李礼 曾剑锋 侯本超 刘伟成 占燕平

1中山大学孙逸仙纪念医院麻醉科（广州 510289）；2南昌大学第一附属医院麻醉科（南昌 330000）

结直肠癌是中老年人最常见的胃肠道恶性肿 瘤，而结直肠癌根手术是治疗结直肠癌最常用的手术方式，其中在手术期间的麻醉控制特别是对麻醉剂量的控制是手术麻醉顺利的关键［1］。芬太尼是一种强效的阿片类止痛剂，其广泛应用于全身麻醉的镇痛。不同个体对麻醉期间的麻醉药物剂量的代谢具有差异，这也影响了麻醉医师对麻醉深度的判断，其中遗传易感性是影响药物代谢的重要因素之一［2］。人细胞色素 P450（cytochromes P450，CYPs）是膜相关蛋白［3］，位于线粒体的内膜或细胞的内质网中，一种单加氧酶超家族，是与药物代谢有关的主要酶。细胞色素P450酶存在于身体的大多数组织中，并且在激素合成和分解（包括雌激素和睾酮合成和代谢），胆固醇合成和维生素D代谢中起重要作用［4］。细胞色素P450酶还可以代谢潜在的有毒化合物，包括内源性代谢的药物和产物，如胆红素，主要是肝脏。在所有CYP同种异构体中，CYP3A4被认为是最重要的一个，它可新陈代谢目前45%至60%市面上的药物种类。既往研究［5］显示CYP3A4单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）影响其酶活性。CYP3A4*1G是一种CYP3A4的SNP形式，目前研究［6］显示该SNP在亚洲人群中影响各种药物的新陈代谢极为常见。芬太尼是一种合成阿片类药物，广泛用于诱导和维持全身麻醉、镇痛和镇静［7］。芬太尼主要由肝脏中CYP3A4进行代谢。虽然有不少研究［8］已经显示CYP3A4*1G对多种麻醉药物代谢的影响，从而意味着针对不同的SNP患者需要调整麻药用药剂量。但对于不同的手术方式其具体的麻醉和个体差异仍然较大。直肠癌是老年最常见的胃肠道肿瘤，腹腔镜下直肠癌根治手术已经是治疗直肠癌的标准术式，术前良好的麻醉准备更是手术顺利开展的有效保障［9］。基于CYP3A4*1G对芬太尼代谢的潜在影响，特别在老年直肠癌根治术术中芬太尼代谢和术后镇痛芬太尼应用的代谢影响仍未明确。本研究旨在探讨细胞色素P450异构体CYP3A4*1G基因多态性对老年直肠癌手术患者芬太尼用药量及术后镇痛效果的影响。

1 资料与方法

1.1研究对象和分组选取2016年2月至2018年5月于我院行直肠癌根治术的老年患者共173例，纳入标准：（1）体质指数（BMI）在18.5 ～ 23.9 kg/m2；（2）行腹腔镜直肠癌根治术治疗；（3）年龄60～80岁；（4）美国麻醉医师协会（ASA）分级为Ⅰ-Ⅱ级；（5）所有患者签署知情同意书。排除标准：（1）合并慢性疼痛史；（2）合并精神系统疾病；（3）合并严重的心血管疾病或糖尿病控制较差的患者；（4）严重肾脏或肝脏疾病，或严重肝肾功能不全；（5）近1个月服用影响CYP3A4活性的药物；本研究通过医院伦理委员会审核并批准。根据测序结果将CYP3A4基因多态性分为CYP3A4*1G等位基因变异组（突变组）和其它类型组（野生组）。

1.2麻醉及手术方法面罩预给纯氧2～3 min，通过静脉内施用芬太尼（2 μg/kg），咪达唑仑（0.1 mg/kg），顺式阿曲库铵（0.15 mg/kg）和依托咪酯（0.3 mg/kg）完成全身麻醉的诱导。麻醉诱导后面罩进行人工呼吸，并进行气管插管。机械控制通气，气流流量为1 L/min，潮气量8～10 mL/kg，呼吸频率10～12次/min，吸呼比为1∶2。术中通过吸入和静脉联合模式维持麻醉［吸入：七氟醚，1～2 mac；和静脉：异丙酚，4 mg/（g·h）］。根据患者的麻醉情况，在整个外科手术过程中补充芬太尼［2 μg/（kg·h）］维持，记录每位患者使用的芬太尼总量和手术时间。在整个外科手术过程中进行连续ECG监测，呼气末CO2监测和脉搏血氧测定。手术方法按照常规的腹腔镜下直肠癌根治术进行，术后所有患者采用静脉自控镇痛，PCA泵药物组合为芬太尼500 μg+托烷司琼3 mg+0.9%氯化钠注射液共100 mL，负荷剂量2 mL、背景剂量1.5 mL/h、PCA剂量每次1 mL、锁定时间10 min、限量15 mL/h。

1.3 CYP3A4基因分型检测通过患者外周血DNA进行CYP3A4*1G等位基因的基因分型测序。采用外周血基因组DNA提取试剂盒（QIAGEN QIAamp DNA Blood Mini Kit，51106，广州艾嘉生物科技有限公司）。对含有多态性位点的DNA片段使用引物通过PCR扩增，引物序列为5′⁃GTA⁃ATAGAAAGCAGATGAACC⁃3′和 5′⁃TCACCCTGAT⁃GTCCAGCAGAA⁃3′。PCR 反应总体积为 50 μL，包括 50 ng基因组 DNA，10 μL 5×PCR 缓冲液，0.2 μmol/L上下游引物，2 μL 5 mmol/L dNTP和1单位TaKaRa HotStart Taq聚合酶。使用无核酸酶的超纯水用于调节反应量到50 μL。所有PCR试剂均来自TaKaRa宝日医生物技术有限公司（中国北京）。PCR反应时间：95℃，10 min；95℃持续10 min，60℃持续15 s，72℃持续30 s，共30个循环；72℃持续10 min。使用PCR纯化试剂盒按步骤进行纯化（QIAquick PCR Purification Kit，QIAGEN 28104，中国上海），然后是最终产物送测序公司进行测序以确定CYP3A4基因的多态性。

1.4评价指标比较两组患者的基本资料，包括年龄、体质指数、ASA分级和手术时间，对比两组患者在术中使用芬太尼的药物总量，对比两组术后初次追加镇痛时间，以及术后24 h自控镇痛泵芬太尼使用的总量，比较术后2、4、8、12和24 h患者静止时的疼痛程度，具体采用视觉模拟VAS评分（0～10分）进行，分数越高疼痛程度越严重，疼痛评估由管床护理人员进行。

1.5统计学方法采用SPSS 24.0对进行统计，计量资料以均数±标准差表示，两组比较采用独立t检验，计数资料采用百分比表示，比较使用χ2检验，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1患者的CYP3A4基因分型情况在所有173例患者中，112例为野生型纯合子（*1/*1），56例是杂合的（*1/*1G）和5个纯合突变体（*1G/*1G）。CYP3A4*1G变异等位基因的频率为0.191（66/346）。根据他们的基因型比例，其中突变组共61例，野生组共112例。

2.2两组患者的一般资料对比突变组和野生组患者的平均年龄、体质指数、术前ASA分级比例、手术时间和术中出血量对比差异均无统计学意义（P＞0.05），如表1所示。

表1 两组患者一般资料对比Tab.1 General clinical data ±s

表1 两组患者一般资料对比Tab.1 General clinical data ±s

项目年龄（岁）体质指数（kg/m2）ASA分级（Ⅰ/Ⅱ，例）手术时间（min）术中出血（mL）突变组（n=61）66.7±5.1 21.7±1.3 47/14 167.4±27.6 462.3±73.8野生组（n=112）65.3±4.7 21.4±1.5 73/39 171.5±25.3 478.4±85.1 t（χ2）值1.816 1.316 2.619 0.986 1.244 P值0.071 0.190 0.106 0.326 0.215

2.3术中使用芬太尼的药物总量比较其中突变组术中使用的平均芬太尼药物总量为（457.2±46.7）μg，而野生组患者其术中平均芬太尼药物总量为（526.3±61.4）μg，其中突变组显著低于野生组，差异具有统计学意义（t=7.662，P＜0.001）。

2.4两组患者术后镇痛药物使用对比其中突变组患者术后初次追加镇痛时间显著高于野生组，差异具有统计学意义（t=7.279，P＜0.001），且突变组术后24 h芬太尼用量显著低于野生组，差异具有统计学意义（t=13.847，P＜0.001），如表2所示。

表2 两组患者术后镇痛药物使用对比Tab.2 Drug usage of postoperative analgesia±s

表2 两组患者术后镇痛药物使用对比Tab.2 Drug usage of postoperative analgesia±s

组别突变组野生组t值P值n 61 112初次追加镇痛时间（min）162.7±34.6 114.3±45.2 7.279＜0.001 24 h芬太尼用量（μg）217.5±26.7 284.6±32.3 13.847＜0.001

2.5术后不同时间的疼痛程度对比其中突变组在术后2、4和8 h的疼痛VAS评分均显著低于野生组，差异具有统计学意义（P＜0.05），术后8、12和24 h的疼痛VAS评分两组比较差异均无统计学意义（P＞0.05），如表3。

表3 两组疼痛VAS评分对比Tab.3 VAS score of postoperative pain ±s

表3 两组疼痛VAS评分对比Tab.3 VAS score of postoperative pain ±s

组别突变组野生组t值P值n 61 112 2 h 3.4±0.4 3.9±0.6 5.837＜0.001 4 h 3.2±0.5 3.5±0.4 4.307＜0.001 8 h 2.3±0.4 2.5±0.6 2.335 0.021 12 h 1.9±0.4 2.0±0.5 1.345 0.181 24 h 1.6±0.3 1.7±0.4 1.708 0.090

3 讨论

CYP3A4是不同的种族人群肝脏中均存在大量表达的基因，CYP3A4是人肝脏中表达最丰富的细胞色素之一，但种群变异性极高［10］。由于它们非常广泛的底物选择性，CYP3A酶在所有临床使用的药物的30%～40%的代谢中起主要作用［11］。这些药物包括治疗类别的亲脂性和大体积化合物，包括他克莫司，环孢菌素A，红霉素，异环磷酰胺，他莫昔芬，苯二氮类药物，几种他汀类药物，抗抑郁药，阿片类药物等等。由于CYP3A4也是一种有效的类固醇羟化酶，它还在几种内源性类固醇如睾酮，黄体酮，皮质醇和胆汁酸的分解代谢中具有重要作用［12］。有人提出，大约90%的CYP3A4活性的个体间差异主要归因于遗传因素，到目前为止，已经确定了30多种CYP3A4变异，并且已经识别出其频率的种族差异［13］。选择CYP3A4*1G作为靶标，因为它是中国和东亚地区CYP3A4基因最常见的等位基因之一。进一步研究［14］发现发现CYP3A4*1G突变的频率是0.279，也影响了麻醉药物的应用效果。其他研究［15］报道的频率为中国患者CYP3A4*1G范围从0.188到0.227汉族。在本研究中，通过使用PCR扩增后测序结果显示，173例患者中，CYP3A4*1G变异等位基因的频率为0.191，本研究与既往研究［16］报道的结果相一致，这也验证了表明中国汉族人群是CYP3A4*1G多态性的高频率人群。

不少研究表明CYP3A4*1G突变影响了替代芬太尼类药物的代谢。YUAN等［17］研究显示观察芬太尼麻醉诱导后30 min，野生型CYP3A4患者血浆芬太尼的浓度显著低于有点突变的个体，提示突变损害CYP3A4的活性，导致新陈代谢减少而导致芬太尼在体内代谢减慢，提高了的芬太尼血药浓度。也有研究显示［18］芬太尼在子宫切除术后的女性患者进行静脉给药镇痛，其中合并CYP3A4*1G突变的患者其芬太尼消耗量显著低于野生型患者。在本研究中，首次对比了行直肠癌根治术的老年患者是否存在合并CYP3A4*1G突变对芬太尼术中麻醉和术后镇痛应用的剂量影响。本研究显示两组患者的手术时间和麻醉诱导使用的芬太尼量一致，但突变组患者的芬太尼的麻醉消耗量显著低于野生型患者。同时，在术后的镇痛效果中，突变组患者其初次追加镇痛的时间显著延长，且术后24 h芬太尼用量也显著降低，这均表明了CYP3A4*1G突变可能导致了芬太尼在体内血药浓度累积升高，其具体是由于点突变导致的CYP3A4活性受损所引起的结果。

本研究中虽然没有进行对患者药物的血药浓度进行检测，但药物的使用总量和术后镇痛的疼痛程度均间接反映了CYP3A4*1G突变影响了该老年患者人群的芬太尼药物的代谢率。因此，对于该患者群体中，进一步确定CYP3A4在这些患者中的活性将才能更直接反映CYP3A4*1G突变对CYP3A4和芬太尼代谢的影响。明确CYP3A4*1G突变患者中CYP3A4的具体活性将有助于解释其具体影响芬太尼代谢的机制。

由于本研究所纳入的人群基本为国内南方人群，对于CYP3A4*1G突变在不同人群中的突变频率和对芬太尼的影响仍需要进一步加大样本量和进行多中心评价。综合上述，CYP3A4*1G基因多态性在老年直肠癌手术麻醉中与芬太尼的药代动力学密切相关，携带CYP3A4*1G变异的患者其芬太尼使用量降低，其术后镇痛效果延长。CYP3A4*1G遗传多态性可能是导致患者对芬太尼镇痛反应的个体差异的重要因素之一。