CC BY
109
А. А. ЦАРУКЯН, В. А. БАТУРИН
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ ИЗОФЕРМЕНТОВ ЦИТОХРОМА CYP2C9 В ЭТНИЧЕСКИХ ГРУППАХ НАСЕЛЕНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
Кафедра клинической фармакологии, аллергологии и иммунологии с курсом ПДО ГБОУ ВПО «Ставропольская государственная медицинская академия» Минздрава РФ,
Россия, 355000, г. Ставрополь, ул. Мира, 310, тел. 8-905-490-18-56. E-mail: [email protected]
Проведено исследование частот встречаемости CYP2C9*2 и CYP2C9*3 в этнических группах жителей Ставропольского края: славян, армян и карачаевцев. При анализе генотипов выявлена значимая суммарная доля «медленных» метаболиза-торов среди представителей изучаемых этносов. Данная величина варьирует от 25,7% у карачаевцев до 38,1% у русских и максимальна в популяции армян (52,6%). Выявленная высокая встречаемость аллельного варианта CYP2C9*3 у армян и карачаевцев может быть прогнозирующим фактором увеличенного риска кровотечений при приеме варфарина.
Ключевые слова: биотрансформация, цитохром Р-450, CYP2C9, этнические особенности.
A. A. TSARUKYAN, V. A. BATURIN
GENETIC POLYMORPHISM OF THE ISOENZYMES OF CYTOCHROME CYP2C9 IN THE ETHNIC
GROUPS FROM THE STAVROPOL REGION
Department of clinical pharmacology, allergology and immunology with the course of post-graduate and additional
education of Stavropol state medical academy,
Russia, 355000, Stavropol, Mira str., 310, tel. 8-905-490-18-56. E-mail: [email protected]
A study was conducted of the frequency of occurrence of CYP2C9*2 and CYP2C9*3 in the ethnic groups from the Stavropol region: the slavic, armenian, and karachay people. The genotype analysis revealed a significant overall share of «slow» metabolizers among the representatives of these ethnic groups. This value ranges from 25,7% for the karachay people to 38,1% for the russians to its highest in the armenian population (52,6%). The observed high occurrence of the CYP2C9*3 allelic variation in the armenian and karachay people may be a predictive factor of an increased risk of bleeding when taking warfarin.
Key words: biotransformation, cytochrome R-450, CYP2C9, ethnic features.
Введение
Потребность в оптимизации фармакотерапии существует в медицинской практике и по сей день, несмотря на появление большого числа новых лекарственных средств (ЛС), а также внедрение в клиническую практику методологии доказательной медицины. К настоящему времени среди клиницистов сложилось четкое понимание того, что важным, а зачастую и главным фактором, определяющим лекарственный ответ организма на воздействие большинства ЛС, являются генетические особенности пациента. Эти особенности привязаны к полиморфизму генов, кодирующих синтез ферментов, что ведет к различной устойчивости или чувствительности индивидов к действию лекарственных средств. Наличие функционально неполноценных вариантов генов ферментов биотрансформации ксенобиотиков предрасполагает к возникновению различных заболеваний, а также является причиной неблагоприятных ответных реакций организма человека на лекарственные препараты [6, 7, 8]. Поэтому в настоящее время проблема повышения безопасности применения фармакологических препаратов является весьма актуальной. С другой стороны, результативность лечения, наличие или отсутствие побочных действий могут определять масштабы применения ЛС той или иной группой населения [1]. Важно отметить, что полиморфизм генов может иметь межпопуляционные и межэтнические различия. При этом исследование этнической вариабельности процессов биотрансформации ЛС (распространенность аллелей) имеет перспективы для
внедрения клинико-фармакогенетических исследований в той или иной популяции [4, 5].
Наиболее существенные успехи достигнуты в изучении клинического значения полиморфизма генов, контролирующих функцию ферментов метаболизма ксенобиотиков. Известно более 200 вариантов аллелей цитохромов, участвующих в метаболизме лекарств [2]. Генетический полиморфизм установлен для изоферментов цитохрома Р450 (CYP2C9, CYP2D6, CYP2C19), имеющих ведущее значение в биотрансформации ряда широко применяемых ЛС. Одной из наиболее важных и хорошо изученных изоформ цитохрома Р450 является CYP2С9, обеспечивающая метаболизм почти 16% ЛС, в том числе антикоагулянтов непрямого действия, нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), блокаторов рецепторов ангиотензина, пероральных гипогликемических ЛС [3].
Из четырех возможных комбинаций аллельных вариантов гена CYP2C9 у европейцев обнаружены три. Наиболее распространенными функционально дефектными аллелями являются CYP2C9*2 и CYP2C9*3 [3, 7]. CYP2C9*2 возник вследствие транзиции T430C в 3-м экзоне гена, что привело к замене цистеина на аргинин в положении 144 ^144^ полипептидной цепи. CYP2C9*3 представляет собой однонуклеотидную замену C1075A в седьмом экзоне гена. Результатом этой мутации является замена лейцина на изолейцин в положении 359 полипептидной цепи (I359L) [3]. По сравнению с аллелем «дикого» типа, обозначаемым как CYP2C9*1 ^^44-^359), варианты CYP2C9*2 и
Кубанский научный медицинский вестник № 4 (133) 2012 УДК 615.213:615.015
Кубанский научный медицинский вестник № 4 (133) 2012
CYP2C9*3 обеспечивают синтез фермента со сниженной метаболизирующей активностью. Поэтому носителей вариантов CYP2C9*2 и CYP2C9*3 как в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии считают «медленными» метаболизаторами: у них снижен метаболизм лекарственных средств, которые в больших концентрациях накапливаются в организме, что приводит к появлению нежелательных лекарственных реакций, вплоть до интоксикаций. В связи с этим таким лицам следует назначать лекарственные средства в дозе меньше средней терапевтической [7, 8]. Причем активность CYP2С9 у носителей аллельного варианта CYP2С9*2 составляет 18% от нормальной, а у носителей аллельного варианта CYP2С9*3 - только 5% [3].
Установлено, что частоты полиморфных вариантов CYP2C9*2 и CYP2C9*3 проявляют существенные межэтнические различия и, вероятно, могут являться «маркерами» предрасположенности к риску развития нежелательных побочных реакций на эти лекарства в каждой отдельной популяции [4, 6, 7]. Следовательно, выявление генотипов CYP2C9 важно для достижения эффективных результатов лекарственной терапии, прогнозирования и предотвращения развития нежелательных побочных реакций.Объектом нашего исследования явились представители наиболее многочисленных этнических групп, проживающих на территории Ставропольского края.
Целью работы явилось изучение распространенности «медленных» аллельных вариантов CYP2С9*2 и CYP2С9*3 в популяциях трех этносов Ставропольского края: славян (этнические русские и украинцы по происхождению), армян и карачаевцев - для выявления возможной степени риска развития нежелательных лекарственных реакций на терапию лекарственными препаратами - субстратами данного изофермента.
Материалы и методы
В исследование распространенности аллельных вариантов гена CYP2С9 были включены здоровые добровольцы (всего 136 человек), являющиеся жителями Ставропольского края: 63 представителя славян, 38 армян и 35 карачаевцев. Аллельные варианты гена выявляли методом ПЦР с использованием диагностических наборов для выявления полиморфизмов в гено-
ме человека «ЭЫР - ЭКСПРЕСС» производства НПФ «ЛИТЕХ», г. Москва. Материалом для выделения ДНК была цельная венозная кровь. Забор крови производился по международным правилам с использованием «Информированного согласия» от добровольцев, практически здоровых на момент исследования. Принадлежность к этническим группам верифицировалась со слов исследуемых при условии отсутствия смешанных межэтнических браков до третьего поколения предков.
Анализу подвергалась геномная ДНК человека, выделенная из лейкоцитов цельной крови с помощью реагента «ДНК-экспресс-кровь» (НПФ «ЛИТЕХ»). С образцом выделенной ДНК проводили две реакции амплификации - с двумя парами аллельспецифич-ных праймеров. В работе использовали амплификатор «Терцик» («ДНК-Технология», Россия). Генотипирова-ние проводилось методом электрофоретической детекции. Определялась частота двух наиболее значимых аллельных вариантов гена CYP2C9, характерных для европейцев: нуклеотидной замены в третьем экзо-не цитозинового нуклеотида на тимидиновый в положении 416 (С416Т), соответствующий аминокислотному полиморфизму (аргинин или цистеин) в положении 144 (Агд144СуБ), и нуклеотидной замены в седьмом экзоне гуанинового нуклеотида на адениновый в положении 1061 (01061 А), соответствующий аминокислотному полиморфизму (изолейцин или лейцин) в положении 359 (Ile359Leu) [8, 9]. Полученные данные обрабатывались с помощью пакета статистических программ «ЭРЭБ 16.0 Ю^пс^б». Оценку достоверности различий по частотам аллелей между исследуемыми группами проводили по критерию Н Краскала-Уоллиса (при р<0,05 результаты считались статистически значимыми).
Результаты и обсуждение
Согласно полученным данным, в изучаемых этнических группах обнаружена значительная доля «медленных» метаболизаторов, причем максимальная их суммарная частота выявлена среди представителей армянской этнической группы - 20 исследуемых, что составило 52,6%. У славян и карачаевцев такая мутация встречалась у 24 (38,1%) и 9 человек (25,7%) соответственно (табл. 1). Частота клинически значимого аллеля CYP2C9*3 достоверно различается между группами
Таблица 1
Частоты генотипов ОУР2С9 в исследуемых популяциях
Генотип Славяне,% (п =63) Армяне,% (п =38) Карачаевцы, % (п =35)
CYP2С9*1/*1 61,9 (39) 47,4 (18)* 74,3 (26)
CYP2С9*1/*2 20,6 (13) 23,7 (9) 5,7 (2)**
CYP2С9*1/*3 12,7 (8)* 26,3 (10) 20 (7)
CYP2С9*2/*2 4,8 (3)* (0) (0)
CYP2С9*2/*3 (0) (0) (0)
CYP2С9*3/*3 (0) 2,6 (1)* (0)
Суммарная частота «медленных» окислителей, % 38,1% 52,6% 25,7%
Примечание: в скобках указано число носителей генотипов.
* - достоверность различий частоты встречаемости генотипов между группами исследуемых разной этнической принадлежности при р<0,05;
**- достоверность различий частоты встречаемости генотипов между группами исследуемых разной этнической принадлежности при р<0,01.
Таблица 2
Частоты аллеля СУР2С9*2 и достоверность различий в изученных популяциях
Популяция Общее число аллелей Частота ОУР2С9*2 Славяне Армяне Карачаевцы
Славяне 126 12,7 (16 ал.) - р> 0,05 р< 0,01
Армяне 76 11,8 (9 ал.) р> 0,05 - р< 0,01
Карачаевцы 70 2,9 (2 ал.) р< 0,01 р< 0,01 -
Таблица 3
Частоты аллеля CYP2C9*3 и достоверность различий в изученных популяциях
Популяция Общее число аллелей Частота CYP2C9*3 Славяне Армяне Карачаевцы
Славяне 126 6,3 (8 ал.) - р< 0,05 р< 0,05
Армяне 76 14,5 (11 ал.) р< 0,05 - р> 0,05
Карачаевцы 70 10 (7 ал.) р< 0,05 р> 0,05 -
славян (6,3%) и армян (14,5%), славян и карачаевцев
(10%) и преобладает у армян и карачаевцев (табл. 3).
Общая частота CYP2C9*2 в различных популяциях колеблется от 8% до 18%, частота CYP2C9*3 -от 4% до 10% [8]. В большинстве клинических исследований продемонстрировано, что при применении непрямых антикоагулянтов у носителей «медленных» аллельных вариантов CYP2С9*2 и CYP2С9*3 риск кровотечений возрастает в 2-3 раза, а риск чрезмерной гипокоагуляции (МНО>4) увеличивается в 3-4 раза. При этом из двух «медленных» аллельных вариантов на манифестацию геморрагического синдрома оказывает влияние носительство только CYP2С9*3 [3]. Принимая во внимание тот факт, что у носителей аллельного варианта ОУР2С9*3 активность CYP2С9 снижена в большей степени, было интересным оценить распределение данного гена внутри исследуемых групп. Оказалось, что наибольшее количество носителей «медленных» аллелей CYP2С9*3 было выявлено у представителей армян (29,0%) и карачаевцев (20,0%). Среди славян такой аллельный вариант обнаруживался только в 12,7% случаев (8 обследованных). При оценке носительст-ва CYP2С9*2 преобладали представители славянского этноса - 25,4%, в то время как среди армян их было 23,7%, а у карачаевцев - лишь 5,7%.
Высокая встречаемость аллельного варианта CYP2С9*3 у армян и карачаевцев может быть прогнозирующим фактором увеличенного риска кровотечений при приеме варфарина. Сравнительно частое носительство «медленных» аллельных вариантов CYP2C9 у представителей армянского этноса может быть сопряжено с более высокими концентрациями препаратов - субстратов этого фермента и развитием нежелательных эффектов.
Полученные результаты позволяют прогнозировать в изученных популяциях наличие индивидуального и популяционного рисков развития нежелательных побочных реакций в ответ на лечение такими лекарственными препаратами, как непрямые антикоагу-
лянты и нестероидные противовоспалительные препараты. Следовательно, подбор индивидуальных доз лекарственных препаратов, как и выявление генотипов CYP2C9, необходимо включить в перечень обязательных медицинских исследований для применения в широкой клинической практике.
ЛИТЕРАТУРА
1. Батурин В. А., Яковлева Н. В., Царукян А. А. Вариативность фармакологического эффекта, обусловленная этнической принадлежностью // Психофармакол. и биол. наркол. - 2007. -№ 7. - С. 1603.
2. Вальдман Е. А. Проблемы внедрения достижений фармакогеномики // Ремедиум. - 2008. - № 3. - С. 6-9.
3. Кукес В. Г., Грачев С. В., Сычев Д. А., Раменская Г. В. Метаболизм лекарственных средств. Научные основы персонализированной медицины: Руководство для врачей - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 304 с.
4. Ромодановский Д. П., Хапаев Б. А., Игнатьев И. В., Кукес В. Г., Каркищенко В. Н. Частоты «медленных» аллельных вариантов генов, кодирующих изофермент цитохрома Р450CYP2D6, CYP2C19, CYP2C9 у карачаевцев и черкесов // Биомедицина. -2010. - № 2. - С. 33-37.
5. Сироткина О. В., Улитина А. С., Тараскина А. Е. и др.
Аллельные варианты CYP2С9*2 и CYP2С9*3 гена цитохрома CYP2С9 в популяции Санкт-Петербурга и их клиническое значение при антикоагулянтной терапии варфарином // Российский кардиологический журнал. - 2004. - № 6. - С. 24-31.
6. Середенин С. Б. Лекции по фармакогенетике. - М.: МИА, 2004. - 303 с.
7. Сычев Д. А., Стасяк Е. В., Игнатьев И. В. и др. Клиническая фармакогенетика изофермента цитохрома Р-450 2С9 // Клин. фармакол. и терапия. - 2005. - № 4. - С. 60-63.
8. Сычев Д. А., Раменская Г. В., Игнатьев И. В., Кукес В. Г. Клиническая фармакогенетика: Учебное пособие / Под ред. В. Г. Кукеса, Н. П. Бочкова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 248 с.: ил.
9. CYP2C9 allele nomenclature // Availably: http://www.cypalleles. ki.se/cyp2c9.htm
Поступила 21.08.2012
Кубанский научный медицинский вестник № 4 (133) 2012
