Генетические маркеры ответа на терапию циклоспорином у больных псориазом

• Килина Дарья Андреевна
• Карнишкина Ольга Юрьевна
• Смирнова Т.С.
• Галимова Эльвира Сафуановна

Резюме

Цель исследования - анализ ассоциаций полиморфных вариантов rs3213619, rs2229109, rs1128503, rs2032582 гена ABCB1 с чувствительностью к терапии циклоспорином в популяции русских. Использованы образцы ДНК 168 больных псориазом русской этнической принадлежности. Генотипирование полиморфных локусов rs3213619, rs2229109, rs1128503, rs2032582 ABCB1 гена проведено методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием амплификатора CFX 96™ RealTime Cycler (BioRad, США). Впервые была обнаружена ассоциация rs1045642 с риском развития негативных реакций и отсутствием эффективности терапии циклоспорином у больных псориазом (отношение шансов 2,58, 95% доверительный интервал 1,64-4,06). Для подтверждения полученных результатов необходимы репликативные исследования на независимых выборках в различных популяциях.

Ключевые слова:фармакогенетика; персонализированная терапия; псориаз; ген ABCB1; P-гликопротеин; полиморфные варианты; ассоциация

Псориаз - хроническое воспалительное заболевание кожи, характеризующееся гиперпролиферацией эпидермальных клеток, нарушением кератинизации, воспалительной реакцией в дерме. Для лечения псориаза различной степени тяжести применяют фототерапию, глюкокортикоиды, аналоги витаминов A и D, иммунодепрессанты и генно-инженерные биологические препараты.

Циклоспорин - иммуносупрессивный препарат, представляющий собой циклический липофильный полипептид из 11 аминокислот. Основными клетками-мишенями для циклоспорина являются CD4⁺-T-лимфоциты, активация которых лежит в основе развития иммунного ответа при псориазе. Циклоспорин на клеточном уровне блокирует покоящиеся лимфоциты в фазах клеточного цикла G₀ или G₁ подавляет продукцию и секрецию цитокинов активированными Т-лимфоцитами.

Разработка и внедрение методов, позволяющих персонализировать фармакотерапию, - одна из приоритетных задач медицины, поскольку это связано с недостаточной безопасностью и эффективностью лекарственных средств. Так, по данным исследований, у 10-40% пациентов применение лекарственных препаратов оказывается неэффективным [1]. Ежегодно в США умирают около 100 тыс. человек и более 2 млн госпитализируют по поводу нежелательных лекарственных реакций (НЛР) [1]. В развитие НЛР и неэффективности лекарственной терапии существенный вклад вносят генетические факторы. Циклоспорин наиболее эффективен в лечении тяжелых форм псориаза и псориатического артрита. Однако отмечено, что в отдельных случаях применение этого препарата приводит к тяжелым токсическим повреждениям почек, интенсивным болям в костях и снижению эффективности [2].

Цель исследования - оценить влияние полиморфных вариантов rs3213619, rs2229109, rs1128503, rs2032582 и rs1045642 гена ABCB1, кодирующего P-гликопротеин - АТФ-связывающий кассетный транспортер, осуществляющий энергозависимый перенос субстратов через мембрану, на эффективность терапии циклоспорином у больных псориазом русской этнической принадлежности.

Материал и методы

В работе использованы образцы ДНК 168 больных псориазом, состоящих на учете и находящихся на стационарном лечении в городских кожно-венерологических диспансерах Москвы и Санкт-Петербурга. Тяжесть и активность болезни, а также чувствительность к терапии циклоспорином после 3 мес оценивали по индексу площади и тяжести псориатических поражений PASI (Psoriasis Area and Severity Index). В группе пациентов, получавших циклоспорин, оценку эффективности терапии проводили после трех месяцев лечения. Достижение величины индекса PASI > 75% расценивалось как выраженная клиническая эффективность терапии псориаза, тогда как при индексе PASI ≤ 50% -как отсутствие чувствительности к лечению. ДНК выделяли из лимфоцитов периферической крови методом фенольно-хлороформной экстракции [3]. Генотипирование пяти однонуклеотидных полиморфизмов (SNPs) гена ABCB1 (табл. 1) было проведено методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени с использованием амплификатора CFX 96™ Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, США). Соответствие наблюдаемого распределения частот генотипов теоретически ожидаемому равновесному распределению по закону Харди-Вайнберга оценивали с помощью точного критерия Фишера [4] в программе FINNETI. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием пакета прикладных программ PLINK [5], FINNETI и MS Excel 2013 (Microsoft). При сравнении частот аллелей и генотипов в группах больных и здоровых лиц применяли критерий χ², точный критерий Фишера и критерий χ² с поправкой Йетса для таблиц сопряженности 2 х 2. Силу ассоциаций генотипических характеристик c риском развития псориаза оценивали по значениям показателя отношения шансов (ОШ, odds ratio, OR). Для коррекции множественных сравнений применяли поправку Бонферрони.

Результаты и обсуждение

С учетом оценки PASI после трех месяцев терапии циклоспорином 104 больных псориазом были идентифицированы как чувствительные к лечению PASI > 75%, тогда как 64 пациента с PASI ≤ 50% - без эффективности терапии. При анализе распределения частот моделей наследования полиморфных вариантов SNPs rs3213619, rs2229109, rs1128503, rs2032582 гена ABCB1 у больных псориазом с клинической эффективностью терапии и у пациентов без улучшений не было выявлено достоверных отличий (р > 0,05). Показано, что частота редкого аллеля T (0,58) генетического варианта C3435T ABCB1 была значительно выше в группе больных псориазом, демонстрирующих неэффективность терапии циклоспорином, по сравнению с противоположной когортой (0,28) (табл. 2). Таким образом, было обнаружено, что носительство аллеля T rs1045642 повышает риск развития негативных реакций и отсутствия эффективности терапии циклоспорином у больных псориазом (ОШ 2,58; 95% ДИ 1,64 - 4,06). Вышеуказанная ассоциация остается статистически значимой и после введения поправки Бонферрони на множественные сравнения. Кроме того, анализ ассоциаций моделей наследования полиморфного варианта C3435T (rs1045642) гена ABCB1 у больных псориазом с эффективной терапией циклоспорином выявил, что при доминантной модели наследования (TT+CT vs CC) повышен риск развития негативных реакций и отсутствия эффективности терапии циклоспорином у больных псориазом (ОШ 4,01; 95% ДИ 1,82 - 8,98) в 2 раза в сравнении с рецессивной моделью (TT vs CC+CT) (ОШ 2,50; 95% ДИ 1,14 - 5,50) (см. табл. 2).

Согласно результатам многочисленных исследований, ответы на лекарственное воздействие варьируют у представителей различных этнических групп [6]. Ведущая роль генетических факторов в развитии НЛР предполагает, что в основе возникновения вариаций при ответе на фармакотерапию лежат генетические межпопуляционные различия. Наиболее ранняя работа, оценивающая межэтнические различия в частотах аллелей и генотипов полиморфных маркеров гена ABCB1, связана с анализом полиморфизма данного гена в европейских популяциях и далее - в популяциях других регионов [6]. В исследовании 84 пациентов с псориазом в греческой популяции в течение 3-месячного периода лечения циклоспорином A выявлена статистически значимая ассоциация SNP rs1045642 в гене ABCB1 с неэффективностью терапии (р = 0,0075) [7], что согласуется с результатами данного исследования, полученными для русской популяции.

Ген ABCB1 кодирует Р-гликопротеин (MDR1 multidrug resistance protein 1 - белок множественной лекарственной устойчивости 1; CD243) - это представитель суперсемейства ABC-транспортеров, участвующий в переносе ксенобиотиков [8]. Ген ABCB1размером 100 kb картирован на хромосоме 7, локус 21.1 и содержит 28 экзонов. Ген является высокополиморфным и в настоящий момент идентифицировано более 8000 SNPs, из которых 390 расположено в кодирующих регионах [9]. Наиболее изучены три SNPs гена ABCB1 -1236C>T, 2677G>T/A и 3435C>T. Полиморфный вариант 3435C>T локализован в 26 экзоне и является синонимичной заменой I (Ile) > I (Ile). Исследования выявили, что этот синонимичный полиморфизм может изменять уровень Р-гликопротеина путем влияния на экспрессию мРНК, альтернативный сплайсинг и эффективность трансляции [10, 11]. Этот SNP демонстрирует выраженную межэтническую вариабельность [12]. Частоты распространенности аллеля 3435T составляют 0,17-0,27 у африканцев, 0,41-0,66 у азиатов и 0,48-0,57 у европейцев [13-17]. Варианты гена ABCB1ассоциируют с изменениями в фармакокинетике лекарственных препаратов, с эффективностью лечения и развитием нежелательных реакций.

У носителей аллеля Т rs1045642 повышен риск развития побочных эффектов в результате низкой экспрессии гена ABCB1, влияющей на снижение количества Р-гликопротеина в кишечнике, печени, почках и эндотелии гемато-энцефалического барьера. Это, в свою очередь, требует снижения дозы препарата, являющегося субстратом Р-гликопротеина, с узким терапевтическим диапазоном (например, циклоспорина, дигоксина, такролимуса и др).

В результате данного исследования впервые идентифицирован фармакогенетический маркер эффективности терапии циклоспорином у больных псориазом русской этнической принадлежности, что является предпосылкой для разработки и внедрения в практику персонализированного подхода к иммуносупрессивной терапии.

Заключение

Полиморфный вариант rs1045642 гена ABCB1 ассоциирован с отсутствием эффективности лечения циклоспорином и повышенным риском возникновения нежелательных реакций у больных псориазом русской этнической принадлежности. Для подтверждения результатов настоящего исследования необходимы репликативные исследования на независимых выборках в различных популяциях.

Литература/References

1. Silber B.M. Pharmacogenomics. In: W. Kalow, U. Meyer, R.F. Tyndale (eds). New York, NY: Marcel Dekker, 2001.

2. O’Neil E.A., Sloan V.S. A potential mechanism of cyclosporine-associated bone pain: comment on the radiologic vignette by Stone et al. Arthritis Rheum. 1998; 41: 565-6.

3. Mathew C.G. The isolation of high molecular weight eukaryotic DNA. Methods Mol. Biol. 1985; 2: 31-4.

4. Guo S.W., Thompson E.A. Performing the exact test of Hardy-Weinberg proportions for multiple alleles. Biometrics. 1992; 48 (2): 361-72.

5. Purcell S., Neale B., Todd-Brown K., Thomas L., Ferreira M.A., Bender D., et al. PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses. Am. J. Hum. Genet. 2007; 81 (3): 559-75.

6. Wolking S., Schaeffeler E., Lerche H., Schwab M., Nies A.T. Impact of genetic polymorphisms of ABCB1 (MDR1, P-glycoprotein) on drug disposition and potential clinical implications: update of the literature. Clin Pharmacokinet. 2015; 54 (7): 709-35.

7. Vasilopoulos Y., Sarri С., Zafiriou E., Patsatsi A., Stamatis C., Ntoumou E., et al. A pharmacogenetic study of ABCB1 polymorphisms и cyclosporine treatment response in patients with psoriasis in the Greek population. Pharmacogenomics J. 2014; 14 (6): 523-25.

8. Kerb R. Implications of genetic polymorphisms in drug transporters for pharmacotherapy. Cancer Lett 2006; 234: 4-33.

9. NCBI’s dbSNP database.

10. Wang D., Johnson A.D., Papp A.C., Kroetz D.L., Sadee W. Multidrug resistance polypeptide 1 (MDR1, ABCB1) variant 3435C4T affects mRNA stability. Pharmacogenet. Genomics 2005; 15: 693-704.

11. Lindell M., Karlsson M.O., Lennernas H., Pahlman L., Lang M.A. Variable expression of CYP and Pgp genes in the human small intestine. Eur. J. Clin. Invest. 2003; 33: 493-9.

12. Fung K.L., Gottesman M.M. A synonymous polymorphism in a common MDR1 (ABCB1) haplotype shapes protein function. Biochim. Biophys. Acta. 2009; 1794: 860-71.

13. Ameyaw M.M., Regateiro F., Li T., Liu X., Tariq M., MobarekA., et al. MDR1 pharmacogenetics: frequency of the C3435T mutation in exon 26 is significantly influenced by ethnicity. Pharmacogenetics. 2001; 11: 217-21.

14. Cascorbi I., Gerloff T., Johne A., Meisel C., Hoffmeyer S., Schwab M., et al. Frequency of single nucleotide polymorphisms in the P-glycoprotein drug transporter MDR1 gene in white subjects. Clin. Pharmacol. Ther. 2001; 69: 169-74.

15. Kim R.B., Leake B.F., Choo E.F., Dresser G.K., Kubba S.V., Schwarz U.I., et al. Identification of functionally variant MDR1 alleles among European Americans and African Americans. Clin. Pharmacol. Ther. 2001; 70: 189-99.

16. Lee S.S., Kim S.-Y., Kim W.-Y., Thi-Le H., Yoon Y.-R., Yea S.S., et al. MDR1 genetic polymorphisms and comparison of MDR1 haplotype profiles in Korean and Vietnamese populations. Ther. Drug Monit. 2005; 27: 531-5.

17. Schaeffeler E., Eichelbaum M., Brinkmann U., Penger A., AsantePoku S., Zanger U.M., et al. Frequency of C3435T polymorphism of MDR1 gene in African people. Lancet. 2001; 358: 383-4.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)