Перспективы фармакогенетического тестирования для разработки алгоритмов персонализированного лечения тубекулёза органов дыхания в Астраханском регионе

Перспективы фармакогенетического тестирования для разработки алгоритмов персонализированного лечения тубекулёза органов дыхания в Астраханском регионе

Б. И. КАНТЕМИРОВА, Х. М. ГАЛИМЗЯНОВ, Н. А. СТЕПАНОВА, А. Х. ЧЕРНЫШЕВА, З. А. АЛИЕВА

Астраханский государственный медицинский университет Минздрава России, Астрахань

Prospects of Pharmacogenetic Testing for Design of Algorithms for Personalized Treatment of Tuberculosis of Respiratory Organs in the Astrakhan Region

B. I. KANTEMIROVA, KH. M. GALIMZYANOV, N. A. STEPANOVA, A. KH. CHERNYSHEVA, Z. A. ALIEVA

Astrakhan State Medical University, Ministry of Public Health of the Russian Federation, Astrakhan

Несмотря на наличие большого количества противотубекулёзных препаратов, тубекулёза в Российской Федерации и за рубежом не становится меньше, а фтизиатры, нередко сталкиваются с проблемой адаптации разработанных схем проти-вотубекулёзной терапии под каждого конкретного больного. Связано это с часто возникающими побочными эффектами, что нередко служит поводом для отмены специфической химиотерапии. В работе показана роль полиморфизма генов де-токсикации как предикторов ответа на лекарственную терапию. Полученные данные позволят обосновать персонифицированные подходы к проведению химиотерапии у больных тубекулёзом, повысить её эффективность и безопасность.

Ключевые слова: тубекулёз, гены метаболизма, полиморфизм, побочные эффекты, противотубекулёзные препараты.

In spite of the availability of many antituberculosis drugs all over the world the morbidity of tuberculosis does not lower. Often the tuberculosis therapy schemes are adapted to every particular patient which is mainly due to the therapy unfavourable effects requiring discontinuation of the drugs used. Polymorphism of the detoxication genes, as predictors of the response to the drug therapy, was shown to be of certain significance. The experimental data would allow to substantiate personalized management of tuberculosis patients and to increase its efficacy and safety.

Key words: tuberculosis, metabolism genes, polymorphism, infavourable effects, antituberculosis drugs.

Введение

По данным ВОЗ, ежегодно в мире заболевают тубекулёзом 9,4 млн человек. Более 1,3 млн больных умирают. Заболеваемость туберкулёзом в Российской Федерации в 2013 году составила 67,7 на 100000 населения, в г. Астрахани — 78,8 [1—6].

Во всём мире неблагополучие эпидемической обстановки по тубекулёзу определяется в основном двумя факторами: числом не выявленных и числом неизлеченных больных туберкулёзом, которые являются распространителями инфекции. Ежегодно остаются неизлеченными свыше 60% больных [5, 7—11].

Среди причин низкой эффективности лечебных мероприятий, наряду с лекарственной устойчивостью, достигающей 30% у больных с впервые выявленным тубекулёзом легких и 60% у больных с рецидивами и рядом социальных факторов, сле-

© Коллектив авторов, 2015

Адрес для корреспонденции: 414000 Астрахань, ул. Бакинская, д. 121. Астраханский ГМУ

дует отметить частое формирование нежелательных побочных эффектов противотуберкулёзных препаратов (ПТП) [9—15]. Непереносимость ПТП заставляет лечащих врачей пересматривать схемы лечения, что нередко влияет на качество этиотроп-ной терапии, удлиняет процесс медикаментозного воздействия, способствует распространению тубе-кулёза и несёт дополнительные экономические затраты, связанные с поиском новых, более безопасных и эффективных, режимов терапии.

Формирование непереносимости противоту-бекулёзных средств напрямую зависит от особенностей метаболизма молекул ПТП, имеющих широкую межиндивидуальную вариабельность и этническую специфичность [16—20].

При рассмотрении вопросов метаболизма противотубекулёзных препаратов большое значение уделяется изучению полиморфизма генов N ацетилтрансферазы второго типа (МДТ2) и изо-ферментов цитохрома Р 450: СУР2Б1 и СУР2С9. Окислением при участии СУР2Б1 и СУР2С9 ме-таболизируется 70—90% изониазида, в результате чего образуется нетоксичная изоникотиновая

кислота [1, 21]. Около 10—30% препарата метабо-лизируется ацетилированием при участии NAT2. Конечным продуктом ацетилирования является ацетилгидразин, обладающий выраженной гепа-тотоксичностью. В отечественных и зарубежных литературных источниках обсуждение данного вопроса вызывает оживленную дискуссию. Одни исследователи сходятся во мнении, что пациенты с генотипом медленного ацетилирования более предрасположены к развитию нежелательных побочных эффектов, в частности полинейропатии, по сравнению с быстрыми ацетиляторами [16, 22, 23]. Другие считают, что фенотипически быстрые ацетиляторы составляют основную группу риска развития гепатотоксичности при лечении тубеку-лёза [15, 24—26]. Авторы объясняют данный механизм накоплением в течение короткого времени высокотоксичного ацетилгидразина.

В литературе имеется множество сведений о роли полиморфных генов системы биотрансформации в формировании предрасположенности к тубекулёзу [2, 15, 27—35]. Нам представилось важным с практической точки зрения, оценить предикторную ценность полиморфных вариантов гена N-ацетилтрансферазы в возникновении определённых видов побочных эффектов, что позволит индивидуализировать схемы специфической терапии, повысить её эффективность и безопасность.

Цель исследования — изучить характер и частоту развития нежелательных побочных эффектов противотубекулёзных препаратов в зависимости от полиморфизма гена N-ацетилтрансферазы у больных тубекулёзом органов дыхания.

Материал и методы

Изучена медицинская документация впервые выявленных пациентов с тубекулёзом лёгких, получавших лечение в ГБУЗ АО «Областной клинический противотубекулёзный диспансер», стационар № 1, в 2014-2015 гг. В исследование вошли 100 пациентов: 66 (66%) мужчин, 48 (48%) женщин в возрасте 20—52 лет с впервые выявленным туберкулёзом, у которых на фоне специфического лечения (согласно приказу МЗ РФ № 109 от 21.03.2003 г. «О совершенствовании противо-тубекулёзных мероприятий в РФ») по I режиму химиотерапии возникли нежелательные побочные реакции на противотубе-кулёзные препараты. Суточные дозы всех препаратов рассчитывались согласно концепции химиотерапии [8, 11, 36] и вводились однократно, что создавало высокий пик концентрации препаратов в сыворотке крови. Средняя длительность пребывания пациентов на стационарном лечении составила 5,14+1,9 мес.

Полученные результаты обрабатывали с помощью пакета статистических программ для Windows 7. Уровень достоверности статистических гипотез составил 0,05 (/><0,05) по критериям Стьюдента.

Полиморфизм гена NAT2 определяли методом полиме-разной цепной реакции, предварительно выделив ДНК из образцов крови. При анализе полученных генотипов гомозиготы S2/S2, S3/S3 и гетерозиготы S2/S3, S1/S2, S3/n, S2/n, S1/S3 интерпретировались нами как генотипы с наследственно обусловленным замедлением скорости ацетилирования. Ге-

нотипы — гомозиготы n/n и S1/S1 расценивались нами как генотипы с быстрой скоростью метаболических реакций.

Результаты и обсуждение

Анализ материалов медицинской документации позволил сделать следующие выводы. Нежелательные побочные реакции (НПР) регистрировались в 67% случаев (67 пациентов). Лекарственно-индуцированное поражение печени (ЛИПП) было выявлено у 44 (65,6%) больных, из них — подтверждённое только повышением уровня трансаминаз в крови — у 38 (86,36%) и у 6 (13,6%) пациентов синдром цитолиза сопровождался клиническими проявлениями (повышение фракций прямого билирубина, желтуха, тошнота, рвота). Полиморфные генотипы NAT2 встречались со следующей частотой: S1/S1 — у 47,74%, n/n — 40,9% и S2/S2 — 11,36% больных.

Со стороны нервной системы НПР токсического характера регистрировались у 20 (29,8%) пациентов в виде головных болей (81,6%), у 14 (18,4%) — в виде расстройства сна. Определялись следующие полиморфные аллели NAT2: S2/S2 (25%), S1/S2 (10%), S3/n (20%), S1/S3 (30%), S3/S3 (35%).

Сердечно-сосудистая система на приём про-тивотубекулёзных препаратов реагировала следующим образом: повышение артериального давления отмечалось у 21 (31,3%) больного, боли в сердце — у 8 (11,9%), метаболические изменения на ЭКГ — у 7 (9,2%) пациентов. Полиморфные генотипы NAT2 были представлены следующими типами: S2/S2 (12%), S1/S2 (16%), S3/n (14%), S2/n (25%), S1/S3 (14%), S3/S3 (19%).

Со стороны опорно-двигательного аппарата НПР токсического характера в виде артралгий наблюдались у 17 (25,3%) больных, в виде ограничения движений в мелких суставах верхних и нижних конечностей — у 11 (14,5%) человек.

У большинства пациентов отмечалось токсическое поражение одновременно нескольких систем. НПР токсического характера, в частности лекарственно-индуцированное поражение печени (65,6%) превалировало (г=0,8; р<0,05).

НПР токсико-аллергического характера зарегистрированы в 27% случаев (27 пациентов). У 17 (62,9%) пациентов это проявлялось зудом и экте-ричностью кожных покровов, тошнотой и рвотой; у 7 (25,9%) больных — зудом, мелкоточечной сыпью, тошнотой, повышением артериального давления, болями в эпигастрии; у 3 (11,2%) больных — сыпью, болями в сердце и суставах, повышением уровня трансаминаз. Анализ полиморфных аллелей гена NAT2 позволил определить преобладание следующих генотипов: S3/n (38%), S2/n(29%), S1/S2 (24%), S2/S3 (9%) (таблица).

Временная отмена ПТП была произведена в 78,9% случаев. Возобновление специфической

Характер нежелательных побочных эффектов противотубекулёзных препаратов I ряда в зависимости от полиморфных генотипов N-ацетилтрансферазы второго типа

Клинические проявления Частота Полиморфные генотипы NAT2

возникновения

Нежелательные побочные эффекты токсического характера — 67 пациентов

Лекарственно-индуцированное поражение печени 44

и 82/82

Токсическое поражение нервной системы 20 (29,8%) 82/82 (25%), 81/82 (10%), 83/п (20%),

81/83

Токсическое поражение сердечно-сосудистой системы 21 (31,3%) 82/82 (17%), 81/82 (11%), 83/п (24%),

82/п

Токсическое поражение опорно-двигательного аппарата 17 (25,3%) 82/82 (19%), 81/82 (13%), 83/п (18%),

82/п

Высыпания на коже, зуд и эктеричность кожных покровов, 33 (33)% 83/п (38%), 82/п(29%), 81/82 (24%),

тошнота, рвота, повышение артериального давления 82/83

химиотерапии, после купирования нежелательных побочных реакций, осуществлено в 100% случаев. Возобновление НПР было у 30 (26,3%) пациентов, что потребовало замены ПТП. Отмена ПТП, проведение дезинтоксикационной, ан-тигистаминной, гепато-, кардио-, нейропротек-тивной терапии значительно удлиняло сроки пребывания пациентов в стационаре — в среднем на 38±11 койко-дней (r=0,7; р<0,05).

Выводы

1. У больных туберкулёзом с клиническими проявлениями лекарственно -индуцированного поражения печени среди полиморфных генотипов NAT2 преобладали генотипы, ассоциированные с быстрой скоростью ацетилирования, что, по-видимому, связано с повреждающим действием ацетилгидразина, интенсивно нарастающим в течение короткого времени.

2. У пациентов с токсическим поражением опорно-двигательной и нервной, сердечно-сосудистой систем наиболее часто встречались генотипы, ассоциированные с медленной скоро-

ЛИТЕРАТУРА

1. КудряшовА.В. Полиморфизм ферментов метаболизма ксенобиотиков и антиоксидантной защиты и развитие гепатотоксических реакций у больных туберкулёзом лёгких: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Новосибирск: 2011; 24 .

2. Макарова С. И., Сафронова О. Г., Вавилин B. A, Батычко О. A, Га-валов С. М. Показатели атопии у детей с бронхиальной астмой возрастают с накоплением нуль-аллелей глутатион-8-трансферазы М1. Бюллетень эксперимен. Биол и мед 2004; 13: 8: 11: 520—522.

3. Михайлова Ю.В., Сон И. М, Скачкова Е. И. Распространение тубе-кулёза среди детей и подростков в Российской Федерации (анализ данных официальной статистики). Проблемы тубекулёза и болезней лёгких: Научно-практ журн 2009; 1: 5—10.

4. Нечаева О.Б., Скачкова Е.И. Причины формирования множественной лекарственной устойчивости микобактерий тубекулёза в Свердловской области. Здравоохранение Рос Федерации 2003; 3: 33—35.

5. Никишина М.В. Исследование полиморфизма генов ариламин N-ацетилтрансфераз и ассоциации полиморфных вариантов с раком лёгкого у европеоидов г. Новосибирска: Дисс. канд. биол. наук: Новосибирск, 2007; 125.

6. Филиппов A.B., Борисов С.Е., Сон И.М., Матвеева М.В. Тубекулёз у детей по данным полицевых регистров системы мониторинга тубе-кулёза: Научные труды / Под ред. В.И. Литвинова. М.: МНПЦБТ. 2010; 177—183.

стью ацетилирования. В данном случае не исключается роль полиморфизма генов других ферментов в метаболизме противотубекулёзных препаратов, что требует более глубокого изучения данного вопроса.

3. Генотипирование пациентов, получающих противотубекулёзные препараты, является информативным, диагностически ценным и перспективным методом для разработки стратегии персонализированной фармакотерапии ту-бекулёзной инфекции с целью предупреждения большого количества нежелательных побочных эффектов и повышения клинической эффективности лечения.

Научное исследование выполнено в рамках реализации гранта Президента Российской Федерации по государственной поддержке молодых ученых докторов наук «Разработка алгоритмов персонализированного лечения и профилактики осложнений тубекулёза органов дыхания в Астраханском регионе» МД-6325.2015.7 (2015-2016 гг.).

7. Мордык A.B., Антропова В В. Влияние неблагополучных побочных реакций химиотерапии на показатели качества жизни больных ин-фильтративным туберкулёзом лёгких. Проблемы тубекулёза и болезней лёгких. 2008; 9: 44—46.

8. Онищенко Г. Г. О заболеваемости тубекулёзом в Российской Федерации в 2012 году Информационное письмо № 01/8843-13-32 Дата принятия — 06.08.2013.

9. Селъцовский П.П., Рыбка Л.И., Кочетова Е.Я., Горбунов A.B. Анализ особенностей эпидемической ситуации по туберкулёзу и системы защиты населения от туберкулёза в г. Москве. Туберкулёз и болезни лёгких. 2011; 6: 10—16.

10. Скакун Н. П., Шманъко В. В. Эффективность антиоксидантов при поражении печени изониазидом. Фармакол токсикол 1986; 49: 4: 86—89.

11. Скачкова Е.И., Нечаева О.Б. О программе государственных гарантий оказания гражданам России бесплатной медицинской помощи в противотуберкулёзных учреждениях. Проблемы тубекулёза 2008; 8: 17.

12. Скакун Н. П., Табачук О. Е. Сравнительная гепатотоксичность изо-ниазида, рифампицина и этамбутола. Проблемы тубекулёза. 1991; 10: 77—79.

13. Скачкова Е.И., Нечаева О.Б. Причины и факторы формирования лекарственной устойчивости при тубекулёзе лёгких. Проблемы тубекулёза 2003; 9: 6—9.

14. Скачкова Е.И. Причины, факторы и группы риска формирования лекарственной устойчивости микобактерий тубекулёза. Здравоохранение Урала 2003; 2: 20: 22—25.

15. Ткаченко П.Е., Маевская М.В., Ивашкин В.Т. Полиморфизм генов и лекарственное поражение печени. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2013; 23: 4: 22—29.

16. ГуроваЯ.В., МордыкА.В., ПузыреваЛ.В. Проблема фармакологической непереносимости противотубекулёзной терапии. Иммунопа-тол аллергол инфектол 2015; 1: 52—58.

17. Кантемирова Б. И., Тимофеева М.В., Григанов В.И., ШиловаА.А. Изо-ферменты цитохрома Р 450. Астрахан мед журн 2011; 6: 3: 15—18.

18. Кантемирова Б. И., Тимофеева М.В., Григанов В.И., Шилова А.А. Проблема нежелательных побочных реакций лекарственных средств. Астрахан мед журн 2011; 6: 4: 8—12.

19. Кантемирова Б.И., Григанов В.И., Алиева З.Г. Этнический полиморфизм цитохрома Р450 у детей, проживающих в Астраханском регионе. Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Медицинские науки. 2013; 1: 9—16.

20. Фисенко В. Противотубекулёзные средства: принципы действия, побочные эффекты и перспективы создания новых лекарственных препаратов. Врач 2006; 12: 30—34.

21. Косарев В В. Осложнения фармакотерапии. Самара: 1994; 201.

22. Huang Y.S., Chern H.D., Su WJ, Wu J.C., Chang S.C., Chiang'C.H, Chang F.Y., Lee S.D. Cytochrome P450 2E1 genotype and the susceptibility to antituberculosis drug-induced hepatitis. Hepatology. 2003; 37: 4: 924—930.

23. Huang Y.S. Genetic polymorphisms of drug-metabolizing enzymes and the susceptibility to antituberculosis drug-induced liver injury. Expert Opin Drug Metab Toxicol 2007; 3: 1: 1—8.

24. Сычев Д.А., Игнатьев И.В., Гасанов Н.А., Кукес В.Г. Клиническая фармакогенетика системы биотрансформации и транспортёров лекарственных средств: дань моде или прикладное направление. Тихоокеанский мед журн 2006; 4: 21—26.

25. Garcia-Martin E. Interethnic and intraethnic variability of NAT2 single nucleotide polymorphisms. Curr Drug Metab 2008; 9: 6: 487—497.

26. Guengerich F.P. Cytochromes P450, drugs, and diseases. Mol Interv 2003; 3: 4: 194—204.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

27. Брагина Е.Ю. Сравнительный анализ структуры наследственной компоненты подверженности к бронхиальной астме и тубекулёзу по генам ферментов метаболизма ксенобиотиков: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Томск, 2005; 24.

28. Имангулова М.М. Анализ генов предрасположенности к тубекулёзу лёгких в Республике Башкортостан. Дис. ... канд. биол. наук. Уфа, 2005; 246.

29. Arisawa T., Tahara Т., Shibata Т., Nagasaka M, Nakamura M. et al. Nrf2 gene promoter polymorphism and gastric carcinogenesis. Hepatogastroenterology. 2008 Mar-Apr; 55: 82—83: 750—754.

30. Tamaki Y, Arai T, Sugimura H, Sasaki T, Honda M, Muroi Y, Matsubara Y, Kanno S, Ishikawa M, Hirasawa N, Hiratsuka M. Association between cancer risk and drug-metabolizing enzyme gene (CYP2A6, CYP2A13, CYP4B1, SULT1A1, GSTM1, and GSTT1) polymorphisms in cases of lung cancer in Japan. Drug Metab Pharmacokinet 2011; 26: 5: 516—522.

31. Kobayashi M, Otani T, Iwasaki M, Natsukawa S, Shaura K, Koizumi Y, Kasuga Y., Sakamoto H., Yoshida T., Tsugane S. Association between dietary heterocyclic amine levels, genetic polymorphisms of NAT2, CYP1A1, and CYP1A2and risk of colorectal cancer: a hospital-based case-control study in Japan. Open Journal of Genetics 2012; 2: 4: 221—235.

32. Su H.I, SammelM.D., Velders L, Horn M, Stankiewicz C, Matro J., Gracia C.R., Green J., DeMichele A. Association of cyclophosphamide drug-metabolizing enzyme polymorphisms and chemotherapy-related ovarian failure in breast cancer survivors. Fertil Steril. 2010; 94: 2: 645—654.

33. Song D.K., Xing D.L., Zhang L.R., Li Z.X., Liu J., Qiao B P. Association of NAT2, GSTM1, GSTT1, CYP2A6, and CYP2A13 gene polymorphisms with susceptibility and clinicopathologic characteristics of bladder cancer in Central China. Cancer Detect Prev. 2009; 32: 416—423.

34. Du Toit L.C., Pillay V., Danckwerts M.P. Tuberculosis chemotherapy: current drug delivery approaches. Respiratory Research 2006; 7: 1: 118—136.

35. Forget E., Menzies D. Adverse reactions to first-line antituberculosis drugs. Expert Opin Drug Saf 2006; 5: 2: 231—249.

36. Степанова H.A., Стрельцова Е.Н., Галимзянов Х.М., Кантемирова Б.И.Нежелательные побочные эффекты на противотубекулёзные препараты у впервые выявленных больных тубекулёзом лёгких. Астраханский мед журн 2014; 4: 66—71.

Степанова Наталья Александровна — к. м. н., ассистент кафедры фтизиатрии Государственного бюджетного образовательного учреждения «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Чернышева Алия Халиловна — к. б. н., ассистент кафедры фармакологии Государственного бюджетного образовательного учреждения «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Алиева Зайнаб Гаджиевна — аспирант Государственного бюджетного образовательного учреждения «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кантемирова Бэла Исмаиловна — д. м. н., директор научно-исследовательского института краевой инфекционной патологии Государственного бюджетного образовательного учреждения «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Галимзянов Халил Мингалиевич — д. м. н., профессор, заведующий кафедрой инфекционных болезней, ректор Государственного бюджетного образовательного учреждения «Астраханский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации