介绍

药物基因组学研究个体的遗传继承如何影响身体对药物的反应。该术语来自药理学和基因组学，因此是药物和遗传学的交叉点。药物基因组学承诺，有朝一日，药物可能会为个人量身定制，并适应每个人自己的基因构成。环境，饮食，年龄，生活方式和健康状况都会影响一个人对药物的反应，但了解个体的基因组成被认为是创造具有更高效力和安全性的个性化药物的关键。一个人对药物的反应方式（包括阳性和阴性反应）是一种受许多不同基因影响的复杂特征。一旦科学家发现人的基因显示其核苷酸（DNA碱基）含量的微小变化（或变化），所有这些都发生了变化：用于预测药物反应的基因检测现在是可能的。药物基因组学将传统制药科学（如生物化学）与基因，蛋白质和单核苷酸多态性的注释知识相结合。人类基因组中最常见的变异称为单核苷酸多态性（SNP）。据估计，人口中约有1,100个SNP，平均每1,300个碱基对一个SNP。

历史

基因组学由Fred Sanger在他首次对病毒和线粒体的完整基因组进行测序时建立。他的小组在1970 - 1980年代建立了测序，基因组图谱，数据存储和生物信息学分析技术。真实的术语基因组学被认为是由杰克逊实验室（巴哈马，巴尔港）的遗传学家汤姆罗德里克博士在1986年在马里兰州举行的关于人类基因组测绘的会议上创造的。

1972年，根特大学（比利时根特）分子生物学实验室的Walter Fiers和他的团队首次确定了一个基因的序列：噬菌体MS2外壳蛋白的基因。1976年，研究小组确定了噬菌体MS2-RNA的完整核苷酸序列。其全部进行测序的第一个基于DNA的基因组是噬菌体Φ-X174（5368 bp）的，由Frederick桑格在1977年测序。

第一个被测序的自由生物有机体是1995年的流感嗜血杆菌，从那以后，基因组正在迅速进行测序。2001年初人类基因组计划完成了人类基因组的草案，引起了很大的轰动。

截至2007年9月，已知完整序列约1879种病毒，577种细菌和约23种真核生物，其中约一半是真菌。基因组已被完全测序的大多数细菌是有问题的致病因子，例如流感嗜血杆菌。药物基因组学结合了传统的药物科学，例如与基因，蛋白质的注释的知识，和单核苷酸多态性。

药物基因组学的重要性

药物不良反应几乎没有传达对处方药产生严重负面反应的恐惧。但是，这种负面反应仍然会发生。美国医学协会杂志1998年发表的1998年住院患者研究报告称，1994年，药物不良反应导致220多万例严重病例和100,000多例死亡，使药物不良反应（ADRs）成为住院治疗的主要原因之一在美国死亡。例如，治疗患者所需的每日剂量对于华法林来说是20倍，对于抗高血压药物普萘洛尔来说是40倍，对于帕金森病来说是L-多巴的60倍。其他药物在具有特定病理学的一部分患者中具有临床效用，例如，在30％的精神分裂症患者中无效的抗精神病药物，表明此类药物仅对具有特定疾病病因的患者有效。如果医生事先了解患者的遗传特征，确定药物反应，则可以避免许多死亡。目前，没有简单的方法可以确定人们对药物的反应是否良好，根本不反应或根本不反应; 因此，制药公司仅限于使用一种尺寸适合所有系统开发药物。该系统允许开发普通患者将响应的药物。但是，正如上面的统计数据显示，一种尺寸并不适合所有情况，有时会带来毁灭性的结果。所需要的是在ADR发生之前解决ADR问题的方法。虽然解决方案很明显，但它被称为药物基因组学。

药物基因组学最终可以导致医疗保健成本的整体下降，原因是：（1）药物不良反应的数量减少; （2）药物试验失败的次数; （3）获得药物批准所需的时间; （4）患者服药的时间长短; （5）患者必须服用的药物数量才能找到有效的治疗方法; （6）疾病对身体的影响（通过早期发现）。

今天的药物基因组学

细胞色素P450（CYP）肝酶家族负责分解超过30种不同类别的药物。编码这些酶的基因的DNA变异可以影响它们代谢某些药物的能力。不活跃或无活性形式的CYP酶不能分解并有效地从体内消除药物，可导致患者药物过量。今天，临床试验研究人员使用基因检测细胞色素P450基因的变异来筛查和监测患者。此外，许多制药公司对其化学化合物进行筛选，以了解它们被CYP酶的变异形式分解的程度。

另一种叫做TPMT（硫嘌呤甲基转移酶）的酶通过分解硫嘌呤，在常见的儿童白血病化疗中发挥重要作用。一小部分白种人具有遗传变异，阻止它们产生这种蛋白质的活性形式。结果，硫嘌呤在患者中升高至毒性水平，因为TMPT的无活性形式不能分解药物。今天，医生可以使用基因测试来筛查患者的这种缺陷，并监测TMPT活性以确定适当的硫嘌呤剂量水平。

未来的药物基因组学

该领域的新发展将在三个主要水平上影响药物设计：（1）药物与其受体结合位点的相互作用; （2）药物的吸收和分布; （3）从体内消除药物。

药物基因组学的好处

药物基因组学将传统的制药科学（如生物化学）与基因，蛋白质和单核苷酸多态性的注释知识相结合。以下是好处。

更强大的药物

制药公司将能够基于与基因和疾病相关的蛋白质，酶和RNA分子制造药物。这将有助于药物的发现，并使药物制造商能够开发出针对特定疾病的治疗方法。这种准确性不仅可以最大化治疗效果，还可以减少对附近健康细胞的伤害。

第一次更好，更安全的药物

与使用正确药物匹配患者的标准试错方法不同，医生将能够分析患者的基因谱并从一开始就开出最佳的药物治疗方案。这不仅可以避免找到合适药物的猜测，还可以加快恢复时间并提高安全性，因为消除了不良反应的可能性。

确定适当药物剂量的更准确方法

目前基于体重和年龄的剂量的方法将被替换为基于人的遗传学的剂量; 身体如何处理药物以及代谢它所需的时间。这将最大化治疗价值并降低过量服用的可能性。

疾病的高级筛选

了解一个人的遗传密码将允许一个人在早期做出适当的生活方式和环境变化，以避免或减轻遗传疾病的严重程度。同样，对特定疾病易感性的预先了解将允许仔细监测，并且可以在最合适的阶段引入治疗以da化其治疗。

更好的疫苗

由遗传物质（DNA或RNA）制成的疫苗承诺现有疫苗的所有益处，没有任何风险。它们会激活免疫系统，但不会引起感染。它们便宜，稳定，易于储存，并且能够被设计成一次携带几种病原体菌株。

药物发现和批准过程的改进

制药公司将能够使用基因组目标更容易地发现潜在的疗法。应当促进药物批准程序，因为试验针对特定的遗传人群并提供更大程度的成功。通过仅针对那些能够应对药物的人来降低临床试验的成本和风险。

降低医疗保健的总体成本

不良药物反应次数减少，药物试验失败次数，获得药物批准所需的时间，患者服药的时间长短，患者必须采取的药物治疗次数，效果对身体疾病（通过早期发现），以及可能的药物靶标范围的增加将促使医疗保健成本的净减少。