目录 1
前言 1
第一章 药物基因组学导论：前途、机遇和局限 1
1.1 药物反应遗传学——药物基因组学的基础 1
1.2 药物基因组学——不仅仅是药物遗传学 3
1.2.1 遗传药物反应概貌 3
1.2.2 药物对基因表达的作用 4
1.2.3 药物发现及药物开发中的药物基因组学 4
1.3 药物基因组学——希望或骗局 4
参考文献 7
2.1 导言 9
第二章 人类基因组 9
2.2 表达序列标签（EST）与计算生物学：现代基因组学基础 10
2.3 微生物基因组学 11
2.3.1 全基因组的计算分析 12
2.3.2 比较基因组分析法 13
2.4 影响宿主-病原体相互作用结果的基因组差异性——基于全基因组的未来药理学 16
2.5 从人类基因组中获得的经验和教训 20
2.5.1 蛋白质编码基因 20
2.5.2 重复元件 21
2.5.3 基因组重复 22
2.5.4 蛋白质组分析 22
2.5.5 DNA变异 24
2.6 生物复杂性及药物在未来基因组中的作用 25
2.7 结论 26
参考文献 28
第三章 将单核苷酸多态性（SNP）变成有用的药物反应标记 33
3.1 引言 33
3.2 药物基因组学中应用SNP的两条途径 34
3.2.1 候选基因研究 34
3.2.2 全基因组连锁不平衡作图 35
3.2.3 候选基因和全基因组连锁不平衡作图的比较 37
3.3 药物基因组研究需要多少SNP，哪些是有用的？ 38
3.3.1 定位 38
3.3.2 频率 39
3.3.3 单体型分析 40
3.4.1 对药物基因组学的挑战 42
3.3.4 全基因组连锁不平衡作图研究所需的SNP数量 42
3.4 药物基因组学的研究设计 42
3.4.2 临床试验、病例对照与群组研究 43
3.5 药物基因组研究中分析的问题 44
3.5.1 样本大小对连锁不平衡的影响 44
3.5.2 多假设检验 45
3.5.3 基因与药物的相互作用 46
3.6 药物基因组标记的开发 46
3.7 结论 47
参考文献 49
第四章 药物基因组学中的关联研究 52
4.1 引言 52
4.2 药物反应的差异及ADR受遗传因素的影响 53
4.3.1 背景 54
4.3.2 肝脏代谢酶 54
4.3 影响药物治疗效果的多种遗传因素 54
4.3.3 转运子 56
4.3.4 血浆结合蛋白 56
4.3.5 药物靶标 56
4.4 药物基因组学中的关联研究 57
4.4.1 相关性研究的原理 57
4.4.2 研究设计 58
4.4.3 直接方法——基于假设的策略 58
4.4.4 非直接方法——假设派生的策略 59
4.5 SNP图谱 61
4.6.1 候选基因 62
4.6 药物基因组学关联研究的策略 62
4.6.2 基因组扫描 63
4.7 药物基因组学在药物研究和开发中预期的收益 64
4.7.1 背景 64
4.7.2 新靶标的识别 65
4.7.3 临床前开发阶段 65
4.7.4 上市前的临床试验 65
4.7.5 市场后第Ⅳ阶段 66
4.7.6 针对个体的靶药物 66
4.8 结论 67
参考文献 69
5.1.1 基因组学 74
第五章 基因组学在药物药效和毒理研究中的应用 74
5.1 平台技术 74
5.1.2 蛋白质组学 76
5.1.3 生物信息学 76
5.2 药物开发过程 78
5.3 在制药产业中的应用 81
5.3.1 对生物学和疾病的理解 81
5.3.2 靶标的识别和确认 89
5.3.3 候选药物的鉴定和优化 90
5.3.4 安全性和毒理学研究 92
5.4 在群体医学研究中的应用 94
5.5 结论 95
参考文献 96
第六章 药物基因组学在药物发现和疾病治疗中的作用 111
6.1 引言 111
6.2 术语定义 111
6.2.1 药物基因组学 112
6.2.2 药物遗传学 112
6.3 药物基因组学：更加快捷有效地发现新药 112
6.4 药物遗传学：为患者提供更有针对性且更有效的药物 113
6.4.1 基因和环境 113
6.4.2 一种系统分类尝试 114
6.5 药物有效性和安全性的药物遗传学 120
6.6 伦理——药物遗传学的社会方面 121
6.7 总结 122
参考文献 124
第七章 药物基因组学与药物设计 126
7.1 引言 126
7.2 对蛋白质结构信息的需求 127
7.3 蛋白质结构和药物靶标变异 127
7.4 药物靶标的突变导致配体结合位点的改变 129
7.4.1 β2-肾上腺素受体 129
7.4.2 STI-571和BCR-ABL 130
7.5 人类免疫缺陷病毒（HIV）的抗药性 130
7.6 小分子的计算机设计 131
7.7 自动药物设计方法 131
7.8 基于结构的药物设计 133
7.9 基于配体的药物设计 135
7.10 未来的方向 136
7.11 结论 137
参考文献 138
第八章 人类P-糖蛋白的药物基因组学 140
8.1 引言：主动转运在异生物质的吸收、组织分布和清除方面的重要性 140
8.2 人类MDR1基因的结构 141
8.3 P-糖蛋白在正常组织中的表达 142
8.4 P-糖蛋白的功能 142
8.4.1 肠道P-糖蛋白 144
8.4.2 P-糖蛋白与血-脑屏障 145
8.4.3 其他组织中的P-糖蛋白 145
8.5 MDR1突变鉴定及功能推测 146
8.6 MDR1突变频率的种族差异 150
8.7.1 P-糖蛋白与溃疡性结肠炎 151
8.7.2 P-糖蛋白与HIV感染 151
8.7 MDR1突变以及自发和突发疾病的潜在风险 151
8.7.3 P-糖蛋白与肾细胞癌 152
8.8 P-糖蛋白的调控 153
8.9 结论 153
参考文献 155
第九章 药物转运体的药物基因组学 158
9.1 引言 158
9.2 有机阴离子转运多肽家族 160
9.2.1 OATP-A 160
9.2.2 OATP-B 160
9.2.5 OATP8 165
9.2.3 OATP-C 165
9.2.4 OATP-E 165
9.2.6 其他OATP成员 166
9.3 有机阴离子转运体家族 166
9.3.1 OAT 1 166
9.3.2 OAT2 166
9.3.3 OAT3 167
9.3.4 OAT4 167
9.4 有机阳离子转运体家族 167
9.4.1 OCT1 167
9.5.1 OCTN1 168
9.5 新有机阳离子化合物转运体家族 168
9.4.3 OCT3 168
9.4.2 OCT2 168
9.5.2 OCTN2 169
9.6 多肽转运体家族 169
9.6.1 PepT1 169
9.6.2 PepT2 170
9.7 多药耐受相关蛋白 170
9.7.1 MRP1 170
9.7.2 MRP2 171
9.7.3 MRP3 171
9.7.4 MRP4 176
9.7.5 MRP5 177
9.7.6 MRP6 177
9.8.2 MDR3 178
9.8.3 SPGP（BSEP） 178
9.8 多药耐受（P-糖蛋白）家族 178
9.8.1 MDR1 178
9.9 “白”ABC转运体家族 179
9.9.1 BCRP 179
9.10 结论 180
参考文献 181
第十章 哮喘治疗的药物基因组学 193
10.1 引言 193
10.2 药物基因组通路与表型 194
10.3 应用SNP进行遗传关联研究 195
10.4.1 哮喘治疗药β激动剂的药物基因组学 197
10.4 哮喘药物基因组学的研究现状 197
10.4.2 哮喘治疗中白三烯的药物基因组学 199
10.5 统计学问题 201
10.5.1 遗传异质性与人群的分组 201
10.5.2 统计效力 202
10.6 未来的方向 203
10.7 结论 204
参考文献 205
第十一章 内皮细胞是羟基脲的靶细胞——当今治疗镰状细胞疾病的策略 210
11.1 羟基脲 210
11.2 镰状细胞贫血 210
11.4 存在的问题 213
11.3 镰状细胞贫血的羟基脲疗法 213
11.5 实验研究设计 214
11.6 HU的主要作用 215
11.7 ICAM-1 220
11.8 ET-1 220
11.9 结论 221
参考文献 222
第十二章 药物基因组学和复合型心血管疾病——候选基因的临床研究 224
12.1 引言 224
12.2 临床表型的复杂性 226
12.3 局限性 226
12.4.1 血管紧张素I-转化酶基因 227
12.4 核苷酸序列变异对药物效应的影响 227
12.4.2 血管紧张素基因 229
12.4.3 药物代谢酶和药物传输体 231
12.4.4 β-肾上腺素受体的遗传多态性 232
12.5 总结 233
参考文献 234
第十三章 降脂剂的药物基因组学 239
13.1 引言 239
13.2 血浆脂蛋白的代谢 240
13.3 降脂剂的药物基因组学 240
13.3.1 胆汁酸螯合剂（树脂） 240
13.3.2 贝特类药物 241
13.3.4 丙丁酚 242
13.3.3 烟酸 242
13.3.5 3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶抑制剂（他汀类药物） 243
13.4 结论 247
参考文献 249
第十四章 癌症治疗中化疗药物的药物基因组学 254
14.1 癌症的药理学治疗与药物基因组学的重要性 254
14.2 癌症化疗后毒性反应的药物遗传学决定因素 255
14.2.1 6-巯基嘌呤（6-MP）和硫代嘌呤甲基转移酶（TPMT）的药物遗传学 256
14.2.2 5-氟尿嘧啶（5-FU）和二氢嘧啶脱氢酶（DPD）的药物遗传学 259
14.2.3 伊诺泰康与UDP-葡糖苷酸转移酶1A1（UGT1A1）的药物遗传学 262
14.2.4 氨萘非特和N-乙酰转移酶2（NAT2）的药物遗传学 266
14.2.5 接受CMF方案治疗的乳腺癌患者的MTHFR基因多态性 268
14.3.1 癌症化疗中的谷胱甘肽-S-转移酶（GST）突变 269
14.3 癌症化疗后反应的药物遗传学决定因素 269
14.3.2 胸苷酸合成酶（TS）基因启动子多态性与5-FU基本化疗的反应 271
1 4.4 结论 272
参考文献 274
第十五章 血脑屏障的药物基因组学 281
15.1 血脑屏障药物基因组学中的基本概念 281
15.1.1 两个屏障 281
15.1.2 血脑屏障组成 282
15.2 血脑屏障药物基因组学研究的主要基因和蛋白质靶点 288
15.2.1 血脑屏障的药物代谢酶 288
15.2.2 血脑屏障的药物载体转运体 289
15.2.3 血脑屏障的紧密接合点、受体和细胞间对话 293
15.3.2 目前的实验手段及其局限性 295
15.3 血脑屏障的药物基因组学 295
15.3.1 血脑屏障药物基因组学的研究目标 295
15.4 结论 298
参考文献 299
第十六章 药物基因组学与神经性疾病治疗 303
16.1 引言 303
16.2 药物基因组学方法 305
16.2.1 药物反应基因 305
16.2.2 人群结构和多种药物反应 306
16.2.3 关联研究和神经药物基因组学 308
16.3 结论 309
参考文献 311
第十七章 神经退行性疾病的药物基因组学：举例与展望 312
17.1 神经退行性疾病中神经细胞死亡的机制：一般概念 312
17.1.1 凋亡 312
17.1.2 兴奋性毒性：谷氨酸受体的直接和间接的激活 314
17.1.3 自我吞噬 315
17.1.4 细胞死亡途径的药物基因组学：从细胞到脑的机制 316
17.2 神经退行性疾病 318
17.2.1 亨廷顿病 318
17.2.2 帕金森病 320
17.3 神经退行性疾病药物基因组学展望 323
17.4 结论 324
参考文献 326
第十八章 精神病药物遗传学：精神病疗效预测 331
18.1 简介 331
18.2 精神分裂症及其药物治疗：主要精神疾病的 例子 332
18.3 氯氮平作用的药效学 333
18.4 氯氮平作用的药代动力学 334
18.5 运动迟缓（TD） 334
18.6 体重增加 335
18.7 总结与展望 336
参考文献 337
第十九章 抑郁症和抗抑郁治疗的药物基因组学 341
19.1 引言 341
19.2 临床方面 342
19.3 抑郁症的药物学 345
19.4 治疗靶点 346
19.5 抑郁症的药物基因组学：发现新药的潜力 346
19.6 抑郁症的药物基因组学：针对不同个体的治疗方法（个性化治疗） 347
19.7 5-羟色胺转运基因 348
19.8 附加靶位点 349
19.9 细胞色素P450系统——药物代谢酶 349
19.10 伦理学上的考虑 350
19.11 结论 351
参考文献 352
第二十章 双相障碍的药物基因组学 354
20.1 引言 354
20.2 心境稳定剂对即刻的早期基因的作用 356
20.3 应用协同式RT-PCR mRNA差异显示筛选技术寻找心境稳定剂调节表达基因 357
20.4 确定主要的细胞保护蛋白bc1-2为心境稳定剂的药靶 358
20.5 直接基于啮齿类动物mRNA RT-PCR的人类临床观察研究 361
20.6 心境稳定剂对一种mRNA-结合稳定蛋白的表达调控 363
20.6.1 RNA结合蛋白对mRNA稳定性的调节 363
20.7 双相障碍的药物基因组学：一个综合 366
20.8 结论 367
参考文献 368
第二十一章 乙醇中毒的药物基因组学 372
21.1 绪论 372
21.2 定义和诊断标准 373
21.3 乙醇的药代动力学和代谢 373
21.4 大脑中乙醇的药代动力学影响 374
21.5 乙醇和乙醛脱氢酶结构与动力学特征 375
21.5.1 乙醇脱氢酶 376
21.5.2 乙醛脱氢酶 377
21.6 ADH和ALDH基因的结构及其调节 378
21.6.1 ADH基因 378
21.6.2 ALDH基因 380
21.7 人类乙醇相关的显性基因筛选 381
21.8 动物模型中影响乙醇相关表型的数量性状位点（QTLs）的基因组筛选 382
21.9 啮齿动物中乙醇相关表型的基因组筛选 383
21.10 ADH和ALDH2的药物遗传基因组学的临床相关性，酗酒、乙醇中毒以及乙醇系统效应 384
21.10.2 乙醇性肝脏疾病 385
21.10.3 癌症 385
21.10.1 乙醇中毒 385
21.10.4 心脏病 386
21.10.5 胎儿乙醇综合征 386
21.11 结论 387
参考文献 388
第二十二章 烟草成瘾的药物基因组学 393
22.1 尼古丁成瘾的神经生理学基础 393
22.2 遗传变异和吸烟倾向 395
22.2.1 影响中心多巴胺能功能的等位基因 396
22.2.2 细胞色素酶P450的遗传变异体与烟草依赖的关系 396
22.2.3 候选基因研究中的未来靶标 399
22.3 利用基因组扫描方法研究烟草依赖 399
22.3.2 双等位基因或多等位基因标记能否用于连锁研究？ 400
22.3.1 与尼古丁依赖易感性相联系的基因组区域 400
22.3.3 未来的基因组扫描 401
22.4 尼古丁成瘾的基因组基础——动物模型证据 401
22.5 药物基因组学在治疗尼古丁成瘾中的应用 402
22.5.1 现有疗法的作用机制和药物治疗新趋势 402
22.5.2 根据吸烟成瘾的分子基础将吸烟者分类 403
22.5.3 精确决定治疗中的给药剂量 404
22.5.4 烟草依赖的“最小SNP集合”和对高通量基因分型的需求 404
22.6 结论 405
参考文献 407
第二十三章 阿片系统的药物基因组学 410
23.1 引言 410
23.2 阿片受体的克隆 411
23.3 阿片受体的分布 412
23.3.1 μ受体 412
23.3.2 δ受体 413
23.3.3 κ受体 414
23.4 克隆阿片受体的药理学特性 414
23.5 克隆阿片受体的功能特性 415
23.6 阿片受体偶联G蛋白 415
23.7 阿片受体的调节 417
23.7.1 μ受体 418
23.7.2 δ受体 420
23.7.3 κ受体 420
23.8.1 阿片受体的点突变 421
23.8 克隆阿片受体的结构和功能分析 421
23.9 嵌合阿片受体 422
23.9.1 κ受体 422
23.9.2 δ受体 424
23.9.3 μ受体 424
23.10 阿片受体的C端 424
23.11 展望 425
参考文献 427
第二十四章 种族与药物基因组学 434
24.1 药物代谢和处理中的遗传变异 434
24.3 不同人群中基因多态性差异 435
24.2 药物处理的种族差异 435
24.3.1 种族间等位基因频度差异的原因 436
24.3.2 追溯遗传多态性的分子历史 436
24.4 人群内药物遗传学多态性变异 437
24.4.1 对非洲裔美国人与土著非洲人数据的了解 437
24.5 药物基因组学与各种种族群体治疗方案间的关系 437
24.6 硫嘌呤甲基转移酶等位基因的种族变异 438
24.6.1 种族对药物遗传学的影响 442
24.7 药物靶标中的种族变异 444
24.7.1 三个主要人种（非洲人、亚洲人和白种人）间的突变等位基因的比较 448
24.7.2 加纳人的CYP3A4和MDR1突变基因型 449
24.8 药物基因组学：作为公共卫生工具 450
24.10 结论 451
24.9 来自科学之外的挑战 451
参考文献 452
第二十五章 药物基因组学确保基于遗传差异开发的药物公正公平 457
25.1 药物基因组学和种群遗传学 458
25.2 药物基因组学与种族 459
25.2.1 符号和差异的意义 459
25.2.2 临床药物试验 460
25.2.3 药物基因组学和临床医学 461
25.2.4 费用 462
25.3 正确地应用种族和民族划分 463
25.4 结论 463
参考文献 465
26.1 引言 466
第二十六章 从血管蛋白质组学到个人化治疗方法学的转变 466
26.2 无细胞筛选孤立的血管配体和受体 467
26.3 靶向内皮来源细胞的分子多样性 467
26.4 动物模型上的体内血管靶向 468
26.5 血管靶向的细胞毒素 468
26.6 涉及人类的体内血管靶向 469
26.7 未来的方向 469
26.8 致谢与信息披露 470
参考文献 471
第二十七章 分子遗传学和药物基因组学的关键术语 472
27.1 基因组词汇（按英文字母顺序） 472
27.2 部分网上基因组资源 479