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人类N-乙酰化酶(NAT2)基因定位于染色体11q8,全长1217bp,其中870bp的基因区段的变异是引起人体异烟肼乙酰化多样性的原因。早在40年前,人们就发现了机体中NAT2功能的变异与异烟肼乙酰化作用的多样性是相关的。目前已发现NAT2至少存在16个点突变,这些点突变的不同组合构成至少35种不同的等位基因。试验表明,NAT2酶的代谢活性与基因多态性呈良好的相关性,检测以上几种点突变,就可以准确地预测NAT2酶的活性及个体对相关药物及化合物的代谢能力,对临床个体化合理用药有重要意义。
柳氮磺吡啶(SASP)被认为是治疗类风湿性关节炎的首选药物,同时也是炎性肠病治疗的常用药物。柳氮磺吡啶在肠道内被分解为磺胺吡啶(SP)和5-氨基水杨酸(5-ASA),SP吸收后在体内经NAT2代谢成乙酰磺胺吡啶(AcSP)。不同基因型患者的NAT2对药物的代谢能力差别很大,造成服药后SP、AcSP血药浓度的明显差异,从而影响药物的疗效或产生不良反应。
本研究建立了三维凝胶NAT2基因分型芯片的制备方法,检测了101例汉族男性健康志愿者基因型。从中筛选出快、中、慢代谢型志愿者各6例,分别口服SASP肠溶片1.0 g,利用HPLC法测定血药浓度,研究其基因型与药物代谢之间的关系。
1.三维凝胶NAT2基因分型芯片的制备与优化
研制NAT2基因分型芯片,以快速、准确检测患者的NAT2单核苷酸基因多态性。设计并合成中国人中常见的NAT2酶基因五个突变位点的探针对和包含五个突变位点的两对引物:样本经PCR扩增后,采用丙烯酰胺点样液制各芯片,并与TEMED反应固化芯片;分别用探针与芯片杂交,采用博奥晶芯LUXSCAN10K微阵列芯片扫描仪分析结果。试验优化了PCR扩增条件,使两组PCR在相同条件下扩增;优化了芯片制备及杂交条件,双链DNA采用碱变性,清除非特异键合采用电泳方法;建立了NAT2酶基因分型标准:信号强度Cy3:Cy5≥5为野生型,Cy3:Cy5为0.6-1.5时为杂合子,Cy3:Cy5≤0.2为突变型,对20例标本的基因分型结果采用直接测序法进行验证,结果均一致。表明三维凝胶NAT2基因点突变分型芯片法是一种特异性强、高通量的NAT2基因分型方法,适用于临床快速基因分型,指导相关药物合理使用。
2.HPLC梯度洗脱法测定人血浆中SASP及其代谢物
研究建立了人血浆中SASP及其代谢物SP、AcSP浓度的高效液相色谱(HPLC)测定方法。液相分离采用Hedera ODS-2分析柱,柱温:30℃,以甲醇-0.05 mol·L-1乙酸铵溶液(含0.1%三乙胺)溶剂系统梯度洗脱,流速为1.0ml·min-1,进样量20μl;检测波长:243nm。以苯巴比妥(PB)为内标,血浆样品用甲醇沉淀蛋白后取上清液进样分析。结果血浆中无内源性物质干扰测定;在0.5~100mg·L-1范围内SP、AcSP和SASP均呈良好的线性关系,相关系数r均>0.9992;提取回收率(n=5)分别为97.1%~101.3%、97.7%~103.3%、94.9%~102.3%;日内RSD分别为1.44%~3.04%、1.76%~3.85%、2.12%~3.22%,日间RSD分别为2.01%~3.69%、2.11%~3.99%、2.56%~3.56%。本方法操作简便、选择性好、准确、灵敏,可用于柳氮磺吡啶的药代动力学研究。
3.三种基因型18名受试者SASP药代动力学研究
本实验研究了不同NAT2基因型个体间SASP及其代谢物的药代动力学差异,为临床合理用药提供依据。我们从经过基因分型的101名健康志愿者中选择18名进行药代动力学试验,根据基因型把他们分成野生型纯合子(NAT2*4/*4)、杂合子(NAT2*4/*5、NAT2*4/*6、NAT2*4/*7)、突变型纯合子(NAT2*6/*6、NAT2*7/*7)三组,每组6人。受试者禁食10小时后,于次日晨空腹单剂量口服SASP肠溶片1000mg。取服药后各时间点的静脉血用高效液相色谱法测定血药浓度。用3P97计算药动学参数,并用SPSS16.0统计软件分析各参数差异。快、中、慢三种基因型受试者SP的药动学参数分别为:Cmax:4.6±1.4 mg·L-1,6.1±1.7mg·L-1和9.6±2.3 mg·L-1;Tmax:14.1±2.2 h,16.0±2.5 h和15.2±2.5 h;t1/2:7.6±1.1 h.11.3±1.9 h和15.2±5.7 h;CL:0.49±0.14 L·h-1·kg-1,0.41±0.09L·h-1·kg-1和0.32±0.12 L·h-1·kg-1;AUC0-72:71.4±17.5 mg·h·L-1,103.4±39.8mg·h·L-1和172.6±49.4 mg·h·L-1;AcSP的药动学参数分别为:Cmax:12.7±3.3mg·L-1,9.1±2.3 mg·L-1和4.2±0.93 mg·L-1;Tmax:18.9±3.4 h,21.6±2.3 h和26.9±3.18 h:t1/2:12.5±1.8 h,19.3±3.6 h和29.9±5.42 h;CL:0.84±0.16 L·h-1·kg-1,1.14±0.28 L·h-1·kg-1和1.48±0.34 L·h-1·kg-1;AUC0-72:193.4±52.4 mg·h·L-1,161.5±44.8 mg·h·L-1和79.4±26.3 mg·h·L-1。与快代谢型(野生型纯合子)相比,SP在中、慢代谢型中t1/2延长、Cmax增加、AUC0-72增大,三组间三种参数均存在显著性差异(P<0.05);AcSP中、慢代谢型t1/2延长、Cmax降低、AUC0-72减小,三组间各参数均同样有显著性差异(P<0.05);SASP的各药动学参数在三组受试者间则无显著性差异。NAT2基因型影响SP的代谢过程,在NAT2基因突变的个体,SP的体内代谢明显减慢,而SASP的代谢过程与NAT2的基因多态性无关。检测NAT2的基因型可预测人体内SP的代谢特点,为相关药物的个体化用药提供科学依据。