華法林是最常應用的口服抗凝藥物之一。許多研究已證實華法林維持劑量的個體差異與細胞色素P450 2C9（CYP2C9）和維生素K環氧化物還原酶復合物1（VKORC1）的基因型密切相關。納入基因信息和臨床數據的劑量計算公式可預測華法林的維持劑量。但目前已開展的臨床試驗結果不一，對其實用性提出了質疑。雖然現有證據并不支持采用基因型分析指導華法林維持劑量，但在有條件的機構針對特定族群開展基因型檢測也不失為一種合理的選擇。目前正在進行的試驗有望提供更多數據，下一步研究需要在劑量公式中納入適用于少數人群的變量。所有這些工作將進一步完善臨床應用基因型檢測指導華法林劑量這一新型的治療模式。
引用本文： 侯江龍, 董力. 基因多態性預測華法林維持劑量的研究進展. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2015, 22(6): 585-590. doi: 10.7507/1007-4848.20150148 復制
華法林是最常用的口服抗凝藥物之一。自上世紀40年代以來，華法林已廣泛用于預防和治療靜脈血栓栓塞、心房顫動和心臟瓣膜置換術和肺栓塞等患者。盡管近年來也研發出多種新型口服抗凝藥物（如直接凝血酶抑制劑達比加群酯和Ⅹa因子抑制劑），這些藥物在保證抗凝療效的同時顯著降低了出血風險，無需常規調整劑量，食物與藥物、藥物與藥物間相互作用少，但也存在尚無抗凝強度常規實驗室檢測方法、缺乏有效逆轉藥物等局限性。因此華法林仍是目前應用最為廣泛的抗凝藥物[1-2]。由于華法林治療窗窄，因此是導致藥物不良事件的主要原因之一，如美國因藥物不良事件入院的老年患者中，33%由華法林的不良反應造成[3]。華法林劑量的個體間差異是導致其并發癥發生率高的另一重要原因。
影響華法林劑量的因素主要有：遺傳因素（基因多態性）、人口學特征（年齡、性別、體表面積等）和其它因素（合并疾病、食物、機體狀態和血漿維生素K水平等）。其中基因型是決定華法林劑量的主要因素，也與抗凝過度和抗凝不足的風險密切相關，特別是在抗凝治療的最初階段[4]。目前已有根據基因多態性信息預測華法林劑量的指南和計算公式。多項臨床試驗采用檢測基因型的方法來指導華法林劑量，并使用治療范圍內時間比（time in therapeutic range，TTR）來進行評估，其結果不一。本綜述旨在回顧基因多態性與華法林劑量的相關性，評估已有主要臨床試驗的設計與研究結果，并探討采用基因型指導華法林劑量下一步的研究方向。
1 基因型與華法林維持劑量的相關性
華法林是一種雙香豆素衍生物，通過抑制維生素K及其2,3-環氧化物（維生素K環氧化物）的相互轉化而發揮抗凝作用。上述過程參與凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的活化。但是，華法林對已經合成的凝血因子無抑制作用，只能待已活化的凝血因子代謝后才能顯示出其抗凝的作用，因此，華法林給藥后出現抗凝作用有滯后性，一般需3～4 d開始發揮抗凝作用，1周左右達穩定狀態，此時檢測國際標準化比值（international normalized ratio，INR）才能反映華法林在穩態時的抗凝作用。口服或靜脈補充維生素K1可拮抗華法林的抗凝作用。
影響華法林劑量的主要基因是維生素K環氧化物還原酶復合物1（vitamin K epoxide reductase complex 1，VKORC1）和細胞色素P450 2C9（cytochrome P450 2C9，CYP2C9）。CYP2C9酶主要代謝華法林S對映體（抗凝作用更強的對映體形式），VKORC1則是華法林作用的靶向蛋白，華法林可抑制VKORC1，從而阻止維生素K還原為維生素KH2，而維生素KH2是凝血因子羧化和活化的所必須的輔因子。此外，CYP4F2基因在維生素K代謝中也起了一定作用，尤其是在歐洲和亞洲人群中[5]。VKORC1 C-1639G>A的基因多態性在各種族中均可預測華法林的維持劑量[6-7]。與等位基因G相比，攜帶等位基因A的人群所需的華法林劑量顯著更低。等位基因A的突變率因種族而異，亞洲人的突變率最高（86%），歐洲人居中（37%），而非洲人最低（10%）。該等位基因的突變率可以解釋為何亞洲人的華法林維持劑量最低，歐洲人居中，而非洲人的華法林維持劑量最高 [8-10]。
影響華法林維持劑量的CYP2C9基因變異是發生于基因外顯子區域的單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphisms，SNP），這些變異可降低華法林代謝酶的活性，攜帶這些突變基因的患者由于CYP2C9酶的活性下降，華法林S對映體清除率下降，體內華法林血藥濃度高，達到相同抗凝強度時對華法林的劑量需求更低[11]。*2和*3等位基因常發生于歐洲人，而在非洲人中少見；*2等位基因在亞洲人中罕見[12]。*5、*6、*8和*11常見于非洲人[8-10]。
研究[13]顯示，CYP4F2 V433M的單核苷酸多態性可影響歐洲人的華法林維持劑量水平，其中攜帶純合子的人群對華法林的劑量需求更高。亞洲人群中也可見此變異，而在非洲人中并無此相關性[8, 10]。有研究顯示，433M等位基因可使肝臟的CYP4F2濃度減低，維生素K代謝率下降，維生素K濃度升高，這意味著需要更大的華法林劑量才能抑制維生素K依賴性凝血因子的活性[14]。
一項針對非洲人的全基因組關聯分析研究（GWAS）[9]顯示，rs12777823 G>A的SNP也與華法林劑量需求的個體差異性相關。這種SNP發生于CYP2C18基因附近的10號染色體上，次要等位基因A與華法林S對映體清除率降低有關。盡管各種族人群中都可見這種變異，但與華法林劑量呈明顯相關性僅見于非洲人，這提示它有可能不是致病等位基因。仍需進一步研究來闡明非洲人中rs12777823的多態性與華法林劑量之間的相關性。
2 建立基因型預測華法林維持劑量的計算公式
如前所述，研究[15-16]顯示VKORC1和CYP2C9基因型是導致華法林維持劑量存在個體差異的重要因素，兩者聯合可解釋約10%～45%的劑量變異。多項GWAS研究[10, 17-18]也證實了這一觀點。CYP4F2的基因多態性可解釋約1%的個體間劑量差異 [10, 18]。CYP2C9基因型與華法林治療期間過度抗凝和出血風險之間也有明顯相關性。華法林治療初期（3～6個月）的出血風險最高，此后的維持治療期這些風險也持續存在[15]。一項Meta分析[19]顯示，CYP2C9*2、*3和VKORC1-1639A等位基因與過度抗凝風險（被定義為INR>4）升高相關。值得注意的是，VKORC1-1639G>A基因多態性和過度抗凝僅在治療初期存在顯著相關性，而CYP2C9基因型多態性帶來的風險在整個治療期均持續存在，這提示VKORC1的影響僅存在于治療初期，而CYP2C9基因多態性會影響到整個抗凝治療期。該Meta分析顯示，只有CYP2C9基因多態性與主要出血事件的風險相關。
2007年，美國FDA在華法林藥品說明書中添加了VKORC1和CYP2C9基因多態性對華法林劑量的影響等信息。2010年FDA批準在華法林藥物說明書中加入基于VKORC1和CYP2C9基因型的推薦劑量表。此外，許多學者建議制定包括基因型信息和臨床數據（如年齡、體重和胺碘酮使用情況等）在內的藥物遺傳學劑量公式，以便臨床醫生更準確地預測患者的華法林維持劑量。由于納入了臨床數據，這些公式更準確地預測華法林劑量需求，而FDA的推薦劑量并未納入臨床數據[20]。國際華法林遺傳藥理協會（IWPC）制定劑量計算公式的數據主要來源于歐洲人群[6]，并未納入對非洲人和亞洲人有重要影響的基因多態性數據。目前國內也有研究建立了適合中國人的基因預測華法林劑量的計算公式[21]，但由于其研究對象樣本量較小，來源較為局限，因此其準確性仍需進一步驗證。
3 基因型預測華法林維持劑量的臨床研究
3.1 COUMAGEN- Ⅱ研究
早期研究顯示，將華法林藥物基因檢測數據用于指導臨床用藥的證據尚不充分。但2012年發表的大樣本COUMAGEN- Ⅱ研究顯示[22]，藥物遺傳學指導劑量可顯著增加服藥后1～3個月INR的TTR，降低INR的治療范圍外時間比（out of range，OOR）。基因型指導劑量組患者在治療初期3個月內很少出現INR≥4和INR≤1.5的嚴重不良事件（4.5% vs. 9.4%，P<0.001）。這些數據表明采用基因型信息預測華法林劑量可改善療效，COUMAGEN- Ⅱ研究的結果讓人們對正在開展的臨床隨機對照試驗的結果充滿期待。
3.2 EU-PACT研究和COAG研究
歐洲抗凝治療的藥物遺傳學（EU-PACT）研究和應用遺傳學數據確定最佳抗凝療法（COAG）研究是兩項多中心隨機對照試驗，目的均是評估基因型指導華法林劑量的臨床實用價值，兩項研究結果均于2013年發表在《新格蘭醫學雜志》上[23-24]。兩項研究的人群存在明顯差異，EU-PACT研究對象的平均年齡較COAG研究大10歲，主要是心房纖顫和靜脈血栓栓塞患者。EU-PACT研究的受試者主要來自英國和瑞典；而COAG研究的受試者主要來自美國，并包括了多個種族。兩項研究均采用受到推薦的基因型指導劑量的藥物遺傳學算法，EU-PACT研究采用了IWPC改良算法[25]；COAG研究采用了Gage算法[26]。
EU-PACT研究顯示，在抗凝治療12周時，與標準劑量組相比，基因型指導劑量組的主要研究終點——INR在治療范圍內時間比有顯著改善（60% vs. 67%，P<0.001）。這種差異在開始治療4周時更為顯著（46% vs. 55%，P<0.001）。此外，與標準劑量組相比，基因型指導劑量組過度抗凝（INR≥4）的發生率顯著更低（37% vs. 27%），達到治療INR值所需的時間更短（中位數：29 d vs. 21 d）。
與EU-PACT研究相比，COAG研究顯示，在經過4周抗凝治療后，基因型指導劑量組和臨床指導劑量組INR的TTR沒有顯著差異（45.2% vs. 45.5%）。此外，對非洲人來說，基因型指導劑量組TTR比臨床指導劑量組更低（35% vs. 43.5%），INR>3的時間百分比更高（27% vs. 22.5%）。兩組在出血、血栓以及其他不良事件之間沒有顯著差異。然而，盡管差異無統計學意義，但從具體數值上來說，臨床指導劑量組的主要出血事件要多于基因型指導劑量組（10 vs. 4，P<0.130），這種差異一直持續到為期6個月的隨訪終點（19 vs. 7，P<0.021）。
近期EU-PACT項目的研究人員開展的另一項研究評價了在部分歐洲國家使用的維生素K拮抗劑——苯丙香豆素和醋硝香豆素。該研究設計與COAG研究相似，其結果顯示，在開始抗凝治療4周后，基因型指導劑量組的TTR顯著高于臨床指導劑量組。然而，在治療12周時該差異無統計學意義[27]。
EU-PACT研究和COAG研究在2013年美國心臟協會科學年會上同時公布，并發表在同一期的《新格蘭醫學雜志》上。盡管人們期待臨床隨機對照試驗能為藥物遺傳學指導華法林劑量提供明確的證據，但現實情況是，這兩個目前影響較大的研究卻得到了不同的結果，造成這種差異的原因可能源自試驗設計方案不同。首先，COAG研究采用了臨床算法（臨床治療效果調整華法林劑量），而EU-PACT研究采用的是臨床劑量（研究開始的1～3 d內使用負荷劑量）。與固定劑量相比，IWPC通過其臨床算法納入了臨床因素，因而對華法林維持劑量的預測更為準確，在臨床算法的基礎上加入基因型數據（藥物遺傳學算法）則可進一步提高預測的準確性。然而，評價苯丙香豆素和醋硝香豆素的EU-PACT研究也采用了與COAG研究類似的臨床算法，卻仍能觀察到在治療4周時基因指導劑量組的TTR有顯著改善。這提示臨床算法可能并不是導致EU-PACT研究和COAG研究結果差異的唯一原因。
另一不同之處是EU-PACT研究采用了負荷劑量，而COAG研究采用的是非負荷劑量。這可能導致EU-PACT研究的受試者更早達到治療目標INR，目前尚無法解釋EU-PACT研究中基因型指導劑量組與對照組之間的這種差異，因為兩個治療組均達到負荷劑量。盡管COAG研究中幾乎所有患者在第2次服藥前都接受了基因型檢測，但55%的患者在首次服藥時并未完成基因型檢測，這或許也是基因型指導劑量組并未顯示出其優勢的原因。
有些學者提出兩項研究結果的不同源自其采用的劑量算法不同。但COAG研究和EU-PACT研究所采用的劑量算法相似，EU-PACT研究采用的IWPC算法是基于美國各種族人群得出的。因而，兩種算法之間的差異不太可能是導致試驗結果不同的原因。COAG研究是雙盲試驗，而EU-PACT研究是單盲試驗，這可能導致EU-PACT研究中的臨床醫生更關注基因型指導劑量組的患者，從而產生偏倚。美國和歐洲對抗凝治療的地區性差異也可能起到一定作用，這種地區性差異對試驗結果的影響已在其它心血管疾病研究中得到證實。
COAG研究納入了不同種族的受試者，其中包括30%的非洲人，而EU-PACT研究納入的受試者則來自均質化程度高的歐洲族群。這可能是兩項研究最為明顯的不同之處。COAG研究和EU-PACT研究的基因型檢測僅限于VKORC1-1639G>A和CYP2C9*2及*3變異型。約35%的歐洲人，4%的亞洲人和25%非洲人攜帶至少一種CYP2C9變異等位基因。對于COAG研究和EU-PACT研究中的歐洲人和亞洲人來說，CYP2C9*2及*3變異型可解釋絕大部分由CYP2C9帶來的劑量差異。但對COAG研究中的非洲人來說卻并非如此，CYP2C9*2及*3變異型僅能解釋約6%的劑量變異，而*5、*6、*8和*11變異型可解釋約20%的劑量變異[28]。因此，約1/5的非洲人盡管擁有正常的CYP2C9基因型（*1/*1），華法林代謝能力仍降低，這是由于攜帶了其它類型的基因變異。常規的初始治療劑量可能會增加非洲人抗凝過度的風險，COAG研究中非洲人TTR更低的原因可能在于該研究并未檢測這些類型的CYP2C9基因變異。
因此，COAG研究和EU-PACT研究矛盾的結果可能并不是單一因素造成的，它是兩項研究比較變量、種族分布、負荷劑量、基因數據完整性和地區差異性共同作用的結果。
4 與基因型預測華法林維持劑量相關的臨床指南
目前主要有兩個指南包括了有關基因型預測華法林維持劑量的相關內容。第一個是由美國胸科醫師學會（ACCP）于2012年公布的《抗栓治療和血栓形成預防指南》 第9版，該指南并不建議常規行基因型檢測來預測華法林維持劑量[29]。
此外，臨床藥物遺傳學研究聯盟（CPIC）于2011年發布的指南并沒有明確提出需行基因型檢測，但如果已有此數據，那么在確定華法林劑量時應將其考慮在內，加入遺傳學數據可更準確地預測華法林劑量[30]。該指南進一步提出，在確定華法林劑量時推薦采用Gage算法或IWPC算法。
這兩個指南均提出了基因型預測華法林維持劑量的發展方向。首先，確定華法林劑量之前是否需行華法林藥物遺傳學檢測；其次，如果已有基因檢測數據，那么在確定劑量時是否使用。
現有研究并不支持在華法林治療前常規行基因型檢測。更為重要的是，如果僅檢測COAG研究中所提到的基因型，那么對某些人群可能還會帶來負面效果，如COAG研究提示這會增加非洲人抗凝過度的風險。
近期有兩項相關的Meta分析，一項包括了9個香豆素類藥物的隨機研究，共有2 812例患者被納入基因型指導劑量組和對照組[31]。分析顯示兩組在TTR、INR>4、主要出血事件和血栓栓塞事件方面差異無統計學意義。但這些研究的TTR標準不一，確定臨床劑量的方法也并不相同。另一項Meta分析僅納入了有關華法林的7項相關研究，包括了1 910例患者[32]。該分析將臨床劑量進一步分為了固定劑量組（目前臨床上最常采用的給藥方案）和非固定劑量組，結果顯示，與固定劑量組相比 ，基因型指導劑量組的TTR顯著改善；而與非固定劑量組相比，兩組的TTR差異無統計學意義。
這兩項Meta分析提示，根據臨床參數確定華法林劑量的個體化治療方案（臨床算法）顯著優于目前常規應用的固定劑量方案，重要的是這種方案無需額外花費。其次，華法林藥物遺傳學檢測的臨床實用性有限，特別是與臨床算法相比。可以預見的是，如果沒有更多的臨床試驗支持基因型指導劑量可改善TTR及臨床結局，ACCP指南將仍不建議在臨床工作中使用華法林藥物遺傳學基因檢測。
此外，如果已有基因型檢測數據，那么在確定劑量時是否使用，因為這樣并不會額外增加費用。隨著臨床基因組學測序的日益普及，這種情況將越來越常見。盡管現有研究對華法林藥物遺傳學檢測的作用尚未達成共識，但除了非洲人外，也未顯示出負面的作用。盡管前述Meta分析顯示基因型檢測確定華法林維持劑量在整體上無顯著獲益，但在TTR、主要出血事件和血栓栓塞事件等結局指標上仍有一定改善，特別是基因型指導劑量組的主要出血事件發生率要低40%，這與COAG研究的結果類似。現在研究顯示，如果僅檢測VKORC1-1639G>A變體和CYP2C9*2及*3變異型，那么對非洲人行基因檢測則是有風險的，因為其它類型的CYP2C9變異也會導致華法林劑量減少。近期已有研究建立了專門適用于非洲人的華法林藥物遺傳學算法[33]，盡管它還沒有像Gage算法和IWPC算法那樣被廣泛使用驗證。目前針對亞洲人的相關研究仍較少，且未在多中心、大樣本試驗中得到進一步驗證[21]。
5 展望
目前有關華法林藥物遺傳學的臨床研究數量盡管已有很多，但試驗設計方案嚴謹的大樣本、多中心臨床試驗仍較少。目前正在開展的臨床試驗將進一步評估基因型指導華法林劑量的臨床實用性。療效對比研究和觀察性研究將得到更多數據，如何應用這些數據也是下一步研究的方向。
研究的另一個重要方向是在各族群中尋找其它可能影響華法林劑量的基因突變類型，從而進一步完善華法林維持劑量算法公式。盡管近期的研究明確基因型檢測的重要性，但如果將其應用于提高華法林劑量的準確性、降低抗凝并發癥風險，則仍有許多研究需要開展。如前所述，COAG研究和EU-PACT研究并沒有納入亞洲人。但是鑒于VKORC1-1639A基因突變在亞洲人群中很常見，亞洲人也很可能從基因型指導劑量的模式中獲益，目前國內相關臨床研究也正在開展中。
近年已有不少研究證實遺傳因素可影響華法林的劑量水平，進而建立了包含遺傳學信息和臨床信息的劑量公式，其對華法林劑量的預測準確性要高于臨床常規方案。然而，臨床對照試驗的結果不一，有些研究提示基因型指導劑量可改善臨床結局，而另一些研究則認為其并不能取得臨床獲益。雖然現有證據并不支持采用基因型分析指導華法林劑量，但在有條件的機構針對特定族群開展基因型檢測也不失為一種合理的選擇。目前正在進行的試驗有望提供更多數據，下一步研究需要在劑量公式中納入適用于少數人群的變量。所有這些工作將進一步完善臨床應用基因型檢測指導華法林劑量這一新型的治療模式。
華法林是最常用的口服抗凝藥物之一。自上世紀40年代以來，華法林已廣泛用于預防和治療靜脈血栓栓塞、心房顫動和心臟瓣膜置換術和肺栓塞等患者。盡管近年來也研發出多種新型口服抗凝藥物（如直接凝血酶抑制劑達比加群酯和Ⅹa因子抑制劑），這些藥物在保證抗凝療效的同時顯著降低了出血風險，無需常規調整劑量，食物與藥物、藥物與藥物間相互作用少，但也存在尚無抗凝強度常規實驗室檢測方法、缺乏有效逆轉藥物等局限性。因此華法林仍是目前應用最為廣泛的抗凝藥物[1-2]。由于華法林治療窗窄，因此是導致藥物不良事件的主要原因之一，如美國因藥物不良事件入院的老年患者中，33%由華法林的不良反應造成[3]。華法林劑量的個體間差異是導致其并發癥發生率高的另一重要原因。
影響華法林劑量的因素主要有：遺傳因素（基因多態性）、人口學特征（年齡、性別、體表面積等）和其它因素（合并疾病、食物、機體狀態和血漿維生素K水平等）。其中基因型是決定華法林劑量的主要因素，也與抗凝過度和抗凝不足的風險密切相關，特別是在抗凝治療的最初階段[4]。目前已有根據基因多態性信息預測華法林劑量的指南和計算公式。多項臨床試驗采用檢測基因型的方法來指導華法林劑量，并使用治療范圍內時間比（time in therapeutic range，TTR）來進行評估，其結果不一。本綜述旨在回顧基因多態性與華法林劑量的相關性，評估已有主要臨床試驗的設計與研究結果，并探討采用基因型指導華法林劑量下一步的研究方向。
1 基因型與華法林維持劑量的相關性
華法林是一種雙香豆素衍生物，通過抑制維生素K及其2,3-環氧化物（維生素K環氧化物）的相互轉化而發揮抗凝作用。上述過程參與凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的活化。但是，華法林對已經合成的凝血因子無抑制作用，只能待已活化的凝血因子代謝后才能顯示出其抗凝的作用，因此，華法林給藥后出現抗凝作用有滯后性，一般需3～4 d開始發揮抗凝作用，1周左右達穩定狀態，此時檢測國際標準化比值（international normalized ratio，INR）才能反映華法林在穩態時的抗凝作用。口服或靜脈補充維生素K1可拮抗華法林的抗凝作用。
影響華法林劑量的主要基因是維生素K環氧化物還原酶復合物1（vitamin K epoxide reductase complex 1，VKORC1）和細胞色素P450 2C9（cytochrome P450 2C9，CYP2C9）。CYP2C9酶主要代謝華法林S對映體（抗凝作用更強的對映體形式），VKORC1則是華法林作用的靶向蛋白，華法林可抑制VKORC1，從而阻止維生素K還原為維生素KH2，而維生素KH2是凝血因子羧化和活化的所必須的輔因子。此外，CYP4F2基因在維生素K代謝中也起了一定作用，尤其是在歐洲和亞洲人群中[5]。VKORC1 C-1639G>A的基因多態性在各種族中均可預測華法林的維持劑量[6-7]。與等位基因G相比，攜帶等位基因A的人群所需的華法林劑量顯著更低。等位基因A的突變率因種族而異，亞洲人的突變率最高（86%），歐洲人居中（37%），而非洲人最低（10%）。該等位基因的突變率可以解釋為何亞洲人的華法林維持劑量最低，歐洲人居中，而非洲人的華法林維持劑量最高 [8-10]。
影響華法林維持劑量的CYP2C9基因變異是發生于基因外顯子區域的單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphisms，SNP），這些變異可降低華法林代謝酶的活性，攜帶這些突變基因的患者由于CYP2C9酶的活性下降，華法林S對映體清除率下降，體內華法林血藥濃度高，達到相同抗凝強度時對華法林的劑量需求更低[11]。*2和*3等位基因常發生于歐洲人，而在非洲人中少見；*2等位基因在亞洲人中罕見[12]。*5、*6、*8和*11常見于非洲人[8-10]。
研究[13]顯示，CYP4F2 V433M的單核苷酸多態性可影響歐洲人的華法林維持劑量水平，其中攜帶純合子的人群對華法林的劑量需求更高。亞洲人群中也可見此變異，而在非洲人中并無此相關性[8, 10]。有研究顯示，433M等位基因可使肝臟的CYP4F2濃度減低，維生素K代謝率下降，維生素K濃度升高，這意味著需要更大的華法林劑量才能抑制維生素K依賴性凝血因子的活性[14]。
一項針對非洲人的全基因組關聯分析研究（GWAS）[9]顯示，rs12777823 G>A的SNP也與華法林劑量需求的個體差異性相關。這種SNP發生于CYP2C18基因附近的10號染色體上，次要等位基因A與華法林S對映體清除率降低有關。盡管各種族人群中都可見這種變異，但與華法林劑量呈明顯相關性僅見于非洲人，這提示它有可能不是致病等位基因。仍需進一步研究來闡明非洲人中rs12777823的多態性與華法林劑量之間的相關性。
2 建立基因型預測華法林維持劑量的計算公式
如前所述，研究[15-16]顯示VKORC1和CYP2C9基因型是導致華法林維持劑量存在個體差異的重要因素，兩者聯合可解釋約10%～45%的劑量變異。多項GWAS研究[10, 17-18]也證實了這一觀點。CYP4F2的基因多態性可解釋約1%的個體間劑量差異 [10, 18]。CYP2C9基因型與華法林治療期間過度抗凝和出血風險之間也有明顯相關性。華法林治療初期（3～6個月）的出血風險最高，此后的維持治療期這些風險也持續存在[15]。一項Meta分析[19]顯示，CYP2C9*2、*3和VKORC1-1639A等位基因與過度抗凝風險（被定義為INR>4）升高相關。值得注意的是，VKORC1-1639G>A基因多態性和過度抗凝僅在治療初期存在顯著相關性，而CYP2C9基因型多態性帶來的風險在整個治療期均持續存在，這提示VKORC1的影響僅存在于治療初期，而CYP2C9基因多態性會影響到整個抗凝治療期。該Meta分析顯示，只有CYP2C9基因多態性與主要出血事件的風險相關。
2007年，美國FDA在華法林藥品說明書中添加了VKORC1和CYP2C9基因多態性對華法林劑量的影響等信息。2010年FDA批準在華法林藥物說明書中加入基于VKORC1和CYP2C9基因型的推薦劑量表。此外，許多學者建議制定包括基因型信息和臨床數據（如年齡、體重和胺碘酮使用情況等）在內的藥物遺傳學劑量公式，以便臨床醫生更準確地預測患者的華法林維持劑量。由于納入了臨床數據，這些公式更準確地預測華法林劑量需求，而FDA的推薦劑量并未納入臨床數據[20]。國際華法林遺傳藥理協會（IWPC）制定劑量計算公式的數據主要來源于歐洲人群[6]，并未納入對非洲人和亞洲人有重要影響的基因多態性數據。目前國內也有研究建立了適合中國人的基因預測華法林劑量的計算公式[21]，但由于其研究對象樣本量較小，來源較為局限，因此其準確性仍需進一步驗證。
3 基因型預測華法林維持劑量的臨床研究
3.1 COUMAGEN- Ⅱ研究
早期研究顯示，將華法林藥物基因檢測數據用于指導臨床用藥的證據尚不充分。但2012年發表的大樣本COUMAGEN- Ⅱ研究顯示[22]，藥物遺傳學指導劑量可顯著增加服藥后1～3個月INR的TTR，降低INR的治療范圍外時間比（out of range，OOR）。基因型指導劑量組患者在治療初期3個月內很少出現INR≥4和INR≤1.5的嚴重不良事件（4.5% vs. 9.4%，P<0.001）。這些數據表明采用基因型信息預測華法林劑量可改善療效，COUMAGEN- Ⅱ研究的結果讓人們對正在開展的臨床隨機對照試驗的結果充滿期待。
3.2 EU-PACT研究和COAG研究
歐洲抗凝治療的藥物遺傳學（EU-PACT）研究和應用遺傳學數據確定最佳抗凝療法（COAG）研究是兩項多中心隨機對照試驗，目的均是評估基因型指導華法林劑量的臨床實用價值，兩項研究結果均于2013年發表在《新格蘭醫學雜志》上[23-24]。兩項研究的人群存在明顯差異，EU-PACT研究對象的平均年齡較COAG研究大10歲，主要是心房纖顫和靜脈血栓栓塞患者。EU-PACT研究的受試者主要來自英國和瑞典；而COAG研究的受試者主要來自美國，并包括了多個種族。兩項研究均采用受到推薦的基因型指導劑量的藥物遺傳學算法，EU-PACT研究采用了IWPC改良算法[25]；COAG研究采用了Gage算法[26]。
EU-PACT研究顯示，在抗凝治療12周時，與標準劑量組相比，基因型指導劑量組的主要研究終點——INR在治療范圍內時間比有顯著改善（60% vs. 67%，P<0.001）。這種差異在開始治療4周時更為顯著（46% vs. 55%，P<0.001）。此外，與標準劑量組相比，基因型指導劑量組過度抗凝（INR≥4）的發生率顯著更低（37% vs. 27%），達到治療INR值所需的時間更短（中位數：29 d vs. 21 d）。
與EU-PACT研究相比，COAG研究顯示，在經過4周抗凝治療后，基因型指導劑量組和臨床指導劑量組INR的TTR沒有顯著差異（45.2% vs. 45.5%）。此外，對非洲人來說，基因型指導劑量組TTR比臨床指導劑量組更低（35% vs. 43.5%），INR>3的時間百分比更高（27% vs. 22.5%）。兩組在出血、血栓以及其他不良事件之間沒有顯著差異。然而，盡管差異無統計學意義，但從具體數值上來說，臨床指導劑量組的主要出血事件要多于基因型指導劑量組（10 vs. 4，P<0.130），這種差異一直持續到為期6個月的隨訪終點（19 vs. 7，P<0.021）。
近期EU-PACT項目的研究人員開展的另一項研究評價了在部分歐洲國家使用的維生素K拮抗劑——苯丙香豆素和醋硝香豆素。該研究設計與COAG研究相似，其結果顯示，在開始抗凝治療4周后，基因型指導劑量組的TTR顯著高于臨床指導劑量組。然而，在治療12周時該差異無統計學意義[27]。
EU-PACT研究和COAG研究在2013年美國心臟協會科學年會上同時公布，并發表在同一期的《新格蘭醫學雜志》上。盡管人們期待臨床隨機對照試驗能為藥物遺傳學指導華法林劑量提供明確的證據，但現實情況是，這兩個目前影響較大的研究卻得到了不同的結果，造成這種差異的原因可能源自試驗設計方案不同。首先，COAG研究采用了臨床算法（臨床治療效果調整華法林劑量），而EU-PACT研究采用的是臨床劑量（研究開始的1～3 d內使用負荷劑量）。與固定劑量相比，IWPC通過其臨床算法納入了臨床因素，因而對華法林維持劑量的預測更為準確，在臨床算法的基礎上加入基因型數據（藥物遺傳學算法）則可進一步提高預測的準確性。然而，評價苯丙香豆素和醋硝香豆素的EU-PACT研究也采用了與COAG研究類似的臨床算法，卻仍能觀察到在治療4周時基因指導劑量組的TTR有顯著改善。這提示臨床算法可能并不是導致EU-PACT研究和COAG研究結果差異的唯一原因。
另一不同之處是EU-PACT研究采用了負荷劑量，而COAG研究采用的是非負荷劑量。這可能導致EU-PACT研究的受試者更早達到治療目標INR，目前尚無法解釋EU-PACT研究中基因型指導劑量組與對照組之間的這種差異，因為兩個治療組均達到負荷劑量。盡管COAG研究中幾乎所有患者在第2次服藥前都接受了基因型檢測，但55%的患者在首次服藥時并未完成基因型檢測，這或許也是基因型指導劑量組并未顯示出其優勢的原因。
有些學者提出兩項研究結果的不同源自其采用的劑量算法不同。但COAG研究和EU-PACT研究所采用的劑量算法相似，EU-PACT研究采用的IWPC算法是基于美國各種族人群得出的。因而，兩種算法之間的差異不太可能是導致試驗結果不同的原因。COAG研究是雙盲試驗，而EU-PACT研究是單盲試驗，這可能導致EU-PACT研究中的臨床醫生更關注基因型指導劑量組的患者，從而產生偏倚。美國和歐洲對抗凝治療的地區性差異也可能起到一定作用，這種地區性差異對試驗結果的影響已在其它心血管疾病研究中得到證實。
COAG研究納入了不同種族的受試者，其中包括30%的非洲人，而EU-PACT研究納入的受試者則來自均質化程度高的歐洲族群。這可能是兩項研究最為明顯的不同之處。COAG研究和EU-PACT研究的基因型檢測僅限于VKORC1-1639G>A和CYP2C9*2及*3變異型。約35%的歐洲人，4%的亞洲人和25%非洲人攜帶至少一種CYP2C9變異等位基因。對于COAG研究和EU-PACT研究中的歐洲人和亞洲人來說，CYP2C9*2及*3變異型可解釋絕大部分由CYP2C9帶來的劑量差異。但對COAG研究中的非洲人來說卻并非如此，CYP2C9*2及*3變異型僅能解釋約6%的劑量變異，而*5、*6、*8和*11變異型可解釋約20%的劑量變異[28]。因此，約1/5的非洲人盡管擁有正常的CYP2C9基因型（*1/*1），華法林代謝能力仍降低，這是由于攜帶了其它類型的基因變異。常規的初始治療劑量可能會增加非洲人抗凝過度的風險，COAG研究中非洲人TTR更低的原因可能在于該研究并未檢測這些類型的CYP2C9基因變異。
因此，COAG研究和EU-PACT研究矛盾的結果可能并不是單一因素造成的，它是兩項研究比較變量、種族分布、負荷劑量、基因數據完整性和地區差異性共同作用的結果。
4 與基因型預測華法林維持劑量相關的臨床指南
目前主要有兩個指南包括了有關基因型預測華法林維持劑量的相關內容。第一個是由美國胸科醫師學會（ACCP）于2012年公布的《抗栓治療和血栓形成預防指南》 第9版，該指南并不建議常規行基因型檢測來預測華法林維持劑量[29]。
此外，臨床藥物遺傳學研究聯盟（CPIC）于2011年發布的指南并沒有明確提出需行基因型檢測，但如果已有此數據，那么在確定華法林劑量時應將其考慮在內，加入遺傳學數據可更準確地預測華法林劑量[30]。該指南進一步提出，在確定華法林劑量時推薦采用Gage算法或IWPC算法。
這兩個指南均提出了基因型預測華法林維持劑量的發展方向。首先，確定華法林劑量之前是否需行華法林藥物遺傳學檢測；其次，如果已有基因檢測數據，那么在確定劑量時是否使用。
現有研究并不支持在華法林治療前常規行基因型檢測。更為重要的是，如果僅檢測COAG研究中所提到的基因型，那么對某些人群可能還會帶來負面效果，如COAG研究提示這會增加非洲人抗凝過度的風險。
近期有兩項相關的Meta分析，一項包括了9個香豆素類藥物的隨機研究，共有2 812例患者被納入基因型指導劑量組和對照組[31]。分析顯示兩組在TTR、INR>4、主要出血事件和血栓栓塞事件方面差異無統計學意義。但這些研究的TTR標準不一，確定臨床劑量的方法也并不相同。另一項Meta分析僅納入了有關華法林的7項相關研究，包括了1 910例患者[32]。該分析將臨床劑量進一步分為了固定劑量組（目前臨床上最常采用的給藥方案）和非固定劑量組，結果顯示，與固定劑量組相比 ，基因型指導劑量組的TTR顯著改善；而與非固定劑量組相比，兩組的TTR差異無統計學意義。
這兩項Meta分析提示，根據臨床參數確定華法林劑量的個體化治療方案（臨床算法）顯著優于目前常規應用的固定劑量方案，重要的是這種方案無需額外花費。其次，華法林藥物遺傳學檢測的臨床實用性有限，特別是與臨床算法相比。可以預見的是，如果沒有更多的臨床試驗支持基因型指導劑量可改善TTR及臨床結局，ACCP指南將仍不建議在臨床工作中使用華法林藥物遺傳學基因檢測。
此外，如果已有基因型檢測數據，那么在確定劑量時是否使用，因為這樣并不會額外增加費用。隨著臨床基因組學測序的日益普及，這種情況將越來越常見。盡管現有研究對華法林藥物遺傳學檢測的作用尚未達成共識，但除了非洲人外，也未顯示出負面的作用。盡管前述Meta分析顯示基因型檢測確定華法林維持劑量在整體上無顯著獲益，但在TTR、主要出血事件和血栓栓塞事件等結局指標上仍有一定改善，特別是基因型指導劑量組的主要出血事件發生率要低40%，這與COAG研究的結果類似。現在研究顯示，如果僅檢測VKORC1-1639G>A變體和CYP2C9*2及*3變異型，那么對非洲人行基因檢測則是有風險的，因為其它類型的CYP2C9變異也會導致華法林劑量減少。近期已有研究建立了專門適用于非洲人的華法林藥物遺傳學算法[33]，盡管它還沒有像Gage算法和IWPC算法那樣被廣泛使用驗證。目前針對亞洲人的相關研究仍較少，且未在多中心、大樣本試驗中得到進一步驗證[21]。
5 展望
目前有關華法林藥物遺傳學的臨床研究數量盡管已有很多，但試驗設計方案嚴謹的大樣本、多中心臨床試驗仍較少。目前正在開展的臨床試驗將進一步評估基因型指導華法林劑量的臨床實用性。療效對比研究和觀察性研究將得到更多數據，如何應用這些數據也是下一步研究的方向。
研究的另一個重要方向是在各族群中尋找其它可能影響華法林劑量的基因突變類型，從而進一步完善華法林維持劑量算法公式。盡管近期的研究明確基因型檢測的重要性，但如果將其應用于提高華法林劑量的準確性、降低抗凝并發癥風險，則仍有許多研究需要開展。如前所述，COAG研究和EU-PACT研究并沒有納入亞洲人。但是鑒于VKORC1-1639A基因突變在亞洲人群中很常見，亞洲人也很可能從基因型指導劑量的模式中獲益，目前國內相關臨床研究也正在開展中。
近年已有不少研究證實遺傳因素可影響華法林的劑量水平，進而建立了包含遺傳學信息和臨床信息的劑量公式，其對華法林劑量的預測準確性要高于臨床常規方案。然而，臨床對照試驗的結果不一，有些研究提示基因型指導劑量可改善臨床結局，而另一些研究則認為其并不能取得臨床獲益。雖然現有證據并不支持采用基因型分析指導華法林劑量，但在有條件的機構針對特定族群開展基因型檢測也不失為一種合理的選擇。目前正在進行的試驗有望提供更多數據，下一步研究需要在劑量公式中納入適用于少數人群的變量。所有這些工作將進一步完善臨床應用基因型檢測指導華法林劑量這一新型的治療模式。