Vì vậy, thuật ngữ “pharmacogenomics” (hệ gene dược lý) đang ngày càng trở nên phổ biến hơn. Hệ gene dược lý bao gồm việc tìm hiểu sự khác biệt trong bộ gene mỗi người và ảnh hưởng của những biến đổi di truyền đến tác dụng của thuốc nhằm nâng cao an toàn và cải thiện hiệu quả điều trị trên từng cá nhân.
Hệ gene dược lý nâng cao hiệu quả và an toàn điều trị
Mỗi người đều sở hữu một bộ gene riêng biệt không giống bất kỳ ai. Bộ gene chính là “bản thiết kế” để xây dựng nên một con người. Bộ gene vẫn tương đối giống nhau ở mỗi người, chỉ khác ở một vài biến thể di truyền nhỏ, được gọi là đa hình. Trong khi nhiều đa hình không làm thay đổi đáng kể chức năng gene thì số khác lại ảnh hưởng đến biểu hiện hoặc cấu trúc gene và cuối cùng là hoạt động của protein mã hóa. Đây là những thông tin được quan tâm đặc biệt liên quan đến việc chẩn đoán và điều trị.
Hệ gene dược lý với mục đích nâng cao an toàn và hiệu quả điều trị bằng cách sử dụng thông tin di truyền để đưa ra quyết định sử dụng thuốc hợp lý. Các biến thể di truyền ảnh hưởng đến đáp ứng của thuốc được xác định. Dựa vào đặc điểm của những biến thể này để phân tầng bệnh nhân thành các nhóm phụ, rồi từ đó kê đơn thuốc cụ thể cho từng nhóm. Vì vậy, hệ gene dược lý sẽ là nền tảng của y học phân tầng hay cá nhân hóa việc chăm sóc sức khỏe cộng đồng trong tương lai.
Hệ gene dược lý nhằm mục đích hỗ trợ trong việc đưa ra quyết định lâm sàng khi cân nhắc giữa lợi ích - nguy cơ trong điều trị.
Gene có tác động tới tác dụng của thuốc.
Xác định gene đột biến để thiết kế thuốc mới
Người ta ước tính rằng hơn 97% dân số thế giới mang ít nhất một biến thể trong một gene có thể ảnh hưởng đến phản ứng của thuốc bằng cách làm rối loạn các quá trình dược động học hoặc dược lực học trong cơ thể. Ví dụ, một số biến thể di truyền tác động đến dược động học của thuốc bằng cách ảnh hưởng đến các gene liên quan đến các quá trình hấp thụ, phân bố, chuyển hóa, thải trừ trong cơ thể, bao gồm cả enzym chuyển hóa và enzym vận chuyển thuốc. Các biến thể di truyền cũng có thể ảnh hưởng đến cả tác dụng dược lực của thuốc trên bệnh nhân.
Phần lớn các phản ứng bất lợi của thuốc (ADR) dẫn đến nhập viện là phản ứng loại A (trên 80%), đây là những phản ứng dự đoán được nhờ vào hiểu biết về tác dụng dược lý của thuốc. Nguyên nhân các phản ứng có hại này thường là do hoạt động quá mức của thuốc thông qua việc tăng tiếp nhận hoặc tăng độ nhạy cảm của cơ thể với thuốc.
Việc xác định đột biến cũng đang được dùng để thiết kế các loại thuốc mới, sử dụng ở những bệnh nhân mang các đột biến này, đặc biệt là trong điều trị ung thư.
Vai trò của enzym trong chuyển hóa thuốc
CYP450 là hệ thống enzym đóng vai trò quan trọng các hoạt động sinh lý của cơ thể, trong đó có chuyển hóa thuốc. Ảnh hưởng của môi trường đối với hoạt động chuyển hóa của enzym và phản ứng của thuốc đã được nhắc đến rất nhiều trong các chương trình dược phẩm (ví dụ như tương tác thuốc với thuốc, thuốc với thực phẩm). Tuy nhiên, một số lượng lớn các gene CYP có tính đa hình và do đó, xác định được ảnh hưởng của di truyền đối với sự thay đổi trong chuyển hoá thuốc là rất quan trọng.
Khi xác định được kiểu hình của enzym chuyển hóa, các nhà khoa học sẽ dự đoán được khả năng chuyển hóa từng loại thuốc ở từng bệnh nhân, qua 4 kiểu hình hoạt động khác nhau: Enzym chuyển hóa chậm, enzym chuyển hóa trung bình, enzym chuyển hóa nhanh (bình thường) và enzym chuyển hóa siêu nhanh. Từ đó sẽ hiểu được cơ chế tại sao một loại thuốc này được sử dụng trên các bệnh nhân cùng tuổi tác, cân nặng... nhưng ở người này lại gặp phản ứng thuốc (ADR) còn người kia lại không.
Chẳng hạn với kiểu hình enzym chuyển hóa siêu nhanh có liên quan đến các trường hợp tử vong do quá liều morphin ở bệnh nhân dùng codein. Do kiểu hình này đã làm tăng chuyển hóa codein thành morphin. Hoặc với enzym chuyển hóa chậm đối với thuốc clopidogrel sẽ có nguy cơ cao gặp phải những biến chứng nguy hiểm tính mạng, chẳng hạn như huyết khối stent.
Ngoài việc xác định chức năng các enzym, đa hình cũng ảnh hưởng đến protein vận chuyển thuốc. Gene mã hóa cho protein chịu trách nhiệm cho việc vận chuyển nhiều hợp chất trong cơ thể, bao gồm cả statin. Một số biến thể gene mã hóa có liên quan đến sự kém hấp thụ statin (đặc biệt là simvastatin) dẫn đến nguy cơ không dung nạp simvastatin, tăng thời gian tồn đọng thuốc trong cơ thể khiến tình trạng bệnh lý nặng hơn.
Hệ gene dược lý giúp chúng ta có được cái nhìn sâu sắc về cơ chế gây ra các ADR và có thể dự đoán được một số ADR đặc biệt. Việc cá nhân hóa trong điều trị sẽ giúp giảm ADR, cung cấp các dịch vụ chăm sóc sức khoẻ một cách hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí thuốc.
Những khó khăn khi thực hiện lâm sàng
Hiện nay, việc ứng dụng hệ gene dược lý vào thực hành lâm sàng tiêu chuẩn vẫn đang còn bị hạn chế. Đầu tiên phải kể đến đó là thuật ngữ “pharmacogenomics” còn khá mới mẻ và từ các nhà chuyên môn đến bệnh nhân vẫn chưa sẵn sàng đón nhận... Một trở ngại lớn khác - đó là chi phí cho các thử nghiệm. Để xác định được bộ gene người đầu tiên trên thế giới là hơn 3 tỷ USD. Với sự ra đời của công nghệ giải mã trình tự gene thế hệ mới thì chi phí này hiện tại là dưới 1.000USD. Tuy nhiên, việc thiếu hụt thiết bị, nhân viên được đào tạo và sự kiểm soát nghiêm ngặt về chất lượng vẫn đang tạo nên những rào cản khiến người dân khó có thể tiếp cận được với công nghệ mới này.