遺伝子検査でわかる薬剤の効果と副作用

Posted on 2024年 11月 13日

この記事の概要

遺伝子検査は、薬の効果や副作用を予測し、患者に最適な治療法を提案する個別化医療を実現します。

薬剤の効果や副作用には個人差があり、その一因として遺伝的要因が挙げられます。遺伝子検査を活用することで、個々の患者に適した薬剤選択や投与量の調整が可能となり、効果的かつ安全な治療が期待できます。

1. 遺伝子検査の重要性

遺伝子検査により、薬物代謝酵素や薬物トランスポーターの遺伝子多型を特定し、薬剤の効果や副作用のリスクを予測できます。これにより、個別化医療の実現が進んでいます。

2. 薬物代謝酵素と遺伝子多型

薬物代謝酵素の遺伝子多型は、薬剤の代謝速度や効果、副作用に影響を与えます。例えば、CYP1A2遺伝子の多型により、解熱鎮痛薬フェナセチンの代謝活性が変化し、副作用リスクが高まる可能性があります。

3. 遺伝子検査の臨床応用

遺伝子検査は、薬剤の効果や副作用の予測に活用されています。例えば、抗がん薬の副作用リスクを事前に評価し、適切な投与量を設定することで、安全な治療が可能となります。

4. 遺伝子検査の普及と課題

遺伝子検査の普及により、薬剤の効果や副作用の個人差を考慮した治療が進んでいます。しかし、検査結果の解釈や倫理的課題も存在し、慎重な対応が求められます。

遺伝子検査は、薬剤の効果や副作用の予測において重要な役割を果たしています。今後の研究と技術の進歩により、より精度の高い個別化医療が期待されます。

遺伝子検査と薬剤代謝:個別化医療の進展

薬剤の体内での挙動は、主に「吸収」「分布」「代謝」「排泄(ADME)」の過程を経て決まります。これらのプロセスには、さまざまな酵素やトランスポーターが関与しており、その機能は遺伝的な要因によって大きく左右されます。

1. CYP450酵素群と薬物代謝

肝臓には、多くの薬剤の代謝を担う酵素群である**シトクロムP450(CYP450)**があります。特に、CYP450の遺伝子多型は薬剤の代謝速度を決定し、治療の成否に大きく影響します。

a. CYP2D6遺伝子と抗うつ薬・鎮痛薬

真上から見たサプリメントとスプーンと注射

CYP2D6は、抗うつ薬(SSRIや三環系抗うつ薬)、β遮断薬、鎮痛薬(コデインやトラマドール)など、多くの薬剤の代謝を担っています。この遺伝子にはいくつかの多型があり、代謝速度によって以下の4つのタイプに分類されます。

  1. 超高速代謝型(UM:Ultra-rapid metabolizer) – 薬剤を通常より速く代謝し、効果が十分に得られない可能性がある。
  2. 通常代謝型(EM:Extensive metabolizer) – 一般的な代謝能力を持つ。
  3. 中間代謝型(IM:Intermediate metabolizer) – 代謝能力がやや低い。
  4. 低代謝型(PM:Poor metabolizer) – 代謝が極めて遅く、薬剤の蓄積による副作用のリスクが高い。

例えば、コデインはCYP2D6によってモルヒネに変換されることで鎮痛効果を発揮します。しかし、超高速代謝型の人はモルヒネの産生が過剰になり、副作用(呼吸抑制や中毒)のリスクが高まるため、投与量の調整が必要になります。

(ncbi.nlm.nih.gov)

b. CYP2C19と抗血小板薬・抗うつ薬

CYP2C19は、**クロピドグレル(抗血小板薬)エスシタロプラム(抗うつ薬)**の代謝に関与します。クロピドグレルは、心筋梗塞や脳梗塞の予防に用いられる薬剤ですが、CYP2C19の代謝が低い患者では薬剤が十分に活性化されず、血栓予防効果が低下することが報告されています。

そのため、**低代謝型(PM)**の患者では、代替薬(プラスグレルやチカグレロルなど)への切り替えが推奨されることがあります。

(fda.gov)

2. 薬物トランスポーターと薬剤の作用

薬剤が体内でどのように分布し、標的に到達するかは、薬物トランスポーターと呼ばれる分子の働きによって決まります。

a. ABCB1遺伝子とP-糖タンパク質(P-gp)

P-糖タンパク質(P-gp)は、細胞膜上に存在し、薬剤を細胞外へ排出するトランスポーターです。この遺伝子の多型により、薬剤の体内濃度が大きく変わることが知られています。

例えば、P-gpは、抗がん剤やHIV治療薬(プロテアーゼ阻害剤)などの排出を促進するため、機能が高いタイプの遺伝子を持つ人は薬剤の効果が低下しやすいとされています。逆に、機能が低いタイプの人では薬剤の蓄積が起こり、副作用リスクが増加する可能性があります。

(sciencedirect.com)

b. SLCO1B1遺伝子とスタチンの副作用

勉強中に頭痛がするアジア人女性03

スタチン(コレステロール低下薬)は、心血管疾患の予防に広く使用されていますが、一部の患者では筋障害(横紋筋融解症)のリスクが高まることが知られています。このリスクに関与するのが、SLCO1B1遺伝子です。

SLCO1B1は、肝細胞への薬剤の取り込みを担うトランスポーターで、この遺伝子の特定の変異を持つ人はスタチンの血中濃度が上昇し、副作用が出やすくなります。そのため、SLCO1B1のリスク型を持つ患者には、低用量のスタチンや別の脂質異常症治療薬(エゼチミブなど)を選択することが推奨されています。

(nejm.org)

3. 遺伝子検査の臨床応用と今後の課題

a. 医療現場での遺伝子検査の導入

現在、多くの医療機関で**ファーマコゲノミクス(薬理遺伝学)**が導入されつつあり、特定の疾患に対する薬剤選択の精度向上が図られています。特に、がん治療では、遺伝子変異を特定することで、分子標的薬の適応を判断することが可能になっています。

例えば、EGFR遺伝子変異を持つ肺がん患者には、EGFR阻害剤(ゲフィチニブ、エルロチニブ)が有効であることが知られています。このように、遺伝子検査はがん治療の個別化において不可欠なツールとなっています。

b. コストと保険適用の課題

一方で、遺伝子検査のコストや保険適用の問題が普及の妨げとなっています。日本では一部の遺伝子検査が保険適用されていますが、すべての薬剤に対する遺伝子検査が実施できるわけではありません。

また、遺伝情報の取り扱いやプライバシー保護の観点から、倫理的な問題にも配慮する必要があります。特に、遺伝子検査の結果が生命保険や雇用に影響を与えないよう、適切な法整備が求められています。

今後、技術の進歩とともに、遺伝子検査のコストが低下し、より多くの患者に個別化医療が提供されることが期待されています。

遺伝子検査と薬剤の副作用リスク管理

オンライン診療の前に資料を読む男性医師

遺伝子検査は、薬剤の副作用を事前に予測し、患者ごとに適切な処方を行うための重要な手段となっています。特に、薬剤の代謝能力や免疫反応に関与する遺伝子の多型を特定することで、副作用のリスクを低減することが可能になります。

1. 遺伝子と抗がん剤の副作用

抗がん剤は、高い効果を持つ一方で、副作用が強く出ることが課題となっています。遺伝子検査を活用することで、副作用のリスクを低減し、より安全な治療を行うことが可能になります。

a. DPYD遺伝子とフルオロピリミジン系抗がん剤(5-FU、カペシタビン)

フルオロピリミジン系抗がん剤(5-FUやカペシタビン)は、大腸がんや乳がんの治療に広く使用されています。しかし、一部の患者では、この薬剤の代謝に関与するDPYD遺伝子の変異により、重篤な副作用(骨髄抑制、消化管障害、神経障害など)が発生することがあります。

DPYD遺伝子の変異型を持つ患者では、薬剤の分解能力が低下し、体内に蓄積してしまうため、通常よりも低用量の投与が推奨されます。特に、DPYD*2A変異を持つ患者では、5-FUの投与を避けることが推奨されています。

(oncologypractice.com)

b. UGT1A1遺伝子とイリノテカンの副作用

イリノテカンは、大腸がんを中心とした固形がんの治療に用いられる抗がん剤です。この薬剤は、UGT1A1遺伝子がコードする酵素によって代謝されますが、UGT1A128やUGT1A16の多型を持つ患者では、代謝能力が低下し、骨髄抑制や重篤な下痢のリスクが高まることが分かっています。

このため、UGT1A1遺伝子検査を行い、リスク型を持つ患者には減量を行うか、別の治療法を検討することが推奨されています。

(ascopubs.org)

2. 遺伝子と免疫関連副作用

近年、がん免疫療法が発展し、**免疫チェックポイント阻害剤(ICI)**が広く用いられるようになっています。しかし、これらの薬剤は、免疫系を活性化するため、自己免疫疾患に似た副作用(免疫関連有害事象:irAE)が発生することがあります。

a. HLA遺伝子と免疫チェックポイント阻害剤の副作用

ガラス容器を持っている人の手元

HLA(ヒト白血球抗原)遺伝子は、免疫系の機能に関与しており、特定のHLA型を持つ人はICIの副作用リスクが高いことが報告されています。例えば、HLA-DRB1*04:05の遺伝子型を持つ患者は、ICIによる自己免疫疾患様の副作用が発生しやすいとされています。

そのため、事前にHLA遺伝子を解析することで、副作用リスクの高い患者を特定し、慎重な投与計画を立てることが可能になります。

(nature.com)

3. 遺伝子と麻酔薬の安全性

手術時に使用される麻酔薬の効果や副作用も、遺伝的要因に影響を受けることが知られています。特に、吸入麻酔薬や筋弛緩薬に対する遺伝的感受性は、患者の安全性に直結するため、事前の遺伝子検査が有効です。

a. RYR1遺伝子と悪性高熱症

**悪性高熱症(MH)**は、揮発性麻酔薬(セボフルラン、イソフルランなど)や筋弛緩薬(スキサメトニウム)に反応して発生する重篤な副作用です。RYR1遺伝子に変異があると、カルシウムの制御が異常になり、筋硬直、高体温、代謝性アシドーシスを引き起こす可能性があります。

MHのリスクを持つ患者では、これらの薬剤を避けるか、代替麻酔薬(プロポフォールなど)を使用することで、安全に手術を行うことができます。

(mhgenetics.org)

b. BCHE遺伝子とスキサメトニウム感受性

筋弛緩薬スキサメトニウムは、短時間の筋弛緩を目的に使用されますが、一部の患者では異常に長い麻痺が生じることがあります。これは、**ブチリルコリンエステラーゼ(BCHE)**遺伝子の多型が関与しているためです。

BCHE遺伝子の変異により、スキサメトニウムの分解能力が低下し、患者が麻酔から覚めにくくなることがあります。事前にBCHE遺伝子検査を行うことで、適切な麻酔薬を選択し、安全な手術を実現できます。

(anesthesia-patient-safety.org)

4. 遺伝子検査と精神科領域での応用

頭を押さえる女性

精神科領域では、抗精神病薬や抗うつ薬の効果が個人差によって大きく異なることが知られています。遺伝子検査を活用することで、患者に最適な薬剤を選択し、副作用を最小限に抑えることが可能になります。

例えば、HTR2A遺伝子は、抗精神病薬の効果に影響を与え、特定の多型を持つ人は薬剤の副作用(体重増加、糖尿病リスクなど)が高くなることが分かっています。

また、COMT遺伝子のバリアントによって、ドーパミンの分解速度が変化し、統合失調症の治療薬の効果が左右される可能性があるため、遺伝子情報を考慮した処方が求められます。

(psychgenetics.org)

遺伝子検査の発展により、薬剤の安全性を向上させ、より精密な治療が可能になっています。今後、さらに多くの薬剤で遺伝子検査が標準化されることが期待されています。

遺伝子検査と抗生物質の効果・副作用

抗生物質は細菌感染症の治療に不可欠ですが、薬剤の効果や副作用には個人差があり、その要因として遺伝的背景が関与していることが分かっています。遺伝子検査を活用することで、より安全かつ効果的な抗生物質の使用が可能になります。

1. アミノグリコシド系抗生物質と遺伝子多型

アミノグリコシド系抗生物質(ストレプトマイシン、ゲンタマイシン、アミカシンなど)は、細菌のリボソームを標的とすることで殺菌効果を発揮します。しかし、これらの薬剤には難聴という重大な副作用があり、遺伝的要因が関与しています。

a. MT-RNR1遺伝子とアミノグリコシド誘発性難聴

ミトコンドリアDNAにあるMT-RNR1遺伝子の変異(特にm.1555A>G変異)を持つ人は、アミノグリコシド系抗生物質に対して過敏であり、通常の投与量でも急激な感音性難聴を発症するリスクが高いことが報告されています。

このため、遺伝子検査でMT-RNR1の変異が確認された場合、アミノグリコシドの使用を避け、別の抗生物質(セファロスポリンやフルオロキノロン系)を選択することが推奨されています。

(nature.com)

2. フルオロキノロン系抗生物質と腱断裂リスク


ふくらはぎが痛い女性

フルオロキノロン系抗生物質(レボフロキサシン、シプロフロキサシンなど)は、広範囲の細菌に対して有効な薬剤ですが、副作用として腱断裂のリスクが指摘されています。

a. MMP3遺伝子と腱障害リスク

MMP3(マトリックスメタロプロテアーゼ3)遺伝子は、腱や靭帯の結合組織のリモデリングに関与しています。この遺伝子の特定の多型を持つ人は、フルオロキノロン系抗生物質を使用した際に腱炎や腱断裂のリスクが高まることが示唆されています。

特に、高齢者やステロイドを併用している患者では、このリスクがさらに増加するため、遺伝子検査による事前評価が有効とされています。

(bmj.com)

3. β-ラクタム系抗生物質とアレルギー

β-ラクタム系抗生物質(ペニシリン、セファロスポリンなど)は、細胞壁合成を阻害することで殺菌効果を発揮します。しかし、一部の患者ではアレルギー反応(アナフィラキシー)が発生することがあります。

a. HLA遺伝子とペニシリンアレルギー

HLA(ヒト白血球抗原)遺伝子の特定のバリアントは、薬剤アレルギーのリスクを高めることが知られています。例えば、HLA-B*55:01を持つ患者はペニシリン系抗生物質に対するアレルギー反応のリスクが高いことが報告されています。

このような患者に対しては、事前に遺伝子検査を行うことで、代替薬を選択し、安全な治療を提供することが可能になります。

(nejm.org)

遺伝子検査と鎮痛薬の効果・副作用

鎮痛薬の効果や副作用には個人差があり、特にオピオイド系鎮痛薬では、遺伝子多型が薬剤の代謝や依存性リスクに影響を与えることが分かっています。

1. オピオイド系鎮痛薬とCYP2D6遺伝子

CYP2D6遺伝子の多型は、コデインやトラマドールなどのオピオイド系鎮痛薬の代謝に関与しています。

  • **超高速代謝型(UM)**の患者では、薬剤が急速にモルヒネへ変換され、呼吸抑制のリスクが高まる。
  • **低代謝型(PM)**の患者では、薬剤の効果が得られず、鎮痛作用が低下する。

このため、遺伝子検査を行うことで、適切な鎮痛薬の選択や投与量の調整が可能になります。

(painphysicianjournal.com)

2. 非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)と副作用リスク

NSAIDs(イブプロフェン、ナプロキセンなど)は、炎症や痛みを抑えるために広く使用されますが、胃腸障害や心血管リスクが伴います。

a. CYP2C9遺伝子とNSAIDsの代謝

CYP2C9遺伝子は、NSAIDsの代謝に関与しており、特定の多型を持つ患者では、薬剤の分解が遅くなり、副作用のリスクが高まることが知られています。

  • CYP2C9*2/*3変異を持つ人は、薬剤のクリアランスが低下し、胃腸出血や腎障害のリスクが高まる可能性がある。

このため、遺伝子検査によりリスクを評価し、適切な投与計画を立てることが推奨されています。

(fda.gov)

3. アセトアミノフェンと肝毒性

アセトアミノフェン(パラセタモール)は比較的安全な鎮痛薬ですが、高用量では肝障害のリスクがあります。

a. NAT2遺伝子と肝毒性

NAT2遺伝子の多型は、アセトアミノフェンの代謝能力に影響を与え、低代謝型の患者では肝障害のリスクが高まることが分かっています。

このため、NAT2の遺伝子検査を行い、代謝能力が低い患者では低用量を推奨することが安全な処方につながります。

(liverfoundation.org)

遺伝子検査の発展により、薬剤の効果や副作用の個人差を把握し、より精密な治療が可能になりつつあります。適切な薬剤選択と投与調整を行うことで、医療の安全性と効果を向上させることが期待されています。

遺伝子検査と抗精神病薬の効果・副作用

抗精神病薬は、統合失調症や双極性障害などの治療に広く使用されていますが、その効果や副作用には個人差が大きく、遺伝的要因が関与していることが明らかになっています。

1. ドーパミン受容体遺伝子と抗精神病薬の効果


サンドバッグにパンチをする赤色のウェアの男性

抗精神病薬の主な作用機序は、ドーパミンD2受容体の遮断によるものです。ドーパミン受容体をコードするDRD2遺伝子の多型は、薬剤の治療効果や副作用のリスクに影響を与えます。

  • DRD2のTaqIA A1アレルを持つ患者は、ドーパミン受容体の密度が低く、抗精神病薬の効果が減弱する可能性がある。
  • A2アレルを持つ患者は、薬剤の効果をより強く受けやすいとされている。

この情報を基に、より適切な薬剤選択や投与量の調整を行うことが可能になります。

(ncbi.nlm.nih.gov)

2. セロトニン受容体遺伝子と副作用

一部の抗精神病薬(特に非定型抗精神病薬)は、**セロトニン受容体(HTR2A, HTR2C)**にも作用します。このため、セロトニン受容体遺伝子の多型が、副作用の発現に影響を与えることが分かっています。

  • HTR2C遺伝子の特定の多型を持つ患者は、体重増加や糖尿病のリスクが高まる可能性がある。
  • HTR2A遺伝子の多型は、抗精神病薬による錐体外路症状(パーキンソン様症状やジスキネジア)のリスクを高める。

このような副作用リスクを事前に評価することで、より個別化された治療計画を立てることができます。

(psychgenetics.org)

3. メチル化酵素(COMT)と認知機能

ドーパミンの分解に関与するカテコール-O-メチルトランスフェラーゼ(COMT)遺伝子の多型は、認知機能や抗精神病薬の効果に影響を与えます。

  • COMT Val/Val型の患者は、ドーパミンの分解が速く、認知機能が低下しやすい傾向がある。
  • Met/Met型の患者は、ドーパミン濃度が高く、抗精神病薬の治療効果が強く出やすいとされている。

4. ABCB1遺伝子と抗精神病薬の血中濃度

ABCB1遺伝子は、P-糖タンパク質(P-gp)をコードしており、薬剤の脳内移行に関与します。この遺伝子の多型によって、抗精神病薬の血中濃度が変動することが報告されています。

  • 特定の多型を持つ患者では、薬剤が脳内に移行しにくく、効果が十分に得られない可能性がある。
  • 逆に、P-gpの機能が低い遺伝子型を持つ患者では、薬剤が過剰に蓄積し、副作用のリスクが高まる。

まとめ

遺伝子検査を活用することで、薬剤の効果や副作用の個人差を事前に把握し、より適切な処方が可能になります。CYP450酵素群や薬物トランスポーターの遺伝子多型は、代謝速度や薬剤の血中濃度に影響を与え、副作用のリスクを左右します。抗がん剤、抗精神病薬、抗生物質、鎮痛薬など、多くの薬剤で遺伝子検査が活用されており、個別化医療の発展が進んでいます。今後、さらなる技術革新により、より精密な治療が可能になることが期待されます。

Posted on 2024年 11月 13日

この記事の概要

遺伝子検査は、薬の効果や副作用を予測し、患者に最適な治療法を提案する個別化医療を実現します。

药物的作用和副作用因人而异,遗传因素可能是造成这种情况的原因之一。通过利用基因检测,可以选择适合每个患者的药物并调整剂量,有望实现有效且安全的治疗。

1. 基因检测的重要性

基因检测可以识别药物代谢酶和药物转运蛋白的基因多态性,并预测药物的有效性和副作用的风险。这有助于个性化医疗成为现实。引用0搜索3

2. 药物代谢酶和基因多态性

药物代谢酶的基因多态性影响药物的代谢率、功效和副作用。例如,CYP1A2基因的多态性可能会改变解热镇痛药非那西丁的代谢活性,从而可能增加副作用的风险。引用0搜索1

3. 基因检测的临床应用

基因检测用于预测药物的有效性和副作用。例如,通过提前评估抗癌药物的副作用风险并设定适当的剂量,可以实现安全的治疗。引用0搜索5

4. 基因检测的普及及其挑战

随着基因检测的广泛普及,治疗方法正在考虑到药物效果和副作用的个体差异。然而,还存在有关测试结果解释和道德问题的问题,需要仔细考虑。 citeturn0search4

基因检测在预测药物有效性和副作用方面发挥着重要作用。随着未来的研究和技术进步,我们可以期待看到更加精准的个性化医疗。

基因检测和药物代谢:推进个性化医疗

药物在体内的行为主要通过吸收、分布、代谢和排泄(ADME)过程决定。这些过程涉及多种酶和转运蛋白,其功能高度依赖于遗传因素。

1. CYP450酶与药物代谢

肝脏含有一组称为细胞色素 P450 (CYP450) 的酶,负责多种药物的代谢。特别是CYP450基因多态性决定了药物代谢的速度,对治疗的成功有重要的影响。

a. CYP2D6 基因和抗抑郁药/止痛药

真上から見たサプリメントとスプーンと注射

CYP2D6 负责许多药物的代谢,包括抗抑郁药(SSRI 和三环类抗抑郁药)、β 受体阻滞剂和镇痛药(可待因和曲马多)。该基因有多种多态性,根据代谢率不同可分为四类:

  1. 超快速代谢者 (UM) – 代谢药物的速度比正常人快,因此可能无法获得所需的全部药效。
  2. 广泛代谢者 (EM) – 具有一般代谢能力。
  3. 中级代谢者 (IM) – 代谢能力较慢。
  4. 代谢较差者 (PM) – 代谢药物非常缓慢,由于药物积累,出现副作用的风险很高。

例如,可待因经CYP2D6转化为吗啡后发挥镇痛作用。然而,代谢非常快的人可能会产生过多的吗啡,增加副作用(呼吸抑制和成瘾)的风险,因此可能需要调整剂量。

(ncbi.nlm.nih.gov)

b. CYP2C19 和抗血小板药物/抗抑郁药物

CYP2C19 参与**氯吡格雷(抗血小板药物)依他普仑(抗抑郁药)**的代谢。氯吡格雷是用于预防心肌梗塞、脑梗塞的药物,但有报道称,CYP2C19代谢不良的患者中,该药物不能充分活化,导致抗血栓作用降低。

因此,对于代谢不良(PM)患者,可能建议改用替代药物(例如普拉格雷或替格瑞洛)。

(fda.gov)

2. 药物转运体与药物作用

药物如何在体内分布并到达目标取决于称为药物转运蛋白的分子的作用。

a. ABCB1基因和P-糖蛋白(P-gp)

P-糖蛋白(P-gp)是存在于细胞膜上的一种转运蛋白,负责将药物从细胞中输出。已知该基因的多态性可显著影响体内药物浓度。

例如,P-gp促进抗癌药物和HIV治疗药物(蛋白酶抑制剂)的排泄,因此具有高功能基因的人被认为更容易受到药物有效性降低的影响。相反,在功能较低的人中,可能会出现药物积累,从而增加副作用的风险。

(sciencedirect.com)

b. SLCO1B1 基因和他汀类药物的副作用

勉強中に頭痛がするアジア人女性03

他汀类药物(降胆固醇药物)被广泛用于预防心血管疾病,但已知会增加某些患者肌肉损伤(横纹肌溶解症)的风险。与这种风险有关的基因是SLCO1B1

SLCO1B1 是一种负责将药物吸收到肝细胞中的转运蛋白,这种基因发生某些突变的人的他汀类药物血液浓度会升高,并且更容易出现副作用。因此,建议SLCO1B1风险类型的患者采用低剂量他汀类药物或其他降脂药物(例如依折麦布)治疗。

(nejm.org)

3. 基因检测的临床应用及未来挑战

a. 在医疗环境中引入基因检测

目前,不少医疗机构正在引入药物基因组学,以提高针对特定疾病选药的精准度。特别是在癌症治疗中,现在可以通过识别基因突变来确定分子靶向药物的适用性。

例如已知EGFR抑制剂(吉非替尼、厄洛替尼)对EGFR基因突变的肺癌患者有效。因此,基因检测已成为个性化癌症治疗的重要工具。

b. 成本和覆盖范围挑战

然而,基因检测的成本和保险覆盖问题阻碍了其广泛应用。在日本,部分基因检测属于保险覆盖范围,但是并不是所有药物都可以进行基因检测。

此外,在处理遗传信息和保护隐私方面必须考虑道德问题。特别是,需要适当的立法来确保基因检测的结果不会影响人寿保险或就业。

预计随着技术的进步,基因检测的成本将会下降,从而使更多患者能够获得个性化医疗。

药物副作用的基因检测和风险管理

オンライン診療の前に資料を読む男性医師

基因检测已经成为提前预测药物副作用和为每位患者开出适当药物的重要手段。特别是,识别涉及药物代谢和免疫反应的基因多态性可以降低副作用的风险。

1. 基因与抗癌药的副作用

抗癌药物疗效显著,但同时也存在着副作用较大的问题。通过基因检测,可以降低副作用的风险并提供更安全的治疗。

a. DPYD基因与氟嘧啶类抗癌药物(5-FU、卡培他滨)

氟嘧啶类抗癌药物(5-FU和卡培他滨)广泛应用于结直肠癌和乳腺癌的治疗。然而,由于参与该药物代谢的DPYD基因突变,一些患者可能会出现严重的副作用(如骨髓抑制、胃肠道疾病和神经系统疾病) 。

对于患有 DPYD 基因突变的患者,该药物的分解能力降低,导致其在体内积聚,因此建议降低剂量。特别建议​​DPYD*2A突变患者避免使用 5-FU 。

(oncologypractice.com)

b. UGT1A1基因与伊立替康的副作用

伊立替康是一种抗癌药物,用于治疗实体肿瘤,主要是结直肠癌。该药物由UGT1A1基因编码的酶代谢,但研究发现,具有UGT1A1 28或UGT1A1 6多态性的患者代谢能力降低,并且发生骨髓抑制和严重腹泻的风险增加。

因此,建议进行UGT1A1基因检测,并针对有风险类型的患者考虑减少剂量或进行替代治疗。

(ascopubs.org)

2. 遗传和免疫相关的副作用

近年来,癌症免疫治疗不断发展,**免疫检查点抑制剂(ICI)**得到广泛应用。但由于这些药物会激活免疫系统,因此可能引起类似于自身免疫性疾病的副作用(免疫相关不良事件:irAE)。

a. HLA 基因与免疫检查点抑制剂的副作用

ガラス容器を持っている人の手元

HLA(人类白细胞抗原)基因参与免疫系统的功能,据报道,具有某些 HLA 类型的人患 ICI 副作用的风险更高。例如,据说具有HLA-DRB1*04:05基因型的患者更容易受到 ICI 引起的自身免疫性疾病样副作用的影响。

因此,通过提前分析HLA基因,可以识别出副作用风险高的患者并制定周密的给药计划。

(nature.com)

3. 基因与麻醉药物安全

据了解,手术中使用的麻醉剂的有效性和副作用也受到遗传因素的影响。特别是,对吸入麻醉剂和肌肉松弛剂的遗传敏感性与患者的安全直接相关,因此事先进行基因检测是有效的。

a. RYR1基因与恶性高热

**恶性高热 (MH)** 是挥发性麻醉剂(例如七氟醚、异氟醚)和肌肉松弛剂(琥珀胆碱)引起的严重不良反应。RYR1基因突变可导致钙调节异常,造成肌肉僵硬、高热和代谢性酸中毒。

对于有 MH 风险的患者,可以通过避免使用这些药物或使用替代麻醉剂(例如丙泊酚)来安全地进行手术。

(mhgenetics.org)

b. BCHE 基因与琥珀胆碱易感性

肌肉松弛剂琥珀胆碱用于提供短期肌肉放松,但对某些人来说,它可能会导致异常持久的瘫痪。这是由于丁酰胆碱酯酶(BCHE)基因的多态性造成的。

BCHE 基因突变会降低人体分解琥珀胆碱的能力,使患者难以从麻醉中醒来。通过提前进行BCHE基因检测,可以选择合适的麻醉药物,确保手术安全。

(anesthesia-patient-safety.org)

4. 基因检测及其在精神病学中的应用

頭を押さえる女性

在精神病学领域,众所周知,抗精神病药和抗抑郁药的效果因人而异。通过基因检测,可以为每位患者选择最合适的药物并最大限度地减少副作用。

例如,HTR2A 基因会影响抗精神病药物的有效性,并且已知具有某些多态性的人更容易受到药物副作用的影响(例如体重增加和患糖尿病的风险)。

此外,COMT 基因的变异可以改变多巴胺分解的速度,可能会影响精神分裂症药物的有效性,因此处方必须考虑到遗传信息。

(psychgenetics.org)

基因检测的进步正在提高药物安全性并使治疗更加精准。预计未来基因检测将成为更多药物的标准。

基因检测以及抗生素的作用和副作用

抗生素是治疗细菌感染的必需药物,但药物的有效性和副作用因人而异,并且已知遗传背景是其中的一个因素。基因检测可以实现更安全、更有效的抗生素使用。

1. 氨基糖苷类抗生素与基因多态性

氨基糖苷类抗生素(例如链霉素、庆大霉素和阿米卡星)通过靶向细菌核糖体发挥杀菌作用。然而,这些药物有一个严重的副作用,就是导致听力丧失,而听力丧失是遗传性的。

a. MT-RNR1基因与氨基糖苷类药物引起的听力损失

据报道,线粒体DNA中MT-RNR1基因突变(尤其是m.1555A>G突变)的人对氨基糖苷类抗生素过敏,即使服用正常剂量,也面临发生突发性神经性听力损失的高风险。

因此,如果基因测试证实了 MT-RNR1 突变,建议避免使用氨基糖苷类药物,而选择其他抗生素(头孢菌素或氟喹诺酮类药物)。

(nature.com)

2. 氟喹诺酮类抗生素与肌腱断裂风险


ふくらはぎが痛い女性

氟喹诺酮类抗生素(左氧氟沙星、环丙沙星等)对多种细菌有效,但已知它们有导致肌腱断裂的副作用。

a. MMP3 基因与肌腱疾病风险

MMP3(基质金属蛋白酶3)基因参与肌腱和韧带结缔组织的重塑。有研究表明,具有该基因某些多态性的个体在使用氟喹诺酮类抗生素时可能会增加患肌腱炎和肌腱断裂的风险。

老年患者和同时服用类固醇的患者这种风险尤其增加,因此通过基因检测进行事先评估被认为是有效的。

(bmj.com)

3. β-内酰胺类抗生素和过敏

β-内酰胺类抗生素(青霉素、头孢菌素等)通过抑制细胞壁合成发挥杀菌作用。然而,有些人可能会出现过敏反应(过敏性休克)。

a. HLA 基因与青霉素过敏

已知 HLA(人类白细胞抗原)基因的某些变异会增加药物过敏的风险。例如,据报道,HLA-B*55:01患者对青霉素类抗生素发生过敏反应的风险较高。

对于这样的患者,提前进行基因检测可以帮助我们选择替代药物并提供安全的治疗。

(nejm.org)

基因检测以及止痛药的效果和副作用

止痛药的效果和副作用因人而异,已知基因多态性会影响药物代谢和依赖风险,特别是在阿片类止痛药的情况下。

1. 阿片类镇痛药和 CYP2D6 基因

CYP2D6 基因的多态性与可待因和曲马多等阿片类镇痛药的代谢有关。

  • 对于**极快代谢者(UM)**的患者,该药物会迅速转化为吗啡,增加呼吸抑制的风险。
  • 对于代谢较差(PM)的患者,该药物的效果较差,镇痛效果也会降低。

因此,基因检测可以帮助选择合适的止痛药并调整剂量。

(painphysicianjournal.com)

2. 非甾体抗炎药 (NSAID) 及其副作用风险

非甾体抗炎药(例如布洛芬、萘普生)被广泛用于减轻炎症和疼痛,但与胃肠道和心血管风险有关。

a. CYP2C9 基因与 NSAID 代谢

CYP2C9基因参与非甾体抗炎药的代谢,已知具有某些多态性的患者药物分解速度较慢,副作用风险增加。

  • 患有CYP2C9*2/*3 突变的个体可能会降低药物清除率,并增加胃肠道出血和肾功能损害的风险。

因此,建议进行基因检测以评估风险并制定适当的给药计划。

(fda.gov)

3. 对乙酰氨基酚与肝毒性

对乙酰氨基酚(扑热息痛)是一种相对安全的止痛药,但大剂量服用有肝损伤的风险。

a. NAT2基因与肝毒性

NAT2 基因的多态性会影响代谢对乙酰氨基酚的能力,而代谢不良的人已知会增加肝损伤的风险。

因此,对 NAT2 进行基因检测并向代谢较差的患者推荐较低剂量可以得到安全的处方。

(liverfoundation.org)

基因检测的进步使我们能够了解药物效果和副作用的个体差异,从而能够提供更精准的治疗。希望通过适当的药物选择和剂量调整来提高医疗的安全性和有效性。

基因检测以及抗精神病药物的作用和副作用

抗精神病药物被广泛用于治疗精神分裂症和躁郁症等疾病,但其有效性和副作用因人而异,而且显然与遗传因素有关。

1. 多巴胺受体基因与抗精神病药物的作用


サンドバッグにパンチをする赤色のウェアの男性

抗精神病药物的主要作用机制是通过阻断多巴胺 D2 受体。编码多巴胺受体的DRD2基因的多态性会影响药物的治疗效果和副作用的风险。

  • 携带DRD2 的 TaqIA A1 等位基因的患者多巴胺受体密度较低,对抗精神病药物的反应可能会减弱。
  • 人们认为,拥有 A2 等位基因的患者更容易受到该药物的影响。

根据这些信息,可以选择更合适的药物并调整剂量。

(ncbi.nlm.nih.gov)

2. 血清素受体基因和副作用

一些抗精神病药(尤其是非典型抗精神病药)也作用于血清素受体(HTR2A、HTR2C)。因此,已知血清素受体基因的多态性会影响副作用的表现。

  • HTR2C 基因具有某些多态性的患者可能会面临体重增加和糖尿病的风险增加。
  • HTR2A 基因的多态性会增加抗精神病药物引起的锥体外系症状(帕金森病症状和运动障碍)的风险。

主动评估此类副作用的风险可以制定更加个性化的治疗方案。

(psychgenetics.org)

3. COMT 甲基转移酶与认知功能

儿茶酚-O-甲基转移酶(COMT)基因的多态性与多巴胺的分解有关,会影响认知功能和抗精神病药物的疗效。

  • COMT Val/Val 类型的患者往往会经历更快的多巴胺分解,并且更容易出现认知能力下降。
  • 患有Met/Met综合征的患者多巴胺水平较高,更有可能对抗精神病药物的治疗效果产生反应。

4. ABCB1 基因与抗精神病药物的血药浓度

ABCB1 基因编码 P-糖蛋白 (P-gp),参与药物向大脑的运输。据报道,该基因的多态性会导致抗精神病药物的血药浓度波动。

  • 对于具有某些多态性的患者,药物可能不容易渗透到大脑,从而可能导致疗效不足。
  • 相反,具有导致 P-gp 功能低下的基因型的患者会出现过量药物积累,从而增加副作用的风险。

概括

通过利用基因检测,我们可以提前了解药物效果和副作用的个体差异,从而可以开出更合适的药物。 CYP450酶和药物转运蛋白的基因多态性会影响药物的代谢率和血药浓度,从而影响产生副作用的风险。基因检测被用于许多药物,包括抗癌药物、抗精神病药物、抗生素和止痛药,个性化医疗正在不断进步。预计未来进一步的技术创新将使治疗更加精准。

Posted on 2024年 11月 13日

この記事の概要

遺伝子検査は、薬の効果や副作用を予測し、患者に最適な治療法を提案する個別化医療を実現します。

The effectiveness and side effects of drugs vary from person to person, and genetic factors are one of the reasons for this. By utilizing genetic testing, it will be possible to select drugs and adjust dosages appropriate for each patient, which will lead to effective and safe treatment.

1. The Importance of Genetic Testing

Genetic testing can identify genetic polymorphisms in drug-metabolizing enzymes and drug transporters, and predict the effectiveness of drugs and the risk of side effects. This is helping to make personalized medicine a reality.

2. Drug-metabolizing enzymes and genetic polymorphisms

Genetic polymorphisms of drug-metabolizing enzymes affect the metabolic rate, efficacy, and side effects of drugs. For example, polymorphisms in the CYP1A2 gene may change the metabolic activity of the antipyretic analgesic phenacetin, increasing the risk of side effects.

3. Clinical Applications of Genetic Testing

Genetic testing is used to predict the effectiveness and side effects of drugs. For example, by evaluating the risk of side effects of anti-cancer drugs in advance and setting appropriate dosages, safe treatment can be achieved.

4. The spread of genetic testing and its challenges

With the spread of genetic testing, treatments that take into account individual differences in drug effects and side effects are progressing. However, there are also ethical issues regarding the interpretation of test results, and careful handling is required.

Genetic testing plays an important role in predicting drug efficacy and side effects. With future research and technological advances, we can expect to see more precise personalized medicine.

Genetic testing and drug metabolism: advancing personalized medicine

The behavior of drugs in the body is determined mainly through the processes of “absorption,” “distribution,” “metabolism,” and “excretion” (ADME). Various enzymes and transporters are involved in these processes, and their functions are greatly influenced by genetic factors.

1. CYP450 enzymes and drug metabolism

The liver contains cytochrome P450 (CYP450), a group of enzymes responsible for the metabolism of many drugs. In particular, genetic polymorphisms of CYP450 determine the rate at which drugs are metabolized and greatly affect the success or failure of treatment.

a. CYP2D6 gene and antidepressants/analgesics

真上から見たサプリメントとスプーンと注射

CYP2D6 is responsible for the metabolism of many drugs, including antidepressants (SSRIs and tricyclic antidepressants), beta-blockers, and analgesics (codeine and tramadol). There are several polymorphisms in this gene, and they are classified into the following four types depending on the metabolic rate.

  1. Ultra-rapid metabolizer (UM) – A person who metabolizes drugs more quickly than normal and may not get the full effect they need.
  2. Extensive metabolizer (EM) – Has general metabolic ability.
  3. Intermediate metabolizer (IM) – Has a somewhat slow metabolic capacity.
  4. Poor metabolizer (PM) – Metabolizes the drug very slowly and is at high risk of side effects due to drug accumulation.

For example, codeine exerts its analgesic effect by being converted to morphine by CYP2D6, but people who are ultra-rapid metabolizers produce too much morphine, increasing the risk of side effects (respiratory depression and addiction), so dosage adjustment is required.

(ncbi.nlm.nih.gov)

b. CYP2C19 and antiplatelet agents/antidepressants

CYP2C19 is involved in the metabolism of **clopidogrel (antiplatelet drug) and escitalopram (antidepressant).** Clopidogrel is a drug used to prevent myocardial infarction and cerebral infarction, but it has been reported that in patients with low metabolism of CYP2C19, the drug is not activated sufficiently, resulting in a reduced antithrombotic effect.

Therefore, in poor metabolizers (PM) patients, switching to an alternative medication (e.g., prasugrel or ticagrelor) may be recommended.

(fda.gov)

2. Drug transporters and drug action

How drugs are distributed in the body and reach their targets depends on the action of molecules called drug transporters.

a. ABCB1 gene and P-glycoprotein (P-gp)

P-glycoprotein (P-gp) is a transporter that exists on the cell membrane and excretes drugs from cells. It is known that polymorphisms in this gene can significantly affect the concentration of drugs in the body.

For example, because P-gp promotes the excretion of anticancer drugs and HIV drugs (protease inhibitors), people with a high-functioning type of gene are said to be more susceptible to reduced drug efficacy, while people with a low-functioning type may experience drug accumulation and an increased risk of side effects.

(sciencedirect.com)

b. SLCO1B1 gene and statin side effects

勉強中に頭痛がするアジア人女性03

Statins (cholesterol-lowering drugs) are widely used to prevent cardiovascular disease, but they are known to increase the risk of muscle damage (rhabdomyolysis) in some patients. The SLCO1B1 gene is involved in this risk.

SLCO1B1 is a transporter responsible for the uptake of drugs into liver cells, and people with certain mutations in this gene have elevated blood concentrations of statins and are more likely to experience side effects. Therefore, it is recommended that patients with risk types of SLCO1B1 be treated with low-dose statins or other lipid disorder medications (such as ezetimibe) .

(nejm.org)

3. Clinical application of genetic testing and future challenges

a. Introduction of genetic testing in medical settings

Currently, **pharmacogenomics** is being introduced in many medical institutions to improve the accuracy of drug selection for specific diseases. In particular, in cancer treatment, it is now possible to determine the suitability of molecular targeted drugs by identifying gene mutations.

For example, it is known that EGFR inhibitors (gefitinib, erlotinib) are effective for lung cancer patients with EGFR gene mutations . Thus, genetic testing has become an essential tool for individualizing cancer treatment.

b. Cost and coverage challenges

However, the cost of genetic testing and issues with insurance coverage are preventing its widespread use. In Japan, some genetic tests are covered by insurance, but genetic testing is not available for all drugs.

Furthermore, ethical issues must be considered in terms of handling genetic information and protecting privacy. In particular, appropriate legislation is required to ensure that the results of genetic testing do not affect life insurance or employment.

It is expected that as technology advances, the cost of genetic testing will decrease, making personalized medicine available to more patients.

Genetic testing and risk management of side effects from drugs

オンライン診療の前に資料を読む男性医師

Genetic testing has become an important means of predicting drug side effects in advance and prescribing appropriate medications for each patient. In particular, identifying gene polymorphisms involved in drug metabolism and immune response can reduce the risk of side effects.

1. Genes and side effects of anti-cancer drugs

While anti-cancer drugs are highly effective, they have the problem of causing strong side effects. By utilizing genetic testing, it is possible to reduce the risk of side effects and provide safer treatment.

a. DPYD gene and fluoropyrimidine anticancer drugs (5-FU, capecitabine)

Fluoropyrimidine anticancer drugs (5-FU and capecitabine) are widely used to treat colorectal and breast cancer, but some patients may experience severe side effects (such as bone marrow suppression, gastrointestinal disorders, and neuropathy) due to mutations in the DPYD gene , which is involved in the metabolism of these drugs.

In patients with DPYD gene mutations, the drug’s ability to break down is reduced, leading to accumulation in the body, so it is recommended that lower doses be administered than usual. In particular, it is recommended that 5-FU be avoided in patients with DPYD*2A mutations.

(oncologypractice.com)

b. UGT1A1 gene and side effects of irinotecan

Irinotecan is an anticancer drug used to treat solid cancers, mainly colorectal cancer. This drug is metabolized by the enzyme encoded by the UGT1A1 gene , but it has been found that patients with UGT1A1 28 or UGT1A1 6 polymorphisms have a reduced metabolic capacity and an increased risk of bone marrow suppression and severe diarrhea.

For this reason, it is recommended that UGT1A1 genetic testing be performed and that patients with risk types be considered for dose reduction or alternative treatment.

(ascopubs.org)

2. Genetics and immune-related side effects

In recent years, cancer immunotherapy has developed and **immune checkpoint inhibitors (ICIs)** are now widely used. However, these drugs activate the immune system and can cause side effects similar to those of autoimmune diseases (immune-related adverse events: irAEs).

a. HLA genes and side effects of immune checkpoint inhibitors

ガラス容器を持っている人の手元

HLA (human leukocyte antigen) genes are involved in the function of the immune system, and it has been reported that people with certain HLA types are at higher risk of side effects from ICIs. For example, patients with the HLA-DRB1*04:05 genotype are said to be more likely to develop autoimmune disease-like side effects from ICIs.

Therefore, by analyzing HLA genes in advance, it is possible to identify patients at high risk of side effects and develop careful administration plans.

(nature.com)

3. Genes and anesthetic drug safety

It is known that the effectiveness and side effects of anesthetics used during surgery are also influenced by genetic factors. In particular, genetic sensitivity to inhaled anesthetics and muscle relaxants is directly linked to patient safety, so prior genetic testing is effective.

a. RYR1 gene and malignant hyperthermia

Malignant hyperthermia (MH) is a severe adverse event that occurs in response to volatile anesthetics (e.g., sevoflurane, isoflurane) and muscle relaxants (suxamethonium). Mutations in the RYR1 gene can lead to abnormal calcium regulation, resulting in muscle rigidity, hyperthermia, and metabolic acidosis.

In patients at risk for MH, surgery can be performed safely by avoiding these agents or using alternative anesthetic agents (e.g., propofol).

(mhgenetics.org)

b. BCHE gene and susceptibility to Suxamethonium

The muscle relaxant suxamethonium is used to provide short-term muscle relaxation, but in some patients it can cause abnormally long-lasting paralysis due to a polymorphism in the butyrylcholinesterase (BCHE) gene.

Mutations in the BCHE gene can reduce the ability of the body to break down suxamethonium, making it difficult for patients to wake up from anesthesia. By conducting a BCHE gene test in advance, we can select the appropriate anesthetic and ensure a safe operation.

(anesthesia-patient-safety.org)

4. Genetic testing and its application in psychiatry

頭を押さえる女性

In the field of psychiatry, it is known that the effectiveness of antipsychotics and antidepressants varies greatly depending on the individual. By utilizing genetic testing, it becomes possible to select the most appropriate medication for each patient and minimize side effects.

For example, the HTR2A gene influences the effectiveness of antipsychotic drugs, and people with certain polymorphisms are known to be more susceptible to side effects of the drugs (such as weight gain and risk of diabetes).

In addition, variants in the COMT gene can change the rate at which dopamine is broken down, potentially affecting the effectiveness of medications for schizophrenia, so prescriptions must take genetic information into account.

(psychgenetics.org)

Advances in genetic testing have improved drug safety and enabled more precise treatment, and it is expected that genetic testing will become standard for even more drugs in the future.

Genetic testing and the effects and side effects of antibiotics

Antibiotics are essential for treating bacterial infections, but the effectiveness and side effects of drugs vary from person to person, and it is known that genetic background is a factor in this. Utilizing genetic testing will enable safer and more effective use of antibiotics.

1. Aminoglycoside antibiotics and genetic polymorphisms

Aminoglycoside antibiotics (e.g., streptomycin, gentamicin, and amikacin) exert their bactericidal effect by targeting bacterial ribosomes, but these drugs have a significant side effect of causing hearing loss , which is genetically contributory.

a. MT-RNR1 gene and aminoglycoside-induced hearing loss

It has been reported that people with mutations in the MT-RNR1 gene in mitochondrial DNA (especially the m.1555A>G mutation) are hypersensitive to aminoglycoside antibiotics and are at high risk of developing sudden sensorineural hearing loss even with normal doses.

For this reason, if a genetic test confirms an MT-RNR1 mutation, it is recommended that the use of aminoglycosides be avoided and a different antibiotic (cephalosporin or fluoroquinolone) be selected.

(nature.com)

2. Fluoroquinolone antibiotics and risk of tendon rupture


ふくらはぎが痛い女性

Fluoroquinolone antibiotics (levofloxacin, ciprofloxacin, etc.) are effective against a wide range of bacteria, but they have been known to carry the risk of tendon rupture as a side effect.

a. MMP3 gene and risk of tendon disorders

The MMP3 (matrix metalloproteinase 3) gene is involved in remodeling connective tissues in tendons and ligaments. Individuals with certain polymorphisms in this gene have been suggested to be at increased risk of tendonitis and tendon rupture when using fluoroquinolone antibiotics.

This risk is particularly increased in elderly patients and patients taking steroids concomitantly, so prior evaluation through genetic testing is considered effective.

(bmj.com)

3. β-Lactam Antibiotics and Allergies

β-lactam antibiotics (e.g. penicillin, cephalosporin) exert their bactericidal effect by inhibiting cell wall synthesis, but they can cause allergic reactions (anaphylaxis) in some patients.

a. HLA genes and penicillin allergy

Certain variants of HLA (human leukocyte antigen) genes are known to increase the risk of drug allergies. For example, it has been reported that patients with HLA-B*55:01 are at higher risk of allergic reactions to penicillin antibiotics.

For such patients, conducting genetic testing in advance would enable us to select alternative drugs and provide safe treatment.

(nejm.org)

Genetic testing and the effects and side effects of painkillers

The effects and side effects of analgesics vary from person to person, and it is known that genetic polymorphisms affect drug metabolism and the risk of dependence, particularly in the case of opioid analgesics.

1. Opioid analgesics and the CYP2D6 gene

Polymorphisms in the CYP2D6 gene are involved in the metabolism of opioid analgesics such as codeine and tramadol.

  • In patients who are **extremely rapid metabolizers (UMs)**, the drug is rapidly converted to morphine, increasing the risk of respiratory depression.
  • In patients who are **poor metabolizers (PMs)**, the medication is less effective and has reduced analgesic effects.

Therefore, genetic testing can help select appropriate painkillers and adjust dosages.

(painphysicianjournal.com)

2. Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) and the risk of side effects

NSAIDs (e.g., ibuprofen, naproxen) are widely used to reduce inflammation and pain but are associated with gastrointestinal and cardiovascular risks.

a. CYP2C9 gene and metabolism of NSAIDs

The CYP2C9 gene is involved in the metabolism of NSAIDs, and it is known that patients with certain polymorphisms have a slower breakdown of the drug and an increased risk of side effects.

  • Individuals with the CYP2C9*2/*3 mutation may have reduced drug clearance and an increased risk of gastrointestinal bleeding and renal impairment.

For this reason, genetic testing is recommended to assess risk and develop an appropriate dosing plan.

(fda.gov)

3. Acetaminophen and Hepatotoxicity

Acetaminophen (paracetamol) is a relatively safe painkiller, but in high doses there is a risk of liver damage.

a. NAT2 gene and hepatotoxicity

Polymorphisms in the NAT2 gene affect the ability to metabolize acetaminophen, and poor metabolizers are known to be at increased risk of liver damage.

For this reason, genetic testing for NAT2 and recommending lower doses for patients with poor metabolism can lead to safe prescriptions.

(liverfoundation.org)

Advances in genetic testing are enabling us to understand individual differences in drug effects and side effects, enabling more precise treatment. It is expected that appropriate drug selection and dosage adjustments will improve the safety and effectiveness of medical care.

Genetic testing and the effects and side effects of antipsychotics

Antipsychotic drugs are widely used to treat conditions such as schizophrenia and bipolar disorder, but their effectiveness and side effects vary greatly from person to person, and it has become clear that genetic factors are involved.

1. Dopamine receptor genes and the effects of antipsychotics


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The main mechanism of action of antipsychotics is by blocking dopamine D2 receptors. Polymorphisms in the DRD2 gene, which encodes the dopamine receptor, affect the therapeutic efficacy and risk of side effects of drugs.

  • Patients with the TaqIA A1 allele of DRD2 have a lower density of dopamine receptors and may be attenuated in response to antipsychotics.
  • Patients with the A2 allele are believed to be more susceptible to the effects of the drug.

Based on this information, it will be possible to select more appropriate medications and adjust dosages.

(ncbi.nlm.nih.gov)

2. Serotonin receptor genes and side effects

Some antipsychotics (especially atypical antipsychotics) also act on serotonin receptors (HTR2A, HTR2C). For this reason, it is known that polymorphisms in the serotonin receptor gene affect the occurrence of side effects.

  • Patients with certain polymorphisms in the HTR2C gene may be at increased risk of weight gain and diabetes.
  • Polymorphisms in the HTR2A gene increase the risk of extrapyramidal symptoms (parkinsonian symptoms and dyskinesia) caused by antipsychotics.

Proactively assessing the risk of such side effects allows for a more individualized treatment plan.

(psychgenetics.org)

3. COMT methyltransferase and cognitive function

Polymorphisms in the catechol-O-methyltransferase (COMT) gene, which is involved in the breakdown of dopamine, affect cognitive function and the efficacy of antipsychotic drugs.

  • Patients with COMT Val/Val type tend to experience faster dopamine breakdown and are more susceptible to cognitive decline.
  • Patients with Met/Met syndrome have high dopamine levels and are more likely to respond to the therapeutic effects of antipsychotic drugs.

4. ABCB1 gene and blood levels of antipsychotics

The ABCB1 gene encodes P-glycoprotein (P-gp) and is involved in the transport of drugs into the brain. It has been reported that polymorphisms in this gene affect the blood concentration of antipsychotics.

  • In patients with certain polymorphisms , the drug may not penetrate into the brain as easily, potentially resulting in insufficient efficacy.
  • Conversely, patients with genotypes that result in low P-gp function experience excessive drug accumulation, increasing the risk of side effects.

Summary

By utilizing genetic testing, it is possible to understand individual differences in drug effects and side effects in advance, enabling more appropriate prescriptions. Genetic polymorphisms of CYP450 enzymes and drug transporters affect the metabolic rate and blood concentration of drugs, and determine the risk of side effects. Genetic testing is being used for many drugs, including anticancer drugs, antipsychotics, antibiotics, and painkillers, and personalized medicine is progressing. It is expected that further technological innovations will enable more precise treatment in the future.