文摘
背景。Affymetrix药物代谢酶和转运蛋白(DMET) +总理包设计基因型1936基因变异被认为是必不可少的筛查患者个性化药物治疗。这些变异包括细胞色素p450 (cyp450),代谢的关键酶,许多其他的酶参与了一期和二期药代动力学反应和信号传导介质与可变性在临床应对众多药物不仅个体,少数民族人口之间也。材料和方法。我们600沙特1936个变异的个体DMET评估临床潜力的平台在阿拉伯民族的个性化医疗。结果。大约49%的437个CYP450变异,581转运蛋白的56%,419年56%的转移酶,104脱氢酶的48%,和58%的剩余390变种被发现。一些变体,如rs3740071、rs6193 rs258751, rs6199, rs11568421, rs8187797,表现出显著更高或更低微小等位基因频率(加)比其他民族。讨论。目前研究显示一些独特的分布趋势在阿拉伯人的几个变种,这显示部分逆等位患病率比其他种族人群。结果点因此需要验证和确定的流行变种作为参与的先决条件在个性化医疗临床常规筛查任何给定的人口。
1。介绍
个体对药物治疗的反应取决于许多变量,包括食品的摄入量,年龄,最重要的是遗传因素。现在也承认,改变基因编码药物代谢酶、离子转运蛋白和受体,其中,有一个很大的影响在治疗制剂的药代学和药效学,引发患者药物治疗反应的变化。迄今为止规模最大的这种基因家族编码酶的细胞色素P450 (CYP450)总科,不同组的酶催化氧化有机基质,包括代谢中间体,如脂质和甾体激素,和外源性物质,如药物和其他有毒物质1- - - - - -4]。的cyp450酶主要参与药物代谢和bioactivation的75%左右。因此,CYP450 3 (CYP3A)亚型被认为是负责代谢大约55%,CYP2D6约30%,和CYP2C大约15 - 20%的药物(5]。
除了CYP450的代谢,其他蛋白质家庭参与的吸收,分布,代谢,排泄(ADME)的治疗药物包括运输、转移酶、脱氢酶、单氧酶,还原酶和受体。转运蛋白基因家族包括腺苷triphosphate-binding磁带(ABC)和溶质转运蛋白(SLC) [6- - - - - -8),而转移酶组成glucuronosyltransferases (ugt)、谷胱甘肽S转移酶(消费税),sulfotransferases(结果),和catechol-O-methyl转移酶(COMT)也可能决定药物[的命运9- - - - - -11]。其他ADME-related脱氢酶基因家族包括编码(DHO),单氧酶,还原酶(12,13]。除此之外,一些受体家庭的变化,如核受体亚科,β肾上腺素能受体,和过氧物酶体proliferator-activated受体亚型,名字几,也导致变化的方式病人对药物治疗的反应(14- - - - - -17]。
现在好了,病人对药物治疗将取决于所涉及的酶或蛋白的基因结构其新陈代谢,和等位基因频率和民族之间的表型结果可能相差很大18- - - - - -22]。因此,努力已经针对这些基因变化的利用我们的知识用于临床个性化医疗。这些努力之一是发展Affymetrix DMET +数组也促进了高度多路复用的基因多态性的一组标记从225年ADME-related基因在一个数组中。这些变体已经记录在一期和二期重要的药物代谢和疾病表现。在这个平台找到了在个性化医疗的影响也越来越明显,这些基因变化不仅不同个体之间,而且人种的人群之间。这使得有必要获得足够的先验知识等可能带来的影响的实体,如果他们被认为是在任何给定的社会常规临床用途。目前只孤立的数据可用的患病率在阿拉伯民族基因变异。因此,本研究旨在描述这些变异的发生率与关注建立相关的个性化管理各种迹象在阿拉伯民族用不同类型的药物,使用沙特阿拉伯人口作为同类研究模型。
2。方法
2.1。患者样本集合
随机研究候选人由600人来自我们的冠状动脉疾病(CAD)注册表被DMET +受到基因分型芯片。这个注册表包含影响以及nonaffected个人。所有个人签署知情同意,研究机构审查委员会批准的协议(IRB)国王费萨尔专业医院和研究中心。基因组DNA提取了一个标准的苯酚萃取过程。
2.2。通过pcr Affymetrix DMET +数组
基因分型是通过DMET(药物代谢酶和转运蛋白)+总理包,Affymetrix开发的微阵列分析(美国Affymetrix,圣克拉拉,CA)专门测试药物代谢的联系。DMET数组中包含了1936个(1931个snp和5基因拷贝数异变)药物代谢标记225个基因包括47期酶,80二期酶,52转运蛋白,和其他基因。这些基因变异被多路复用使用分子基因分型反转探针(MIP)技术(23,24]。短暂,有些标记从包含伪基因并关闭同源染色体区域首次preamplified使用多重聚合酶链反应(mPCR)(美国试剂盒,瓦伦西亚,CA)。基因组序列包含感兴趣的多态标记被优先放大通过使用高度选择性MIPs。第一次质量控制(QC)凝胶来确定放大MIPs的质量,这应该是一个乐队在凝胶在100 - 150个碱基对。小的DNA片段被碎片化试剂添加到生成的改善样品杂交DMET +数组,和DNA片段大小检查第二QC凝胶,在片段长度应小于120碱基对涂片集中在大约50个碱基对。结果目标DNA然后贴上标签和杂化的DMET +数组获取基因型检测使用单一颜色格式。基因分型结果的概要文件产生的话费和一致性比较DMET控制台的软件是基于BRLMM(贝叶斯健壮的线性模型Mahalanobis距离分类器)算法。固定型基因型边界的算法都配置。基因型被报告为纯合子的野生型、杂合的变异纯合子或“没有电话。“CNV和snp标记调用率不到100%被排除在后续分析。
3所示。结果
本研究600沙特1936年基因变异个体参与药物的吸收,分布,代谢,排泄(ADME),记录功能意义阶段I和II药物代谢,以及几个治疗制剂的药效学。基因变异,包括转运蛋白、离子转移酶和受体,显示各种分布配置文件。图1总结了配置文件不同的基因变异的官能团。表示在这个图中,总有877(45%)显示没有等位基因的改变在我们的研究人群。
到目前为止最多的snp DMET平台属于药物代谢总科,即cyp占绝大多数。这总科包含了大约437个snp, CYP2C (53), CYP3A (53), CYP1A(30)和CYP2D(30)构成的主要亚科(表1)。当亚科分类,数据显示,大约51%的CYP2C CYP3A的32%,33%的CYP1A, CYP2D变异的53%(表1)显示检测到次要的等位基因。此外,尽管在大多数情况下,较小的等位基因频率(加)在0.001 - -0.5的范围,明显的变化观察家庭成员之一。首先,如图2,几个单核苷酸多态性表现出逆分布配置文件可用的数据库相比其他人群,比如白种人或中国(见DMET补充数据在网上补充材料http://dx.doi.org/10.1155/2015/542543)。因此,我们的人口显示整个配置文件从变异,如rs2072200_C > G或rs1573496_C > G的微小等位基因在其他种族人群转向是主要的等位基因在我们的人口,反之亦然,那些没有任何基因变化如rs3740071_C > G, rs8187797_C > G,或者rs11568421_G >人口在我们与他人(图2)。除此之外,一些变异显示轻微或加显著大于其他人种的人群,用相当大的数量表现出加> 0.49 (DMET补充数据)。值得注意的是,在其他人群中发现几种变异在一些较小的CYP基因亚科,如CYP11A CYP21A, CYP46A,没有发现,那些CYP2F, CYP4B, CYP7B, CYP8B, CYP26A子集明显微小等位基因(表显示1;DMET补充数据)。
除了代谢cyp,另一大群ADME-related变体包括转运蛋白如slc包括322个变异,其中58%是可检测和abc包括242个变异的56%被发现在我们的人口。部分缺乏变化也明显等总科的转运蛋白转移酶、脱氢酶、单氧酶,还原酶、受体,和其他信号实体(图1;表2)。总之,我们也无法在其他主要ADME发现大约41%的变异基因家族,包括abc, slc,结果,消费税,和PPARs。
除了转运蛋白,该平台也有几个家庭的转移酶,包括尿苷二磷酸glucuronosyltransferases (ugt),结果,谷胱甘肽S-transferaseα(GSTA)、谷胱甘肽S-transferaseμ(GSTM)、谷胱甘肽S-transferaseω(GSTO)、谷胱甘肽S-transferaseπ(GSTP)、组胺N-methyltransferase,蛋氨酸adenosyl转移酶(垫)、n -乙酰氨基葡萄糖转移酶,烟酰胺N-methyltransferase, thiopurine S-methyltransferase (NNMT), COMT, phenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT)和quinolinate phosphoribosyltransferase (QPRT)。最大的转移酶基因家族的研究是微粒体ugt,由至少16基因负责消除各种外源性物质和内源性化合物。116 UGT的变异,只有50%(表显示检测到变化2)。此外,我们也能够发现138结果的67%,88年52%的消费税,和大多数的人。
乙醛脱氢酶(ALDH);50)和酒精脱氢酶(adh;111年40)同样构成了更大的一部分DHO家庭。其他DHOs包括六6-phosphate葡萄糖脱氢酶(G6PD),七烟酰胺磷酸(醌)脱氢酶(NQOs)和八个黄嘌呤脱氢酶(XDHs)。共54(52%)的DHOs没有任何变化。此外,单氧酶,如fmo或人物形象,构成一组92个变异,其中约54%是可检测(表2)。此外,约64%的研究受体和其他信号基因变异检测,包括21 ralA结合蛋白1 (RALBP1), 12核受体亚科1,组我,2和3 (NR1l2和NR1l3)成员,53 PPARs,核受体亚科3和12 C组,成员1 (NR3C), X受体类维生素a,α(RXRA)核受体亚科2,B组的成员,等等。同时,大约61%的这些snp显示检测到轻微的等位基因在当下研究(表2)。
放在一起,我们能够检测微小等位基因cyp的49%,转运蛋白的57%,和56%的转移酶在DMET平台上在我们的研究人群。其余的基因变异,我们无法检测微小等位基因为43%。在这些snp, 72显示的加值> 0.45,即18显示的值> 0.49。
3.1。统计分析
比较不同组之间的基因型和等位基因连续因变量是通过方差分析(方差分析)或学生的t以及适当的。分类变量被卡方检验分析和逻辑回归分析用于计算优势比及其95%置信区间。所有其他使用SPSS统计分析软件版本14(美国芝加哥SPSS Inc .)。对小动物——一张长有值< 0.05被认为是具有统计学意义。
4所示。讨论
本研究建立了1936 DMET +平台的流行变种在几个基因家族参与了几个重要的治疗药物的药代学和药效学为不同的疾病。我们发现大约55%的单核苷酸多态性在这个平台上,指着这一事实只有一部分的人可能会在经济上有价值的追求在阿拉伯民族的个性化医疗。目前,有伟大的缺乏数据这些ADME变体在这人口的分布。事实上,我们所知,这是第一次和一个阿拉伯人口最大的研究报告他们的患病率。这个数据应该作为依据评估的有效性通常这些snp分析临床用途在这个族群。
也许最广泛研究代谢酶是CYP总科的家庭。这些酶显示广泛的表型从贫穷、迅速,对超速的代谢几个重要的代理商,由于变化的组合编码的等位基因。的一个例子是,CYP2C19超过19变体编码的非功能CYP2 c₁2和不活跃的酶CYP2 c₁3,一方面,和一个超速的代谢CYP2 c₁17和广泛的代谢表型CYP2C19 1另一方面(4,25,26]。因此,可怜的代谢的药物处理CYP2C19通路经常经历戏剧性的变化在药物反应和副作用,当他们收到标准剂量。因此,例如,CYP2C12功能丧失等位基因与激活的氯吡格雷(下降有关27,28),衰减的抗血小板效应(29日- - - - - -35),导致3 - 6倍的支架血栓形成发生率患者经皮冠状动脉介入(PCI) [29日- - - - - -35),而任何功能的存在CYP2C19 17也与出血的风险增加(36]。考虑到这些潜在的临床后果的庇护CYP2C19基因变异可能影响治疗方式,它是不足为奇的近年来呈指数级增长,试图使用这种知识临床个性化医疗。此外,一些研究人员提出了CYP2C19多态性和疾病之间的联系,如消化道癌症(37和原发性高血压38]。然而,他们的表型表达研究主要在高加索人(20.)和其他一些少数民族人口,但只差所以在阿拉伯人。事实上,非常有限的信息是目前流行的这些变异在沙特人口,只有几个研究最近出现在两个变种,CYP2C12和CYP2C13,虽然涉及到非常小的研究人群(39,40]。因此,本研究建立的患病率可以被视为一个重要的步骤在确定临床相关的单核苷酸多态性在这个人口。具体来说,我们的结果表明,它是值得的筛查不同CYP2C19变种,例如,对于这样的目的。
cyp450一样,一些基因变异编码其他ADME-related蛋白质也表现出多样性的分布,从那些没有变化,比如rs6193_A > G和rs258751_G >,那些表现出逆配置文件,例如rs3740071_C > G和rs17216887_C > G abc。到目前为止,突变与癌症相关的资产支持商业票据已经化疗耐药(41,42)、动脉粥样硬化、炎症(43),和一些其他疾病(43- - - - - -45),而疾病与ATP7A包括门克斯疾病和枕角综合征(46,47]。因此,在我们的人口,这些变异可能是相关不仅对药物反应,而且疾病表现和进一步的研究需要阐明他们对疾病的影响的程度在这民族人口。
虽然还有待了解ugt,多态性的被认为是具有毒理学意义(48)或相关疾病,如Crigler-Najjar和吉尔伯特的综合征(49]。因此,一些的单核苷酸多态性,包括rs7586110 (UGT1A于12 _c.-57t > G) = 0.417)和rs8175347 (UGT1A于28 _c.tata-box) = 0.271),之前与不同类型的疾病,包括癌症、心血管疾病、毒性和伊立替康在吉尔伯特综合症患者,仅举几例(50- - - - - -53]。也许是研究转移酶基因家族之一销售税,这也构成了最大的组织平台上的变异。广泛流行的大多数销售税年代描述的类似于其他民族,这表明它们对疾病的影响可能是全球性的。此外,这项研究还揭示了重要的研究结果的变化,构成第三大转移酶家族的平台。因为结果可以激活前致癌物活性亲电试剂(11),类固醇硫酸酯酶等酶和雌激素结果已经涉及人类癌(54]。
除了转运蛋白转移酶,其他ADME家庭包括DHOs,单氧酶,还原酶、各种受体和信号传感器平台也同样显示多样性变异概要文件。放在一起,这些数据表明,约有45%人口变异不可能在我们的研究中发现。此外,大多数的那些,我们检测了经> 0.01,一个相当大的部分是与文献中的数据方差。
因为几乎50%的位点持平在目前的人口,这是对我们感兴趣的比较发现概要文件与其他民族,作为DMET平台的健壮性测试作为一个潜在的全球临床工具。正如所预期的那样,我们的分析发现一些相似之处与其他民族人口变化的许多变体。因此,例如,结果指出CYP2C1相对相似的频率2 (rs4244285)与其他几个民族,黎巴嫩包括罗马尼亚(0.12),(0.13)40)、土耳其(0.12)55- - - - - -57),犹太人(0.15%)(39)、俄罗斯(0.11)58)和意大利(0.12)59),但略低于中国(0.25)60,61年),印度北部(0.26)62年),泰国(0.29)22)的人口。我们还发现低加CYP2C12 (0.093)CYP2 c₁3(0.001)相对低于非洲人,而的CYP2C19 17(0.256)匹配的欧洲人,但高于非洲和亚洲其他人群(见补充数据)。更重要的是,在深度分析指出几个单核苷酸多态性,以转换的一个小等位基因在欧洲/高加索人群不仅变成了主要的一个,也没有变化在沙特人口展出。在另一端的频谱也几个主要的等位基因在欧洲或亚洲人口不能检测到在我们的人口。因此,放在一起,研究表明,尽管这些变异的分布是相似的范围内与其他人群,一些不同的interethnical差异在许多其他的患病率也明显的阿拉伯民族与其他民族之间的人群。
重要的问题是,这些发现的临床相关性对目标个性化医疗的变体。首先,我们的观察压力这一事实并不是所有ADME变体在阿拉伯民族人口构成治疗有意义的目标,反映在他们的缺席在我们的研究人群。宽interethnical患病率的变化的几个变种支持这些变异的概念,参与的深度也将不同民族之间的不同。因此,例如,一些基因型,否则低分布在其他民族人口可能具有重要意义,反之亦然,在这方面。特别是,逆等位基因的基因型关系的观察显示相反的表达水平,如rs3740071或rs4699735,也可能意味着,例如,这些变异会对药物反应起到相反作用在不同的民族。反过来,这使得它几乎不可能推广的模式,这些变异可能影响治疗模式在全球范围内,因此需要获得足够的知识的患病率在任何给定的社区参与他们之前在个性化医疗的目标基因分型的临床用途。此外,我们目前的研究结果进一步打开门也批判性评估疾病的研究基因变异的作用。因此,实际临床对疾病管理的影响需要重新定位。
综上所述,本研究利用DMET +平台的可用性评估的患病率ADME-related变异的潜在治疗相关性,使用沙特人口基础信息为目标的这些变异在阿拉伯民族的个性化医疗。我们能够探测到大约一半的变异在这个平台上,不仅重申一些重要的流行变种在我们的人口,但也提供一些支持有用的程序定期检测这些基因型的存在为临床用途。更重要的是,我们观察到一些显著差异表达的几个变种相比其他种族人群,铺设的基础采用循证方法在阿拉伯民族个性化医疗。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
这项工作是支持通过一个心血管研究资助2010020国王费萨尔专业医院和研究中心。作者想表达他们的感谢支持。
补充材料
辅料是编译的基因分型数据为1936年ADME-related基因变异在沙特阿拉伯人口和可用的文学在高加索和中国人口分布(比较)。