β受體遺傳多態(tài)性與β受體激動(dòng)劑

β受體遺傳多態(tài)性與β受體激動(dòng)劑第1頁/共26頁Database&searchstrategyPubmed;Embase;CNKI(((beta2-adrenergicreceptor*)OR(beta2-adrenoceptor*)OR(beta2-AR)OR(ADRB2))AND((geneticpolymorphism)OR(genotype*)OR(gene*encoding*))AND((beta2-agonist*)OR(beta2AG)OR(salbutamol)OR(Salmeterol)OR(formoterol)OR(terbutaline)OR(bambuterol)OR(carbuterol)OR(pirbuterol)OR(Bitolterol)OR(fenoterol)OR(colterol)OR(rimiterol)OR(mabuterol)OR(cimaterol)OR(xamoterol)OR(Reproterol)OR(prenalterol)OR(tulobuterol)OR(ibuterol))

第2頁/共26頁Contextβ2-AG作為一種支氣管擴(kuò)張藥物，單獨(dú)或與ICS聯(lián)用廣泛用于治療各種呼吸系統(tǒng)疾病90年代中期，ADRB2基因的單核苷酸多態(tài)性（SNPs）被發(fā)現(xiàn)體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)一些SNPs與受體的功能相關(guān)。此后，人們?cè)贏DRB2編碼區(qū)的上游啟動(dòng)子區(qū)也發(fā)現(xiàn)了SNPs人群研究發(fā)現(xiàn)ADRB2的遺傳多態(tài)性十分普遍，某些位點(diǎn)的等位基因頻率高達(dá)40%以上ADRB2的遺傳多態(tài)性在不同種族的分布不同上述研究使人們推測(cè)：作為與β2-AG結(jié)合的關(guān)鍵因子，ADRB2的遺傳多態(tài)性可能影響β2-AG的療效。第3頁/共26頁定位于染色體5q31-32其編碼區(qū)及非翻譯序列均無內(nèi)含子只有一個(gè)外顯子約1,200個(gè)堿基對(duì)

第4頁/共26頁ADRB2基因圖ADRB2基因編碼區(qū)存在9個(gè)SNPs（46、79、100、252、491、523、1053、1098、1239），其中4個(gè)導(dǎo)致受體的AA.轉(zhuǎn)換，分別是：4679100491ADRB2基因非編碼區(qū)，已發(fā)現(xiàn)10個(gè)SNPs其中至少2個(gè)與受體的功能相關(guān)

47-137第5頁/共26頁ADRB2結(jié)構(gòu)圖413個(gè)氨基酸殘基46,500道爾頓7個(gè)跨膜疏水α螺旋半胱氨酸棕櫚?；瑢段固定于細(xì)胞膜Β2AG結(jié)合位點(diǎn)SNPs導(dǎo)致的AA轉(zhuǎn)換位點(diǎn)：16Arg/GLyGln/Glu164Thr/Ile34Val/Met與G蛋白結(jié)合的區(qū)域受體失敏感化的相關(guān)區(qū)域與受體下調(diào)相關(guān)的位點(diǎn)第6頁/共26頁ADRB2distributioninhumanlung

放射自顯影技術(shù)顯示，ADRB2在肺組織廣泛分布：airwaysmoothmuscle(30-40,000percell)

epithelialandendothelialcellstypeIIcellsmastcellsPET技術(shù)顯示ADBR2在呼吸道的分布顯著多于心血管系統(tǒng)。但在正常人群和哮喘人群無差異肺組織ADBR2密度與FEV1成反比第7頁/共26頁ADRB2activationADRB2有激活和失活兩種狀態(tài)，靜息時(shí)兩者處于平衡狀態(tài)，失活狀態(tài)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。ADRB2與Gs-GTP結(jié)合時(shí)處于激活狀態(tài)，當(dāng)GTP降解為GDP時(shí)，Gs的α亞基與ADRB2的親和力與下降，受體與Gs解離，處于失活狀態(tài)。β2-AG可能與Gs-GTP結(jié)合，使平衡向激活狀態(tài)轉(zhuǎn)換。第8頁/共26頁ADRB2信號(hào)傳導(dǎo)通路ATPGs5’-AMPPDEcontrolofmuscletone抑制細(xì)胞膜對(duì)Ca2+通道抑制肌漿網(wǎng)Ca2+的釋放加速胞漿內(nèi)Ca2+的攝取經(jīng)典的cAMP途徑MAPK途徑ADRB2活化的MAPK作用：1.磷酸化糖皮質(zhì)激素受體（GR）的絲氨酸殘基，使GR對(duì)GCS更敏感2.使GR從胞漿向細(xì)胞核內(nèi)移位這是ADRB2與GR協(xié)同作用的分子基礎(chǔ)第9頁/共26頁ADRB2/AGinteractions結(jié)合的關(guān)鍵位點(diǎn)是Asp113，Ser204，Ser207，Asp293結(jié)合的位點(diǎn)均位于跨膜疏水的α螺旋的核心受體的氨基酸殘基與配體的特定結(jié)構(gòu)域通過不同的分子間作用力相結(jié)合第10頁/共26頁β2-AG與ADRB2的結(jié)合特性與藥物本身的特性有關(guān)：沙丁胺醇為水溶性藥物，可直接到達(dá)結(jié)合位點(diǎn)，但與受體結(jié)合的時(shí)間也較短，所以沙丁胺醇作用迅速，持續(xù)時(shí)間也短。福莫特羅有中度親脂性，可進(jìn)入形成小的含水囊腔，并逐步從其中滲透出來與受體位點(diǎn)相結(jié)合。含水小囊的大小由福莫特羅的濃度和劑量有關(guān)。因此，福莫特羅作用較沙丁胺醇稍慢，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，且與劑量相關(guān)。沙美特羅的親脂性是沙丁胺醇的1000倍。分子很快彌散入細(xì)胞膜（<1min)，而后緩慢彌散至結(jié)合位點(diǎn)（>30min)。而且其分子的側(cè)鏈可以和第4跨膜環(huán)上的輔助結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，一旦結(jié)合很難解離。故其作用緩慢而持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，且與劑量無關(guān)。異丙腎上腺素與受體的親和力最強(qiáng)，沙美特羅和福莫特羅與配體的親和力是沙丁胺醇的3-4倍。第11頁/共26頁全激動(dòng)劑和部分激動(dòng)劑大部分β2-AG具有中等效能，如果受體數(shù)量足夠，這些藥物都是全激動(dòng)劑，但如果受體數(shù)量不足，則只能是部分激動(dòng)劑——不能達(dá)到應(yīng)有的最大效應(yīng)體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)臨床常用劑量的沙美特羅只能占據(jù)4%的ADRB2，這意味著有96%的受體儲(chǔ)備。因此，臨床上當(dāng)長(zhǎng)期使用沙美特羅的哮喘患者如果出現(xiàn)哮喘急發(fā)，使用沙丁胺醇補(bǔ)救治療仍然有效第12頁/共26頁β2-AG的立體構(gòu)象所有的β2-AG都存在β-OH,導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，因此存在旋光異構(gòu)體（Ｒ，Ｓ），混合物為消旋體。右旋異構(gòu)體與受體的親和力較高某些β2-AG分子（非洛特羅、福莫特羅、丙卡特羅）存在兩個(gè)不對(duì)稱中心，因此存在4種異構(gòu)體（RR、RS、SR、SS）R-沙丁胺醇的受體親和力是S的100倍RR-福莫特羅的受體親和力是SS的1000倍第13頁/共26頁β2受體失敏感化伴隨受體的活化，開始受體失敏感化的自動(dòng)調(diào)控，這是為了防止β2受體過度激活主要步驟：受體與腺苷酸環(huán)化酶失偶聯(lián)失偶聯(lián)的受體內(nèi)陷內(nèi)陷受體磷酸化磷酸化受體與β抑制蛋白結(jié)合使部分與激動(dòng)劑結(jié)合的β2受體與Gs蛋白解偶聯(lián)，從而抑制受體過度激活受體失敏感化的程度取決于受體與激動(dòng)劑作用的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間第14頁/共26頁AC第15頁/共26頁β2受體失敏感化受體失敏感化過程在不同的細(xì)胞和不同的組織有顯著差異人淋巴細(xì)胞暴露于激動(dòng)劑后迅速出現(xiàn)受體失敏感化；而人支氣管平滑肌細(xì)胞就明顯延遲人支氣管平滑肌細(xì)胞中的β2受體激酶和G蛋白偶聯(lián)受體激酶僅為肥大細(xì)胞的10%-20%，這提示人支氣管平滑肌細(xì)胞受到受體失敏感化的影響較肥大細(xì)胞小有研究發(fā)現(xiàn)接觸異丙腎上腺素后肥大細(xì)胞的cAMP在90秒內(nèi)達(dá)峰，人支氣管平滑肌細(xì)胞而得cAMP水平卻沒有平臺(tái)期，在實(shí)驗(yàn)期間以恒定的速率增加，這提示：臨床發(fā)現(xiàn)重復(fù)使用β2激動(dòng)劑出現(xiàn)耐藥的情況，可能是由于肥大細(xì)胞引起，而不是人支氣管平滑肌細(xì)胞的β2受體失敏感化引起第16頁/共26頁β2受體下調(diào)暴露于激動(dòng)劑數(shù)小時(shí)后，細(xì)胞膜表面的受體數(shù)量減少，稱為受體下調(diào)，這一過程并不依賴于受體的磷酸化通過泛素E3連接酶使受體泛素化，從而激活受體的降解過程目前認(rèn)為β2受體除了通過失敏感化過程來負(fù)反饋調(diào)節(jié)自身功能外，受體與配體結(jié)合的同時(shí)也通過cAMP途徑調(diào)控β2受體的基因表達(dá)當(dāng)細(xì)胞暴露于高濃度異丙腎上腺素時(shí)，β2受體的轉(zhuǎn)錄下降約50%，相反，當(dāng)使用沙美特羅治療時(shí)，β2受體基因的表達(dá)無明顯下調(diào)第17頁/共26頁β2受體下調(diào)PET掃描發(fā)現(xiàn)，連續(xù)使用沙丁胺醇2周（4mgpobid/200ugQid）即導(dǎo)致肺部β2受體密度下降22%，且沙丁胺醇的支氣管擴(kuò)張作用也下降。糖皮質(zhì)激素可以促進(jìn)β2受體基因的轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)受體數(shù)量和受體與腺苷酸環(huán)化酶的偶聯(lián)在健康個(gè)體和哮喘患者，系統(tǒng)使用糖皮質(zhì)激素可以逆轉(zhuǎn)由β2激動(dòng)劑導(dǎo)致的受體下調(diào)。但是，吸入糖皮質(zhì)激素并不能似乎并不能改善由LABA引起的受體下調(diào)第18頁/共26頁ADRB2遺傳多態(tài)性第19頁/共26頁白種人分布頻率Gly16f=0.61亞洲人群Gly16f=0.40黑人Gly16f=0.50白種人分布頻率Gln27f=0.57亞洲人群Gln27f=0.80黑人Gln27f=0.73白種人分布頻率Ilef=0.01第20頁/共26頁作者位點(diǎn)對(duì)象結(jié)果時(shí)間ReishausE16轉(zhuǎn)染細(xì)胞、HASMCGly16組受體下調(diào)較其他組顯著1993GreenSA164轉(zhuǎn)染細(xì)胞Ile164組受體親和力比Thr164低四倍19942001GreenSA16、27轉(zhuǎn)染細(xì)胞Gly16組受體下調(diào)增強(qiáng)Glu27組受體下調(diào)減弱1994GreenSA16、27HASMCGly16組受體下調(diào)增強(qiáng)Glu27組受體下調(diào)減弱16位多態(tài)性與受體失敏感化無關(guān)Glu27組的受體失敏感化作用減弱1995MoorePE16、27HASMCGly16傾向于受體失敏感化增強(qiáng)Glu27受體失敏感化增強(qiáng)（與其他人結(jié)果矛盾）2000ChongLK16、27人肥大細(xì)胞（—）2000體外實(shí)驗(yàn)第21頁/共26頁作者位點(diǎn)方法結(jié)果時(shí)間MartinezFD16、27兒童，吸入單劑沙丁胺醇Arg16組肺功能改善達(dá)預(yù)計(jì)值的人數(shù)是Gly16組的5.3倍，27位點(diǎn)對(duì)結(jié)果無影響1997LimaJJ16中度哮喘患者口服沙丁胺醇6hArg16組療效更佳1999LipworthBJ16、27單劑福莫特羅吸入解救乙酰甲膽鹼所致支氣管痙攣（—）1999RahmanSU16、27口服沙丁胺醇2w后評(píng)估β受體下調(diào)（PET法）Gly16組或雜合子組受體下調(diào)增強(qiáng)Glu27組受體下調(diào)減弱1997短期SABA&ADRB2多態(tài)性第22頁/共26頁β2-AG長(zhǎng)期治療&ADRB2多態(tài)性作者位點(diǎn)方法結(jié)果時(shí)間HancoxRJ16、27規(guī)律使用fenoterol肺功能改善及其他指標(biāo)與基因型無關(guān)