CC BY
1005
Ипатова М.Г.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ЖИЛЬБЕРА
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ЖИЛЬБЕРА
Ипатова М.Г. УДК: 616.36-008.6:616-008.9:615.5
ГБОУ ВПО Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва
Резюме
Освещена современные представления о метаболизме лекарственных препаратов у пациентов с синдромом Жильбера. В основе заболевания синдрома Жильбера лежит снижение активности фермента глюкуронилтрансферазы, который, является ключевым ферментом во второй фазе биотрансформации лекарственных препаратов. В статье особое внимание уделено препаратам, которые метаболизируются с участием глюкуронилтрансферазы. Медикаментозная терапия у пациентов с синдромом Жиль-бера должна проводиться с учетом выявленных генетических дефектов в семействе UGT1A и особенностей метаболизма ЛП, что позволяет минимизировать побочные эффекты.
Ключевые слова: синдром Жильбера, уридилдифосфатглюкуронил-трансфераза (УДФ-ГТФ), метаболизм лекарственных препаратов, побочные эффекты лекарственных препаратов (ЛП).
На сегодняшний день многие клиницисты рассматривают синдром Жильбера (СЖ) как хроническую семейную неконъюгированную гипербилирубинемию, имеющую доброкачественное течение. Это обусловлено изолированным повышением уровня билирубина в крови до умеренных значений (уровень билирубина в пределах 21-85 мкмоль/л) без нарушения других биохимических показателей функции печени и ее структуры [1,2].
В основе СЖ лежит нарушение конъюгации билирубина (рис. 1) Непрямой билирубин (НБ), образованный в результате разрушения эритроцитов и гем-содержащих белков, циркулирует в плазме преимущественно в связанном с альбумином состоянии. Альбумин транспортирует НБ в печень, где он, связанный с лигандами, диф фундирует в цитозоль с помощью белков-переносчиков семейства ОАТР. В эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) происходит конъюгация билирубина в моно- и диглюкуронид с помощью фермента глюкуронилтрансферазы (UGT-1). Образовавшийся связанный билирубин (прямой билирубин, ПБ) экспортируется в желчный каналец с помощью транспортных белков семейства М^Р2 (белок множественной лекарственной устойчивости-2) и небольшое количество с помощью белков MRP3 может выделяться через синусоидальную мембрану в кровь. Если в физиологических условиях экспрессия МКР1 и МКР3 находится на очень низком уровне, то при холестазе эти транспортеры начинают активно экспрессироваться [3].
Генетический дефект СЖ обусловлен наличием дополнительного динуклеотида ТА на промоторном участке А(ТА)6ТАА гена, кодирующего фермент УДФГТ, что ведет к образованию участка А(ТА)7ТАА. Удлинение промо-торной последовательности приводит к уменьшению образования фермента уридилдифосфатглюкуронил-
FEATURES OF PHARMACOTHERAPY IN PATIENTS WITH GILBERT'S SYNDROME
Ipatova M.G.
Рreserrt the modern understanding of the problem of drug toxicity and liver damage in patients with Gilbert's syndrome. Gilbert's syndrome is based on reduced activity of the enzyme glucuronyltransferase, which is the main enzyme in the second phase of drug biotransformation. Focus of the article is on the medicines, on which metabolism presents glucuronyltransferase. Drug therapy in patients with Gilbert's syndrome should be composed in view of these genetics defects and special aspects of drug metabolism to minimize drug side effects.
Keywords: gilbert's syndrome, UDP glucuronosyltransferase, drug metabolism, drug side effects.
трансферазы. Эта мутация обозначается UGT1A1 *28 и является наиболее распространенной и изученной [4].
Частота мутантного аллеля UGT1A1*28 в различных популяциях варьирует: 32-39% для европеоидов, 16-33% - для азиатских популяций, 40-43% - для негроидной популяций [5, 6, 7]. Мутантные аллели UGT1A1*36 и UGT1A1*37 обнаружены, главным образом, в негроидных популяциях, с частотой от 3 до 16% [5, 6, 8].
Есть данные о наличии до 113 вариантов мутаций данного гена (UGT1A1*1-*113) [1]. При варианте А(ТА)7ТАА уровень продукции фермента может быть снижен до 80% от нормы у гетеро- и до 20% у гомозигот, соответственно.
Для пациентов с СЖ характерна интермиттирующая иктеричность склер и кожи на фоне голодания, инфекционных заболеваний, эмоциональной и физической нагрузки [9]. СЖ ассоциируется с высоким риском развития холелитиаза [10]. Это подтверждено мета-анализом, в который были включены 2816 пациентов с желчнокаменной болезнью (ЖКБ) и 1617 пациентов без ЖКБ. В результате исследования выявлено, что риск развития ЖКБ при СЖ повышался на 21,2%, причем чаще среди мужчин [10, 11]. Следует отметить, что при СЖ развитие ЖКБ может формироваться уже в детском возрасте. В исследовании (1992-2010 гг.), проведенном А.Р. Рейзис, было показано, что у 76,5% детей с СЖ имелась дисфункция билиарного тракта, почти у половины из них со сладж-синдромом. У 11,8% детей диагностировали уже развившуюся ЖКБ [12].
Клинической особенностью СЖ является появление или усиление желтухи, связанной с приемом некоторых лекарственных средств. В условиях дефицита фермента УДФГТ лекарственные средства конкурируют с билируби-
Ипатова М.Г.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ЖИЛЬБЕРА
гепатоцид
Белок-транспортер
Фаза1
Цитохром Р450
Фаза 1 - химическая модификация (окисление, восстановление, гидролиз)
Фаза 2 - трансформация метаболитов (конъюгация с эндогенными соединениями)
Фаза 3 - элиминация метаболитов ЯП
транспортер
X2
Желчь Моча
Рис. 1. Метаболизм и выведение билирубина в гепатоцитах
Рис. 2. Схема метаболизма лекарственных препаратов в гепатоците
ном за фермент, что ведет к повышению НБ в сыворотке крови. Такие препараты называются аглюконами. К ним относятся: анаболические стероиды, глюкокортикосте-роиды, андрогены, рифампицин, циметидин, левоми-цетин, стрептомицин, салицилат натрия, ампициллин, кофеин, этинил-эстрадиол, парацетамол, ибупрофен, кетопрофен, сульфаниламиды, диакарб, ментол, кофеин, статины и др. [1]. Следовательно, применение препаратов-аглюконов у пациентов с СЖ может служить причиной развития лекарственного поражения печени. Поэтому перед специалистами стоит задача ранней диагностики СЖ и обдуманного назначения лекарственных средств с учетом особенностей их метаболизма у данной группы пациентов.
Метаболизм (биотрансформация) - это изменение химической структуры лекарственных веществ и их физикохимических свойств под действием ферментов организма. Метаболизм лекарственных препаратов включает в себя 3 фазы: Фаза I или химическая модификация с участием ферментов CYP450, Фаза II или трансформация метаболитов с помощью реакции коньюгации с глюкуро-новой, серной, уксусной кислотами или аминокислотами и Фаза III - активный транспорт и элиминация продуктов биотрансформированных метаболитов с желчью и мочой (рис. 2).
Целью химической модификации в Фазе I является образование окисленных гидрофильных соединений за счет включения в их структуру функциональных групп: -ОН, ^Н2, ^Н или -СООН. Введение гидроксильных групп в гидрофобный субстрат повышает полярность и растворимость молекулы ксенобиотика и облегчает ее выведение из организма.
Повышение водорастворимости химических соединений продолжается в реакциях биотрансформации (Фаза II). Ко второй фазе метаболизма ксенобиотиков относятся реакции глюкуронирования, сульфатирова-ния, ацетилирования, метилирования, конъюгации с глютатионом и конъюгация с аминокислотами, такими как глицин, таурин, глутаминовая кислота. В результате
реакций Фазы III ксенобиотики обычно полностью утрачивают биологическую активность, однако возможно образование активных метаболитов и канцерогенов. Метаболизм ЛП может осуществляться в реакциях исключительно Фазы I или II, одновременно в обеих (одна часть ЛП - в первой, другая - во второй), либо последовательно в каждой [13].
Конъюгация лекарственного препарата (ЛП) и его метаболитов с глюкуроновой кислотой, протекающая под действием глюкуронилтрансфераз, является одной из ключевых реакций Фазы II. Ферменты УДФ-глюкуронил-трансферазы подразделяют на 2 семейства UGT1 и UGT2, и описаны более 20 изоферментов. Глюкуронированию подвергаются ЛП, которые содержат функциональные группы, являющиеся акцепторами для УДФ-глюкуро-новой кислоты (фенолы, спирты, алифатические амины, карбоновые и карбоксильные кислоты).
Примером реакции может служить образование ф енилглюкуронида:
фенол
Н \—я
ОН НЛ УДФ - глюкуронил- |\0Н НУ
НЙ ]—\ 0—УДФ трансфераза но Н ОН Н ОН
УДФ - глюкуроновая фенилглюкуронид
кислота г
+ удф
Примеры некоторых ЛП, подвергаемых глюкуронированию, представлены в табл. 1.
УДФ-глюкуронилтрансферазы также участвуют в метаболизме тироксина и трийодтиронина, стероидных гормонов, желчных кислот, ретиноидов, однако эти реакции в настоящее время изучены недостаточно.
Благодаря гидрофильности глюкурониды легко выводятся с мочой и желчью. Большинство реакций II фазы метаболизма происходят в цитозоле, но глюкуронил-трансферазы относятся к микросомальным ферментам, поэтому продукты протекающей в микросомах I фазы метаболизма здесь же подвергаются конъюгации [13].
118
Ипатова М.Г.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ЖИЛЬБЕРА
Табл. 1. ЛП, подвергаемые глюкуронированию различными изоферментами УДФГТ
ugtiai ugtia4 UGT1A6 UGT1A9 UGT1B7 UGT2B7
Бупренофин Имипрамин Фенол Фенол Клофибрат Морфин
Амитриптилин Парацетамол Вальпроевая кислота Фенопрофен
Хлорпромазин Буметанид Напроксен Зомепирак
Ламотриджин Ибупрофен Кетопрофен Дифлунизал
Доксепин Вальпроевая кислота Лабетолол Фенопрофен
Прометазин Этинил-эстрадиол Ибупрофен
Ципрогептидин Дапсон Кетопрофен
Кетотифен Микофенольная кислота Оксазепам
Морфин
Учитывая то, что ряд препаратов является субстратом для глюкуроновой кислоты, можно предположить, что у пациентов с СЖ при сниженной активности данного фермента, будет преобладать альтернативный путь его метаболизма. Образующиеся при этом метаболиты способны вызывать гепатотоксические реакции у пациентов с СЖ, либо усиливать побочные эффекты данных препаратов. В зарубежной литературе имеются данные о доказанном лекарственном поражении печени у пациентов с СЖ на фоне приема Иринотекана, Атазанавира [1, 14, 15]. Иринотекан (камптотецин), используемый для лечения колоректального рака и других солидных опухолей, в организме превращается в активную форму SN-38 под действием карбоксилестеразы [1, 15, 16]. SN-38 метаболизируется глюкуроновой кислотой в неактивные метаболиты и выводится с желчью или через почки. Побочные реакции иринотекана связаны с миелосупрес-сией (лейкопения, тромбоцитопения, анемия), а также с возникновением диареи. Было установлено, что чаще всего в озникнов ение таких побочных эффектов ассоциировано с сочетанием мутации UGT1A1 *28 и мутации в гене UGT1A7 , что в значительной степени способствует снижению активности УДФГТ. В результате активный токсичный метаболит иринотекана оказывает большее воздействие на кишечник и костный мозг, усиливая проявление побочных реакций [1].
Другое проведенное исследование - метаболизм атазанавира у пациентов с СЖ. Данное вещество относится к ингибиторам протеаз, которые используются в антиретровирусной терапии. У ВИЧ-инфицированных пациентов с одним из генетических вариантов СЖ наблюдалось нарастание гипербилирубинемии во время терапии данным лекарственным средством. Однако это связано не с путем элиминации, а со способностью ата-занавира ингибировать активность УДФГТ. Вероятно, что тем же эффектом обладают другие лекарственные средства из группы ингибиторов протеазы, так как желтуха является частым побочным эффектом у препаратов из данной группы [1, 17].
Следует отметить, что токсичные метаболиты некоторых ЛП могут вызывать развитие гипербилирубинемии с внутрипеченочным холестазом вследствие повреждения
белков-переносчиков семейства BSEP (bile salt export pump), экспортирующих желчные кислоты, либо белков-транспортеров семейства MRP2, участвующих в экспорте билирубина и других молекул, из гепатоцита в желчные канальцы (рис. 3) [18]. К таким препаратам относятся андрогены (метилтестостерон, ретаболил, неробол) и эстрогены (регивидон, триквилар, ноновлон), цитоста-тики (циклоспорин А), хлорпромазин, сульфаниламиды, полусинтетические и синтетические пенициллины (ок-сациллин, ампициллин, амоксициллин, карбенициллин, метициллин, флуклоксациллин), макролиды (эритромицин, олеандомицин), цефалоспорины (цефтриаксон и цефтазидим), блокаторы гистаминовых рецепторов (циметидин, ранитидин), пероральные сахароснижа-ющие препараты - производные сульфанилмочевины (глибурид, гликлазид, глибенкламид) и другие [19, 20].
Выбор гепатопротектора при лекарственном поражении печени осуществляется в зависимости от клинико-морфологических проявлений поражения печени. На сегодняшний день препаратом выбора в лечении холестаза, в том числе лекарственно- индуцированного, является урсодезоксихолевая кислота (УДХК). В многочисленных исследованиях было показано, что УДХК стимулирует как канальцевые белки-транспортеры (MRP2, BSEP), так и базолатеральные транспортные белки (MRP3, MRP4). Это способствует элиминации потенциально токсических субстратов из гепатоцитов [20].
Повреждение
Лекарственный гепатоцита
С1"
V с
Токсическое повреждение желчных протоков и гепатоцитов
Рис. 3. Схема развития холестаза метаболитами лекарственных препаратов
!парат
Р 450
Ингибиция транспорта желчных кислот, билирубина
Ипатова М.Г.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ЖИЛЬБЕРА
Также доказана эффективность УДХК в качестве превентивного лечения холелитиаза у пациентов с СЖ. В исследовании Рейзис А.Р. (2011 г.) было показано, что количество больных ЖКБ сократилось в 4,5 раза на фоне приема УДХК [6].
Урсофальк является референтным препаратом урсодезоксихолевой кислоты (УДХК). Большая часть исследований по эффективности и безопасности применения УДХК в Европе проведена именно на препарате Урсофальк. Все другие препараты УДХК при регистрации в соответствующих странах мира должны представить доказательства о фармакологической и клинической эквивалентности Урсофальку. Подавляющая часть исследований по эффективности и безопасности УДХК в Европе проведена с применением Урсофалька (более 4000 научных работ) [21].
Приведем клинический пример, наглядно демонстрирующий поражение печени в виде патологического изменения биохимических показателей на фоне анти-хеликобактерной терапии у пациента с СЖ.
Мальчик-подросток 16 лет 3 месяцев поступил в стационар на обследование и лечение с диагнозом: язва луковицы двенадцатиперстной кишки в стадии открытого дефекта. Хронический гастродуоденит, обострение, ассоциированный с Helicobacter pylori (по данным эзо-фагогастродуоденоскопии с Хелпил-тестом).
При поступлении: жалобы на боли в эпигастрии, купирующиеся приемом пищи. Кожные покровы бледные, легкая краевая субиктеричность склер. Физическое развитие: без отклонений от нормы. В общем анализе крови и мочи - без патологических изменений. Реакция на скрытую кровь в кале - слабоположительная. В биохимическом исследовании крови: гипербилирубинемия до 28 мкмоль/л (норма до 20,5 мкмоль/л), за счет непрямой фракции 24 мкмоль/л. Остальные показатели были в пределах референтных значений. Маркеры вирусных гепатитов В и С - отрицательные. При ультразвуковом исследовании органов брюшной полости патологии не было выявлено. Семейный анамнез: у папы СЖ (генетически подтвержденный), язвенная болезнь двенадцатиперстной кишки; у мамы - хронический гастродуоденит. Ребенку генетическое обследование на СЖ не проводилось.
В условиях стационара назначена антихеликобак-терная квадротерапия, включающая висмута трикалия дицитрат, омепразол, амоксициллин, кларитромицин на 10 дней. На 8 сутки от начала лечения у ребенка появилась иктеричность склер и кожных покровов. Было рекомендовано контрольное биохимическое исследование крови и молекулярно-генетическое исследование на СЖ. В биохимическом анализе отмечалось нарастание общего билирубина (ОБ) до 3 норм (66 мкмоль/л) за счет НБ до 61 мкмоль/л без синдрома цитолиза и холестаза. Моле-кулярно-генетическое исследование выявило мутацию в промоторной области гена UGT1A1, установлен генотип А(ТА)7ТАА/А(ТА)7ТА, что является основанием для постановки диагноза СЖ.
Было решено в терапию включить препарат УДХК (Урсофальк) в дозе 10 мг/кг. На фоне отмены антибактериальной терапии и приеме Урсофалька у ребенка при контрольном проведении биохимического анализа крови отмечалось снижение ОБ до 45 мкмоль/л (НБ - 41 мкмоль/л). Через 3 недели от начала лечения на эзофагогастродуоденоскопии выявлена полная эпителизация язвенного дефекта. Хелпил тест - отрицательный. Прием УДХК был рекомендован курсом до 1 месяца.
Данный клинический пример наглядно показывает, что прием некоторых лекарственных препаратов у пациентов с синдромом Жильбера может приводить к нарастанию желтухи за счет дефицита фермента УДФГТ и/или повреждения белков-транспортеров семейства MRP2, участвующих в экспорте билирубина из гепатоцита в желчные канальцы.
Заключение
Исследования, направленные на выявление генетических дефектов в семействе UGT1A, позволяет врачам более рационально назначать ЛП пациентам с учетом их генетических особенностей. Одним из направлений ведения пациентов с СЖ должна стать минимизация лекарственных воздействий, а при необходимости длительной терапии потенциально токсичными лекарственными средствами - индивидуальный подбор препаратов с учетом особенностей метаболизма лекарств.
Включение фармакогенетического тестирования в стандарты обследования пациентов с СЖ позволит предотвратить возможные токсические эффекты от применения препаратов-аглюконов.
Для профилактики и лечения неблагоприятных последствий СЖ целесообразно применение урсодезок-сихолевой кислоты (Урсофальк).
Литература
1. Cristian P. Pharmacogenetics of Gilbert's syndrome. /Pharmacogenomics (2008) 9 (6) P: 706-715.
2. Подымова С.Д. Болезни печени. - М.: Медицина, 1998. - 704 с.
3. Fretzayas A.,Moustaki M.,Liapi O., Karpathios T. / Eponym. Gilbert syndrome./ Ear J Pediatr (2012) 171: 11-15.
4. Thomas D. Boyer MD, Michael P. Manns MD, "Zakim and Boyer's Hepatology: A Textbook of Liver Disease - Expert Consult, 6th edition" 2011 / ISBN: 1437708811 / 1408 p.
5. Beutler E., Gelbart T., Demina A. (1998) Racial variability in the UDP-glucuro-nosyltransferase 1 (UGT1A1)promoter: a balanced polymorphism for regulation of bilirubin metabolism? - Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 95 (14), 8170-8174.
6. Farrar J.S., Palais R.A., Wittwer C.T. (2011) Snapback primer genotyping of the Gilbert syndrome UGT1A1(TA)(n) promoter polymorphism by high-resolution melting. - Clin. Chem., 57 (9), 1303-1310.
7. Fertrin K.Y., Gon^alves M.S., Saad S.T., Costa F.F. (2002) Frequencies of UDP glucuronosyltransferase 1 (UGT1A1) gene promoter polymorphisms among distinct ethnic groups from Brazil. - Am. J. Med. Genet., 108 (2), 117-119.
8. Premawardhena A., Fisher C.A., Liu Y.T., Verma I.C., de Silva S., Aramb-epola M., Clegg J.B., Weatherall D.J. (2003) The global distribution of length polymorphisms of the promoters of the glucuronosyltransferase 1 gene(UGT1A1): hematologic and evolutionary implications. - Blood Cells Mol. Dis., 31 (1), 98-101. PMID: 12850492.
9. Еселев М.М. Синдром Жильбера / М.М. Еселев, П.Г. Сцепуро. - Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 1991. - 68 с.
Ипатова М.Г.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ У ПАЦИЕНТОВ С СИНДРОМОМ ЖИЛЬБЕРА
10. Gilbert syndrome as a predisposing factor for cholelithiasis risk in the Greek adult population / A. Tsezou [et al.] // Genet. Test. Mol. Biomarkers. 2009. Vol. 13. № 1. P. 143-146.
11. Loci from a genome-wide analyses of bilirubin levels are associated with gallstone risk and composition / S. Buch [et al.] // Gastroenterology. 2010. Vol. 139. № 6. P. 1942-1951.
12. Рейзис А.Р., Хохлова О.Н., Никитина Т.С. / Синдром Жильбера: современные воззрения, исходы и терапия. // Доктор.ру №3 (71) - 2012.
13. Кукес В.Г. Клиническая фармакология. - М.: ГЭОТАР Медицина, 2004. - 936 с.
14. Ali Rasa, John Vierling, Khozema B. Hussain. Genetics of Drug-Induced Hepat-otoxity in Gilbert's syndrome./ The American Journal of Gastroenterology (2013) 108: P. 1936-1937.
15. Douillard JY,Cunningham D, Roth AD et al: Irinotecan combined with fluorour-acil compared with fluorouracil alone as first line treatment for metastatic colorectal cancer:a multicantral randomized trail. Lancet 355 (9209),1041-1047 (2000).
16. Folprecht G, Kohne CH: The role of new agents in the treatment of colorectal cancer. Oncology 66 (1),1-17 (2004).
17. McLeod HL, et al. Pharmacogenetic predictors of adverse events and response to chemotherapy in metastatic colorectal cancer: results from North American Gastrointestinal Intergroup Trial N9741. J Clin Oncol 2010;28: 3227-33.
18. Полунина Т.Е., Маев И.В. Лекарственные поражения печени // Consilium medicum. - 2011. - Гастроэнтерология № 2. - С. 54-60.
19. С.Г. Хомерики, Н.М. Хомерики лекарственные поражения печени учебное пособие для врачей. Москва 2012 с. 40.
20. Paumgartner G, Beuers U. Mechanisms of action and therapeutic efficacy of ursodeoxycholic acid in cholestatic liver disease. Clin Liver Dis. 2004;8: 67-81. vi.
21. Морозов С.В. Гепатопротекторы в клинической практике: рациональные аспекты использования: Пособие для врачей/С.В. Морозов, Ю.А. Кучерявый. - М.: 4 ТЕ Арт, 2011. - 28 с.
КОНТАКТНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
105203, г. Москва, ул. Нижняя Первомайская, 70 e-mail: [email protected]
