CYP3A4基因多态性对大面积烧伤患者应用芬太尼镇痛的个体化用药价值

闵昱源，朱帅，罗颐，熊东方Δ

(1.第四军医大学西京医院 麻醉科，陕西 西安 710032；2.西安交通大学第一附属医院 麻醉科，陕西 西安 710061)；3.第四军医大学西京医院 药剂科，陕西 西安 710032)



CYP3A4基因多态性对大面积烧伤患者应用芬太尼镇痛的个体化用药价值

闵昱源1，朱帅2，罗颐3，熊东方1Δ

(1.第四军医大学西京医院 麻醉科，陕西 西安 710032；2.西安交通大学第一附属医院 麻醉科，陕西 西安 710061)；3.第四军医大学西京医院 药剂科，陕西 西安 710032)

目的 探究CYP3A4基因多态性对芬太尼药效的影响及基因检测在大面积烧伤患者应用芬太尼镇痛个体化用药的应用价值。方法 本研究为临床前瞻随机对照研究，选取第四军医大学西京医院2015年2月～7月就诊大面积烧伤患者149例，将患者随机分为对照组(n=56)和试验组(n=93)，对照组患者均采用芬太尼5 μg/kg进行麻醉诱导，试验组患者结合基因检测结果予以芬太尼6、5、4 μg/kg。对比观察试验组和对照组患者术后不同时刻VAS评分，术中芬太尼用量；对VAS评分>7分患者肌注哌替啶100 mg，记录所有患者哌替啶追加例数及次数。同时记录2组患者术后出院前各项不良反应发生情况。 结果 术后清醒即刻VAS评分差异无统计学意义，术后6 h、12 h试验组患者VAS评分明显较低(P<0.05)。试验组芬太尼用量及术后哌替啶追加例数及次数明显减少(P<0.05)。术后试验组恶心、呕吐、瘙痒、嗜睡等不良反应及不良反应总数明显较少(P<0.05)。结论 CYP3A4基因检测对大面积烧伤患者的个体化用药具有重要意义，通过结合患者基因型调整芬太尼药量，可明显增强镇痛效果，减少患者药物使用量，有效减少患者不良反应。

芬太尼；个体化用药；大面积烧伤；基因多态性；基因检测

芬太尼作为人工合成阿片类强效麻醉性镇痛药，在我国临床麻醉科应用非常广泛。但由于个体差异性的存在，同等剂量芬太尼在不同烧伤患者中药物效果和药物代谢具有显著差异，从而影响镇痛效果和不良反应[1]。芬太尼在肝脏代谢过程中CYP3A4酶系起非常重要的作用，40多对等位基因决定了CYP3A4基因的多态性，其中CYP3A4*1G基因突变会导致酶系产生功能性改变，同时也是是导致芬太尼代谢差异性的主要因素[2]。本文拟通过研究CYP3A4基因多态性与芬太尼药物代谢水平的关系，进一步探讨个体化差异对药效的影响，为临床实施个体化用药提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究为临床前瞻随机对照研究，选取西京医院2015年2月～2015年7月就诊烧伤科就诊拟择期手术大面积烧伤患者149例，美国麻醉医师学会(ASA)分级Ⅰ～Ⅱ级。患者中男91例，女58例，年龄18～75岁，平均(41.42±16.04)岁，体重指数18.68～27.92 kg/m2，平均(22.6±3.1)kg/m2。患者均有头面部及躯干不同程度烧伤，Ⅱ～Ⅲ度烧伤面积百分比35%～79%，平均(43.62±4.51)%；入选患者烧伤原因包括火焰烧伤87例、烫伤52例、电击伤6例及化学烧伤4例。排除标准：① 肝炎患者或严重肝肾功能损害患者；②严重心律失常或有严重心脑血管病史患者；③艾滋病患者；④糖尿病病史或血糖浓度严重高于正常患者；⑤ 严重精神疾病史；⑥对麻醉药物使用禁忌患者；⑦术前服用过CYP3A4酶诱导剂、抑制剂或对肝功能有严重损害药物的患者。研究取得我院伦理委员会通过及患者或家属的知情同意权后将患者随机分为对照组(n=56例)和试验组(n=93例)，所有患者均择期行清创术或清创切痂植皮术。

1.2 研究方法

1.2.1 基因检测方法:本研究基因检测方法采用焦磷酸测序法，按于术前2～3天抽取受试者静脉血 4 mL，置于乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管中。提取外周血基因全组DNA后采用聚合酶链式反应(PCR)对目的基因进行扩增，取30μL PCR扩增产物加入3 μL结合了抗生素蛋白链菌素的磁珠和37 μL结合缓冲液进行孵育。将磁珠在清洗液中清洗使生物素标记的与未标记生物素的DNA单链互相分离，加入测序引物再次孵育冷却至室温后，加入适当剂量的反应酶、底物、dNTP等进行反应，由焦磷酸测序仪读取分析结果，对DNA链进行多态性分析。野生型纯合子(CYP3A4*1/*1)标记为AA型；突变纯合子(CYP3A4*1G/*1G)标记为GG；突变杂合子(CYP3A4*1/*1G)，标记为GA。

1.2.2 麻醉方法 患者入手术室开放动脉和静脉通路后持续检测有创动脉压和中心静脉压、心率、心电图、血氧饱和度等各项生命体征(美国GE公司DASH4000型多参数监护仪)，对不能进行心电图检查患者尽可能行心脏听诊。依次注入咪达唑仑(江苏恩华药业股份有限公司，批号：1301427)0.05 mg/kg、罗库溴铵(荷兰 N.V.Oranon 公司，批号：1400094)0.6 mg/kg、丙泊酚(意大利 AstraZeneca S.p.A，批号： JR685)2 mg/kg及不同浓度芬太尼(宜昌人福药业有限公司，批号：12072952)进行麻醉诱导。试验组结合基因检测结果，芬太尼使用浓度为：GG基因型患者予以芬太尼6 μg/kg，GA基因型患者予以5 μg/kg，AA基因型患者予以4 μg/kg；对照组均使用芬太尼5 μg/kg。患者入睡后行气管插管机械通气，维持呼气末二氧化碳分压(PETCO2)于35～45 mmHg，BIS值维持在40～65。泵注瑞芬太尼0.2 μg/kg/min,并间断追加阿曲库铵(上海恒瑞医药有限公司，批号：10062183)首次剂量0.6 mg/kg，后以0.1～0.2 mg/kg间断静脉注射，通过调整瑞芬太尼滴速调整麻醉深度，进行麻醉维持。术中出现高血压、低血压或心率失常时通过调整麻醉药滴速予以纠正，必要时适当使用艾司洛尔、麻黄碱、阿托品等药物予以纠正。所有患者均按烧伤科手术规范行清创术或清创切痂植皮术,所有患者共进行207例次大面积切痂手术麻醉，其中对照组共行大面积切痂手术麻醉105例次，试验组行102例次，差异无统计学意义。

1.3 观察指标 记录试验组各患者基因检测结果，统计各基因型CYP3A4酶活性；对比观察2组患者芬太尼用量，并于术后患者神志清醒即刻及术后6 h和12 h测量并记录2组患者疼痛视觉模拟评分(visual analog scale，VAS)，评分以0分表示无痛，10分表示为难以忍受的剧烈疼痛；对于VAS评分大于7分患者肌注哌替啶100 mg，记录所有患者哌替啶追加例数及次数。此外，记录2组患者术后出院前恶心、呕吐、嗜睡、瘙痒、呼吸抑制、休克等不良反应发生情况。

2 结果

2.1 患者一般情况及试验组基因检测结果 2组患者在年龄、体质量、体重指数、ASA评分、烧伤面积、手术时间等一般资料间比较，差异无统计学意义，试验组平均麻醉时长较短，但差异无统计学意义。试验组患者CYP3A4酶基因检测结果显示试验组91例患者中共有GG基因型患者43例，GA基因型患者42例，AA基因型患者6例。

表1 患者一般信息表Tab.1 General information of ±s)

2.2 2组VAS评分结果 2组患者各清醒即刻VAS评分差异无统计学意义。术后6h、12h对照组患者VAS评分明显较高，与试验组相比差异有统计学意义(P<0.01)，见表4。

表2 术后时间点VAS评分Tab.2 VAS score in different time after ±s)

*P<0.05，与对照组比较，compared with control group

2.3 2组患者芬太尼用量情况 比较2组患者术中芬太尼用量及术后哌替啶追加例数及次数，结果表明试验组芬太尼用量(247.4 ± 76.9)μg，与对照组相比，用量差异有统计学意义(P<0.01)；试验组术后追加使用哌替啶4例次，与对照组14例次相比明显减少(P<0.05)。

表3 术中芬太尼用量及术后哌替啶使用情况Tab.3 The cost of fentanyl and pethidine

*P<0.05，与对照组比较，compared with control group

2.4 患者不良反应情况 术后对照组患者出现恶心5例，呕吐3例，皮肤瘙痒3例，嗜睡5例，轻度呼吸抑制2例，经抢救后恢复，另出现休克1例，为一名Ⅱ～Ⅲ度烧伤面积82%火焰烧伤患者，术后出现水电解质严重紊乱及多脏器功能衰竭，经抢救无效死亡；对照组不良反应合计18例，发生率为32.14%(18/56)。试验组出现患者恶心1例，嗜睡1例，未发生呼吸抑制及休克现象，不良反应总计2例，发生率为4.30%(2/93)，不良反应总例数与对照组相比明显较少(P<0.01)。

3 讨论

大面积烧伤患者因广泛皮肤损伤和组织损害常伴有大量组织液渗出、不同程度的水电解质紊乱及脏器功能障碍或衰竭，导致机体对麻醉的耐受能力下降，较易发生麻醉意外，甚至患者死亡[3]。通过对大面积烧伤患者的麻醉药物选择及药物剂量的控制实行个体化用药对增强患者麻醉效果，降低患者麻醉意外的发生具有重要意义。个体化用药是指结合患者独特的遗传学特点，选择合适的治疗药物和方案，或针对不同遗传变异开发个体化药物的医学模式[4]。这种医学模式可通过预测特异性或过表达靶点，预估药物效应和剂量，并通过对药物和剂量的调整，可以在提高药效的同时，降低药物不良反应，保护患者安全。

在麻醉诱导的药物当中，阿片受体激动剂芬太尼(fentanyl)是近年来临床常用镇痛药物，其因镇痛效果强，起效快，不良反应少，在临床上广泛应用于麻醉手术中[5]。但是使用芬太尼具有明显药物效果和药物代谢的个体差异性，经研究发现，基因是导致这种差异性最重要的原因[6]。

芬太尼大部分经肝脏代谢，CYP450是肝脏内药物代谢的重要酶系，其中影响芬太尼代谢最重要的肝药酶是CYP3A4酶，CYP3A4酶存在多态性，而CYP3A4 酶多态性是由CYP3A4基因多态性决定的[4]。CYP3A4基因位于第7号染色体长臂2区1带1亚带一2区2带1亚带，包括13个外显子及12个内含子。CYP3A4基因已被证实有40个等位基因，其中CYP3A4*1G基因突变被证实有功能意义[7]。CYP3A4野生型，纯合子突变率，杂合子突变率分别为55%，8%，37%。CYP3A4酶活性为单态分布，其体内含量或活性改变均可引起药物的代谢动力学或药效学改变，从而产生个体差异[8]。

本研究结果通过结合患者基因型检测结果对患者实行个体化用药后，试验组患者术后6h、12h VAS评分和术中患者芬太尼用量明显低于对照组(P<0.05)，且术后哌替啶追加例数及次数明显少于对照组(P<0.05)，推测芬太尼在CYP3A4*1G 基因突变个体镇痛效应引起的差异，是由于基因突变而引起酶系表达发生变化，使CYP3A4酶活性降低，芬太尼代谢减少，因此根据患者基因型合理调整用药剂量与浓度，进行个体化用药，不仅可以节约芬太尼的用量，且术后持续阵痛效果也显著增加，术后镇痛追加需要量也明显减少；实验组术后不良反应方面明显少于对照组，烧伤患者机体水电解质平衡紊乱，与一般患者相比对药物的耐受性更差，对这类患者使用个体化用药更加可以避免由于药物剂量过多引起的多种不良反应和副作用。麻醉科临床医师在使用镇痛药物时有严格限制，术中药效不足达不到麻醉标准，将影响手术效果；术后药效不足会增加患者痛苦；药物剂量过量会导致呼吸系统严重不良反应；慢性疼痛患者用量不当会造成药物依赖。从实验结果可以显示个体化用药根据患者基因型合理调整用药方案，在提高疗效与用药安全性具有很大优势[9-11]。

个体化用药根据患者的个体差异性来决定给药剂量，可以明显增加术后患者麻醉镇痛的有效性和持续性，减少不良反应，提高患者术后麻醉的满意度，因此建议在临床上广泛应用对芬太尼的个体化用药。但同时，由于疼痛机制的复杂性及相关基因的多态性，可能还存在其他影响芬太尼个体化差异的因素。且对芬太尼个体化用药的多中心、大样本临床研究，尤其是针对中国人群的研究还不多。此外，针对不同患者的个体化用药标准尚未明确，有待广大麻醉师和疼痛科医生协同开展临床研究。

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(编校：谭玲)

CYP3A4 gene polymorphism and fentanyl individual drug use in patients with extensive burns

MIN Yu-yuan1, ZHU Shuai2, LUO Yi3, XIONG Dong-fang1Δ

(1.Department of Anesthesia, Xijing hospital Affiliated of Fourth Military Medical University,Xi’an 710032, China; 2.Department of Anesthesia, The First Affiliated of Xi’an Jiaotong Unniversity, Xi’an 710061, China; 3. Department of Pharmacy, Xijing hospital Affiliated of Fourth Military Medical University, Xi’an 710032, China)

ObjectiveTo explore effect of CYP3A4 gene polymorphism and genetic testing on the efficacy of fentanyl in patients with extensive burns.MethodsA prospective randomized controlled study, 149 patients with extensive burns were picked from Feburary to July in 2015. Patients were randomly divided into matched group(n=56) and experimental group(n=93). The matched group was treated with fentanyl 5 g/kg to finish implementation of anesthesia induction. Depends on the gene detection results, the patients in experimental group were treated with 6 g/kg, 5 g/kg or 4 g/kg fentanyl. The VAS score at different time after operation in the experimental group and the control group were compared, and the dosage of fentanyl was observed. Patients whose VAS score was greater than 7 should treated with intramuscular injection of pethidine 100 mg, recorded all patients with pethidine’s additional cases and the times. At the same time, the adverse reactions of the two groups were recorded before and after hospital discharge.ResultsThe score of VAS was not significantly different after wake up immediatly after the surgery, and the score of VAS was significantly lower in the experimental group patients in 6h,12h after the surgery (P<0.05). The dosage of fentanyl in the experimental group and the number of the cases and the times were significantly decreased (P<0.05). The adverse reactions after the surgery such as nausea, vomiting, itching, drowsiness, and adverse reactions were significantly lower in the experimental group (P<0.05).ConclusionCYP3A4 gene detection in patients with large area of burn in the individual drug use is important, because of patients’ genotype adjusting fentanyl dosagecan, it enhances significantly the analgesic effect, reduces the amount of drug use, and effectively reduces the adverse reactions.

fentanyl; personalized medicine; extensive burns; gene polymorphism; gene detection

国家自然科学基金 (81271342)；

闵昱源，男，硕士，住院医师，研究方向：脑保护，E-maile：41386335@qq.com；熊东方，通讯作者，男，硕士，主治医生，研究方向：脑保护，E-maile：myy83@163.com。

R614

A

1005-1678(2015)08-0086-04