Фармакогенетика в онкологии

Фармакогенетика — раздел медицинской генетики, изучающий влияние генетических особенностей человека на его реакцию на лекарственные препараты. Она позволяет прогнозировать эффективность лекарственного препарата и вероятность побочных эффектов, что дает возможность индивидуально подбирать препарат и его дозировку для достижения наиболее безопасного и эффективного лечения.

В онкологии в настоящее время существуют международные рекомендации по выполнению фармакогенетического исследования перед началом терапии для следующих препаратов:

• фторпиримидины (5-фторурацил, капецитабин, тегафур)

• иринотекан и белиностат

• тиопурины (азотиоприн, меркаптопурин, тиогуанин)

• тамоксифен

Ниже приведены описания фармакогенетических тестов, выполняемых нашей лабораторией.

Фармакогенетика фторпиримидинов (5-фторурацил, капецитабин, тегафур), ген DPYD

Фторпиримидины, включая 5-фторурацил (5-ФУ) и его пероральные пролекарственные препараты капецитабин и тегафур, являются золотым стандартом лечения рака толстой кишки, поджелудочной железы, желудка, молочной железы, головы и шеи. Однако до 30% случаев использования фторпиримидинов сопряжено с высоким риском развития тяжелых токсических эффектов. Частые побочные эффекты, наблюдаемые при химиотерапии фторпиримидинами, включают некровавую диарею, тошноту, рвоту, мукозит, нейтропению и кожные осложнения, известные как ладонно-подошвенный синдром или эритродизестезия.

Ген DPYD кодирует фермент дигидропиримидин дегидрогеназу (DPYD), который является ключевым звеном трехступенчатого метаболизма фторпиримидинов. Перед началом лечения фторпиримидинами рекомендуется проведение скрининга на дефицит DPYD (рекомендации ESMO). При частичном или полном дефиците фермента DPYD пациент находится в группе повышенного риска развития тяжелых токсических реакций. Частичный дефицит DPYD встречается у 3-5% пациентов. Полный дефицит DPYD встречается редко – примерно у 0.01–0.5% представителей стран Европы.

Ген DPYD отличается высоким полиморфизмом. Известно более 20 различных вариантов, которые ассоциированы с пониженной активностью фермента DPYD. До 50 % случаев недостаточности фермента связано с полиморфизмом c.1905+11G>A (аллель DPYD*2A). Этот полиморфизм встречается у 1–2 % европейцев, с ним связывают около 25% случаев тяжелой непереносимости 5-ФУ. Примерно с такой же частотой встречается полиморфизм NM_000110.4:c.2846A>T (p.Asp949Val, rs67376798), вызывающий замену c.2846A>T и резкое снижение активности DPYD.

На сегодняшний день в клинической практике перед первым введением фторпиримидинов рекомендуется скрининг по крайней мере на четыре варианта гена DPYD:

• NM_000110.4:c.1905+1G>A (rs3918290), (DPYD*2A);
• две миссенс-мутации: NM_000110.4:c.1679T>G (p.Ile560Ser, rs55886062) (DPYD*13) и NM_000110.4:c.2846A>T (p.Asp949Val, rs67376798),
• вариант интрона (HapB3) NM_000110.4:c.1129-5923C>G (rs75017182), NM_000110.4:c.1236G>A (p.Glu412=, rs56038477)

В случае гомозиготного дефицита DPYD (Низкий уровень активности фермента DPYD) рекомендуется полный отказ от 5‑фторурацила, в случае гетерозиготного (Сниженный уровень активности фермента DPYD) – снижение дозы по меньшей мере на 50%. Ассоциации CPIC [2] и ESMO рекомендуют проводить генотипирование DPYD до назначения терапии для выбора дозировки препаратов 5-фторурацил и капецитабин и режима полихимиотерапии.

В отличие от CPIC, DPWG различает 5-ФУ/капецитабин и тегафур, тогда как руководство CPIC не предоставляет рекомендаций по дозировке тегафура из-за ограниченности имеющихся данных. DPWG также дополнительно различает системный и кожный пути введения в рекомендациях по 5-ФУ /капецитабину. Терапевтические рекомендации для 5-ФУ /капецитабина у DPWG незначительно отличаются от CPIC [3].

Пройти обследование можно в нашей лаборатории:

Молекулярно-генетическое исследование гена DPYD для предсказания токсичности химиотерапии

Фармакогенетика иринотекана и белиностата, ген UGT1A1

Иринотекан представляет собой производное камптотецина, которое проявляет цитотоксическую активность в отношении солидных опухолей. В частности, иринотекан является одним из ключевых противоопухолевых препаратов в химиотерапии колоректального рака, рака легкого, желудка и яичников.

Действие иринотекана реализуется за счет его активного метаболита – SN-38 (7-этил-10-гидроксикамптотецин), который ингибирует ДНК топоизомеразу-I, фермент, участвующий в репликации ДНК. Побочные эффекты иринотекана также в первую очередь связаны с SN-38. К наиболее часто встречающимся дозолимитирующим токсическим эффектам, связанным с назначением иринотекана, относятся диарея и нейтропения. Другие токсические проявления включают острые холинергические симптомы, тошноту, рвоту и алопецию.

Глюкуронирование является наиболее важной реакцией II фазы метаболизма ЛС. Фермент уридиндифосфат-глюкуронилтрансфераза (УДФГТ, UGT), кодируемый геном UGT1A1, контролирует глюкуронирование билирубина, стероидов, лекарственных препаратов и ксенобиотиков. Это основной путь, обеспечивающий выведение из организма многих липофильных соединений путем перевода их в водорастворимые соединения, способные выделяться с желчью. Снижение активности фермента является причиной развития таких патологических состояний, как синдром Жильбера и синдром Криглера-Найяра 1-го и 2-го типа, а также обуславливает индивидуальное изменение чувствительности к некоторым лекарственным препаратам (химиопрепараты иринотекан и белиностат подвергается глюкуронированию со стороны UGT1A1).

SN-38 инактивируется посредством глюкуронизации до глюкуронида SN-38 (SN-38G) с помощью УДФГТ и выводится с желчью. Несколько подтипов UGT участвуют в печеночном (UGT1A1, UGT1A9) и внепеченочном (UGT1A1, UGT1A7, UGT1A10) преобразовании SN-38, из которых UGT1A1 обладает самой высокой активностью.

Полиморфизмы количества ТА-повторов и вариант c.211G>A (p.Gly71Arg) в гене UGT1A1 ассоциированы со снижением активности УДФГТ и повышением токсичности химиопрепарата иринотекан. При увеличении числа ТА-повторов до 7 нарушается биотрансформация метаболита иринотекана SN-38, и он накапливается в организме. У пациентов с таким генотипом при терапии иринотеканом выше риск развития токсических гематологических эффектов (тяжелой нейтропении), тяжелой диареи, тошноты, рвоты и других осложнений. Гетерозиготный вариант c.211G>A(p.Gly71Arg) и количество повторов 6(TA)/7(TA) ассоциированы со сниженным уровнем активности фермента УДФГТ, гомозиготные варианты c.211G>A(p.Gly71Arg)/c.211G>A(p.Gly71Arg), c.211G>A(p.Gly71Arg)/7(TA), 7(TA)/7(TA) резко снижают активность фермента УДФГТ. В зависимости от аллельных вариантов UGT1A1 производится корректировка дозы иринотекана.

Согласно DPWG, рекомендовано снижать терапевтическую дозу препарата на 30% пациентам с медленным метаболизмом UGT1A1. Пациентам с промежуточным метаболизмом UGT1A1 коррекция дозы не требуется [4].

Варианты аллелей UGT1A1 и их функция
Номенклатура со «звездочкой»*	Вариант		Функция
UGT1A1*36	(TA)5		Повышенная функция
UGT1A1*1	(TA)6		Нормальная функция
UGT1A1*6	c.211G>A (p.Gly71Arg)		Сниженная функция
UGT1A1*28	(TA)7		Сниженная функция
UGT1A1*37	(TA)8		Сниженная функция
Предполагаемый фенотип по UGT1A1
Фенотип		Частые диплотипы [Более редкие диплотипы]
Нормальный метаболизм		*1/*1 [*1/*36, *36/*36]
Промежуточный метаболизм		1/*28, *1/*6 [*1/*37, *6/*36, *28/*36, *36/*37]
Медленный метаболизм		*6/*6, *6/*28, *28/*28 [*6/*37, *28/*37, *37/*37]

Белиностат – ингибитор гистондеацетилазы, одобренный для лечения рецидивирующей или рефрактерной периферической Т-клеточной лимфомы. UGT1A1 является основным ферментом, участвующим в глюкуронизации белиностата, хотя UGT1A3, UGT1A9 и UGT2B7 также играют значительную роль в метаболизме белиностата. Недостаточная скорость выведения препарата часто приводит к разнообразным токсическим реакциям: нейтропении, тромбоцитопении, тошноте, рвоте, пирексии. В утвержденной FDA инструкции к белиностату рекомендуется сниженная стартовая доза 750 мг/м² для гомозигот по аллелю UGT1A1*28 [5].

Фармакогенетика тиопуринов (азотиоприн, меркаптопурин, тиогуанин), гены TMPT и NUDT15

В клинической практике используются три препарата из класса тиопуринов: азатиоприн (пролекарство меркаптопурина), меркаптопурин и тиогуанин. Хотя все три препарата обладают схожими фармакологическими эффектами, меркаптопурин и азатиоприн обычно применяют при доброкачественных иммунологических нарушениях, меркаптопурин – при лимфоидных злокачественных новообразованиях, а тиогуанин – при миелоидных лейкозах. Терапия тиопуринами ассоциирована с множеством дозозависимых побочных эффектов: миелотоксичность, гепатотоксичность, сыпь, алопеция, артралгия, тошнота, диарея.

Тиопурины являются пролекарствами и нуждаются в метаболическом превращении в активные соединения – тиогуаниновые нуклеотиды, которые в свою очередь способны встраиваться в РНК и ДНК клеток. Тиопуринметилтрансфераза (TPMT) – один из ключевых ферментов метаболизма тиопуринов. Посредством S-метилирования этот фермент осуществляет основной путь инактивации тиопуринов в гемопоэтических клетках. В ряде исследований было выявлено, что у носителей определенных аллелей гена TPMT тиопурин-S-метилтрансфераза неактивна или ее активность низкая, что приводит к повышению концентрации одного из активных метаболитов меркаптопурина - 6-тиогуанинового нуклеотида в сыворотке крови и тем самым может вызвать развитие тяжелой супрессии костного мозга.

Пациенты, несущие два нефункциональных аллеля TPMT (Низкий уровень активности TPMT) подвержены высокому риску жизнеугрожающей миелосупрессии из-за очень высоких концентраций тиогуаниновых нуклеотидов при назначении стандартных доз меркаптопурина. Согласно рекомендациям CPIC, в этом случае при доброкачественных заболеваниях рекомендовано рассмотреть альтернативную терапию иммунодепрессантами, не относящимися к группе тиопуринов. При злокачественных новообразованиях рекомендовано начать со значительно сниженных доз (уменьшить суточную дозу в 10 раз, уменьшить частоту применения до 3 раз/нед. вместо ежедневной). «Сниженный уровень активности TPMT» - рекомендовано начать терапию с уменьшенных доз (30–80% от рекомендованной дозы для азатиоприна и меркаптопурина; 50–80% от стандартной дозы тиогуанина) [6].

NUDT15 – ген, кодирующий пурин-специфическую нудикс гидролазу 15, которая отвечает за гидролиз нуклеозидовдифосфатов. Считается, что фермент дефосфорилирует активные метаболиты тиопуринов, такие как тиогуанин трифосфат (TGTP) и дезокситиогуанин трифосфат (дезокси-TGTP), тем самым предотвращая их включение в ДНК, а значит, снижая цитотоксические эффекты тиопуринов. Варианты в NUDT15 приводят к большему количеству метаболитов, доступных для включения в ДНК, что влечет за собой повышенную частоту ее повреждения и последующий апоптоз клеток. Описана связь вариантов в гене NUDT15 (rs116855232) с тиопурин-ассоциированной миелосупрессией у больных воспалительными заболеваниями кишечника и у детей с острым лимфобластным лейкозом. Лица, гомозиготные по изучаемому аллелю, были чрезвычайно чувствительны к меркаптопурину и переносили лишь 8% от стандартной дозы препарата. Также было выявлено, что лишь одним данным вариантом NUDT15 объясняются 22% вариаций толерантности к меркаптопурину. Рекомендации CPIC по коррекции доз тиопуринов у пациентов с низким уровнем активности и сниженным уровнем активности NUDT15 аналогичны рекомендациям по гену TPMT [6].

Следует также обратить внимание на то, что полиморфизмы TPMT распространены преимущественно в европейской популяции и редко встречаются в азиатских странах; полиморфизмы NUDT15 напротив широко распространены в азиатской популяции.

Другие статьи по фармакогенетике

Фармакогенетика, основные положения

Фармакогенетика в кардиологии

Фармакогенетика в психиатрии и неврологии

Фармакогенетика антиретровирусной терапии (терапия ВИЧ/СПИД)

Фармакогенетика в общеклинической практике