临临床床治治疗疗提提供供指导。指导。基本概念基本概念n表型和基因型n遗传药理学多态性n单基因遗传n多基因遗传n单核苷酸多态性表型和基因型n表型:在环境影响下,由基因型产生的机体物理表现和可见性状,具有可见的表现或可以定量的生物学指标。n基因型:储有遗传信息的储有遗传信息的储有遗传信息的储有遗传信息的DNADNA片段称为基因。片段称为基因。片段称为基因。片段称为基因。生物机体的遗传学结构,反映个体差异的根本原因。n表型由基因型决定,但又受环境因素的影响。遗传药理学多态性遗传药理学多态性n由同一基因位点上的多个等位基因引起,由此导致药物和机体的相互作用出现多种表型。n n许多
8、药物代谢酶具有遗传性变异,其中大多数表许多药物代谢酶具有遗传性变异,其中大多数表许多药物代谢酶具有遗传性变异,其中大多数表许多药物代谢酶具有遗传性变异,其中大多数表现为遗传多态性。现为遗传多态性。现为遗传多态性。现为遗传多态性。n n如如如如乙酰化代谢及氧化代谢乙酰化代谢及氧化代谢乙酰化代谢及氧化代谢乙酰化代谢及氧化代谢多态性分为强代谢者多态性分为强代谢者多态性分为强代谢者多态性分为强代谢者(extensiveextensive metabolizer metabolizer,EMEM)和弱代谢者)和弱代谢者)和弱代谢者)和弱代谢者(poorpoor metabolizer metaboliz
9、er,PMPM)两个表型之分。)两个表型之分。)两个表型之分。)两个表型之分。单基因变异单基因变异某些性状的遗传主要受一对等位基因的控制。某一特定等位基因的存在或缺失引起的变异。某一特定等位基因的存在或缺失引起的变异。某一特定等位基因的存在或缺失引起的变异。某一特定等位基因的存在或缺失引起的变异。大多大多大多大多数药物反应方面的差异均受单基因控制。数药物反应方面的差异均受单基因控制。数药物反应方面的差异均受单基因控制。数药物反应方面的差异均受单基因控制。特特特特点点点点为为为为家家家家族族族族性性性性强强强强,人人人人群群群群中中中中分分分分布布布布呈呈呈呈不不不不连连连连续续续续的的的的多多
10、多多峰峰峰峰曲线。曲线。曲线。曲线。常染色体遗传:常染色体遗传:显性遗传显性遗传-杂合杂合状态表现突变突变基因有关的性状。胰岛素受体基因引起的胰岛素耐受症隐形遗传隐形遗传-杂合杂合状态表现正常正常基因有关的性状。乙醇敏感度增高性连锁遗传:性连锁遗传:X性连锁隐性性状-G6PD缺陷多基因变异多基因变异遗传性状的表达受许多基因控制受许多基因控制受许多基因控制受许多基因控制,每一个基因对表型的影响效应都很小,多由环境因素影响所致。以相似或互补的累积效应决定一种性状。多基因性状:多基因性状:多基因性状:多基因性状:通常为一些可定量的特征,如身通常为一些可定量的特征,如身通常为一些可定量的特征,如身通常
11、为一些可定量的特征,如身高、智商。高、智商。高、智商。高、智商。无显性和隐性遗传。无显性和隐性遗传。无显性和隐性遗传。无显性和隐性遗传。特点为受环境因素的影响,特点为受环境因素的影响,特点为受环境因素的影响,特点为受环境因素的影响,家族性弱,人群中分布呈正态分布。家族性弱,人群中分布呈正态分布。家族性弱,人群中分布呈正态分布。家族性弱,人群中分布呈正态分布。特点为家特点为家特点为家特点为家族性强,族性强,族性强,族性强,人群中分人群中分人群中分人群中分布呈不连布呈不连布呈不连布呈不连续的多峰续的多峰续的多峰续的多峰曲线。曲线。曲线。曲线。特点为受环境特点为受环境特点为受环境特点为受环境因素的影
12、响,因素的影响,因素的影响,因素的影响,家族性弱,人家族性弱,人家族性弱,人家族性弱,人群中分布呈正群中分布呈正群中分布呈正群中分布呈正态分布。态分布。态分布。态分布。单核苷酸多态性(单核苷酸多态性(SNPSNP)nSNP是指在基因组水平上由单个核苷酸的变异(包括单碱基替代、插入或缺失,一般也包括微小片断插入/缺失)所引起的一种DNA序列多态性。nSNP是基因组中最为丰富的遗传多态,是决定个体差异的是决定个体差异的最主要的遗传基础。最主要的遗传基础。n部分位于基因内部的SNP可能会直接影响产物蛋白质的结构或基因表达水平,因此,它们本身可能就是疾病遗传机制的候选改变位点。nSNP成为第三代遗传标
13、志第三代遗传标志n n人体许多表型差异、对药物或疾病的易感性等等都可能与人体许多表型差异、对药物或疾病的易感性等等都可能与人体许多表型差异、对药物或疾病的易感性等等都可能与人体许多表型差异、对药物或疾病的易感性等等都可能与SNPSNPSNPSNP有关。通过检测有关。通过检测有关。通过检测有关。通过检测SNPSNPSNPSNP揭示不同个体对药物敏感性的差异。揭示不同个体对药物敏感性的差异。揭示不同个体对药物敏感性的差异。揭示不同个体对药物敏感性的差异。遗传因素对药代动力学的影响遗传因素对药代动力学的影响遗传因素影响药物在人体内的处置(disposition)过程(吸收、分布、代谢、排泄),存在个
14、体差异。如,药物吸收:幼年恶性贫血,遗传变异致内因子缺乏,影响B12吸收。药物分布:遗传性甲状腺结合球蛋白缺乏 主要包括主要包括2 2个过程个过程转运:转运体多态性,影响吸收分布代谢:代谢酶多态性,药物的药理学作用强弱、不良反应等。遗传因素对药效动力学的影响遗传因素对药效动力学的影响大部分药物作用于受体、酶等靶蛋白发挥作用靶蛋白发挥作用。遗传因素对药效学的影响主要表现为靶酶靶酶的遗传多态性和药物受体受体的遗传多态性。靶酶的量、活性改变、受体数量或功能异常靶酶的量、活性改变、受体数量或功能异常药药效发生变化。例:效发生变化。例:-受体多态性影响其对激动剂的敏受体多态性影响其对激动剂的敏感性,影响
15、药效。感性,影响药效。n药物代谢酶多态性药物代谢酶多态性-药代的影响药代的影响n药物受体遗传多态性药物受体遗传多态性-药效的影响药效的影响药物代谢酶多态性药物代谢酶多态性(1)药物氧化代谢酶氧化代谢酶多态性(2)药物代谢转移酶代谢转移酶多态性(3)药物脱氢酶脱氢酶多态性药物代谢酶变异的原因:遗传因素遗传因素+环境因素环境因素遗传因素:引起药物代谢酶结构变异导致代谢功能改变。环境因素:不改变酶的结构,只调节代谢酶的活性。遗传因素及环境因素都能引起体内药物代谢酶量的改变。一、药物代谢酶多态性一、药物代谢酶多态性-药物氧化代谢酶多态性细胞色素P450(CYP450)酶系是内外源性物质氧 化 代 谢
16、的 主 要 酶 系。异异 喹喹 胍胍 羟羟 化化 多多 态态 性性(CYP2D6)、S-S-美美 芬芬 妥妥 英英-4-4-羟羟 化化 多多 态态 性性(CYP2C19)等具有较多遗传变异,具有明显种族或地域差异,影响药物临床疗效和安全性。1 1、异喹胍氧化代谢多态性(、异喹胍氧化代谢多态性(CYP2D6CYP2D6)CYP2D6催化代谢药物80多种,包包包包括括括括抗抗抗抗心心心心率率率率失失失失常常常常药、药、药、药、-R-R-R-R阻断剂、抗高血压药、三环类抗抑郁药等阻断剂、抗高血压药、三环类抗抑郁药等阻断剂、抗高血压药、三环类抗抑郁药等阻断剂、抗高血压药、三环类抗抑郁药等。异喹胍异喹胍
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