世界卫生组织公布,目前世界范围内患糖尿病的人数约为3.46亿,2004年大约有340万人死于高血糖引起的疾病或并发症,据预测相较于2008年,2030年糖尿病死亡数将增加三分之二。2007-2008年,一项在中国20岁以上的成年人中的糖尿病流行病学调查指出：9240万成年人患有糖尿病,约占成年人总数的9.7%；1.48亿的成年人处于糖尿病前期状态(空腹血糖偏高、糖耐量异常),约占成年人总数的15.5%。2型糖尿病患者占糖尿病患者总数的90%以上。对于饮食调整或增加运动无法将血糖降至理想水平的2型糖尿病患者,需要采用口服降糖药治疗。常见的口服降糖药有双胍类降糖药、噻唑烷二酮类降糖药、磺脲类促胰岛素分泌药、非磺脲类促胰岛素分泌药和a-葡萄糖苷酶抑制剂。那格列奈属于非磺脲类促胰岛素分泌药,通过与胰岛β细胞上的磺脲类受体结合,刺激ATP敏感性钾通道,使电压依赖性钙通道开放而促进胰岛素释放。那格列奈具有快速起效、作用时间短的特点,有效地促进早期胰岛素的分泌。由于那格列奈主要降低餐后血糖,基本不影响空腹血糖,可灵活根据进餐时间和进餐次数调整药量,服用后低血糖发生率很低(仅约2.4%)。经过多年的遗传药理学研究发现,药物代谢酶、作用靶点和药物转运体的遗传多态性是药物反应和药物相互作用个体差异的决定性因素。以往的研究主要集中在药物代谢酶,包括Ⅰ相氧化还原酶和Ⅱ相结合酶。近年来,分布在肝脏和肾脏等器官的药物转运体遗传多态性在药物处置中所起的作用得到越来越多的关注。以前绝大多数遗传药理学研究都局限在某一种代谢酶或转运体遗传多态性对其内、外源性底物药代动力学和/或药效动力学的影响。但实际上,大多数药物是由摄取转运体进入肝脏,在药物代谢酶的作用下生成代谢产物,再由外排转运体排出体外。体内外研究表明,那格列奈可能由OATP1B1转运进入肝细胞,大部分由CYP2C9酶氧化催化成无活性或活性很低的代谢产物。有机阴离子转运多肽OATP1B1(又称OATP-C,OATP2,LST1)特异性地分布在肝细胞基底膜上,负责将多种内、外源性物质如胆汁酸、非结合型胆红素、甲状腺素、他汀类药物、甲氨蝶呤和伊立替康等,由肝血窦一侧在Na+离子的协助下主动转运进入肝细胞进行代谢和清除。OATP1B1由SLCO1B1基因编码。己发现的多个SLCO1B1遗传变异中,521T>C(Val174A1a)和388A>G(Asnl30Asp)是亚洲人群中的主要基因突变,发生频率分别为10-15%和60-90%。521T>C突变能显著升高某些药物的血浆浓度,包括他汀类药物如辛伐他汀、阿托伐他汀、普伐他汀和罗苏伐他汀,以及非索非那定、瑞格列奈、那格列奈等。细胞色素P450(CYP)超家族是人体内最重要的Ⅰ相代谢酶。CYP2C9是重要的Ⅰ相代谢酶之一,参与了约20%临床药物的氧化代谢,包括华法林、苯妥英、洛沙坦、格列美脲、格列苯脲和格列甲嗪等临床常用药物。在己发现的多个基因多态性中,CYP2C9*3是在中国人群中最常见的,等位基因突变频率约3.3%。携带CYP2C9*3基因多态的人群氧化代谢药物的能力大大降低,导致体内血浆药物浓度显著升高。糖尿病和结核病均属于常见病、多发病。糖尿病病人患结核病的风险显著上升,约为血糖正常人群的2-3倍。近年来,临床上同一患者两病并发较多见,呈上升趋势。作为一种常用的抗结核药物,利福平与口服降糖药的合用机会也随之增多。另外,利福平作为一种经典的药物代谢酶和转运体诱导剂广泛应用于临床试验。连续剂量的利福平能结合和激动核受体PXR,促进CYP3A4、CYP2C9、P-gp和MRP2等蛋白的表达。体外实验发现,利福平是由OATP1B1和OATP8摄取入肝。与利福平同服时,OATP1B1底物的血浆药物浓度显著上升。基于以上研究背景,本课题主要进行了如下的一系列研究。在汉族健康男性受试者中,查明代谢酶CYP2C9和转运体OATP1B1的常见遗传多态性对那格列奈药代动力学和药效动力学的影响和这两者对那格列奈个体差异的贡献率；研究单剂量利福平和连续剂量利福平对那格列奈药代动力学和药效动力学的影响,以及CYP2C9和OATP1B1的常见遗传多态性对利福平和那格列奈药物相互作用的影响。通过上述研究为药物反应和药物相互作用个体差异提供分子水平的解释,并为临床实施基因导向个性化用药提供指导。本课题的的主要研究结果如下：1.169名中国汉族男性人群中调查了CYP2C9*3、SLCO1B1388G<A和521T>C突变等位基因的发生频率,分别为5.6%、74.3%和13.6%,与之前报道的中国健康人群中的频率基本一致。2.首次综合考虑了CYP2C9和OATP1B1的常见遗传多态性对那格列奈药代动力学和药效动力学的影响。证实了CYP2C9*3和SLCOIB1521T>C基因多态性能升高那格列奈的血浆药物浓度,发现CYP2C9*3对那格列奈个体差异的影响可能更大,但这两者不能完全解释那格列奈的个体差异(仅为30-40%),而且两个位点对那格列奈的降糖效应都没有影响。这提示我们可能还存在其他遗传多态性能显著影响那格列奈的代谢和效应,如那格列奈的作用靶点以及参与血糖代谢的蛋白等。3.通过不同剂量的利福平在不同时间点与那格列奈合用,发现单剂量利福平与那格列奈同时服用,能显著抑制那格列奈的肝摄取、增加其血浆药物浓度和降糖效应；连续剂量利福平能显著促进那格列奈的代谢,降低其血浆药物浓度,但基本不影响其降糖效应。4. CYP2C9*3基因突变能显著减弱单剂量利福平对那格列奈药代动力学和药效动力学参数的影响程度。虽然CYP2C9*3基因突变能减弱多剂量利福平对那格列奈代谢的诱导作用,但没有达到统计学意义；与基础水平相似,服用多剂量利福平后,CYP2C9*1/*3基因型携带者那格列奈的血药浓度仍显著高于CYP2C9*1/*1基因型携带者。证实了那格列奈在肝细胞内的氧化代谢主要是通过CYP2C9代谢酶完成。5. SLCOIBI521T<C基因突变明显减弱了单剂量利福平对那格列奈药代动力学和药效动力学的影响。但多剂量利福平对那格列奈代谢的诱导作用并不受SLCOIBI521T<C基因突变的影响。证实了OATPIBI很可能是利福平和那格列奈肝脏摄取的主要转运体,而且单剂量利福平能竞争性抑制OATP1B1转运体底物的入肝转运。总之,本课题从遗传分子水平的研究为那格列奈的药物反应和药物相互作用个体差异提供了解释。由于很多口服降糖药如甲苯磺丁脲、格列美脲、格列苯脲和格列甲嗪都是经由CYP2C9代谢,本课题为临床合理使用促胰岛素分泌药那格列奈以及抗结核药利福平与口服降糖药合用提供了实验依据和理论指导。