--- name: clinpgx-database description: 访问ClinPGx药物基因组学数据（PharmGKB的后继）。查询基因-药物相互作用、CPIC指南、等位基因功能，用于精准医学和基因导向的剂量决策。 license: Unknown metadata: skill-author: K-Dense Inc. --- # ClinPGx 数据库 ## 概述 ClinPGx(临床药物基因组学数据库)是临床药物基因组学信息的综合资源,是 PharmGKB 的继任者。它整合了来自 PharmGKB、CPIC 和 PharmCAT 的数据,提供关于遗传变异如何影响药物反应的策展信息。访问基因-药物对、临床指南、等位基因功能和药物标签,用于精准医学应用。 ## 何时使用此技能 在以下情况下使用此技能: - **基因-药物相互作用**: 查询遗传变异如何影响药物代谢、疗效或毒性 - **CPIC 指南**: 访问药物遗传学的基于证据的临床实践指南 - **等位基因信息**: 检索等位基因功能、频率和表型数据 - **药物标签**: 探索 FDA 和其他监管机构的药物基因组学药物标签 - **药物基因组学注释**: 访问基因-药物-疾病关系的策展文献 - **临床决策支持**: 使用 PharmDOG 工具进行表型转换和自定义基因型解释 - **精准医学**: 在临床实践中实施药物基因组学测试 - **药物代谢**: 了解 CYP450 和其他药物基因的功能 - **个性化给药**: 查找基因型指导的给药推荐 - **药物不良反应**: 识别药物毒性的遗传风险因素 ## 安装和设置 ### Python API 访问 ClinPGx REST API 提供对所有数据库资源的编程访问。基本设置: ```bash uv pip install requests ``` ### API 端点 ```python BASE_URL = "https://api.clinpgx.org/v1/" ``` **速率限制:** - 每秒最多 2 个请求 - 过多请求将导致 HTTP 429(请求过多)响应 **身份验证**: 基本访问不需要 **数据许可**: 知识共享署名-相同方式 4.0 国际许可 对于大量 API 使用,请通知 ClinPGx 团队: api@clinpgx.org ## 核心功能 ### 1. 基因查询 **检索基因信息**,包括功能、临床注释和药物基因组学意义: ```python import requests # 获取基因详细信息 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/gene/CYP2D6") gene_data = response.json() # 按名称搜索基因 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/gene", params={"q": "CYP"}) genes = response.json() ``` **关键药物基因:** - **CYP450 酶**: CYP2D6、CYP2C19、CYP2C9、CYP3A4、CYP3A5 - **转运蛋白**: SLCO1B1、ABCB1、ABCG2 - **其他代谢酶**: TPMT、DPYD、NUDT15、UGT1A1 - **受体**: OPRM1、HTR2A、ADRB1 - **HLA 基因**: HLA-B、HLA-A ### 2. 药物和化学物质查询 **检索药物信息**,包括药物基因组学注释和机制: ```python # 获取药物详细信息 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/chemical/PA448515") # Warfarin drug_data = response.json() # 按名称搜索药物 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/chemical", params={"name": "warfarin"}) drugs = response.json() ``` **具有药物基因组学意义的药物类别:** - 抗凝剂(华法林、氯吡格雷) - 抗抑郁药(SSRIs、TCAs) - 免疫抑制剂(他克莫司、硫唑嘌呤) - 肿瘤药物(5-氟尿嘧啶、伊立替康、他莫昔芬) - 心血管药物(他汀类、β 受体阻滞剂) - 止痛药(可待因、曲马多) - 抗病毒药(阿巴卡韦) ### 3. 基因-药物对查询 **访问策展的基因-药物关系**,包含临床注释: ```python # 获取基因-药物对信息 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair", params={"gene": "CYP2D6", "drug": "codeine"}) pair_data = response.json() # 获取基因的所有对 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair", params={"gene": "CYP2C19"}) all_pairs = response.json() ``` **临床注释来源:** - CPIC(临床药物遗传学实施联盟) - DPWG(荷兰药物遗传学工作组) - FDA(美国食品药品监督管理局)标签 - 同行评审文献摘要注释 ### 4. CPIC 指南 **访问基于证据的临床实践指南:** ```python # 获取 CPIC 指南 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/guideline/PA166104939") guideline = response.json() # 列出所有 CPIC 指南 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/guideline", params={"source": "CPIC"}) guidelines = response.json() ``` **CPIC 指南组件:** - 涵盖的基因-药物对 - 按表型的临床推荐 - 证据水平和强度评级 - 支持文献 - 可下载的 PDF 和补充材料 - 实施考虑 **示例指南:** - CYP2D6-可待因(超快代谢者避免使用) - CYP2C19-氯吡格雷(慢代谢者替代治疗) - TPMT-硫唑嘌呤(中/慢代谢者剂量减少) - DPYD-氟嘧啶类药物(基于活性调整剂量) - HLA-B*57:01-阿巴卡韦(阳性时避免) ### 5. 等位基因和变异信息 **查询等位基因功能和频率数据:** ```python # 获取等位基因信息 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/allele/CYP2D6*4") allele_data = response.json() # 获取基因的所有等位基因 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/allele", params={"gene": "CYP2D6"}) alleles = response.json() ``` **等位基因信息包括:** - 功能状态(正常、降低、无功能、增加、不确定) - 各种族群体的频率 - 定义变异(SNP、indel、CNV) - 表型分配 - PharmVar 和其他命名法系统的参考文献 **表型类别:** - **超快代谢者**(UM): 酶活性增加 - **正常代谢者**(NM): 正常酶活性 - **中间代谢者**(IM): 酶活性降低 - **慢代谢者**(PM): 极少或无酶活性 ### 6. 变异注释 **访问特定遗传变异的临床注释:** ```python # 获取变异信息 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/variant/rs4244285") variant_data = response.json() # 按位置搜索变异(如支持) response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/variant", params={"chromosome": "10", "position": 94781859}) variants = response.json() ``` **变异数据包括:** - rsID 和基因组坐标 - 基因和功能后果 - 等位基因关联 - 临床意义 - 群体频率 - 文献参考文献 ### 7. 临床注释 **检索策展文献注释**(原 PharmGKB 临床注释):** ```python # 获取临床注释 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/clinicalAnnotation", params={"gene": "CYP2D6"}) annotations = response.json() # 按证据水平筛选 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/clinicalAnnotation", params={"evidenceLevel": "1A"}) high_evidence = response.json() ``` **证据水平**(从高到低): - **水平 1A**: 高质量证据,CPIC/FDA/DPWG 指南 - **水平 1B**: 高质量证据,尚无指南 - **水平 2A**: 来自设计良好的研究的中等证据 - **水平 2B**: 存在一些局限性的中等证据 - **水平 3**: 有限或相互矛盾的证据 - **水平 4**: 病例报告或弱证据 ### 8. 药物标签 **访问来自药物标签的药物基因组学信息:** ```python # 获取具有药物基因组学信息的药物标签 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/drugLabel", params={"drug": "warfarin"}) labels = response.json() # 按监管来源筛选 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/drugLabel", params={"source": "FDA"}) fda_labels = response.json() ``` **标签信息包括:** - 检测推荐 - 按基因型的给药指导 - 警告和注意事项 - 生物标志物信息 - 监管来源(FDA、EMA、PMDA 等) ### 9. 通路 **探索药代动力学和药效学通路:** ```python # 获取通路信息 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/pathway/PA146123006") # 华法林通路 pathway_data = response.json() # 按药物搜索通路 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/pathway", params={"drug": "warfarin"}) pathways = response.json() ``` **通路图显示:** - 药物代谢步骤 - 涉及的酶和转运蛋白 - 影响每个步骤的基因变异 - 对疗效/毒性的下游影响 - 与其他通路的相互作用 ## 查询工作流程 ### 工作流程 1: 药物处方的临床决策支持 1. **识别相关药物基因的患者基因型**: ```python # 示例: 患者为 CYP2C19 *1/*2(中间代谢者) response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/allele/CYP2C19*2") allele_function = response.json() ``` 2. **查询感兴趣药物的基因-药物对**: ```python response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair", params={"gene": "CYP2C19", "drug": "clopidogrel"}) pair_info = response.json() ``` 3. **检索 CPIC 指南以获取给药推荐**: ```python response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/guideline", params={"gene": "CYP2C19", "drug": "clopidogrel"}) guideline = response.json() # 推荐: IM/PM 的替代抗血小板治疗 ``` 4. **检查药物标签以获取监管指导**: ```python response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/drugLabel", params={"drug": "clopidogrel"}) label = response.json() ``` ### 工作流程 2: 基因面板分析 1. **获取临床面板中的药物基因列表**: ```python pgx_panel = ["CYP2C19", "CYP2D6", "CYP2C9", "TPMT", "DPYD", "SLCO1B1"] ``` 2. **对于每个基因,检索所有药物相互作用**: ```python all_interactions = {} for gene in pgx_panel: response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair", params={"gene": gene}) all_interactions[gene] = response.json() ``` 3. **筛选 CPIC 指南水平证据**: ```python for gene, pairs in all_interactions.items(): for pair in pairs: if pair.get('cpicLevel'): # 有 CPIC 指南 print(f"{gene} - {pair['drug']}: {pair['cpicLevel']}") ``` 4. **生成可操作的药物基因组学发现的患者报告**。 ### 工作流程 3: 药物安全性评估 1. **查询药物的药物基因组学关联**: ```python response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/chemical", params={"name": "abacavir"}) drug_id = response.json()[0]['id'] ``` 2. **获取临床注释**: ```python response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/clinicalAnnotation", params={"drug": drug_id}) annotations = response.json() ``` 3. **检查 HLA 关联和毒性风险**: ```python for annotation in annotations: if 'HLA' in annotation.get('genes', []): print(f"Toxicity risk: {annotation['phenotype']}") print(f"Evidence level: {annotation['evidenceLevel']}") ``` 4. **从指南和标签检索筛查推荐**。 ### 工作流程 4: 研究分析 - 人群药物基因组学 1. **获取人群比较的等位基因频率**: ```python response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/allele", params={"gene": "CYP2D6"}) alleles = response.json() ``` 2. **提取人群特异性频率**: ```python populations = ['European', 'African', 'East Asian', 'Latino'] frequency_data = {} for allele in alleles: allele_name = allele['name'] frequency_data[allele_name] = { pop: allele.get(f'{pop}_frequency', 'N/A') for pop in populations } ``` 3. **按人群计算表型分布**: ```python # 结合等位基因频率与功能以预测表型 phenotype_dist = calculate_phenotype_frequencies(frequency_data) ``` 4. **分析对多样化人群药物给药的影响**。 ### 工作流程 5: 文献证据审查 1. **搜索基因-药物对**: ```python response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair", params={"gene": "TPMT", "drug": "azathioprine"}) pair = response.json() ``` 2. **检索所有临床注释**: ```python response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/clinicalAnnotation", params={"gene": "TPMT", "drug": "azathioprine"}) annotations = response.json() ``` 3. **按证据水平和发表日期筛选**: ```python high_quality = [a for a in annotations if a['evidenceLevel'] in ['1A', '1B', '2A']] ``` 4. **提取 PMIDs 并检索完整参考文献**: ```python pmids = [a['pmid'] for a in high_quality if 'pmid' in a] # 使用 PubMed 技能检索完整引文 ``` ## 速率限制和最佳实践 ### 速率限制合规 ```python import time def rate_limited_request(url, params=None, delay=0.5): """进行速率限制的 API 请求(每秒最多 2 个请求)""" response = requests.get(url, params=params) time.sleep(delay) # 请求之间等待 0.5 秒 return response # 在循环中使用 genes = ["CYP2D6", "CYP2C19", "CYP2C9"] for gene in genes: response = rate_limited_request( "https://api.clinpgx.org/v1/gene/" + gene ) data = response.json() ``` ### 错误处理 ```python def safe_api_call(url, params=None, max_retries=3): """具有错误处理和重试的 API 调用""" for attempt in range(max_retries): try: response = requests.get(url, params=params, timeout=10) if response.status_code == 200: return response.json() elif response.status_code == 429: # 速率限制 wait_time = 2 ** attempt # 指数退避 print(f"Rate limit hit. Waiting {wait_time}s...") time.sleep(wait_time) else: response.raise_for_status() except requests.exceptions.RequestException as e: print(f"Attempt {attempt + 1} failed: {e}") if attempt == max_retries - 1: raise time.sleep(1) ``` ### 缓存结果 ```python import json from pathlib import Path def cached_query(cache_file, api_func, *args, **kwargs): """缓存 API 结果以避免重复查询""" cache_path = Path(cache_file) if cache_path.exists(): with open(cache_path) as f: return json.load(f) result = api_func(*args, **kwargs) with open(cache_path, 'w') as f: json.dump(result, f, indent=2) return result # 使用 gene_data = cached_query( 'cyp2d6_cache.json', rate_limited_request, "https://api.clinpgx.org/v1/gene/CYP2D6" ) ``` ## PharmDOG 工具 PharmDOG(原 DDRx)是 ClinPGx 的临床决策支持工具,用于解释药物基因组学测试结果: **关键功能:** - **表型转换计算器**: 调整表型预测以考虑影响 CYP2D6 的药物-药物相互作用 - **自定义基因型**: 输入患者基因型以获取表型预测 - **二维码共享**: 生成可共享的患者报告 - **灵活的指导来源**: 选择要应用的指南(CPIC、DPWG、FDA) - **多药物分析**: 同时评估多种药物 **访问**: 可在 https://www.clinpgx.org/pharmacogenomic-decision-support 获取 **用例:** - 临床解释药物基因组学面板结果 - 已知基因型患者的药物审查 - 患者教育材料 - 床边决策支持 ## 资源 ### scripts/query_clinpgx.py Python 脚本,包含常见 ClinPGx 查询的即用型函数: - `get_gene_info(gene_symbol)` - 检索基因详细信息 - `get_drug_info(drug_name)` - 获取药物信息 - `get_gene_drug_pairs(gene, drug)` - 查询基因-药物相互作用 - `get_cpic_guidelines(gene, drug)` - 检索 CPIC 指南 - `get_alleles(gene)` - 获取基因的所有等位基因 - `get_clinical_annotations(gene, drug, evidence_level)` - 查询文献注释 - `get_drug_labels(drug)` - 检索药物基因组学药物标签 - `search_variants(rsid)` - 按 rsID 搜索变异 - `export_to_dataframe(data)` - 将结果转换为 pandas DataFrame 查阅此脚本以获取实现示例和适当的速率限制及错误处理。 ### references/api_reference.md 全面的 API 文档,包括: - 完整的端点列表及参数 - 请求/响应格式规范 - 每个端点的示例查询 - 筛选运算符和搜索模式 - 数据架构定义 - 速率限制详情 - 身份验证要求(如任何) - 排查常见错误 需要详细 API 信息或构建复杂查询时参考此文档。 ## 重要说明 ### 数据来源和集成 ClinPGx 整合了多个权威来源: - **PharmGKB**: 策展的药物基因组学知识库(现为 ClinPGx 的一部分) - **CPIC**: 基于证据的临床实施指南 - **PharmCAT**: 等位基因调用和表型解释工具 - **DPWG**: 荷兰药物遗传学指南 - **FDA/EMA 标签**: 监管药物基因组学信息 截至 2025 年 7 月,所有 PharmGKB URL 都重定向到相应的 ClinPGx 页面。 ### 临床实施考虑 - **证据水平**: 临床应用前始终检查证据强度 - **人群差异**: 等位基因频率在不同人群中差异显著 - **表型转换**: 考虑影响酶活性的药物-药物相互作用 - **多基因效应**: 某些药物受多个药物基因影响 - **非遗传因素**: 年龄、器官功能、药物相互作用也影响反应 - **测试局限性**: 并非所有临床相关等位基因都被所有检测检测到 ### 数据更新 - ClinPGx 随着新证据和指南的出现持续更新 - 检查临床注释的发表日期 - 监控 ClinPGx 博客(https://blog.clinpgx.org/)获取公告 - 随着新证据的出现更新 CPIC 指南 - PharmVar 提供等位基因定义的命名法更新 ### API 稳定性 - API 端点相对稳定,但可能在开发期间发生变化 - 参数和响应格式可能被修改 - 监控 API 更改日志和 ClinPGx 博客以获取更新 - 考虑为生产应用固定版本 - 在生产部署前测试 API 更改 ## 常见用例 ### 预防性药物基因组学测试 查询所有临床可操作的基因-药物对以指导面板选择: ```python # 获取所有 CPIC 指南对 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair", params={"cpicLevel": "A"}) # A 级推荐 actionable_pairs = response.json() ``` ### 药物治疗管理 根据已知基因型审查患者药物: ```python patient_genes = {"CYP2C19": "*1/*2", "CYP2D6": "*1/*1", "SLCO1B1": "*1/*5"} medications = ["clopidogrel", "simvastatin", "escitalopram"] for med in medications: for gene in patient_genes: response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair", params={"gene": gene, "drug": med}) # 检查相互作用和给药指导 ``` ### 临床试验资格 筛查药物基因组学禁忌症: ```python # 阿巴卡韦试验前检查 HLA-B*57:01 response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair", params={"gene": "HLA-B", "drug": "abacavir"}) pair_info = response.json() # CPIC: HLA-B*57:01 阳性时不要使用 ``` ## 其他资源 - **ClinPGx 网站**: https://www.clinpgx.org/ - **ClinPGx 博客**: https://blog.clinpgx.org/ - **API 文档**: https://api.clinpgx.org/ - **CPIC 网站**: https://cpicpgx.org/ - **PharmCAT**: https://pharmcat.clinpgx.org/ - **ClinGen**: https://clinicalgenome.org/ - **联系方式**: api@clinpgx.org(用于大量 API 使用)