器官移植患者他克莫司血药浓度影响因素的研究进展

大光

该文概述了人口生物学因素、移植时间和移植器官的类型、基因多态性、合并用药、食物和药物剂型对他克莫司血药浓度的影响，以及人口生物学因素与基因多态性相互关系。CYP3A4、CYP3A5基因及合并用药是影响他克莫司血药浓度的主要因素。

器官移植患者他克莫司血药浓度影响因素的研究进展
作者：吴云、王家莹、卢映蓉、段茹
作者单位：南京医科大学附属无锡市人民医院药物临床试验机构办公室
来源：《医药导报》 2022年第41卷第5期

　　他克莫司是一种具有强效免疫抑制特性的大环内酯类药物，由链霉菌产生，1984年在日本的新型免疫抑制药和癌症化疗剂研究中发现。从1993年开始在日本临床上使用，他克莫司可以有效地预防肾脏、心脏、肺、肠道和骨髓的移植排斥，于1994年4月在美国被批准用于预防肝移植后的器官排斥反应。他克莫司主要通过抑制钙调神经磷酸酶（CN）来影响T淋巴细胞的活化，从而发挥其免疫抑制作用，在细胞质中，钙结合导致活化T细胞核因子（NFA-T）的CN活化和去磷酸化。去磷酸化的NFA-T转位到细胞核并与转录蛋白形成复合物，从而诱导T淋巴细胞增殖和激活所需基因的转录，包括白细胞介素（IL）-2、IL-4和干扰素γ。他克莫司在细胞质中与特定的免疫亲和素结合蛋白形成细胞内复合物，这些复合物与CN结合，阻止去磷酸化和核转位，从而抑制T淋巴细胞活化。
　　他克莫司主要通过肝代谢从胆汁中排出体外，尿液中排泄不到1%。他克莫司显著改善了器官移植患者的生存率和治疗效果，目前依旧是免疫抑制疗法的基石。尽管近年来在移植方面的短期结果有所改善，但提高移植患者的存活率及延长存活时间仍然存在严峻挑战。他克莫司的治疗范围较窄，毒性反应发生在浓度略高于或在其治疗范围内。另一方面，免疫抑制不足会导致移植排异反应的发生。本文概述了人口生物学因素、移植器官的类型、移植时间、基因多态性、合并用药、食物和药物剂型对他克莫司血药浓度的影响，以期优化他克莫司的给药方案，为器官移植患者他克莫司的治疗药物监测和剂量调整提供参考。

1　人口生物学因素

1.1 年龄和体质量
　　与成人比较，儿童移植受者需要高2～4倍的体质量计算他克莫司剂量。有研究提出，儿童肝脏相对成人较大，导致较高的肝脏清除率。随着年龄的增长，机体胃肠道蠕动、内脏血流量、胃酸分泌和肠道表面积减少，从而减少被动扩散口服药物的吸收。同时，身体成分逐渐发生变化，体脂增加，他克莫司在患者中消除半衰期延长。肝容量和肝血流量的减少是衰老过程中药物代谢变化的主要原因，此外，Ⅰ相代谢和细胞色素P450（CYP）酶活性均因衰老而降低。
　　体质量对他克莫司血药浓度的影响比重约为25.4%，CHINNADURAI等收集了400例肾移植患者移植后1个月和6个月基线（移植后第一个他克莫司谷值）数据，研究发现超重和肥胖患者的他克莫司血药浓度较高，肥胖患者脂肪组织中的促炎症介质如肿瘤坏死因子α、IL-6和诱导型一氧化氮合酶增加会导致CYP3A4和P糖蛋白表达减少，从而出现他克莫司代谢减少。日本的一项研究表明，在维持治疗中，肥胖患者的他克莫司剂量明显小于体质量指数（BMI）＜25kg/m2的患者。

1.2 种族
　　他克莫司在不同种族人群中的分布有很大差异，与高加索人比较，非裔美国人对他克莫司的剂量需求更高，在巴西不同种族的人群中，白人患者与非白人患者比较，他克莫司剂量需求较低。美洲原著民是为数不多的他克莫司剂量需求量低于高加索人的族群之一，他们的剂量需求量比高加索人低66%。
　　然而，许多早期的研究并没有排除药物遗传学的影响。他克莫司血药浓度的差异在很大程度上是由涉及药物代谢和转运的基因多态性的种族差异决定的，CYP3A5*1等位基因存在于45%～73%的非裔美国人、5%～15%的高加索人、15%～35%的亚洲人和25%的墨西哥人，携带CYP3A5*1等位基因可使他克莫司的剂量需求增加1.5～2倍，但目前尚不清楚非裔美国人不表达的基因是否与高加索人不表达的基因有相似的剂量需求。其他可能导致他克莫司种族差异的遗传因素包括非裔美国人CYP3-A5*6和CYP3A5*7等位基因失活的频率较高，以及存在CYP3A4*1B和ABCB1 3435CC变异体，可见种族因素与基因多态性具有密切相关性。

1.3 血细胞比容
　　他克莫司进入体内后，与红细胞特异性结合，高达98.8%的他克莫司结合在红细胞内。只有血浆中游离的他克莫司才具有药理活性，而由于检测血浆中游离的他克莫司浓度非常困难，大部分临床中心他克莫司浓度检测是检测全血浓度。红细胞比容的变化会显著影响他克莫司的全血药物浓度，在同样的全血他克莫司浓度下，红细胞比容越高，则游离的他克莫司浓度越低。血细胞比容对他克莫司浓度的影响比重约为29%。
　　红细胞比容降低（＜30%）可能导致他克莫司水平被高估，红细胞比容增加会导致他克莫司浓度被低估。此外，红细胞比容低于25%对不同分析方法测定的全血他克莫司浓度有深远影响。当红细胞比容超过30%～40%时，在解释他克莫司水平的结果时应谨慎考虑。利用红细胞比容与他克莫司水平的相关性可以得到校正后的他克莫司水平，SCHIJVENS等建立了他克莫司压积校正谷浓度和药物浓度-时间曲线下面积（AUC）的公式，可更好地指导个体化给药。对于临床稳定的肾移植，红细胞比容标准化的全血浓度改善了全血浓度的预测，可用于控制他克莫司的游离血药浓度，从而降低毒性，以减少毒性和排斥反应。

2　移植后的时间及移植器官类型
　　移植后的时间是影响他克莫司清除率的重要因素之一。他克莫司清除率随移植后时间的延长而增加，然后达到稳定水平，但也有研究发现他克莫司清除率会随时间的延长而降低。这些差异可能是由于移植器官的类型对他克莫司清除率有直接或间接的影响，因为在肝移植受者建立的模型中，移植后时间是影响他克莫司清除率的最常见协变量（直接作用），而肾移植受者通常包括血细胞比容（间接作用）。研究报道肝脏移植受者的他克莫司清除率随移植后时间的延长而增加，这种变化可能与移植肝的再生代谢功能改善有关。另一方面，肾移植受者的他克莫司清除率随着移植后时间的延长而降低，而有的受者临床表现则相反。这些变化可归因于他克莫司结合率的差异，由于血细胞比容的变化，间接影响他克莫司的代谢。尽管移植后的时间是他克莫司清除率变化的重要指标，但尚不清楚该协变量的变化能否准确指导他克莫司浓度监测。

3　基因多态性
3.1 CYP3A亚家族基因多态性
　　ELENS等首先发现CYP3A4*22多态性下调了他克莫司的代谢水平，从而增加了移植后他克莫司治疗浓度偏低的风险。根据ELENS等的研究，建立多个基因型的算法，同时考虑CYP3A5*3和CYP3A4*22等位基因的影响，结果可能更为理想。BEN-FREDJ等进一步验证了CYP3A4*1B多态性与他克莫司的剂量需求有关，相对于CYP3A4*1B非携带者，CYP3A4*1B携带者需要更高的他克莫司剂量才能达到血液中药物最低浓度（C0）。WERK等研究报道了1例CYP3A5*3和CYP3A4*26纯合子患者他克莫司的标准给药治疗，CYP3A酶活性完全失效。据报道，与携带CYP3A4野生型等位基因的个体比较，CYP3A4*1B等位基因的他克莫司剂量调整后的C0浓度降低了35%，但其对他克莫司浓度的影响尚有争议。
　　CYP3A5*1/*1基因型患者的肠道和肝脏代谢水平较高，获得他克莫司目标血药浓度所需的每日剂量较高。非表达者受体需要较低的剂量，而表达者受体需要较高的剂量来达到目标他克莫司的浓度。CYP3A5*1/*1基因型使他克莫司清除率增加2倍，而杂合的CYP3A5*1/*3基因型使他克莫司清除率比CYP-3A5*3/*3群体高出约1.7倍，CYP3A5 *3/*3的清除率比CYP3A5表达者低48%。ROJAS等在2015年完成的荟萃分析，包括37项观察性案例，研究了他克莫司剂量调整的谷浓度、急性排斥反应、急性肾毒性和肾移植患者的慢性肾毒性，结果显示，他克莫司剂量调整后的谷浓度在CYP3A5表达型患者中明显降低，与先前的荟萃分析结果相似。在一项全基因组研究中，对巴西患者的肾脏或肾胰腺移植受体进行统计发现，CYP3A5*6和CYP3A5*7与他克莫司清除率降低相关。这2个等位基因导致蛋白质功能丧失，并被认为对他克莫司清除率的影响程度相似。NIIOKA等研究了移植后第1个月CYP3A5基因型对他克莫司剂量需求的潜在价值，在报道的9个临床或药物遗传学影响因素中，只有CYP3A5基因型、体质量、血细胞比容和持续静脉输注期间他克莫司的总清除率与他克莫司剂量相关。在移植后的第1个月，CYP3A5基因型对他克莫司剂量的影响程度显著增加，第14天占7.2%，第28天占20.4%。
3.2 ABC家族
　　ABC转运蛋白，尤其是P-糖蛋白，广泛分布并表达于肠上皮、肝细胞和肾脏的近端小管，它们可能影响他克莫司的吸收、排泄和分布。ABCB1多态性和他克莫司药动学之间的关系已被广泛研究，但结果仍有争议。有研究指出ABCB1 3435C>T基因多态性影响成人肾移植手术后1年内他克莫司的药动学变量，ABCB1 3435T携带者的C0/剂量比高于ABCB1 3435CC携带者。纯合子ABCB1 3435TT的剂量显著高于ABCB1 3435CC，C0/剂量比显著低于ABCB1 3435CC。此外，ABCB1 3435C>T基因多态性对他克莫司药动学变量的影响更大。
　　BANDUR等认为ABCB1单倍型降低了急性排异反应发生的风险，该研究涉及832例捷克肾移植受者，结果表明，纯合子变异体（T-T-T）与野生型（C-G-C）单倍型比较，急性排异风险增加了1.4倍。这些多态性产生的影响很小，但结合在一起，会产生附加效应。GENVIGIR等最先提出，编码多药耐药相关蛋白2（MR P2）的ABCC2基因在其他药物代谢起着重要作用，对他克莫司的药动学有着至关重要的影响。据报道，在巴西肾移植受者中，ABCC2 c.3972T变异体与他克莫司高C0/D值（血液中药物的最低浓度与相应的他克莫司日剂量之比）的相关性高于c.3972CC基因型携带者。
3.3 原叶绿素酸酯氧化还原酶（POR）
　　POR作为供体对CYP介导的药物氧化过程具有重要作用。POR*28是POR基因的一个编码变异体，它能有效地提高POR的活性，从而导致CYP3A4和CYP3A5的活性增加。研究表明，POR*28可以引起CYP3A5介导的他克莫司代谢增加，但在非表达的CYP3A5中，CYP3A4介导的他克莫司代谢没有增加，这表明POR、CYP3A5和他克莫司之间可能存在相互作用。此外，有研究发现，无论是成人还是儿童，POR*28携带者在心脏或肾脏移植中的调整他克莫司C0剂量较低，尽管这种关联的强度似乎很弱，对他克莫司剂量要求的临床影响有限（15%～20%），POR*28也一定程度地解释了他克莫司的变异性，POR*28携带者可能促进他克莫司代谢。
3.4 孕烷X受体（PXR）
　　NR1I2编码的人PXR作为核转录调控CYP3A和ABCB1的表达，已有NR1I2多态性的报道，但关于其与他克莫司浓度的相关性仍需进一步研究。NR1I2启动子区的六碱基对缺失突变发生在一个潜在的肝脏核因子（HNF-1）结合位点，研究表明，PXR六碱基缺失突变可降低PXR基因的表达，从而显著降低CYP3A4和ABCB1的表达。STIFFT等应用群体药动学评估了32例受试者在肾移植后的半年内，PXR基因对他克莫司血药浓度的影响，发现PXR变异等位基因是他克莫司清除率增加的重要协变量，但与个体药动学特征无关。与上述蛋白质的遗传变异比较，PXR单核苷酸多态性主要对代谢和运输的适应机制产生影响，以发挥对机体的保护作用。这意味着，与大多数稳定状下的进行期研究比较，PXR受体的作用在移植后的阶段（使用大剂量皮质类固醇）或急性疾病期间可能更为重要。
　　他克莫司主要经CYP3A4、CYP3A5和P糖蛋白代谢，其血药浓度主要受这3种基因型影响，其他基因如POR、PXR对血药浓度的影响也主要是通过影响CYP3A4、CYP3A5和P糖蛋白发挥作用。

4　合并用药和食物
　　与CYP相互作用的药物可以改变他克莫司的血药浓度和生物利用度，这些相互作用因患者而异，并可能受到许多其他因素的影响。
　　通过抑制CYP3A4和（或）P糖蛋白导致他克莫司血药浓度显著增加的药物主要是唑类抗真菌药物、钙通道阻滞剂（主要是维拉帕米和地尔硫）、人类免疫缺陷病毒蛋白酶抑制药（特别是利托那韦）、大环内酯类药物（阿奇霉素除外）、胺碘酮、屈诺酮，以及少量的几种抗抑郁药物（包括奈法唑酮），许多药物同时抑制CYP3A和P-gp， 部分是CYP3A4抑制药。唑类抗真菌药是钙调神经磷酸酶抑制药（CNI）代谢的最强抑制药之一。有文献报道1例肾移植受者联合使用氟康唑后他克莫司标准化药物浓度升高了9.1倍，停用氟康唑161d后，他克莫司给药剂量仍需降低26%才能保持在正常的药物浓度范围内。 阿奇霉素虽然也属于CYP3A4抑制药，但临床经验表明，它对CNI代谢的影响微乎其微。抗丙型肝炎病毒感染药物艾尔巴、格佐匹韦也可以与他克莫司产生药物相互作用，使他克莫司AUC显著升高，建议将他克莫司的剂量进行调整，以实现与抗丙型肝炎病毒药物的联合使用。
　　利福平、抗癫痫药物和皮质类固醇为CYP3A和P糖蛋白的重要诱导剂，这些药物会增加他克莫司的代谢率并导致他克莫司浓度的降低，如果不注意可能会低于建议的治疗范围，使患者遭受移植排斥反应的风险。如在肾移植后的前期，泼尼松龙的剂量逐渐减小，这将影响他克莫司的暴露。在这种情况下，由于他克莫司浓度增加而导致的血清肌酐升高可能被误解为皮质类固醇逐渐减少后的排斥反应。
　　口服他克莫司时食用固体食物会降低胃肠道对药物的吸收速度和程度，这种食物效应在高脂肪餐后最为明显。因此，药品标签上建议空腹服用他克莫司，或至少在饭前1h或饭后2～3h服用。
　　与他克莫司具有相互作用的食物还包括葡萄柚和葡萄柚汁。贯叶连翘是一种已知的CYP3A56诱导剂，已被证明可以降低肾移植受者的他克莫司血药浓度。
　　因此，在他克莫司治疗期间，应谨慎使用已知会改变药物代谢酶活性的食物和药物，并应避免使用草药，此类联合使用可能会使患者面临毒性或亚治疗血浓度的风险。

5　药物剂型
　　他克莫司有2种口服剂型，一种是速释他克莫司，每日给药2次，另一种是缓释他克莫司，每日给药1次。药物制造商建议，稳定的患者可以用1:1的比例在2种不同的剂型之间转换，2种制剂在移植后12个月的急性排斥反应、患者存活率和移植物存活率方面基本相似。有研究表明，在CYP3A5基因型对药物清除率的影响方面，不同剂型之间可能存在差异。
　　在加拿大移植中心的一项研究中，调查了600例稳定的肾移植受者（平均移植后7.4年），从速释他克莫司转换为缓释他克莫司的剂量调整情况，其中60例受者同时进行了CYP3A5基因检测。结果发现在该队列中，将速释他克莫司转换为缓释他克莫司需要将平均剂量从3.1mg/d增加到3.8mg/d（P=0.007），才能达到相似的他克莫司谷浓度。与*3/*3非表达者组（26.6%）比较，*1/*3表达者组在从速释他克莫司转换为缓释他克莫司时需要更大百分比的剂量调整（56.7%）。两个表达者组合（*1/*1和*1/*3）也观察到了类似的发现。基因型*1/*1在东亚队列中的代表性明显更高。在新加坡开展的一项随机对照试验将26例稳定的肾移植患者按照1:1的剂量从速释他克莫司转换为缓释他克莫司，结果发现，CYP3A5表达者使用相同剂量的缓释他克莫司暴露量显著降低（n=18），而CYP3A5未表达者的暴露量未见变化（n=8）;在接受地尔硫卓（CYP3A5抑制药）的CYP3A5表达者中，24h暴露在转换后没有显著变化（n=10）。MDR1C3435T多态性的独立效应不明显。
　　上述结果显示，CYP3A5基因表达者在他克莫司1:1剂量从速释他克莫司转换为缓释他克莫司，他克莫司的暴露显著减少，因此在转换前测定CYP3A5，并建议CYP3A5表达的患者剂量应适当提高，其他患者可采用1:1转换。

6　结束语
　　器官移植后的主要难题是如何在所用免疫抑制药的有效性和毒性之间保持平衡，由于缺乏更新的免疫抑制剂新药，对现有药物的进一步了解可能是改善疗效的关键。他克莫司作为钙免疫抑制药的代表，其血药浓度受到人口生物学因素、移植时间和移植器官的类型、基因多态性、合并用药、食物和药物剂型等多种因素的影响，临床上应综合考虑其影响因素，从而进行必要的剂量调整，以达到发挥药效的最佳浓度，实现移植患者的个体化用药。

本文仅供学习参考，完整准确内容请查阅原始文献：吴云, 王家莹, 卢映蓉, 段茹. 器官移植患者他克莫司血药浓度影响因素的研究进展[J]. 医药导报, 2022, 41 (05): 669-674.

【链接】

肾移植受者他克莫司血药浓度影响因素的研究
https://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=75947

谈谈中药与食物对环孢素、他克莫司血药浓度的影响
https://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=75891

他克莫司的药代动力学特点及其影响因素
https://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=87302

肾移植受者联合用药对他克莫司影响及其剂量调整策略
https://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=87556

《实体器官移植他克莫司个体化治疗专家共识》（2021年）摘读
https://bbs.yizhiwang.org.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=87602