回 翔，范晴晴，李丹滢，王宝彦，王东进，徐 航*

(1.南京大学医学院附属鼓楼医院药学部,南京 210008；2.中国药科大学基础医学与临床药学院药学系,南京 210009)

心脏瓣膜置换术是治疗严重瓣膜疾病的有效手段[1]。我国每年有近10万例患者接受心脏瓣膜置换术[2]。患者术后还须进行短则3～6个月，长则终身的华法林抗凝治疗，以预防血栓栓塞并发症。然而，国际标准化比值(international normalized ratio，INR)的高度可变性已被证明是心脏瓣膜置换术后患者死亡率的独立预测因子，这强调了心脏瓣膜置换术后监测和调整华法林剂量的重要性[3-4]。

随着药物基因组学的发展，人们逐渐认识到单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)对华法林剂量的影响，其中影响最为显著的是CYP2C9和VKORC1基因，可以解释华法林剂量差异的40%～60%[5]。国内外已有许多研究建立了基因指导下的华法林剂量预测模型，同时纳入了性别、年龄、体表面积(body surface area，BSA)、药物相互作用等其他变量。然而有研究表明，国外人群的给药模型并不适用于预测中国人群的华法林维持剂量[6]，且现有的华法林剂量预测模型往往针对出院后长期抗凝过程，对术后早期阶段的预测能力尚不明确。因此，本研究收集了南京大学医学院附属鼓楼医院使用华法林抗凝治疗并已达稳定治疗剂量的患者的临床资料，验证并评价4种华法林稳定治疗剂量预测模型的准确性，以期为华法林的临床合理应用提供参考。

1 资料和方法

1.1 研究对象 回顾性收集2018年6月至2019年6月在本院心胸外科行心脏瓣膜置换术、瓣膜修复(瓣环植入)术并需长期服用华法林抗凝治疗的患者266例。纳入标准：年龄≥18岁，汉族，住院期间华法林治疗可达稳定治疗剂量，排除肝肾功能不全、甲状腺功能亢进者及孕妇。本研究获得了本院伦理委员会批准，由于回顾性研究的设计，豁免了知情同意书的要求。

1.2 方法

1.2.1 临床资料采集 收集患者完整的临床资料，包括性别、年龄、身高、体质量、吸烟饮酒史及合并用药情况(是否服用肝药酶诱导剂、阿司匹林、胺碘酮)，并记录术后患者每日服用华法林的剂量。患者术后第1天(d 1)晚上即开始服用华法林(常规剂量为3 mg或遵医嘱)，每日或隔日监测INR，依据INR结果调整给药剂量。约术后d 3进行华法林药物基因组学检测，对于CYP2C9*3携带者和VKORC1-1639G等位基因携带者加以关注，谨慎调整剂量。本研究中患者的目标INR控制在1.8～2.5。当剂量不变时，连续5次检测所得的INR均在目标范围内，此时所用的剂量即视为华法林的维持剂量。

1.2.2 血样采集与基因型分析 抽取受试者外周静脉血2 ml置乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)抗凝管中。应用DNA提取试剂盒(上海百傲科技有限公司)提取DNA。应用CYP2C9*3(1075G>T，rs1057910)和VKORC1(1639G>A，rs9923231)基因多态性检测试剂盒(上海百傲科技有限公司)检测突变等位基因。

1.2.3 剂量预测 本研究选择4种基于药物基因组学的华法林稳定治疗剂量预测模型，分别为由国际华法林药物基因组协会(International Warfarin Pharmacogenetics Consortium，IWPC)发布的IWPC模型[7]、Gage模型[8]、中国国家卫生健康委员会发布的《药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南(试行)》(2015)[9]中推荐的华法林起始剂量计算公式(简称指南模型)以及Tan等[10]构建的模型(简称Tan模型)。IWPC模型和Gage模型为混合人群模型，是国际上较为权威的华法林剂量预测模型。应用Excel软件将患者临床资料和基因型资料输入公式，计算预测剂量。

2 结 果

2.1 一般资料 共入选266例患者，其中男122例，女144例，患者的基本信息见表1。

表1 患者的基本信息Table 1 The basic information of the patients

2.2 基因型分布 266例患者的CYP2C9、VKORC1基因频率及等位基因频率见表2。χ2检验结果表明，各组患者基因型频率差异无统计学意义(P>0.05)，符合Hardy-Weinberg平衡定律，样本具有群体代表性。

表2 患者的CYP2C9、VKORC1基因频率及等位基因频率Table 2 CYP2C9 and VKORC1 gene frequencies and allele frequencies of the patients

2.3 预测结果 将4种模型的华法林预测剂量分别与实际维持剂量[30(1.5) mg]进行配对检验。其中，IWPC模型、Gage模型和指南模型的预测剂量与实际维持剂量存在显著差异(P<0.001)，Tan模型的预测剂量与实际维持剂量无统计学差异(P=0.876)。另外，按照预测剂量是否在实际维持剂量的±20%范围内作为预测是否准确的标准，将4种模型的预测剂量与实际维持剂量进行两两比较。结果显示，Tan模型的准确度最高，对46.2%的患者预测剂量准确(见表3)。

表3 4种模型的华法林预测剂量与实际维持剂量的差异比较Table 3 Comparison of the differences between the predicted dosages by the four models and the actual maintenance dosages of warfarin

绘制以实际维持剂量为x轴，预测剂量为y轴的散点图(见图1)。由图1可见，IWPC模型、 Gage模型、指南模型和Tan模型的线性相关系数(r2)分别为0.264、0.098、0.262、0.276，表明4种模型与实际维持剂量的线性关系均较差，其中Gage模型的线性相关性最差。

以实际维持剂量为x轴，以预测剂量与实际维持剂量的差值为y轴，绘制Bland-Altman图(见图2)。由图2可见，IWPC模型、Gage模型、指南模型和Tan模型的预测剂量在95%一致性界限以外的比例分别为6.8%(18/266)、 5.3%(14/266)、5.3%(14/266)和5.6%(15/266)。各模型的预测剂量与实际维持剂量之间的MAD分别为0.4[95%CI(-1.5,2.3)]、1.0[95%CI(-1.2,3.1)]、0.3[95%CI(-1.6,2.2)]、0.0[95%CI(-1.9,1.9)]。4种模型中，Tan模型的MAD最小，界外值有15个(5.6%)，表明该模型预测能力较好。各模型均存在趋势性分布特征。实际维持剂量较低时，预测剂量与实际维持剂量的差值为正值，随着实际维持剂量增加，预测剂量与实际维持剂量的差值逐渐减小，甚至为负值。表明当患者服用华法林剂量偏小或偏大时，模型倾向于高估或低估剂量，模型的灵敏度不足。鉴于此，本研究进一步将患者按照实际服用的华法林剂量分成低剂量组(<1.5 mg/d)、中剂量组(1.5～4.5 mg/d)和高剂量组(>4.5 mg/d)，按照预测剂量是否在实际维持剂量的±20%范围内作为预测是否准确的标准，对模型进行评估。结果显示，在低剂量组中，各模型准确度均较低(<10%)；在中剂量组中，指南模型和Tan模型的准确性较好，分别对58.0%(116/200)和57.5%(115/200)的患者的剂量准确预测；在高剂量组中，IWPC模型较其他模型更为准确，对58.3%(7/12)的患者的剂量准确预测，见表4。

表4 不同剂量范围内4种模型预测剂量的准确性比较Table 4 Accuracy comparison of the predicted dosage of warfarin by the four models based on different dosage ranges

3 讨 论

本研究纳入的4种模型中，Tan模型基于口服抗凝药物6周以上的中国心脏瓣膜置换术后患者，与本研究纳入人群特征最相近，尽管纳入样本较少，但准确度最高。指南模型、IWPC模型和Gage模型均是基于大样本研究，尤其IWPC模型是由IWPC联合9个国家21个研究小组建立的基于4043例混合种群样本的预测模型，是目前最权威的华法林剂量预测模型之一。但在本研究中，这3种模型的准确性并不理想，其中指南模型稍逊于Tan模型。

IWPC模型仅在高剂量组中表现出较高的准确性，Gage模型则表现出较差的预测能力(与实际维持剂量符合的病例数占29.7%)、较低的相关性(r2=0.098)和较大的MAD(MAD=1.0)。因此，人种的差异可能是导致IWPC模型和Gage模型准确性差的一个因素。尤其Gage模型中83%的研究对象为高加索人群[8]，模型预测剂量更适于欧美人群。研究表明，中国人群较欧美人群对华法林更为敏感，仅需要较小的剂量即可达到维持剂量[11]。另外，在中国香港地区完成的一项抗凝治疗研究发现，按照目标INR 2.0～3.0的标准会出现较多的出血病例，由此提出中国人群INR 1.8～2.4的抗凝治疗目标值[12]。后续研究也证实，欧美国家指南设定的目标INR对于中国人群偏高。本研究针对心脏瓣膜术后早期高出血风险患者，INR一般控制在1.6～2.5，患者实际华法林使用剂量偏低。因此，INR目标范围的差异导致混合种群模型倾向于高估剂量，使准确性下降。

然而，仅用种族差异解释本研究结果，与既往的研究结果是矛盾的。高伟祺等[13]、管文燕等[14]的研究证实，IWPC模型适用于中国汉族人群华法林剂量的预测，张媛等[15]、XU等[16]的研究发现，Gage模型在中国人群华法林剂量预测中有更高的准确性，并不劣于基于中国人群的指南模型和Miao模型。由此推测心脏瓣膜术而非种族差异才是各模型拟合度差的主要原因。近年来，越来越多的国外研究将心脏瓣膜术视为影响华法林剂量和敏感性的重要因素。早在1999年，Ageno等[17]回顾性比较了84例心脏瓣膜置换术后患者和32例非手术患者的华法林平均日剂量和INR，发现在手术组和非手术组中，华法林的平均日剂量分别为(3.29±1.29)和(4.96±1.76) mg/d(P<0.001)，平均INR分别为2.08±0.60和1.60±0.54(P<0.001)，分别有48.8%和21.8%的患者超过目标范围的上限(P=0.014)，54.7%和28.1%的患者停药至少1 d(P=0.015)。因此，该研究认为与非手术患者相比，行心脏瓣膜置换术的患者在术后最初几天内对华法林表现出更高的敏感性。Rose等[18]的研究也证实了这一结论。这种华法林敏感性升高现象可能是由于手术期间心肌功能障碍和体液超负荷导致的肝脏充血，从而影响华法林代谢或凝血因子的合成[17-20]。本研究纳入人群均为心脏瓣膜术后住院患者，这类患者由于术中体外循环、升主动脉阻断、全身肝素化以及失血等情况导致凝血功能失常，对华法林表现出高敏感性并存在高出血风险，所用维持剂量较出院后长期稳定剂量低，因此导致模型预测剂量偏高，准确度下降。

目前，心脏瓣膜术后华法林敏感性变化还未引起国内学者的足够关注，也未纳入到IWPC模型这些权威模型中。应当认识到，由于心脏瓣膜手术操作及术后患者固有的内在危险因素，术后早期患者状态与术后长期状态、非手术的房颤和静脉栓塞症患者的状态存在差异。术后1、2、3个月的华法林剂量也可能不同。针对这一特殊人群的剂量预测模型有待进一步完善，补充手术类型、术后时间及其他代表术后患者机体恢复情况的指标，或将有效提高模型的准确性。

综上所述，本研究结果表明，目前不考虑心脏瓣膜手术因素的华法林剂量预测模型在术后早期患者中的准确性不佳。心脏瓣膜手术操作及术后患者固有的内在危险因素可对患者的华法林使用剂量产生显著影响，这些患者应当使用基于同样特征人群建立的剂量预测模型才更准确。鉴于目前的华法林剂量预测模型并未包含手术因素，建议后续研究应加以关注。同时建议临床医师和药师在指导华法林使用剂量时应关注术后患者的个体情况，加强INR监测，加强随访和用药教育，灵活调整药物剂量，防止血栓及出血的发生。