Использование фармакогенетических данных в подборе антикоагулянтной терапии

Резюме

Варфарин является стандартом антикоагулянтной терапии при протезировании клапанов сердца, однако широкий спектр побочных действий и непредсказуемость терапевтического эффекта ограничивает его применение на практике. Согласно опубликованным ранее исследованиям, различные виды осложнений (тромбозы и кровотечения) развиваются примерно у 30% пациентов, длительно принимающих варфарин. Фармакогенетическое тестирование при своевременном выполнении позволяет выявить пациентов, нуждающихся в индивидуальном подборе дозы варфарина, и, следовательно, снизить процент осложнений. Мы рассматриваем 2 стратегии дозирования варфарина на примере пациентки (61 год), которой в 2014 г. было выполнено протезирование аортального и митрального клапанов.

Ключевые слова:фармакогенетика, CYP2C9, VKOR1, варфарин, протезирование клапанов

Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. - 2014. - № 4. - С. 20-25.

Профилактика тромботических осложнений после протезирования клапанов сердца должна планироваться с учетом многих факторов: типа клапанного протеза (механический или биологический), места протезирования (митральный или аортальный), объема хирургического вмешательства (открытая хирургия или транскатерная имплантация аортального клапана), а также индивидуальных особенностей пациентов, в том числе генетических особенностей активности ферментов, обеспечивающих метаболизм антикоагулянтов и антиагрегантов.

Существующие европейские и американские рекомендации в целом согласуются в вопросах назначения антикоагулянтной терапии. Для пациентов с протезированными клапанами варфарин является "золотым стандартом" терапии [10]. При этом показания к антиагрегантной терапии разнятся. Комбинация с малыми дозами аспирина общепринята в американских протоколах, тогда как в европейских руководствах такое сочетание используется с большей осторожностью [1, 3]. В случае замены клапана на биологический протез антикоагулянтная терапия должна продолжаться не менее 3 мес. При наличии факторов риска тромботических осложнений рассматривают вопрос о прологировании антикоагулянтной терапии. При использовании механического протеза антикоагулянтная терапия назначается пожизненно [5].

В первых протоколах антикоагулянтной терапии после клапанных операций рекомендованный уровень международного нормализованного отношения (МНО) составлял 4,5-6, однако позднее было показано, что уменьшение дозы варфарина при целевом МНО 2,5-3 приводит к снижению риска кровотечений без увеличения риска тромбозов. Тем не менее частота ослож- нений при применении непрямых антикоагулянтов остается высокой. Так, по сообщению Gorter и соавт., частота кровотечений у пациентов, принимающих антикоагулянты после острого нарушения мозгового кровообращения (ОНМК), достигает 26%, причем у 4,2% пациентов развиваются "большие", или фатальные, кровотечения. По данным рандомизированных исследований [1], риск тромбоэмболических осложнений у пациентов с протезированными клапанами, получающих варфарин с целевым МНО 2,5-3, составляет 1-2%.

Такие особенности варфарина, как узкое терапевтическое окно, зависимость от варфариновой диеты, необходимость частого контроля МНО и коррекции дозировок, и, как следствие, возможная непредсказуемость терапевтического эффекта вносят существенные риски в применение варфарина в клинической практике [2].

Вклад генетических особенностей ферментов метаболизма варфарина определяет более 50% межиндивидуальной вариабельности ответа на препарат [9]. В настоящее время варфарин входит в перечень из 142 препаратов, для которых FDA (Food and Drugs Administration) рекомендовало включить информацию об особенностях метаболизма и фармакогенетическом тестировании в инструкцию к препарату [8].

Для облегчения клинического использования результатов фармакогенетических тестов разработано несколько программ, рассчитывающих оптимальную дозу варфарина с учетом клинических, антропометрических и генетических особенностей пациентов. Наиболее широко используется открытый интернет-ресурс WarfarinDosing, разработанный в Washington University, St. Louis, позволяющий не только рассчитать разовую нагрузочную дозировку варфарина, но и вести динамический монитотринг соотношения дозировка/МНО [9].

Существует несколько стратегий дозирования варфарина: применение фиксированных дозировок, эмпирический подбор дозы в процессе клинического наблюдения за пациентом и мониторинга МНО, подбор дозировки с учетом результатов фармакогенетического тестирования. Фармакогенетическое тестирование чувствительности к варфарину применяется в клинической практике для учета вклада генетических особенностей метаболизма пациента, т.е. немодифицируемых факторов в оптимальную профилактику тромбозов, связанных с протезированием клапанов.

Целью настоящей работы является обсуждение эмпирического и фармакогенетического подходов к подбору дозы варфарина на примере больной, перенесшей протезирование аортального и митрального клапанов.

Клиническое наблюдение

Больная С., 61 год, поступила в отделение хирургического лечения дисфункций миокарда и сердечной недостаточности РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского в 2014 г. с жалобами на быструю утомляемость и одышку при небольших физических нагрузках, подъемы артериального давления до 210/140 мм рт.ст., синкопальные состояния на фоне резких перепадов атмосферного давления. В 2010 г. у пациентки был диагностирован врожденный порок сердца - двустворчатый аортальный клапан. С ноября 2013 г. пациентка отмечала ухудшение состояния, появление одышки в положении лежа.

Обследование и лечение было проведено в соответствии с положениями Хельсинской декларации с получением письменного информированного согласия. Клиническое обследование включало электрокардиографию (ЭКГ), трансторакальную и чреспищеводную ЭхоКГ, мультиспиральную компьютерную томографию (МСКТ) сердца, холеровское мониторирование, рентгеноскопию с обследованием грудной клетки (ОГК), ультразвуковое исследование (УЗИ) брюшной полости, ультразвуковую диагностику (УЗДГ) брахиоцефальных артерий и артерий верхних конечностей.

ДНК из венозной крови выделяли стандартными методами. Генетическое исследование включало фармакогенетическое тестирование по протоколу, одобренному FDA и ориентированному на использование ресурса WarfarinDosing при подборе дозировки варфарина [8]. Методом аллель-специфической полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим электрофорезом в акриламидном и агарозном гелях определялось носительство аллелей c.-1639G>A в гене VKORC1, c.2084+45G>C в гене GGCX, в гене CYP2C9 - полиморфизмов CYP2C9*2 и CYP2C9*3. Мы не анализировали но- сительство полиморфизмов CYP2C9*5 и CYP2C9*6, поскольку они не встречаются в европейской популяции. Дозу варфарина рассчитывали с помощью ресурса WarfarinDosing.org. Также определялось носительство частых генетических факторов тромбофилии F2 (g.20120G>A), FV (Leiden).

По результатам обследования был установлен основной диагноз: комбинированный аортальный порок с преобладанием стеноза, гипертрофия миокарда левого желудочка с обструкцией выносящего тракта, кальциноз аортального клапана III степени, относительная митральная недостаточность II-III степени, трикуспидальная недостаточность II степени, легочная гипертензия II степени. Сопутствующие заболевания: хронический атрофический гастрит вне обострения и хроническая болезнь почек с нарушением азотовыделительной функции.

Пациентке была выполнена расширенная миоэктомия гипетрофированной межжелудочковой перегородки и папиллярных мышц левого желудочка. Также было проведено универсальное хордосохраняющее протезирование митрального клапана протезом Optiform No 27 Carbomedics и протезирование аортального клапана биологическим протезом Optiform No 21 Carbomedics. Послеоперационный период осложнился умеренными явлениями дыхательной недостаточности и синусовой брадикардией на фоне исходной пароксизмальной формы мерцательной артимии, что потребовало установки временного электро-кардиостимулятора (ЭКС).

В послеоперационном периоде пациентке был назначен варфарин. Терапевтическая доза варфарина подбиралась эмпирически: стартовая доза составила 5 мг/сут, максимальная доза - 7,5 мг/сут. Однако после 10 дней приема варфарина целевой уровень МНО достигнут не был, в связи с этим больная была переведена на аценокумарол на 11-е сутки после операции.

На 15-е сутки после операции отмечено появление и прогрессирование одышки при небольших физических нагрузках и пастозность нижних конечностей. По результатам проведенной чреспищеводной ЭхоКГ выявлена дисфункция митрального протеза с тромбозом левого предсердия. В связи с дисфункцией протеза митрального клапана пациентке выполнено репротезирование митрального клапана биологическим протезом Mitroflow No 25. Послеоперационный период протекал с явлениями дисциркуляторной энцефалопатии, нарушениями проводимости сердца, что потребовало подключения временного ЭКС в режиме VVI, нарушениями ритма сердца по типу пароксизмальной формы фибрилляции предсердий.

Одновременно выполнено фармакогенетическое тестирование для уточнения особенностей метаболизма варфарина.

По результатам фармакогенетического тестирования установлена сниженная чувствительность к варфарину (табл. 1). Было установлено, что больная является медленным метаболизатором, устойчивым к действию варфарина. Пациентка выписана под динамическое наблюдение кардиолога по месту жительства на 14-е сутки после повторной операции с достигнутым МНО 2,35 при приеме синкумара в дозировке 2 мг/сут.

Обсуждение

Мы проанализировали динамику МНО у пациентки при различных дозах варфарина и приеме аценокумарола (рис. 1). При дозах варфарина 5-7,5 мг/сут МНО существенно не менялось; после перехода на аценокумарол (синкумар) наблюдался скачок МНО с последующей стабилизацией. Полиморфизм c.-1639G>A в гене VKORC1 в гомозиготном состоянии ассоциирован с более высокими дозами варфарина, однако замедленный метаболизм варфарина не позволяет длительно применять высокие дозировки.

Кроме того, был проведен ретроспективный пересчет дозы варфарина с помощью ресурса WarfarinDosing.org (табл. 2). Дозы для быстрого набора МНО (2-2,5) оказались довольно высокими, в то время как нагрузочные и терапевтические дозы сравнительно низкими, что характерно для медленных метаболизаторов. Также обращает на себя внимание разница в дозировках, рассчитанных для различных целевых значений МНО.

Препараты непрямых антикоагулянтов представляют рацематическую смесь R- и S-энантиомеров, обладающих различной антикоагулянтной активностью. Биотрансформация R- и S-энантиомеров осуществляется в печени различными изоферментами цитохрома Р450. Основной изофермент биотрансформации - CYP2C9 цитохрома Р450, ответственный за гидроксилирование S-энантиомеров (рис. 2). Антикоагулянтную активность варфарина определяет его S-энантиомер, следовательно, изменение активности CYP2C9 может повлечь за собой изменение антикоагулянтного эффекта варфарина.

Влияние генетических факторов на активность ферментов биотрансформации в большей степени изучено для CYP2C9. Полиморфизм генов, продукты которых участвуют в метаболизме R-энантиомеров, изучен недостаточно. Между тем R-энантиомеры непрямых антикоагулянтов могут влиять на антикоагулянтный эффект препарата, активность S-энантиомера которого снижена из-за наличия генетических вариантов в гене CYP2C9. У пациентов с полиморфизмами гена CYP2C9, снижающими эффективность фермента, могут наблюдаться за- медление метаболизма непрямых антикоагулянтов и накопление субстрата.

Аценокумарол также представляет собой смесь R- и S-энантиомеров. R-энантиомер обладает большей антикоагулянтной активностью, но меньшим временем полувыведения, в связи с чем антикоагулянтный эффект аценокумарола также связывают с S-энантиомером [12].

Фармакогенетическое тестирование пациентке С. было выполнено ретроспективно, после развития тромбоза, и его результаты во многом объяснили первоначальные трудности с набором и поддержанием целевого МНО. К сожалению, ретроспективное фармакогенетическое тестирование является частой практикой, несмотря на то что FDA рекомендует его выполнение до первого приема варфарина и подбор дозы с учетом особенностей метаболизма. В лаборатории медицинской генетики за 2010-2014 гг. нами было выполнено фармакогенетическое тестирование для 244 пациентов. Более 80% тестов были назначены ретроспективно, по факту развития у больных, принимавших варфарин, осложнений (тромбоз/кровотечение) или по поводу трудностей с достижением целевого МНО.

Важно помнить, что фармакогенетическое тестирование не может заменить или отменить регулярный контроль МНО. Для большинства пациентов (около 60-70%) средние дозировки, назначаемые эмпирически, не будут существенно отличаться от расчетных. Однако для людей, имеющих особенности метаболизма варфарина, оптимальные дозы могут сильно отличаться от средневзвешенных.

В случае пациентки С. фармакогенетическая и клиническая стратегии подбора дозы варфарина оказались различными. Клинический подход предполагал постепенное наращивание дозы, тогда как по результатам фармакогенетического тестирования была предложена стратегия нагрузки варфарином с последующим снижением дозировки. Кроме того, полиморфизм c.1075A>C в гене CYP2C9*3 позволял предположить снижение эффективности метаболизма S-энантиомеров непрямых антикоагулянтов. Оптимальной стратегией в случае пациентки С. было применение высоких доз в первые 1-2 дня приема с целью быстрого набора МНО и последующее снижение доз.

В приведенном клиническом случае мы продемонстрировали частый подход к фармакогенетическому тестированию: тестирование выполняется после развития осложнений при назначении стандартных доз варфарина.

Однако основное назначение фармакогенетического тестирования - предупредить развитие осложнений, а не выявить возможные причины уже развившихся побочных реакций. Исследования, сравнивающие эффективность различных стратегий дозирования варфарина, показывают противоречивые результаты, поэтому, несмотря на известность и доступность, место фармакогенетического тестирования в клинической практике окончательно не определено.

Основным аргументом против обязательного фармакогенетического тестирования всех пациентов перед назначением варфарина были экономические соображения [11]. Однако сейчас себестоимость тестирования сравнительно низкая, а методы ДНК-диагностики позволяют выполнить исследование в короткие сроки (3-4 дней). Даже при условии выполнения лишних 60-70% исследований стоимость фармакогенетического тестирования ниже, чем затраты на лечение осложнений у пациентов с неучтенными особенностями метаболизма.

Заключение

Фармакогенентическое тестирование при своевременном выполнении позволяет заблаговременно выявить пациентов, нуждающихся в индивидуальном подборе дозы варфарина или в замене препарата. Поскольку варфарин является препаратом выбора для пациентов с протезированными клапанами сердца, мы считаем, что таким пациентам необходимо выполнять фармакогенетический тест до начала антикоагулянтной терапии. Для пациентов с генетически детерминированной низкой скорости биотрансформации варфарина препараты аценокумарола могут быть альтернативой в качестве антикоагулянтной терапии.

Литература

1. Iung B., Rodes-Cabau J. The optimal management of anti-thrombotic therapy after valve replacement: certainties and uncertainties // Eur. Heart J. - 2014. - Vol. 35. - P. 2942-2949.

2. Warfarin pharmacogenomic trials: is there a future for pharmacogenetic-guided dosing? // Pharmacogenomics. - 2014. - Vol. 15, N 6. - P. 719-722.

3. Butchart E.G. Antithrombotic management in patients with prosthetic valves: a comparison of American and European guidelines // Heart. - 2009. - Vol. 95. - P. 430-436.

4. Executive Summary // J. Am. Coll. Cardiol. - 2014. doi: 10.1016/j.jacc.2014.02.537.

5. Ugur Bal et al. The effects of a low international normalized ratio on thromboembolic and bleeding complications in patients with mechanical mitral valve replace- ment // J. Cardiothorac. Surg. - 2014. - Vol. 9. - Р. 79.

6. Long-term occurrence of death and cardiovascular events in patients with transient ischaemic attack or minor ischaemic stroke: comparison between arterial and cardiac source of the index event // J. Neurol. Neurosurg. Psychia- try. - 2008 Aug. - Vol. 79, N 8. - P. 895-899.

7. Vahanian A., Baumgartner H., Bax J. et al. Task Force on the Management of Valvular Hearth Disease of the European Society of Cardiology; ESC Committee for Practice Guidelines. Guidelines on the management of valvular heart disease: The Task Force on the Management of Valvular Heart Disease of the European Society of Cardiology // Eur. Heart J. - 2007. - Vol. 28, N 2. - P. 230-268.

8. Food and Drugs Administration, Table of Pharmacogenomic Biomarkers in Drug Labeling. http://www.fda.gov/drugs/scienceresearch/researchareas/pharmacogenet-ics/ucm083378.htm

9. http://www.warfarindosing.org

10. 2014 AHA/ACC Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease

11. Wadelius M., Pirmohamed M. Pharmacogenetics of warfarin: current status and future challenges // Pharmacogenomics J. - 2007 Apr. - Vol. 7, N 2. - P. 99-111.

12. Сычев Д.А., Антонов И.М., Загребин С.В. и др. Алгоритмы дозирования варфарина, основанные на результатах фармакогенетического тестирования: реальная возможность оптимизации фармакотерапии // РФК. - 2007. - No 2. - С. 59-66.