Фармакогенетика артериальной гипертонии: особенности фармакогенетики торасемида
1929
Вт, 21 Июнь 2016

Кафедра клинической фармакологии РНИМУ им. Н.И. Пирогова, г. Москва

Резюме. В статье обсуждаются вопросы фармакогенетики артериальной гипертонии (АГ) и фармакологического ответа на антигипертензивные препараты, в частности влияния фармакогенетического полиморфизма различных генов в эффективности и безопасности петлевого диуретика торасемида. Представлен обзор научных данных по влиянию генетического полиморфизма генов метаболизирующего фермента CYP2C9 и анионного транспортера OAT на фармакокинетику препарата (печёночный и почечный клиренс), а также на фармакодинамику (выраженность диуретического и салуретического эффектов).

Ключевые слова: фармакогенетика, артериальная гипертония, торасемид, фармакогенетический полиморфизм, метаболизм, транспортер.

Pharmacogenetics of arterial hypertension: pharmacogenetic of torasemide

Leonova M. V.

Russian stste medical university, Department of Clinical Pharmacology, Moscow.

Abstract: The article discusses the pharmacogenetics of arterial hypertension and pharmacological response to antihypertensive drugs, in particular the influence of pharmacogenetic polymorphism of different genes in the efficacy and safety of new loop diuretic torasemide. A review of the scientific evidence on the influence of genetic polymorphisms of genes metabolizsing enzyme CYP2C9 and anion transporter OAT on the pharmacokinetics of the drug (hepatic and renal clearance) and the pharmacodynamics (pronounced of diuretic and saluretic effects).

Keywords: pharmacogenetics, hypertension, torasemide, pharmacogenetic polymorphism, metabolism, anion transporter.

______________________________________

Автор, ответственный за переписку:

Леонова Марина Васильевна – д.м.н., профессор, член-корреспондент РАЕН, профессор кафедры клинической фармакологии ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России;

тел. +7(915)320-43-79. e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение

Существующие проблемы высокой распространенности артериальной гипертонии (АГ), ассоциируемой заболеваемости и смертности у пациентов с АГ, значительной вариабельностью эффективности антигипертензивных препаратов все больше привлекают внимание к изучению фармакогенетических аспектов. За последние 20 лет ведется активное изучение ассоциаций между вариативностью генов-маркеров и неблагоприятными исходами АГ, а также фармакологическим ответом на терапию разных классов антигипертензивных препаратов. Так, наиболее изученными к настоящему времени генами-маркерами являются: ген АПФ (I/D аллели), показавший высокий риска развития сердечно-сосудистых осложнений при АГ, а также зависимость гипотензивного эффекта препаратов, влияющих на РААС (особенно, ингибиторов АПФ); ген G-рrotein signaling-2, показавший наличие ассоциации с развитием АГ в определенных субпопуляциях и зависимость гипотензивного эффекта ингибиторов АПФ и антагонистов кальция; ген ADRB1, показавший зависимость гипотензивного эффекта и риска развития побочных эффектов β-блокаторов; ген каналов L-типа α-1C-subunit, показавший чувствительность к антагонистам кальция дигидропиридиновой группы; ген ADD1 и ген G-рrotein β(3)-subunit, показавшие зависимость гипотензивного эффекта для многих антигипертензивных препаратов (ингибиторов АПФ, β-блокаторов, тиазидных диуретиков) (табл. 1) [1-6].

 

Наиболее изученные гены-маркеры вариабельности ответа на антигипертензивные препараты

Основное значение фармакогенетических исследований в области изучения АГ связано с поиском новых возможностей для оптимизации лечения АГ – от эмпирического подхода к назначению антигипертензивных препаратов к обоснованному, дифференцированному и персонифицированному выбору для каждого пациента.  Многочисленные исследования последних лет свидетельствуют, что гетерогенность ответа пациентов с АГ на прием различных антигипертензивных препаратов на 50% обусловлена генетическими особенностями [5].

Главными направлениями в фармакогенетических исследованиях, посвященных вариабельности клинической эффективности и/или безопасности антигипертензивных препаратов, можно выделить изучение роли генов-маркеров, участвующих в развитии вариабельности фармакокинетики антигипертензивных препаратов (полиморфизм генов метаболизирующих ферментов, пептидов транспортеров ЛС), и генов-маркеров, отвечающих за активность фармакологических мишеней действия антигипертензивных препаратов. Активно изучаются также гены-маркеры ферментов и пептидов, участвующих в физиологической регуляции артериального давления (АД), таких как вазоактивные пептиды и вещества, регулирующие водно-электролитный обмен [7].

Так, в недавно опубликованном наиболее крупном популяционном фармакогенетическом исследовании в Испании у 1115 пациентов с АГ среднего возраста 48 лет изучалась роль генетического полиморфизма основных метаболизирующих ферментов системы Р450 – изоформ CYP3A4/5, CYP2D6, CYP2C19, CYP2C9 [8]. По результатам генотипирования была показана частота встречаемость разных генотипов в популяции пациентов с АГ и выявлено, что наибольшая вариабельность отмечается для изоферментов CYP2D6 (44,6%) и CYP2C9 (39,6%). При анализе частоты применения разных антигипертензивных препаратов, было выявлено что доли препаратов, метаболизирующихся этими изоферментами составили 16% и 25%, соответственно, а ошибки при назначении этих классов препаратов имели место в 31% и 35%, соответственно.

Таким образом, дальнейшее изучение фармакогенетических аспектов эффективности антигипертензивных препаратов может способствовать оптимизации лечения пациентов с АГ, разработке фармакогенетических предикторов для индивидуального выбора антигипертензивных препаратов и повышения эффективности лечения и улучшения прогноза [9].

Фармакогенетика торасемида

С 1950-х годов диуретики играют важную роль в лечении артериальной гипертонии (АГ). В систематическом обзоре 1990-х годах плацебо-контролируемых исследований диуретики показали преимущество в снижении сердечно-сосудистой и общей смертности среди пациентов с АГ [10]. Несмотря на то, что в анализируемых исследованиях применялись тиазидные диуретики, ввиду высокой коморбидности пациентов с АГ, а также наличия ассоциируемых заболеваний (ХБП, ХСН и др.), повышается значимость применения диуретиков других групп (петлевых, калийсберегающих диуретиков), особенно новых препаратов, к которым относится торасемид [11, 12]. По результатам крупных фармакоэпидемиологических исследований, проводимых в США за период 2006-2010 гг., показано, что диуретики занимают треть всех антигипертензивных препаратов и доля петлевых диуретиков стабильно удерживается на уровне 12,5% [9, 13].

Современной альтернативой тиазидным диуретикам для лечения АГ является петлевой диуретик торасемид, обладающего целым рядом фармакодинамических и фармакокинетических преимуществ в ряду петлевых диуретиков [14].

В ранее проведенных исследованиях было показано, что торасемид проявляет выраженный диуретический и натрийуретический эффект при меньшей экскреции ионов калия по сравнению с эквивалентными дозами других петлевых диуретиков (фуросемид) [15, 16]. Это объясняется наличием дополнительного эффекта ингибирования активности альдостерона [17]. Гипотензивная эффективность торасемида проявляется в оптимальной суточной дозе 5 мг и по уровню натрийуреза сопоставима с дозой тиазидного диуретика гидрохлоротиазида 25 мг [18]. Данная доза торасемида не вызывает значимых потерь калия в отличие от эквивалентных доз тиазидов [19]. Длительное применение торасемида для лечения АГ не вызывает нежелательных метаболических эффектов со стороны углеводного, липидного и пуринового обмена [18].

Фармакология и фармакодинамика торасемида

Торасемид относится к петлевым диуретикам, действующим на уровне восходящей петли Генле, что приводит к быстрой экскреции воды, натрия и хлорида [15, 16]. Торасемид является мощным салуретиком и обладает в 2 раза большей силой действия в сравнении с фуросемидом, вызывая эквивалентный диурез и натрийурез при меньшей концентрации и более длительном действии. К преимуществам торасемида относится наличие антиальдостеронового эффекта, который позволяет в меньшей степени экскретировать калий и кальций во время диуретического эффекта [17]. В результате при применении доз 2,5-5 мг торасемида 24-часовой калийурез практически не увеличивается и сопоставим с действием плацебо. Благодаря антиальдостероновой активности торасемид редко вызывает гипокалиемию.

При однократном применении торасемид не вызывает компенсаторного парадоксального антидиуретического эффекта, в отличие от фуросемида. Важной особенностью торасемида является отсутствие клинически значимого влияния на метаболизм глюкозы и липидов (холестерина, триглицеридов) при длительном применении.

Торасемид является высоколипофильным препаратом, что отличает его фармакокинетику от других петлевых диуретиков. Такими фармакокинетическими особенностями торасемида являются: высокая и стабильная биодоступность (в среднем 80%), продолжительный период полувыведения (3,5-4 ч), постепенное накопление активного вещества в плазме крови, уменьшает риск активации контррегуляторных механизмов, инициируемых приемом лекарственных препаратов, снижается риск развития толерантности [20]. В отличие от фуросемида, торасемид подвергается выраженному метаболизму в печени (около 80%); в результате образуется нескольких активных метаболитов и только 20% выводится почками в неизмененном виде (для сравнения: 65% фуросемида и 60% буметанида выводится почками в неизмененном виде). Данные особенности элиминации торасемида практически не влияют на фармакокинетику при нарушении функции почек, что компенсируется увеличением печеночного клиренса. Вместе с тем, фармакокинетика торасемида значимо изменяется у пациентов с циррозом печени: отмечается увеличение биодоступности (почти на 80% за счет снижения пресистемного метаболизма), периода полувыведения и увеличение почечного клиренса на фоне снижения печеночного клиренса препарата [21]. В результате, доля торасемида в моче возрастает на 70%, однако усиления натрийуреза не возникает.

Решающее значение в его метаболизме торасемида отводится изоферменту цитохрома Р450 CYP2C9, участвующем в I фазе метаболизма путем оксидации [22, 23].

В настоящее время уже хорошо известен генетической полиморфизм изофермента CYP2C9, описанного наличием двух «медленных» аллельных вариантов - CYP2C9*2 и CYP2C9*3, приводящих к снижению скорости метаболизма оксиредуктазой [24]. Наибольшую клинической значимость имеет CYP2C9*3, который в гетерозиготном и гомозиготном генотипе достоверно снижает клиренс ЛС.

В присутствии медленных аллелей (особенно, CYP2C9*3) наблюдается значимое замедление клиренса торасемида почти в 1,7 раз (табл. 2) [25].

 

Сравнение фармакокинетики торасемида в зависимости от полиморфизма CYP2C9

Кроме того, фармакокинетика торасемида зависит от активности анионных транспортеров ОАТ1, ОАТ3 и ОАТ4, участвующих в секреции лекарственных средств в канальцах почек [26], а также OATP, участвующего в захвате лекарственных препаратов в гепатоциты [25].

В исследовании у 25 человек изучалась ассоциация между генетической вариабельностью печень-специфичного транспортера ОАТР1В1 (ген SLCO1B1) и печеночным клиренсом торасемида [25]. Было установлено, что AUC торасемида достоверно повышен у носителей медленного генотипа СС-аллелей (табл. 3). Это означает наличие значимого ОАТР1В1-зависимого захвата торасемида в гепатоциты для последующей биотрансформации изоферментом CYP2C9.

 

Сравнение фармакокинетики торасемида в зависимости от полиморфизма  ОАТР1В1

Семейство анионных транспортеров ОАТ обладают широким спектром специфичности для почечной экскреции органических анионов. Большинство ОАТ проявляются свою активность в проксимальных канальцах почек и участвуют в активной секреции ЛС. ОАТ1, ОАТ2 и ОАТ3 локализованы в базолатеральной мембране, ОАТ4 и ОАТ10 – на апикальной мембране клеток   эпителия проксимальных канальцев. Многие классы ЛС имеют афинность к ОАТ1-3: ингибиторы АПФ, АРА, диуретики, статины, β-лактамные антибиотики, НПВП; ОАТ4 также могут участвовать в тубулярной экскреции ЛС [27].

Известно, что петлевые диуретики проявляют высокую аффинность к транспортерам ОАТ1 и ОАТ3, чем ОАТ4 [28].

В исследовании у 95 человек изучалась ассоциация между генетической вариабельностью ОАТ1 (ген SLC22A6), ОАТ3 (ген SLC22A8) и ОАТ4 (ген SLC22A11) и почечным клиренсом торасемида [29]. Клиренс торасемида различался в 6,6 раз в зависимости от полиморфизма генов ОАТ. Так, носители АА-аллелей гена SLC22A11 показали на 35% более высокий клиренс торасемида и на 33% меньший AUC, чем у носителей ТТ-аллелей. Однако, эта вариабельность не влияла на уровень торесамида в моче и выраженность диуретического эффекта. Ассоциации между полиморфизмом других генов SLC22A6SLC22A8 и клиренсом торасемида выявлено не было.

Выявлена высокая взаимосвязь между полиморфизмом CYP2C9, OATP1B1, OAT1, и OAT4, которая объясняет 50% вариабельности фармакокинетики торасемида [30]. Так, вариабельность захвата торасемида в гепатоциты оказывает значимое влияние на последующую биотрансформацию и почечную экскрецию. В результате клиренс торасемида может нарушаться на 47%; доля участия полиморфизма OATP1B1 составляет примерно 15%, полиморфизма CYP2C9 – около 20%, полиморфизм ОАТ1 и ОАТ4 – примерно10%. Нарушение захвата торасемида в гепатоциты при вариабельности OATP1B1 сопровождается увеличением почечного клиренса.

Учитывая высокую фармакогенетическую вариабельность фармакокинетики торасемида представляет интерес оценка их влияния на фармакодинамику и клиническую эффективность препарата.

В исследовании у 34 человек изучали взаимосвязь генетического полиморфизма по CYP2C9 с фармакодинамикой торасемида по салуретическому эффекту [31].

Оценивали фармакокинетику и фармакодинамику однократной дозы торасемида 10 мг по торасемид индуцированным показателям: объем мочи, уровень экскреции натрия, калия, хлора, мочевой кислоты на фоне ограниченной солевой диеты. Наиболее значимые изменения фармакокинетики имели место у носителей генотипов *3-аллеля: показатели плазменной концентрации и AUC в 1,5 раза были выше при гетерозиготном носительстве (*1/*3 и *2/*3) и в 2 раза выше – при гомозиготном носительстве (*3/*3) (табл. 4). Общий клиренс торасемида снижается на 30% и 60% при генотипах *2/*2 и *3/*3, соответственно; наиболее значимое снижение печеночного клиренса отмечается у носителей медленного *3-аллеля. Таким образом, наличие *3-аллеля в генотипе изофермента CYP2C9 приводит к наиболее выраженным изменениям параметров фармакокинетики торасемида: двукратно увеличивается уровень неизмененного торасемида в моче и в 3-4 раза снижается почечный и общий клиренс [31].

 

Сравнение фармакокинетики торасемида в зависимости от полиморфизма CYP2C9

Фармакогенетические различия в фармакокинетике торасемида оказывают влияние на фармакодинамику препарата. Объём выделенной мочи не различался в зависимости от полиморфизма CYP2C9 в течение 24 ч после приема препарата. Однако, салуретический эффект показал различия для разных генотипов. Так, экскреция натрия, калия и хлора была на 25% выше у носителей *3-аллеля, особенно в первые 8 часов после приёма торасемида; наиболее выраженный эффект проявился по уменьшению 24-часовой экскреции мочевой кислоты (известно, что диуретики являются конкурентными ингибиторами почечной экскреции мочевой кислоты) (табл. 5) [31].

Изменения фармакодинамики торасемида в зависимости от полиморфизма CYP2C9

Заключение

Фармакогенетика торасемида может иметь важное значение для фармакокинетики и фармакодинамики, оказывать влияние на выраженность диуретического эффекта и электролитных нарушений. В настоящее время активно изучается роль генетического полиморфизма не только в эффективности, но и безопасности торасемида. Установлено влияние полиморфизма генов изофермента CYP2C9 и анионного транспортера OAT на фармакокинетику препарата, в частности клиренс. Фармакогенетический полиморфизм CYP2C9 существенно снижают печеночный клиренс препарата, а полиморфизм OATP1B1 увеличивает почечный клиренс торасемида почти на 30%, но ввиду малой фракции свободной плазменной концентрации (только 1%), значимых изменений в выраженности диуретического и салуретического эффектов в краткосрочных исследованиях не было выявлено.

Исследования по изучению клинической значимости лекарственных взаимодействий с торасемидом, включая связанные с фармакогенетическим полиморфизмом, на примере антагонистов рецепторов АТ, также не выявили проблем.

Таким образом, несмотря на выраженные фармакогенетические изменения в фармакокинетике торасемида, применение его у пациентов может быть достаточно эффективным и безопасным. Однако, безусловно необходимы дальнейшие наблюдения в более продолжительных исследованиях по оценке отдаленных результатов эффективности и безопасности, связанных с генетическими особенностями.

Литература

  1. Arnett D.K., Claas S.A., Glasser S.P. Pharmacogenetics of antihypertensive treatment. Vascul Pharmacol. 2006;44(2):107-18.
  2. Kamide K., Yang J., Matayoshi T. et al. Genetic polymorphisms of L-type calcium channel a1C and a1D subunit genes are associated with sensitivity to the antihypertensive effects of L-type dihydropyridine calcium-channel blockers. Circ J 2009; 76: 732–740
  3. Riddle E.L., Rana B.K., Murthy K.K. et al. Polymorphisms and Haplotypes of the Regulator of G Protein Signaling-2 Gene in Normotensives and Hypertensives. Hypertension. 2006;47:415-420.
  4. Sugimoto K., Katsuya T., Kamide K. et al. Promoter polymorphism of RGS2 gene is associated with change of blood pressure in subjects with antihypertensive treatment: the azelnidipine and temocapril in hypertensive patients with type 2 diabetes study. Int J Hypertens 2010:196307.
  5. Turner S.T., Schwartz G.L., Chapman A.B. et al. Antihypertensive pharmacogenetics: getting the right drug into the right patient. J Hypertension 2001;19: 1–11.
  6. Johnson J.A. Pharmacogenomics of antihypertensive drugs: past, present and future.Pharmacogenomics 2010; 11: 487–491.
  7. Kamide K., Kawano Y., Rakugi H. Pharmacogenomic approaches to study the effects of antihypertensive drugs. Hypertension Research.2012;35:796–799.
  8. Torrellas C., Carril J.C., Cacabelos R. Benefits of Pharmacogenetics in the Management of Hypertension. J Pharmacogenomics Pharmacoproteomics 2014, 5:1-7.
  9. Polimanti R, Iorio A., Piacentini S. et al. Human pharmacogenomic variation of antihypertensive drugs: from population genetics to personalized medicine. Pharmacogenomics. 2014;15(2):157-67.
  10.  Collins R., Peto R., MacMahon S. et al. Blood pressure, stroke, and coronary heart disease. Part 2: Short-term reductions in blood pressure: Overview of randomised drug trials in their epidemiological context. Lancet. 335: 827–838, 1990
  11.  Mancia G., Fagard R. et al. 2013 ESH/ESC Guidelines for the management of arterial hypertension: The Task Force for the management of arterial hypertension of the European Society of Hypertension (ESH) and of the European Society of Cardiology (ESC). J Hypertension 2013; 31: 1281–1357.
  12.  Российское медицинское общество по артериальной гипертонии (РМОАГ), Всероссийское научное общество кардиологов (ВНОК). Диагностика и лечение артериальной гипертензии. Российские рекомендации (четвертый пересмотр), 2010.
  13.  Kent S.T., Shimbo D., Huang L. et al. Antihypertensive medication classes used amongmedicare beneficiaries initiating treatment in 2007–2010. PLoS ONE 9(8): e105888.
  14.  Baumgart P. Torasemide in comparison with thiazides in the treatment of hypertension. Cardiovasc.Drugs Ther.1993;7 (Suppl 1): 63-8.
  15.  Friedel H.A., Buckley M.M. Torasemide. A review of its pharmacological properties and therapeutic potential. Drugs. 1991;41(1):81-103.
  16.  Dunn C.J., Fitton A., Brogden R.N. Torasemide. An update of its pharmacological properties and therapeutic efficacy. Drugs 1995;49:121-42.
  17.  Uchida T., Yamanaga K., Nishikawa M. et al. Anti-aldosteronergic effect of torasemide. Eur J Pharmacol 1991;205:145-50.
  18.  Baumgart P. Torasemide in comparison with thiazides in the treatment of hypertension. Cardiovasc.Drugs Ther. 1993;7(Suppl 1):63-8.
  19.  Luft F.C. Torasemide in the treatment of arterial hypertension. J.Cardiovasc.Pharmacol. 1993; 22(Suppl 3):S32-S39.
  20.  Castañeda-Hernández G., Caillé G., du Souich P. Influence of drug formulation on drug concentration-effect relationships. Clin. Pharmacokinet. 1994;26(2):135-43.
  21. Schwartz S., Brater D.C., Pound D. et al. Bioavailability, pharmacokinetics, and pharmacodynamics of torsemide in patients with cirrhosis. Clin. Pharmacol. Ther. 1993;54:90-7.
  22.  Miners J.O., Rees D.L., Valente L. et al. Human hepatic cytochrome P450 2C9 catalyzes the rate-limiting pathway of torsemide metabolism. J Pharmacol. Exp. Ther. 1995;272:1076-81.
  23.  Miners J.O., Coulter S., Birkett D.J. et al. Torsemide metabolism by CYP2C9 variants and other human CYP2C subfamily enzymes. Pharmacogenetics 2000;10:267-70.
  24.  Lee C.R., Goldstein J.A., Pieper J.A. Cytochrome P450 2C9 polymorphisms: a comprehensive review of the in-vitro and human data. Pharmacogenetics 2002;12:251-63.
  25.  Werner D., Werner U., Meybaum A et al. Determinants of steady-state torasemide pharmacokinetics: impact of pharmacogenetic factors, gender and angiotensin II receptor blockers. Clin Pharmacokinet. 2008;47(5):323-32.
  26.  Vormfelde S.V., Schirmer M., Hagos Y. et al. Torsemide renal clearance and genetic variation in luminal and basolateral organic anion transporters. Br J Clin. Pharmacol. 2006;62(3): 323-35
  27.  Burckhardt G. Drug transport by Organic Anion Transporters (OATs). Pharmacol. Ther. 2012;136(1):106-30.
  28.  Hasannejad H., Takeda M., Taki K. et al. Interactions of human organic anion transporters with diuretics. J Pharmacol. Exp. Ther. 2004;308:1021–9.
  29.  Vormfelde S.V., Schirmer M., Hagos Y. et al. Torsemide renal clearance and genetic variation in luminal and basolateral organic anion transporters. Br J Clin Pharmacol 2006;62(3): 323–335.
  30.  Vormfelde S.V., Toliat M.R., Schirmer M. et al. The polymorphisms Asn130Asp and Val174Ala in OATP1B1 and the CYP2C9 allele *3 independently affect torsemide pharmacokinetics and pharmacodynamics. Clin Pharm & Ther 2008;83(6):815-817.
  31.  Vormfelde S.V., Engelhardt S., Zirk A. et al. CYP2C9 polymorphisms and the interindividual variability in pharmacokinetics and pharmacodynamics of the loop diuretic drug torsemide. Clin. Pharmacol. Ther. 2004;76:557-66.

 

Похожие статьи

Рубрики

Топ 10 за все время