转运体的遗传药理学

转运体的遗传药理学张伟药物反应的个体差异药物代谢动力学药物效应动力学药物效应和毒性个体差异基因多态性药物靶点药物转运体药物代谢酶OATP-2B1MDR1OAT3OAT2OAT1OCT2MRP3OATP-1A2OCT4MRP2MRP4MDR1BCRPMRP2CYPsMRP1MRP3OATP2B1OATP1B1OATP1B3OATP2B1OCT1OAT2MRP1CYPsMDR1MRP3MRP-4/5MDR3BCRPBSEPMDR3组织分布细胞内浓度肝脏摄入小肠吸收胆汁分泌肾脏排泌循环系统药物肝脏细胞小肠细胞肾小管细胞药物转运体在药物跨膜转运中的作用DrugtransporterAbsorptionDistributionMetabolismExcretion根据对底物的转运方向，主要可以将转运体分为摄入转运体和外排转运体：摄入转运体负责将内外源性物质摄入细胞内，包括有机阴离子转运多肽家族（OATP）、有机阴离子转运体家族（OAT）、有机阳离子转运体家族（OCT）。外排型转运体主要是多药耐药蛋白（MDR）、多药耐药相关蛋白（MRP）、乳腺癌耐药相关蛋白（BCRP）以及肝脏胆盐外排泵（BSEP）等。转运体分类ClassName(genenomenclature)ABCtransportersP-glycoprotein[P-gp]/multi-drugresistance1[MDR1/ABCB1],Multi-drugresistance-associatedprotein2[MRP2/ABCC2]Breastcancer-resistanceprotein[BCRP/ABCG2]Organicanion-transportingpolypeptidefamilyOATP1A2[OATP-A]/SLCO1A2OATP1B1[OATP-C]/SLCO1B1OATP1B3[OATP8]/SLCO1B3OATP2B1[OATP-B]/SLCO2B1OrganicaniontransporterfamilyOAT1/SLC22A6OAT2/SLC22A7OAT3/SLC22A8OrganiccationtransporterfamilyOCT1/SLC22A1OCT2/SLC22A2一、ABCB1ABCB1又名P-糖蛋白（P-glycoprotein，P-gp）、多药耐药蛋白1（Multidrugresistance1，MDR1），最早在肿瘤细胞中发现，它可以导致肿瘤细胞对抗癌药物出现多药耐药现象。ABCB1是能量（ATP）依赖性膜蛋白，可发挥外排泵作用，将细胞内外源性的化合物包括药物逆浓度梯度转运至胞外。ABCB1在正常人体肝、肾、肠道、胎盘、血脑屏障、血睾屏障及淋巴细胞系和心脏内小动脉、毛细血管等部位均有表达。ABCB1的两种功能：一是限制肠腔内药物摄入肠细胞，也限制药物从血液循环摄入脑、胎盘细胞内；二是将肝细胞、肾小管细胞及肠上皮细胞中药物排至邻近腔隙，从而加快药物从这些组织的消除。MDR13435CTaffectsmRNAstabilityPharmacogeneticsandGenomics2005,15:693–704ABCB13435位多态性对药物转运功能的影响MDR12677GT/A突变携带者治疗卵巢癌效果更好ClinCancerRes.2006Feb;12(3):854-9.二、ABCC21.ABCC2又名多药耐药相关蛋白2（multidrugresistance-associatedprotein2，MRP2），或小管多种有机阴离子转运体（canalicularmultispecificorganicaniontransporter，cMOAT）；2.主要分布于肝细胞的管腔（顶）膜和肾近端小管细胞的管腔膜侧，少部分位于肠道，胆囊上皮细胞，胚胎以及血脑屏障的内皮细胞等极性细胞的顶膜。ABCC2在肠道中的表达以在十二指肠最高，从十二指肠到结肠，逐渐降低。3.ABCC2的主要功能：1、限制肠腔内药物摄入肠细胞；2、限制药物从血液循环摄入脑、胎盘细胞内；3、将肝细胞、肾小管细胞及肠上皮细胞中药物排至邻近腔隙，加快药物从这些组织部位的消除。因此，ABCC2在药物的吸收、分布和排泄过程中起着非常重要的作用。1.ABCC2能将多种化疗药物从细胞内泵出细胞以降低细胞内药物浓度和减轻细胞毒作用，进而可使机体对肿瘤药物产生耐药。2.ABCC2表达特征与恶性肿瘤化疗效果有密切关系，高表达者化疗效果不佳，甚至无效，而低表达则疗效较好。3.ABCC2在肝癌细胞、卵巢癌细胞、膀胱癌细胞等癌细胞上过表达，是造成肿瘤细胞多药耐药的主要原因之一。4.肿瘤细胞过表达ABCC2，促进化疗药物的排出可能是自我保护的一种方式。ABCC2与多药耐药ABCC2的基因结构和基因多态性PharmacogeneticsandGenomics2009,19:206–216与野生型相比，Arg723Gln突变对HEK293细胞的半数抑制浓度显著降低，说明该突变引起抗肿瘤药物长春碱和长春新碱的外排功能减弱，细胞内药物浓度增加，对细胞杀伤效果显著。MRP2与Dubin-Johnson综合征1.Dubin-Johnson综合征又称为慢性特发性黄疸，为遗传性结合胆红素增高Ⅰ型2.Dubin-Johnson综合征，由于MRP2基因突变致使结合胆红素从肝细胞向毛细胆管的运转发生障碍，结果使结合胆红素反流入血，血结合胆红素水平增高，病人出现黄疸。MRP2三、ABCG2ABCG2，即乳腺癌耐药蛋白（breastcancerresistanceprotein，BCRP），属于半转运流出泵，主要在乳腺、胎盘和肝细胞胆管侧表达。ABCG2C421A基因型对diflomotecan的AUC的影响2006Dec2009May四、OATP1B1OATP1B1全称有机阴离子转运多肽1B1（原名OATP-C，OATP2，基因名SLCO1B1），特异性存在于肝脏，对多种内、外源性物质摄取进入肝脏细胞具有重要作用。基因名称染色体定位组织分布底物抑制剂SLCO1B112p12窦状隙基底侧肝细胞膜甲状腺激素（T4和T3），前列腺素E2，甲氨喋呤,普伐他丁,西伐他汀，匹伐他汀，罗素他汀，阿托伐他汀，利福平,瑞格列奈，那格列奈，波生坦吉非罗奇，利福平，HIV蛋白酶抑制剂，黄酮类0.02/0.04ResultsofTestsforaTrendintheAssociationbetweenMyopathyandEachSNPMeasuredintheGenomewideAssociationStudy.PvaluesareshownforeachSNPmeasuredamong85participantswithmyopathyand90matchedcontrolswhoweretaking80mgofsimvastatindaily.Analysesarebasedon316,184ofthe318,237SNPs(Illumina).Aresultabovethehorizontalredlineindicatesstrongevidenceofanassociation(P5×10−7).OATP1B1的单倍型功能意义研究五、OCT家族1.OCT全名有机阳离子转运体（OrganicCationTransporter，OCT）包括OCT1，OCT2和OCT3；2.OCT1主要存在于肝细胞基侧膜，与肝细胞对有机阳离子底物的摄取有关；其次在肠道上皮细胞也有分布；3.OCT2则主要位于近端肾小管细胞，与阳离子底物从血中摄取进入肾上皮细胞有关，是肾脏排泄毒物的主要转运体；4.OCT3分布于全身多种组织和器官；5.有机阳离子OCT转运的临床药物包括抗震颤麻痹药（金刚烷胺）、口服降糖药（二甲双胍）、抗肿瘤药（奥沙利铂）和组胺2受体激动药（西米替丁）等。功能意义研究0.00500.001000.001500.002000.002500.0004812162024Time(h)Plasmametforminconcentration(ng/ml)848CCn=7848CTn=6848CTofOCT1onthePKofmetforminP=0.038-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.201022CC1022CT1022TTChangeinmeanconcentration(0-3h)(mmol/L)-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20848CC848CTChangeinmeanconcentration(0-3h)(mmol/L)P=0.047P=0.041Comparisonofchangesinmeanbloodglucoseconcentration（0-3h)amonggroupswithdifferentOCT1genotypes.Shu‌Yetal.J.Clin.Invest.117,1422–1431(2007)Theplasmaglucose-loweringeffectsofmetformininOGTTweresignificantlydecreasedinsubjectscarryingOCT1variationsthantheOCT1wildgenotype.小结1.药物转运体的基因多态性也是影响药物代谢动力学和反应性的重要遗传标志；2.除了少数转运体，如OATP1B1基因型和他汀类药物的药代和药效的关系较明确之外，其他多数转运体SNP的功能或多或少存在一定争议；3.大多数转运体转运的药物十分广泛，不同转运体之间的底物多有重叠；4.转运体基因多态性对药效的影响与药物作用的器官有关；5.包含代谢酶、转运体和受体等多基因联合网络分析有助于我们进一步明确药物反应的个体差异。谢谢！