CYP3A4、COMT V158M 和 OPRM A118G 基因多态性对舒芬太尼用于分娩镇痛效果的影响

摘要

本文介绍了一种评估CYP3A4、COMT V158M和OPRM1 A118G多态性对分娩镇痛期间舒芬太尼疗效及产妇结局影响的方法，从而可通过药物基因学分析指导个体化疼痛管理。

摘要

CYP3A4、COMT V158M 和 OPRM A118G 的基因多态性可能影响镇痛反应、血流动力学调节及产后恢复，而产次被认为会影响分娩结局和不良事件的发生。本研究探讨了这些基因型和产次对380名按基因型分层的孕妇的母体与新生儿结局、产程持续时间、疼痛控制以及产后并发症的影响。研究人员收集了基线特征、产程持续时间、视觉模拟评分（VAS）疼痛评分和产后不良事件的数据，并分析了血压、心率、胎儿结局和Apgar评分等安全性指标。采用单变量和逻辑回归模型探索产次与产后反应之间的关联。不同基因型组间的基线变量总体具有可比性，但CYP3A4 CT/TT组的体重指数（BMI）较高。CYP3A4 CT/TT 和 OPRM A118G GA/GG 携带者芬太尼类似物舒芬太尼的消耗量显著更高，尽管各基因型组之间的产程持续时间无差异。OPRM A118G GA/GG 携带者还表现出更高的发热发生率（P = 0.016）以及干预后更明显的血压下降（P < 0.001），但所有组别的镇痛效果相似。经产妇的尿潴留发生率较低（P = 0.005），但瘙痒发生率较高（P = 0.011）；逻辑回归分析证实，该组收缩压下降幅度更小（OR = 1.049，P = 0.001），且瘙痒风险更低（OR = 0.326，P = 0.01）。尽管CYP3A4、COMT 和 OPRM A118G 基因型未广泛影响母体或新生儿结局，但CYP3A4 CT/TT 和 OPRM A118G GA/GG 携带者需要更高的舒芬太尼剂量，并表现出基因型特异性的血流动力学反应，而产次则与不同的不良事件谱和血压变化相关。这些发现凸显了基因多态性和产次在指导个体化产后护理中的重要意义。

引言

分娩疼痛是女性可能经历的最剧烈疼痛之一。有效的疼痛管理不仅对于缓解不适至关重要，而且有助于减轻相关的应激反应和心理困扰^1,2。分娩疼痛控制不佳可能引发母体激素（如儿茶酚胺和内啡肽）的变化，从而降低疼痛阈值，并加剧对分娩的焦虑情绪。这种疼痛敏感性的增加可能在产妇和胎儿中引发显著的不良情绪反应，甚至可能导致创伤^3,4。因此，镇痛是许多分娩女性的首要需求。硬膜外镇痛仍是分娩镇痛中最有效且应用最广泛的方法之一，而静脉阿片类药物和非药物干预措施则在特定条件下提供替代选择^5,6。

分娩镇痛是现代医学面临的一项重大挑战。目前已有多种药物性和非药物性策略可用于缓解孕妇的分娩疼痛。⁷舒芬太尼是一种中效阿片类药物，常被给药使用 通过 分娩镇痛硬膜外麻醉^8,9,10尽管剂量通常根据年龄、体重和临床经验来确定，但个体对舒芬太尼的反应差异较大。标准剂量对某些女性可能不足，而另一些人则可能出现不良反应，如宫缩减弱、产程延长或呼吸抑制^11,12有效的分娩镇痛不仅能缓解产妇疼痛，还能降低剖宫产率、产后出血率、产后抑郁率以及新生儿窒息率。

OPRM1 A118G、CYP3A4 和 COMT V158M 多态性与个体对舒芬太尼的反应差异相关。舒芬太尼是一种强效合成阿片类药物，主要由细胞色素 P450 家族的肝酶 CYP3A4 代谢^13,14。OPRM1 A118G 位点 G 等位基因的存在与较低的疼痛阈值和耐受阈值相关，提示其在个体疼痛感知差异中具有重要作用。具体而言，118G 等位基因突变可能增强疼痛敏感性并降低耐受性，凸显了遗传因素对疼痛反应变异性的贡献¹⁵。CYP3A4 基因变异，尤其是 CYP3A4*1G 等位基因，因酶活性降低而与舒芬太尼用量减少相关^16,17,18。该变异在不同种族间的频率差异显著，在中国人群中观察到的比例为 18.8%–27.9%，而在高加索人群中仅为 7.9%¹⁹。尽管 CYP3A4*1B 在非裔美国人中较为常见（高达 45%），但其并不影响 CYP3A4 底物的代谢。COMT V158M 多态性影响多巴胺代谢，其中 Met 等位基因与多巴胺水平升高相关，可能增强前额叶皮层介导的执行功能²⁰。

基因变异可能通过改变代谢途径和受体结合亲和力，影响药物的安全性和有效性。然而，OPRM1 A118G、COMT V158M 和 CYP3A4 多态性对中国人群中分娩时舒芬太尼硬膜外镇痛疗效的影响尚未得到研究。本研究旨在评估这些基因多态性是否可作为镇痛反应的预测标志物，从而为硬膜外分娩镇痛中舒芬太尼的个体化给药提供理论与实践依据。

与主要依赖年龄、体重或临床医生经验的传统经验性给药相比，药物遗传学方法的优势在于可根据患者的遗传背景调整舒芬太尼的给药方案。该策略有望通过比标准方法或其他替代方案更精确地预测镇痛需求，从而减少无效给药、最小化不良反应，并提高母婴安全性。

然而，药物遗传学给药的临床适用性必须在特定背景下加以考虑。由于时间和成本限制，基因检测在紧急情况下可能不可行，且等位基因频率在不同人群中存在差异，这限制了研究结果的普遍性。因此，该方法最适用于产前基因分型可行的择期或高风险病例，以及相关多态性在临床上具有重要意义频率的人群。

方案

本研究中使用的试剂和设备列于材料表中。

1. 研究设计、实施环境与受试者选择

这项前瞻性观察性研究探讨了OPRM1 A118G、COMT V158M和CYP3A4基因多态性对舒芬太尼用于分娩镇痛的安全性和有效性的影响。研究对象为2020年9月1日至2023年12月31日期间在本研究机构接受分娩镇痛的18至45岁、单胎头位、妊娠37至42周且无并发症的孕妇。本研究遵循《赫尔辛基宣言》进行，研究方案经厦门妇幼保健院伦理审查委员会（IRB）批准（批准号：KY-2019-056），所有参与者均签署书面知情同意书。

1. 纳入标准
   纳入标准为：产妇年龄在18-45岁之间；孕周为37-42周；单胎妊娠且为头位；ASA身体状况分级为I级或II级。
2. 排除标准：
   排除标准为：多胎妊娠；严重肝肾功能损害；妊娠期高血压疾病；宫内感染；有物质滥用史或慢性疼痛综合征；近期使用过血液制品或单胺氧化酶抑制剂；存在硬膜外麻醉禁忌证。

2. 用于分娩镇痛的硬膜外麻醉操作

1. 准备
   患者的姓名、病史及知情同意书已核实。所需设备包括一个16 准备G Tuohy针、硬膜外导管、罗哌卡因、舒芬太尼及患者自控硬膜外镇痛（PCEA）系统。
2. 穿刺针插入与硬膜外穿刺
   患者被妥善安置于合适体位， 左侧卧位 姿势。通过触诊髂嵴确定L3-L4椎间隙。16 使用G型Tuohy针，采用阻力消失法确定硬膜外腔。
3. 确认硬膜外腔及导管位置
   一旦抗性丧失，即进行下一步 硬膜外导管 吸出 通过确认导管位置是否正确，不应抽吸出血液或脑脊液；通过验证导管阻力以确认位置恰当。
4. 团注给药及监测阻滞效果
   注射6-15 mL含0.3 µg/mL舒芬太尼的0.08%罗哌卡因推注剂量。预计镇痛作用在10-15分钟内开始，此时需评估镇痛效果和运动阻滞情况。若阻滞效果不足或不完全，应调整剂量或输注速率。
5. 持续输注与患者自控硬膜外镇痛（PCEA）的使用
   以8至12 mL/h的速率开始持续输注。PCEA系统设定为适当的单次推注剂量和锁定间隔时间（例如，6-8 mL，锁定间隔10分钟）。
6. 术后监测
   持续监测可能出现的不良反应，如低血压、心动过缓、血压变化、发热和瘙痒。根据患者的反馈和疼痛程度调整输注速率或PCEA设置。²¹.

3. 基因分型与质量控制

1. 样本采集与DNA提取
   在实施分娩镇痛前，使用经抗凝处理的采血管从每位参与者采集外周静脉血样本（5-6 mL）。样本采集后立即于-80 °C保存，直至进行DNA提取。采用商用DNA提取试剂盒，按照制造商的标准操作流程从全血样本中提取基因组DNA。通过分光光度法测定DNA浓度和纯度（例如，测定A260/A280比值）。
2. 基因分型引物序列
   OPRM1 A118G、COMT V158M 和 CYP3A4 多态性的基因分型通过聚合酶链式反应（PCR）结合连接酶检测反应（LDR）进行。针对每个多态性位点设计并合成了特异性引物，依据已发表的序列。CYP3A4*1G（rs2242480）引物包括正向：ATCACTAGCACATCATTTGGAG-，反向：GGGGATTTGAGGGGCTTCACTTA。OPRM1 A118G（rs1799971）引物包括正向：GGTCAACTTGTCCCACTTAGATCG，反向：GGTGCATAGAGGGTTGATGAGTAC。COMT V158M（rs4680）引物包括反向：正向：TCGAGATGTTTTCAGAGCATGG，反向：GATGGTGGATTTCGCTGGC。
3. 聚合酶链式反应（PCR）条件
   PCR反应体系为15 µL，包含3 µL 10×缓冲液、0.5 µL dNTP混合物、1 µL DNA模板（20-50 ng/µL）、每种引物各10 µM、0.3 µL Taq DNA聚合酶以及蒸馏水。热循环条件为：95 °C预变性5分钟，随后进行35个循环（94 °C变性20秒、55 °C退火20秒、72 °C延伸40秒），最后进行终末延伸。
4. 连接酶检测反应（LDR）条件
   LDR反应体系为10 µL，包含3 µL PCR产物、1 µL 10×Taq DNA连接酶缓冲液、0.125 µL Taq DNA连接酶（40 U/µL）以及10 µM探针。循环条件包括30个循环（94 °C变性20秒、58 °C连接90秒），随后在95 °C终末变性3分钟，最后于4 °C保存²²。
5. 基因分型分析与质量控制
   通过毛细管电泳DNA测序仪对纯化的PCR产物进行测序以获得基因分型结果（具体型号和制造商详见材料表）。纯化步骤按照商用PCR纯化试剂盒的说明书进行。使用GeneMarker软件进行序列比对和SNP分析。该软件用于双向比对测序读长，识别多态性位点，并根据峰型图判定基因型。两名独立研究人员对所有基因型判定结果进行人工复核，以确保准确性。
   质量控制措施包括检查家系三联体中的孟德尔遗传一致性、计算基因分型检出率、使用精确检验评估每个多态性位点的哈迪-温伯格平衡（Hardy-Weinberg equilibrium），以及确定次要等位基因频率。上述分析使用Haploview软件（版本4.2）完成。偏离哈迪-温伯格平衡（P < 0.01）或检出率低于95%的SNP被排除在后续分析之外²³。

4. 数据采集

采用视觉模拟评分法（VAS）在多个时间点评估疼痛强度：舒芬太尼给药后0 min、5 min、10 min、15 min和20 min。持续监测产妇生命体征及胎儿心率（FHR）变化，并记录Apgar评分等安全性参数。

5. 统计分析与可视化

1. 统计学方法
   对于连续变量，正态分布的数据采用均值 ± 标准差（SD）表示，非正态分布的数据则采用中位数和四分位距（IQR）表示。分类变量采用皮尔逊卡方检验或费舍尔精确检验进行分析。根据数据分布情况，采用独立样本 t 检验或非参数检验对不同基因型组间的产妇特征进行比较。采用倾向评分匹配法对产妇年龄、体重指数（BMI）和产次等混杂因素进行校正。采用重复测量方差分析（ANOVA）对多个时间点的纵向数据进行分析，包括视觉模拟评分（VAS）、产程持续时间和产妇生命体征。统计学显著性定义为双侧 p-值 < 0.05。
2. 临床结局的多变量分析
   为分析临床变量与生理结局之间的关系，使用统计软件进行多变量逻辑回归分析。该分析评估了产次、收缩压（SBP）变化与瘙痒发生率之间的关联。如表1所示，经产妇（多产次）与前15分钟内SBP下降幅度较小显著相关（比值比 [OR] = 1.049，95% 可信区间 [CI]：1.020–1.079，P = 0.001）。相反，瘙痒的发生与多产次呈负相关（OR = 0.326，95% CI：0.838–13.696，P = 0.01），表明经产妇发生瘙痒的可能性较低。这些结果提示，产次影响术后早期血流动力学稳定性及不良症状的发生，强调在产后临床管理中应考虑产次因素。

结果

一般信息
图1展示了研究框架的示意图。共确定了380名符合条件的参与者。CYP3A4 CC组的平均（标准差）年龄为30.49 ± 3.87岁，CYP3A4 CT/TT组为30.44 ± 3.68岁，COMT GG组为30.53 ± 3.95岁，COMT GA/AA组为30.40 ± 3.62岁，OPRM1 A118G AA组为30.70 ± 3.89岁，OPRM1 A118G GA/GG组为30.30 ± 3.73岁，各组之间无显著差异。CYP3A4 CC组的平均（标准差）孕前BMI为19.08 ± 4.51，CYP3A4 CT/TT组为20.39 ± 3.31，差异具有统计学意义（P = 0.002），而其他基因型组间BMI无显著差异。分娩前BMI在CYP3A4 CT/TT组（25.35 ± 3.69）显著高于CYP3A4 CC组（24.37 ± 4.21，P = 0.021）。在舒芬太尼剂量方面，CYP3A4 CT/TT组和OPRM1 GA/GG组所需的剂量显著更高，分别为23.31 ± 12.6...

讨论

本研究旨在探讨CYP3A4、COMT V158M和OPRM基因型对380名孕妇及其新生儿结局、产程持续时间、产后不良反应以及视觉模拟评分（VAS）疼痛评分的影响。主要研究结果表明，尽管各组间人口学特征总体具有可比性，但携带CYP3A4 CT/TT基因型的孕妇其孕前及孕期BMI水平均高于CYP3A4 CC基因型者（P = 0.002 和 P = 0.021）。此外，CYP3A4 CT/TT基因型和OPRM GA/GG基因型组对舒芬太尼的需求量更高，提示遗传因素可能影响镇痛药物需求。各基因型组间产程持续时间未见显著差异。大多数产后安全性指标在不同基因型间保持一致，但OPRM GA/GG组发热发生率较高（P = 0.016）。另外，OPRM GA/GG组在干预后15–30分钟内收缩压和舒张压下降更为明显（P < 0.001），尽管心率变化差异无统计学意义。新生儿结局（如Apgar评分和胎儿心率分类）在不同基因型间无显著差异，表明这些基因变异未带来不良影响。与初产妇相比，经产妇尿潴留发生率较低（P = 0.005），但瘙痒发生率较高（P

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
16 号聚乙烯导管	Smiths Medical	504-009	用于大鼠气管插管
17 号图伊针	B. Braun	331090	用于 L3-L4 节段硬膜外穿刺
Annexin V-FITC	BD Biosciences	556547	用于流式细胞术检测细胞凋亡
毛细管电泳 DNA 测序仪	Applied Biosystems	3730xl	用于基因分型的 PCR 产物测序
II 型胶原酶	Worthington	LS004176	0.2%，用于心脏组织的酶消化
DNA 提取试剂盒	Qiagen	69504	从全血样本中提取基因组 DNA
流式细胞仪（488 nm）	BD Biosciences	342940	用于检测 Annexin V-FITC/PI 标记的细胞
GeneMarker 软件	SoftGenetics	GM2024	用于 SNP 分析和基因型判定
通用绘图软件	GraphPad	v9.5	用于统计数据分析的可视化
Haploview 软件	Broad Institute	v4.2	用于哈迪-温伯格平衡和连锁不平衡分析
输注泵	Smiths Medical	CADD-5700	用于持续硬膜外药物输注
利多卡因	未指明	未指明	0.8%，3 ml 用于硬膜外试验阻滞
尼龙缝线（8-0）	Ethicon	W9823	用于 MIRI 模型中冠状动脉前降支结扎
PCEA 系统	B. Braun	331090	患者自控硬膜外镇痛系统
PCR 纯化试剂盒	Omega Bio-Tek	D2500-01	用于测序前 PCR 产物的纯化
戊巴比妥钠	Merck	1.46005	3% 溶液，50 mg/kg 用于大鼠麻醉
聚乙烯管	Becton Dickinson	431432	用于建立可逆性冠状动脉结扎
碘化丙啶（PI）	Sigma-Aldrich	P4170	使用浓度为 5 µg/ml，用于细胞凋亡检测
蛋白酶	Sigma-Aldrich	P5147	0.1%，与胶原酶联合用于组织消化
罗哌卡因	未指明	未指明	0.08% 浓度用于分娩镇痛
统计学软件	IBM SPSS	v29.0	用于重复测量方差分析、逻辑回归和倾向评分匹配分析
舒芬太尼	未指明	未指明	用于硬膜外分娩镇痛（0.3 µg/ml）
Taq DNA 连接酶	New England Biolabs	M0208L	用于基因分型的连接酶检测反应（LDR）
Taq DNA 聚合酶	Takara	RR001A	用于基因分型的 PCR 扩增