PPARα基因多态性对妇科患者芬太尼静脉镇痛效应的影响

背景与目的
　　芬太尼(fentanyl)是人工合成的强效麻醉性镇痛药，其起效快，维持时间短，无组胺释放作用，对呼吸、循环系统的影响轻微，是目前在我国临床上应用最为广泛的阿片类药物。以往的研究发现，芬太尼用于病人术后静脉自控镇痛术（PCIA）时，其镇痛效果存在较为显著的个体差异性。导致上述差异的原因是多方面的，其中遗传因素通过改变代谢酶的活性或者表达水平从而影响阿片类镇痛药的药物代谢动力学(pharmacokinetics)和药物效应动力学(pharmacodynamics)是主要原因之一。芬太尼主要经过肝脏代谢，肝脏细胞色素P450(cytochromeP450，CYP)3A4酶(CYP3A4)是其最重要的代谢酶，该酶可将芬太尼代谢为几乎无活性的去甲芬太尼。芬太尼药代动力学的个体差异提示CYP3A4与芬太尼静脉镇痛效应的个体差异密切相关。课题组前期通过体内药代动力学试验证实，CYP3A4*1G基因多态性可改变芬太尼在人体内的药代动力学参数，从而对其术后静脉镇痛效应产生影响，但具体机制尚不清楚。目前，国内外有关CYP3A4*1G多态性对CYP3A4的影响的研究结果存在争议，且近期研究提示绝大多数CYP3A4单核苷酸的突变频率很低，对表型的影响微弱，故推测存在由反式作用基因编码的转录调控因子或蛋白质通过其他途径调控酶活性，最终导致了CYP3A4的变异。
　　过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)是核激素受体超家族中的配体激活受体，作为一种转录调控因子，可调控多种核内靶基因的表达。近期研究表明，PPARα影响CYP3A4酶活性，其中rs4253728单核苷酸多态性是对该酶活性最具影响力的因素之一。那么PPARαrs4253728(G＞A)基因多态性能否引起CYP3A4酶活性的改变，进而导致妇科患者芬太尼PCIA镇痛需求量的个体差异，尚待进一步探究。本课题旨在通过综合分析PPARαrs4253728(G＞A)基因多态性与芬太尼PCIA药效学以及肝脏CYP3A4酶活性的关系，探讨导致芬太尼PCIA个体差异的遗传学因素，为临床制订芬太尼的个体化用药方案提供相应的理论依据。
　　试验方案
　　1.受试对象及试验分组
　　选择2012年9月～2013年12月于我院诊断为“子宫肌瘤”拟于全身麻醉下行“腹式子宫全切术”或“腹式子宫肌瘤剔除术”的汉族妇科患者共168例，年龄20岁～50岁，ASAⅠ～Ⅱ级，体重指数(bodymassindex，BMI)≤30kg/m2(1±20％)，所有受试患者术毕神志清醒，拔除气管导管后行病人静脉自控镇痛术(patient-controlledintravenousanalgesia，PCIA)。排除标准:术前存在长期的酗酒史和（或）吸烟史;合并心血管系统疾病、肾脏疾病、肝脏疾病、精神神经系统疾病、糖尿病等内分泌系统疾病;患者术前存在慢性疼痛病史;长期的非甾体类镇痛药物服用史;术前1个月内服用过对肝脏CYP3A4酶的活性存在抑制或者诱导作用的食物和（或）药物;处于孕期或哺乳期的患者等。根据PPARαrs4253728G＞A的DNA测序结果将患者分为三组:野生型纯合子组(G/G)、突变型杂合子组(G/A)和突变型纯合子组(A/A)。
　　2.麻醉与PCIA
　　本试验经郑州大学第一附属医院伦理委员会批准，受试患者及其家属签署知情同意书后纳入试验研究。所有受试患者不给予任何术前用药。患者入室后常规监测心电图（electrocardiogram，ECG）、心率(heartrate，HR)、无创血压(noninvasivebloodpressure，NIBP)、呼吸（respiratoryrate，RR）及脉搏氧饱和度(saturationofpulseoxygen，SpO2)。术中采取统一的全凭静脉麻醉(totalintravenousanesthesia，TIVA)，具体如下:麻醉诱导:静脉注射咪达唑仑(midazolam，MDZ)0.01mg/kg、瑞芬太尼（remifentanil）2μg/kg、丙泊酚(propofol)0.5mg/kg和琥珀酰胆碱(succinylcholine)1.5mg/kg。麻醉维持:微量泵持续静脉输注丙泊酚6～8mg·kg-1·h-1和瑞芬太尼0.1～0.2μg·kg-1·min-1，阿曲库铵首次剂量0.6mg/kg，之后以0.1～0.2mg/kg间断静脉注射。术毕停止泵注所有的静脉麻醉药物，吸痰，待患者自主呼吸、咳嗽反射等恢复、神志清楚、呼之能应、肌力恢复后拔除气管导管。
　　使用痛觉视觉模拟评分(visualanaloguescale，VAS)对拔除气管导管即刻患者的疼痛程度进行评估并记录。若VAS＞3分，静脉注射芬太尼20μg/5min，直至VAS≤3分，记录期间芬太尼的滴定用量。所有患者术后VAS≤3分时行PCIA。PCIA装置:6300型CADD-Legacy电子镇痛泵。PCIA药物配方:氟哌利多5mg，芬太尼1.0mg，加入生理盐水稀释至100ml后注入镇痛泵。PCIA设置:芬太尼背景剂量0.5ml/h，追加剂量2ml/h，锁定时间为5min，最大限量145μg/h。镇痛有效的评价标准:患者活动时VAS≤3分。若芬太尼消耗量达到最大限量(145μg/h)时仍无法满足镇痛需求（VAS＞3分），可辅以其他非甾体类镇痛药物以确保患者的舒适与安全，但要将该病例从本次试验中剔除。
　　3.芬太尼PCIA效应的评价
　　观察并记录拔管即刻、术后第1个24h、术后第2个24h患者的VAS评分、芬太尼PCIA的消耗量。记录各组患者术后头晕、恶心呕吐、轻度镇静、皮肤瘙痒等不良反应的发生情况。
　　4.PPARαrs4253728G＞A多态性位点检测
　　患者入室后肘静脉放置留置针，抽取外周静脉血2～3ml，采用酚-氯仿法抽提DNA，采用聚合酶链式反应(polymerasechainreaction，PCR)扩增所需的目的基因片段，琼脂糖凝胶电泳验证扩增产物。采用DNA直接测序法检测PPARαrs4253728G＞A多态性位点并在此基础上进行分型。
　　5.CYP3A4酶活性测定
　　选择MDZ作为检测CYP3A4酶活性的探针药物，以MDZ代谢产物1-羟基咪达唑仑(1'-OHMDZ)与MDZ的比值作为衡量CYP3A4酶活性的指标。检测方法:麻醉诱导时静脉注射MDZ0.1mg/kg，60min后采集静脉血5ml，离心后取上层血浆，采用液相色谱-质谱法(liquidchromatographymassspectrometry,LC-MS)测定血浆1'-OHMDZ及血浆MDZ的浓度。
　　6.统计学分析
　　采用SPSS17.0统计学软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差((x)±s)表示。等级资料采用秩和检验(wilcoxonranksumtest)。检测等位基因和基因型是否符合Hard-Weinberg平衡采用x2检验。多组间数据比较采用单因素方差分析(ANOVA)。组间比较采用最小显著差法(LSD)。为排除混杂因素的影响，不同组间患者芬太尼PCIA消耗量的比较采用协方差分析(covarianceanalysis)。突变的等位基因的数量与芬太尼PCIA消耗量间的相关性采用等级相关分析。各计量资料变量间的关系采用直线相关性分析。比较各组患者术后不良反应的发生情况采用x2检验或者Fisher's精确概率法。检验水准:α=0.05。
　　结果
　　1.一般资料
　　纳入的168例女性患者在拔管即刻、术后24h、48h平均VAS评分分别为（5.9±1.3），（2.3±0.6），（1.1±0.5），所有患者术后均达到有效镇痛标准。术后第1个24h、第2个24h芬太尼平均消耗量分别为（379.5±213.6）μg，（182.3±51.7）μg。3例患者术后出现头晕，47例患者出现恶心呕吐，3例患者出现轻度镇静，1例患者出现瘙痒，其不良反应的发生率分别为1.79％，27.98％，1.79％，0.60％，术后随访未见其他不良反应。
　　2.中国汉族妇科患者PPARα(rs4253728G＞A)的等位基因频率
　　PPARαrs4253728G＞A等位基因在中国籍汉族妇科手术患者中的变异频率为20.4％。经检验，该等位基因及基因型的分布符合Hardy-Weinberg平衡(P＞0.05)。PPARαrs4253728G＞A等位基因频率高于非裔美国人(7.2％)，低于高加索人(27.3％)，与文献报道相符(P＞0.05)。
　　3.PPARα(rs4253728G＞A)基因多态性对CYP3A4酶活性及芬太尼PCIA效应的影响
　　按照直接测序的结果将患者分为野生型纯合子组(GG)，突变型杂合子组(GA)和突变型纯合子组(AA)。三组患者的一般资料比较差异无统计学意义(P＞0.05）。拔管即刻及术后第1个24h平均VAS评分组间比较差异无统计学意义(P＞0.05）。3组患者术后第1个24h芬太尼PCIA的消耗量组间比较差异无统计学意义(P＞0.05)。术后第2个24h芬太尼PCIA的消耗量组间比较AA组患者显著低于GA组和GG组(P＜0.05）。AA组患者CYP3A4酶活性较GA组和GG组有所降低（P＜0.05）。3组患者术后不良反应的发生情况比较差异无统计学意义(P＞0.05)。
　　结论
　　1.PPARαrs4253728G＞A等位基因在中国汉族妇科手术患者中的变异频率为20.4％;
　　2.PPARαrs4253728G＞A是一个有功能意义的突变，其对妇科患者CYP3A4酶活性及芬太尼PCIA效应可能产生影响