维生素 K 环氧还原酶复合物，亚基 1； VKORC1

VKOR
FLJ00289

HGNC 批准的基因符号：VKORC1

细胞遗传学定位：16p11.2 基因组坐标（GRCh38）：16:31,090,854-31,094,797（来自 NCBI）

▼ 描述

VKORC1 基因编码维生素 K 环氧化物还原酶复合物亚基-1，这是一种内质网的小型跨膜蛋白，在维生素 K 途径中起主要作用，是华法林的靶蛋白（Ross 等人总结，2010）。

▼ 克隆与表达

Li et al.（2004）使用针对单个基因的短干扰 RNA（siRNA）池来测试它们抑制人类细胞中维生素 K 环氧化物还原酶（VKOR）活性的能力。因此，李等人（2004）将 VKOR 基因鉴定为 MGC11276。作者在昆虫细胞中表达 MGC11276 并观察 VKOR 活性。VKORC1 蛋白由 163 个氨基酸组成，含有 1 至 3 个跨膜结构域和 7 个半胱氨酸残基，其中 5 个在人、小鼠、大鼠、斑马鱼、爪蟾和按蚊中保守。

罗斯特等人（2004）克隆了 VKORC1 基因，该基因编码 163 个氨基酸的蛋白质，计算出的相对分子质量为 18 kD。对胎儿和成人组织的 Northern 印迹分析检测到单个 1.0-kb 转录物，没有提供选择性剪接的证据。最高表达见于胎儿和成人肝脏，其次是胎儿心脏、肾脏和肺，成人心脏和胰腺。免疫荧光实验证明 VKORC1 在内质网中表达。

▼ 基因功能

Rost 等人（2004）表明野生型 VKORC1 的过度表达导致 VKOR 活性的显着刺激：与未处理或模拟转染的细胞相比，维生素 K 醌的产量增加了 14 至 21 倍。

楚等人（2006）从杆状病毒感染的昆虫细胞中纯化了重组人VKORC1，发现它可以在没有其他蛋白质成分的情况下将维生素K环氧化物转化为维生素K，并将维生素K转化为还原型维生素K。楚等人（2006）得出结论，单个 VKORC1 肽负责这两种活性，并且 VKOR 不是多亚基酶。

▼ 基因结构

VKORC1 基因包含 3 个外显子，长度约为 5 kb（Li et al., 2004, Rost et al., 2004）。

▼

Rost 等人绘制地图 Fregin 等人（2004）指出，染色体 16p11 上的一组基因与大鼠和小鼠 War 的华法林抗性位点 R2 周围的基因是直系同源的，因此缩小了 16p12-q21 上华法林抗性的关键区间（2002），到 16p 的 4.0-Mb 区域。罗斯特等人（2004）和李等人（2004）在染色体 16p11.2 上鉴定出人类 VKORC1 基因。

▼ 分子遗传学

维生素 K 依赖性凝血因子，综合缺乏，2

Rost 等人在 2 名不相关的指数患者中同时缺乏维生素 K 依赖性凝血因子 2（VKCFD2；607473）及其受影响的同胞（2004）在 VKORC1 基因的外显子 3 中发现了相同的纯合错义突变（R98W; 608547.0001）。

马尔凯蒂等人（2008）在一名患有 VKCFD2 的 34 岁女性中鉴定出 VKORC1 基因 R98W 突变的纯合性。该患者的 VII 因子多态性（613878.0013）也是纯合的，与 VII 因子水平降低相关。

华法林耐药

在具有华法林耐药性的个体中（122700），Rost 等人（2004）在 VKORC1 基因中鉴定出 4 个不同的杂合突变（608547.0002-608547.0005）。

里德等人（2005）调查了患者对华法林治疗反应的广泛差异的遗传基础。他们确定了非裔美国人、欧洲裔美国人和亚裔美国人人群中的 VKORC1 单倍型频率以及人类肝脏样本中的 VKORC1 mRNA 表达。他们鉴定了 10 个常见的非编码 VKORC1 单核苷酸多态性（SNP），并推断出 5 个主要单倍型。他们鉴定了低剂量单倍型组（A）和高剂量单倍型组（B）。华法林的平均维持剂量在 3 个单倍型组组合中存在显着差异，A/A 约为每天 2.7 mg，A/B 为每天 4.9 mg，B/B 为每天 6.2 mg（p 小于 0.001）。VKORC1 单倍型 A 组和 B 组解释了大约 25% 的剂量差异。亚裔美国人的 A 组单倍型比例较高，非裔美国人的 B 组单倍型比例较高。VKORC1 mRNA 水平根据单倍型组合而变化。因此，这种华法林剂量反应的分子机制似乎是在转录水平上受到调节的。

瓦德柳斯等人（2005）对 201 名接受华法林治疗的患者进行了 VKORC1 和 GGCX（137167）基因常见多态性的表型分析。所有 5 个 VKORC1 SNP 均与华法林剂量显着相关，并解释了 29% 至 30% 的剂量变异。VKORC1 比细胞色素 P450 2C9（CYP2C9; 601130）的影响更大，这解释了 12% 的剂量差异。一种 GGCX SNP 对华法林剂量显示出微小但显着的影响。瓦德柳斯等人（2005）指出，不正确的剂量，特别是在治疗的初始阶段，会带来严重出血或无法预防血栓栓塞的高风险。基于基因型的剂量预测可能会从华法林治疗开始就实现个性化药物治疗。

李等人（2006）测试了 VKORC1 和 CYP2C9 中的单核苷酸多态性（SNP）与维持患者所需抗凝目标所需的平均每周华法林剂量之间的关联。6 个 VKORC1 SNP 中的 3 个被发现与达到目标国际标准化比率（INR；p 小于 0.0001）所需的平均华法林剂量密切相关。不同基因型的平均每周剂量范围约为 27 至 47 毫克。没有证据表明所研究的 2 个 CYP2C9 多态性（CYP2C92 和 CYP2C93）之间存在关联。

Shurin 和 Nabel（2008）在一篇社论中指出，来自各种临床和人群研究的证据表明，亚洲、欧洲和非洲血统的患者平均分别需要较低、中等和较高剂量的华法林。他们建议需要进行更多涉及更多非洲和亚洲血统患者的研究来证实这些关联（Takahashi 等，2006）。

CYP2C9 的两种多态性经常出现在华法林敏感且需要较低剂量的患者中：CYP2C92（R144C; 601130.0002）和 CYP2C93（I359L; 601130.0001）。此外，VKORC1启动子多态性-1639G-A（608547.0006）经常发生在华法林敏感且需要较低剂量的患者中，而VKORC1错义突变的患者对华法林耐药且需要较高剂量。为了比较 260 名德系犹太人和 80 名塞法迪犹太人的 CYP2C9 和 VKORC1 等位基因和基因型频率，Scott 等人（2008）对 6 个 CYP2C9 和 8 个 VKORC1 等位基因进行了基因分型。敏感 CYP2C92 和 3 等位基因在西班牙系犹太人中的频率显着高于德系犹太人，分别为 0.194 和 0.144 vs 0.127 和 0.081（p 小于 0.001）。相比之下，VKORC1 D36Y 突变（608547.0007），预测华法林耐药性的频率在德系犹太人中显着高于塞法迪人，分别为 0.043 和 0.006。值得注意的是，11.3% 的德系犹太人被预测为 CYP2C9 强代谢者，8.7% 被预测为中代谢者和弱代谢者是 VKORC1 D36Y 携带者，他们需要明显更高的华法林剂量。因此，当仅对 CYP2C92、3 和 VKORC1 -1639G-A 进行基因分型时，大约 10% 的德系犹太人会被错误分类，这强调了在德系犹太人中开始华法林抗凝治疗之前筛查 D36Y 的重要性。总而言之，斯科特等人的研究结果（2008）表明，大约 85% 的德系犹太人和 90% 的西班牙系犹太人至少有一种敏感或耐药等位基因，

Schwarz 等人在 297 名开始华法林治疗的患者中（2008）评估了 CYP2C9 基因型 CYP2C91、2 和 *3、VKORC1 单倍型（指定为 A 和非 A）、临床特征、由国际标准化比率（INR）确定的治疗反应以及出血事件。他们发现，与 CYP2C9 相比，华法林 INR 反应的初始变异性与华法林 VKORC1 药理靶点的遗传变异性的相关性更强。

国际华法林药物遗传学联盟（2009）发现，与单独的临床算法相比，基于 VKORC1 和 CYP2C9 基因型的华法林药物遗传学剂量算法能够准确地识别出更大比例的每周需要 21 毫克或更少华法林的患者以及每周需要 49 毫克或更多剂量以达到目标国际标准化比例的患者（49.4% vs 33.3%，p 小于 0.001，在需要剂量的患者中）。每周 21 毫克或更少；每周需要 49 毫克或更多的人群中，这一比例为 24.8% vs 7.2%，p 小于 0.001）。作者得出的结论是，使用药物遗传学算法来估计华法林的适当初始剂量所产生的建议比临床算法或固定剂量方法得出的建议更接近所需的稳定治疗剂量。

Limdi 等人在接受华法林治疗的 273 名非裔美国人和 302 名欧洲裔美国人中（2008）发现 VKORC1 基因的变异可以分别解释华法林剂量的 5% 和 18% 的变异性。当还考虑 CYP2C9 基因的多态性时，观察到附加效应（非洲裔美国人和欧洲裔美国人分别为 8% 和 30%）。在欧洲裔美国人中发现了 4 种常见的 VKORC1 单倍型，在非裔美国人中发现了 12 种，这与非洲人后裔群体中较高的基因组序列多样性一致。与欧洲裔美国人（35%，p 小于 0.0001）相比，非洲裔美国人的低剂量单倍型频率（10.6%）较低。VKORC1 单倍型或单倍型组解释的剂量变异性与单一信息多态性相似。VKORC1 基因中的两个 SNP，

▼ 动物模型

Spohn 等人（2009）发现 Vkorc1 -/- 小鼠以预期的孟德尔比率出生，并且表现正常。然而，她们在产后 1 至 20 天之间因严重缺乏 γ-羧化凝血因子而导致大面积出血（主要是脑内出血）而死亡。口服维生素 K 可以挽救致命表型。形态测量分析显示，与野生型相比，Vkorc1 -/- 小鼠的骨钙化长度缩短。

▼ 等位基因变体（8 个选定示例）：

.0001 维生素 K 依赖性凝血因子，2
VKORC1、ARG98TRP
联合缺乏症在 2 个不相关的个体中，维生素 K 依赖性凝血因子 2 联合缺乏（VKCFD2；607473），Rost 等人（2004）在 VKORC1 基因的第三个外显子中发现了相同的纯合点突变：292C-T 转变导致 arg98 到 trp（R98W）取代。这两个家庭分别有黎巴嫩和德国血统（Oldenburg et al., 2000）。它们在包含突变基因的纯合性区域中的单倍型是不同的。此外，胞嘧啶-292 是 CpG 二核苷酸的一部分，这是已知的突变热点。罗斯特等人（2004）的结论是这两个家族的突变可能是孤立发生的。

马尔凯蒂等人（2008）在一名患有 VKCFD2 的 34 岁女性中鉴定出 R98W 突变的纯合性。此外，她的 VII 因子多态性（613878.0013）是纯合子，与 VII 因子水平降低相关，这可能会加剧出血倾向。

.0002 华法林耐药
VKORC1、VAL29LEU
在患有常染色体显性遗传华法林耐药（122700）的患者中，Rost 等人（2004）鉴定出 VKORC1 基因中的杂合 85G-T 颠换，导致密码子 29（V29L）处缬氨酸替换为亮氨酸。

.0003 华法林耐药
VKORC1、VAL45ALA
在患有常染色体显性遗传华法林耐药（122700）的患者中，Rost 等人（2004）鉴定出 VKORC1 基因中的杂合 134T-C 转换，导致密码子 45（V45A）处缬氨酸替换为丙氨酸。

.0004 华法林耐药
VKORC1、ARG58GLY
在患有常染色体显性遗传华法林耐药（122700）的患者中，Rost 等人（2004）鉴定出 VKORC1 基因中的杂合 172A-G 转换，导致密码子 58（R58G）处精氨酸变为甘氨酸。

.0005 华法林耐药
VKORC1、LEU128ARG
在患有常染色体显性华法林耐药（122700）的患者中，Rost 等人（2004）鉴定出 VKORC1 基因中的杂合 383T-G 颠换，导致密码子 128（L128R）处亮氨酸替换为精氨酸。

.0006 华法林敏感性
VKORC1，-1639G-A（rs9923231）
衍生的 -1639T 或 A 等位基因（根据出版物的不同，有不同的称呼）与较低的华法林剂量和较高的出血风险相关（Ross 等，2010）。

在一项确定 16 名对华法林敏感或耐药的中国患者（122700）的 DNA 序列变异的研究中，Yuan 等人随机选择了 104 名接受华法林的中国患者、95 名中国正常对照者和 92 名正常白种人（2005）在所有 11 名华法林敏感患者的基因组 DNA 中鉴定出 VKORC1 启动子多态性 -1639G-A（rs9923231）的纯合性。随机抽取的104名中国患者接受华法林治疗，AA基因型患者所需剂量低于AG或GG基因型患者（P小于0.0001）。接受华法林治疗的中国患者（79.7%、17.6%和2.7%）与中国正常对照（82%、18%和0%）的AA、AG和GG基因型频率相当，但与白种人（14%、47%和39%）有显着差异（P小于0.0001）。

VKORC1启动子多态性-1639G-A经常发生在华法林敏感且需要较低剂量的患者中，而VKORC1错义突变的患者对华法林耐药并需要较高剂量。斯科特等人（2008）在阿什肯纳兹和塞法迪犹太人中研究了 CYP2C9（601130）和 VKORC1 的这一多态性和其他多态性。与非裔美国人不同，与其他欧洲血统的人相似，-1639A 等位基因在德系犹太人（0.467）和塞法迪人（0.500）群体中出现频率较高。

Ross et al.（2010）, who referred to the VKORC1 rs9923231 polymorphism as a C-to-T change, genotyped 963 individuals from 7 geographic regions. Very low frequencies for the T allele were found in African populations（less than 10%）, with the exception of the San（33%）. The frequencies of the T allele were intermediate in Europe（30 to 65%）, the Middle East（41 to 51%）, Central/South Asia（17 to 61%）, Oceania（23 to 39%）, and the Americas（14 to 75%）. The frequencies of the T allele were very high in East Asian populations, with frequencies ranging from 75%（She） to 100%（Han and Oroqen）. Similar frequencies were found in a Canadian cohort of 316 individuals of European, East Asian, and South Asian ancestry. The findings indicated a high overall percentage（about 32%） of total variation of this allele due to genetic differences in various geographic regions.

.0007 华法林抵抗
VKORC1、ASP36TYR
Scott 等人（2008）发现 VKORC1 中的一个错义突变，即 asp36 到 tyr（D36Y），由基因组 DNA 核苷酸 106 处的 G-to-T 颠换引起，并与华法林耐药性相关（122700）（Loebstein et al., 2007），在德系犹太人中的频率显着高于塞法迪犹太人，分别为 0.043 和 0.006（p 小于 0） .025）。-1639A/A（608547.0006）个体中未发现 D36Y 携带者，表明 D36Y 出现在 -1639G 背景上。D36Y 突变发生在蛋白质的保守腔环（L1）区域。

.0008 华法林敏感性
VKORC1, 1173C-T（rs9934438）
Limdi 等人在接受华法林治疗的 273 名非裔美国人和 302 名欧洲裔美国人中（2008）发现 VKORC1 基因的变异可以分别解释华法林剂量的 5% 和 18% 的变异性。VKORC1 基因中的两个 SNP，rs9934438 和 rs9923231（608547.0006），是两组中华法林剂量的最佳预测因子。