药物基因组：CYP450 代谢表型与 CPIC 指南
细胞色素 P450（CYP450）酶负责代谢大量常用药物，编码基因的遗传变异会让同一剂量在不同人身上产生不同血药浓度。药物基因组学用星等位基因（如 CYP2C19*2、CYP2D6*10）描述这些变异组合，由 PharmVar 统一定义。分析流程是：从基因分型数据推断每个人的两个星等位基因（二倍型），按等位基因功能或活性分数换算代谢表型，如慢代谢、中间代谢、正常代谢、快代谢和超快代谢，再对照 CPIC 和荷兰 DPWG 等指南查看相关药物的剂量或换药建议。典型数据是 SNP 芯片、靶向 panel、WES 或 WGS 的 VCF；CYP2D6 因存在缺失、重复和与假基因 CYP2D7 的杂合结构，通常需要专门工具。本页属于科研分析方法，结果不能直接作为处方依据。
什么时候用
- 在研究队列中推断 CYP2C19、CYP2D6 等基因型和代谢表型分布
- 分析氯吡格雷、他克莫司等药物反应差异是否与代谢表型相关
- 从已有 WGS 或 WES 数据中回顾性提取药物基因组信息
- 比较不同人群中重要等位基因的频率，如东亚人群常见的 CYP2D6*10
- 为药代动力学研究中的受试者按代谢表型分层
不适合的情况
- 替代临床认证实验室的药物基因检测报告和医生处方判断
- 只有常规 WES 数据却要可靠判定 CYP2D6 拷贝数和杂合基因结构
- 研究不由遗传决定的药物相互作用和肝肾功能影响，需结合临床数据
需要准备的数据
- 基因分型 VCF
- 芯片、panel、WES 或 WGS 的胚系 VCF，需包含目标基因区域并注明参考版本；未检出位点要区分参考型和缺失数据
- 比对文件（CYP2D6）
- 推断 CYP2D6 拷贝数和杂合基因需要 BAM，最好是 WGS，以便与参照区域比较覆盖深度
- 伴随用药信息
- 记录是否同时使用强效酶抑制剂或诱导剂，用于评估表型转化，例如某些抗抑郁药强烈抑制 CYP2D6
- 药物与表型数据
- 研究关注的药物、剂量、血药浓度或疗效、不良反应，用于把代谢表型与实际结局关联
分析步骤
- 1
检查位点覆盖
列出目标基因定义星等位基因所需的关键位点，检查在数据中是否被检测到。WES 常漏掉位于启动子区的变异，例如 CYP2C19*17 的上游位点，缺失时必须标注，而不是默认为参考型。
- 2
调用星等位基因
用 PharmCAT 等工具从 VCF 匹配 PharmVar 定义，得到 CYP2C19、CYP2C9、CYP3A5 等的二倍型。若多个二倍型都与观测一致，工具会列出全部可能，需要记录而不是任选其一。
- 3
处理 CYP2D6
用 Cyrius、StellarPGx、Aldy 等专门工具从 BAM 推断 CYP2D6，包括 *5 整基因缺失、重复拷贝以及 *13、*36 等与 CYP2D7 的杂合基因。不同工具结果不一致时，应查看拷贝数证据再判断。
- 4
换算代谢表型
按 CPIC 规则给每个等位基因分配功能状态或活性值，二倍型相加得到活性分数，再映射为代谢表型。例如 CYP2D6*10 的活性值低于正常等位基因，两个 *10 组合多判为中间代谢。
- 5
对照用药指南
针对研究药物查看 CPIC 和 DPWG 指南，确认药物与基因对的证据等级以及每种表型对应的建议，如换用替代药物、调整起始剂量或按常规使用。两套指南的建议可能不同，应分别列出。
- 6
评估表型转化
结合伴随用药，判断是否存在由强效抑制剂导致的表型转化，例如基因型为正常代谢的人服用强效 CYP2D6 抑制剂后，实际表现接近慢代谢。研究分析中可同时报告基因型表型和校正后表型。
- 7
关联与报告
统计各代谢表型频率，与药物浓度、疗效或不良反应做关联分析，并在报告中附上每个个体的二倍型、活性分数、表型和对应指南条目，标注不确定的调用。
关键参数与决策
CYP2D6 活性分数切点
CPIC 现行规则通常为：活性分数 0 为慢代谢，0.25 到 1 为中间代谢，1.25 到 2.25 为正常代谢，大于 2.25 为超快代谢。早期文献曾使用不同切点，跨研究比较时需统一。
CYP2C19 表型定义
按功能组合判定：两个无功能等位基因如 *2/*2 为慢代谢，一个无功能加一个正常如 *1/*2 为中间代谢，*1/*17 为快代谢，*17/*17 为超快代谢。*2/*17 一般按中间代谢处理。
缺失位点的处理
芯片和 WES 未覆盖的定义位点不能当作参考型，否则会把变异等位基因误判为 *1。应在结果中标注「未检测」，并说明该缺失可能影响哪些等位基因的判定。
指南版本与证据等级
CPIC 和 DPWG 指南会更新，药物与基因对的证据等级也会调整。分析时记录所用指南版本，优先解读证据等级高、已有明确建议的药物与基因对。
人群等位基因频率
等位基因频率在不同人群差异很大，东亚人群 CYP2C19 无功能等位基因和 CYP2D6*10 较常见。panel 设计或结果解读时，应确认覆盖了目标人群的常见等位基因。
常见错误
- 用常规 SNV 流程分型 CYP2D6：整基因缺失、多拷贝和与 CYP2D7 的杂合基因在 VCF 中看不到，会把 *5 杂合当成纯合，表型判断出错。
- 把未检测的位点默认为参考型：芯片未覆盖的变异会被默认为 *1，使慢代谢和中间代谢比例被系统性低估。
- 忽略多个可能二倍型：未定相的数据可能同时匹配两种二倍型，表型也不同，只取第一个会引入随机错误。
- 只按基因型解读不考虑合并用药：强效抑制剂可让正常代谢者表现为慢代谢，用基因型表型做药物反应关联会削弱真实效应。
- 把 CPIC 和 DPWG 建议混为一谈：两套指南对同一药物的表型分组和建议可能不同，引用时必须注明来源和版本。
- 跨研究直接比较代谢表型比例：活性分数切点和等位基因功能赋值曾有更新，旧研究结果需按现行规则重新换算后再比较。
结果怎么看
二倍型与表型表
每个个体每个基因的二倍型、活性分数、代谢表型和未检测位点说明。重点核对 CYP2D6 拷贝数与二倍型是否一致，例如检出重复时二倍型中应体现 xN。
人群频率汇总
各等位基因和代谢表型在队列中的频率，并与公开人群数据比较。若某常见等位基因频率远低于预期，可能是关键位点缺失或分型方法有误。
药物指南对照表
列出研究药物与基因对、各表型对应的 CPIC 和 DPWG 建议及证据等级。阅读时注意建议的适用条件，如适应证、给药途径和年龄群体。
表型与结局关联图
按代谢表型分组的血药浓度、疗效或不良反应比较。表型间应呈现与酶活性一致的梯度；梯度不明显时，检查表型转化、依从性和样本量。
和相近方法怎么选
PharmCAT 与 Cyrius、Aldy 等专门工具
PharmCAT 从 VCF 调用多个药物基因并关联 CPIC、DPWG 建议，但 CYP2D6 需要外部调用结果；Cyrius、StellarPGx、Aldy 从 BAM 处理拷贝数和杂合基因。常见组合是先用专门工具调 CYP2D6，再交给 PharmCAT 出报告。
芯片、WES 与 WGS 用于药物基因组
药物基因组芯片覆盖预设位点，成本低但无法发现新变异；WES 覆盖编码区但常漏掉启动子和内含子位点；WGS 覆盖最全，深度均匀，适合推断 CYP2D6 结构变异。
CPIC 与 DPWG 指南
CPIC 由美国主导，假定已有基因型结果，回答如何根据结果用药；DPWG 来自荷兰，覆盖的药物与基因对部分重叠，部分建议和表型分组有差异。研究中通常两者并列，并说明在哪些药物上存在分歧。
常见问题
CYP2C19 慢代谢是什么意思？
指两个 CYP2C19 等位基因都无功能，如 *2/*2、*2/*3，酶活性极低。经该酶活化的前体药物如氯吡格雷活性代谢物生成减少，而经它清除的药物血药浓度会升高。具体用药建议需参照指南并由医生判断。
CYP2D6 为什么分型这么难？
CYP2D6 存在整基因缺失、多拷贝重复，以及与相邻高度同源假基因 CYP2D7 形成的杂合基因，短读长比对容易混淆。普通 SNV 流程看不到这些结构，需要 WGS 配合 Cyrius、StellarPGx 等专门工具或长读长测序。
活性分数怎么计算？
按 CPIC 规则给每个等位基因赋活性值，正常功能多为 1，功能降低为 0.25 或 0.5，无功能为 0，重复拷贝按拷贝数累加，两个等位基因相加即活性分数，再按切点映射为代谢表型。
CPIC 指南的证据等级 A、B 是什么意思？
CPIC 对药物与基因对分级，A 级表示应根据遗传信息调整处方，且证据充分；B 级表示可以考虑调整，存在可选替代方案。C、D 级通常不建议据此改变处方。分级会随新证据更新。
芯片数据可以推断星等位基因吗？
可以，但只能识别芯片上有探针的位点所定义的等位基因，未覆盖的位点会导致部分等位基因无法区分。CYP2D6 拷贝数需借助芯片强度数据或其他方法补充，结果应标注检测范围。
在 Codar 里怎么做
在 Codar 里提供 VCF 或 BAM，说明关注的基因、药物和人群。Codar 确认方案后推断 CYP2C19、CYP2D6、CYP2C9、CYP3A5 等基因的星等位基因和二倍型，按活性分数换算代谢表型，并对照 CPIC 与 DPWG 指南整理相关药物的建议和证据等级。交付二倍型与表型表、频率汇总、指南对照表、报告和可复现脚本。
我有 300 例冠心病患者的 WGS 数据，帮我推断 CYP2C19 代谢表型，并整理 CPIC 和 DPWG 对氯吡格雷的建议