Фармакогенетика варфарина. Как гены влияют на лечение антикоагулянтом?

Обновлено: 21.05.2024

Антикоагулянтом непрямого действия, наиболее часто назначаемым сегодня пациентам, является варфарин. Его начали применять в медицинской практике еще с середины прошлого века у пациентов с анамнезом артериального и венозного тромбоза, фибрилляции предсердий, а также при тромбоэмболии, протезировании сердечных клапанов и др. С тех пор варфарин обрел у врачей во всем мире большую популярность, а в США он занимает 11-е место среди наиболее часто применяемых лекарственных средств (ЛС).

Подбор дозы варфарина осуществляется на основе значений такого показателя системы свертываемости крови, как международное нормализованное отношение (МНО). Несмотря на жесткость лабораторного контроля, наличие схем тщательного подбора дозы, основной опасностью при назначении варфарина по-прежнему остается риск развития кровотечений. Так, по данным крупных международных клинических исследований, кровотечения возникают с частотой до 26,5% (в т. ч. большие от 0,2 до 5,2% и фатальные от 0,07 до 0,7% [1]), а серьезные геморрагии – с частотой 0,34,2 случая на 100 пациентов ежегодно [2]. Имеются данные, что из 700 тыс. пациентов с фибрилляцией предсердий, получающих варфарин ежедневно, у 17 тыс. произошли кровотечения, из них у 4 тыс. – фатальные [3]. Примерно у 15% пациентов, принимающих варфарин, имеет место хотя бы один эпизод небольшого кровотечения в год. Исследование ЕSPIRIT показывает, что риск развития кровотечений напрямую зависит от уровня МНО и с каждым его повышением на 0,5 единицы возрастает в 1,37 раза.

Иногда, несмотря на повышение дозы препарата, желаемого эффекта достичь не удается. Более того, известны случаи отсроченных осложнений, которые возникают спустя несколько месяцев после терапии. При этом бессимптомное повышение МНО может произойти не только на этапе подбора дозы препарата, но и при длительном его применении [4]. Повышение значений МНО >3,0 не дает дополнительных преимуществ в эффективности профилактики, но увеличивает риск внутричерепного кровоизлияния почти в 2,5 раза, а при МНО от 4,0 до 6,0 этот риск возрастает в 16 раз. Однако не все кровотечения можно связать с повышением уровня МНО. Так, 30-40% кровотечений, в т. ч. больших, развиваются на фоне терапевтического диапазона МНО. Увеличению уровня МНО >4,0 на фоне применения варфарина способствуют различные факторы, учет которых может влиять на расчет риска кровотечений у конкретного больного [4].

Можно заключить, что даже при использовании в практике хорошо разработанных методов контроля безопасности применения варфарина риск развития кровотечений остается довольно высоким. Поэтому столь актуальным является изучение факторов, определяющих индивидуальную чувствительность к варфарину, на которую влияют клинические и генетические факторы (17-21 и 53-54% вариабельности дозы соответственно). К клиническим факторам, влияющим на выбор дозы варфарина, относят возраст, пол, вес, курение, почечную и печеночную недостаточность, употребление больших доз алкоголя, потерю крови при операции, потребление ряда пищевых продуктов, прием некоторых лекарственных препаратов [5], генетические особенности пациента [6]. Последние обусловлены полиморфизмами в генах CYP2C9, VKORC1. При своевременном выполнении фармакогенетического тестирования возможно выявить лиц, нуждающихся в индивидуальном подборе дозы варфарина, и, соответственно, снизить вероятность осложнений.

Все этапы фармакокинетики и фармакодинамики ЛС (всасывание, распределение, биотрансформация, выведение) находятся под контролем определенных генов. Доказано, что концентрация ЛС в организме зависит от активности ферментов метаболизма (метаболизаторов) и транспортеров. Генетически детерминированные межиндивидуальные различия по этому показателю позволяют выделить группы индивидов, дифференцированные по активности того или иного фермента биотрансформации, т. н. метаболизаторов:

экстенсивные (активные) метаболизаторы (extensive metabolism, EM) имеют нормальный ген того или иного фермента метаболизма; к ним принадлежит большая часть популяции;
медленные метаболизаторы (poor metabolism, PM) имеют мутации гена того или иного фермента метаболизма, которые приводят либо к синтезу дефектного фермента, либо к отсутствию синтеза фермента метаболизма, результатом чего является снижение ферментативной активности и даже ее отсутствие. У медленных метаболизаторов ЛС накапливается в организме в высоких концентрациях, что приводит к появлению выраженных побочных реакций. В связи с этим для медленных метаболизаторов должен быть осуществлен тщательный подбор дозы ЛС, т. е. доза должна быть меньше, чем для активных метаболизаторов;
сверхактивные (быстрые) метаболизаторы (ultraextensive metabolism, UM) имеют мутации гена того или иного фермента метаболизма, которые приводят к синтезу фермента, обладающего высокой метаболизирующей активностью. Следствием этого является недостаточная для достижения терапевтического эффекта концентрация ЛС в крови. Сверхактивным метаболизаторам требуется более высокая доза ЛС, чем активным [7].

В зависимости от скорости превращения варфарина метаболизаторы в популяции распределяются следующим образом (рис. 1).

Полиморфизм гена CYP2C9

Основным геном, который кодирует фермент, осуществляющий метаболизм варфарина в организме, является изофермент цитохрома Р450 – CYP2C9. Изменение его активности в значительной мере влияет на чувствительность пациента к терапии варфарином. Вариантные аллели гена изофермента CYP2C9*2 и CYP2C9*3 отличаются от нормального гена одной аминокислотой, замещенной в кодоне Arg144Cys и Ile359Leu (рис. 2). Носительство вариантных аллелей по метаболизирующему ферменту приводит к снижению скорости биотрансформации и выведения S-варфарина, что, в свою очередь, сопровождается повышенными плазменными концентрациями активного энантиомера варфарина и является фактором риска развития серьезных осложнений при фармакотерапии данным ЛС.

CYP2C9 имеет 6 вариантов однонуклеотидных замен (табл. 1).

Эти структурные полиморфизмы влияют на скорость метаболизма и, как следствие, на эффективность и безопасность приема варфарина. Если у носителей «дикого» типа – CYP2C9*1 – скорость метаболизма препарата является стандартной, то при наличии вариантов CYP2C9*2 и CYP2C9*3 активность фермента может быть снижена до 90%, что приводит к повышению концентрации варфарина в плазме. Таким образом, носители указанных аллелей являются медленными метаболизаторами, которым необходима более низкая по сравнению со стандартной доза варфарина (рис. 3).

VKORC1

Ген VKORC1, локализованный на хромосоме 16 в области p12q21, кодирует субъединицу 1 витамин К-эпоксидредуктазного комплекса (Vitamin К Epoxide Reductase Complex, subunit 1) – трансмембранного белка, основного фермента, активирующего витамин К. Эпоксидредуктаза витамина К – это фермент, переводящий витамин К из неактивной (2,3-эпоксид витамин К) в активную форму (витамин К-гидрохинон). Витамин K-гидрохинон является кофактором для фермента гамма-глутамилкарбоксилазы, которая катализирует реакцию посттрансляционного карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в витамин K-зависимых белках (факторы свертывающей и противосвертывающей систем крови), тем самым активируя их. Активная форма фермента влияет на выработку витамин К-зависимых факторов свертывания крови, регулируя процесс тромбообразования. Дефицит витамина К может приводить к опасным для жизни кровотечениям. При приеме варфарина происходит блокирование фермента эпоксидредуктазы витамина К. При этом варфарин связывается с субъединицей VKORC1, влияя на синтез факторов свертывания (рис. 4). Ингибирование VKORС1 приводит к образованию в печени и попаданию в кровь функционально неактивных витамин К-зависимых факторов свертывания (факторы II, VII, IX, X, регуляторные белки C и S), что проявляется антикоагулянтным действием препарата. В результате образуются неактивные витамин К-зависимые формы, которые носят название PIVKA (Proteins Induced in Vitamin K Absence), вследствие чего происходит снижение свертываемости крови. Мутации в гене VKORC1 ассоциируются с дефицитом фермента, что приводит к неадекватности терапии варфарином.

Полиморфизм VKORC1

Исследования в различных популяциях показали важность генетической изменчивости VKORC1. Были определены 3 наиболее распространенных и важных полиморфизма, к настоящему времени хорошо изученных 10:

1639G>А (rs9923231)

1639G>А является полиморфизмом в промоторной области VKORC1, который считают причиной точечного нуклеотидного полиморфизма (SNP – Single Nucleotide Polymorphysm) для низкодозового фенотипа. Этот полиморфизм приводит к изменению VKORC1, что проявляется увеличением активности аллеля G на 44% по сравнению с активностью аллеля А [13]. Кроме того, анализ мРНК VKORC1, выделенной из образцов печени человека, показал, что у носителей аллеля А в положении 3673 уменьшалось количество мРНК VKORC1 [14]. Изменения в экспрессии генов приводят к снижению количества функциональных копий VKORC1 и уменьшают активность фермента в цикле витамина K.

В разных этнических группах этот полиморфизм имеет ярко выраженные различия по частоте встречаемости. Частота встречаемости аллеля А среди коренных жителей Азиатского региона составляет примерно 90%, это объясняет применение более низких доз варфарина у представителей этой популяции. Среди представителей европеоидной расы частота встречаемости аллеля А равняется приблизительно 40%. Носителям этого аллеля требуются более низкие начальные терапевтические дозы варфарина, чем носителям аллеля G (согласно недавним клиническим исследованиям, на 28% [15], табл. 2).

1173C>T (rs9934438)

Замена остатка цитозина на остаток тимина в позиции 1173 первого интрона гена (rs9934438) обусловливает полиморфизм VKORC1 C1173T в гене VKORC1. Этот полиморфный вариант, приводящий к снижению активности фермента, ассоциирован с повышенной чувствительностью пациентов к варфарину. Пациентам с мутантным аллелем VKORC1 1173T требуются более низкие дозы варфарина, чем носителям нормального аллеля VKORC1 1173С, причем средняя ежедневная доза варфарина должна быть снижена на 43% для гомозигот VKORC1 1173TT и на 22% для гетерозигот VKORC1 1173СТ.

Т/Т – пациентам с генотипом ТТ требуется меньшая доза препарата, чем лицам с генотипами ТС и СС;
Т/С – пациентам с генотипом ТС требуется меньшая доза препарата, чем лицам с генотипом СС;
С/С – пациентам с генотипом СС требуется большая доза препарата, чем лицам с генотипами ТС и ТТ.

Например, в одном из исследований было показано, что у пациентов с генотипом СС подобранная доза варфарина составляла 6,2 мг/сут, с генотипом СТ – 4,8 мг/сут, с генотипом ТТ – 3,5 мг/сут.

G9041A (rs7294)

G9041A, или 3730G>А, – точечный нуклеотидный полиморфизм, предусматривающий использование более высокой дозы варфарина [16, 17].

Таким образом, VKORC1 полиморфизмы могут существенно изменить фармакодинамику варфарина и требования к определению поддерживающей дозы. Пациенты с 1639A (rs992323) и 1173T (rs9934438) аллелем нуждаются в более низкой дозе варфарина (средняя доза 24-26 мг/нед vs 35 мг/нед для носителей «дикого» типа), в то время как пациентам с 9041A (rs7294) назначают более высокую дозу препарата (средняя доза – 40 мг/нед) [18].

Полиморфизмы CYP2C9 оказывают влияние примерно в 10-15% случаев, а полиморфизмы VKORC1 – в 25-30% случаев вариаций дозы варфарина (рис. 5).

Одновременное определение генотипов цитохрома CYP2C9 и фермента VKORC1 позволит улучшить прогнозирование оптимальной дозы варфарина еще до его применения и повысить безопасность антикоагулянтной терапии. Управление по контролю качества продуктов питания и лекарственных средств США (Food and Drug Administration, FDA) включило исследование полиморфизма CYP2C9 наряду с изучением полиморфизма VKORC1 в число рекомендуемых мероприятий перед назначением лечения варфарином. В феврале 2007 г. FDA одобрило внесение поправки в инструкцию по применению варфарина, информирующей, что при наличии у пациента *2 или *3 варианта гена CYP2C9 или аллеля A в позиции 1639 гена VKORC1 (генотипы G/A или А/А) стартовая доза варфарина должна быть уменьшена [19] (табл. 3).

Некоторые авторы рекомендуют в ряде случаев на основе фармакогенетического тестирования по CYP2C9 и VKORC1 не регулировать дозу варфарина, а использовать в качестве антикоагулянтов новые ЛС (дабигатран, ривароксабан, апиксабан), поскольку существует мнение, что при выявлении носительства аллеля CYP2C9*3 (гетерозиготное или гомозиготное) при сочетании с аллелем А по полиморфному маркеру G‑1639A гена VKORC1 необходимо выбирать новые пероральные антикоагулянты [20].

Расчет индивидуальной дозы варфарина

В основе современного подхода к расчету индивидуальной дозы варфарина лежит алгоритм, предложенный Gage и соавт. [21, 22]; он позволяет учесть ряд соматических показателей, сопутствующую терапию и результаты генотипирования CYP2C9, VKORC1. Алгоритм не исключает необходимости титровать дозу варфарина под лабораторным контролем, но дает возможность уменьшить время, требуемое для подбора дозы, повысить уровень безопасности терапии и назначить адекватное лечение большему числу пациентов.

Индивидуальная доза варфарина рассчитывается на основании введенных данных.

Преимущества использования алгоритма Gage и соавт.:

сокращение сроков подбора индивидуальной дозы;
снижение частоты эпизодов гипокоагуляции (МНО >3,0) в 3 раза;
снижение частоты кровотечений в 4,5 раза;
снижение частоты госпитализаций на 43%.

При подборе индивидуальной дозы варфарина важно учитывать следующие моменты.

Генотипирование не исключает необходимости титрования дозы.
Генотипирование не исключает значимости клинических факторов (прием амиодарона, наличие печеночной или почечной недостаточности и др.).
Рассчитанная на основании генотипирования доза должна быть пересмотрена, если изменяются клинические факторы. Например, чаще всего у врача настороженность вызывает ситуация, когда доза в 7,5 мг не приводит к достижению целевых значений МНО. Причинами таких состояний могут быть низкий комплаенс, прием высоких доз витамина К или ЛС, являющихся индукторами изофермента CYP2C9. В подобных случаях требуется исключить возможные провоцирующие факторы.
Проведение генотипирования чувствительности к варфарину для дальнейшего расчета его дозы может быть оправдано у больных, имеющих факторы риска кровотечения или геморрагические осложнения в анамнезе, а также у пожилых пациентов. Однако клинически предположить повышенную чувствительность к варфарину невозможно, т. к. существует риск, что и у пациента без отягощенного анамнеза на фоне стандартного насыщения может произойти передозировка, обусловленная генетическими нарушениями метаболизма препарата. Выявить пациентов с наследственными нарушениями чувствительности к варфарину можно только при проведении генетического анализа.
У некоторых пациентов реальная доза существенно отличается от рассчитанной на основании генотипирования.

Фармакогенетическое тестирование дает возможность врачу выбрать тактику дозирования варфарина, поскольку позволяет выявить пациентов с различным типом метаболизма: медленных метаболизаторов, которым для эффективного действия препарата и достижения рекомендуемого показателя МНО требуется доза ниже средней, или, наоборот, быстрых метаболизаторов, которым нужно увеличить дозу варфарина. Такой подход в сочетании с регулярным определением величины МНО существенно ускоряет подбор адекватной дозы препарата и помогает избежать возможных нежелательных реакций.

К сожалению, в Украине по ряду причин анализ на генетическую чувствительность к варфарину в настоящее время является недоступной медицинской технологией, хотя в принципе провести это исследование можно в любых лабораториях, выполняющих тесты, основанные на ПЦР-диагностике. В то же время некоторые частные медицинские лаборатории предлагают услугу фармакогенотипирования с проведением исследования за рубежом.

Список литературы находится в редакции.

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 24 (469), грудень 2019 р.

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Діагностика

Система гемостазу є складною, адже фізіологічно вона призначена для захисту людини від кровотечі. Ця система задіюється одразу після ушкодження ендотелію судин з одночасною синергічною взаємодією тромбоцитів і факторів згортання. Водночас у здорових людей цей процес здійснюється так, щоб уникнути надлишкового утворення та відкладення фібрину всередині кровоносних судин, з одного боку, і бути готовим зупинити кровотечу – з іншого. Для досягнення цієї найважливішої мети потрібне тонке регулювання її діяльності. Інакше кажучи, всі дії системи гемостазу перебувають під постійним контролем для забезпечення ідеального балансу на відстані від Сцилли (кровотеча) та Харибди (тромбоз). Ця система є динамічною і дуже залежить від віку. Існують значні відмінності між системою згортання в новонароджених порівняно з дітьми та дорослими. Так само як Одіссею та аргонавтам для того, щоб вижити, потрібно було пропливти через вузьку протоку між Сциллою та Харибдою, так і новонародженому в перші години та дні життя необхідно лавірувати між ризиком тромбозу та ризиком геморагії. .

Тромбоз глибоких вен (ТГВ) і легенева емболія (ЛЕ) є проявами одного захворювання під назвою венозна тромбоемболія (ВТЕ), яка становить серйозну проблему для охорони здоров’я й залишається предметом обговорення в клінічній медицині, що зачіпає лікарів усіх спеціальностей. Щорічна частота венозних тромбозів становить 0,1-0,3% на рік, у європейській популяції вони трапляються в 1-2 осіб на 1000 випадків 5. Симптоматичну тромбоемболію легеневої артерії (ТЕЛА) має приблизно третина пацієнтів із венозним тромбозом [7].

В основі клінічної практики лежать об’єктивні дані лабораторної медицини, які стосуються діагностики, прогнозу та терапії різних захворювань. Відомо, що приблизно 60-70% рішень у медицині приймаються на підставі результатів лабораторних тестів [1]. На нинішньому етапі клінічна лабораторія перейшла від пасивної ролі, зосередженої на аналітичній якості своїх результатів, що визначаються точністю та правильністю, до активної ролі, що полягає у взаємодії з лікарями для визначення своєчасних і клінічно корисних тестів, що в підсумку орієнтовано на лікування пацієнтів. У контексті лабораторної медицини запит на проведення тестів для клінічної лабораторії розглядають як медичну консультацію 4.

Стрімкий розвиток медицини, поява нових та вдосконалення існуючих сучасних діагностичних методик змінюють підходи до алгоритму обстеження дітей із патологією серця. Для швидкого виявлення та своєчасного лікування кардіологічних захворювань у дітей необхідно використання усього спектру діагностичних методів візуалізації. .

Фармакогенетика ВАРФАРИНА

Варфарин – наиболее широко применяемое в мире лекарственное средство, антикоагулянт непрямого действия (антикоагулянты непрямого действия – производные оксикумарина, индандиона, конкурентно ингибируют редуктазу витамина К, чем тормозят активирование последнего в организме и прекращают синтез К‑витаминзависимых плазменных факторов гемостаза – II, VII, IX, X.)

Варфарин был синтезирован еще в 40-х годах прошлого века, однако в нашей стране он начал применяться только в 2001 г.

Популярность препарата варфарин обусловлена, во-первых, высокой эффективностью, а во-вторых – удобством применения.

Показания к применению варфарина:

Побочные эффекты терапии варфарином

При применении непрямых антикоагулянтов врачи сталкиваются с проблемой развития нежелательных реакций в виде кровотечений, наиболее опасными из которых являются желудочно-кишечные кровотечения и кровоизлияния в мозг.

Избежать появления побочных эффектов позволяет индивидуальный подбор терапевтической дозы, обусловленной:

	индивидуальной организацией генома каждого человека,
	взаимодействием с пищевыми продуктами и другими препаратами.

Факторы, влияющие на чувствительность к варфарину:

Клинические факторы

Генетические факторы

17-21% вариабельности дозы

53-54% вариабельности дозы

Активность варфарина частично определяется генетическими факторами.

Генетические тесты рекомендованы для улучшения подбора первоначальной дозы варфарина для конкретного пациента.

Наиболее значимые гены, определяющие индивидуальную реакцию на терапию варфарином: CYP2C9, VKORC1.

Цитохромы CYP2C9

Цитохром Р450 2С9 (CYP2C9) – это основной фермент, ответственный за фармакокинетику варфарина.

Ген CYP2C9 представлен шестью аллельными вариантами. Соответствующие структурные варианты CYP2C9 влияют на скорость метаболизма, а значит на эффективность и безопасность приема препарата.

У носителей «дикого типа» CYP2C9*1 скорость метаболизма препаратов является стандартной, а у носителей вариантов CYP2C9*2 и CYP2C9*3 активность фермента может быть снижена до 90%, что приводит к повышению концентрации варфарина в плазме. Таким образом, носители указанных аллелей являются «медленными метаболизаторами», которым необходима более низкая, по сравнению со стандартной, доза препарата.

VKORC1

Витамин К-эпоксид-редуктазный комплекс (VKORC) – фермент, ингибирование которого приводит к блокированию К-зависимых факторов системы гемостаза – VII, IX, X, II. Поэтому наличие мутаций гена VKORC также напрямую связано с эффективностью антикоагулянтной терапии.

Для варфарина существует возможность персонификации лечения на основе расчета индивидуальной дозы препарата по результатам генотипирования. В настоящее время в России генотипирование возможно в условиях клинической практики.

Ген

Функция гена

Полиморфизм

Идентификатор

Возможные генотипы

Ассоциации

эффекты

CYP2C9 – цитохром P 450

Кодирует фермент, участвующий в метаболизме S-изомера варфарина

Снижение функциональной активности фермента, увеличение времени метаболизма варфарина

VKORC1 – субъединица 1 фермента эпоксидредуктазы витамина К

Кодирует субъединицу фермента, который участвует в образовании активной формы витамина К и последующей активации факторов свертывания крови

Дефицит фермента, снижение интенсивности образования активной формы витамина К

* Обозначение в базе данных dbSNP Национального центра биотехнологической информации США (National Center for Biotechnological Information, NCBI).

Алгоритмы дозирования варфарина, основанные на результатах фармакогенетического тестирования: реальная возможность оптимизации фармакотерапии.

Как гены влияют на переносимость лекарств?

До недавнего времени лекарства разрабатывались с идеей, что каждый препарат действует почти одинаково на всех людей. Но геномные исследования показали, что наша чувствительность к лекарствам индивидуальна и может отличаться от человека к человеку в тысячу раз.

При назначении лекарственного препарата врач традиционно учитывает возраст пациента, его вес и пол, но, оказалось, этого недостаточно.

Современная наука фармакогенетика позволяет принимать во внимание генетические факторы, от которых напрямую зависит, не окажется ли назначаемое лекарство токсичным и будет ли оно вообще эффективным, ведь фармакологическая активность препарата может быть как низкая, так и высокая.

По оценкам, нежелательные лекарственные реакции являются шестой по значимости причиной смерти во всем мире. В Соединенных Штатах и Канаде – четвертой по значимости причиной смерти после сердечно-сосудистых заболеваний, рака и инсульта.

По статистике, собранной в Великобритании, 6% всех госпитализаций и 2% летальных исходов так или иначе связаны с побочными эффектами лекарств. Проявляются они у каждого пятого пациента.

До 80% побочных реакций определяются генетическими особенностями человека.

Фармакогенетика — современный мощный инструмент прецизионной, персонифицированной медицины. Она может прогнозировать ответ организма человека на конкретное лекарство и позволяет избежать побочных эффектов, адаптировать выбор препарата и его дозировку к генетике пациента.

Так, фармакогенетические тесты помогают подобрать индивидуальную дозу варфарина – самого распространенного антикоагулянта, который препятствует образованию тромбов.

3 сердечно-сосудистых заболевания, о которых нужно знать всем

Если дозировка не подойдет человеку, это может привести к фатальным последствиям: кровоизлияниям и кровотечениям.

Реакцию на варфарин определяют гены CYP2C9, VKORC1 и CYP4F2.

От генов зависит и метаболизм лекарств, или биотрансформация. Лекарство, расщепляясь, претерпевает в нашем организме ряд физико-биохимических изменений. В результате образуются водорастворимые вещества — метаболиты. Они могут плохо выводиться из организма или преобразовываться в токсические метаболиты. Последствия этого — самые разные, вплоть до тяжелых: некроз печени, опухолевые процессы.

Согласно мировой статистике, 0,7—20% острых и хронических заболеваний печени – это поражения, обусловленные приемом лекарств.

Так, некоторые люди относятся к «экстенсивным метаболизаторам» — с нормальной скоростью метаболизма лекарств, другие к «медленным метаболизаторам» — со сниженной скоростью, а третьи к «сверхактивным метаболизаторам» — с повышенной скоростью.

Для «медленных» доза препарата должна быть ниже той, что прописана в инструкции, а для «сверхактивных» — выше, в некоторых случаях требуется замена препарата. И только часть людей может полностью довериться стандартным рекомендациям по дозировке.

В каких сферах медицины применяется

Антидепрессанты, анальгетики, противовирусные, противоопухолевые, антиаритмические средства — в поле зрения фармакогенетики десятки препаратов, которые применяются в различных направлениях медицины: для лечения сердечных заболеваний, рака, гепатитов, депрессии и многих других.

ВИЧ-инфекция

Перед назначением ВИЧ-инфицированному пациенту противовирусного препарата абакавир врачи изучают фармакогеномный статус пациента, чтобы избежать нежелательной реакции на препарат.

Келоидные рубцы

При лечении келоидных рубцов было замечено, что пациенты по-разному реагируют на одни и те же методы терапии. Были выявлены различные генетические вариации, определяющие ответ на кортикостероиды и фторурацил.

Сахарный диабет

Широкую вариабельность демонстрирует метформин — лекарство, используемое при лечении сахарного диабета 2 типа и способное улучшать чувствительность к инсулину.

Терапия этим препаратом связана с большим количеством желудочно-кишечных симптомов. А осложнений «Метформин» дает больше, чем другие противодиабетические средства. Это приводит к преждевременному прекращению терапии примерно в 4% случаев. Знания о точном молекулярном механизме действия препарата ограничены, а изучение его фармакогенетических особенностей продолжается.

Онкологические заболевания

Известно, что при раке молочной железы трастузумаб эффективен только у пациенток с особым генетическим профилем — с перепроизводством белка HER2.

Химиотерапевтические препараты гефитиниб и эрлотиниб намного лучше действуют на больных раком легких, у которых опухоли имеют определенные генетические изменения. Также замечено, что более чувствительны к данным препаратам женщины, пациенты с аденокарциномой, ранее не курящие пациенты и люди азиатского происхождения. Цетуксимаб и панитумумаб не совсем эффективно работают у 40% больных раком толстой кишки.

Нервные и психические нарушения

Доказано влияние ряда генов на эффект лечения антидепрессантами. Наиболее важным и изученным является ген CYP2D6. Более чем 78 вариантов этого гена влияют на активность антидепрессантов: скорость метаболизма лекарственных средств повышается или снижается. У быстрых метаболизаторов препарат не успевает оказывать терапевтического эффекта. У медленных — накапливается в организме и приводит к развитию побочных эффектов при нормальной дозе.

Поэтому медленным метаболизаторам необходимо назначать препараты в меньшей дозе, быстрым и ультрабыстрым — в большей. У последних терапевтический эффект часто не достигается даже при назначении максимально допустимых суточных доз.

Примерно 7—10% людей европейской расы — медленные метаболизаторы CYP2D6, а 2—3,5% — ультрабыстрые.Создана фармакогенетическая панель для психиатрии, однако внедрение методов фармакогенетики в непосредственную психиатрическую практику происходит очень медленно.

Как проводят фармакогенетические тесты

Выявить конкретные генотипы, определяющие реакцию организма на лекарство, позволяет фармакогенетический тест. В основе таких тестов – полимеразная цепная реакция (ПЦР).

Генетический материал – кровь больного или соскоб буккального эпителия (эпителий внутренней стороны щеки). Сбор этого биологического материала не требует предварительной подготовки пациента.

«Размножение» гена с помощью ПЦР – относительно бюджетная и доступная процедура, поэтому чаще всего применяется в рутинной клинической практике. Однако, несмотря на популярность этого метода и большой диагностический потенциал, успех каждого применения во многом зависит от качества биологических образцов и степени их очистки. Также под вопросом диагностическая чувствительность ПЦР-анализа. Она оценивается в 82—91%.

Также возможно использование ДНК-микрочипов. С помощью них параллельно анализируют тысячи генов, выявляют сразу несколько десятков генетических изменений, которые являются фармакогеномными маркерами.

Еще один метод исследования – секвенирование полного генома. Позволяет проанализировать более 95% ДНК и дает возможность провести расширенную и более точную интерпретацию.

Применение фармакогенетического тестирования для назначения лекарственных препаратов не только улучшает показатели лечения, но и снижает затраты на терапию, так как сокращается использование неэффективных лечебных средств. Как следует из медицинской практики США, возможна экономия до 4 тыс. долларов на одного пациента в год.

Кому необходим фармакогенетический тест и где его пройти

Рутинное тестирование для многих лекарств не требуется и может быть бесполезным, однако в ряде случаев фармакогенетический тест может предсказать повышенный риск тяжелой лекарственной токсичности или лекарственной гиперчувствительности.

Прежде всего, фармакогенетическое тестирование показано пациентам:

с высоким риском развития нежелательных лекарственных реакций;
с наследственным анамнезом, связанным с проявлением вредных и непредвиденных эффектов от применения лекарств.

Кроме того, фармакогенетический тест необходим в следующих случаях:

назначено лекарственное средство, которое не имеет альтернатив;
лекарственное средство отличается широким спектром и выраженностью побочных действий;
препарат должен применяться длительно или пожизненно;
лекарство имеет узкий терапевтический диапазон или эффективно у ограниченного числа пациентов (особенно актуально для дорогостоящих препаратов).

Необходимость проведения фармакогенетического тестирования следует обсудить со своим лечащим врачом.

Тест «Полный геном» позволяет предсказать реакцию организма на многие известные препараты и правильно подобрать лекарственную терапию с учетом индивидуальных особенностей.

Фармакогенетический тест также можно сделать в клиниках и лабораториях, предоставляющих услуги молекулярно-генетического тестирования.

Интерпретировать результаты теста, давать рекомендации по выбору лекарственного средства и режима дозирования может клинический фармаколог или медицинский генетик. Важно понимать, что фармакогенетические тесты носят прогностический характер. Если пациент проходит тестирование в нескольких лабораториях, результаты могут различаться. Это связано с тем, что генетические варианты, включенные в дизайн тестов, не одинаковы.

Фармакогенетика в России и за рубежом

Единого руководства по применению генетических тестов в клинической фармакологии нет ни в России, ни в мире. Однако работа по формированию таких рекомендаций в ряде стран ведется, среди них Франция, Голландия, Канада.

В 2009 году организован международный Консорциум по внедрению клинической фармакогенетики – CPIC, в нем есть представители России. В 2015 году начала свою работу Глобальная исследовательская сеть фармакогеномики – PGRN.

Крупнейший ресурс по фармакогенетике – PharmGKB. Аккумулирует и предоставляет информацию о том, как гены влияют на восприимчивость лекарств.

На сайте FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) приведены таблицы фармакогенетических маркеров для различных лекарственных средств: перечислены почти 500 препаратов с рекомендациями по корректировке дозы на основании персональных генетических данных.

Хотя существует множество научных публикаций, фармакогенетика остается относительно новым и непонятным направлением для большинства практикующих врачей. Так, 57% специалистов в Соединенных Штатах и Канаде, изучавших фармакогеномику в университетах, считают свое обучение фармакогеномике «плохим» или «совсем неадекватным». Актуален пересмотр программ обучения как высшего, так и среднего медицинского персонала.

Большим шагом в развитии персонализированной медицины будет тотальная «генетическая» маркировка лекарств – с указанием информации о возможных побочных эффектах у людей с определенными генетическими особенностями, о дозировке в зависимости от генотипа.

ФАРМАКОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ДЛЯ ПОДБОРА ДОЗЫ ВАРФАРИНА

Стоимость теста (4 полиморфизма: CYP2C9*2, CYP2C9*3, CYP4F2, VKORC1) с заключением сертифицированного специалиста, врача-клинического фармаколога, кандидата медицинских наук — 2250 рублей, доктора медицинских наук, профессора – 2750 рублей.

Фармакогенетическое тестирование позволяет индивидуализировать выбор лекарственных препаратов, режимов их дозирования, прогнозировать их эффективность и безопасность, как до начала применения, так и во время.

По результатам тестирования выдается заключение специалиста клинического фармаколога по подбору дозы и прогнозу эффективности/неэффективности назначаемого лечения.

Фармакогенетический тест выполняется однократно, т.к. его результаты в течение жизни остаются неизменными.

Тест на чувствительность к варфарину:

Комплексное фармакогенетическое исследование для подбора дозы варфарина. Зависимость оптимальной дозы варфарина от генетических факторов достигает 50%.

Показания для применения фармакогенетического теста:

Выбор начальной дозы варфарина у пациентов с тромбозами (тромбоэмболия легочной артерии — ТЭЛА, тромбозы глубоких вен и другие венозные тромбозы, артериальные тромбоэмболии, включая эмболический инсульт) и у пациентов с высоким риском тромботических осложнений (постоянная форма фибрилляции предсердий, протезированные клапаны, послеоперационный период, в т.ч. в ортопедической практике).

Фармакогенетическое тестирование должно проводиться всем пациентам, которым планируется назначение варфарина (т.е. до его назначения) или в течение первых двух дней от начала лечения.
Фармакогенетическое тестирование может проводиться пациентам, которые уже получают варфарин, но при этом возникают проблемы при подборе его дозы.

Дополнительная информация:

Каким должен быть нормальным показатель МНО

У взрослых норма в пределах 0.8 – 1.3. Норма у женщин и мужчин не отличается. Но у беременных может быть незначительный сдвиг в обе стороны, поэтому во время беременности контроль МНО должен проводиться не реже 1 раза в триместр, а по показаниям чаще.

МНО расшифровка: нормальные показатели МНО при различных состояниях.

Здоровые люди обоих полов	Беременные женщины	Пациенты, которые принимают прямые антикоагулянты (гепарин)	Пациенты, которые принимают непрямые антикоагулянты(варфарин)	Больные с протезами клапанов сердца
0.8 – 1.3	0.8 – 1.2	0.8 – 1.3	2.0 – 3.0	2.5 – 3.5

Варфарин назначают пациентам с повышенной склонностью к тромбозам, а также для первичной профилактики лицам, имеющим риск тромбоза или эмболии или в качестве вторичной профилактики (предотвращение последующих эпизодов) лицам, у которых уже образовывался тромб.

Основные клинические показания для применения варфарина: фибрилляция предсердий, наличие искусственных клапанов сердца, тромбоз глубоких вен и ТЭЛА. Его также применяют в лечении антифосфолипидного синдрома. Иногда может быть использован после инфаркта миокарда, но он гораздо менее эффективен в предотвращении новых тромбозов в коронарных артериях. Профилактика тромбообразования в артериях обычно проводится в сочетании с антитромбоцитарными препаратами (например, аспирин, клопидогрел), которые обладают механизмом действия, отличным от такового у варфарина (который обычно не влияет на функцию тромбоцитов).

Дозирование варфарина осложняется тем, что он взаимодействует со многими широко используемыми лекарствами и даже с химическими веществами, которые могут присутствовать в некоторых продуктах питания. Эти взаимодействия могут усилить или ослабить антикоагулянтный эффект варфарина. С целью оптимизации терапевтического эффекта без риска опасных побочных эффектов, таких как кровотечение, требуется проведение анализа крови для контроля степени антикоагуляции (контроль МНО — международное нормализованное отношение).

На начальном этапе лечения контроль может проводится каждый день; временные промежутки между анализами крови для МНО могут быть увеличены, если пациенту удаётся достичь стабильного должного уровня МНО при неизменной дозе варфарина Целевой уровень МНО будет варьировать от случая к случаю в зависимости от клинических показаний, но в большинстве случаев составляет 2-3. В частности, целевые значения МНО могут быть 2,5-3,5 (или даже 3,0-4,5)

Фармакогенетическое исследование, направленное на определение индивидуальной безопасной дозы препарата варфарина (антикоагулянта непрямого действия).

Проводится анализ на наличие мутаций по четырем генетическим маркерам, связанным с повышенной чувствительностью к варфарину.

Выявление оптимальной дозы варфарина позволяет сократить срок подбора его дозы, а также снизить риск геморрагических осложнений.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Подготовки не требуется.

Общая информация об исследовании

Варфарин – наиболее распространенный препарат, относящийся к антикоагулянтам непрямого действия, назначаемый для продолжительного приема в серии случаев, связанных с повышенной свертываемостью крови, а также в послеоперационный период в целях предотвращения образования тромбов из-за хирургического вмешательства.

Общепринято определение эффективной терапевтической дозы варфарина по величине МНО (международного нормализованного отношения). В настоящее время достаточным уровнем гипокоагуляции считается увеличение МНО в пределах 2-3 (до 3,5 при протезах клапанов сердца). Было обнаружено, что более чем у трети больных, принимающих варфарин, значения МНО выходят за принятые рамки. Избыточный или недостаточный уровень гипокоагуляции может увеличивать риск инсульта или кровотечения.

При всех преимуществах данного препарата огромное значение имеет подбор индивидуальной дозы, так как ее превышение может приводить к кровоизлияниям и кровотечениям, а снижение – к инсультам и другим осложнениям.

Определение дозы методом ежедневного учета МНО зачастую оказывается неэффективным из-за того, что чувствительность к препарату может сильно варьироваться в зависимости от питания пациента, образа жизни, совместного применения других лекарственных препаратов. В таких случаях назначенная доза через некоторое время может оказаться опасной или неэффективной.

Наравне с клиническими данными и определением МНО в подборе индивидуальной дозы варфарина очень важны генетические факторы. Они позволят максимально быстро подобрать физиологичную дозу препарата и своевременно скорректировать образ жизни пациента для достижения требуемых значений МНО без отклонений количества используемого варфарина за пределы генетически установленных допустимых норм.

Наиболее значимыми генами, определяющими индивидуальную реакцию на терапию варфарином, являются CYP2C9, CYP4F2 и VKORC1.

CYP2C9 – ген, кодирующий фермент цитохром Р450 и регулирующий метаболизм варфарина в организме. Генетические маркеры CYP2C9 связаны с изменением функциональной активности фермента цитохрома P450, что оказывает влияние на скорость выведения варфарина из организма и тем самым определяет индивидуальную чувствительность к антикоагулянтной терапии.

CYP4F2 — также кодирует фермент, отвечающий за метаболизм варфарина в организме. ассоциированы с изменением функциональной активности ферментов, влияет на скорость выведения варфарина из организма и, соответственно, на индивидуальную чувствительность к антикоагулянтной терапии.

VKORC1 – ген, кодирующий субъединицу 1 комплекса эпоксидредуктаза – витамин К – основного фермента цикла витамина К. Варфарин действует, блокируя работу этого фермента, – таким образом осуществляется антикоагулянтный эффект (за счет ингибирования процесса активации факторов свертывания). Генетический маркер VKORC1 — связан со скоростью синтеза и, соответственно, с концентрацией фермента в клетке; на основании генотипа определяется доза препарата, необходимая для его ингибирования, а значит, для снижения активности факторов свертывания.

Тест проводится в соответствии с рекомендациями Международного консорциума фармакогенетики варфарина (Estimation of the warfarin dose with clinical and pharmacogenetic data, The New England journal of medicine, 2009). Он включен в практические рекомендации экспертов Европейского научного фонда по применению фармакогенетического тестирования.

увеличение потребления витамина К с пищей – снижает антикоагулянтный эффект варфарина;
снижение потребления витамина К с пищей – потенцирует эффект варфарина (например, при синдроме мальабсорбции);
лекарственные препараты, потенцирующие или угнетающие действие варфарина.

Для реализации фармакогенетического подхода к подбору дозы варфарина в российской популяции и под эгидой Российского кардиологического общества (РКО), Всероссийского научного общества кардиологов (ВНОК) и Национального общества по атеротромбозу (НОАТ) было организовано рандомизированное, проспективное исследование ВАРФАГЕН. Было установлено, что среди пациентов Российской Федерации, нуждающихся в приеме варфарина, суммарная частота встречаемости генотипов, определяющих клинически значимое нарушение чувствительности к варфарину, составляет 31,5 %.

Когда назначается исследование?

При определении начальной дозы варфарина для пациентов с тромбозами (с тромбоэмболией легочной артерии, острым венозным тромбозом, послеоперационным тромбозом, тромбозами глубоких вен, артериальными тромбоэмболиями и др.).
При определении начальной дозы варфарина для пациентов с высокой вероятностью тромботических осложнений (с мерцательной аритмией, после инфаркта миокарда, протезирования клапанов сердца и сосудов, в послеоперационный период, в т. ч. в ортопедической практике).

Что означают результаты?

Результатом анализа является заключение по оптимальной дозе препарата (мг/сутки, мг/неделю), рассчитанной на основании выявленного генотипа по четырем генетическим маркерам с учетом возраста, веса пациента, образа жизни (курение), значения МНО до начала приема препарата, совместного применения лекарственных препаратов (амиодарона/кордарона, статинов, противогрибковых препаратов), основной и сопутствующей патологии (сахарного диабета).

Расчет индивидуальной дозы варфарина проводится по специально разрабоатнным алгоритмам.

Терапия: персональная доза

Большинство препаратов, попадая в наш организм, претерпевают ряд сложных химических преобразований, в результате чего реализуется их лечебный эффект. Затем лекарство переходит в неактивную форму и выводится из организма. Понимание механизмов влияния генетических, внешних и индивидуальных факторов на систему биотрансформации лекарств позволит индивидуально подходить к назначению препаратов, что уменьшит количество побочных воздействий, и добиться максимального эффекта от медикаментозной терапии

Процесс биотрансформации и выведения лекарственных средств из организма осуществляется через сложную систему механизмов, тесно связанных между собой. Он проходит в несколько стадий: всасывание в кишечнике, изменение структуры препаратов, образование конъюгатов с веществами эндогенного (внутреннего) происхождения и, наконец, сама экскреция – выведение.

Эффективность и безопасность лекарственных средств зависит от характера функционирования участников всех этапов биотрансформации, которыми являются белковые образования, служащие различными ферментами и модуляторами. И если в структуре гена, кодирующего определенный белок, который принимает участие в метаболизме лекарства, имеется мутация, то строение и функция этого белка могут также измениться. Соответственно, изменения могу коснуться и активности процессов биотрансформации лекарственного средства на той или иной стадии.

Такие «измененные» гены называют полиморфными. Полиморфный ген представлен в популяции несколькими разновидностями (аллелями), что обусловливает разнообразие признаков внутри вида. Медикам важно учитывать то, что различия в строении ферментов, участвующих в биотрансформации препарата, а также белков-мишеней могут стать причиной значительных различий в реакции разных пациентов на один и тот же препарат, включая развитие осложнений.

Фармакогенетика – наука, изучающая влияние наследственности на индивидуальную чувствительность к лекарственным средстам. Эта дисциплина позволяет выявить определенные гены, кодирующие белки, которые участвуют в метаболическом пути лекарства. Однако изучение одних лишь генетических особенностей метаболизма не может дать полного представления о процессах биотрансформации лекарственного средства в организме.

В решении этой проблемы способна помочь метаболомика, целью которой в данном случае является систематизация, идентификация и количественное определение всех метаболитов лекарственного препарата в отдельно взятом организме или биологическом образце. Этих данные позволяют выявить взаимосвязи между различными генетическими вариантами (полиморфизмами) и скоростью метаболизма лекарства. При этом значимые генетические полиморфизмы становятся маркерами, которые уже могут использовать клиницисты для подбора лекарственной терапии при различных заболеваниях.

Все дело в дозе

Наиболее активно технологии фармакогенетики и метаболомики применяют для изучения биотрансформации непрямых антикоагулянтов – группы лекарственных препаратов, которые понижают свертываемость крови и препятствуют тромбообразованию. Важный представитель этой фармакологической группы – варфарин, антагонист витамина К – необходимого звена в процессе свертывания крови. Этот препарат жизненно необходим пациентам с нарушениями сердечного ритма, с венозными тромбозами, тромбоэмболиями различной локализации, а также после кардиохирургических операций.

Варфарин назначают на длительный срок, иногда пожизненно, при этом прием лекарства чреват развитием различных осложнений, в первую очередь малых и больших кровотечений. Кроме того, в некоторых случаях эффект от лечения варфарином отсутствует, несмотря на увеличение дозы препарата.

Известен ряд факторов, влияющих на степень безопасности и эффективность лечения данным препаратом. К факторам первой группы относятся пол, возраст, масса тела пациента, особенности его питания (например, вегетарианство), сопутствующие заболевания, прием других лекарственных препаратов и т. п. Однако по имеющимся на сегодня данным, эти факторы лишь на 17 % объясняют взаимосвязь вариабельности терапевтической дозы варфарина и индивидуального ответа пациента (Caldwell et al., 2008). Что касается роли факторов второй группы – генетических, то оценить ее не так-то просто: для этого нужны данные о метаболизме варфарина в организме пациента.

Под угрозой осложнений

Как и многие другие лекарственные средства, варфарин метаболизируется в печени. В виде неактивных метаболитов он выводится вместе с желчью и попадает в желудочно-кишечный тракт, где всасывается в кровь и затем выводится с мочой.

Основными белками-ферментами, участвующими в процессе метаболизма варфарина, являются печеночные цитохромы системы Р 450 (CYP). Сам препарат состоит из двух изомеров (молекул одинакового химического состава, но отличающихся пространственным расположением атомов), при этом терапевтическая активность s-варфарина намного выше. Основным катализатором метаболизма для него является цитохром CYP2C9: изменение в его активности может значительно влиять на чувствительность пациента к лечению варфарином.

Кроме того, индивидуальная чувствительность к варфарину зависит еще от одного небольшого белка, локализованного внутри печеночных клеток – витамин-К эпоксид редуктазного комплекса VKORC1. Его функция заключается в реактивации витамина К, и именно этот белок и является мишенью для варфарина при осуществлении последним лекарственного воздействия.

Для генов, кодирующих данные белки, известны полиморфизмы, влияющие на скорость метаболизма варфарина и степень чувствительности к нему пациентов. Как правило, изменения в этих генах сопровождаются снижением скорости утилизации лекарства из организма, следовательно, соответствующий рост его концентрации в плазме крови может приводить к возникновению кровотечений.

Рецепт для генов

В Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН и Центре новых медицинских технологий в Академгородке с 2008 г. проводится широкое изучение фармакогенетики и фармакокинетики варфарина у пациентов, вынужденных длительное время принимать антикоагулянты. Из лейкоцитов пациентов выделяют ДНК, в которой определяют полиморфные варианты генов CYP2C9 и VKORC1. На основании полученных данных можно с уверенностью утверждать, что более половины обследованных являются носителями измененных генов. Это означает, что дозу варфарина для таких пациентов необходимо корректировать относительно стандартно рекомендуемой. Здесь возникает проблема дозировки.

Чтобы точно определить необходимую дозу препарата для конкретного пациента, сначала нужно с помощью масс-спектрометрии определить уровни метаболитов лекарства в организме через равные промежутки времени после приема, а затем построить фармакокинетическую кривую. Однако подобное исследование – сложная и трудоемкая задача, выполняемая обычно только в научно-исследовательских целях.

Доступными методами для использования в повседневной медицинской практике могут служить генетические тесты. Для этого необходимо изучить количественные взаимоотношения между генетическими полиморфизмами и скоростью метаболизма варфарина на группе пациентов с различными генетическими вариациями нужного гена. Подобные исследования проводились ранее среди европейской популяции, но в Сибири они проводятся впервые.

Результаты работы по варфарину с привлечением методов метаболомики и генетики служат примером наиболее эффективного и перспективного подхода в медицине – персонализированного. Подобные исследования помогают подобрать дозу лекарства пациенту с учетом его генетических особенностей, что дает возможность сократить количество побочных эффектов, оптимизировать и минимизировать фармакотерапию и снизить расходы на лечение, а значит, существенно улучшить качество жизни людей.

Семиголовский Н. Ю. Непрямые антикоагулянты в кардиологии (впечатления о применении варфарина) // Трудный пациент. 2007. № 3. С. 31—37.

Сироткина О.В., Вавилова Т.В., Кадинская М.И. и др. Определение индивидуальной чувствительности к варфарину методом молекулярно-генетического анализа гена цитохрома Р450 2С9: Руководство для врачей. СПб.: Издательство СПбГМУ, 2006.

Сычев Д. А. Лечить не болезнь, а больного, или фармакогенетика в действии // Вестн. Моск. городского науч. о-ва терапевтов. 2007. № 14.

Gardiner S. J., Begg E. J. Pharmacogenetics, drug-metabolizing enzymes, and clinical practice // Pharmacol. Rev. 2006. V. 58. P. 521—590.

Wysowski D. K., Nourjah P., Swartz L. Bleeding complications with warfarin use: a prevalent adverse effect resulting in regulatory action // Arch. Intern. Med. 2007. V. 167. P. 1414—1419.

Читайте также: