專家簡(jiǎn)介

· 洪 葵 ·

主任醫(yī)師,、博士生導(dǎo)師；南昌大學(xué)二附院心內(nèi)科教授,、科副主任,；江西省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所副所長(zhǎng)；江西省醫(yī)學(xué)遺傳和基因治療研究所所長(zhǎng),；南昌大學(xué)心血管病研究所所長(zhǎng),。兼任中華醫(yī)學(xué)會(huì)心血管病分會(huì)青年委員，中華醫(yī)學(xué)會(huì)心電生理和起搏分會(huì)青年委員,，中國(guó)心電學(xué)會(huì)委員,，中國(guó)心律學(xué)會(huì)青年委員、江西省醫(yī)學(xué)會(huì)心血管病分會(huì)常委,、江西省醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)會(huì)主任委員,、中國(guó)心臟和起搏電生理雜志和臨床心血管病雜志編委等學(xué)術(shù)兼職。

前言

心血管系統(tǒng)疾病是人類第一大疾病,，全世界每3例死亡中便有1人死于心血管病,。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)，全球每年死于心血管病的人數(shù)將由2008年的17,300,000上升至2030年的23,30,000人,，這也跟預(yù)計(jì)的全球人口增長(zhǎng)及老齡化相關(guān),。

傳統(tǒng)治療方法是基于臨床隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)普遍群體治療，這種方法往往不適用于所有患者,，對(duì)部分患者甚至可能造成傷害,。個(gè)體化治療則完全不同，它是根據(jù)每個(gè)患者特有的遺傳特征,，臨床表現(xiàn)及其生活習(xí)慣和環(huán)境,，作出準(zhǔn)確的診斷，并針對(duì)個(gè)體制定最有效的治療方法,，使患者在最大程度上獲益,，這也成為扭轉(zhuǎn)未來(lái)龐大心血管病死亡數(shù)量的希望。

心血管疾病遺傳學(xué)發(fā)展

早在人類基因組計(jì)劃完成之前,，通過(guò)連鎖分析和基因關(guān)聯(lián)研究,，許多孟德?tīng)栠z傳性即單基因心血管病相關(guān)基因便開(kāi)始被發(fā)現(xiàn)。這類心血管病在臨床中只占一小部分,，如家族性高膽固醇血癥,，早發(fā)心肌梗死，擴(kuò)張性及肥厚性心肌病,，長(zhǎng)QT綜合癥（LQTS）和馬方氏綜合癥等,。盡管如此，此類疾病中單個(gè)致病基因變異往往對(duì)表型造成很大影響,，相關(guān)遺傳學(xué)致病機(jī)制研究及新型治療方法探索不僅改變了人們對(duì)心血管病的認(rèn)識(shí),，更為揭示廣大常見(jiàn)心血管病的遺傳本質(zhì)開(kāi)辟了道路,。

更多心血管疾病仍以復(fù)雜形式存在，通常由多基因,，環(huán)境,，飲食等多因素引起。人類基因組序列草圖完成之前,，多基因心血管病研究并不順利,。而此之后，遺傳檢測(cè)技術(shù)飛速發(fā)展,，尤其在高通量并行的下一代測(cè)序出現(xiàn)之后,，測(cè)序時(shí)間極大縮短的同時(shí)成本也顯著降低。全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）,，全外顯子組測(cè)序以及基因組結(jié)構(gòu)變異相關(guān)研究在心血管疾病中廣泛開(kāi)展起來(lái),。得益于GWAS，通過(guò)大規(guī)模病例對(duì)照人群檢測(cè)篩查疾病相關(guān)基因變異,，數(shù)百個(gè)心血管病相關(guān)基因座陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),，并在此基礎(chǔ)上采用基因型陣列，單體型圖譜和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)心血管病相關(guān)變異進(jìn)行組合分類,。

心血管疾病中仍有一部分無(wú)法用遺傳基質(zhì)變異解釋,，表觀遺傳學(xué)的發(fā)現(xiàn)正彌補(bǔ)了這個(gè)空缺。表觀遺傳學(xué)機(jī)制是在不改變DNA序列的情況下影響遺傳信息的表達(dá),，參與機(jī)體的發(fā)育與分化,，且易隨環(huán)境改變發(fā)生相應(yīng)變化，主要包括DNA甲基化,，翻譯后組蛋白修飾,，micro RNA和長(zhǎng)鏈非編碼RNA調(diào)控。許多心血管病相關(guān)危險(xiǎn)因素,，如血漿高同型半胱氨酸，吸煙,，壓力和污染等均被發(fā)現(xiàn)可通過(guò)表觀遺傳學(xué)標(biāo)記的修飾作用致病,，但這些表觀遺傳學(xué)改變是否會(huì)遺傳給下一代仍不明確。現(xiàn)階段人們對(duì)表觀遺傳學(xué)的認(rèn)識(shí)大多來(lái)源于基礎(chǔ)研究,，它們對(duì)基因組的潛在調(diào)控作用也許同遺傳基質(zhì)本身一樣重要,，參與基因的穩(wěn)定垂直傳播以及表型傳承。

隨著越來(lái)越多心血管致病基因,，以及危險(xiǎn)因素,，亞臨床指標(biāo)和疾病終點(diǎn)等相關(guān)新型基因及基因修飾物質(zhì)被發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)心血管疾病生物學(xué)通路的了解也越來(lái)越深入,。這些發(fā)現(xiàn)也正逐漸應(yīng)用于心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)及防治,，盡管基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用之間的轉(zhuǎn)化仍處于不成熟階段,，但基因個(gè)體化治療是未來(lái)心血管疾病防治的必然趨勢(shì)。

心血管疾病個(gè)體化治療個(gè)體化藥物治療（Cardiovascular Pharmacogenomics: Expectations and Practical Benefits）

人們對(duì)個(gè)體化藥物治療的認(rèn)識(shí)起源于個(gè)體間對(duì)藥物反應(yīng)的巨大差異,，這種差異主要取決于個(gè)體一般特征（如年齡,，體重指數(shù)和性別等），環(huán)境（如藥物間或藥物與食物的相互作用）和基因型,。研究發(fā)現(xiàn)藥物代謝酶,，轉(zhuǎn)運(yùn)體以及藥物靶點(diǎn)相關(guān)基因變異可通過(guò)影響藥代動(dòng)力學(xué)及藥效動(dòng)力學(xué)改變藥物的分布及清除，從而影響個(gè)體對(duì)藥物有效性及毒性的反應(yīng),。遺傳藥理學(xué)研究在心血管領(lǐng)域較為活躍,，主要包括抗凝藥物華法林，抑制血小板聚集藥物氯吡格雷以及他汀類降脂藥物,。

華法林

作為全世界最常用的口服抗凝藥,，華法林被廣泛用于治療靜脈血栓栓塞，心房顫動(dòng)和機(jī)械性心臟瓣膜患者,。盡管華法林的臨床使用已有超過(guò)60年的歷史,，但出血或血栓栓塞仍然是患者常出現(xiàn)的不良反應(yīng)。將國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值（INR）控制在2.0-3.0是監(jiān)測(cè)華法林使用劑量的通用指標(biāo),，然而不同個(gè)體維持劑量卻有極大差異,，從0.6mg/天至15.5mg/天不等?；颊邔?duì)華法林反應(yīng)差異相關(guān)遺傳藥理學(xué)研究指出,，近30-40%取決于參與藥物代謝的細(xì)胞色素P450 2C9同工酶編碼基因CYP2C9和維生素K編碼基因VKORC1單核苷酸多態(tài)性（SNPs）。

CYP2C9 R144C（*2）和CYP2C9 I359L（*3）是白種人CYP2C9中最常見(jiàn)的兩個(gè)次要等為基因,，在亞洲人中少見(jiàn),，而非裔美國(guó)人中極罕見(jiàn)。CYP2C9*2和CYP2C9*3可分別引起酶活性降低30-40%和80-90%,，減慢華法林清除,，導(dǎo)致半衰期延長(zhǎng)，INR加速到達(dá)治療水平,，從而降低劑量需求,。非裔美國(guó)人中常見(jiàn)的其他幾型CYP2C9 D360E（*5）, 10601del A（*6）, R150H（*8）和R335E（*11），同樣需減少華法林劑量,。VKORC1相關(guān)SNPs -1639G>A則改變啟動(dòng)子區(qū)域轉(zhuǎn)錄結(jié)合位點(diǎn)引起酶表達(dá)降低,，增加對(duì)華法林的敏感性。

以遺傳藥理學(xué)為基礎(chǔ)指導(dǎo)華法林的使用,，本該從縮短起始用藥時(shí)間,，穩(wěn)定INRs，優(yōu)化治療窗內(nèi)時(shí)間以及減少副作用這幾方面使患者獲益,，然而實(shí)際臨床應(yīng)用的效果卻存在爭(zhēng)議,。近來(lái),，兩大關(guān)于基因型指導(dǎo)華法林治療效用的多中心隨機(jī)對(duì)照研究相繼報(bào)道。來(lái)自歐洲的EU-PACT研究顯示,，根據(jù)基因型決定華法林劑量組治療窗內(nèi)時(shí)間所占百分比更高,，且不良事件明顯減少。而美國(guó)COAG研究并未發(fā)現(xiàn)基因型特異的華法林治療比傳統(tǒng)治療方法效果好,。兩大試驗(yàn)中截然不同的結(jié)果也許取決于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)差異,，主要表現(xiàn)在藥物劑量計(jì)算策略上，EU-PACT采用負(fù)荷劑量,，而COAG中使用維持劑量,；以及納入人群的不同，COAG中的研究人群較EU-PACT存在明顯的多樣性,，尤其是非裔美國(guó)人對(duì)基因型計(jì)算的藥物劑量反應(yīng)不佳,，影響了整體效果。根據(jù)基因型指導(dǎo)用藥能否成為未來(lái)華法林治療的方向期待更多大規(guī)模臨床試驗(yàn)加以確立,。

氯吡格雷

氯吡格雷作為冠心病中常規(guī)使用的抗血小板聚集藥物,，臨床療效在不同個(gè)體間卻存在較大差異。盡管在臨床中存在一些預(yù)測(cè)因素,，如老齡（>65歲）,，高體重指數(shù)，藥物相互作用抑制CYP酶,，糖尿病和腎衰竭等,，可拮抗血小板對(duì)氯吡格雷的反應(yīng)，但這些情況僅能解釋少部分病例,。CYP2C19是參與氯吡格雷體內(nèi)活化的重要代謝酶,，研究發(fā)現(xiàn)CYP2C19至少存在25個(gè)變異體，但大部分并不改變酶的活性,，除外CYP2C19 c.681G>A（*2）和CYP2C19 c.636G>A（*3）,。CYP2C19 *2在非洲人和白種人中的等位基因頻率為0.15，在亞洲人中≤0.35,，CYP2C19 *3則主要存在于亞洲人,，頻率≤0.89，分別通過(guò)異常剪切和提前終止密碼導(dǎo)致酶功能失活,，從而減少體內(nèi)循環(huán)活化氯吡格雷代謝產(chǎn)物，引起患者治療后高血小板反應(yīng)性,。CYP2C19 c.-806C>T（*17）是另一個(gè)常見(jiàn)的多態(tài)性,，在非洲人，白種人以及亞洲人中的等位基因頻率分別為0.16,，0.027和0.18,，然而不同的是,，它可通過(guò)增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄作用引起功能獲得。

多項(xiàng)薈萃分析一致認(rèn)為CYP2C19功能喪失性等位基因（尤其是CYP2C19*2）可顯著增加冠狀動(dòng)脈介入治療（PCI）術(shù)后支架血栓形成風(fēng)險(xiǎn),，但是否增加主要心血管不良事件風(fēng)險(xiǎn)還存在爭(zhēng)議,，盡管如此，基因型指導(dǎo)氯吡格雷治療劑量仍將成為主導(dǎo)趨勢(shì),。2013年更新的臨床遺傳藥理學(xué)實(shí)施協(xié)會(huì)指南就指出,，攜帶功能喪失性CYP2C19基因變異的冠心病患者PCI術(shù)后應(yīng)更換抗血小板治療方案，如改用普拉格雷或替卡格雷,。CYP2C19 *17也并非想象中對(duì)減少支架血栓形成有益,，反而可能增加出血風(fēng)險(xiǎn)。

他汀類藥物

目前,，已超過(guò)40個(gè)候選基因與他汀類藥物的降脂效果相關(guān),。然而，主要研究仍然集中于他汀類藥物致肌肉毒性相關(guān)SLCO1B1基因變異,。SLCO1B1*5(c.521T>C, V174A)被發(fā)現(xiàn)與他汀類藥物,，尤其是辛伐他汀強(qiáng)烈相關(guān)。該變異可干擾OATP1B1在肝細(xì)胞膜上定位,，降低其轉(zhuǎn)運(yùn)能力,，從而升高血漿辛伐他汀濃度，增加藥物在骨骼肌的暴露時(shí)間,。值得注意的是,，近來(lái)有研究通過(guò)基因表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)參與肌酸合成的甘氨酸脒基轉(zhuǎn)移酶編碼基因GATM可防御他汀藥物引起的肌性病變，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也顯示它可能與他汀類藥物有效性和毒性功能相關(guān),。由于體內(nèi)他汀類藥物暴露程度與肌性病變的關(guān)系并不像INR水平與出血或血栓的關(guān)系一樣直接明了,，相關(guān)基因變異對(duì)臨床他汀類藥物應(yīng)用策略的影響需進(jìn)一步明確。

心血管疾病基因治療

最初作為單基因遺傳病治療策略的基因療法,，逐漸被發(fā)現(xiàn)可廣泛應(yīng)用于獲得性多基因疾病,，包括外周血管疾病，缺血性心臟病,，心律失常和心力衰竭,。基因治療的臨床試驗(yàn)已迎來(lái)第25個(gè)年頭,，進(jìn)展雖然緩慢但卻穩(wěn)步走向臨床成功,。作為繼腫瘤之后第二大基因治療臨床研究對(duì)象，心血管疾病基因療法已呈現(xiàn)出巨大潛力,。

LQTS是基因型與表現(xiàn)型關(guān)系研究的典范,，也是最早成為基因特異性治療研究的對(duì)象。LQTS的三大臨床類型具有不同特性，一般情況下,，LQT1應(yīng)避免劇烈活動(dòng)等交感神經(jīng)刺激,；LQT2好發(fā)于睡眠或突然的噪音干擾，對(duì)血清鉀離子也較為敏感,，應(yīng)注意給患者提供適當(dāng)生活環(huán)境,，避免鉀離子攝入；SCN5A基因功能獲得性的LQT3則建議常規(guī)測(cè)試鈉離子通道阻滯劑的使用,，以輔助治療,。然而藥物，起搏器或埋藏式心臟復(fù)律除顫器植入和左側(cè)心交感神經(jīng)切除術(shù)等治療方法仍然局限,。誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞（iPSC）是近來(lái)研究疾病發(fā)生機(jī)制的新型手段,。繼LQT2相關(guān)人c.G1681A突變通過(guò)皮膚組織通過(guò)iPSC被成功誘導(dǎo)為特異的心肌細(xì)胞后，研究采用等位基因特異的RNA干擾（RNAi）將突變基因敲除后,，細(xì)胞功能重新恢復(fù)正常,。目前，人心肌細(xì)胞等位基因特異性RNAi轉(zhuǎn)導(dǎo)方案尚未見(jiàn)報(bào)道,，它的呈遞方法,，安全性，劑量以及時(shí)效性在心血管疾病中的臨床應(yīng)用還有待更多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,。

腺相關(guān)病毒（AAV）高效轉(zhuǎn)導(dǎo),，持續(xù)表達(dá)，非致病原性以及有絲分裂后組織如心臟,，骨骼肌,，大腦等中高度易感性的優(yōu)勢(shì)，使之成為臨床試驗(yàn)中最常用的基因轉(zhuǎn)運(yùn)工具,。在心血管AAV基因治療領(lǐng)域中,，唯一進(jìn)入臨床二期試驗(yàn)的CUPID心衰治療研究已初見(jiàn)成效，他們通過(guò)AAV1將肌漿網(wǎng)鈣離子ATP酶（SERCA2a）經(jīng)冠脈內(nèi)注入,，提高心肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)內(nèi)鈣離子回收能力,。在為期6個(gè)月的治療后，心衰患者包括癥狀,，功能狀態(tài),，左室功能/重構(gòu)和臨床后果在內(nèi)的多項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)得到顯著改善。越來(lái)越多AAV相關(guān)心血管病基因治療研究在心肌病,，心律失常,，動(dòng)脈粥樣硬化以及高血壓動(dòng)物模型中取得成效，如兒茶酚胺敏感性室性心動(dòng)過(guò)速（CPVT）R33Q小鼠模型中,，通過(guò)AAV9將野生型CASQ2基因經(jīng)腹腔導(dǎo)入體內(nèi),，可長(zhǎng)期逆轉(zhuǎn)CPVT表現(xiàn),。盡管如此，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)并不一定經(jīng)得起考驗(yàn),，大規(guī)模安慰劑隨機(jī)雙盲對(duì)照臨床試驗(yàn)才是決定基因治療臨床獲益的關(guān)鍵。

總結(jié)

針對(duì)不同個(gè)體特征,，采用特定的防治手段,，使心血管疾病的治療有效性最大化，危害性最小化是最理想的治療目標(biāo),。隨著人體本質(zhì)即基因及其修飾物質(zhì)被逐漸深入理解,，心血管疾病的發(fā)生機(jī)制日益明確，依據(jù)個(gè)體基因型特性確立治療方案正由理想邁向現(xiàn)實(shí),。但無(wú)論是個(gè)體化藥物治療還是基因治療,，在真正轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用之前，仍面臨有效性,，毒性,，技術(shù)等一系列問(wèn)題的挑戰(zhàn)。心血管疾病個(gè)體化治療道路雖然崎嶇但前景無(wú)限光明,。