药物代谢和反应的各个环节都受到相应基因的控制。基因突变影响药物代谢和反应的环节：①膜蛋白异常会对药物吸收产生影响；②血清蛋白缺乏影响药物在体内的分布；③受体异常使药物与靶细胞不能发生正常的药效应；④代谢酶异常会对药物的生物转化和降解产生影响。

1．异烟肼代谢

异烟肼在体内主要通过N-乙酰基转移酶（N-acetyltransferase, NAT）催化成为乙酰化异烟肼而失活。人群对异烟肼分为快灭活者（rapidinactivator）和慢灭活者（slow inactivator）。慢灭活者是由于N-乙酰基转移酶的遗传性缺陷所致，属常染色体隐性遗传。

N-乙酰基转移酶基因簇定位于8p21.1-p23.1。共有三个基因：NAT1、NAT2和ANTP。其中，NAT2编码的酶催化异烟肼等药物的乙酰化，目前已发现NAT2存在7种错义突变，这些突变的不同组合构成至少15种不同的NAT2突变等位基因。各种NAT2突变等位基因的组合可导致N-乙酰基转移酶不稳定，活性降低，成为慢灭活者；而NAT2野生型等位基因的纯合子或杂合子则形成快灭活者。

2．琥珀酰胆碱敏感性

琥珀酰胆碱敏感性是由于患者血浆丁酰胆碱酯酶活性缺乏，水解琥珀酰胆碱速度缓慢，以致神经肌接头处原药过多，引起呼吸肌持续性麻痹所致。属常染色体隐性遗传。

BCHE基因定位于3q26.1-3q26.2，基因突变类型很多，最常见的非典型突变是A209G，使BCHE第70位天冬氨酸被甘氨酸取代，引起酶活性降低。基因突变产生的变异型丁酰胆碱酯酶与其底物的结合力比正常丁酰胆碱酯酶低，因而水解琥珀酰胆碱的效力差。

3．葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（glucose-6-phosphatedehydrogenase, G6PD）缺乏症是一种以急性溶血性贫血为主要表现的酶缺陷性遗传病。主要在食用蚕豆、服用伯氨喹啉等具有氧化性的药物或感染时诱发。

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症发病机理：G6PD缺乏使磷酸戊糖旁路不能正常进行，NADPH生成减少，GSH含量降低，H2O2含量增加，红细胞抗氧化能力降低易被破坏而发生溶血。

G6PD缺乏症属于X连锁不完全显性遗传，男性半合子酶显著缺乏而成为患者，女性杂合子酶活性变异范围大，可接近正常也可显著缺乏。G6PD基因定位于Xq28，突变具有高度的遗传异质性。

根据酶活性及临床表现可将G6PD变异型分为5大类：①酶活性严重缺乏伴先天性非球形细胞溶血性贫血：酶活性几乎为0，无诱因亦可发生慢性溶血；②酶活性严重缺乏（﹤正常的10%）伴代偿性溶血：摄食蚕豆、服用伯氨喹啉类药物和感染可诱发急性溶血；③酶活性轻度至中度缺乏（正常的10%～60%）：伯氨喹啉类药物可致溶血；④酶活性轻度降低或正常（正常的60%～100%）：一般不发生溶血；⑤酶活性增高：此类极为罕见，且无临床症状。

4．异喹胍-金雀花碱代谢多态性

异喹胍-金雀花碱等药物的代谢受控于细胞色素氧化酶P4502D6（CYP2D6），可分为强代谢者（extensive metabolizer, EM）和弱代谢者（poor metabolizer, PM）。

CYP2D6的弱代谢表型为常染色体隐性遗传。CYP2D6基因定位于22q13.1，突变具有高度遗传异质性。CYP2D6突变基因纯合子可导致野生型基因（CYP2D6-wt）活性消失，出现弱代谢表型。

CYP2D6弱代谢者由于药物代谢能力下降，可导致用药后毒副作用增多；而对于某些需要CYP2D6激活的药物，弱代谢者则不容易达到预期的药效。

5．恶性高热

恶性高热（malignant hyperthermia, MH）主要是由使用全身性吸入麻醉剂或肌肉松驰剂所触发的骨骼肌异常高代谢状态。在麻醉剂等诱因作用下患者骨骼肌细胞中肌浆网释放过量Ca2+，导致肌浆内Ca2+急剧增高是恶性高热各种症状产生的主要原因。

恶性高热是由受体缺陷引起的药物反应异常性疾病，为常染色体不完全显性遗传，有遗传异质性。雷诺定（ryanodine）受体基因（RYR1）突变是该病产生的主要遗传机制。