Роль фармакогенетического тестирования в оценке риска и безопасности применения вальпроатов: этнический аспект (обзор)

ВВЕДЕНИЕ

Персонализированная оценка риска и безопасности вальпроевой кислоты (ВК) и ее соединений (вальпроатов), которые относятся к наиболее часто применяемым лекарственным средствам (ЛС) в неврологии и психиатрии, базируется на оценке результатов прореактивного, или предиктивного (до назначения ВК), или реактивного (после развития ВК-индуцированных нежелательных реакций (НР)) фармакогенетического тестирования (ФГТ) [1]. ФГТ — это исследование, направленное на выявление носительства полиморфных вариантов генов, включая однонуклеотидные варианты (ОНВ; single-nucleotide variant, SNV) и варианты числа копий (copy number variant, CNV), которые определяют межиндивидуальные различия терапевтического ответа на ЛС. В основе ФГТ лежит полимеразная цепная реакция (ПЦР). В качестве источника генетического материала (ДНК) для ПЦР чаще всего используются кровь или буккальный эпителий. Результаты ФГТ представляют собой идентифицированные генотипы пациента по тому или иному аллельному варианту генов-кандидатов, кодирующих ключевые ферменты метаболизма ЛС, белки-транспортеры ЛС и/или мишени действия ЛС (ферменты, рецепторы). Наличие у пациента определенных полиморфных вариантов генов, которые влияют на фармакокинетику и/или фармакодинамику ЛС, объясняет межиндивидуальные различия эффективности и безопасности применяемых ЛС [2–4].

По результатам ФГТ, целью которого является идентификация аллельных вариантов генов, кодирующих ферменты метаболизма ЛС в печени, предложено выделять пять фенотипов [5] в зависимости от скорости I фазы биотрансформации ЛС (Р-окисления с участием изоферментов цитохрома Р450) [6]: распространенные или экстенсивные метаболизаторы (ЭM); промежуточные метаболизаторы (ПM); медленные метаболизаторы (МM); быстрые метаболизаторы (БМ); ультрабыстрые метаболизаторы (УБM) [7] (рис. 1). Однако типы метаболизаторов различаются в зависимости от консорциума, не все разделяют типы ЭМ и БМ. Консорциум по внедрению клинической фармакогенетики (Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium, CPIC)¹, являющийся совместным проектом PharmGKB² и Исследовательской сети фармакогеномики (Pharmacogenomics Global Research Network, PGRN)³, выделяет также 5 градаций (как указано нами выше), тогда как Голландская рабочая группа по фармакогенетике (Dutch Pharmacogenetics Working Group, DPWG) — только 4 типа метаболизаторов: нормальный метаболизатор (НМ; normal metaboliser, NM), промежуточный метаболизатор (ПМ; intermediate metaboliser, IM), медленный метаболизатор (ММ; poor metaboliser, PM), ультрабыстрый метаболизатор (УБМ; ultra-rapid metaboliser, UM) [8].

Целью CPIC является «…определение функции аллеля, которая приводит к назначению фенотипа, который может повлиять на эффективность клинического назначения ЛС». Функция аллеля (по определению CPIC) может отличаться от биохимической функции, описанной в литературе [9]. Например, аллель может демонстрировать снижение функции в экспериментальных условиях (известный также как низкофункциональный аллель), но это снижение настолько мало в клинических условиях, что никаких изменений в назначении ЛС пациенту не требуется. В результате этот аллель может быть классифицирован CPIC как аллель нормальной функции (известный также как полнофункциональный аллель). В то же время следует отметить, что не у всех изоферментов цитохрома Р450 встречаются все 4 (5) типа метаболизма.

Метаболизм ВК осуществляется в печени по трем основным путям: 1) Р-окисление посредством изоферментов цитохрома P450 (CYPs); 2) глюкуронидация с участием изоферментов уридилглюкуронилтрансферазы; 3) ацетилирование в цикле трикарбоновых кислот (митохондриальное окисление) [10]. CYPs (в частности, CYP2A6, CYP2C9, CYP2B6, CYP3A4, CYP2D6) играют решающую роль в I фазе метаболизма (Р-окислении) ВК в гепатоцитах [11], поэтому генетически детерминированное изменение их функциональной активности ассоциировано с межиндивидуальной вариабельностью эффективности и безопасности применения вальпроатов в реальной клинической практике. Это объясняет важность ФГТ в прогнозировании и профилактике ВК-индуцированных НР, особенно при длительной терапии.

Панель ФГТ — это базовый генетический тест с использованием таргетного высокопроизводительного секвенирования ДНК, позволяющий исследовать часть генома пациента на наличие или отсутствие каузальных мутаций и/или ОНВ (аллелей риска), ассоциированных с индивидуальным профилем эффективности и безопасности фармакотерапии. Панель ФГТ предназначена для диагностики межиндивидуальных особенностей терапевтического ответа, ассоциированных с носительством аллелей риска в генах, ответственных за фармакокинетику и/или фармакодинамику ЛС [1].

Панели ФГТ, применяемые для оценки риска и безопасности ЛС в целом и ВК в частности, могут быть различных типов. Скрининговые панели используются для идентификации генетической предрасположенности к развитию лекарственно-индуцированных НР или терапевтической резистентности с использованием нескольких (обычно не более 10) наиболее распространенных и хорошо изученных ОНВ/полиморфизмов без учета или с учетом этнических/расовых аллельных частот в конкретной популяции. Расширенные панели ФГТ предназначены для идентификации носительства как распространенных, так и редких аллелей риска, ассоциированных с клинически значимыми изменениями фармакокинетики и фармакодинамики ЛС с или без учета этнических/расовых аллельных частот в конкретной популяции [12][13]. Таргетные панели ФГТ включают меньше генов, но представляют большую глубину (покрытие), под которой в секвенировании ДНК понимается количество уникальных считываний, которые включают данный нуклеотид в реконструированной последовательности (глубокое секвенирование относится к общей концепции стремления к большому количеству уникальных считываний каждой области последовательности ДНК). Кроме того, как вариант скрининговых панелей ФГТ могут быть использованы Hotspot панели, позволяющие идентифицировать так называемые «горячие точки» (мутации и генетические полиморфные варианты), которые наиболее часто встречаются в той или иной популяции. Конкурентные преимущества панелей ФГТ, особенно при наличии предварительной информации о низкой безопасности ВК или другого ЛС, могут варьировать за счет их стоимости, глубины (покрытия), скорости проведения исследования, времени анализа полученных результатов и их клинической интерпретации [1][14].

Большинство аллельных вариантов генов-кандидатов не вносят значительного вклада в формирование метаболических фенотипов ПM и МM у пациентов, получающих ВК. Несмотря на это, риск развития ВК-индуцированных НР (например, гепатотоксичности, нейротоксичности, тератогенности, метаболического синдрома) [15] может быть вариабельным (низким, средним или высоким) у представителей различных популяций в зависимости от генетически детерминированных изменений ферментативной активности и/или экспрессии ключевых изоферментов цитохрома Р450 печени (CYPs), участвующих в Р-окислении ВК [16]. Несомненно, это следует учитывать при разработке панелей ФГТ для различных этнических и расовых групп пациентов, проживающих на территории Российской Федерации, и их применении в реальной клинической практике невролога и психиатра [3][17][18].

В целом, разработка панелей ФГТ в неврологии и психиатрии актуальна прежде всего для наиболее часто назначаемых психоактивных ЛС с доказанной эффективностью, но с неблагоприятным профилем безопасности, включая развитие серьезных НР [1][19]. К таким ЛС относится ВК и ее соединения [3], что нашло свое отражение в нормативных документах, утвержденных Минздравом России⁴ и регламентирующих работу практикующих врачей. Чувствительность и специфичность разрабатываемых панелей ФГТ для пациентов, получающих вальпроаты, может варьировать в широком диапазоне, что в последние годы объясняется вариабельностью частот аллелей риска нарушения метаболизма ВК и ее соединений в различных расовых и этнических группах населения мира. Это подтверждают результаты ассоциативных и полногеномных генетических исследований, которые убедительно демонстрируют роль аллелей риска генов, кодирующих ключевые изоферменты цитохрома Р450 печени, в безопасности применения ВК у пациентов различных этнических/расовых групп [20]. Однако крупномасштабные международные исследования, посвященные экономической эффективности внедрения различных типов панелей ФГТ в реальную клиническую практику в неврологии и психиатрии, пока отсутствуют.

Рекомендации по дозированию препаратов ВК разрабатываются на основе результатов ФГТ во многих странах мира [21][22], включая Россию [23]. Тем не менее, в реальной клинической практике вальпроаты продолжают назначаться пациентам с психическими расстройствами и неврологическими заболеваниями эмпирически, то есть без использования предиктивного (прореактивного) ФГТ. При этом предпочтение отдается реактивному ФГТ, которое назначается только в случае развития серьезных ВК-индуцированных НР. Использование терапевтического лекарственного мониторинга (ТЛМ) уровня ВК в плазме крови пока более популярно в реальной клинической практике [24], но на результаты этого диагностического метода влияют факторы межиндивидуальной (в том числе генетически детерминированной) вариабельности метаболизма ВК, а также других психотропных ЛС (межлекарственное взаимодействие) при политерапии. Кроме того, ФГТ можно проводить до назначения ВК, тогда как ТЛМ — только после того, как уровень ВК и ее реактивных метаболитов достигнет стабильного уровня в крови, и у пациента уже могут возникнуть ВК-индуцированные НР [25]. После того как уровень ВК достигнет стабильных показателей в крови, могут быть применены ТЛМ [26] и исследование активных метаболитов ВК [3] для персонализированной оценки безопасности и риска терапии вальпроатами, профилактики и коррекции ВК-индуцированных НР в каждом конкретном клиническом случае [27].

Разработчики панелей ФГТ и все больше исследователей поддерживают прогностическое (упреждающее) или прореактивное ФГТ, то есть перед назначением вальпроатов или на старте терапии (на стадии титрации дозы) [20][27], то есть до развития НР. Однако следует признать, что доказательная база как прореактивного, так и реактивного ФГТ для прогнозирования и диагностики ВК-индуцированных НР пока остается ограниченной [20][22].

Таким образом, с позиции персонализированной медицины⁵ неврологу или психиатру важно учитывать все имеющиеся генетические, эпигенетические, экологические и этнические предикторы для оптимального выбора дозы в начале терапии ВК у каждого конкретного пациента.

Цель работы — выявить направления для реализации персонализированного подхода к разработке панелей ФГТ для оценки безопасности и риска фармакотерапии вальпроатами в различных этнических и расовых группах популяции Российской Федерации.

Проведен анализ результатов популяционных исследований частот нефункциональных и низкофункциональных аллелей (известных как аллели риска) генов, кодирующих ключевые изоферменты Р-окисления ВК в печени, поступивших в базы данных eLIBRARY.RU, PubMed, Scopus, Google Scholar в период 2012–2022 гг. Критерии включения статей в исследование: наличие полнотекстовой версии на русском или английском языке, тип публикации — оригинальная статья, систематический обзор, метаанализ, Кокрейновский обзор, клинический случай.

Из анализа были исключены дублирующие публикации, постеры, материалы конференций (тезисы), статьи, в которых: данные были статистически незначимыми; ОНВ не соответствовали международным номенклатурам баз данных; не указаны ассоциации с конкретными аллелями/генами; выборки составляли менее 100 человек; изучены нечеловеческие генетические биомаркеры (например, микробиомные ОНВ); изучены генетические биомаркеры, которые использовались для диагностики моногенных заболеваний (например, мутации и генетические варианты гена POLG [27][28]), но могли влиять на метаболизм ВК в печени.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Р-окисление вальпроевой кислоты в печени

Генетические и негенетические факторы риска (рис. 1) могут оказывать влияние на фармакокинетику ВК, развитие и тяжесть ВК-индуцированных НР [29]. При этом все больший интерес исследователей и клиницистов уделяется роли Р-окисления как важному этапу I фазы метаболизма ВК в гепатоцитах [17], которое осуществляется с участием изоферментов цитохрома Р450 (CYPs). Известно, что CYPs представлены суперсемейством гемопротеинов, выполняющих важнейшие функции в метаболизме как эндогенных, так и ксенобиотических соединений [16]. Для ключевых изоферментов цитохрома Р450, участвующих в Р-окислении ВК (в частности, CYP2A6, CYP2C9, CYP2B6, CYP3A4, CYP2D6), известны как частые, так и редкие аллельные варианты генов семейства CYPs, которые приводят к изменению экспрессии или функциональным изменениям этих изоферментов, вызывая снижение или потерю функции [3]. Носительство таких низкофункциональных и нефункциональных аллелей (аллелей риска) приводит к межиндивидуальным различиям в концентрациях ВК и ее активных метаболитов (терапевтических и токсических) в биологических жидкостях и тканях организма человека, существенно влияя на риск и безопасность фармакотерапии.

При Р-окислении ВК в гепатоцитах образуются ее активные метаболиты 4-гидрокси(OH)-ВК и 5-гидрокси(OH)-ВК, преимущественно с участием изоферментов CYP2C9, CYP2B6 и CYP2A6, хотя в Р-окислении ВК принимают участие и другие CYPs (CYP2C19, CYP2D6). Изоферменты CYP2A6 и CYP2B6 вместе обеспечивают образование около 20–25% активных метаболитов ВК (4-ене-ВК, 4-OH-ВК и 5-OH-ВК). Изофермент CYP2A6 опосредует Р-окисление ВК до 3-OH-ВК, но при политерапии (например, при совместном назначении ВК с мощными ингибиторами CYP2A6) образование 3-OH-ВК в микросомах печени человека ингибируется [3]. Скорость Р-окисления ВК ассоциирована с экспрессией и функциональной активностью вышеуказанных CYPs, но межиндивидуальная вариабельность этих характеристик генетически детерминирована.

Аллельные варианты генов, кодирующих ключевые ферменты Р-окисления ВК

Аллельные варианты — это различные нуклеотиды в пределах одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом. Замена одного варианта гена может влиять на транскрипцию и трансляцию генов количественно или качественно, а также на структуру и функцию кодируемых ими белков (ферментов). Различные аллельные варианты генов, кодирующих CYPs, могут существенно влиять на межиндивидуальную изменчивость скорости P-окисления ВК в печени и риск развития НР, что объясняет важность персонализированного подхода к выбору и дозированию вальпроатов [30]. В свою очередь, аллельная частота — это частота, которая является характеристикой встречаемости (накопления) конкретного аллельного варианта в популяции. На аллельную частоту влияет дрейф генов, приводящий к колебанию частот аллелей в конечных популяциях. Со временем генетический дрейф может привести к фиксации или потере отдельных аллельных вариантов генов семейства CYPs, тем самым систематически устраняя разнообразие из популяции. Эта тенденция уравновешена мутациями de novo, постоянно производящими новые аллельные варианты [31], которые со временем (в случае их фиксации и накопления) могут влиять на риск и безопасность соединений ВК.

В разных странах мира выявлены значимые различия популяционной частоты некоторых минорных («мутантных» или вариативных) низкофункциональных и нефункциональных аллелей, ассоциированных с замедлением Р-окисления ВК. Это обусловливает различия частоты встречаемости пациентов с неврологическими заболеваниями и психическими расстройствами, которые являются гомозиготами и гетерозиготами по аллелю (аллелям) риска гена (генов) семейства CYPs, ассоциированных с формированием метаболических фенотипов ПМ и ММ и с развитием НР [32–34].

Несмотря на то, что результаты некоторых исследований фармакогенетики ВК противоречивы, в последние годы отношение к применению ФГТ для оценки скорости ее Р-окисления в печени пересматривается как в России [13][20], так и за рубежом [35]. Это связано с тем, что использование результатов ТЛМ вальпроатов в качестве предиктора [25], то есть для прогнозирования ВК-индуцированных НР на старте терапии, может быть неинформативно [27]. Во-первых, ТЛМ используется не до, а во время приема вальпроатов и только по достижении их целевой или максимальной суточной доз. Во-вторых, референсный коридор для ВК достаточно широкий (50–100 мкг/мл), а результаты ТЛМ могут быть ложноотрицательными [36]. Это зависит как от времени забора образца крови для исследования (для оценки риска развития НР важна пиковая, а не остаточная плазменная концентрация ВК), так и от пробоподготовки и хранения образцов (необходимо проведение ТЛМ в течение ближайших 30–60 мин от забора крови или быстрое помещение образца в низкотемпературный холодильник), поскольку ВК как жирорастворимая кислота относится к нестойким ex vivo соединениям. В-третьих, известно, что развитие нейротоксических и метаболических НР в некоторых случаях не коррелирует с результатами ТЛМ, то есть носит так называемый «дозонезависимый характер» (например, ВК-индуцированные экстрапирамидные расстройства, ВК-индуцированная гипераммонемия и аггравация эпилептических приступов, ВК-индуцированный метаболический синдром, ВК-индуцированные остеопения и остеопороз) [37–41]. Этот феномен связан не с общей концентрацией ВК в плазме по данным ТЛМ, а с повышением уровней свободной ВК и реактивных токсических метаболитов ВК, на которые могут оказывать существенное влияние генетически детерминированные изменения метаболизма ВК, в частности индивидуальная скорость ее Р-окисления в печени с участием некоторых изоферментов цитохрома Р450. В клинической практике широкое распространение получил ТЛМ общей концентрации ВК, тогда как за фармакологические и токсические эффекты вальпроатов ответственна не общая, а свободная фракция ВК [42]. При этом общая и свободная концентрации ВК сильно отличаются из-за высокой степени связывания ВК с белками и способности к насыщению. Поэтому в последние годы рекомендуется ТЛМ свободной концентрации ВК, что пока не нашло широкого применения. Тем не менее корреляция между концентрацией свободной ВК и ассоциированными с ней НР пока остается недостаточно изученной [42]. Для исследования этих реактивных токсических метаболитов ВК применяются масс-спектрометрия и газожидкостная хроматография [3], что пока технически и экономически затруднено в большинстве медицинских учреждений. В связи с этим предложена стратегия фармакогенетическиинформированной фармакометаболомики для определения пациентов группы риска, которым показано фармакометаболическое исследование [3][10]. Наконец, результаты ТЛМ могут быть ложноположительными у пациентов с гипопротеинемией (например, уровень свободной фракции ВК в плазме может повышаться у вегетарианцев, у пациентов с нарушением питания или анорексией, а также у беременных женщин с гестозом первого триместра беременности). Это объясняется тем, что клиренс ВК низкий (6–20 мл/ч/кг) из-за ее высокого связывания с белками (87–95%) [43].

Применение ФГТ, в отличие от ТЛМ, проводится однократно в течение жизни и позволяет прогнозировать развитие ВК-индуцированных НР на старте терапии и во время длительного приема вальпроатов [1][4]. ФГТ также позволяет определить, уровень каких реактивных токсических метаболитов ВК может повышаться при приеме среднетерапевтических доз вальпроатов, и оценить необходимость проведения фармакометаболического исследования у конкретного пациента в зависимости от его метаболического фенотипа [4][10][18]. Таким образом, ФГТ наряду с ТЛМ является эффективным инструментом персонализации терапии вальпроатами.

Фармакокинетические и фармакогенетические исследования последних лет свидетельствуют о том, что безопасность терапии ВК может варьировать в различных этнических/расовых группах [44][45]. Например, метаанализ H. Fang и соавт. [46] продемонстрировал, что снижение дозы ВК должно быть рекомендовано детям, носителям нефункционального аллеля С (1075A>C) гена CYP2C9, особенно азиатам. Авторы отметили, что ассоциация гетерозиготного генотипа АС с высокими концентрациями ВК в плазме наблюдалась у азиатов (уровень значимости р<0,00001, показатель гетерогенности I₂=0%), но не у европеоидов (р=0,34, I₂=87%). Сопоставимые результаты были получены в этнически и расово гетерогенной популяции Российской Федерации в более раннем исследовании Д.В. Дмитренко и соавт. [47].

Изофермент CYP2A6 является членом 6 подсемейства A семейства 2 цитохрома P450. Он экспрессируется преимущественно в гепатоцитах и в специализированных типах внепеченочных клеток [16][48]. CYP2A6 относят к основным ферментам Р-окисления ВК [49], в частности он активно участвует в метаболизме ВК путем 3-гидроксилирования с образованием 3-гидрокси-ВК [3]. Ген, кодирующий изофермент CYP2A6, является высокополиморфным, на сегодняшний день охарактеризовано более 40 генетических вариантов, обобщенных Консорциумом фармакогенных вариаций (PharmVar)⁶. При этом различные этнические/расовые группы демонстрируют различные паттерны генетической изменчивости CYP2A6 [49]. Например, аллель CYP2A6*7 обнаружен преимущественно в азиатских популяциях [50], а аллели CYP2A6*17, *20, *23-25 и *28 идентифицированы у людей африканского происхождения [51]. Несмотря на расовые различия в аллельных частотах, влияние каждого аллеля на активность изофермента CYP2A6 одинаково в разных этнических/расовых популяциях. Например, аналогичное снижение активности фермента CYP2A6 на 33 и 39% соответственно наблюдается у белых и афроамериканцев с генотипом CYP2A6*1/*9 по сравнению с генотипом CYP2A6*1/*1 (генотип дикого типа) [49].

Частоты наиболее изученных аллелей риска, которые могут приводить к замедлению Р-окисления ВК, представлены на рисунке 2, выполненном с помощью находящегося в открытом доступе интернет-ресурса Geography of Genetic Variants⁷ [52]. Азиаты и африканцы (афроамериканцы), как правило, имеют более высокую частоту низкофункциональных и нефункциональных генетических вариантов со снижением или потерей функции изофермента CYP2A6 и, следовательно, демонстрируют меньшую активность CYP2A6 по сравнению с европеоидами [49]. В то же время обращает на себя внимание, что аллельная частота ОНВ rs1801272 гена CYP2A6 выше среди европейцев, проживающих в регионах Северной Америки и Западной Европы, а аллельная частота ОНВ rs4986891 выше среди африканцев, проживающих в Западной Африке и Северной Америке. Среди азиатов наибольшую аллельную частоту имеют ОНВ rs28399433 и rs1809810 [53][54].

Изофермент CYP2C9 является членом 9 подсемейства C семейства 2 цитохрома P450. Это наиболее изученный изофермент подсемейства CYP2C человека. Он экспрессируется преимущественно в печени [16][55]. Участие изофермента CYP2C9 в метаболизме ВК приводит к образованию таких активных метаболитов ВК, как 2-ене-ВК, 4-ене-ВК, 4-гидрокси-ВК и 5-гидрокси-ВК [3]. ОНВ гена CYP2C9, кодирующего этот изофермент, активно изучаются в Российской Федерации [56–58], странах СНГ [59] и за рубежом [60][61] как генетические предикторы кумуляции ВК в крови и развития НР. Частоты наиболее изученных аллелей риска замедления Р-окисления ВК представлены на рисунке 3. Аллельная частота ОНВ rs1799853 гена CYP2C9 выше среди европейцев, проживающих в регионах Северной Америки и Западной Европы, а аллельная частота ОНВ rs7900194, rs28371685 и rs28371686 выше среди африканцев, проживающих в Западной Африке и Северной Америке. В популяции стран Азии (азиаты) наибольшую аллельную частоту имеет ОНВ rs72558187 и rs1057910 [62]. Анализ работ российских авторов показал, что частота ОНВ rs1799853 оказалась ниже в популяции русских и составила 6,7%, в то время как среди таких народностей Кавказа, как черкесы, лакцы, аварцы и даргинцы, данный ОНВ оказался широко распространен. Среди аварцев, даргинцев и лакцев распространенность составила 19,57, 17,00 и 15,50% соответственно [63][64]. Аллельная частота rs1799853 гена CYP2C9 выше у русских и армян как представителей европеоидной расы и редко встречается у представителей монголоидной расы, а именно у якутов, бурятов, тувинцев [63].

Изофермент CYP2B6 является членом 6 подсемейства B семейства 2 цитохрома P450 [16]. Этот изофермент имеет высокий уровень экспрессии в печени и в меньшей степени — во внепеченочных тканях, включая головной мозг, почки, пищеварительный тракт и легкие [65][66]. CYP2B6 является активным катализатором образования 4-ене-ВК, 4-гидрокси-ВК и 5-гидрокси-ВК, которые обладают как терапевтическими, так и (преимущественно) токсическими эффектами [3], поэтому фармакогенетические исследования роли ОНВ гена CYP2B6, кодирующего этот изофермент, активно проводятся за рубежом [67–71]. При этом все больший интерес исследователей вызывает межэтническая вариативность частот низкофункциональных/нефункциональных аллелей [70], что может дать ключ к разработке новых направлений персонализированной медицины при выборе и дозировании препаратов ВК. Например, аллельная частота нефункционального ОНВ rs12721655 гена CYP2B6 выше среди европейцев, проживающих в регионах Северной Америки и Западной Европы, а аллельная частота ОНВ rs28399499 выше среди африканцев, проживающих в Западной Африке, и среди азиатов. Нефункциональный ОНВ rs36079186 преимущественно распространен среди жителей Восточной Африки и жителей Азии [69], но очень редок в других популяциях (рис. 4).

Изофермент CYP3A4 является членом 4 подсемейства A семейства 3 цитохрома P450. Он экспрессируется преимущественно в гепатоцитах и в специализированных типах клеток кишечника [16]. Фармакогенетические исследования последних лет демонстрируют ассоциацию полиморфных вариантов гена, кодирующего этот изофермент, с изменением скорости метаболизма ВК [72]. Аллельная частота нефункционального ОНВ rs4986910 гена CYP3A4 выше среди европейцев, проживающих в регионах Северной и Центральной Америки, а также Западной Европы. Нефункциональный ОНВ rs28371759 встречается преимущественно среди жителей Азии [73]. Эти аллели риска не описаны у африканцев (рис. 5). В Российской Федерации частота встречаемости аллельного варианта rs2740574 гена CYP3A4 составила 4,0% среди русских, 0,5% среди татарского населения и 0,9% среди башкирского населения [74].

Изофермент CYP2C19 — член 19 подсемейства C семейства 2 цитохрома P450. Он является клинически значимым изоферментом семейства CYP и составляет около 16% от общего содержания изоферментов CYP в печени [16]. Прогностическая роль ОНВ гена CYP2C19, кодирующего этот изофермент, продемонстрирована российскими [58][75] и зарубежными [35][76][77] исследователями. Показано, что аллельная частота ОНВ rs4244285 гена CYP2C19 выше среди европейцев, проживающих в регионах Северной и Южной Америки, Западной Европы, а также превалирует среди азиатов. В то же время аллельная частота ОНВ rs41291556 выше среди жителей Азии и Северной Америки (США), а rs28399504 — среди жителей Западной Европы, Центральной Америки и Юго-Восточной Азии [78][79] (рис. 6). Анализ работ российских исследователей выявил широкую распространенность в популяции аллельных вариантов rs4244285 и rs12248560, в то время как rs4986893 встречается реже и преимущественно у представителей монголоидной расы [63]. Распространенность аллеля А полиморфного локуса 681G/A гена CYP2C19 в популяции Забайкальского края составила 14,2% и оказалась сопоставимой с европеоидами, но встречалась реже, чем у китайцев и японцев. Распространенность гомозиготного генотипа 681A/A гена CYP2C19 составила 1,5%, что соответствовало мировым данным среди европеоидных популяций и встречалась реже, чем у азиатов [80]. При сравнении частот аллелей среди популяции русских и этнической группы Республики Дагестан было выявлено, что частота носительства rs12248560 в русской популяции составила 27,3%, а в популяции аварцев — 20% [64].

Изофермент CYP2D6 — член 6 подсемейства D семейства 2 цитохрома P450 экспрессируется в печени и желудочно-кишечном тракте человека [16]. Участие изофермента CYP2D6 в метаболизме ВК показано у 1–8% пациентов [3][13][17][48][81]. Аллельная частота нефункциональных ОНВ rs3892097 и rs1065852 гена CYP2D6 выше среди европейцев, проживающих в регионах Северной и Южной Америки, Западной Европы, а частота аллеля риска rs1065852 наиболее высока среди азиатов, особенно в Центральной и Юго-Восточной Азии. Аллельная частота нефункционального ОНВ rs5030865 высока среди жителей Центральной Азии, а частота аллеля риска rs28371706 наиболее высока в популяциях стран Африки и Центральной Америки [82][83] (рис. 7). Российскими исследователями показано, что носительство ОНВ rs3892097 широко распространено в общей популяции. В то же время частота встречаемости дикого гомозиготного генотипа ОНВ rs1065852, который ассоциирован с метаболическим фенотипом БМ, была самой высокой в Сибирском федеральном округе, в то время как в Северо-Западном федеральном округе она была ниже (82,6 и 64,2% соответственно). Частота гетерозиготного генотипа rs1065852 (метаболический фенотип ПМ) в Северо-Западном регионе была значительно выше и составила 35,8%, в то время как у пациентов из Сибирского федерального округа выявлена самая низкая его встречаемость — 17,4% [81]. Частота носительства минорного аллеля rs3892097 сопоставима с таковой в европейской популяции и составляет около 30% [84], при этом она в 3,6 раза выше у представителей русской этнической группы по сравнению с этническими казахами [85].

Персонализированный подход к разработке панелей ФГТ для оценки безопасности и риска фармакотерапии вальпроатами

Несмотря на то, что безопасность применения вальпроатов, ассоциированная с индивидуальной скоростью их метаболизма в печени (в частности, Р-окисления) у конкретного пациента, является результатом слаженной работы нескольких изоферментов цитохрома Р450, а значит, и нормальным функционированием нескольких генов, носительство нефункциональных аллельных вариантов (также известных как аллели риска) может быть связано с развитием серьезных ВК-индуцированных НР. Наличие этих аллелей часто приводит к серьезным ошибкам метаболизма ЛС и отбраковывается в процессе эволюции — пациенты с такими аллелями риска не выживают и/или имеют нарушения фертильности [1]. Однако некоторые клинически значимые нефункциональные аллельные варианты генов суперсемейства CYP сохраняются в популяции различных регионов (стран) мира и накапливаются в геноме в виде гетерозигот. При этом некоторые нефункциональные/низкофункциональные аллельные варианты CYPs могут проявляться клинически далеко не сразу после старта назначения препаратов ВК. Например, генетическая предрасположенность к нарушению Р-окисления вальпроатов в печени и развитию ВК-индуцированных НР выявляется чаще всего при применении этого ЛС длительно (3 и более месяцев) и/или в высоких дозах [27][81]. Это объясняет, почему такие аллельные варианты генов семейства CYP могут никак не отбраковываться в естественных условиях, и поэтому их аллельная частота может быть высокой в некоторых популяциях. Естественным образом гомозиготные носители минорных (редких или, по новой номенклатуре, вариативных) нефункциональных аллелей (аллелей риска) генов CYPs встречаются в популяции достаточно редко, а гетерозиготное носительство некоторых клинически значимых аллелей риска может долго оставаться не диагностированным.⁸

Практикующие неврологи и психиатры, эмпирически назначающие вальпроаты без использования ФГТ, на старте терапии могут не подозревать о существующих у пациента проблемах с Р-окислением ВК в печени, пока не возникнет необходимость повышения дозы ВК или назначения длительной терапии вальпроатами в случае хронических неврологических заболеваний и психических расстройств, а также в случаях, требующих назначения нескольких психотропных ЛС и/или ЛС других фармакологических групп, но со схожим путем метаболизма, или ЛС — ингибиторов ключевых изоферментов Р-окисления ВК. Отказ от использования предиктивного ФГТ не позволяет прогнозировать межиндивидуальную вариабельность безопасности вальпроатов и снизить риск развития ВК-индуцированных НР.

Таким образом, для реализации персонализированного подхода к оценке безопасности и риска фармакотерапии вальпроатами (как в монотерапии, так и в политерапии) клинически и экономически обоснованным является прореактивное (предиктивное или прогностическое) ФГТ с детекцией валидных (индивидуальных и специальных) для конкретной популяции аллелей риска. Скрининговые панели ФГТ, позволяющие оценить генетические детерминанты замедления Р-окисления ВК, имеют определенную ценность в связи с относительно небольшой ценой и достаточной чувствительностью. Однако клинический и экономический эффекты [86] можно повысить за счет включения в эти скрининговые панели ФГТ для оценки риска и безопасности ВК только тех аллельных вариантов генов CYPs, для которых подтверждена клиническая значимость именно в рамках этнической и расовой неоднородности популяции Российской Федерации [47][81][87]. Такой персонализированный подход с включением в панель ФГТ этнически-ориентированных клинически значимых аллелей риска генов CYPs позволит неврологу/психиатру или клиническому фармакологу уже на стартовом этапе терапии объяснить пациенту наличие рисков применения ВК, связанных с его индивидуальными генетическими особенностями, и необходимость их своевременной идентификации с помощью расширенной панели ФГТ [26][27][34][47][56][58][75].

Однако важно помнить о том, что проблема риска и безопасности применения вальпроатов может быть ассоциирована также с вариативными аллелями риска генов, кодирующих ферменты глюкуронидации и ацетилирования ВК [3][40], а также быть следствием коморбидных заболеваний печени и нездорового образа жизни (злоупотребление алкоголем, курение, употребление психоактивных веществ, несбалансированное питание и др.) (рис. 8).

Этнически ориентированная фармакогенетическиинформированная фармакометаболомика [10] может позволить улучшить прогнозирование риска и безопасности ВК до начала приема вальпроатов или в течение первых недель от старта терапии у представителей конкретной популяции. Так, риск развития НР при назначении ВК может быть более высоким у представителей азиатских этнических групп, проживающих на территории Российской Федерации [47][81].

Перспективным направлением для реализации персонализированного подхода к оценке безопасности и риска фармакотерапии вальпроатами также является разработка системы поддержки принятия решений для врачей при назначении препаратов ВК, основанной на оценке аддитивного эффекта метаболического фенотипа пациента по результатам ФГТ [88][89] и других основных факторов риска нарушения Р-окисления ВК в печени. Это актуальная междисциплинарная проблема, поскольку многие из наиболее значимых факторов риска развития ВК-индуцированных НР могут иметь не только клинический, но и психосоциальный характер.

Рекомендации по дозированию ВК

С учетом результатов ФГТ, полученных ранее [26][27][34][47][56][58][75][89], не рекомендуется назначение ВК пациентам с метаболическим фенотипом ММ, хотя возможно назначение вальпроатов коротким курсом в дозе на 50% ниже средней терапевтической. Назначение ВК возможно пациентам с фенотипом ПМ, но дозировка вальпроатов должна быть снижена в среднем на 25% от средней терапевтической. При этом не рекомендуется дополнительное назначение других ЛС со схожим путем Р-окисления в печени и/или препаратов — ингибиторов низкофункциональных CYPs у конкретного пациента.

Пациентам с фенотипом ЭМ возможно назначать ВК в средней терапевтической дозировке, в том числе длительно. Наконец, пациентам с фенотипами БМ и УБМ рекомендуется повышение дозы на 25–50% от средней терапевтической в зависимости от гетерозиготного или гомозиготного носительства высокофункциональных аллельных вариантов гена (генов), кодирующих CYPs, ассоциированных с ускорением метаболизма этого ЛС и низкой концентрации ВК в крови.

Пациентам с фенотипом ММ и ПМ, а также пациентам с профилем ЭМ (в случае длительного приема высоких доз ВК или одновременного длительного приема ингибиторов ключевых изоферментов Р-окисления ВК по поводу сопутствующих заболеваний) рекомендуется проведение ТЛМ [90] пиковой общей (при наличии технической возможности, свободной) концентрации ВК в крови или слюне в динамике не реже 1 раза в 3 месяца и исследование токсических метаболитов ВК в крови [91], моче и/ или других биологических жидкостях (ликвор, слюна, пот, выдыхаемый воздух) [3][40], если это технически доступно в медицинском учреждении или регионе проживания пациентов с генетически-детерминированными высоким риском развития ВК-индуцированных НР (рис. 2–7).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный обзор литературы позволил выявить новые направления для реализации персонализированного подхода к разработке панелей ФГТ для оценки безопасности и риска фармакотерапии вальпроатами с учетом скорости Р-окисления ВК в печени у представителей различных этнических и расовых групп, что может представлять несомненную практическую значимость. Однако перспективы прямой трансляции результатов ранее проведенных исследований в реальную клиническую практику в Российской Федерации путем разработки панелей ФГТ пока недостаточно ясны ввиду этнической и расовой неоднородности популяции и большой территориальной протяженности нашей страны.

Для повышения чувствительности и специфичности разрабатываемых российских панелей ФГТ требуется проведение «мостовых» исследований, чтобы реплицировать полученные на других этнических группах ассоциации наиболее распространенных аллелей риска нарушения Р-окисления ВК для конкретной популяции регионов России. Частоты аллелей риска замедления I фазы метаболизма (Р-окисления) ВК в печени широко варьируют в расовых и этнических группах различных регионов мира, что может существенно влиять на чувствительность и специфичность панелей ФГТ. Таким образом, оценка риска и безопасности ВК и ее соединений с позиции персонализированной медицины должна проводиться с использованием этнически-ориентированного подхода. Это, в свою очередь, может способствовать повышению безопасности терапии психических расстройств и неврологических заболеваний с использованием препаратов ВК в режиме моно- и политерапии и снижению риска развития ВК-индуцированных НР в этнически/расово гетерогенной популяции Российской Федерации.

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства критериям ICMJE. Наибольший вклад распределен следующим образом: Н.А. Шнайдер — концепция и дизайн исследования, написание текста рукописи; В.В. Гречкина — сбор и анализ данных литературы; В.В. Архипов — анализ нормативных документов, доработка текста рукописи; Р.Ф. Насырова — общее руководство, редактирование текста рукописи, утверждение окончательной версии рукописи для публикации.

Authors’ contributions. All the authors confirm that they meet the ICMJE criteria for authorship. The most significant contributions were as follows. Natalia A. Shnayder conceptualised and designed the study, and drafted the manuscript. Violetta V. Grechkina collected and analysed literature data. Vladimir V. Arkhipov analysed regulatory documents and finalised the manuscript. Regina F. Nasyrova administered the project, edited the manuscript, and approved the final version for publication.