药物基因组学临床应用主要包括：根据基因多态性对药物效应、不良反应的影响，选择合适的药物以及调整给药剂量。

有些前体药物（prodrug)在体内需要在代谢酶的作用下才能转化成活性药物。当药物代谢酶基因出现变异，导致酶活性降低或缺乏时，前体药物在体内产生的活性成分减少，药物效应就会降低或无效。因此，药物代谢酶基因多态性，决定了药物的临床选择。氯吡格雷为无活性的前体药物，需经肝细胞内细胞色素P450酶系活化，其中约85%被酯酶转化为无活性的代谢产物，仅约15%氯吡格雷被活化生成具有活性的代谢产物而发挥其抗血小板的药理作用。影响氯吡格雷活化的P450酶主要为CYP2C19。 CYP2C19弱代谢人群中，由于缺乏CYP2C19酶活性而不能将氯吡格雷转化为活性代谢产物发挥抗凝作用。因此， CYP2C19弱代谢人群中，不能使用氯吡格雷抗凝。可待因在体内需要经过CYP2D6代谢转化成吗啡才能发挥镇痛等药理作用。在 CYP2D6弱代谢人群中，由于缺乏CYP2D6酶活性而不能将可待因转化生成吗啡。因此， CYP2D6弱代谢人群中，不能使用可待因镇痛。

随着药物基因组学和分子病理、遗传学等技术的发展，越来越多的疾病依据分子靶标被精确地划分为不同的亚型，而针对各个靶标的分子靶向药物则实现了对疾病的精准治疗，且在提高疗效的同时可减少副作用。与之相应的药物基因组靶点的分子分型也被称为临床用药前的常规检查。首个乳腺癌分子靶向制剂曲妥珠单抗的上市，极大地推动了分子靶向药物的研究，也促进了临床药物基因组学与个体化治疗的发展。

在 HER2扩增阳性的乳腺癌患者中，使用曲妥珠单抗疗效优于 HER2扩增阴性的乳腺癌患者。进一步研究也发现，曲妥珠单抗对 HER2扩增阳性的胃癌患者也有效。FDA已于2010年批准曲妥珠单抗用于治疗胃癌 HER2扩增阳性的患者。吉非替尼为首个小分子表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂，其通过与 EGFR胞内的激酶区结合，抑制酪氨酸激酶的活性，从而发挥抗肿瘤作用。IPASS研究显示吉非替尼在亚洲人群、不吸烟/轻度吸烟、腺癌的患者中疗效更好，进一步研究提示在腺癌患者中 EGFR突变比例较高。现已阐明在 EGFR基因第19外显子缺失、第21外显子突变（L858R)和第18外显子突变（G719X)的患者中，使用小分子酪氨酸激酶抑制剂效果较好。IPASS研究成果不仅开创了非小细胞肺癌靶向治疗的时代，也提示了小分子靶向制剂使用的种族差异。目前在中国人群中使用的肿瘤分子靶向药物主要有小分子表皮生长因子受体（ EGFR)酪氨酸激酶抑制剂、抗 EGFR的单克隆抗体、抗 HER-2的靶向药物、 BCR-ABL酪氨酸激酶抑制剂、 ALK激酶抑制剂等。

有些基因多态性，并不是发生在与药物代谢或作用靶点相关的基因上，来影响药物的效应、决定药物的疗效。替莫唑胺用于胶质瘤的治疗，其通过引起DNA双链断裂，导致肿瘤细胞凋亡而发挥抗肿瘤作用。O6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶是一种DNA修复酶，起到维持细胞内DNA稳定的作用。因此，细胞内O6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶的表达水平与替莫唑胺疗效密切相关，其表达水平增加可导致替莫唑胺耐药。细胞内O6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶在组织中的表达水平与其启动子的甲基化程度成反比。因此，根据O6-甲基鸟嘌呤-DNA-甲基转移酶启动子的甲基化水平，即可判断是否可用替莫唑胺治疗。

药物不良反应是指因药物本身的作用或药物间相互作用而产生的与用药目的无关而又不利于患者的各种反应，包括副作用、毒性反应、后遗效应、变态反应、继发反应和特异质反应等。药物不良反应有多种分类方法，通常按其与药理作用有无关联而分为两类：A型（量变型异常)和B型（质变型异常)。A型药物不良反应又称为剂量相关的不良反应，主要是由药物的药理作用过程所致，特点是可以预测，与剂量有关，发生效率较高，但死亡率很低，如抗凝药物所致的出血等。B型是与正常药理作用完全无关的一种异常反应，难以预测，发生率很低，但死亡率高。

A型不良反应，一般根据基因多态性调整给药剂量即可避免，将在后文叙述。B型不良反应，一般需要换药。临床常见的与B型不良反应相关的基因，包括：①6-磷酸葡萄糖脱氢酶：红细胞6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏引起的伯氨喹、拉布立酶等药物所致的急性溶血性贫血。② HLA-B等位基因： HLA-B ^* 15： 02等位基因引起的卡马西平所致的严重皮肤不良反应史蒂文斯-约翰逊综合征（Stevens-Johnson，SJS)/中毒性表皮坏死松解症（Toxic epidermal necrolysis，TEN)、 HLA-B ^* 13： 01等位基因引起的氨苯砜所致药物超敏综合征、 HLA-B ^* 57： 01等位基因引起的氟氯西林所致的肝损伤。③线粒体DNA：线粒体DNA 12S rRNA遗传多态引起的氨基糖苷类抗生素所致的耳毒性。

药物转运体、代谢酶基因多态性可影响自身的活性，进而影响其底物的血药浓度，最终可能导致药物疗效和毒性反应的差异。而药物作用靶点的变异，可直接影响药物效应。因此，临床上常需要根据基因多态性调整给药剂量。

当药物代谢酶、转运体、作用靶点出现变异时，常常影响到药物的代谢或效应。前面已提到 CYP2C19弱代谢人群，由于缺乏CYP2C19酶活性而不建议使用氯吡格雷进行抗凝治疗。而当 CYP2C19为中等代谢型时，酶的活性降低，氯吡格雷代谢减慢，要达到预期的抗凝效果，就要增加氯吡格雷的给药剂量。

对治疗窗窄的药物或细胞毒性药物，药物代谢酶、转运体、作用靶点的变异，容易导致A型不良反应的发生。伊立替康应用于结直肠癌等实体瘤的化疗，其活性代谢产物SN-38主要经UGT1A1灭活，从而使正常细胞免受SN-38毒性的影响。 UGT1A1基因常见的多态性位点为 ^*28和 ^*6，导致酶活性降低，对SN-38代谢能力减弱，使得SN-38在体内集聚增多，毒性风险增加。在 UGT1A1突变的患者中，使用伊立替康应减少给药剂量。

在很多情况下，药物的作用并非仅由遗传因素决定，往往还受年龄、体重等多种因素的影响。综合多因素的个体化给药模型，是未来药物基因组学的发展趋势。华法林是这一现象研究中的经典范例。华法林治疗窗窄，个体差异大，易导致出血等不良事件的发生。华法林是由 S型和 R型对映体组成的消旋体，其中 S型为主要活性成分。 S型主要由CYP2C9代谢，其遗传多态位点（ ^*3)能显著影响到 S型的血药浓度。维生素K环氧化物还原酶复合物亚基1（VKORC1)是华法林作用的靶点，其遗传多态位点（-1639G>A)能显著影响华法林的抗凝效应。国际华法林药物基因组协会（The International Warfarin Pharmacogenetics Consortium，IWPC)根据遗传信息、年龄、身高、体重等信息建立了华法林个体化给药剂量预测模型{每周华法林剂量=[5.6044-0.2614×年龄（每 10岁)+0.0087×身高（cm)+0.0128×体重（kg)-0.8677× VKORC1 A/G-1.6974×VKORC 1 A/A-0.4857×未知的VKORC1-0.5211 ×CYP2C9 ^*1/ ^*2-0.9357×CYP2C9 ^*1/ ^*3-1.0616×CYP2C9 ^*2/ ^*2-1.9206×CYP2C9 ^*2/ ^*3-2.3312×CYP2C9 ^*3/ ^*3-0.2188×未知的CYP2C9 -0.1092×亚洲人群-0.2760×非洲人群/非裔美国人-0.1032×未知人群+1.1816×酶诱导剂-0.5503×胺碘酮] ²}。根据该模型可以精确计算出华法林的初始给药剂量，避免过度抗凝或抗凝不足。如一房颤患者，男性、年龄68岁、身高170cm、体重62kg、 CYP2C9基因为野生型（ ^*1/ ^*1)、 VKORC1基因为杂合子（-1639GA)，未有其他合并用药，根据计算该患者初始华法林使用剂量应为4mg/d。