МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФАРМАКОТЕРАПИИ НАРУШЕНИЙ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

Одной из серьезных проблем во всем мире становится повсеместное распространение болезней современной цивилизации: сердечно-сосудистых, онкологических, цереброваскулярных, диабета и других, являющихся результатом сложных средово-генетических взаимодействий.  Решение этой проблемы требует использования новых стратегий и тактики лечения больных на основе научных открытий в области генетики, геномики, транскриптомики, молекулярной биологии, генной и белковой инженерии. На стыке этих дисциплин появляется новое направление в медицине – персонализированная медицина, основным принципом которой является индивидуальный подход и разработка индивидуальной схемы лечения для каждого пациента, в соответствии с особенностями его организма и особенностями течения заболевания [5]. Удивительно, что о таком подходе еще в 1820 г писал врач-терапевт Михаил Яковлевич Мудров в книге "Слово о способе учить и учиться медицине практической": "Я намерен сообщить вам новую истину, которой многие не поверят и которую, может быть, не все из вас постигнут. Врачевание не состоит в лечении болезни... Врачевание состоит в лечении самого больного... Каждый больной, по различию сложения своего, требует особого лечения, хотя болезнь одна и та же". Но только при использовании достижений молекулярной медицины, и прежде всего молекулярной генетики, «медицина практическая» становится реальностью[9].

Основанием к персонализированному подходу при лечении больных стала недостаточная результативность фармакотерапии. По данным ВОЗ, эффективность лекарственной терапии составляет в среднем 60%, остальные 30-40% пациентов оказываются невосприимчивыми к стандартным подходам в лечении заболевания или же страдают от возникновения побочных эффектов, приводящих к инвалидности, вплоть до смертельных исходов, причем в некоторых странах они выходят на 4–5 место по летальности [3, 10]. Очевидно, что конечный эффект методов лечения зависит от индивидуальных особенностей, в частности, генетической программы конкретного пациента.

Новый подход, учитывающий фармакогенетические закономерности действия лекарственных средств, позволит повысить эффективность и безопасность терапевтических мероприятий [10]. Фармакогенетика и фармакогеномика являются сегодня бурно развивающимся направлением, о чем говорит множество публикаций результатов фармакогеномных исследований, как отечественных ученых, так и зарубежных (www.pharmgkb.ru), которыми уже установлен целый ряд прогностических маркеров для проведения фармакогеномного тестирования.

Однако, несмотря на накопленные данные в области изучения ассоциаций между определенными вариантами генами и эффективностью лекарственных препаратов, одобрение к применению получили единичные фармакогеномные тесты. Тем не менее, их поиск продолжается и количество растет с каждым годом.

Одним из актуальных направлений фармакогеномных исследований является изучение индивидуальной генетической программы пациентов с нарушениями мозгового кровообращения, которые приводят к глубокой и длительной инвалидизации населения в экономически развитых странах, а около трети больных умирают в течение года от начала заболевания. Очевидно, что разработка профилактических мероприятий и поиск эффективных методов лечения инсульта с целью снижения последствий нарушения мозгового кровообращения и предотвращения рецидивов является одной из приоритетных задач системы здравоохранения в целом. В настоящее время в рамках персонализированной медицины существует два подхода к лечению и диагностике ишемических инсультов, составляющих около 80% всех видов острого нарушения мозгового кровообращения: поиск оптимальных доз средств, используемых в реперфузионной терапии и нейропротекции (антикоагулянтов, антиагрегантов и тканевых активаторов плазминогена), и изучение популяционных особенностей полиморфизма генов, участвующих в развитии инсультов [7].

Эпидемиологические данные подтверждают генетическую предрасположенность к инсульту. К настоящему времени уже идентифицировано большое число генов, полиморфные варианты которых демонстрируют достоверные ассоциации с острыми нарушениями мозгового кровообращения. По обобщенным данным подобные ассоциации установлены для генов системы гемостаза: ген фибриногена (FGB - полиморфизм c.-467G>A), ген тромбоцитарного гликопротеина GP IIb/IIIa, V, VIII и XII факторов свертывания, ген протромбина, гены регуляторы фибринолиза (tPA, PAI-1), гены ренин-ангиотензиновой системы [6, 17], гены детоксикации ксенобиотиков [3] и ряда других. Понятно, что полигенный характер наследования затрудняет поиск конкретных генетических маркеров, способных участвовать в формировании предрасположенности к этому заболеванию. Кроме того, приходится учитывать межгенные связи и влияние негенетических факторов, включая сопутствующие заболевания, такие как артериальная гипертензия, диабет, ожирение, ишемическая болезнь сердца.

Как показывает анализ фармакогеномных исследований, основной уклон в установлении причинно-следственных связей с лекарственными средствами приходится на гены биотрансформации ксенобиотиков. Это и понятно, так как нормальный метаболизм лекарственных препаратов во многом зависит от безошибочной работы белков, кодируемых генами системы детоксикации ксенобиотиков.

Из изученных за последнее время генетических факторов, обуславливающих чувствительность пациента к оральным антикоагулянтам, являются полиморфизмы в генах, кодирующих белки, ответственные за фармакокинетику (CYP2C9) и фармакодинамику (VKORC1). Одни из первых ассоциаций с побочными эффектами применения лекарственных средств были установлены японскими учеными (1998) для полиморфных вариантов гена первой фазы детоксикации ксенобиотиков CYP2C9 при применении антикоагулянтного препарата варфарина, используемого в терапии ишемического инсульта. Ими было показано, что генетический полиморфизм этого гена может частично объяснить различия в терапевтических дозах варфарина [20]. Последующие исследования, выполненные разными группами ученых, подтвердили эффект аллельных вариантов гена CYP2C9 в ответной реакции пациентов, перенесших инсульт, на применение варфарина.

Другим геном, для которого был определен значимый эффект в отношении варфарина, стал ген VKORC1, кодирующий субъединицу 1 витамин К – эпоксид-редуктазного комплекса. В работе турецких ученых по определению влияния полиморфных вариантов генов VKORC1 (3673 G>A) и CYP2C9 на терапевтические дозы варфарина было установлено, что пациентам с исследуемыми вариантами генов VKORC1 и CYP2C9 требовалось на 40% ниже средней недельной дозы варфарина по сравнению с носителями аллелей дикого типа (P <0,0001) [18]. В аналогичном исследовании показано, что только полиморфные локусы генов VKORC1(-1639 G>A) и CYP2C9 (*3) оказывают статистически значимое влияние на подобранную дозу варфарина в исследованной выборке (22,3% межиндивидуальной вариабельности) [13].

В одной из последних работ, по изучению вклада различных аллельных вариантов генов VKORC1, CYP2C9 и CYP2C19 и возможных ген-генных взаимодействий на фоне терапии варфарином было подтверждено, что полиморфные варианты генов VKORC1 и CYP2C9 влияют на дозы варфарина независимо друг от друга, но для полиморфизма гена CYP2C19 различий обнаружено не было [21]. Корейские ученые обнаружили связь между полиморфными вариантами гена NQO1 rs1800566 (C>T) и rs10517 (C>T), кодирующего кофермент НАДН-дегидрогена́зного ко́мплекса, который играет центральную роль в процессах клеточного дыхания окислительного фосфорилирования, и определенными дозами варфарина у пациентов с механическими клапанами сердца [14]. В работе Козловой Т.В. показано, что у больных с острой формой ишемии головного мозга осложненной кардиогенными тромбоэмболиями на фоне фибрилляции предсердий риск тромбоэмболии увеличивается для носителей гетерозиготной мутации G20210A в гене протромбина или ее сочетания с гомо или гетерозиготной мутацией в гене MTHFR [8]. 

Другим изучаемым лекарственным препаратом, применяемым в терапии нарушений мозгового кровообращения, на метаболизм которого оказывают влияние генетические варианты, является клопидогрел, специфический и активный ингибитор агрегации тромбоцитов. Изучение взаимодействия между полиморфными вариантами генов CYP2C19*2 (rs4244285), P2Y12 (rs16863323) и GPIIIa (rs2317676) и риском развития побочных эффектов после корректировки ковариатами показало, что только CYP2C19*2 (rs4244285) вариант был независимо связан с эффективностью клопидогреля и побочными эффектами у пациентов с ишемическим инсультом. [22]. В исследовании терапевтического эффекта клопидогреля с учетом генетического статуса по восьми однонуклеотидным заменам гена CYP в течение шести месяцев было показано, что частота CYP3A5 (rs776746) GG/AG и CYP2C19 * 2 (rs4244285) AA/AG генотипов была у резистентных к клопидогрелю пациентов значительно выше, чем у чувствительных пациентов. Генотипы CYP2C19* 2 AA в сочетании с CYP3A5 GG. были независимыми прогностическими факторами устойчивости к клопидогрелю и влияли на активность агрегации тромбоцитов. [22]. Турецкие ученые исследовали влияние полиморфизма гена CYP2C19 и гена P2Y12 на клинические результаты пациентов, которые начали принимать клопидогрел после острого ишемического заболевания сосудов головного мозга. Ими показано, что полиморфизм генов CYP2C19*2 и P2Y12 может вызвать повторный инсульт, связанный с недостаточным ответом на лечение ишемического заболевания сосудов головного мозга [19].

По результатам проведенных исследований в 2007 году FDA одобрило внесение поправки к применению варфарина для пациентов с аллельными вариантами CYP2C9*2/CYP2C9*3 или генотипом VKORC1 3673 А/А или VKORC1 3673G/AА [16]. В феврале 2010 г. FDA предложила таблицу, с разработанными алгоритмами подбора доз варфарина в зависимости от носительства аллельных вариантов CYP2C9 и VKORC1. В отношении клопидогрела, несмотря на достаточно большое количество доказательств, не были установлены показания для проведения генетического исследования. Однако, начиная с 2010 года, FDA считают необходимым обратить внимание практических врачей на возможность выявления больных, плохо отвечающих на клопидогрел, с помощью генотипирования или оценки остаточной реактивности тромбоцитов [16].

Обращает на себя внимание то, что существующие фармакогеномные исследования касаются ограниченного числа лекарственных средств. Тем не менее, спектр назначаемых для терапии препаратов многочислен и разнообразен, поэтому задача исследователей - расширить диапазон лекарственных средств, включаемых в ассоциативные исследования.

Следует отметить, что в проводимых молекулярно-генетических исследованиях индивидуальной чувствительности к фармпрепаратам также необходимо учитывать популяционный фактор. Возможность влияния этногеографических особенностей генетической программы на ответную реакцию организма на воздействие факторов среды, в том числе лекарственную терапию, подчеркивается также фактами наличия некоторых болезней исключительно только у какой-то одной этнической группы, а также популяционными различия в частоте встречаемости отдельных генетических вариантов. Например, у финнов описано около 32 редких форм заболеваний, некоторые из которых являются специфичными только для финской популяции [15]. Специфические этнические мутации описаны у евреев-ашкенази [4]. Мутацией гена CCR5, которая обнаруживается только у 25% индивидов русской и татарской популяций России, объясняется нечувствительность к СПИДу [1]. В то же время поиск мутации 5382insC BRCA1, частота которой наиболее высока в славянской популяции, выполненный авторами этой работы в чеченской популяции (n=700) не дал результатов [2]. В работе Царукян А.А. (2015) отмечены различия в чувствительности к непрямым антикоагулянтам, в частности, варфарина у пациентов с фибрилляцией предсердий различных этногрупп (славян, армян и карачаевцев) [12].

Таким образом, проведение генетического тестирования перед применением лекарственных средств и исследование связи генетического портрета пациента с лекарственной терапией в разных популяционных группах, установление новых этноспецифических генетических маркеров лечения болезни имеет важное значение непосредственно как для пациентов, а также для системы здравоохранения в целом.

Список литературы:

1. Апрятин С.А., Рахманалиев Э.Р., Николаева И.А. и др. Мутация ccr5del32 в гене ccr5 человека влияет на устойчивость к инфицированию М-тропным вариантом ВИЧ-1 //Генетика. - 2005. - Т. 41. -  № 11. - С. 1559–1562
2. Бисултанова З.И., Бисултанова З.И., Джамбетова П.М.  Анализ встречаемости мутации 5382ins BRCA1 в чеченской популяции. // Материалы II Кавказского экологического форму. – Грозный. - 2015 – С. 154-156
3. Бисултанова З.И., Бисултанова З.И., Джамбетова П.М. Ассоциативный анализ делеционных полиморфизмов генов GSTT1, GSTM1 у больных с нарушениями мозгового кровообращения. //Медицинская генетика, 2015. - Том 14 .- № 2 (152) – С. 24-25
4. Бит-Сава Е.М., Белогурова М.Б. Наследственный рак молочной железы //Сибирский онкологический журнал. - 2013.  - № 1 (55) - C.75-81.
5. Дедов И.И. Модернизация отечественного здравоохранения – вектор на персонализированную медицину //Эффективная фармакотерапия Издательство: Медфорум: М. – 2012. - № 48. - С.2-3
6. Джумашева Р.Т.  Генетические аспекты ишемического инсульта. https://kaznmu.kz/press/2013/09/24/.
7. Екушева Е.В. Современные подходы к нейропротективной терапии при ишемическом инсульте //Поликлиника 3. – 2015. - С.53-56.
8. Козлова Т.В. Значимость генетических нарушений в системе гемокоагуляции и гипергомоцистеинемии как причинного фактора цереброваскулярных осложнений у больных с фибрилляцией предсердий // Неврологический вестник. -  2005. - Т. XXXVII. -  Вып. 1-2. - С.26-31.
9. Пальцев М.А., Кветной И.М., Полякова В.О., Линькова Н.С., Костылев А.В. Сигнальные молекулы: место и роль в персонифицированной диагностике, лечении и профилактике социально-значимых заболеваний. //Молекулярная медицина. – 2012. - №5 - Сайт. – URL: http://molmed. rusvrach.ru/archive/molecmed-2012-05-01.pdf (дата обращения 12.01.2017)
10. Сычев Д.А. Клиническая фармакогенетика как путь к персонализированной медицине: оправданы ли надежды? // Клиническая фармакология и терапия. – 2005. – т.14. – №5. – с.77-83.
11. Сычев Д.А., Казаков Р.Е., Отделенов В.А., Прокофьев А.Б. Прикладные аспекты применения фармакогенетического тестирования для персонализации применения пероральных антикоагулянтов в Российских условиях. //Рациональная Фармакотерапия в Кардиологии. - 2013. - №9(5) - С. 525-531
12. Царукян А.А. Диссертация Этнические особенности применения варфарина у жителей Ставропольского края: клинические и фармакогенетические аспекты. Автореферат дис. … канд. мед. наук. – Волгоград. - 2015. – 24 с.
13. Belozerceva LA, Voronina EN, Kokh NV, et al. The influence of CYP2C9, VKORC1, CYP4F2, GGCX, PROC, F VII polymorphisms on warfarin dosing in patients from West-Siberia region of Russia. Proceedings of the 1st Russian Conference //“Medical and Biological Science: Progress and Perspectives”. - Tomsk, Russia. – 2011. – Р. 234-240
14. Chung JE, Chang BC, Lee KE, Kim JH, Gwak HS. /Effects of NAD (P) H quinone oxidoreductase 1 polymorphisms on stable warfarin doses in Korean patients with mechanical cardiac valves. /Eur J Clin Pharmacol. - 2015. - №71 (10). – Р. 1229-36.
15. Kere J. Human population Genetics: Lessons from Finland // Ann. Rev. Genomics Hum. Genet.  - 2001. - V. 2. - P. 103–128.
16. Kitzmiller J.P., Groen D.K., Phelps M.A., Sadee W Pharmacogenomic testing: Relevance in medical practice: Why drugs work in some patients but not in others //Cleve Clin J Med. - 2011. – №78 (4). – Р.  243–257.
17. Malygina N.A., Vodolagina N.N., Serova L.D. “Genetics of stroke”. //YI European Congress of Gerontology. -2007. - Р. 140-141.
18. Oner Ozgon G1, Langaee TY, Feng H, Buyru N, Ulutin T, Hatemi AC, Siva A, Saip S, Johnson JA. VKORC1 and CYP2C9 polymorphisms are associated with warfarin dose requirements in Turkish patients. //Eur J Clin Pharmacol. 2008. - № 64(9). – Р. 889-94.
19. Sen H.M, Silan F, Silan C et al. Effects of CYP2C19 and P2Y12 Gene Polymorphisms on Clinical Results of Patients Using Clopidogrel after Acute Ischemic Cerebrovascular Disease. //Balkan J Med Genet. - 2015. - № 17(2). - P. 37-41.
20. Takahashi H, Kashima T, Nomizo Y, Muramoto N, Shimizu T, Nasu K, Kubota T, Kimura S, Echizen H. Metabolism of warfarin enantiomers in Japanese patients with heart disease having different CYP2C9 and CYP2C19 genotypes. //Clin Pharmacol Ther. - 1998. - №63 (5). – Р. 519-28.
21. Verhoef TI, Redekop WK, Daly AK, et al. Pharmacogenetic-guided dosing of coumarin anticoagulants: algorithms for warfarin, acenocoumarol and phenprocoumon. //Br J Clin Pharmacol. - 2013. - №77 (4). - Р. 626-41
22. Yi X, Wang Y, Lin J, Cheng W, Zhou Q, Wang C. Interaction of CYP2C19, P2Y12, and GPIIIa Variants Associates With Efficacy of Clopidogrel and Adverse Events on Patients With Ischemic Stroke. //Clin Appl Thromb Hemost. - 2016. - PII: 1076029616648408. [Epub ahead of print] PMID: 27233747