Polymorphism of genes of drug metabolism enzymes in the Russian population of the Voronezh region

Full Text

Введение. Внедрение методов фармакогенетических исследований в клиническую практику открывает возможность для персонализированной терапии. Проведение фармакогенетического тестирования помогает предупредить развитие возможных нежелательных лекарственных реакций (НЛР) и повысить эффективность фармакотерапии.

Важную роль в осуществлении метаболизма лекарственных препаратов (ЛП) принадлежит транспортным белкам. Наиболее распространено и изучено подсемейство, кодируемое геном ABCB1, важнейшим представителем которого является Р-гликопротеин, открытый в 1976 году Juliano и Ling [1]. Основной функцией P-гликопротеина является препятствие проникновению различных ксенобиотиков через биологические мембраны клеток с дальнейшей их экскрецией в мочу и желчь [2, 5]. Данный транспортер присутствует в эпителиоцитах кишечника, мембранах клеток панкреатического протока и желчных канальцев, проксимальных канальцах нефрона, реснитчатом эпителии легких, в эндотелии ключевых гистогематических барьеров [2]

Строение Р-гликопротеина обуславливает выведение преимущественно липофильных ксенобиотиков, молекулярная масса которых варьирует от 300 до 2000 Да. В число транспортируемых соединений входят лекарственные препараты: апиксабан, дабигатран, ривароксабан, варфарин, клопидогрел, тикагрелол, аторвастатин, амитриптилин, верапамил, дилтиазем, лозартан, пропранолол,  дигоксин [2, 5]

Наряду с белками транспортных систем, на фармакокинетику лекарственных препаратов влияют ферменты  печени, которые входят в семейство  ферментов цитохрома Р450. Полиморфизм генов влияет на активность процессов биотрансформации в печени. Исследования последних лет позволили определить наиболее значимые изменения, которые выявлены для CYP 2C9,  CYP 2C19, CYP2D6, CYP4F2, CYP3А4, CYP3А5, CYP1А4 и др.   

Определение генетических маркеров ферментов лекарственного метаболизма позволяет выделять среди пациентов «нормальных», «медленных» и «быстрых» метаболизаторов. Полиморфизм С4195Т указывает на генотип CYP 2C19*17, относящийся к «быстрым метаболизаторам», что ассоциировано с усиленным фармакологическим эффектом клопидогрела и риском кровотечений. Напротив, полиморфизм ile359Leu, Trp212Ter, G681A определяет носительство CYP 2C19*2 и  CYP 2C19*3, что ведет к снижению эффекта клопидогрела.

Вклад генетических особенностей в индивидуальный ответ на проводимую фармакотерапию варфарином связан с полиморфизм CYP 2C9, который влияет на концентрацию препарата [5]. Результаты исследований последних лет выявили различную частоту носительства полиморфных маркеров у представителей этнических групп, что имеет особое значение для Российской Федерации [3, 4].

Цель исследования - анализ распространенности полиморфиных маркеров, кодирующих ферменты лекарственного метаболизма у населения Воронежской области.

Материалы и методы исследования. Фармакогенетическое тестирование выполнено у пациентов, госпитализированных в БУЗ ВО «Воронежская городская клиническая больница №3» и ЧУЗ «РЖД-Медицина» г. Воронеж в течение 2022-2025 гг. Генетическое тестирование выполнено у 145 пациентов, которым проводили отбор проб венозной крови для ПЦР объемом 2 мл с добавленной в качестве антикоагулянта ЭДТА.

Реагенты для выделения ДНК – набор «ПРОБА-РАПИД-ГЕНЕТИКА» ООО «Днк-технология» (Россия). Для исследования частоты носительства аллельных вариантов CYP2C9 использован набор ООО НПФ "Литех" (Россия). Для определения полиморфизма C3435T гена MDR1(MDR1_3435 rs1045642) и аллельных вариантов CYP2C19 – наборы ООО «Синтол» (Россия).

В исследовании проводили анализ фармакогенетических маркеров, включая G681A (CYP 2C19*2), Trp 212 Ter (CYP 2C19*3), C806T (CYP 2C19*17) гена СYP 2C19, C3435T гена MDR1, Arg144Cys (CYP2C9*2), Ile359Leu (CYP2C9*3) гена CYP2C9.

Результаты оценивали с учетом выделяемых аллельных вариантов полиморфизма C3435T гена MDR1: СС-нормальная экспрессия гена, СТ и ТТ – снижение экспрессии гена.  При определении носительства аллельных вариантов CYP2C9 выявляли «медленных» (CYP2C9*2 и CYP2C9*3) и «нормальных» метаболизаторов (CYP2C91/1). При оценке результатов CYP2C19 тестировали «медленных» (CYP2C19*2 и CYP2C19*3) и «быстрых» (CYP2C19*17, CYP2C19*17*17) метаболизаторов. Статистическая обработка данных проводилась с использованием программы SPSS, 27 версия.

Результаты исследования. В результате фармакогенетического тестировании аллельный вариант CYP 2C19*2 установлен в форме гетерозиготного носительства у 21,4% лиц, гомозиготное носительство – у 0,7% пациентов. Тестирование на аллельный вариант CYP 2C19*3 выявило только 1 пациента (0,68%) с гетерозиготным носительством. Полученные данные указывают, что в количество лиц с низкой активностью метаболизма клопидогрела составляет около 22,7%. что несет риск снижения  эффективности антиагрегантной терапии.

В свою очередь, в обследованной когорте пациентов присутствовало достаточное количество лиц с генотипом «быстрых метаболизаторов», у которых аллельный вариант CYP 2C19*17 в форме  гетерозиготного носительства был у 43 человек (29,6%), гомозиготный вариант был у 9 человек (6,2%). Генетически обусловленное повышение образования активных метаболитов препарата клопидогрел у данной группы пациентов создает риск геморрагических осложнений.

Гаплотип, то есть одновременное носительство CYP 2C19*2 и CYP 2C19*17 выявлен у 7 пациентов (4,8%), что указывает на присутствие у пациента одновременно двух мутаций. Полученный результат связан с экспрессией в клетке фермента со сниженной активностью и возможностью снижения эффекта от приема препарата клопидогрел [3, 5].        

Определение полиморфизма генетических маркеров CYP2C9*2 и CYP2C9*3 показало присутствие среди обследованных лиц «медленных метаболизаторов»: для CYP2C9*2 – гомозиготное носительство (1,2%) и гетерозиготное у 19% пациентов, для CYP2C9*3 – гомозиготное носительство (0,7%) и гетерозиготное у 13,7% лиц. Полученные данные указывают на высокий риск снижения биотрансформации варфарина, концентрация которого на фоне угнетения активности ферментов цитохрома Р450 увеличивается, что ведет к увеличению нежелательных лекарственных реакций [5].

Для белков транспортной системы ген MDR1 (АВСВ1) генотип СС, ассоциированный с нормальной экспрессией гена выявлен только у 19,1% пациентов, тогда как генотипы CT и TT, ответственные за снижение активности белка-транспортера – в 51,1% и 29,8% случаев соответственно. Полученные данные о снижении функциональной активности р-гликопротеина имеют значение для оральных антикоагулянтов (ривароксабан, апиксабан, дабигатран), которые являются субстратами данного белка-переносчика [4, 5].

Заключение. Фармакогенетическое тестирование населения Воронежской области показало частоту распределения лиц с аллельными вариантами ферментов CYP2C9 и CYP2C19, близкими почастоте к показателям русского населения другим регионов России (Челябинск, Томск, Курск, Москва) [3].

На метаболизм лекарственных препаратов оказывают влияние различные факторы, в том числе индивидуальные генетические особенности человека. Переход к персонализированной фармакотерапии является ключевым направлением  минимизации риска нежелательных лекарственных реакций и повышения эффективности терапии. 

Полученные результаты могут быть использованы в клинической практике для пациентов, проживающих в Воронежской области при назначении антитромботической терапии. Необходимо учитывать особенности пациента, влияющие на функциональное состояние ферментов цитохрома Р450 CYP2C9 при назначении клопидогрела, CYP2C19 при подборе индивидуальной дозы варфарина, а также контролировать активность транспортного белка р-гликопротеина, влияющего на безопасность приема прямых оральных антикоагулянтов.    

About the authors

Angelina Alexandrovna Khvorova

Burdenko Voronezh State Medical University

Email: gelya.xvorova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-6417-1798
https://vk.com/linakhvorova

Student

Russian Federation, 10 Studenchskaya Street, 394036, Voronezh, Russian Federation

Natalia Yurievna Goncharova

Burdenko Voronezh State Medical University

Email: sumerki_@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4113-5206

Candidate of Medical Sciences, Associate Professor of the Department of Clinical Pharmacology, Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko

Russian Federation, 10 Studenchskaya Street, 394036, Voronezh, Russian Federation

Alexey Alexandrovich Dubrovsky

Burdenko Voronezh State Medical University

Email: oni.nekokf@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-0171-5294

Clinical pharmacologist, Head of the Department of Drug Supply, Informatization and Labor Protection of the Ministry of Health of the Republic of Crimea

Russian Federation, 10 Studenchskaya Street, 394036, Voronezh, Russian Federation

Galina Alexandrovna Batishcheva

Burdenko Voronezh State Medical University

Author for correspondence.
Email: bat13@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4771-7466

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Clinical Pharmacology, Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko, Ministry of Health of the Russian Federation

Russian Federation, 10 Studenchskaya Street, 394036, Voronezh, Russian Federation

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.