CC BY
15КЛ1Н1ЧНА МЕДИЦИНА
УДК 616.12 - 089.844 - 022.23 : 575.174.615.3
М. Г. Меджидов1, Тахир Ягды2
ВЛИЯНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА НА ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ ТАКТИКИ ПРИ ПЕРЕСАДКЕ СЕРДЦА
1 Азербайджанский медицинский университет, г. Баку;
2Эгейский Университет, г. Измир, Турецкая Республика
Summary. Mejidov M. G., Takhir Yagdy. GENETIC POLYMORPHISM AND OPTIMAL SURGICAL TACTICS AT HEART TRANSPLANTATION. - Educational Surgical Clinic of Azerbaijan Medical University 1, Baku; Medical Faculty of Aegean University 2, Izmir, Turkey; e-mail:[email protected]. The study included 50 patients with heart failure (CH) (main group) and 50 volunteers, healthy individuals without any clinical or laboratory pathology (control group). 34 patients had advanced cardiomyopathy, and 16 had ischemic cardiomyopathy. Two different polymerase chain reactions (PCRs) were used in the groups to determine the genotype for each individual. On average, the period of control of patients was 33.7 months. Determination of gene polymorphism before heart transplant (HT) makes it possible to regulate the initial and further doses of the treatment with immunosuppressive drugs (ISD) individually. Before the beginning of the HT, 5 patients were treated as ISD with cyclosporine, 1 patient - everolimus, 5 - azathioprine, 45 - mycophenolate mofetil (MMF), 8 - baciliximab, 6 -daclizumab, simultaneously all patients were prescribed corticosteroids. In the postoperative period, immunosuppressive treatment was performed, namely: cyclosporine - 32 patients, tacrolimus - 18, azathioprine - 4, MMF - 46, baciliximab - 4, simultaneously all patients were prescribed corticosteroids. During the first 3 months, because of the likelihood of high discrepancy, an endocardial biopsy was performed: grade 1 mismatch in 8 patients, grade 2 in 7 patients and grade 3 in 2 patients. ISD uses cyclosporin and tacrolimus, which contribute to the rational use of difficult substances. At the same time, in the case of HT at first, in the case of detection of the distribution of gene polymorphism, ISDs individually regulate the initial and further doses of treatment. Therefore, carrying out before the heart transplantation a genetic analysis to the candidates of this operation is of great importance for regulating the doses of the drug and reducing its opposite effect.
Key words: genetic polymorphism, immunisuppressive drug, heart transplantation.
Реферат. Меджидов М. Г., Ягды Тахир. ВЛИЯНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА НА ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОЙ ХИРУРГИЧЕСКОЙ ТАКТИКИ ПРИ ПЕРЕСАДКЕ СЕРДЦА. В исследование было включено 50 больных с сердечной недостаточностью (СН) (основная группа) и 50 добровольцев - здоровых лиц без какой-либо клинической и лабораторной патологии (контрольная группа). У 34 больных выявлена расширенная кардиомиопатия, у 16 - ишемическая кардиомиопатия. В группах для определения генотипа для каждого индивидума были использованы две разные полимеразные цепные реакции (ПЦР). Сроки контроля больных составили 33,7 месяца.Определение полиморфизма гена до пересадки сердца (ПС) дает возможность регулировать в индивидуальном порядке начальные и последующие дозы иммуносупрессивных препаратов (ИС). Перед ПС 5 больным назначили циклоспорин, 1 больному - эверолимус, 5 - азатиоприн, 45 - микофенолат мофетил (MMF), 8 -бациликсимаб, 6 - даклизумаб, всем больным назначили кортикостероиды.
© Меджидов М. Г., Ягды Тахир
В послеоперационный период проведено иммуносупрессивное лечение: циклоспорин назначили 32 больным, такролимус - 18, азатиоприн - 4, ММБ - 46, бациликсимаб - 4, одновременно всем пациентам назначали кортикостероиды. В течение первых 3 месяцев всем пациентам была проведена эндокардиальная биопсия. Установлено: несоответствие 1-ой степени - у 8 больных, 2-ой степени - у 7 больных и 3-ей степени - у 2 больных. При ПС рационально использовать циклоспорин и такролимус. На ранних этапах ПС в случае выявления распределения генного полиморфизма ИС в индивидуальном порядке регулируют начальные и последующие дозы. Поэтому проведение генетического анализа перед процедурой ПС имеет важное значение для регулирования доз иммуносупрессоров и сокращения их побочных эффектов.
Ключевые слова: генетический полиморфизм, иммуносупрессор, пересадка сердца.
Реферат. Меджидов М. Г., Ягдм Тахiр. ВПЛИВ ГЕНЕТИЧНОГО ПОЛШОРФ1ЗМУ НА ВИБ1Р ОПТИМАЛЬНО! Х1РУРГ1ЧНО1 ТАКТИКИ ПРИ ПЕРЕСАДЦ1 СЕРЦЯ. У дослвдження було включено 50 хворих на серцеву недостатшсть (СН) (основна група) i 50 добровольщв - здорових оаб без яко!-небудь клшчно! i лабораторно! патологи (контрольна група). У 34 хворих виявлена розширена кардюмюпапя, у 16 - iшемiчна кардiомiопатiя. В групах для визначення генотипу для кожного iндiвiдума були використанi двi рiзнi полiмеразнi ланцюговi реакцп (ПЛР). Строки контролю хворих склали 33,7 мюящв. Визначення полiморфiзму гена до пересадки серця (ПС) дае можливють регулювати в iндiвiдуальному порядка початковi й послiдуючi дози iмуносупресивних препарапв (1С). Перед ПС 5 хворим призначили циклоспорин, 1 хворому - еверолiмус, 5 - азатюприн, 45 - мшофенолат мофетил (MMF), 8 - бацилжсимаб, 6 -дактзумаб, всiм хворим призначили кортикостеро!ди. У шсляоперацшний перiод проведено iмуносупресивне л^вання: циклоспорин призначили 32 хворим, такролiмус -18, азатiоприн - 4, ММБ - 46, бацилiксимаб - 4, одночасно вам пащентам призначали кортикостеро!ди. Впродовж перших 3 мюящв всiм пацiентам була проведена ендокардiальна бiопсiя. Встановлено: неспiвпадiння 1-ого ступеня - у 8 хворих, 2-ого степеню - у 7 хвориз i 3-го ступеню - у 2 хворих. При ПС рацюнально використовувати циклоспорин i такролiмус. На раннiх етапах ПС у випадку виявлення розпод^ генного полiморфiзму 1С в шдиввдуальному порядку регулюють початковi i наступи дози. Тому проведения генетичного аналiзу перед процедурою ПС мае важливе значення для регулювання доз iмуносупресорiв i скорочення !х побочних ефекпв.
Ключовi слова: генетичний полiморфiзм, iмуносупресор, пересадка серця.
Сегодня пересадка сердца (ПС) остается единственным методом радикального лечения сердечной недостаточности (СН). Однако, некоторые аспекты данного метода все еще остаются спорными.
Исследования, проводимые в области ПС, свидетельствуют о значительном увеличении сроков выживаемости больных. Если у больных с СН в результате лечения выживаемость в течение 1 года составляет 50%, то спустя 1 год со дня проведения ПС она составляет 85%, а 5 - летняя выживаемость - свыше 70% [1]. Увеличение продолжительность жизни больных связано, в том числе, и с появлением более совершенных иммуносупрессивных препаратов. Механизм действия данных препаратов не является унифицированным и в настоящее время выявлены механизмы индивидуального действия данных препаратов [1, 2, 12]. В связи с этим, в последние годы прослеживается тенденция к контролю в крови маркеров иммуносупрессии [2, 8, 12 ]. Основной причиной увеличения летальности в краткосрочном периоде ПС является побочное действие иммуносупрессивной терапии, в частности, нефротоксическое действие и развившееся кардиоваскулярное заболевание. Возникающие инсульты, инфекции и злокачественные новообразования также оказывают серьезное отрицательное влияние на состояние здоровья указанных больных [5, 11]. Большинство из названных состояний могут развивается вторично в связи с длительным применением иммуносупрессивных препаратов. Поэтому в последнее время при выборе лечения значительное внимание уделяется определению роли специфического генетического полиморфизма [6, 7, 8, 9, 13]. Одной из гипотез, объясняющих различное влияние иммуносупрессоров у больных, подвергшихся ПС,
являются различия в генетической структуре и полиморфизме генов, кодирующих ферменты, метаболизирующие препарат, или же кодирующих белки, выносящие препарат за пределы клетки. Различия в восприимчивости к иммуносупрессивной терапии составляют 20-95%, что связанно с индивидуальными генетическими особенностями организма [6, 7, 8, 13 ]. К одной из причин различного действия иммуносупрессоров также относят наследственность, органоспецифичность, механизм действия препарата, этиологию заболевания и др. Все вышеперечисленное является факторами риска. Указанные различия выступают в качестве генетического полиморфизма в виде картины аутосомно-рецесивных заболеваний [6, 7, 8, 9, 13].
Генотип ферментного комплекса цитохрома P450 (CYP) является детерминантой изменения среди популяции и предиктором возникновения различных полиморфических форм [4]. При назначении одного и того же препарата при одном и том же заболевании ответ каждого больного на действие препарата различен. Многочисленные работы последних лет подтверждают важное значение ферментного комплекса цитохрома P450 (CYP) при кардиоваскулярных заболеваниях, что обусловливает актуальность научных исследованиях в указанном направлении.
Цель работы: на дооперационном этапе с учетом индивидуального генетического полиморфизма определить влияние иммуносупрессивной терапии на исход процедуры ПС.
Методы исследования и результаты.
В исследование было включено 50 больных с СН (основная группа), из них 39 мужчин и 11 женщин, средний возраст составил 37 ± 15 лет. У 34 больных диагностирована дилатационная кардиомиопатия, у 16 - ишемическая кардиомиопатия. Учитывались также сопутствующие заболевания. Больные были отобраны из 160 пациентов, обратившихся в нашу клинику и перенесших впоследствии трансплантацию сердца. Протокол работы был утвержден Этическим советом медицинского факультета Эгейского университета (Турецкая Республика). Согласно Хельсинской декларации, все больные подписали письменное согласие. Критериями включения в контрольную группы были отсутствие семейной кардиоваскулярной предрасположенности; нормальные показатели физических и лабораторных исследований; ЭКГ без особенностей; отсутствие высокого давления, гиперлипидемии, диабета.
Для определения генотипа пациентов основной и контрольной групп использовали ПЦР. Генотип регистрировался в цифровой видимой гелиевой системе. Каждый амплификационный материал ПЦР регистрировался на основании основного парного числа. Для генотипирования в положительном материале ПЦР использовали ферментные процедуры (RFLP).
Статистический анализ результатов исследования проводился по стандартной версии программы SPSS 14.0. С целью оценки распределения генотипических частот в равенстве Hardy-Weinberg использовали анализ Ki-Kare.
Контрольные сроки больных в среднем составили 33,7 месяца. В указанный срок был потерян 1 факт.
В следующих таблицах представлены генотипическое распределение полиморфизма и частота аллелей у больных с СН и у здоровых лиц.
Таблица 1.
Распределение генотипа полиморфизма CYP3A5*3 (6986A>G) ге776746 и частота аллелей у больных с сердечной недостаточностью и у здоровых лиц
Полиморфизм CYP3A5*3 (6986A>G) rs776746
Группы Распределение генотипа Частота аллелей
AA AG GG A G
Число больных (п=50) 13 37 0 147 37
Наблюдаемая частота (%) 26 74 79,8 20,1
Число здоровых людей - 10 40 0 60 40
контроль (п=50)
Наблюдаемая частота (%) 20 80 60 40
Таблица 2.
Распределение генотипа полиморфизмаСУР3Л5*6 (14690 0>Л)г«10264272 и частота аллелей у больных с сердечной недостаточностью и у здоровых лиц
Полиморфизм CYP3A5*6 (14690 G>A) rs10264272
Группы Распределение генотипа Частота аллелей
GG GA AA G A
Число больных (п=50) 48 2 0 98 2
Наблюдаемая частота (%) 96 4 98 2
Число здоровых людей -контроль (п=50) 50 0 0 100 0
Наблюдаемая частота (%) 100 100
Таблица 3.
Распределение генотипа полиморфизмаСУРЗЛ4*18 (-878Т>С)и частота аллелей у больных с сердечной недостаточностью и у здоровых лиц
Полиморфизм CYP3A4*18 (-878T>C)
Группы Распределение генотипа Частота аллелей
TT TC CC T C
Число больных (п=50) 49 1 0 99 1
Наблюдаемая частота (%) (98%) (2%) (99%) (1%)
Число здоровых людей -контроль (п=50) 50 0 0 100 0
Наблюдаемая частота (%) (100%) (100%)
Таблица 4.
Распределение генотипа полиморфизмаСУР3Л4*1Б (-290A>G)и частота аллелей у больных с сердечной недостаточностью и у здоровых лиц
Полиморфизм CYP3A4*1B(-290A>G)
Группы Распределение генотипа Частота аллелей
AA AG GG A G
Число больных (п=50) 47 3 0 97 3
Наблюдаемая частота (%) 94 6 97 3
Число здоровых людей -контроль (п=50) 46 4 0 96 4
Наблюдаемая частота (%) 92 8 96 4
До трансплантации хирургические процедуры были разделены на 16 параметров. Из них: восстановление митрального клапана и имплантация - 1; хирургическое шунтирование коронарной артерии и имплантация вентрикулярной рукоятки прибора - 1; замена аортального клапана - 4; аортокоронарное шунтирование - 4; миэктомия, ортокоронарное шунтирование и замена митрального клапана - по 1; пластика аортального и митрального клапанов - 1, имплантация вентрикулярной рукоятки прибора - 1.
Установлены такие факторы риска, как Diabetes mellitus (1 случай), высокое давление (2 случая), гиперлипидемия (4 случая), цереброваскулярное заболевание (2 случая). По данным эхокардиографических исследований до операции был подготовлен отчет: 25 больных со сниженной фракцией выброса (ФВ) < 20 и меньше, 25 больных с ФВ >20, 17 больных с правой вентрикулярной EF < 30, 33 больных с EF > 30. Пульмонарное артериальное давление у 23 больных было в норме, а у остальных - выше нормы (>35). Транспульмонарная степень у 33 больных составила < 10, а у 17 - > 10. Пациентам была проведена катетеризация камер сердца, измерены показатели пульмонарного артериального давления, пульмонарного капиллярного давления, приблизительное пульмонарное
артериальное давление, а также транспульмонарные показатели. На дооперационном этапе лечения было выявленно 14 фактов высоких показателей мочевины и креатинина, 18 фактов высоких показателей SGOT и SGPT, 8 фактов высоких уровней холестерина. До начала операции 5 больным в качестве иммуносупрессивного лечения назначили циклоспорин, 1 больному - эверолимус, 5 - азатиоприн, 45 - микофенолат мофетил (MMF), 8 -бациликсимаб, 6 - даклизумаб, всем больным были назначены кортикостероиды. Среди доноров было 43 мужчины и 8 женщин, возраст 34 пациентов был в пределах 20 - 30 лет, 16 - свыше 30. По данным операционных материалов, сроки кардиопульмонарного шунтирования составили 113,71±28,1, продольное пережатие аорты составило 9278±60,1 минут. Все больных в послеоперационном периоде (ПОП) получали ионотропную поддержку. У 7 больных в раннем ПОП возникли осложнения. Острая почечная недостаточность имела место у 4 больных, церебральные состояния - у 4, а у 1 больного развилась правосторонняя вентрикулярная недостаточность. В короткие сроки ПОП показатели крови распределились следующим образом: тромбоцитопения - 20 больных, высокое SGOT - 29, высокое SGPT - 10 и высокие мочевина и креатинин - у 17 больных. В ПОП в качестве иммуносупрессивного лечения циклоспорин был назначен 32 больным, такролимус - 18, азатиоприн - 4, MMF - 46, бациликсимаб - 4, одновременно всем пациентам были назначены кортикостероиды. В течение первых 3 месяцев в связи с большой вероятностью отторжения была проведена эндокардиальная биопсия. В результате была установлена несовместимость 1-ой степени у 8 больных, 2-ой степени - у 7 и 3-ей степени - у 2 пациентов.
По данным эхокардиографии, проведенной в раннем ПОП, LVEF составило 40-50%, RVEF - 35-60%, LVESD - 1,4-3,8 cm, LVEDD - 2-4,8 cm, PAP - 28-45 mmHg, нормальные функции клапана. При этом у 42 больных отмечали синусовый ритм, а 8 - поставлен pacemaker. У 1 пациента в катетере, введенном до операции, наблюдался бактериальный фермент (-) инфекция стафилококка. С целью предупреждения и раннего устранения возможных побочных явления, в том числе послеоперационных осложнений и проведением иммуносупрессивной терапии, нами была поставлена задача выявить влияние иммуносупрессивной терапии на раннем дооперационном этапе при наличии ответа более, чем 1 гена CYP3A4 и/или CYP3A5 у больных (n= 50) после ПС.
У пациентов после ПС мониторинг концентрации циклоспорина и такролимуса в крови , несомненно, способствует рациональному применению столь тяжелых препаратов. Наряду с этим, при ПС в случае выявления распределения генного полиморфизма иммуносупрессивные препараты в индивидуальном порядке регулируют начальные и последующие дозы лечения. У кандидатов на ПС сердца проведение генетического анализа до операции имеет огромное значение для регулирования доз препарата и уменьшения его возможного адверсионного действия.
Результаты проведенных нами исследования могут способствовать улучшению методов выбора адекватного лекарственного средства, соответствующей начальной дозы и рациональному применению указанных препаратов после трансплантации органа, с которой связаны индивидуальные факторы риска. Кроме того, полученные результаты имеют значение для дальнейшего развития фармакогенетики и способствуют индивидуализации иммуносупрессивной терапии у больных с ПС и устранения побочного действия этих препаратов. Выявление генетического полиморфизма представляет собой новый подход при ПС, способствует индивидуализации назначения иммуносупрессивных препаратов, минимизации использования неэффективных препаратов, устранению побочных эффектов и может стать направляющим для программ индивидуализации лечения больных в случаях продления сроков терапии без использования гормонов и/или ускоренному лечению данной группы больных. При индивидуализации назначения и применения иммуносупрессивных лекарственных средств необходимо учитывать фармакокинетические, фармакодинамические и фармакогенетические факторы. Генотипирование, проведенное в предтрансплантационный период ПС, может дать соответствующие результаты.
Генетическая часть реакции подразумевает применение анонимных SNP карт для установления подходов по обнаружению полигенических символов, действия лекарств и/ или связанных с генной стратегией кандидата исследований на уровне генома полиморфизмов и является наиболее полигеничной.
Перспективы дальнейших исследований. В дальнейшем у данной группы
планируется проводить дизайн ДНК, что обеспечит анализ всех генов в одной стадии. Комбинированное использование SNP и технологии ДНК с биоинформатикой, применение технологий молекулярной биологии будет способствовать анализу тысяч SNP в одной работе. Это обеспечит применение автоматической техники, а также получить определить гены, участвующие в фармакогеномике, иммуногенетике и специфических компликациях. В будущем, клиническая фармакогеномика станет неотъемлемой частью ухода за больным, перенесших процедуру трансплантации органа.
Выводы: 1. Определение полиморфизма гена до пересадки сердца дает возможность регулировать в индивидуальном порядке начальные и последующие дозы иммуносупрессивных препаратов.
2. Проведение больным генетического анализа до пересадки сердца важно для регулирования доз препарата и сокращения его адверсионного действия.
3. До начала операции 5 больным как иммуносупрессивное лечение назначили циклоспорин, 1 - эверолимус, 5 - азатиоприн, 45 - микофенолатмофетил (MMF), 8 -бациликсимаб, 6 - даклизумаб, одновременно всем больным были назначены кортикостероиды.
4. В послеоперационный период 32 больным как иммуносупрессивное лечение был назначен циклоспорин, 18 - такролимус, 4 - азатиоприн, 46 - MMF, 4 - бациликсимаб, одновременно всем больным применялись кортикостероиды. В течение первых 3 месяцев в связи с большой вероятностью отторжения была проведена эндокардиальная биопсия. В результате была установлена несовместимость 1-ой степени у 8 больных, 2-ой степени - у 7 и 3-ей степени - у 2 пациентов.
Литература/References :
1. Tahir Yagdi,Sanem Nalbantgil, Mustafa Özbaran. Kalp transplantasyonu: Ameliy yat öncesi degerlendirilme, ameliyyat sürecinde bakim ve sonrasinda izleme//Türk Kardiyol Dern Ar§.- 2015. - Vol. 43, №1. - P. 95 - 108.
2. Bennett W.M., DeMattos A., Meyer M.M., et al. Chronic cyclosporine nephropathy: the Achilles' heel of immunosuppressive therapy//Kidney Int. - 1996. - Vol. 50. - P. 1089-1100.
3. Carrel A., Guethrie C.C. The transplantation of veins and organs// Am Med. - 2012. Vol. 10. - P. 1101-1117.
4. De Denus S., Zakrzewski M., Barhdadi A., et al.Association between renal function and CYP3A5 genotype in heart transplant recipients treated with calcineurin inhibitors// Heart Lung Transplant. - 2011. - (Mar.30,). - №3. - P. 326-331.
5. De Jonge H., Kuypers D.R. Pharmacogenetics in solid organ transplantation: current status and future directions// Transplant Rev (Orlando).- 2008 (Jan.). - Vol. 22. - №1. - P. 6 - 20.
6. Evans W.E., McLeod H.L. Pharmacogenomics-drug disposition, drug targets, and side effects// N Engl J Med. - 2003. - Vol .348. - P. 538 - 569.
7. Haufroid V, Mourad M., Van Kerckhove V, et al. The effect of CYP3A5 and MDR1 (ABCB1) polymorphisms on cyclosporine and tacrolimus dose requirements and trough blood levels in stable renal transplant patients// Pharmacogenetics. - 2004 (Mar.). - Vol. 14. - №3. _ P. 147 - 154.
8. Herrero M.J., Almenar L., Jordán C., Sánchez I., Poveda J.L., Aliño S.F. Clinical interest of pharmacogenetic polymorphisms in the immunosuppressive treatment after heart transplantation//Transplant Proc. - 2010. - Vol. 8. - №3. - P. 181 - 182.
9. Krüger B., Schröppel B., Murphy B.T. Genetic polymorphisms and the fate of the transplanted organ// Transplant Rev (Orlando). - 2008(Apr). - Vol. 22. - №2. -P. 131-140.
10. McLeod H.L., Siva C. The thiopurine S-methyltransferase gene locus -implications for clinical pharmacogenomics// Pharmacogenomics. - 2002. - №3. - P. 89-98.
11. Ojo A.O., Hanson J.A., Wolfe R.A., et al. Long-term survival in renal transplant recipients with graft function// Kidney Int. - 2000. - Vol. 57. - P. 307-313.
12. Tsunoda S.M., Aweeka F.T. The use of therapeutic drug monitoring to optimise immunosuppressive therapy// Clin Pharmacokinet. - 1996. - Vol.30. - P. 107 - 112.
13. Zhou X., Barber W.H., Moore C.K,, et al. Frequency distribution of cytochrome P450 3A4 gene polymorphism in ethnic populations and in transplant recipients // Res Commun Mol Pathol Pharmacol. - 2006. - Vol. 119. - №1. -6. - P.89 - 104.
Работа поступила в редакцию 10.11.2017 года.
Рекомендована к печати на заседании редакционной коллегии после рецензирования
