DOI: https://doi.org/10.3389/fanes.2026.1727481
تاريخ النشر: 2026-01-30
المؤلف: Sarina Nikzad وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم الوراثة الدوائية واستقلاب الأدوية
نظرة عامة
تستعرض هذه الفقرة الإمكانيات التحويلية لعلم الأدوية الجينية (PGx) في التخدير، مع التأكيد على الحاجة إلى أنظمة تخدير مخصصة لتحسين السلامة والفعالية مع تقليل ردود الفعل السلبية للأدوية (ADRs). تاريخياً، كانت عملية اختيار وتحديد جرعات عوامل التخدير تعتمد على نماذج تجريبية، متجاهلة التباين بين الأفراد في استجابة الأدوية. تستخلص هذه المراجعة الأدبية من الأدبيات من 2015 إلى 2025، وتحدد المتغيرات الجينية الرئيسية التي تؤثر بشكل كبير على الحركية الدوائية والفعالية الدوائية للأدوية الشائعة المستخدمة في فترة ما بعد الجراحة. تشمل النتائج الملحوظة تأثير المتغيرات في الإنزيمات الأيضية مثل CYP3A4/5 وCYP2B6 على استقلاب الأدوية وفعاليتها، بالإضافة إلى خطر ارتفاع الحرارة الخبيث المرتبط بالطفرات في RYR1 وCACNA1S.
تخلص المراجعة إلى أنه بينما يوفر PGx رؤى قابلة للتنفيذ لتحسين اختيار الأدوية وتحديد الجرعات، فإن الحواجز مثل الوصول المحدود إلى الجينوم السريع، والتكاليف العالية، وعدم كفاية تدريب مقدمي الرعاية تعيق تطبيقه على نطاق واسع. للاستفادة من فوائد الطب الدقيق في التخدير، يدعو المؤلفون إلى بروتوكولات موحدة، ودمجها في السجلات الطبية الإلكترونية (EMR)، وأنظمة دعم القرار المدفوعة بالذكاء الاصطناعي. يمكن أن يسهل معالجة هذه التحديات اعتماد PGx، مما يعزز في النهاية رعاية المرضى في التخدير.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية تطور التخدير من طرق الجرعات التجريبية التقليدية إلى نهج أكثر تخصيصًا، مع التأكيد على أهمية تخصيص أنظمة التخدير بناءً على خصائص المرضى الفردية، بما في ذلك الملفات الجينية والأمراض المصاحبة. يهدف هذا التحول إلى تعزيز فعالية التخدير، وتقليل المضاعفات، وتحسين سلامة المرضى ورضاهم بشكل عام، خاصة في سياق بروتوكولات التعافي المحسن بعد الجراحة (ERAS).
تسلط الورقة الضوء على دور علم الأدوية الجينية (PGx) في فهم كيفية تأثير التغيرات الجينية على استقلاب الأدوية واستجابتها، خاصة فيما يتعلق بعوامل التخدير. ترتبط المتغيرات الجينية الرئيسية في جينات مثل COMT وABCB1 وOPRM1 وCYP2B6 وCYP3A4 وCYP2D6 بردود الفعل السلبية للأدوية (ADRs) تجاه الأفيونات وعوامل التخدير الوريدية. يعد دمج بيانات PGx أمرًا بالغ الأهمية لأطباء التخدير، حيث يسمح بتوقع أفضل لفعالية الأدوية وسميتها، خاصة في وجود تفاعلات الأدوية التي يمكن أن تغير الملف الأيضي للمريض. تهدف المراجعة إلى تحديد الجينات الأكثر دراسة المتعلقة باستقلاب أدوية التخدير، وتقييم آثارها السريرية، ومعالجة الحواجز أمام تنفيذ علم الأدوية الجينية في ممارسة التخدير.
طرق البحث
في هذه المراجعة الأدبية، تم إجراء بحث شامل في الأدبيات باستخدام PubMed وGoogle Scholar لتحديد الجينات المرتبطة بالأدوية المستخدمة بشكل شائع في فترة ما بعد الجراحة. ركزت المراجعة على المقالات المنشورة بين 2015 و2025، مستخدمة استراتيجية بحث منهجية تضمنت كلمات رئيسية مثل “التخدير المخصص”، “علم الأدوية الجينية”، وأدوية التخدير المحددة مثل “بروبوفول”، “الأفيونات”، و”كيتامين”. تم استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي المتقدمة، بما في ذلك Google Gemini وResearch Rabbit، لاكتشاف المنشورات المترابطة، مع تقييد البحث بالدراسات البشرية.
ركزت معايير الإدراج على التجارب السريرية العشوائية، ودراسات تسلسل الجينوم، والتحليلات التلوية، والمراجعات المنهجية التي حققت في المتغيرات الجينية التي تؤثر على الحركية الدوائية والفعالية الدوائية لعوامل التخدير. أولت المراجعة الأولوية للأدلة القابلة للتنفيذ المدعومة بنتائج قوية. تم تحديد دراسات إضافية من خلال تتبع الاقتباسات وتقنيات التراكم، مما وسع البحث ليشمل الأدبيات ذات الصلة المنشورة قبل 2015. استبعدت معايير الاستبعاد تقارير الحالات، وملخصات المؤتمرات، والدراسات الحيوانية. ركزت عمليات الفحص واستخراج البيانات على الجينات الرئيسية والمتغيرات الجينية، ملخصة آليات عملها فيما يتعلق باستجابة الأدوية، واستقلابها، وارتباطها بالمستقبلات، والنتائج السريرية في سياق ما بعد الجراحة. يوضح مخطط التدفق (الشكل 1) عملية اختيار الدراسة.
النتائج
تكشف نتائج البحث في الأدبيات عن مجموعة كبيرة من الأدلة المتعلقة بتأثير المتغيرات الجينية على استجابات الأدوية خلال فترة ما بعد الجراحة. تلخص النتائج، الموضحة في الجدول 1، الجينات الأكثر دراسة المتعلقة بعوامل التخدير الشائعة، وعوامل التخدير الإقليمية، والمسكنات. تؤثر هذه المتغيرات الجينية بشكل رئيسي على الحركية الدوائية – تحديدًا استقلاب الأدوية والنقل – وكذلك الفعالية الدوائية، مما يؤثر على تقارب المستقبلات. يساهم هذا التباين الجيني في اختلافات كبيرة في النتائج السريرية بين الأفراد.
من الجدير بالذكر أن متغيرات جينية معينة، بما في ذلك الأليل CYP2B6*6، والمتغير الأحادي النوكليوتيدي (SNV) OPRM1 118 A > G، ومتغير الأستيل كولينستراز (BChE) A، تم تسليط الضوء عليها بشكل متكرر لدورها الحاسم في تعديل تأثير الأدوية. يمكن أن تؤدي هذه المتغيرات إلى تغيير في تصفية الأدوية، وتأثيرات مطولة، وزيادة متطلبات الجرعات، وزيادة خطر ردود الفعل السلبية للأدوية (ADRs)، مثل الشلل المطول، أو التخدير الزائد، أو عدم كفاية المسكنات.
المناقشة
تؤكد قسم المناقشة في الورقة البحثية على الدور الحاسم لعلم الأدوية الجينية في تحسين إدارة الأدوية قبل الجراحة، وأثناء الجراحة، وبعد الجراحة في التخدير. يبرز كيف تؤثر المتغيرات الجينية، خاصة في الإنزيمات مثل CYP3A4 وCYP3A5 وCYP2B6، بشكل كبير على استقلاب عوامل التخدير مثل ميدازولام وبروبوفول وكيتامين، مما يتطلب تحديد جرعات مخصصة لتجنب الآثار السلبية مثل التخدير الزائد أو الشلل المطول. كما يبرز القسم أهمية العوامل الجينية في التخدير الإقليمي، حيث يمكن أن تزيد التغيرات في جين SCN5A من خطر سمية التخدير الموضعي (LAST)، وفي علاج الأفيونات، حيث يمكن أن تؤدي تعدد الأشكال في جين OPRM1 إلى عدم كفاية تخفيف الألم أو زيادة الآثار الجانبية.
علاوة على ذلك، تناقش الورقة التحديات التي تواجه دمج علم الأدوية الجينية في الممارسة السريرية، بما في ذلك الوصول المحدود إلى الجينوم السريع، والتكاليف العالية، وعدم كفاية تدريب مقدمي الرعاية. تدعو إلى تطوير أنظمة دعم القرار السريرية القوية التي يمكن أن تترجم البيانات الجينية بشكل فعال إلى إرشادات سريرية قابلة للتنفيذ، مما يعزز سلامة وفعالية أنظمة التخدير. تعيد الخاتمة التأكيد على الإمكانيات التحويلية لعلم الأدوية الجينية في التخدير، داعية إلى بروتوكولات موحدة وتحسين التدريب لضمان أن فوائد الطب الدقيق متاحة لجميع المرضى.
القيود
تتعدد قيود هذه المراجعة الأدبية حول أهداف علم الأدوية الجينية في التخدير. أولاً، لا تسمح المنهجية المستخدمة بتقييم كمي لحجم التأثيرات أو مستويات الأدلة للارتباطات الجينية التي تمت مناقشتها، حيث تفتقر إلى صرامة المراجعة المنهجية أو التحليل التلوي. بالإضافة إلى ذلك، تتأثر المراجعة بشكل كبير بالتحيزات الجغرافية والسلالية، مع تركيز كبير على البيانات من السكان القوقازيين، والتي قد لا تمثل السكان العالميين الأكثر تنوعًا الذين قد يمتلكون أليلات فريدة وغير موصوفة.
علاوة على ذلك، فإن غياب التجارب السريرية الكبيرة الموجهة التي تفحص بشكل محدد تأثيرات الجينوم الاستباقي على نتائج الجراحة يحد من قوة التوصيات السريرية المقدمة، والتي تستند إلى حد كبير إلى نماذج حركية دوائية أو دراسات رصدية أصغر. تميل المراجعة أيضًا إلى التركيز على تفاعلات جين واحد مع دواء واحد، مما قد يبسط بشكل مفرط الطبيعة المعقدة متعددة الجينات لاستجابات التخدير، والتي تشمل تفاعلات معقدة بين الجينات والجينات والبيئة التي لا تزال غير مستكشفة بشكل كافٍ. أخيرًا، بينما تبرز المخطوطة أهمية تحويل الظواهر وتفاعلات الأدوية، فإنها لا تقدم أداة ديناميكية للتطبيق السريري في الوقت الفعلي، حيث قد لا تعكس البيانات الجينية الثابتة بشكل كافٍ الحالات الفسيولوجية والدوائية المتغيرة للمرضى في سياق ما بعد الجراحة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fanes.2026.1727481
Publication Date: 2026-01-30
Author(s): Sarina Nikzad et al.
Primary Topic: Pharmacogenetics and Drug Metabolism
Overview
The section outlines the transformative potential of pharmacogenomics (PGx) in anesthesiology, emphasizing the need for personalized anesthetic regimens to improve safety and efficacy while minimizing adverse drug reactions (ADRs). Historically, anesthetic agent selection and dosing have relied on empirical models, neglecting inter-individual variability in drug response. This scoping review synthesizes literature from 2015 to 2025, identifying key genetic variants that significantly impact the pharmacokinetics and pharmacodynamics of common perioperative medications. Notable findings include the influence of variants in metabolic enzymes such as CYP3A4/5 and CYP2B6 on drug metabolism and efficacy, as well as the risk of Malignant Hyperthermia associated with mutations in RYR1 and CACNA1S.
The review concludes that while PGx offers actionable insights for optimizing drug selection and dosing, barriers such as limited access to rapid genotyping, high costs, and inadequate provider training impede its widespread implementation. To harness the benefits of precision medicine in anesthesia, the authors advocate for standardized protocols, integration into electronic medical records (EMR), and AI-driven decision support systems. Addressing these challenges could facilitate the adoption of PGx, ultimately enhancing patient care in anesthesiology.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the evolution of anesthesiology from traditional empirical dosing methods to a more personalized approach, emphasizing the importance of tailoring anesthetic regimens based on individual patient characteristics, including genetic profiles and comorbidities. This shift aims to enhance the efficacy of anesthesia, minimize complications, and improve overall patient safety and satisfaction, particularly in the context of Enhanced Recovery After Surgery (ERAS) protocols.
The paper highlights the role of pharmacogenomics (PGx) in understanding how genetic variations affect drug metabolism and response, particularly concerning anesthetic agents. Key genetic variants in genes such as COMT, ABCB1, OPRM1, CYP2B6, CYP3A4, and CYP2D6 are associated with adverse drug reactions (ADRs) to opioids and intravenous anesthetics. The integration of PGx data is crucial for anesthesiologists, as it allows for better prediction of drug efficacy and toxicity, especially in the presence of drug-drug interactions (DDIs) that can alter a patient’s metabolic profile. The review aims to identify the most studied genes related to anesthetic drug metabolism, assess their clinical implications, and address the barriers to implementing pharmacogenomics in anesthesia practice.
Methods
In this scoping review, a comprehensive literature search was conducted using PubMed and Google Scholar to identify genes associated with commonly used perioperative drugs. The review focused on articles published between 2015 and 2025, employing a systematic search strategy that included keywords such as “personalized anesthesia,” “pharmacogenomics,” and specific anesthetic medications like “propofol,” “opioids,” and “ketamine.” Advanced AI tools, including Google Gemini and Research Rabbit, were utilized to discover interconnected publications, with the search limited to human studies.
The inclusion criteria emphasized randomized controlled trials, genome sequencing studies, meta-analyses, and systematic reviews that investigated genetic variants influencing the pharmacokinetics and pharmacodynamics of anesthetic agents. The review prioritized actionable evidence supported by robust findings. Additional studies were identified through citation tracking and snowballing techniques, extending the search to relevant literature published before 2015. Exclusion criteria ruled out case reports, conference abstracts, and animal studies. The screening and data extraction processes focused on key genes and genetic variants, summarizing their mechanisms of action regarding drug response, metabolism, receptor binding, and clinical outcomes in the perioperative context. A flow diagram (Figure 1) illustrates the study selection process.
Results
The results of the literature search reveal a substantial body of evidence regarding the influence of pharmacogenomic variants on drug responses during the perioperative period. The findings, summarized in Table 1, categorize the most extensively studied genes related to common anesthetics, regional anesthetics, and analgesics. These genetic variants predominantly impact pharmacokinetics—specifically drug metabolism and transport—as well as pharmacodynamics, affecting receptor affinity. This genetic variability contributes to significant differences in clinical outcomes among individuals.
Notably, specific genetic variants, including the CYP2B6*6 allele, the OPRM1 118 A > G single nucleotide variant (SNV), and the butyrylcholinesterase (BChE) A variant, were frequently highlighted for their critical roles in modulating drug action. These variants can lead to altered drug clearance, prolonged effects, increased dosing requirements, and a heightened risk of adverse drug reactions (ADRs), such as prolonged paralysis, oversedation, or inadequate analgesia.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the critical role of pharmacogenomics in optimizing pre-operative, intra-operative, and post-operative medication management in anesthesiology. It highlights how genetic variants, particularly in enzymes like CYP3A4, CYP3A5, and CYP2B6, significantly influence the metabolism of anesthetic agents such as midazolam, propofol, and ketamine, necessitating tailored dosing to avoid adverse effects like oversedation or prolonged paralysis. The section also underscores the importance of genetic factors in regional anesthesia, where variations in the SCN5A gene can increase the risk of Local Anesthetic Systemic Toxicity (LAST), and in opioid therapy, where polymorphisms in the OPRM1 gene can lead to inadequate pain relief or increased side effects.
Furthermore, the paper discusses the challenges faced in integrating pharmacogenomics into clinical practice, including limited access to rapid genotyping, high costs, and insufficient provider training. It calls for the development of robust clinical decision support systems that can effectively translate genetic data into actionable clinical guidelines, thereby enhancing the safety and efficacy of anesthetic regimens. The conclusion reiterates the transformative potential of pharmacogenomics in anesthesiology, advocating for standardized protocols and improved training to ensure that the benefits of precision medicine are accessible to all patients.
Limitations
The limitations of this scoping review on pharmacogenomic targets in anesthesia are multifaceted. Firstly, the methodology employed does not allow for a quantitative assessment of effect sizes or levels of evidence for the genetic associations discussed, as it lacks the rigor of a systematic review or meta-analysis. Additionally, the review is significantly influenced by geographic and ancestral biases, with a predominant focus on data from Caucasian populations, which may not be representative of more diverse global populations that could possess unique, uncharacterized alleles.
Moreover, the absence of large-scale prospective clinical trials specifically examining the effects of preemptive genotyping on surgical outcomes restricts the robustness of the clinical recommendations made, which are largely based on pharmacokinetic models or smaller observational studies. The review also tends to concentrate on single-gene-drug interactions, potentially oversimplifying the complex polygenic nature of anesthetic responses, which involve intricate gene-gene and gene-environment interactions that remain inadequately explored. Lastly, while the manuscript highlights the importance of phenoconversion and drug-drug interactions, it does not provide a dynamic tool for real-time clinical application, as static genetic data may not adequately reflect the changing physiological and pharmacological states of patients in the perioperative setting.