Фармакогенетические предикторы лекарственного поражения печени, ассоциированного с антибиотиками у детей: результаты наблюдательного исследования

ВВЕДЕНИЕ

Лекарственно-индуцированное заболевание (ЛИЗ) печени при проведении антибиотикотерапии является самой частой нежелательной реакцией (НР), но механизм его развития окончательно не установлен [1][2]. По итогам 30 лет исследований фармакокинетики антибиотиков появились доказательства необходимости проведения фармакогенетических исследований при их применении [3]. Предполагается, что наличие у пациентов некоторых генотипов повышает вероятность развития ЛИЗ печени. Так, было показано, что присутствие генотипа HLA B*5701 генов системы человеческих лейкоцитарных антигенов (human leukocyte antigens, HLA) в 80,6 раза повышает риск развития ЛИЗ, вызванного флуклоксациллином, а отсутствие данного гаплотипа HLA имеет 88% отрицательную прогностическую значимость [4][5]. Следует отметить, что особенности фармакогенетических показателей, способных повлиять на развитие ЛИЗ печени, недостаточно изучены [6][7]. Влияние генотипа HLA на шансы развития ЛИЗ печени у детей, в отличие от взрослых, не было очевидным [8]. Получены противоречивые данные о значимости гетерозиготного носительства аллеля SLCO1B1*5 в развитии флуклоксациллин- и ко-амоксициллин-индуцированного поражения печени у детей [9].

Ранее нами была описана клиническая картина холестатического идиосинкразического поражения печени, связанного с применением антибиотиков у детей в критических состояниях: шансы развития впервые возникающего ЛИЗ печени были более высокими при применении тигециклина (отношение шансов (ОШ): 4,07; 95% доверительный интервал (ДИ: 1,32–12,50) и меропенема (ОШ: 1,84; 95% ДИ: 1,01–3,36), чем при применении других препаратов [10]. Поэтому поиск фармакогенетических биомаркеров, ассоциированных с риском развития ЛИЗ печени на фоне антибиотикотерапии у детей, является актуальной проблемой.

Цель работы — выявление фармакогенетических биомаркеров при впервые возникающем лекарственном поражении печени у детей, связанном с применением тигециклина и меропенема.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В проспективном наблюдательном исследовании, проводившемся в ГБУЗ «Морозовская ДГКБ ДЗМ», оценена частота и изучена структура НР, ассоциированных с применением антибиотиков у 100 детей (44 мальчика, 56 девочек) в возрасте от 0 до 17 лет включительно в критическом состоянии с нозокомиальной инфекцией. Средний возраст детей составил 5,36±5,50 года, значимых различий по полу и возрасту не отмечено. Период проведения исследования — с 01.02.2020 по 01.09.2021, при этом с 20.02.2020 до 30.11.2020 на время приема стационаром пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19 набор пациентов в исследование был приостановлен.

Включение пациентов в исследование проводилось на момент развития инфекции, при этом у 81 ребенка инфекция манифестировала во время пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) на фоне течения основного заболевания или состояния после оперативного вмешательства, у 19 детей инфекция, вызванная резистентными возбудителями, стала причиной госпитализации в ОРИТ.

Критериями включения пациентов в исследование были наличие:

1. инфекции с факторами риска полирезистентных возбудителей — типы II–IV при стратификации по СКАТ¹;
2. симптомокомплекса по критериям соответствия нозокомиальной инфекции, определенной, вероятной или возможной на основе микробиологических данных по определению Центров по контролю и профилактике заболеваний США (Centers for Disease Control and Prevention, CDC)²и Европейского центра профилактики и контроля заболеваний (European Centre for Disease Prevention and Control, ECDC)³;
3. положительных результатов микробиологического исследования биологического материала с выделением этиологически значимого микроорганизма с высоковероятным нозокомиальным происхождением;
4. применение антибиотиков меропенем и тигециклин.

Критерии невключения в исследование: наличие новой коронавирусной инфекции COVID-19; наличие онкологических заболеваний; внебольничные инфекции без факторов риска полирезистентных возбудителей — тип I при стратификации по СКАТ; терминальные стадии недостаточности органов и систем как конкурирующие с инфекцией за основной диагноз или состояние. Другие критерии исключения: дети, находящиеся под опекой.

Предыдущая/сопутствующая терапия при включении в исследование не учитывалась.

Все пациенты имели показания к применению антимикробных препаратов в соответствии с установленными критериями соответствия стандартному случаю определения нозокомиальной инфекции, вызванной резистентными микроорганизмами, по критериям CDC и ECDC4.

Оценочные процедуры в рамках проспективного наблюдательного протокола. Основой протокола оценочных процедур настоящего исследования безопасности фармакотерапии у детей явились руководящие принципы Европейского агентства по лекарственным средствам (European Medicines Agency, ЕМА) по определению целей, дизайна исследований и методических инструментов для выбора педиатрической дозы [11].

Для выявления и анализа проявлений ЛИЗ печени для всех включенных пациентов в рамках проспективного наблюдательного протокола был использован метод глобальных триггеров (ГТ) (Global Trigger Tool), разработанный в Институте усовершенствования здравоохранения (Institute for Healthcare Improvement, IHI) [12–14].

Триггеры, потребовавшие усиленного мониторинга и дифференциальной диагностики: аланиновая трансаминаза (АЛТ) ≥3 высших пороговых норм (ВПН), но менее ≤8 ВПН; билирубин ≥2 ВПН (или более 35% от уровня прямого билирубина); международное нормализованное отношение (МНО) ≥1,5; фибриноген ≤1,2 г/л; заместительная почечная терапия; судорожный синдром, возникший впервые в жизни; увеличение интервала QT или QTc (корригированного интервала QT) ≥25%. Триггеры, потребовавшие отмены предполагаемого значимого препарата: QTc ≥600 мс или увеличение интервала QT или QTc на 50% и более; симптомы поражения печени или гиперчувствительность; АЛТ ≥8 ВПН; закон Xая: АЛТ ≥3 ВПН и билирубин ≥2 ВПН (>35% прямой) или МНО >1,5 [13][15][16].

Биохимические исследования выполнены на автоматическом биохимическом анализаторе серии AU 5800 производства Beckman Coulter, США, с использованием реагентов и расходных материалов того же производителя.

Материалом исследования полиморфизмов генов являлась ДНК, выделенная из соскоба буккального эпителия. Изучение полиморфизмов проведено с использованием панели iPLEX Pro PGx (Agena Bioscience) в модификации «VeriDose® Core Panel», позволяющей провести детекцию наиболее релевантных вариантов в основных генах ABCB1, CYP1A2, CYP2B6, CYP2C19, CYP2D6, CYP3A4, CYP3A5, DRD2, F2, F5, GLP1R, MTHFR, OPRM1, PNPLA5, SLCO1B1, SULT4A1, VKORC1, участвующих в путях метаболизма как антимикробных препаратов, так и других лекарственных средств, широко применяемых для сопутствующей терапии. Панель предоставляет информацию о 68 однонуклеотидных полиморфизмах (Single Nucleotide Polymorphisms, SNPs) и коротких инсерционно-делеционных полиморфизмах (short insertions and deletions, INDELs), включавших в себя 5 анализов вариаций числа копий (copy number variant, CNV).

Этическая экспертиза. На первоначальном этапе планирования исследования в 2019 г. был сформирован протокол на платформе ClinicalTrials.gov ID: NCT04141657, Unique Protocol ID: 07819001. Протокол наблюдательного клинического исследования одобрен локальным независимым этическим комитетом (ЛНЭК) ГБУЗ «Морозовская ДГКБ ДЗМ».

Статистическая обработка данных. Для установления значимости параметров как предикторов безопасности фармакотерапии применялись методы параметрической и непараметрической статистики. Для проведения статистической обработки результатов исследования использован пакет компьютерных программ IBM SPSS Statistics v26. Оценку различий в группах проводили методами непараметрической статистики. При анализе были использованы непараметрические критерии χ² Пирсона, изучение отношения шансов. Носители разных аллелей полиморфных вариантов были разбиты на две группы: гомозиготы «дикого» типа и носители полиморфного аллеля в гомо- и гетерозиготном состоянии. Распределение частот генотипов в исследуемых группах оценивалось на соответствие равновесию Харди–Вайнберга (р>0,05).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Проявления НР на фоне применения антибиотиков были выявлены у 30 из 100 детей, включенных в исследование. Пациенты с НР были распределены на подгруппы: подгруппа 1 — «ЛИЗ печени» (n=11); подгруппа 2 — «иные НР» (n=19). Более подробно характеристика всех НР была нами представлена ранее [13].

Подгруппа 1 «ЛИЗ печени» включала 11 пациентов, критериями ЛИЗ печени были иктеричность кожных покровов и слизистых оболочек на фоне крайней выраженности биохимических признаков закона Xая [16]: активность АЛТ ≥8 ВПН, уровень билирубина более 2 ВПН (>35% прямой), МНО >1,5, уровень фибриногена ≤1,2 г/л. Клиническая картина у этих 11 детей соответствовала идиосинкразическому холестатическому гепатиту — ЛИЗ печени. В данной группе ЛИЗ печени ассоциировалось с применением тигециклина (ОШ: 4,07; 95% ДИ: 1,32–12,50) и меропенемом (ОШ: 1,84; 95% ДИ: 1,01–3,36). ЛИЗ печени сопровождалось развитием летального исхода у 5 пациентов или разрешилось у 6 пациентов в течение нескольких недель после появления [13].

Подгруппа 2 «иные НР» состояла из 19 пациентов. У 8 из этих детей были выявлены отклонения биохимических показателей крови (повышение уровней креатинина и цистатина С) без клинических проявлений нарушения функции печени, у 3 — нефротоксичность. Клинические проявления НР со стороны сердечно-сосудистой системы были зарегистрированы у 2 детей, желудочно-кишечного тракта — у 2 детей, нейротоксические и гематологические отклонения (эозинофилия) — у 2 детей. Ассоциации развития НР с применением конкретных антибиотиков или препаратов для сопутствующей терапией у пациентов в данной подгруппе выявлено не было. Развитие иных НР сопровождались летальным исходом у 7 пациентов, выздоровлением — у 12.

На следующем этапе было изучено влияние фармакогенетических маркеров на реализацию ЛИЗ печени, ассоциированного с антибиотиками, для чего провели анализ шансов развития ЛИЗ печени у 30 пациентов, у которых были выявлены НР на фоне применения антибиотиков (табл. 1). Частота встречаемости аллелей генов в системе транспортеров и некоторых важных молекул соответствовала закону Харди–Вайнберга.

У детей — носителей аллелей цитохрома Р-450 (таблица 2 «Носительство фармакогенетических маркеров панели iPLEX Pro PGx (Agena Bioscience) для цитохрома Р-450 у детей, у которых были выявлены нежелательные реакции при применении антибиотиков (количество пациентов n=30)», опубликована на сайте журнала⁴) наименьшую долю в исследуемой популяции составили носители минорных аллелей изофермента CYP2D6 — 5 (16,7%) пациентов, наибольшую — носители полиморфизмов генов изофермента CYP3A5 — 30 (100%) пациентов, CYP2B6 — 29 (97%) пациентов, CYP1А2 — 28 пациентов (94%) и CYP3A4 — 26 (86%) пациентов (рис. 1).

Результаты исследования фармакогенетических маркеров с целью выявления их влияния на развитие ЛИЗ печени, ассоциированного с применением меропенема и тигециклина, представлены в таблицах 2–4. Шансы развития ЛИЗ печени, ассоциированного с меропенемом и тигециклином, были выше у носителей гомозиготного генотипа цитохрома CYP3A5*3/*3 (ОШ: 12,6; 95% ДИ: 1,9–79,4, коэффициент корреляции r=6,54, уровень значимости р=0,011) по сравнению с пациентами с гетерозиготным генотипом CYP3A5*1А/*3 (табл. 3). В отсутствие гетерозиготного генотипа CYP3A5*1А/*3 шансы развития YЛИЗ печени, ассоциированного с меропенемом и тигециклином, были еще более высокими (ОШ: 17,14; 95% ДИ: 1,79–16,3, r=6,24, р=0,013).

Точность прогностического значения детекции генотипа CYP3A5*3/*3 для прогнозирования риска развития ЛИЗ печени, ассоциированного с меропенемом и тигециклином, составила 76,7%, чувствительность — 82% и специфичность — 74%.

У детей с ЛИЗ печени по сравнению с пациентами, у которых развились иные НР, чаще выявлялось гетерозиготное носительство полиморфизма rs4149056 генотипа SLCO1B1*1/*5 (r=9,8, р=0,002), однако оценка рисков была невозможна, поскольку в подгруппе пациентов с иными НР не было ни одного носителя данного генотипа (табл. 4). Требуются дополнительные исследования.

В подгруппе пациентов, у которых развились ЛИЗ печени (n=11), по сравнению с подгруппой пациентов с иными НР (n=19), для носителей аллелей генотипов транспортера ни один из полиморфизмов генов ABCB1, COMT, DRD2, F2, F5, MTHFR, OPRM1, PNPLA5, SULT4A1, VKORC1 значимого влияния на развитие лекарственно-индуцированных состояний не показал (табл. 5).

ОБСУЖДЕНИЕ

Выявлена прогностическая значимость как индикатора гомозиготного генотипа цитохрома CYP3A*3/*3 потенциальной группы риска развития ЛИЗ печени, ассоциированного с применением меропенема и тигециклина у детей в критических состояниях. Высокий риск развития ЛИЗ печени при наличии данного генотипа, по-видимому, может быть обусловлен дополнительным фактором — отсутствием экспрессии в тканях печени CYP3A5, основного цитохрома, участвующего с самым значимым вкладом (до 50%) в процессе инактивации лекарственных препаратов [17]. Ранее исследователями было показано влияние экспрессии гомозиготного полиморфизма у носителей CYP3A5*3/*3 на способность печени к окислительному метаболизму ксенобиотиков у онкологических пациентов. Так, у детей с нейробластомой было выявлено 4,3-кратное увеличение риска смерти для гомозиготных носителей CYP3A5*3/*3 по сравнению с гетерозиготными или носителями дикого типа и высказаны предположения о серьезных ограничениях в инактивации лекарственных препаратов как причины увеличения рисков неблагоприятного исхода у детей [18].

Важным моментом является также выявление гетерозиготного носительства полиморфизма rs4149056 генотипа SLCO1B1*1/*5 у детей в подгруппе с ЛИЗ печени, тогда как в подгруппе у детей с развитием иных НР генотип SLCO1B1*1/*5 отсутствовал. Однако оценка рисков в этом случае была невозможна, так как в подгруппе пациентов с иными НР не было ни одного носителя данного генотипа. Имеются предположения, что изменения в структуре белка, обеспечивающего транспорт органических анионов OATP1B1, которые опосредуют поглощение и выведение конъюгированного билирубина через синусоидальные мембраны печени в желчь, также могут оказывать влияние на развитие ЛИЗ печени [19][20]. В 2022 г. группой исследователей изучалась связь гепатотоксичности препарата амоксициллин+клавулановая кислота для арабской популяции взрослых с преобладанием в ней генотипа SLCO1B1*1/*5 [21].

ОГРАНИЧЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

В проведенном наблюдательном проспективном исследовании были изучены случаи развития НР в малой выборке пациентов в критических состояниях. Включение пациентов в исследование было сопряжено со значительными сложностями в связи с необходимостью соблюдения критериев включения для уязвимой группы пациентов с полиорганной недостаточностью.

Следует отметить ограничение возможностей проведения сравнения в детской популяции в настоящем протоколе исследования в рамках существующих консорциумов по фармакогенетике, поскольку имеющиеся данные — единичные, касаются пациентов, имеющих хотя бы одно хроническое заболевание, и набор контрольной группы и групп сравнения в рамках соблюдения этических аспектов затруднен.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В проспективном наблюдательном исследовании показана прогностическая значимость выявления гомозиготного генотипа цитохрома CYP3A*3/*3 как индикатора потенциального риска развития ЛИЗ печени, ассоциированного с применением меропенема и тигециклина у детей в критических состояниях. Также показано, что у детей с ЛИЗ печени, возникшими при применении меропенема и тигециклина, чаще выявлялось гетерозиготное носительство генотипа SLCO1B1*1/*5 полиморфизма rs4149056 по сравнению с пациентами с иными НР. Поскольку в подгруппе пациентов с иными НР не было ни одного носителя генотипа SLCO1B1*1/*5 полиморфизма rs4149056, сравнительная оценка рисков между группами была невозможна.

Необходимо проведение дальнейших исследований, направленных на выявление фармакогенетических особенностей у детей с ЛИЗ печени, связанными с применением антибиотиков.

Дополнительная информация. Таблица 2 размещена на сайте журнала «Безопасность и риск фармакотерапии».

https://doi.org/10.30895/2312-7821-2024-392-tabl2

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: А.В. Власова — концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, анализ данных литературы, написание и редактирование текста рукописи; Ю.Ф. Шубина и И.Р. Газиев — сбор и обработка материала, статистическая обработка данных, редактирование текста рукописи; Д.А. Сычев — утверждение окончательного варианта рукописи для публикации.

Соответствие принципам этики. Проведение наблюдательного исследования одобрено локальным этическим комитетом ГБУЗ «Морозовская ДГКБ ДЗМ», г. Москва (протокол от 14.11.2019 № 149) и Комитетом по этике научных исследований ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России, г. Москва (протокол от 11.08.2022 № 14). Протокол наблюдательного исследования зарегистрирован на международной платформе ClinicalTrials.gov (ClinicalTrials.gov ID: NCT04141657, Unique Protocol ID: 07819001, Official Title: Observational Prospective Multidirectional Study on the Safety of Antimicrobial Pharmacotherapy in Intensive Care Unit (ICU) Children Aged 0–17).

Additional information. Table 2 is posted on the website of the journal Safety and Risk of Pharmacotherapy.

https://doi.org/10.30895/2312-7821-2024-392-tabl2

Authors’ contributions. All the authors confirm that they meet the ICMJE criteria for authorship. The most significant contributions were as follows. Anna V. Vlasova conceptualised and designed the study, collected and processed the material, analysed literature data, drafted and edited the manuscript. Yuliya F. Shubina and Ivan R. Gaziev collected and processed the material, carried out statistical data processing, and edited the manuscript. Dmitry A. Sychev approved the final version of the manuscript for publication.

Ethics approval. The protocol of this observational clinical study was approved by the local ethics committee of the Morozov Children’s City Clinical Hospital in Moscow (meeting minutes No. 149 of 14 November 2019) and the Research Ethics Committee of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education in Moscow (meeting minutes No. 14 of 11 August 2022). The study protocol was registered at ClinicalTrials.gov (ClinicalTrials.gov ID: NCT04141657, Unique Protocol ID: 07819001, Official Title: Observational Prospective Multidirectional Study on the Safety of Antimicrobial Pharmacotherapy in Intensive Care Unit (ICU) Children Aged 0–17).