Клиническая фармокогенетика

    Наиболее распространённая мутация, приводящая к синтезу бутирилхолинэстеразы со сниженной активностью — замена в нуклеотидной последовательности в 209-м положении аденилового нуклеотида на гуаниловый. В результате синтезируется фермент, у которого в 70-м положении аспарагин заменён на глицин (атипичная бутирилхолинэстераза). Гомозиготы по этой мутантной аллели проявляют повышенную чувствительность к суксаметонию.

  Вторая  мутация, приводящая к синтезу бутирилхолинэстеразы с резко сниженной активностью — «вставка» в 117-м положении нуклеотидной последовательности. В результате синтезируется фермент («тихая» бутирилхолинэстераза) с «длиной», равной 22% «длины» нормальной бутирилхолинэстеразы. Гомозиготы по этой мутантной аллели также проявляют повышенную чувствительность к суксаметонию.

  Третья  мутация, приводящая к синтезу фермента со сниженной активностью — замена в 243-м положении треонина на метионин. В результате синтезируется бутирилхолинэстераза, называемая фторрезистентной бутирилхолинэстеразой-1. Гомозиготы по этой мутантной аллели также проявляют повышенную чувствительность к суксаметонию, однако период апноэ у них короче (приблизительно 30 мин).

  Частота гетерозигот и гомозигот по всем мутантным аллелям, определяющим сниженную  активность фермента, среди европейского населения составляет 2—4% и 1:2500 соответственно. Фенотипирование бутирилхолинэстеразы для определения её сниженной  активности осуществляют с помощью «дибукаинового теста», основанного на торможении активности фермента дибукаином в стандартных условиях. Результат теста представляют в виде «дибукаинового числа», равного степени подавления фермента, выраженной в процентах. При нормальной активности бутирилхолинэстеразы, дибукаиновое число равно 80%; у гомозигот по мутантным аллелям, определяющим сниженную активность фермента, оно составляет 20%; у гетерозигот по этим аллелям — 60%. Таким образом, дибукаиновый тест позволяет не только выявлять лиц с повышенной чувствительностью к суксаметонию, но и гетерозигот, что важно для профилактики осложнений при применении суксаметония у их потомства. Внедрение этого метода в клинику позволит более точно выявлять лиц с повышенной чувствительностью к суксаметонию и обеспечить высокую безопасность применения суксаметония хлорида. 
 
 
 

Генетический  полиморфизм параоксоназы (ароматической  эстеразы)

  Параоксоназа  — фермент из группы арилэстераз. Название фермента определяется его  способностью метаболизировать параоксон — антихолинэстеразный препарат, применяемый местно для лечения глаукомы. Параоксоназа также участвует в эфирном гидролизе фос- форорганических соединений, карбаматов, эфиров уксусной кислоты. Соединения перечисленных классов широко применяют в сельском хозяйстве и промышленности, в качестве лекарственных препаратов, а некоторые из них являются боевыми отравляющими веществами (зарин, заман). Доказан генетический полиморфизм параоксоназы. Наиболее распространённая мутация, обусловливающая изменение активности фермента — мутация, в результате которой в положении 192 глутамин заменён на аргинин (мутация GLN192ARG). Эта мутация наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Носители мутации параоксоназы GLN192ARG, особенно гомозиготы, более чувствительны к действию фосфорорганических соединений. Эта мутация наиболее распространена у японцев (41,4%), что обусловило большое количество жертв при применении зарина при террористическом акте в Токийском метро в марте 1995 г.

Генетический  полиморфизм N-ацетилтрансферазы

  N-ацетилтрансфераза катализирует реакцию ацетилирования ряда ЛС, в том числе изониазида, сульфаниламидов, прокаинамида, гидралазина. Выделено два изофермента N-ацетилтрансферазы: N-ацетилтрансфераза-1 (NAT1) и N-ацетилтрансфераза-2 (NAT2). Изофермент NAT1 ацетилирует небольшое количество ариламинов и не обладает генетическим полиморфизмом. Основной фермент ацетилирования — изофермент NAT2.

В I960 г. были выявлены «медленные» и «быстрые»  ацетиляторы изониазида: у первых Т_1/2 изониазида равен 3ч, у вторых — 1,5ч . В связи с более медленной биотрансформацией препарата у «медленных» ацетиляторов чаще развиваются полиневриты, связанные с торможением изониазидом превращения пиридоксина в активный кофермент дипиридоксальфосфат, необходимый для синтеза миелина. Индивидуальная скорость ацетилирования существенно не влияет на режимы дозирования изониазида при ежедневном приёме, но может уменьшить эффективность терапии при его прерывистом применении. «Медленные» ацетиляторы — гомозиготы по «медленной» аллели NAT2, а «быстрые» — гомо- либо гетерозиготы по «быстрой» аллели NAT2.

Полиморфизм ацетилирования характерен и для  гидралазина, сульфаниламидов и  многих других ЛC. Применение прокаинамида и гидралазина у «медленных» ацетиляторов чаще приводит к поражению печени.

Считают, что  фенотип «быстрого» ацетилирования более распространён среди светлоглазых и светловолосых людей. Известно около 15 мутантных аллелей гена NAT2, все эти мутации наследуются по аутосомно-рецессивному типу. Тип ацетилирования определяют методами фено- и генотипирования NAT2. В качестве маркерных субстратов ацетилирования широко используют дапсон и сульфадимезин.

• Отношение концентраций моноацетилдапсона и дапсона в плазме крови через 6ч после введения препарата менее 0,35 характерно для «медленных», а более 0,35 — для «быстрых» ацетиляторов.
• Если в качестве маркерного субстрата используют сульфадимезин, содержание его менее 25% принятой дозы в плазме через 6 ч и менее 70% в моче, собранной через 5-6ч после введения, свидетельствует о фенотипе «медленного» ацетилирования.

Генетический  полиморфизм тиопурин S-метилтрансферазы (ТРМТ)

 ТРМТ  — фермент, катализирующий реакцию  S-метилирования производных тиопурина, т.е. основного пути метаболизма цитостатиков из группы антагонистов пурина (меркаптопурина, тиогуанина, азатиоприна). Активность ТРМТ у людей различается: у 88,6% — высокая активность, у 11,1% — промежуточная и у 0,3% — очень низкая или отсутствует. У пациентов с низкой активностью фермента повышена чувствительность к перечисленным цитостатикам, проявляющаяся опасными для жизни гематотоксическими (лейкопенией, тромбоцитопенией, анемией) и гепатотоксическими эффектами. У этих пациентов биотрансформация меркаптопурина происходит по альтернативному пути, т.е. с образованием высокотоксичного 6-тиогуанин нуклеотида. Его концентрация в плазме крови тем выше (следовательно, нежелательные лекарственные эффекты меркаптопурина тем сильнее), чем ниже активность ТРМТ. Снижение активности ТРМТ наследуется по аутосомно-рецессивному типу, у гомозигот низкая активность, у гетерозигот промежуточная. Для обеспечения безопасности проводимой химиотерапии перед назначением тиопуринов следует определять активность ТРМТ в эритроцитах пациента (фенотипирование ТРМТ) или генотип пациента с помощью ПЦР (генотипирование ТРМТ). Разработана коррекция дозировок меркаптопурина в зависимости от активности ТРМТ или генотипа этого фермента (безопасные дозы для пациентов с низкой активностью ТРМТ в 10-15 раз ниже среднетерапевтических).

Генетический  полиморфизм гликопротеина-Р

   Гликопротеин-Р  представляет собой белок-переносчик, локализованный на мембране клеток кишечника  и участвующий в выведении  из них в просвет кишечника  некоторых ЛС (например, дигоксина, верапамила, дилтиазема, ингибиторов ВИЧ-протеазы, колхицина, циклоспорина). Идентифицировано несколько мутаций в гене гликопротеина-Р, приводящих к изменению фармакокинетики ЛС.

 Наиболее  распространённый мутантный аллель  гена гликопротеина-Р — замена  в нуклеотидной последовательности  цитидилового нуклеотида на тимидиловый в положении 3435, что приводит к синтезу гликопротеина-Р со сниженной активностью. У гомозигот по этой мутации создаются высокие концентрации дигоксина в плазме крови, и, следовательно, чаще развиваются нежелательные лекарственные реакции на препарат. Мутацию наследуют по аутосомнорецессивному типу. Распространённость гомозигот по этой мутации в европейской популяции высока (24%). Внедрение в клиническую практику генотипирования гликопротеина-Р позволит повысить эффективность и безопасность терапии дигоксином и другими JIC — субстратами гликопротеина-Р. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Министерство  здравоохранения Российской Федерации

Сибирский Государственный  Медицинский Университет 
 

Кафедра клинической  генетики 
 
 
 
 
 
 

Фармакогенетика.

Моногенный контроль метаболизма лекарственных препаратов. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент IV курса МБФ

Туманов А. А.

Проверил: к.м.н. Назаренко М. С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Томск 2010