Клиническая фармакогенетика блокаторов рецепторов ангиотензина II

Введение

В настоящее время в Российской Федерации одобрено к клиническому применению и зарегистрировано восемь препаратов по международным непатентованным названиям (МНН) блокаторов рецепторов ангиотензина II (БРА II; сартанов), отличающихся между собой по химическому строению и клинической эффективности.

Сартаны широко используются в лечении артериальной гипертензии (АГ), применяются при диабетической нефропатии и сердечной недостаточности (СН), в том числе при непереносимости ингибиторов АПФ (иАПФ) [1][2].

Несмотря на то что БРА хорошо зарекомендовали себя в лечении АГ, не у всех больных их применение оказывается эффективным, а в некоторых случаях способствует развитию нежелательных лекарственных реакций (НЛР) [3]. С точки зрения фармакогенетики, на эффективность и безопасность сартанов могут влиять как полиморфизмы генов семейства цитохрома Р450 2C9 (CYP2C9), кодирующих ферменты их биотрансформации, так и генов, кодирующих компоненты ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС). При этом в первом случае вариабельность фармакологического ответа на применение БРА будет связана с изменением фармакокинетики, а во втором – с непосредственным влиянием на фармакодинамику лекарственного средства (ЛС). В этой связи, целесообразно рассмотреть влияние полиморфизма генов, кодирующих CYP2C9, ангиотензиноген (АТГ), рецептор ангиотензина II (АТ1), ангиотензин-превращающего фермента (АПФ), а также полиморфизма альдостеронсинтазы на фармакокинетику и фармакодинамику БРА II [4]

Влияние полиморфизма генов цитохрома Р450 2С9 на фармакокинетику блокаторов рецепторов ангиотензина II

Субсемейство CYP2C представлено около 30–40 % от общего количества ферментов цитохрома Р450, при этом наиболее активно выражена экспрессия у CYP2C9, ответственного за биотрансформацию около 16 % лекарственных препаратов, представленных в настоящее время на мировом рынке, среди которых; нестероидные противовоспалительные средства, препараты сульфонилмочевины, блокаторы рецепторов ангиотензина II, непрямые антикоагулянты (варфарин) и другие [5].

Изофермент цитохрома Р450 2С9 (CYP2С9) является главным ферментом метаболизма блокаторов рецепторов ангиотензина II. Он представляет собой белок, состоящий из 490 аминокислотных остатков, имеющий молекулярную массу 55 кДальтон. Ген, кодирующий CYP2С9, локализован на 10 хромосоме (10q24,1-24,3) [6]. Его генетический полиморфизм характеризуется вариантными аллелями со сниженной активностью — CYP2C9*2 и CYP2C9*3, причём активность последнего снижена почти на 90 % [7].

Наиболее изученными и распространёнными в общей популяции полиморфизмами гена CYP2C9 являются *2 (+430C>T; rs799853) и *3 (+1075A>C; rs1057910). При этом наблюдаются существенные межпопуляционные различия в частоте встречаемости полиморфных аллелей. CYP2C9 *2 чаще встречается у европейцев (11,7 %) и admixed Americans (6,6 %), в то время как CYP2C9 *3 – среди азиатов (3,4 % в Восточной Азии и 11,3 % в Южной) и африканцев (5,6 %). Более редкие варианты CYP2C9*5, *6, *8, *9 и *11 встречались только у представителей африканской популяции [8].

Внутри популяции Российской Федерации также наблюдается межэтническое различие в частоте встречаемости полиморфизмов гена CYP2C9. Так, CYP2C9*2 превалирует у русских и армян как представителей европеоидной расы, и редко встречается у представителей монголоидной расы (якутов, бурятов, тувинцев). CYP2C9*3 широко распространён у представителей народностей Северного Кавказа: черкесов, лакцев, аварцев и даргинцев. Анализ распространённости полиморфизмов выявил и характерную особенность нашей страны: частота распространённости аллельных вариантов как среди русских, так и в общей популяции меняется в зависимости от региона. Вероятно, это обусловлено миграцией населения и межнациональными браками [9].

По фармакокинетическим свойствам все БРА можно разделить на две группы: активные лекарственные вещества и пролекарства. Помимо лозартана, ещё три сартана – кандесартан, олмесартан и азилсартан являются пролекарствами, клиническая эффективность которых обеспечивается активными метаболитами [10]. Отмечено, что метаболизм олмесартана не зависит от системы цитохрома Р450 [11]. В свою очередь валсартан, оказался в большей степени зависим от полиморфизма CYP2C8, с помощью которого метаболизируется до неактивного метаболита (валерил 4-гидрокси валсартан). Носительство аллельного варианта CYP2C8*2 ассоциировалось со значительным замедлением метаболизма валсартана и повышения его концентрации и AUC (площадь под кривой концентрация–время) [12]. Под влиянием CYP2C9 из лозартана образуется его активный метаболит – E-3174, который имеет более высокую аффинность в отношении АТ1-рецептора и больший период полувыведения, обуславливая, таким образом, основной гипотензивный эффект [13]. У носителей вариантных аллелей CYP2C9*2 и CYP2C9*3 существенно уменьшается образование активного метаболита E-3174 [14].

В настоящее время проведено небольшое число исследований, посвящённых изучению влияния полиморфизма гена CYP2C9 на фармакокинетику блокаторов рецепторов ангиотензина II.

Так, в своей работе Yasar U и соавт. показали, что у гомо- и гетерозиготных носителей аллельных вариантов CYP2C9*2 и CYP2C9*3 максимальная концентрация Е-3174 после приёма лозартана, оказалась статистически значимо ниже, чем у лиц, имеющих «дикий» тип (генотип CYP2C9*1/*1).

Авторы делают вывод, что носительство аллельных вариантов CYP2C9*2 и *3 ведёт к существенному уменьшению образования активного метаболита Е-3174 за счёт сниженной активности CYP2C9 [14].

В небольшом фармакокинетическом исследовании Sica DA и соавт. обнаружили, что у здоровых добровольцев с генотипом CYP2C9*1/*3, отношение концентрации Е-3174 к концентрации ЛС, через 6 ч после приёма 25 мг, лозартана было значимо меньше по сравнению с лицами имеющими генотип CYP2C9*1/*1 [13].

В других работах было показано, что и у носителей «новых» аллельных вариантов CYP2C9*5 и CYP2C9*6 была замедлена биотрансформация лозартана [15, 16]. Однако в своём исследовании Lee CR и соавт. не выявили различий в фармакокинетике лозартана и Е-3174 у здоровых добровольцев с генотипами CYP2C9*1/*1, CYP2C9*1/*2 и CYP2C9*1/*3 [17].

В связи с участием в исследованиях здоровых добровольцев, не удалось определить взаимосвязь между обнаруженным различием в фармакокинетике лозартана и антигипертензивным эффектом препарата. Таким образом, клиническое значение влияния генетического полиморфизма CYP2C9 на фармакокинетику лозартана может быть оценено в только в исследованиях с участием больных АГ [4].

Следует отметить, что CYP2C9 метаболизирует ирбесартан до неактивных метаболитов [18]. Так, в шведском исследовании SILVHIA (Swedish Irbesertan Left Ventricular Hypertrophy Investigation vs Atenolol) Hallberg P и соавт. показали, что у больных АГ, имеющих генотип CYP2C9*1/*2, диастолическое АД (ДАД) снижалось на 14,4 %, тогда как у пациентов с генотипом CYP2C9*1/*1 – только на 7,1 %. Авторы полагают, что это объясняется медленным метаболизмом ирбесартана у больных, несущих аллельный вариант CYP2C9*2, что создаёт более высокую концентрацию препарата в плазме крови [19].

Эта гипотеза была подтверждена в работе Hong X. и соавт., в котором участвовали 1087 больных АГ. Было отмечено, что при приёме ирбесартана в дозе 150 мг/сут у лиц с генотипом CYP2C9*1/*3 и CYP2C9*3/*3 наблюдались более высокие значения минимальной и максимальной равновесных концентраций ирбесартана в плазме крови. Однако отличие в фармакокинетике ирбесартана у носителей аллельного варианта CYP2C9*3 и не несущих таковой не имело клинического значения — гипотензивный эффект ирбесартана не различался [20].

Для кандесартана клиническое значение полиморфизма CYP2C9 менее очевидно. В экспериментальном фармакогенетическом исследовании Hanatani T и соавт. с помощью печёночных микросом изучали роль «дикого» CYP2C9*1 и вариантного аллеля CYP2C9*3 на метаболизм кандесартана, в результате не было показано значимых различий в параметрах фармакокинетики [21].

Так, Cabaleiro T и соавт. в фармакогенетическом исследовании у 246 здоровых добровольцев европейской популяции изучали влияние полиморфизма изоферментов CYP2C9 и CYP2C8 на фармакокинетику четырёх сартанов — лозартана, валсартана, кандесартана и телмисартана. Результаты подтвердили наличие ассоциации полиморфизма только для фармакокинетики лозартана и валсартана. Показано, что носители вариантного аллеля CYP2C9*3 имели более высокий период полувыведения (Т1/2) лозартана по сравнению с носителями «дикого» генотипа CYP2C9*1/*1, концентрация метаболита E-3174 также была достоверно ниже у носителей вариантного аллеля CYP2C9*3. Для валсартана, у носителей вариантного аллеля CYP2C8*2 отмечался более быстрый клиренс, у носителей аллеля CYP2C8*3 отмечался более медленный клиренс, по сравнению с носителями «дикого» типа CYP2C9*1. Генетический полиморфизм CYP2C9 и CYP2C8 не имел влияния на фармакокинетику кандесартана и телмисартана [12].

Влияние полиморфизма генов РААС фармакодинамику блокаторов рецепторов ангиотензина II

Ген ангиотензиногена — АТГ (AGT) находится в локусе 1q42-q43 и содержит 5 экзонов. Данный ген кодирует ангиотензиноген (АТГ), который синтезируется преимущественно печенью, а также адипоцитами жировой ткани. Синтез АТГ контролируется эстрогенами, глюкокортикоидами, тиреоидными гормонами. Под воздействием ренина, АТГ превращается в неактивный ангиотензин-I (АТ-I), который в свою очередь под действием АПФ и ряда альтернативных путей с участием химаз, катепсина G, тонина и других сериновых протеаз, преобразуется в биологически активное вещество ангиотензин-II (АТ- II) [22].

Реализуя свои эффекты через ангиотензиновые рецепторы АТ-II, обладает вазопрессорным действием, влияет на уровень АД и почечную фильтрацию, водно-солевой обмен, регулирует стрессорные реакций. Так же АТ-II влияет на гладкомышечные клетки сосудистой стенки, вызывая сосудосуживающие реакции; на эндотелий сосудов, изменяя продукцию NO и эндотелинов; на миокард, усиливая его сокращения и др. [23].

На сегодняшний день, описано несколько полиморфизмов гена АТГ, среди которых клинически значимыми являются полиморфизмы М235Т, Т1166С, Т174М и С1015Т, а также мутация в промоторной зоне гена АТГ G-6A. Наличие одной или двух мутантных Т-аллелей по 235-й позиции приводит к значительному повышению содержания АТГ в плазме крови, что ведёт к увеличению концентрации АТ-II, гипертрофии ЛЖ и развитию ИБС.

В настоящее время доказана роль полиморфизмов гена АТГ в развитии АГ.

В исследовании SILVHIA у 97 больных АГ с гипертрофией ЛЖ определяли полиморфизмы генов АТГ, М235Т, G-6A, 344С/Т альдостеронсинтазы и А1166С рецептора к АТ II 1-го типа. Все больные были разделены на две группы; одной группе назначали ирбесартан в дозе 150 мг/сут за один приём, другой – атенолол в дозе 50 мг/сут в таком же режиме. По результатам сравнения выяснилось, что в снижении систолического АД эффективнее оказался атенолол в группе лиц с полиморфизмом М235Т (ТТ и МТ по сравнению с ММ) и G-6A (AA и AG по сравнению с GG), а ирбесартан был эффективнее лишь в снижении диастолического АД у больных с СТ полиморфизмом. Кроме того, ирбесартан более интенсивно уменьшал гипертрофию ЛЖ у данной категории пациентов [19].

В некоторых исследованиях установлено, что наличие аллелей риска в полиморфизме Т207М (С521Т) и М235Т приводит к повышению экспрессии АГТ и встречаются чаще у лиц с АГ, а также рядом других сердечно-сосудистых заболеваний [24][25]

Watkins WS с соавт. в своём исследовании на европейской популяции обнаружили ассоциацию между аллелями гена АТГ, уровнем ангиотензиногена в плазме и АГ, и чаще пониженным уровенем ионов натрия. Этим феноменом авторы объясняли разность результатов предыдущих исследований [26].

Ген рецептора АТ-II 1-го типа (AGTR1) локализуется в хромосоме 3 (локус 3q21–3q25). Стоит отметить, что ген, кодирующий 2-й тип рецептора к АТ-II находится в хромосоме X. Стимуляция АТ1-рецептора локализованного в эндотелии сосудов, вызывает активацию G-белков и приводит не только к сокращению гладкомышечных клеток, но и к увеличению продукции и секреции вазоконстрикторных соединений: альдостерона, вазопрессина, катехоламинов и эндотелина.

Для данного гена наиболее изученным является А1166С-полиморфизм. Выявлено, что замена А на С в локусе 1166 оказывает влияние на функциональную активность рецептора и осуществление эффектов АТ II в клетке, стимулируя вазоконстрикцию и повышая АД [27]. Данный полиморфизм связывают с более неблагоприятным течением АГ и отчасти с резистентностью к терапии антигипертензивными препаратами.

Spiering W и соавт. исследовали фармакодинамические эффекты лозартана у 15 больных артериальной гипертензией с АА генотипом и у 14 пациентов с генотипом СС. В течение семи дней больные принимали лозартан, на фоне чего у лиц с АА генотипом, по сравнению с больными с генотипом СС, отмечалось значимое снижение среднего АД (р < 0,05) [6].

В исследовании Redon J и соавт., в котором участвовало 206 больных артериальной гипертензией, в течение года принимавших телмисартан в дозе 80 мг/сут, показали, что у больных с АА генотипом систолическое АД снижалось больше, чем у носителей АС и СС генотипов, но различия оказались недостоверными (р = 0,6051) [28].

В исследовании SILVHIA было продемонстрировано, что наряду с T174M, M235T полиморфизмами, A1166C полиморфизм также сочетался с более выраженной регрессией гипертрофии ЛЖ на фоне терапии блокаторами рецепторов ангиотензина II (р = 0,02) [19].

Так, в работе van de Wal RMA и соавт. показано, что лица с генотипом АА не имели аллелей риска, а у лиц, имеющих генотип АС, наблюдался повышенный риск острого инфаркта миокарда, и с генотипом СС — высокий риск сосудистых осложнений, повышенный риск венозных тромбов [29].

В своём исследование Zhang H с соавт. не обнаружили ассоциации полиморфизма А1166С с риском развития мозговых инсультов [30].

В настоящее время нет единого мнения, относительно функциональных эффектов генетического полиморфизма А1166С. Причина этого — локализация его в некодирующей части гена. Изменения структуры гена АТ-II 1-го типа могут приводить к изменениям в регуляции сосудистого тонуса, пролиферации сосудистой стенки, поэтому данный ген можно считать одним из генов-кандидатов, связанных с патологией сердечно-сосудистой системы [31, 32].

Ген ангиотензинпревращающего фермента — АПФ (АСЕ) локализуется в q23 локусе хромосомы 17 и содержит 26 экзонов. В 16-м интроне иногда наблюдают делецию определённой последовательности ДНК (287 пар нуклеотидов). Структурный полиморфизм по данному локусу носит инсерционно-делеционный (I/D) характер, который соответствует менделевскому типу наследования. По данным Weekers L и соавт., наличие D-аллели ассоциировано с более высоким содержанием циркулирующего АПФ (от 14 до 50 %) и более высокой активностью тканевого фермента [33].

В исследовании GenHAT study была предпринята попытка выяснить, является ли I/D полиморфизм АПФ предиктором эффективности антигипертензивных ЛС. Так, в исследовании приняли участие 37 939 больных АГ. Сравнивали эффективность хлорталидона, амлодипина, лизиноприла и доксазозина. Выяснилось, что данный полиморфизм не оказал влияния на эффективность терапии данными препаратами [34].

Однако в исследовании Kurland L с соавт. было показало, что больные, несущие I аллель, в 89 % случаев отвечали на терапию ирбесартаном, при этом диастолическое АД снижалось более чем на 10 мм рт.ст., (р = 0,0096), в то время как у носителей D аллели терапия оказалась эффективной лишь в 42 % случаев [35].

Влияние I/D полиморфизма гена АПФ на эффективность телмисартана у больных АГ, имеющих гипертрофию ЛЖ, продемонстрирована в небольшом отечественном исследовании с участием 35 больных. Телмисартан назначали в течение 24 недель в суточной дозе 40–80 мг. Среди 29 больных, завершивших исследование, снижение индекса массы ЛЖ, по которому оценивали эффективность терапии, отмечено в большей степени у гетерозигот (ID) по данному полиморфизму в сравнении с гомозиготами (II и DD). Несомненно, что многое остаётся не ясным во влиянии I/D полиморфизма АПФ на эффективность блокаторов рецепторов АТ-II. Однако следует отметить тенденцию к их низкой эффективности у обладателей D аллели. Не совсем ясно, почему данный полиморфизм невосприимчив к терапии гипотензивными средствами других групп [36].

Ген альдостеронсинтазы – АСС (CYP11B2) находится в длинном плече хромосомы 8 в локусе 8q21– q22. Альдостеронсинтаза (АСС) — главный фермент, участвующий в финальной стадии образования альдостерона. Альдостерон принимает участие в регуляции обмена натрия и объёма циркулирующей крови (ОЦК), а также оказывает стимулирующее влияние на клеточную гипертрофию и фибротические изменения в сердечно-сосудистой системе, что в дальнейшем может привести к кардиоваскулярным осложнениям.

Проводился ряд исследований по изучению однонуклеотидных полиморфизмов гена CYP11B2, которые могут влиять на функцию и активность АСС. Т344С (замена тимидина на цитозин в зоне промотора) полиморфизм CYP11B2 ассоциирован с АГ и повышением концентрации альдостерона в плазме крови [37].

По полученным ранее данным, у лиц с генотипом СС и СТ отмечают повышенную массу миокарда ЛЖ. В исследовании Heller S и соавт., включавшем 113 здоровых добровольцев, вместе с генотипированием полиморфизма Т344С проводили оценку активности ренина плазмы крови. Оказалось, что лица с генотипом ТТ имеют более высокую активность ренина плазмы крови. У больных с высокой активностью ренина плазмы крови генотип ТТ обусловливал более высокий индекс массы миокарда ЛЖ [38].

По данным исследования Kurland L с соват., в группе пациентов с генотипом 344ТТ, принимающих ирбесартан, снижение систолического АД было наиболее выраженным, по сравнению с пациентами, имеющими генотипы СС и СТ [35].

В своей работе Ortlepp JR и соавт. у 116 больных АГ исследовали влияние полиморфизма альдостеронсинтазы (CYP11B2) на эффективность кандесартана (диастолическое АД более 95 мм рт. ст.), назначаемого в дозе 8 мг/сут или 16 мг/сут. Эффективность терапии оценивали по достижению диастолического АД 85 мм рт.ст. и ниже. По результатам исследования, значимый гипотензивный эффект кандесартана был отмечен у больных с генотипом ТТ [39].

В китайском исследовании с участием пациентов с артериальной гипертензией, Wang L и соавт. показали что CYP11B2 – 344 CC генотип был независимым фактором риска ИБС и инсульта [40].

Другая группа исследователей во главе с Pi Y, в 2013 г. провели метаанализ для изучения генетической восприимчивости к ишемическому инсульту с помощью полиморфизма – 344C/T гена CYP11B2 и не обнаружили связи между ними [41].

Были попытки изучения влияния полиморфизма гена альдостеронсинтазы на сосудистую дисфункцию и воспалительный процесс при АГ. В своём исследовании Androulakis E и соавт. пришли к выводу, что гомогенный Т аллель полиморфизма –344C/T гена CYP11B2 маркером риска развития АГ, но был не связан с сосудистыми изменениями при АГ [42].

Chandra S и соавт. также обнаружили прямую связь между усилением экспрессии гена CYP11B2 и АГ [43]. Данная зависимость рассматривается авторами как фактор прогрессирующей АГ. Однако в своём исследовании Chen J и соавт. также провели метаанализ для оценки корреляции между полиморфизмом – 344C/T гена CYP11B2 и риском развития АГ, и не обнаружили связи между ними [43].

Учитывая разные результаты исследователей, Byrd JB и соавт. провели в 2015 г. многоэтническое исследование «Dallas Heart Study (DHS)», где оценили связь между полиморфизмом – 344C/T, rs1799998 гена CYP11B2 и сердечно-сосудистыми проявлениями в фенотипе. Авторы пришли к выводу, что между ними нет никакой связи [44].

Заключение

Имеющиеся данные позволяют предположить, что выявление аллельных вариантов гена CYP2C9, влияющих на фармакокинетику сартанов, может способствовать дифференцированному подходу к выбору отдельных блокаторов рецепторов АТ-II. Очевидно, что при выявлении носительства аллельных вариантов CYP2C9*2 и CYP2C9*3 можно прогнозировать низкий фармакологический эффект лозартана и в то же время высокую эффективность ирбесартана у больных АГ.

Несмотря на многочисленные исследования по изучению влияния полиморфизма генов, кодирующих компоненты РААС, на фармакодинамику блокаторов рецепторов АТ-II, результаты их отличаются заметным противоречием. Для получения убедительных доказательств требуется проведение крупномасштабных исследований с оценкой клинического значения генетического полиморфизма в прогнозировании фармакологического ответа при терапии блокаторами рецепторов АТ-II.

В клинической практике для ряда лекарственных средств (ЛС) возможно и необходимо проведение фармакогенетического тестирования с целью выявления индивидуальных генетических особенностей, что будет способствовать повышению эффективности и безопасности фармакотерапии АГ).