基因诊断和分型在个体化医疗中的应
用——抗凝和抗血小板治疗中的实践
汪 道 文
教授
华中科技大学同济医学院附属同济医院
个体化医疗的概念
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个体化医疗：(Personalized Medicine,
Individualized Medicine)认定病人对不同药物和治
疗的反应的遗传学变异，针对致病分子靶向治疗;
此外，还发展和利用以遗传和分子机制的诊断，
以更好地预测对靶向治疗的反应
精确医疗：（Precision Medicine）将病理诊断和
分子变化谱联合建立起了诊断、预后和精确制定
符合每个病人要求治疗性的策略。就是将正确的
药物、正确时间、以正确剂量使用到正确的病人,
使其有最小的不良后果和最大临床效益
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推动立法：制药
疾病重新分类：“New Taxonomy of Disease”
全面的个人信息
着手训练未来的医师：建立New training paradigms
N Engl J Med 2012;366:489-491
个体化用药和风险基因诊断
应用热点
药物疗效和药物毒性个体化差异的筛查
EGFR突变 （易瑞沙）
Wafirian（华法林）
HBV sequence typing (YMDD和阿德福韦酯）
HIV sequence typing
FluSEQr –Avian Flu resequencing
Other （HCV,HPV)
目的基因突变检测
KRAS基因突变
BRCA1/2 (breast cancer)
P53 (cancer suppressor)
Mitochondrial disease （耳聋检测，氨基糖甙类抗生素 ）
已经成功开展的基因诊断项目
一、基因分型指导个体化医疗：
1、CYP2C9, VKORC3, CYP4F2基因分型指导华法林使用剂量
2、基因分型EGFR指导非小细胞肺癌靶向治疗药物选择
3、K-ras基因分型指导结肠癌靶向治疗药物的选择
4、MTHFMTHFR C677T基因分型指导叶酸用药
5、CYP2C19突变与氯吡咯雷抵抗
6、SLCO1B1基因变异分型与他汀类药物诱导的肌病和肌溶解
的诊断
7、 HLA-B*1502基因型预测卡马西平致Stevens-Johnson 综合
征 (SJS) 和 毒性表皮溶解坏死 (TEN)
二、单基因病的分子遗传学诊断（目前76个）
心血管单基因病的分子诊断
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家族性肥厚型心肌病
家族性扩张型心肌病
长QT综合征
Brugada 综合征
家族性肺动脉高压
家族性房颤
家族性高胆固醇血症
17α-羟化酶缺陷症
9. 21-羟化酶缺陷症
10. 多发内分泌腺瘤
11. 家族性早发糖尿病（MODY）
12. 遗传性高血压病 (单基因高
血压病）
13. 其它遗传性心律失常
14. 遗传性心肌病
15. 先天性肌营养不良
16. 遗传性多发性骨软骨瘤
17. 家族性低磷抗VitD骨软化症
18. 成骨不全
19. 线粒体糖尿病
20. Liddle 综合症
21. Alport综合征
22. 脂蛋白肾病
23. 薄基底膜肾病
24. 遗传性肾炎
25. 家族性少年型肾单位肾痨
26. Gitelman综合征
27. Barrt综合征
28. 家族性低尿酸血症
29. 青年性高尿酸肾损害
30. 家族性多囊肾
31. 遗传性多发性肾囊肿
32. Leber遗传性视神经病变
33. 视网膜劈裂
34. 视网膜色素变性
35.锥杆细胞营养不良
36.青少年性黄斑变性(stargardt氏病)
37.遗传性非综合征性耳聋
38.大前庭导水管综合症（EVAS）
39.药物性耳聋
40.Gilbert's综合症（体质性肝功能不良性黄疸）
41.遗传性血色病
42.妊娠急性脂肪肝
43.遗传性脊髓小脑共济失调
44.Huntington舞蹈病
45.家族性致死性失眠症
46.家族性进行性肌营养不良
47.家族性低钾性周期性麻痹
48.先天性粒细胞减少症
49.Alagille综合征
50.新生儿肝内胆汁淤积症(NICCD)
51.进行性家族性肝内胆汁淤积症（PFIC）
52.高IgE综合征
53.文献中报道的其他单基因遗传病
54.文献中尚未报道的家族性遗传病新表型家系
基因分型指导华法林使用
起始剂量
Warfarin Metabolism Pathway
6-hydroxywarfarin
7-hydroxywarfarin
Functional clotting factors
II、VII、IX、X
Hypofunctional clotting
factors II、VII、IX、X
PLos Genetics. 2009;115:3130-3138
A Genome-Wide Association Study
国际华法林遗传药理学协会搜集了5700例使用华法林治疗的病人，
其中5052例国际标准化比值在2到3之间的用于本研究的数据分析。
遗传药理法则
临床法则
固定剂量
随机化4/5的病人用于建模
1/5 病人用于验证遗传药理法则
A
B
CYP2C9和VKORC1
变异对华法林剂
量的影响
N Engl J Med 2005;352:2285-93
Figure 1. Comparisons of Warfarin Doses
Predicted According to the Clinical
Algorithm and the Pharmacogenetic
Algorithm.
Panel A shows the comparisons based on
genotype and on use or nonuse of
amiodarone. This example of a 50-year-old
non-Asian, nonblack patient who is 1.75 m
tall and weighs 80 kg shows that genotype
can markedly change the recommended
dose from more than 45 mg per week to less
than 10 mg per week when all other factors
are the same. Panel B shows the
comparison based on race and genotype.
This example of a 50-year-old patient who is
1.75 m tall and weighs 80 kg shows that
racial differences in the estimated dose
become insignificant when genetic
information is added to the model and that
the clinical algorithm, as compared with the
pharmacogenetic algorithm, often produces
an average value that may substantially
overestimate or underestimate the dose.
Figure 2. Percentage of Patients with
Dose Estimates within 20% of the
Actual Dose, as Derived with the Use
of a Pharmacogenetic Algorithm, a
Clinical Algorithm, and a Fixed-Dose
Approach.
The dose estimates are shown
according to three actual-dose groups:
lowdose (≤21 mg per week),
intermediate-dose (>21 to <49 mg per
week), and high-dose (≥49 mg per
week). The fixed dose was 35 mg per
week. With the fixed-dose approach,
none of the estimates for the patients in
the lowdose and high-dose groups
were within 20% of the actual dose.
Panel A shows data for the validation
cohort (1009 patients), and Panel B for
the derivation-plus-validation cohorts
(5052 patients).
获得精确剂量
从互连网获取结
果
根据不同的目标INR数值计算华法林用量
p753-64.
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随着研究的进展我们发现，临床因素、人口
统计变异值以及两个基因的变异——CYP2C9
和VKORC1对病人华法林的剂量需求产生重要
影响。
在2007年，食品和药品监管局（FDA）在华
法林的产品说明上建议在使用Warfarin前对
CYP2C9和VKORC1进行基因检测，但是并没有
提供一个使用遗传因素预测华法林个体治疗
剂量的特殊方法。
华法林代谢通路关键酶变异的临床
意义及临床检测
病例1.
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60岁男性2009年行冠脉搭桥+二尖瓣置换术，术后每日口
服阿司匹林1片、华法林2.5mg*。
2010年起间断出现肉眼血尿,多于就医用抗感染治疗。
2012年9月全程鲜红色，无痛，伴排尿困难、腰部酸胀。
2012年9月11日B超提示“肾脏小结石和膀胱肿瘤”而手术，
结果示膀胱内凝血块
患者2012年9月11日入院后停用阿司匹林和华法林抗凝，
9月12日INR 5.64。
基因分型提示患者CYP2CP*3为CC纯合突变型，属华法林
极低剂量组，建议华法令使用剂量为6 mg/week
结论：
结论：
建议：
CYP2C9 突变型
CYP2C9 突变型
建议剂量 6 mg/week
VKORC1 突变型
VKORC1 突变型
病例 2
病例 3
多大获益?
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Epstein 896病人 (基因分型) 随访6个月
Vs. 2688 历史对照
Mayo Clinic
与历史对照组相比，基因分型队列总体的住院
率下降31%，因出血或血栓的住院减少28%。
在应用华法林前对患者进行基因检测可能改善
应用华法林的安全性和有效性。
J Am Coll Cardiol 2010;55:2804-2812
Next-generation
sequencing
Hypertrophic cardiomyopathy
Next-generation sequencing
Phenotype：112 patients
Amplicon sequencing：30 genes
Genotypes
Sequencing platform ——Ion PGM system
Data quality assessment
total number of bases/chip
(Mbp)
941.05
number of Q20 bases /chip
(Mbp)
835.64
Mean Length [bp]
147
Longest Read [bp]
380
Wells with ISPs
90%
Live ISPs
98%
Read depth
684.5
1× coverage
99.9%
20× coverage
98.4%
100× coverage
96.7%
variant detected / person
156
展望和小结
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目前临床基因诊断技术已经从实验研究走向临床应用。已
有1000多种遗传性疾病可以通过基因检测技术做出辅助诊
断或遗传咨询
基因诊断在疾病易感风险预测，临床用药指导和安全评估
等个体化医疗中
（1）华法林的安全窗口小，CYP2C9，VKORC1，CYP4F2和
GGCX基因预报其使用剂量能明显改善临床实践，有重要临
床意义
（2）CYP2C19，ABCB1和P2RY12受体基因变异将显著影
响氯吡格雷疗效，影响心脑血管病发生和治疗、预后
中国人的代谢规律还有待阐明！
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