摘 要 细胞色素（CYP）P₄₅₀ 2D₆是最有多态性的酶系，主要参与心血管药物、抗精神病药物等的代谢。基因突变可以引起酶活性异常及水平的差异，最终造成人类对药物反应的个体差异。利用多聚酶链反应和限制性片段长度多态性分析等技术可以检测细胞色素2D₆的基因型，而探药则可以检测其表型，将人群分为超强代谢者、强代谢者和弱代谢者。对细胞色素2D₆的深入研究将有助于临床上治疗方案的个体化，减少或避免药物不良反应的发生。

Polymorphism of Cytochrome P₄₅₀ 2D₆

JI Min-CHun WANG Yong-Ming

(Dept. Of pharmacology, School of Pharmacy,Shanghai Medical University

Shanghai 200032 )

Abstract Cytochrome P₄₅₀ 2D₆ is a highly polymorphic enzyme in the human. It mainly metabolizes cardiovascular drugs and antipsychotic drugs.The mutation of CYP 2D₆ alleles leads to the variation of enzyme activities and levels, which accounts for the individualization of drug effects. By the use of polymerase chain reaction (PCR) and restriction fragment length polymorphism (RFLP) assays we can distinguish the different genotype of CYP 2D₆. Probe-based assays can predict the phenotype of CYP 2D₆ as (ultrarapid metabolizer) ,extensive metabolizers and poor metabolizers. The further studies of CYP2D₆ will aid in individualized therapy in clinical practice and reduce or avoid adverse drug reactions in chemotherapy.

Key words CYP 2D₆; polymorphism; genotype; phenotype

细胞色素（CYP）P450 2D6是最具有多态性(polymorphism)的酶系，有表型和基因型之分，酶活性由表型决定。人类的细胞色素2D6基因簇存在于第22号染色体的长臂上，基因突变可以引起酶活性及数量的差异，从而造成人类对药物反应的显著个体差异，可将人群分为超强代谢者(ultrarapid metabolizer,UM)、强代谢者（extensive metabolizer,EM）和弱代谢者(poor metabolizer,PM），EM按基因分型又可分为纯合子、野生型和杂合子。UM的酶活性较EM更高，这是由于基因扩增而有1个或多个特别活跃的细胞色素2D6基因，使酶活性大大提高^[1，2]。该酶参与许多种药物的代谢，如心血管药物、抗精神病药物等。对细胞色素2D6广泛和深入的研究将有助于临床医生制订药物治疗的个体化方案，充分发挥药物的疗效，降低药物费用，减少或避免不良反应的发生，从而提高医疗水平。

1. 细胞色素2D6的表型的测定

细胞色素2D6的酶活性即表型可以用探药(probe drug)来测定。常用的探药有3种：金雀花碱（sparteine）、异喹胍（debrisoquine）和右美沙芬（dextromethorphan）。金雀花碱有抗心律失常作用，异喹胍有抗高血压作用，右美沙芬为镇咳药，三者的有效性和安全性不完全相同，异喹胍的应用较广，但肾功能不全者用金雀花碱较好，因为它的排泄不受肾功能的影响。利用探药来测定细胞色素2D6酶活性的方法为给受试者口服单剂量探药（金雀花碱100mg，或异喹胍5-10mg，右美沙芬30mg）,收集服药后8~12h的尿液，用HPLC法测定尿中原形药物和代谢物的量，两者的百分比即为代谢率（metabolic ratio,MR）。PM经肾排出者大部分为原形探药，MR较大，而EM因为对探药有强大的代谢作用，经肾排出者大部分为探药的代谢物，故MR较小 ^[2，3]。

探药不能检测细胞色素2D6的基因型，并且受试者需要服用有一定药理作用的探药，因而涉及伦理问题。此外，某些因素可能干扰实验结果，如除细胞色素2D6之外的其他CYP酶可能也参与探药的代谢，或受试者同时服用了能抑制细胞色素2D6活性的药物，如β受体阻滞剂烯丙洛尔，血管紧张素转换酶（ACE）抑制剂卡托普利，抗心律失常药奎尼丁、氟卡尼，抗精神病药氟西汀，特别是氟西汀、帕罗西汀、奎尼丁 ^[4] ，使受试者生成的代谢物减少，可能被误判为PM。由于上述原因，细胞色素2D6的表型的测定存在局限性，影响了它在临床上的应用，尽管如此，表型的检测仍是确定细胞色素2D6酶活性的唯一途径。

2．细胞色素2D6的基因型测定

EM纯合子的外周淋巴细胞的DNA用Southern印迹法(Southern blotting)经限制性内切酶XbaI消化后形成29kb片段，该片段包含活性细胞色素2D6、细胞色素2D7和细胞色素2D8P基因，但只有细胞色素2D6基因在肝脏中表达，细胞色素2D7和细胞色素2D8P为假基因，它们的外显子上有嵌入物，推测它们可能通过基因转化将有害变异传递给细胞色素2D6基因，从而导致细胞色素2D6的高变异性。通过基因测序发现细胞色素2D6分别包含1531bp和3522bp的5′、3′端DNA，在4378bp内含9个外显子，其9个外显子和若干等位基因的变异可以使细胞色素2D6酶活性丧失，从而表现为PM ^[5]。利用多聚酶链反应（polymerase chain reaction, PCR）可将细胞色素2D6等位基因分为A、B、C、D、E、F、J等类型，其中以B型占大多数（＞70%），其次为D型（约15%）^[6]。

利用PCR、限制性片段长度多态性（restriction fragment length polymorphism ,RFLP）等分析技术可以检测细胞色素2D6基因。不同种族之间细胞色素2D6基因存在差异，最终导致酶活性的不同。5-10%的白种人为PM者，亚洲人中PM较少，约1%的中国人为PM^[7]，印度人约为3.2%^[8], 土耳其人中约为1.5%^[9]。目前认为造成细胞色素2D6酶活性差异的原因为细胞色素2D6基因的缺失（XbaI 11.5 kb 片段或细胞色素2D6D）或单个核苷酸缺失，引起结构移位（XbaI 29 kb片段或细胞色素2D6A），基因互换和转换(XbaI 44 kb片段）, PM属常染色体隐性遗传性代谢缺陷，是由于细胞色素2D6 基因位点编码变异造成的，这些变异包括单个碱基突变和等位基因的缺失，PCR技术可以直接快速检测单个碱基突变，而RFLP分析技术可以迅速检测XbaI 11.5 kb 等位基因的缺失 ^[7]。不同种族间细胞色素2D6酶活性的差异是由于基因位点的突变，生成无编码的酶或不稳定的酶（细胞色素2D6L Ch1基因）或活性增强的酶（2倍、3倍或增大基因细胞色素2D6L）^[2]。白种人PM的细胞色素2D6有2个突变的等位基因，细胞色素2D6A（11.5 kb片段）和CYP2D6B（44 kb片段）。11.5 kb片段中缺失整个细胞色素2D6基因，44 kb片段由突变和未突变基因连接，它存在于绝大多数白种人基因中，占细胞色素2D6突变基因的75%，中国人中PM比例较低，是因为几乎没有结构移位和点突变^[10]。Dahl等对63名亚洲人EM（朝鲜、日本和中国人各21名）的细胞色素2D6基因位点进行了分析，利用XbaI和EcoRI的RFLP分析技术及等位基因特异性PCR技术检测是否存在细胞色素2D6位点的突变基因，均未能发现细胞色素2D6A和细胞色素2D6B，而这两种缺陷性等位基因在白种人中常见。在1名朝鲜人和中国人中有2倍体细胞色素2D6L基因细胞色素2D6L2，该基因与细胞色素2D6酶的高活性有关。上述三类受试者中常见的等位基因差异为细胞色素2D6 Ch中的细胞色素2D6 Ch1和细胞色素2D6 Ch2，经RFLP 和PCR分析分别发生1338C→T和188C→T突变，这种变异在以上三种亚洲人中很普遍^[11]。Wang等对124名台湾地区的中国人的细胞色素2D6基因进行XbaI RFLP分析，62名（50%）受试者为44/29 kb型，37名（30%）为29/29 kb型纯合子，19名（15%）为44/44 kb型纯合子。EM中探药的MR明显增大的次序依次为44/44 kb型＞44/29 kb型＞29/29 kb型。用PCR技术扩增4名EM 的细胞色素2D6的9个外显子和3个内含子并测序，在外显子1的第188位置和外显子9的第4268位置存在重要多态性，经PCR技术和内核酸酶消化法对外显子1、内含子3和外显子9的多态性进行研究， 254个等位基因上只有2个显示为1934G→A突变的杂合子，这种突变常见于白种人。约70%的等位基因为188T，76%为4268C，而大多数白种人为188C和4268G。纯合子188T或4268C者的MR显著高于纯合子188C和4268G，这个结果说明细胞色素2D6存在种族内差异^[12]。有人研究发现中国人EM的MR低于白种人EM的MR，表型为EM的11名中国人有6人为纯合子XbaI 44 kb单倍型，而在白种人中携有44 /44kb片段者经异喹胍探药检测为PM，导致这一差异的原因是中国人44 kb单倍型纯合子包含2个不同的等位基因，细胞色素2D6 Ch1和细胞色素2D6 Ch2。细胞色素2D6 Ch2有源自假基因细胞色素2D7P的49个碱基，基因表达时几乎没有酶活性，而细胞色素2D6 Ch1编码活性酶，当它发生188C→T突变时可引起34Pro→Ser,产生不稳定的酶而使其分解力降低。细胞色素2D6 Ch1 不仅存在于44 kb单倍型，也存在于29 kb单倍型^[10]，这可能是引起大多数中国人为EM的原因。

3．临床意义

细胞色素2D6多态性的研究及酶活性的测定对提高药物疗效和减少药物不良反应具有重要的临床意义，它可以区分代谢因素或个体超敏性等对药物的影响。Huang等比较了40名不同基因型中国人服用美托洛尔的血药浓度和尿中代谢物浓度，其中16名纯合子C₁₈₈（细胞色素2D6*1或细胞色素2D6*1/ 细胞色素2D6*2），12名为杂合子C/T₁₈₈，另12名为纯合子T₁₈₈(细胞色素2D6*10A)，美托洛尔的血浆浓度高低依次为纯合子T₁₈₈＞杂合子C/T₁₈