CC BY
4УДК 616.8-085.2/.3
АНАЛИЗ ЧАСТОТЫ ВСТРЕЧАЕМОСТИ ПОЛИМОРФНЫХ АЛЛЕЛЕЙ ГЕНОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С БИОТРАНСФОРМАЦИЕЙ И МЕХАНИЗМОМ ДЕЙСТВИЯ КЛОПИДОГРЕЛА, С УЧЕТОМ ИХ РОЛИ ВО ВТОРИЧНОЙ ПРОФИЛАКТИКЕ ИНФАРКТА МОЗГА У ПАЦИЕНТОВ В ВОЗРАСТЕ ОТ 18 ДО 45 ЛЕТ
ВИТКОВСКИЙ ФЕДОР АЛЕКСАНДРОВИЧ
Врач-невролог (заведующий отделением) консультативно-поликлинического отделения Республиканского научно-практического центра неврологии и нейрохирургии,
Минск, Республика Беларусь
Аннотация:С применением ПЦР-ПДРФ (полиморфизм длин рестрикционных фрагментов) анализа, а также аллель-специфичной ПЦР с линейными разрушаемыми пробами (TaqMan) изучена частота полиморфных аллелей генов CYP2C19, ABCB1, ассоциированных с биотрансформацией и механизмом действия клопидогрела у 139 пациентов с инфарктом головного мозга в возрасте от 18 до 45 лет.
С учетом полиморфизма аллелей CYP2C19*2 и CYP2C19*3 пациенты с замедленным и низким метаболизмом и риском ишемических событий составили 20,1% и 0,7%. По аллели CYP2C19*17 повышенный и высокий метаболизм клопидогрела с риском кровотечений отмечен у 43,2% и 5,03%. С учетом полиморфизма аллели c.3435C>T ABCB1 у 51,8% выявлен повышенный, у 25,9% - высокий риск кровотечений. Установлены шчетания генотипов CYP2C19 и ABCB1, при которых вероятность неблагоприятных исходов особенно возрастает вследствие замедления метаболизма клопидогрела (у 17,98%) и снижения скорости выведения последнего (у 37,41% пациентов).
Заключение: Персонализированный подход с учетом фармакогенетических маркеров позволит заранее прогнозировать фармакологический ответ на лекарственное средство и определять тактику вторичной медицинской профилактики.
Ключевые слова: инфаркт головного мозга, клопидогрел, полиморфные варианты генов CYP2C19, АВСВ1, вторичная медицинская профилактика.
На сегодняшний день инфаркт головного мозга (ИГМ) остается основной причиной смертности и инвалидности во всем мире [1]. ИГМ является основной причиной инвалидности, оказывая большое влияние на качество жизни пациентов и их родственников. По оценкам, от 10% до 20% всех ИГМ происходят в молодом возрасте (МВ) от 18 до 50 лет [2]. В отличие от ИГМ у пожилых людей, заболеваемость ИГМ в МВ растет во всем мире [3].
Лекарственные средства (ЛС), снижающие риск ИГМ, в том числе повторного, назначаются во многих случаях пожизненно. Одним из лекарственных средств, которые используются для вторичной профилактики ИГМ в качестве антиагреганта является клопидогрел. Эффективность дозировки зависит от целого ряда факторов, среди которых один из важнейших - способность пациента усваивать и метаболизировать препарат.
ДАНИЛЕНКО НИНА ГЕНУСОВНА
Научный сотрудник Института генетики и
цитологии Национальной академии наук Беларуси, Минск, Республика Беларусь
СИДОРОВИЧ ЭМИЛИЯ КОНСТАНТИНОВНА
Профессор кафедры нервных и нейрохирургических болезней БГМУ, Минск, Республика Беларусь
Введение:
Фармакокинетические свойства клопидогрела зависят от структурных полиморфизмов генов CYP2C19, ABCB1. На сегодняшний день целесообразным является определение аллельного статуса гена CYP2C19 - гена ферментной системы цитохрома Р-450 (CYP) и аллельного статуса гена ABCB1 (MDR1, multi-drug resistance) как основного гена, кодирующего клеточный трансмембранный белок-транспортер Р-гликопротеин, который выводит из клеток широкий спектр ксенобиотических, в том числе лекарственных, соединений.
Однако частота полиморфных аллелей данных генов у пациентов с ИГМ в МВ остается недостаточно изученной. В клинической практике фармакогенетическое тестирование на предмет выявления пациентов с риском замедленной и ускоренной активации клопидогрела (CYP2C19) и снижения скорости выведения последнего (ABCB1) не получило широкого распространения.
Цель: Изучить частоту полиморфных аллелей генов CYP2C19, ABCB1, ассоциированных с биотрансформацией и механизмом действия клопидогрела во вторичной профилактике инфаркта мозга у пациентов в возрасте от 18 до 45 лет.
Материалы и методы: Объектом исследования были 139 пациентов с ИГМ в возрасте от 18 до 45 лет. Для генотипирования пациентов были использованы методы ПЦР-ПДРФ анализа, а также аллель-специфичной ПЦР с линейными разрушаемыми пробами (TaqMan).
Для выполнения генотипирования были выбраны следующие полиморфные локусы.
1. Для гена ферментной системы цитохрома Р-450 CYP2C19: a681G>A (rs4244258); c.636G>A (rs4986893); c.806C>T (rs12248560).
2. Для гена ABCB1, P-гликопротеин (MDR1): c.3435 C>T (rs 1045642).
Результаты исследования:
Как видно из таблицы 1, у 28 (20,1%) пациентов с ИГМ в МВ выявлено гетерозиготное *1/*2 (681GA) носительство аллели CYP2C19*2 (681A), вызывающей, дефект сплайсинга и тем самым снижающей терапевтический эффект клопидогрела. Сплайсинг - это процесс созревания РНК, при котором вырезаются определенные участки гена и «сшиваются» те, которые впоследствии станут матрицей для синтеза белка. При дефекте сплайсинга белок, созданный по «ошибочной» матрице, не может выполнять свои функции в организме.
У одного (0,7%) пациента отмечено гомозиготное *2/*2 (681AA) носительство аллели CYP2C19*2 (681A), что имеет большое значение, так как у пациента с двумя «нулевыми по активности» аллелями повышен риск полной резистентности к клопидогрелу. Выявлено 110 (79,1%) пациентов, несущих аллель «дикого типа» в гомозиготном состоянии *1/*1 (681GG), которая определяет нормальный метаболизм клопидогрела.
Среди обследованных пациентов у 60 (43,2%) выявлено гетерозиготное *1/*17 (806CT) носительство аллели CYP2C19*17 (806T) свидетельствующее об ускоренной активации клопидогрела. Выявлено семь (5,03%) гомозиготных *17/*17 (806TT) носителей аллели CYP2C19*17 (806T), клопидогрел у которых метаболизируется аномально быстро, превращаясь в активную форму, что повышает риск кровотечения у лиц с данным генотипом. Выявлено 72 (51,8%) пациента несущих аллель «дикого типа» в гомозиготном состоянии *1/*1 (806CC), которая определяет нормальный метаболизм клопидогрела.
У 72 (51,8%) выявлено гетерозиготное (3435 CT) носительство однонуклеотидной замены (c.3435C>T) ABCB1, что может повышать риск геморрагических осложнений. Особенно высок риск кровотечения при приеме клопидогрела у 36 (25,9%) пациентов гомозиготным (3435TT) генотипом ABCB1.
Таблица 1
Результаты генотипирования по полиморфным локусам генов CYP2C19, ABCB1 ассоциированных с эффективностью клопидогрела
CYP2C19*2 CYP2C19*3 CYP2C19*17 ABCB1
c.681G>A c.636G>A c.806C>T c.3435C>T
(rs4 244285) (rs4986893) (rs12248560) (rs1 1045642)
генотип n генотип n генотип n генотип n
GG 110 GG 139 CC 72 CC 31
GA 28 GA 0 CT 60 CT 72
AA 1 AA 0 TT 7 TT 36
В клинической практике целесообразно проводить оценку потенциальных влияний клопидогрела с учетом всех возможных комбинаций полиморфных аллей генов СУР2С19 + АВСВ1. В таблице 2 представлены результаты генотипирования с учетом сочетания генотипов СУР2С19 + АВСВ1.
Таблица 2
Результаты генотипирования по полиморфным локусам генов CYP2C19 + АВСВ1 ассоциированных с эффективностью клопидогрела
ABCB1 c.3435C>T (rs1045642) CYP2C19 c.681G>A (rs4244285) CYP2C19 c.806C>T (rs12248560)
*1/*1/ 681GG *1/*2 681GA *2/*2 681AA *1/*1 806CC *1/*17 806CT *17/*17 806TT
CC 27 4 0 16 12 3
CT 56 15 1 35 33 4
TT 27 9 0 21 15 0
При сочетаниях определенных генотипов с полиморфными аллелями генов CYP2C19 и АВСВ1 вероятность неблагоприятных исходов ИГМ возрастает вследствие замедления метаболизма клопидогрела (CYP2C19), которая приводит к ишемическим осложнениям и снижения скорости выведения (АВСВ1), ускоренной активации (СУР2С19) последнего, приводящее к геморрагическим осложнениям:
При следующих сочетаниях генотипов CYP2C19 и АВСВ1 вероятность неблагоприятных исходов ИГМ вследствие ишемических осложнений возрастает (п=25/17,98%):
СУР2С19*1/*2 + АВСВ1 С3435/Т3435 (п=15);
СУР2С19*2/*2 + АВСВ1 С3435/Т3435 (п=1);
СУР2С19*1/*2 + АВСВ1 Т3435/Т3435 (п=9);
СУР2С19*2/*2 + АВСВ1 Т3435/Т3435 (п=о).
При следующих сочетаниях генотипов СУР2С19 и АВСВ1 вероятность неблагоприятных исходов ИГМ вследствие геморрагических осложнений возрастает (п=52/ 37,41%):
СУР2С19*1/*17 + АВСВ1 С3435/Т3435 (п=33);
СУР2С19*17/*17 + АВСВ1 С3435/Т3435 (п=4);
СУР2С19*1/*17 + АВСВ1 Т3435/Т3435 (п=15);
СУР2С19*17/*17 + АВСВ1 Т3435/Т3435 (п=о).
Полученные результаты являются объективным основанием для решения вопроса о коррекции схем вторичной медицинской профилактики ИГМ с учетом возможного риска ишемических и геморрагических осложнений.
Клопидогрел - антиагрегант, широко применяемый для первичной и вторичной медицинской профилактики ИГМ, особенно для пациентов с высокой коморбидностью,
например, наличием атеросклероза сосудов нижних конечностей, после кардио- и ангиохирургических вмешательств. Препарат представляет собой производное тиенопиридина, который избирательно и необратимо подавляет связывание аденозиндифосфата с рецепторами тромбоцитов ADP P2Y12 и воздействует при этом на ADP-зависимую активацию комплекса GPIIb-IIIa, являющегося основным рецептором фибриногена [4, 5].
Клопидогрел является неактивным «пропрепаратом», 85% дозы которого расщепляется эстеразами, не выполняя терапевтической функции. 15% дозы клопидогрела после всасывания в тонком кишечнике подвергаются воздействию нескольких цитохромов, основным из которых является фермент CYP2C19 и путем двухстадийной окислительной реакции превращаются в активный антиагрегант. Метаболизированный клопидогрел необратимо связывается с рецепторами тромбоцитов ADP P2Y12, ингибируя тем самым их агрегацию.
Как известно, цитохромам P450 (CYP) принадлежит ключевая роль в метаболизме многих ЛС, в том числе и клопидогрела. Ген CYP2C19 (цитохром P450, семейство 2, подсемейство C, полипептид 19) кодирует фермент CYP2C19 - изофермент семейства цитохрома P450, который вовлечен в метаболизм различных биологических субстратов, включая жирные кислоты, стероиды и холестерол, а также некоторых ЛС (антикоагулянтов, антидепрессантов, антитромбоцитарных препаратов и др.). Среди цитохромов Р450 чаще всего с пониженной чувствительностью к ряду препаратов, в том числе и к клопидогрелу связывают полиморфизм гена CYP2C19.
В гене CYP2C19, кодирующем одноименный фермент, описано более 24 аллельных вариантов и ряд субвариантов. Существуют аллели CYP2C19, кодирующие образование фермента со сниженной или отсутствующей функцией. Аллели CYP2C19, несущие однонуклеотидную замену с.68Ш>А (681A) и c.636G>A (636A), ведут к утрате функции фермента и обозначаются как CYP2C19*2 и CYP2C19*3 соответственно. Замена одного нуклеотида влечет за собой образование преждевременного стоп-кодона. Таким образом, получается неактивный (укороченный) фермент CYP2C19. Аллели CYP2C19*2 и CYP2C19*3 являются нулевыми, т.е. отличаются полной потерей активности фермента [6]. Аллели CYP2C19*2 и CYP2C19*3 определяют более 99% всех LOF (loss-of-function) аллелей данного гена, хотя и встречаются с разной частотой у разных этнических групп. Основные (неизмененные) варианты гена или аллели «дикого типа» обозначается как CYP2C19*1 (681G и 636G).
Частота аллелей слабых (нулевых) метаболизаторов достигает, согласно публикациям, 13-23% в Азии, 1-8% среди европейского населения и у темнокожих африканцев. Из вариантов генотипов с нулевой активностью фермента наиболее частым является аллель CYP2C19*2, лица несущие аллели в любом сочетании являются плохими метаболизаторами
В нашем исследовании слабые (нулевые) метаболизаторы по аллели CYP2C19*2 выявлены у 28 пациентов (20,1%) в гетерозиготном *1/*2 (681GA) и у одного (0,7%) - в гомозиготном *2/*2 (681AA) состоянии. Что касается аллели CYP2C19*3, то ни гомо- *3/*3 (636AA), ни гетерозиготных *1/*3 (636GA) носителей данной аллели не обнаружено. Лица с гомозиготными *1/*1 (681GG) и *1/*1 (636GG) генотипами, характеризующиеся нормальными скоростями метаболизма клопидогрела в нашем исследовании составили 79,1% и 100% соответственно.
Аллель CYP2C19, несущая однонуклеотидную замену c.806C>T (806T), обозначается CYP2C19*17. Данная аллель отличается от всех других перечисленных вариантов сверхвысокой метаболической активностью [8, p. 913-958], причем частота этой аллели в Европе достигает 18%, тогда как в Азии (Китай) гораздо меньше - 4% [9]. У лиц - гомозигот *17/*17 (806TT) по аллели CYP2C19*17 клопидогрел метаболизируется аномально быстро, превращаясь в активную форму, что повышает риск кровотечения у носителей данного
[7].
генотипа. В нашем исследовании частота встречаемости данных гомозигот составила 7 (5,03%). Основной (неизмененный) вариант гена или аллель «дикого типа» обозначается как CYP2C19*1 (806C). В нашем исследовании 72 (51,8%) пациента несут данную аллель в гомозиготном *1/*1 (806СС) состоянии.
Таким образом, рекомендуется корректировка доз и режима назначаемого клопидогрела: пациентам с аллелями CYP2C19*2 и CYP2C19*3 в их гомо- и гетерозиготном состоянии дозу препарата следует увеличивать или применять другие антиагреганты, метаболизм которых не зависит от активности фермента CYP2C19. У гомозиготных *17/*17 (806TT), а также и у гетерозиготных *1/*17 (806CT) носителей аллели CYP2C19*17 во избежание кровотечения доза препарата должна быть снижена.
Присутствие LOF аллелей CYP2C19 ассоциируется с высокой остаточной активностью (HPR) тромбоцитов при терапии клопидогрелем. Важно отметить, что увеличение при этом дозы препарата до 150 мг (по сравнению с исходной - 75 мг) оказывается недостаточным для устранения HPR. В большом исследовании ELEVATE-TIMI 56 показано, что доза клопидогреля 225 или 300 мг значительно уменьшила HPR (с 52% до 10%) у гетерозигот CYP2C19*1/*2, но гомозиготы CYP2C19*2/*2 даже при дозе 300 мг остались резистентными. В этом случае рекомендуется назначение альтернативных препаратов, таких как тикагрелор.
При решении вопроса о целесообразности назначения пациентам клопидогрела следует учитывать также их аллельный статус по гену ABCB1 (MDR1). Ген кодирует белок, определяющий «множественную лекарственную устойчивость» (multi-drug resistance) путем контроля транспорта многих препаратов через клеточную мембрану. ABCB1 определяет успешность абсорбции ЛС через эпителиальные клетки тонкого кишечника [10]. Аллель ABCB1, несущая однонуклеотидную замену c.3435C>T (3435T) влияет на эффективность действия препарата: у пациентов, имеющих хотя бы один Т-аллель, чаще наблюдаются осложнения и выше риск кровотечения во время приема клопидогрела, чем у носителей С-аллеля [11,12]. В нашем исследовании у 72 пациентов (51,8%) выявлено гетерозиготное (3435CT) состояние по аллели c.3435C>T (3435T)|, гомозиготное (3435TT) - у 36 пациентов (25,9%). Гомозиготный генотип 3435СС, характеризующийся нормальным метаболизмом клопидогрела, в нашем исследовании составил 22,3%. При необходимости применения клопидогрела у пациентов с риском кровотечения необходимо помнить о мерах предосторожности, избегать длительного приема, в особенности в комбинации с ацетилсалициловой кислотой. У пациентов с особенно высоким риском кровотечения целесообразно принять решение о замене данного антиагреганта.
1. В результате проведенного фармакогенетического тестирования по аллелям CYP2C19*2 и CYP2C19*3 установлена частота пациентов с нормальным (79,1%), замедленным (20.1%) и низким метаболизмом клопидогрела (0,7%), по аллеллю CYP2C19*17 установлена частота пациентов с нормальным (51,8%), повышенным (43,2%) и высоким (5,03%) метаболизмом клопидогрела, повышенным риском кровотечений. По аллели c.3435C>T ABCB1 частота пациентов с низким, повышенным и высоким риском кровотечений составила 22,3%, 51,8% и 25,9% соответственно.
2. Установлены сочетания генотипов CYP2C19, ABCB1, при которых вероятность неблагоприятных исходов ИГМ возрастает вследствие замедления метаболизма клопидогрела (CYP2C19), которая приводит к ишемическим осложнениям (n=25/17,98%) и снижения скорости выведения (ABCB1), ускоренной активации (CYP2C19) последнего, приводящее к геморрагическим осложнениям (n=52/37,41%).
3. Персонализированный подход с учетом фармакогенетических маркеров позволит расширить возможности безопасного применения клопидогрела и заранее прогнозировать фармакологический ответ у конкретного пациента с ИГМ возрасте от 18 до 45 лет (предсказать переносимость, предупредить развитие нежелательных реакций) и определять тактику вторичной медицинской профилактики.
Выводы:
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:
1. Yu Kono [et al.]. Risk factors, etiology, and outcome of ischemic stroke in young adults: A Japanese multicenter prospective study:Journal of the Neurological Sciences, 2020. Vol. 417. P. 2.
2. Ekker M. S., Boot E. M., Singhal A. B. [et al.]. Epidemiology, aetiology, and management of ischaemic stroke in young adults:The Lancet Neurology, 2018. Vol.17. P. 790-801.
3. Esther Boot, Merel Sanne Ekker, Jukka Putaala [et al.]. Ischaemic stroke in young adults: a global perspective:J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry, 2020. Vol. 91. P. 411-417.
4. Hankey G. J., Eikelboom J. W. [et al.]. Antiplatelet drugs:Med. J. Aust., 2003. Vol. 178. №11. P. 568-574.
5. Ringleb P. A. [et.al.]. Efficacy and costs of secondary prevention with antiplatelets after ischaemic stroke:Expert Opin Pharmacother, 2005. Vol. 6. № 3. P. 359-367.
6. De Morais S. M. [et al.]. Identification of a new genetic defect responsible for the polymorphism of (S)-mephenytoin metabolism in Japanese:Mol. Pharmacol., 1994. Vol. 46. № 4. P. 594-598.
7. Sim S. C. [et al.]. A common novel CYP2C19 gene variant causes ultrarapid drug metabolism relevant for the drug response to proton pump inhibitors and antidepressants:Clin. Pharmacol. Ther., 2006. Vol. 79. P. 103-113.
8. Desta Z. [et al.]. Clinical significance of the cytochrome P450 2C19 genetic polymorphism:Clin. Pharmacokinet., 2002. Vol. 41. P. 913-958.
9. Sim S. C. [et al.]. A common novel CYP2C19 gene variant causes ultrarapid drug metabolism relevant for the drug response to proton pump inhibitors and antidepressants... P. 103113.
10.Taubert D. [et al.]. Impact of P-glycoprotein on clopidogrel absorption:Clin. Pharmacol. Ther., 2006. Vol. 80. P. 486-501.
11.Mega J. L. [et al.]. Genetic variants in ABCB1 and CYP2C19 and cardiovascular outcomes after treatment with clopidogrel and prasugrel in the TRITON-TIMI 38 trial: a pharmacogenetic analysis:Lancet, 2010. Vol. 376. P. 1312-1319.
12.Zhai Y. [et al.]. Meta-analysis of effects of ABCB1 polymorphisms on clopidogrel response among patients with coronary artery disease:Eur. J. Clin. Pharmacol., 2017. Vol. 73. P. 843-854.
