Использование фармакогенетических данных в подборе антикоагулянтной терапии

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФАРМАКОГЕНЕТИЧЕСКИХ ДАННЫХ В ПОДБОРЕ АНТИКОАГУЛЯНТНОЙ ТЕРАПИИ

ДЛЯ КОРРЕСПОНДЕНЦИИ

Заклязьминская Елена Валерьевна -доктор медицинских наук, профессор, заведующая лабораторией медицинской генетики ФГБНУ «Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского» (Москва) Е-таИ: zhelene@mail.ru

Статья подготовлена по докладу, представленному на Национальном конгрессе кардиологов

Ключевые слова:

фармакогенетика, CYP2C9, VKOR1, варфарин, протезирование клапанов

М.Е. Поляк, Ю.А. Рогожина, В.А. Румянцева, Л.И. Ризун, Е.В. Заклязьминская, С.Л. Дземешкевич

ФГБНУ «Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского», Москва

Варфарин является стандартом антикоагулянтной терапии при протезировании клапанов сердца, однако широкий спектр побочных действий и непредсказуемость терапевтического эффекта ограничивает его применение на практике. Согласно опубликованным ранее исследованиям, различные виды осложнений (тромбозы и кровотечения) развиваются примерно у 30% пациентов, длительно принимающих варфарин. Фармакогенетическое тестирование при своевременном выполнении позволяет выявить пациентов, нуждающихся в индивидуальном подборе дозы варфарина, и, следовательно, снизить процент осложнений. Мы рассматриваем 2 стратегии дозирования варфарина на примере пациентки (61 год), которой в 2014 г. было выполнено протезирование аортального и митрального клапанов.

Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. - 2014. - № 4. - С. 20-25.

CORRESPONDENCE

Zaklyazminskaya Elena V. -MD, Professor, Head of Medical Genetics Laboratory, Petrovsky National Research Centre of Surgery (Moscow) E-mail: zhelene@mail.ru

Keywords:

pharmacogenetics, CYP2C9, VKOR1, warfarin, heart valve replacement

Pharmacogenetics in anticoaguation dosage adjustment

M.E. Polyak, Yu.A. Rogozhina, V.A. Rumyantseva, L.I. Rizun, E.V. Zaklyazminskaya, S.L. Dzemeshkevich

Petrovsky National Research Surgery Center, Moscow

Warfarin nowadays is the standard of anticoagulation therapy for patients with prosthetic heart valves, but the clinical usage of warfarin is limited due to large spectrum of side effects and unpredictable therapeutic effect. According to published data, all types of complications (bleeding and thrombosis) occur in almost 30%

of patients receiving warfarin at a regular base. Pharma-cogenetic testing, when timely performed, can reveal the patients requiring individual dose adjustment and thus reduce the percentage of complications. In our study we compare to strategies of dose adjustment in female 61 y.o. patient with prosthetic aortic and mitral valves.

Clin. Experiment. Surg. Petrovsky J. - 2014. - N 4. - Р. 20-25.

Профилактика тромботических осложнений после протезирования клапанов сердца должна планироваться с учетом многих факторов: типа клапанного протеза (механический или биологический), места протезирования (митральный или аортальный), объема хирургического вмешательства (открытая хирургия или транскатерная имплантация аортального клапана), а также индивидуальных особенностей пациентов, в том числе генетических особенностей активности фермен-

тов, обеспечивающих метаболизм антикоагулянтов и антиагрегантов.

Существующие европейские и американские рекомендации в целом согласуются в вопросах назначения антикоагулянтной терапии. Для пациентов с протезированными клапанами варфарин является «золотым стандартом» терапии [10]. При этом показания к антиагрегантной терапии разнятся. Комбинация с малыми дозами аспирина общепринята в американских протоколах, тогда

как в европейских руководствах такое сочетание используется с большей осторожностью [1, 3]. В случае замены клапана на биологический протез антикоагулянтная терапия должна продолжаться не менее 3 мес. При наличии факторов риска тромботических осложнений рассматривают вопрос о прологировании антикоагулянтной терапии. При использовании механического протеза антикоагулянтная терапия назначается пожизненно [5].

В первых протоколах антикоагулянтной терапии после клапанных операций рекомендованный уровень международного нормализованного отношения (МНО) составлял 4,5-6, однако позднее было показано, что уменьшение дозы варфарина при целевом МНО 2,5-3 приводит к снижению риска кровотечений без увеличения риска тромбозов. Тем не менее частота осложнений при применении непрямых антикоагулянтов остается высокой. Так, по сообщению Gorter и соавт., частота кровотечений у пациентов, принимающих антикоагулянты после острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК), достигает 26%, причем у 4,2% пациентов развиваются «большие», или фатальные, кровотечения. По данным рандомизированных исследований [1], риск тромбоэмболических осложнений у пациентов с протезированными клапанами, получающих варфарин с целевым МНО 2,5-3, составляет 1-2%.

Такие особенности варфарина, как узкое терапевтическое окно, зависимость от варфарино-вой диеты, необходимость частого контроля МНО и коррекции дозировок, и, как следствие, возможная непредсказуемость терапевтического эффекта вносят существенные риски в применение варфа-рина в клинической практике [2].

Вклад генетических особенностей ферментов метаболизма варфарина определяет более 50% межиндивидуальной вариабельности ответа на препарат [9]. В настоящее время варфарин входит в перечень из 142 препаратов, для которых FDA (Food and Drugs Administration) рекомендовало включить информацию об особенностях метаболизма и фармакогенетическом тестировании в инструкцию к препарату [8].

Для облегчения клинического использования результатов фармакогенетических тестов разработано несколько программ, рассчитывающих оптимальную дозу варфарина с учетом клинических, антропометрических и генетических особенностей пациентов. Наиболее широко используется открытый интернет-ресурс Warfarin Dosing, разработанный в Washington University, St. Louis, позволяющий не только рассчитать разовую нагрузочную дозировку варфарина, но и вести динамический монитотринг соотношения дозировка/МНО [9].

Существует несколько стратегий дозирования варфарина: применение фиксированных дозировок, эмпирический подбор дозы в процессе клинического наблюдения за пациентом и мониторинга МНО, подбор дозировки с учетом результатов фар-макогенетического тестирования. Фармакогенети-ческое тестирование чувствительности к варфари-ну применяется в клинической практике для учета вклада генетических особенностей метаболизма пациента, т.е. немодифицируемых факторов в оптимальную профилактику тромбозов, связанных с протезированием клапанов.

Целью настоящей работы является обсуждение эмпирического и фармакогенетического подходов к подбору дозы варфарина на примере больной, перенесшей протезирование аортального и митрального клапанов.

Клиническое наблюдение

Больная С61 год, поступила в отделение хирургического лечения дисфункций миокарда и сердечной недостаточности РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского в 2014 г. с жалобами на быструю утомляемость и одышку при небольших физических нагрузках, подъемы артериального давления до 210/140 мм рт.ст., синкопальные состояния на фоне резких перепадов атмосферного давления. В 2010 г. у пациентки был диагностирован врожденный порок сердца - двустворчатый аортальный клапан. С ноября 2013 г. пациентка отмечала ухудшение состояния, появление одышки в положении лежа.

Обследование и лечение было проведено в соответствии с положениями Хельсинской декларации с получением письменного информированного согласия. Клиническое обследование включало электрокардиографию (ЭКГ), трансторакальную и чреспищеводную ЭхоКГ, мульти-спиральную компьютерную томографию (МСКТ) сердца, холеровское мониторирование, рентгеноскопию с обследованием грудной клетки (ОГК), ультразвуковое исследование (УЗИ) брюшной полости, ультразвуковую диагностику (УЗД Г) брахиоцефальных артерий и артерий верхних конечностей.

ДНК из венозной крови выделяли стандартными методами. Генетическое исследование включало фармакогенетическое тестирование по протоколу, одобренному FDA и ориентированному на использование ресурса Warfarin Dosing при подборе дозировки варфарина [8]. Методом аллель-специфической полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим электрофорезом в акриламидном и агарозном гелях определялось носительство аллелей c.-1639G>A в гене VKORC1, c.2084+45G>C в гене GGCX, в гене CYP2C9 - полиморфизмов

Таблица 1. Результаты генетического исследования чувствительности к варфарину для пациентки С. Обозначения полиморфных аллелей генов CYP2C9, CYP4F2, GGCX, VKORC1 представлены в том виде, в котором они применяются при расчете дозы варфарина с использованием программы WarfarinDosing

Полиморфизм Результат Влияние на метаболизм варфарина

VKORC1 G/G Устойчивость к действию варфарина

CYP4F2 С/C Нормальный метаболизм

GGCX C/G Снижение скорости метаболизма варфарина

CYP2C9*2 C/C Нормальный метаболизм

CYP2C9*3 A/C Снижение активности CYP2C9 [9, 12]

CYP2C9*5 C/C Нормальный метаболизм

CYP2C9*6 A/A Нормальный метаболизм

CYP2C9*2 и CYP2C9*3. Мы не анализировали но-сительство полиморфизмов CYP2C9*5 и CYP2C9*6, поскольку они не встречаются в европейской популяции. Дозу варфарина рассчитывали с помощью ресурса WarfarinDosing.org. Также определялось носительство частых генетических факторов тром-бофилии F2 (g.20120G>A), FV (Leiden).

По результатам обследования был установлен основной диагноз: комбинированный аортальный порок с преобладанием стеноза, гипертрофия миокарда левого желудочка с обструкцией выносящего тракта, кальциноз аортального клапана III степени, относительная митральная недостаточность II-III степени, трикуспидальная недостаточность II степени, легочная гипертензия II степени. Сопутствующие заболевания: хронический атро-фический гастрит вне обострения и хроническая болезнь почек с нарушением азотовыделительной функции.

Пациентке была выполнена расширенная мио-эктомия гипетрофированной межжелудочковой перегородки и папиллярных мышц левого желудочка. Также было проведено универсальное хордосохраняющее протезирование митрального клапана протезом Optiform № 27 Carbomedics и протезирование аортального клапана биологическим протезом Optiform № 21 Carbomedics. Послеоперационный период осложнился умеренными явлениями дыхательной недостаточности и синусовой брадикардией на фоне исходной пароксизмальной формы мерцательной артимии, что потребовало установки временного электрокардиостимулятора (ЭКС).

В послеоперационном периоде пациентке был назначен варфарин. Терапевтическая доза варфарина подбиралась эмпирически: стартовая доза составила 5 мг/сут, максимальная доза - 7,5 мг/сут. Однако после 10 дней приема варфарина целевой уровень МНО достигнут не был, в связи с этим больная была переведена на аценокумарол на 11-е сутки после операции.

На 15-е сутки после операции отмечено появление и прогрессирование одышки при небольших

физических нагрузках и пастозность нижних конечностей. По результатам проведенной чреспище-водной ЭхоКГ выявлена дисфункция митрального протеза с тромбозом левого предсердия. В связи с дисфункцией протеза митрального клапана пациентке выполнено репротезирование митрального клапана биологическим протезом Mitroflow № 25. Послеоперационный период протекал с явлениями дисциркуляторной энцефалопатии, нарушениями проводимости сердца, что потребовало подключения временного ЭКС в режиме VVI, нарушениями ритма сердца по типу пароксизмальной формы фибрилляции предсердий.

Одновременно выполнено фармакогенетиче-ское тестирование для уточнения особенностей метаболизма варфарина.

По результатам фармакогенетического тестирования установлена сниженная чувствительность к варфарину (табл. 1). Было установлено, что больная является медленным метаболизатором, устойчивым к действию варфарина. Пациентка выписана под динамическое наблюдение кардиолога по месту жительства на 14-е сутки после повторной операции с достигнутым МНО 2,35 при приеме син-кумара в дозировке 2 мг/сут.

Обсуждение

Мы проанализировали динамику МНО у пациентки при различных дозах варфарина и приеме аценокумарола (рис. 1). При дозах варфарина 5-7,5 мг/сут МНО существенно не менялось; после перехода на аценокумарол (синкумар) наблюдался скачок МНО с последующей стабилизацией. Полиморфизм c.-1639G>A в гене VKORC1 в гомозиготном состоянии ассоциирован с более высокими дозами варфарина, однако замедленный метаболизм варфарина не позволяет длительно применять высокие дозировки.

Кроме того, был проведен ретроспективный пересчет дозы варфарина с помощью ресурса WarfarinDosing.org (табл. 2). Дозы для быстрого набора МНО (2-2,5) оказались довольно высокими,

в то время как нагрузочные и терапевтические дозы сравнительно низкими, что характерно для медленных метаболизаторов. Также обращает на себя внимание разница в дозировках, рассчитанных для различных целевых значений МНО.

Препараты непрямых антикоагулянтов представляют рацематическую смесь R- и S-энантиоме-ров, обладающих различной антикоагулянтной активностью. Биотрансформация R- и S-энантиомеров осуществляется в печени различными изофермен-тами цитохрома Р450. Основной изофермент биотрансформации - CYP2C9 цитохрома Р450, ответственный за гидроксилирование S-энантиомеров (рис. 2). Антикоагулянтную активность варфарина определяет его S-энантиомер, следовательно, изменение активности CYP2C9 может повлечь за собой изменение антикоагулянтного эффекта варфарина.

Влияние генетических факторов на активность ферментов биотрансформации в большей степени

Таблица 2. Расчет дозировок варфарина для пациентки С. по результатам фармакогенетического тестирования

Доза Расчетное МНО 2 Расчетное МНО 2,5

Нагрузочная доза 4,9 мг/сут 5,4 мг/сут

Терапевтическая доза 3,3 мг/сут 3,6 мг/сут

Доза для быстрого набора МНО 7 мг/сут 1-2 дня 8 мг/сут 1-2 дня

Дата

4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0

- МНО

~4 09

15.07. ! г3,3\

варфин /\ \?,fi1 2 2

7,5 мг/сут/ 1

/ 1,34 .У149 N. /

1 ----л л о Синкумар y36

1,18

Рис. 1. Динамика международного нормализованного отношения (МНО) у пациентки С.

По оси абсцисс указаны даты измерения МНО, по оси ординат -уровень МНО. 21 июля пациентка переведена на синкумар

изучено для CYP2C9. Полиморфизм генов, продукты которых участвуют в метаболизме R-энантиомеров, изучен недостаточно. Между тем R-энантиомеры непрямых антикоагулянтов могут влиять на анти-коагулянтный эффект препарата, активность S-энантиомера которого снижена из-за наличия генетических вариантов в гене CYP2C9. У пациентов с полиморфизмами гена CYP2C9, снижающими эффективность фермента, могут наблюдаться замедление метаболизма непрямых антикоагулянтов и накопление субстрата.

Аценокумарол также представляет собой смесь R- и S-энантиомеров. R-энантиомер обладает большей антикоагулянтной активностью, но меньшим временем полувыведения, в связи с чем антикоагу-лянтный эффект аценокумарола также связывают с S-энантиомером [12].

Фармакогенетическое тестирование пациентке С. было выполнено ретроспективно, после развития тромбоза, и его результаты во многом объяснили первоначальные трудности с набором и поддержанием целевого МНО. К сожалению, ретроспективное фармакогенетическое тестирование является частой практикой, несмотря на то что FDA рекомендует его выполнение до первого приема варфарина и подбор дозы с учетом особенностей метаболизма. В лаборатории медицинской генетики за 2010-2014 гг. нами было выполнено фармакогенетическое тестирование для 244 пациентов. Более 80% тестов были назначены ретроспективно, по факту развития у больных, принимавших варфарин, осложнений (тромбоз/кровотечение) или по поводу трудностей с достижением целевого МНО.

Важно помнить, что фармакогенетическое тестирование не может заменить или отменить регулярный контроль МНО. Для большинства пациентов (около 60-70%) средние дозировки, назначаемые эмпирически, не будут существенно отличаться от расчетных. Однако для людей, имеющих особенности метаболизма варфарина, оптимальные дозы могут сильно отличаться от средневзвешенных.

В случае пациентки С. фармакогенетическая и клиническая стратегии подбора дозы варфарина оказались различными. Клинический подход предполагал постепенное наращивание дозы, тогда как по результатам фармакогенетического тестирования была предложена стратегия нагрузки варфари-ном с последующим снижением дозировки. Кроме того, полиморфизм c.1075A>C в гене CYP2C9*3 позволял предположить снижение эффективности

метаболизма S-энантиомеров непрямых антикоагулянтов. Оптимальной стратегией в случае пациентки С. было применение высоких доз в первые 1-2 дня приема с целью быстрого набора МНО и последующее снижение доз.

В приведенном клиническом случае мы продемонстрировали частый подход к фармакогене-тическому тестированию: тестирование выполняется после развития осложнений при назначении стандартных доз варфарина.

Однако основное назначение фармакогене-тического тестирования - предупредить развитие осложнений, а не выявить возможные причины уже развившихся побочных реакций. Исследования, сравнивающие эффективность различных стратегий дозирования варфарина, показывают противоречивые результаты, поэтому, несмотря на известность и доступность, место фармакогенетического тестирования в клинической практике окончательно не определено.

Основным аргументом против обязательного фармакогенетического тестирования всех пациентов перед назначением варфарина были экономические соображения [11]. Однако сейчас себестоимость тестирования сравнительно низкая, а методы ДНК-диагностики позволяют выполнить исследование в короткие сроки (3-4 дней). Даже при условии выполнения лишних 60-70% исследований стоимость фармакогенетического тестирования ниже, чем затраты на лечение осложнений у пациентов с неучтенными особенностями метаболизма.

Заключение

Фармакогенентическое тестирование при своевременном выполнении позволяет заблаговременно выявить пациентов, нуждающихся в индивидуальном подборе дозы варфарина или в замене препарата. Поскольку варфарин является препаратом выбора для пациентов с протезированными клапанами сердца, мы считаем, что таким пациентам необходимо выполнять фармакогенети-ческий тест до начала антикоагулянтной терапии. Для пациентов с генетически детерминированной низкой скорости биотрансформации варфарина препараты аценокумарола могут быть альтернативой в качестве антикоагулянтной терапии.

Литература

1. Iung B., Rodes-Cabau J. The optimal management certainties and uncertainties // Eur. Heart J. - 2014. of anti-thrombotic therapy after valve replacement: Vol. 35. - P. 2942-2949.

2. Warfarin pharmacogenomic trials: is there a future for pharmacogenetic-guided dosing? // Pharmacoge-nomics. - 2014. - Vol. 15, N 6. - P. 719-722.

3. Butchart E.G. Antithrombotic management in patients with prosthetic valves: a comparison of American and European guidelines // Heart. - 2009. - Vol. 95. -P. 430-436.

4. Executive Summary // J. Am. Coll. Cardiol. - 2014. doi: 10.1016/j.jacc.2014.02.537.

5. Ugur Bal et al. The effects of a low international normalized ratio on thromboembolic and bleeding complications in patients with mechanical mitral valve replacement // J. Cardiothorac. Surg. - 2014. - Vol. 9. - P. 79.

6. Long-term occurrence of death and cardiovascular events in patients with transient ischaemic attack or minor ischaemic stroke: comparison between arterial and cardiac source of the index event // J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. - 2008 Aug. - Vol. 79, N 8. - P. 895-899.

7. Vahanian A., Baumgartner H., Bax J. et al. Task Force on the Management of Valvular Hearth Disease of the Eu-

ropean Society of Cardiology; ESC Committee for Practice Guidelines. Guidelines on the management of valvular heart disease: The Task Force on the Management of Valvular Heart Disease of the European Society of Cardiology // Eur. Heart J. - 2007. - Vol. 28, N 2. - P. 230-268.

8. Food and Drugs Administration, Table of Pharmacogenomic Biomarkers in Drug Labeling. http://www.fda. gov/drugs/scienceresearch/researchareas/pharmacogenet-ics/ucm083378.htm

9. http://www.warfarindosing.org

10. 2014 AHA/ACC Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease

11. Wadelius M., Pirmohamed M. Pharmacogenetics of warfarin: current status and future challenges // Pharma-cogenomics J. - 2007 Apr. - Vol. 7, N 2. - P. 99-111.

12. Сычев Д.А., Антонов И.М., Загребин С.В. и др. Алгоритмы дозирования варфарина, основанные на результатах фармакогенетического тестирования: реальная возможность оптимизации фармакотерапии // РФК. -2007. - № 2. - С. 59-66.