薬理遺伝学は，遺伝子構成による薬物反応の多様性を扱う学問である。
薬物代謝酵素の活性は，健常者でも大きく異なることが多く，それが代謝を極めて多様にする。薬物消失速度は最大で40倍までばらつく。遺伝因子および加齢がこれらのばらつきの原因であると思われる。
薬理遺伝学的な変異（例，アセチル化，加水分解，酸化，または薬物代謝酵素における変異）が臨床効果に影響を及ぼすことがある（薬理遺伝学的変化の例を参照）。例えば，特定の薬物が速やかに代謝される患者では，治療濃度を達成するのにより高用量かつより頻回の投与が必要になる場合があり，また特定の薬物の代謝が遅い患者では，毒性を回避するためにより低用量かつ低頻度の投与が必要になる場合がある（特に安全域が狭い薬物の場合）。例えば，アザチオプリン療法を必要とする炎症性腸疾患の患者については，現在では薬物療法の最適な開始用量を決定するために，チオプリンメチルトランスフェラーゼ（TPMT）の遺伝子型を調べる検査をルーチンに行うようになっている。大半の遺伝学的差異は薬物療法に先立って予測することができないが，ますます多くの薬剤（例，カルバマゼピン，クロピドグレル，ワルファリン）について，有効性および毒性のリスクの変化が特定の遺伝学的変異と特異的に関連していることが示されている。また，多くの環境因子や発達因子が互いにまたは遺伝因子と相互作用を起こすことで，薬物反応に影響を及ぼすこともある（相互作用して患者間に薬物反応の差異を生じることがある遺伝，環境，および発達因子の図を参照）。
薬理遺伝学的変異の例
変化 | 頻度 | 影響の例 |
|---|---|---|
アセチル化，急速 | — | アセチル化される薬物（例，イソニアジド）で期待する治療効果を得るのに，より高用量またはより頻回の投与が必要になる |
アセチル化，緩徐（肝N-アセチルトランスフェラーゼによる薬物の不活化） | 米国人口の約50％ | アセチル化される薬物の有害作用（例，イソニアジドによる末梢神経炎；ヒドララジンまたはプロカインアミドによるループス）について感受性を増大させる |
アルデヒド脱水素酵素2欠損症 | 日本人，中国人，および他のアジア人集団の約50％ | 飲酒により血中アセトアルデヒド濃度が著しく上昇し，顔面紅潮，心拍数の増加，発汗，筋力低下のほか，ときにカテコラミンを介して多幸感を伴う血管拡張を引き起こす |
CYP2C9遺伝子多型 | ある研究では30％ 東アジア人により多くみられる | クロピドグレルの酵素による活性化の阻害は，抗血小板作用の減弱と高リスク患者における血栓症リスクの増大につながる |
G6PD欠損症 | アフリカ系男性の10％ 地中海沿岸出身の人々で有病率が高い | 特定の抗マラリア薬（例，クロロキン，プリマキン）などの酸化性の薬物を使用すると，溶血性貧血のリスクが増大する |
CYP2C9およびVKORC1（vitamin K epoxide reductase complex subunit 1）の遺伝子多型 | 任意の集団の約50％が少なくとも1つのアレルを保有している | ワルファリンの作用を増強させ，*出血イベントのリスクを増大させる |
HLA-B*1502 | 主に白人から成る国々で1～6/10,000 一部のアジア諸国では，約10倍高い | 重篤な皮膚反応（例，スティーブンス-ジョンソン症候群）を含む，カルバマゼピンに対する有害反応のリスクを増大させる |
血漿偽コリンエステラーゼ欠損症 | 約1500人に1人 | スキサメトニウムの不活化が阻害される スキサメトニウムを従来の用量で投与すると，遷延性の呼吸筋麻痺が生じるほか，ときに代替経路による消失までの機械的人工換気を必要とする遷延性の無呼吸を来すことがある |
* ある研究では，CYP2C9またはVKORC1遺伝子の多様性でワルファリン投与量のばらつきの約40％が説明できた。 | ||
相互作用して患者間に薬物反応の差異を生じることがある遺伝，環境，および発達因子
