изофермента cyp2c19 что это
Цитохром Р450 (изоферменты CYP2C19 и CYP3A4)
Цитохром Р450 (CYP450) — большая группа ферментов, отвечающая за метаболизм чужеродных органических соединений и лекарственных препаратов. Ферменты семейства цитохрома Р450 осуществляют окислительную биотрансформацию лекарственных препаратов и ряда других эндогенных биоорганических веществ и, таким образом, выполняющих дезинтоксикационную функцию. С участием цитохромов происходит метаболизм многих классов лекарственных средств, таких как ингибиторы протонной помпы, антигистаминные препараты, ингибиторы ретровирусной протеазы, бензодиазепины, блокаторы кальциевых каналов и другие.
Цитохром Р450 представляет комплекс белка с ковалентно связанным гемом (металлопротеином), обеспечивающим присоединение кислорода. Гем, в свою очередь, является комплексом протопорфирина IX и двувалентного атома железа. Число 450 обозначает, что восстановленный гем, связанный с СО, отличается максимумом поглощения света при длине волны 450 нм.
Цитохромы Р-450 участвуют не только в метаболизме лекарств, но и в превращении гемоглобина в билирубин, синтезе стероидов и др. Все изоформы цитохрома Р-450 объединены в семейства CYP1, CYP2, CYP3. Внутри семейств выделены подсемейства A, B, C, D, E. В пределах подсемейств изоформы обозначены порядковым номером. Например, CYP2C19 — наименование 19-го по порядку цитохрома подсемейства «С», семейства «2». Всего существует около 250 различных видов цитохрома Р-450, из них примерно 50 — в организме человека и только шесть из них (CYP1A2, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, CYP2E1, CYP3A4) имеют отношение к метаболизму лекарств.
На активность цитохромов Р-450 оказывает влияние множество факторов — курение, алкоголь, возраст, генетика, питание, болезни. Эти факторы отвечают за формирование индивидуальных особенностей работы ферментов Р-450 и определяют эффекты лекарственного взаимодействия у конкретного пациента.
Важность цитохромов Р450 для гастроэнтерологии
Значительно возросший в последнее время интерес гастроэнтерологов к изоформам цитохрома Р450 CYP2C19 и CYP3A4 обусловлен в их ролью в метаболизме производных бензимидазола, к которым относятся все лекарственные препараты из группы по АТХ A02BC «Ингибиторы протонового насоса» (омепразол, панторазол, лансопразол, рабепразол и эзомепразол). Клинически существенно, что ген CYP2C19 отличается полиморфностью и от состояния этого гена у пациента в значительной степени зависит величина терапевтического эффекта различных ИПП.
Среди ИПП наибольшее ингибирующее действие в отношении CYP2C19 проявляет лансопразол, в меньшей степени омепразол и эзомепразол. Еще ниже эффект рабепразола, однако значительное ингибирующее воздействие на активность CYP2C19 оказывает его тиоэфир, образующийся в ходе неферментного метаболизма. Наименьшее влияние на CYP2C19 оказывает пантопразол. Наибольшее ингибирующее воздействие на CYP3A4 in vitro у пантопразола, далее (по мере уменьшения эффекта) омепразол, эзомепразол и рабепразол и лансопразол. Для пациентов, получающих несколько лекарственных препаратов, из ИПП предпочтительнее пантопразол (Бордин Д.С.).
При активном участии CYP3A4 происходит метаболизм домперидона, цизаприда и большого числа других лекарств.
Целый ряд гастроэнтерологических препаратов ингибируют цитохром CYP3A4, оказывая тем самым влияние на фармакокинетику принимаемых совместно лекарств.
Проблема взаимодействия лекарств
В современной клинической практике широко распространено комбинированное применение лекарств, что связано с наличием у пациента нескольких заболеваний или недостаточной эффективностью монотерапии. При комбинированной терапии возможно взаимодействие лекарств. Более одного лекарства принимает примерно 56 % пациентов в возрасте до 65 лет и 73 % пациентов старше 65 лет. Прием двух лекарств приводит к их взаимодействию у 6 % пациентов. Назначение 5 (или 10) лекарств повышает частоту взаимодействий до 50 (или 100) %.
Потенциально опасные комбинации лекарств являются серьезной клинической проблемой. Имеются данные, что от 17 до 23 % назначаемых врачами комбинаций лекарств являются потенциально опасными. Только в США из-за непредусмотренного взаимодействия лекарств умирает 48 тысяч больных в год. FDA сняло с регистрации несколько лекарств (в том числе прокинетик цизаприд) по причине их потенциально опасных взаимодействий с другими лекарствами, приводивших, в том числе и к летальным исходам.
Основные механизмы взаимодействий лекарств связаны с изменением их фармакокинетики или фармакодинамики. Наиболее существенными, согласно современным представлениям, являются изменения фармакокинетики при метаболизме лекарств с участием цитохромов Р-450.
Примером опасного взаимодействия является недавно обнаруженное взаимодействие ИПП и клопидогрела, широко применяемого при лечении больных ишемической болезнью сердца. Для уменьшения риска гастроинтестинальных осложнений больным, получающим ацетилсалициловую кислоту в комбинации с клопидогрелом, назначают ИПП. Поскольку биоактивация клопидогрела происходит с участием CYP2C19, прием ИПП, метаболизируемых этим цитохромом, может снизить активацию и антиагрегантный эффект клопидогрела. В мае 2009 года на конференции Общества сердечно-сосудистой ангиографии и вмешательств (SCAI) были представлены данные, свидетельствующие, что одновременное использование клопидогрела и ИПП значительно повышает риск возникновения инфаркта миокарда, инсульта, нестабильной стенокардии, необходимости повторных коронарных вмешательств и коронарной смерти (Бордин Д.С.).
Цитохром CYP2C19
Изоформа цитохрома Р450 CYP2C19 (S-мефенитоин гидроксилаза) катализирует реакции 5-гидроксилирования пиридинового кольца и 5′-деметилирования в бензимидазольном кольце. В человеческом организме CYP2C19 располагается в гепатоцитах.
Генотип CYP2C19 | Распростра-ненность (Ткач С.М. и др., 2006) | Российская популяция (Никонов Е.Л.) | Тип метаболизма | Период полувыведения ИПП, T½, час (Лапина Т.Л.) | Кислото-ингиби-рующий эффект ИПП | |
европеоидная раса | монголоидная раса | |||||
Без мутаций (гомозиготы) | 90 % европеоидной популяции | 50,6 % | 34,0 % | Быстрый | 1 | Низкий |
Мутация в 1-й аллеи (гетерозиготы) | 10 % европеоидной популяции | 40,5 % | 47,6 % | Промежуточный | — | Средний |
Мутация в обеих аллеях | 20-30 % азиатской популяции | 3,3 % | 18,4 % | Медленный | 2–10 | Высокий |
Медленные метаболизаторы от быстрых и промежуточных отличаются двукратно более высокими концентрацией ИПП в плазме крови и периодом полувыведения. Полиморфизм гена, кодирующего изоформу 2С19, определяет различную скорость метаболизма ИПП у пациентов. В связи с вышесказанным подбор ИПП рекомендуется проводить под контролем суточной рН-метрии (Хавкин А.И., Жихарева Н.С., Дроздовская Н.В.).
Влияние различных генотипов CYP2C19 на эффективность эрадикации Helicobacter pylori
В силу того, что молекулярно-генетические исследования малодоступны практикующему врачу, заподозрить «быстрых» метаболизаторов можно ориентируясь на сохранение болевого абдоминального синдрома на 3–4-е сутки от начала приёма ИПП, а также принимая во внимание медленную эндоскопическую динамику при эпителизации эрозий и рубцевании язвенных дефектов у пациента. В свою очередь, недостаточность антисекреторного эффекта от терапии с применением ИПП можно верифицировать методом суточной внутрижелудочной рН-метрии (Маев И.В. и др.).
Цитохром CYP3A4
Фермент CYP3A4 катализирует реакцию сульфоксидирования, приводящую к образованию сульфогруппы. CYP3A4 является одним из самых важных для фармацевтики цитохромов, так как им биотрансформируется, по крайней мере, частично, около 60 % окисляемых препаратов. Хотя активность CYP3А4 широко варьирует, он не подвержен генетическому полиморфизму. Расположение CYP3А4 на апикальных мембранах энтероцитов тонкой кишки и гепатоцитах облегчает исполнение им метаболизм лекарств, предшествующий попаданию вещества в системный кровоток, что известно, как «эффект первого прохождения».
Влияние полиморфизма гена CYP2C19 на эффективность использования ингибиторов протонной помпы в лечении гастроэзофагеальной рефлюксной болезни
Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ) — хроническое рецидивирующее заболевание, характеризующееся спонтанным или регулярно повторяющимся забросом в пищевод желудочного и/или дуоденального содержимого, которое обусловлено нарушением моторно-эвакуат
Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь (ГЭРБ) — хроническое рецидивирующее заболевание, характеризующееся спонтанным или регулярно повторяющимся забросом в пищевод желудочного и/или дуоденального содержимого, которое обусловлено нарушением моторно-эвакуаторной функции гастроэзофагеальной зоны, с развитием характерных симптомов вне зависимости от наличия морфологических изменений слизистой оболочки пищевода (Трухманов А. С., Маев И. В., 2009).
В настоящее время «золотым стандартом» в лечении ГЭРБ признаны ингибиторы протонной помпы (ИПП), которые должны назначаться при всех ее стадиях (Маев И. В. 2007; Ивашкин В. Т., 2008; Thjodleifsson B., 2004; Moayyedi P., 2006; Ferguson D. D., 2007, Savarino V. 2009). Лечение ГЭРБ при использовании различных ИПП неодинаково эффективно, что, по всей видимости, связано с различиями их абсорбции, биодоступности, времени начала антисекреторного действия и метаболизма.
Наибольшее внимание в последние годы уделяют особенностям метаболизма ИПП в печени под преимущественным влиянием изофермента 2С19 (S-мефенитонин гидроксилазы) цитохрома Р450 (CYP2C19). Известно, что активность этого фермента в первую очередь зависит от полиморфизма гена, кодирующего его структуру (Морозов С. В., 2005; Маев И. В. соавт., 2008; Оганесян Т. С., 2008; Shirai N., 2002, 2005; Sim S. C., 2006; Warrington S., 2006). Клинический опыт показывает, что, несмотря на назначение ИПП дважды в день, у 10–30% пациентов симптомы ГЭРБ могут частично или полностью сохраняться. Широко известно, что существует часть пациентов с эрозивной или неэрозивной формами ГЭРБ, которые не отвечают на терапию ИПП (PPI non-responders) (Цодикова О. М., 2006; Sharma N. et al., 2008; Modlin I. M., 2009). Фармакогенетические исследования позволяют предсказать эффект лекарственного препарата у каждого пациента и подобрать индивидуальную эффективную и безопасную дозу препарата.
Предметом нашего исследования послужило то, что имеющиеся литературные данные относительно значения полиморфизма гена цитохрома Р450 2C19 для прогноза эффективности терапии ГЭРБ мало изучены на российской смешанной популяции, а также отсутствуют алгоритмы по лечению ГЭРБ, основанные на особенностях полиморфизма гена CYP2C19.
Цель исследования — изучение полиморфизма гена цитохрома Р450 2C19 у смешанного населения Москвы и Московской области и создание схем индивидуализированной терапии больных неэрозивной и эрозивной форм ГЭРБ, основанных на особенностях полиморфизма гена CYP2C19.
Материал и методы исследования
Было проведено проспективное когортное исследование с целью оценки влияния полиморфизма гена CYP2C19 на эффективность использования ИПП в лечении ГЭРБ. Обследовано 267 больных ГЭРБ, проживающих в Москве и Московской области, в возрасте от 18 до 51 лет (средний возраст пациентов составил 41,5 ± 14,63 года), из них 152 мужчины (56,93%) и 115 женщин (43,07%).
Верификация диагноза ГЭРБ устанавливалась на основании характерных жалоб, анамнеза, клинико-лабораторных данных, результатов эндоскопического исследования, а также 24-часового транспищеводного внутрижелудочного рН-мониторинга. Оценивалось состояние слизистой оболочки пищевода по Лос-Анджелесской классификации, 2002.
Суточное рН-мониторирование проводилось по стандартной методике на диагностическом этапе и для оценки эффективности терапии. Использовался ацидогастрометр АГМ 24 ПМ «Гастроскан-24» («Исток-система», г. Фрязино, Россия).
У всех пациентов изучался полиморфизм генов CYP2C19. Образцы геномной ДНК выделяли из цельной крови пациентов. Нуклеотидный полиморфизм определяли с помощью реакции мини-секвенирования с последующей масс-спектрометрической детекцией продуктов реакции.
Все пациенты получали терапию ИПП в соответствующих дозах в зависимости от стадии ГЭРБ. Больные были разделены методом конвертов на две группы в зависимости от назначаемого препарата (омепразол, рабепразол). Всего было подготовлено 280 конвертов (по 140 с каждым препаратом). Тринадцать больных в дальнейшем выбыли из исследования по субъективным причинам (не было ни одного случая развития побочных действий препаратов, в основном больные не являлись на повторные приемы, ссылаясь на отсутствие времени), их данные не были учтены. При рефлюкс-эзофагите стадии А или В, или неэрозивной формой ГЭРБ (НЭРБ) больные получали один из ИПП: омепразол 20 мг в сутки, рабепразол 10 мг в сутки. При рефлюкс-эзофагите стадии С или D больные получали один из ИПП: омепразол 20 мг 2 раза в сутки или рабепразол 20 мг 2 раза в сутки.
Исследование кислотообразующей функции желудка проводили до приема препарата (день 0), в дни 1 и 7 на фоне приема препарата и в день 28, только у 60 больных на всем протяжении исследования. В конечный анализ попали только 50 больных — быстрых метаболайзеров с рефлюкс-эзофагитом ст. А и В, или НЭРБ, получавших омепразол 20 мг в сутки или рабепразол 20 мг в сутки (24 и 26 человек соответственно).
Обсуждение полученных клинико-эндоскопических данных
Все больные, полностью завершившие обследование, были разделены на две группы согласно современной клинико-эндоскопической классификации ГЭРБ.
В первую группу вошло 159 больных с НЭРБ, к которой мы отнесли все случаи с катаральным эзофагитом. Во вторую группу вошли 108 больных с эрозивной формой ГЭРБ (далее ЭРБ).
В исследовании принимали участие преимущественно лица среднего возраста: возрастная медиана составила 41,5 года. Средний возраст пациентов больных первой группы составил 42,34 ± 14,1 года, второй — 38,0 ± 10,1 года.
Изжога, отрыжка, дискомфорт за грудиной встречались у больных НЭРБ и ЭРБ основной группы со статистически сопоставимой частотой. В то же время дисфагия, одинофагия, регургитация и хронический кашель у больных НЭРБ отмечались статистически достоверно реже, чем у больных ЭРБ (p 0,1) (табл. 4).
Суточное мониторирование уровня рН в пищеводе и желудке было проведено больным НЭРБ 4 раза — до лечения, в 1-й, 7-й и 28-й день приема ИПП; больным ЭРБ данное исследование было проведено также 4 раза — до лечения, в 1-й, 7-й и 28-й день приема ИПП.
При анализе полученных результатов по изучению эффективности ИПП учитывалось общее время с рН в пищеводе ниже 4 и процент времени суток, при котором рН в теле желудка был выше 4.
Одной из основных задач нашего исследования явилось сравнение действия стандартных доз омепразола и рабепразола на показатели закисления пищевода у больных ГЭРБ, интенсивно метаболизирующих ИПП.
При анализе результатов, полученных при рН-метрии, оказалось, что до начала приема препаратов достоверных различий по средним значениям рН в пищеводе за сутки не было: значения медиан средних значений составляли 5,6 для рабепразола, 4,7 для омепразола (рис. 1).
Генотипы CYP2С19 | Азиаты | Европейцы |
Быстрые метаболизаторы (генотип *1/*1) | 30–40 | 70 |
Промежуточные метаболизаторы (генотипы *1/*2, *1/*3) | 45–55 | 25–27 |
Медленные метаболизаторы (генотипы *2/*2, *2/*3, *3/*3) | 13–23 | 2–5 |
Фармакокинетика и фармакодинамика ИПП
Все ИПП являются пролекарствами, для активации которых важна скорость ионизации при кислом значении рН и скорость метаболизма в печени. Препараты различаются по скорости диссоциации (рКа) в кислой среде внутри париетальных клеток слизистой оболочки желудка.
В париетальных клетках рН составляет 1–3 в зависимости от степени активации и возраста клеток, в которых происходит внутриклеточная активация ИПП и их превращение в сульфонамиды. Именно сульфонамиды взаимодействуют и необратимо блокируют K+/H+-АТФазу, участвующую в синтезе соляной кислоты в париетальных клетках. Чем выше значение рКа, тем больше скорость внутриклеточной активации препаратов: наименьшее значение рКа имеет пантопразол, наибольшее – рабепразол [6]. В результате ИПП различаются по скорости начала антисекреторного действия, уровню 24-часового внутрижелудочного рН и времени удержания рН >4 (табл. 2) [7]. По результатам метаанализа 57 исследований, в которых изучалось влияние разных ИПП на 24-часовой внутрижелудочный уровень рН, было установлено, что если действие омепразола принять за 1, то выраженность действия пантопразола, лансопразола, эзомепразола и рабепразола составляет 0,23; 0,90; 1,60 и 1,82 соответственно [8].
Кроме того, рабепразол, лансопразол и пантопразол имеют линейную фармакокинетику в отличие от омепразола и эзомепразола, у которых кинетика нелинейная и концентрация нарастает к 5-му дню применения. В результате необходимая выраженность антисекреторного действия омепразола и эзомепразола достигается не с 1-го дня применения [9]. Указанные различия между ИПП имеют важное клиническое значение при использовании в составе эрадикационной терапии пептических язв и лечении гастроэзофагеальной рефлюксной болезни (ГЭРБ).
Таблица 2. Сравнение фармакодинамических эффектов ИПП
Показатель | Рабепразол | Омепразол/эзомепразол | Лансопразол | Пантопразол |
рКа | 4,9 | 4,0 | 4,0 | |
Максимум ингибирования протонного насоса in vitro, мин | 8 | 20 | 20 | >30 |
Время начала антисекреторного действия, ч | 1,75 | 1,0 | 1,75 | |
24-часовой внутрижелудочный уровень рН в 1-й день | 3,4* (20) | 1,9 (20) | 2,9 (30) | 2,2 (40) |
Время удержания рН >4 в желудке в 1-й день, ч | 8,0 | 2,9–3,0 | 7,4 | 4,9 |
Примечание. В скобках – разовая доза препарата (в мг). Здесь и в табл. 6 и 7: * – различия с другими препаратами статистически значимы
Ингибиторы протонной помпы быстро метаболизируются в организме (их период полувыведения (T1/2) составляет приблизительно 1–2 ч), поэтому метаболизм оказывает решающее влияние на фармакокинетику ИПП. Определенные различия между ИПП наблюдаются в путях метаболизма, в частности, они касаются вклада разных изоферментов системы цитохрома Р450 – CYP3А4 и CYP2C19. С помощью CYP3A4 ИПП превращаются в сульфоны. Но наибольшее значение в метаболизме препаратов имеет изофермент CYP2C19, под воздействием которого образуются неактивные метаболиты и который определяет основные фармакокинетические показатели – максимальную концентрацию (Cmax), площадь под кривой (AUC), клиренс. В метаболизме ИПП первого поколения (омепразол, лансопразол и пантопразол) оба фермента играют большую роль, тогда как для рабепразола и эзомепразола роль CYP2C19 менее значима (рис. 1) [2, 10].
Так, эзомепразол, хотя и является изомером омепразола, в меньшей степени зависим от CYP2C19 (примерно 1/3) и метаболизируется главным образом с помощью CYP3А4. Для рабепразола свойствен неэнзиматический путь метаболизма с образованием тиоэфира (сульфида) [11].
Рис. 1. Метаболизм ИПП
Генетический полиморфизм CYP2C19 оказывает значимое влияние на параметры фармакокинетики ИПП, особенно на показатель AUC (табл. 3) [12]. У медленных метаболизаторов AUCИПП в 3–10 раз выше, а у промежуточных – в 2–3 раза выше в сравнении с быстрыми [13]. Установлено, что у медленных и быстрых метаболизаторов величина AUC наиболее значимо различается для препаратов первого поколения – омепразола, пантопразола, лансопразола (в 6,3; 6,0 и 4,3 раза соответственно), тогда как для препарата второго поколения рабепразола – только в 1,9 раза, что объясняется меньшим вкладом CYP2C19 в его метаболизм [2].
Таблица 3. Показатели фармакокинетики ИПП при разных генотипах CYP2C19
Препарат | Метаболизаторы | ||
быстрые | промежуточные | медленные | |
Рабепразол | |||
Cmax, мг/л | 449,0 | 492,6 | 388,0 |
Т1/2, ч | 1,13 | 1,39 | 1,54 |
AUC, мг/л ч | 1048,0 | 1114,0 | 1240,0 |
Омепразол | |||
Cmax, мг/л | 251,1 | 623,1 | 1070,2 |
Т1/2, ч | 1,09 | 1,18* | 2,41* |
AUC, мг/л ч | 618,3 | 1061,8* | 4587,1* |
Лансопразол | |||
Cmax, мг/л | 849,3 | 955,4 | 1550,1 |
Т1/2, ч | 2,01 | 2,47 | 3,77* |
AUC, мг/л ч | 2549,3 | 3484,2* | 9379,7* |
* р 4) в течение 24 ч, включая ночной период (рис. 4) [10].
Рис. 4. Схема фармакокинетики ИПП при разной кратности приема суточной дозы препаратов: а – 1 раз в сутки (Cmax высокая, период терапевтической концентрации (ПТК) короткий); б – 2 раза в сутки (Cmax средняя, ПТК средний); в – 4 раза в сутки (Cmax низкая, ПТК длительный)
В сравнительном исследовании влияния генетического полиморфизма CYP2C19 на уровень рН при двукратном приеме разных ИПП значимые различия наблюдались преимущественно для препаратов первого поколения и в меньшей степени для рабпразола (табл. 4) [15].
Таблица 4. Средние значения 24-часового уровня внутрижелудочного рН при приеме ИПП 2 раза в сутки у пациентов с разными генотипами CYP2C19
Препарат | Метаболизаторы | ||
быстрые | промежуточные | медленные | |
Омепразол 20 мг | 5,0 | 5,7* | 6,6* |
Эзомепразол 20 мг | 5,4 | 5,6* | 6,2* |
Лансопразол 30 мг | 4,7 | 5,4* | 6,4* |
Рабепразол 10 мг | 4,8 | 5,3 | 6,4* |
* р 4 и 1 указывает на преимущество медленных и промежуточных метаболизаторов
Обозначения здесь и в табл. 6: КИ – клинические исследования
Наибольшие различия в частоте достижения эрадикации H. pylori у медленных и быстрых метаболизаторов выявлены для препаратов первого поколения в отличие от препаратов второго поколения. Так, в упомянутых метаанализах при расчете ОР достижения эрадикации для разных препаратов ИПП было установлено, что достоверные различия между медленными и быстрыми метаболизаторами наблюдаются для омепразола и лансопразола, но не для рабепразола (табл. 6) [24, 25].
- изофермент cyp3a4 что это
- изоферменты сурза4 что это