ClinPGx 数据库

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:

uv pip install requests

API 端点

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:

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:

# 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:

# 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:

# 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:

# 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:

# 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):**

# 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:

# 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:

# 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:

   # 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()

1. 查询感兴趣药物的基因-药物对:

   response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair",
                          params={"gene": "CYP2C19", "drug": "clopidogrel"})
   pair_info = response.json()

1. 检索 CPIC 指南以获取给药推荐:

   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

1. 检查药物标签以获取监管指导:

   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:

   pgx_panel = ["CYP2C19", "CYP2D6", "CYP2C9", "TPMT", "DPYD", "SLCO1B1"]

1. 对于每个基因,检索所有药物相互作用:

   all_interactions = {}
   for gene in pgx_panel:
       response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair",
                              params={"gene": gene})
       all_interactions[gene] = response.json()

1. 筛选 CPIC 指南水平证据:

   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']}")

1. 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:

   response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/chemical",
                          params={"name": "abacavir"})
   drug_id = response.json()[0]['id']

1. 获取临床注释:

   response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/clinicalAnnotation",
                          params={"drug": drug_id})
   annotations = response.json()

1. 检查 HLA 关联和毒性风险:

   for annotation in annotations:
       if 'HLA' in annotation.get('genes', []):
           print(f"Toxicity risk: {annotation['phenotype']}")
           print(f"Evidence level: {annotation['evidenceLevel']}")

1. 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:

   response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/allele",
                          params={"gene": "CYP2D6"})
   alleles = response.json()

1. 提取人群特异性频率:

   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
       }

1. 按人群计算表型分布:

   # 结合等位基因频率与功能以预测表型
   phenotype_dist = calculate_phenotype_frequencies(frequency_data)

1. 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:

   response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/geneDrugPair",
                          params={"gene": "TPMT", "drug": "azathioprine"})
   pair = response.json()

1. 检索所有临床注释:

   response = requests.get("https://api.clinpgx.org/v1/clinicalAnnotation",
                          params={"gene": "TPMT", "drug": "azathioprine"})
   annotations = response.json()

1. 按证据水平和发表日期筛选:

   high_quality = [a for a in annotations
                   if a['evidenceLevel'] in ['1A', '1B', '2A']]

1. 提取 PMIDs 并检索完整参考文献:

   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

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

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

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:

# 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:

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:

# 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)