Vpliv polimorfizmov prenašalcev cyp3a5 in drog na koncentracijo imatiniba in klinični odziv pri bolnikih s kronično mieloidno levkemijo v kronični fazi | časopis za človeško genetiko

Vpliv polimorfizmov prenašalcev cyp3a5 in drog na koncentracijo imatiniba in klinični odziv pri bolnikih s kronično mieloidno levkemijo v kronični fazi | časopis za človeško genetiko

Anonim

Predmeti

  • Terapija z zdravili
  • Genska variacija
  • Levkemija
  • Farmakogenetika

Izvleček

Najmanjša koncentracija Imatinib mesilata (IM) je med bolniki s kronično mieloidno levkemijo (CML), ki so se zdravili z IM. Čeprav na farmakokinetiko IM vpliva več encimov in prenašalcev, je malo znano o vlogi farmakogenetske variacije v presnovi IM. V tej študiji so med 67 japonskimi bolniki s KML v kronični fazi raziskali povezave med koncentracijo IM, koncentracijo, kliničnim odzivom in 11 enojedukleotidnimi polimorfizmi v genih, vključenih v farmakokinetiko IM ( ABCB1 , ABCC2 , ABCG2 CYP3A5 , SLC22A1 in SLCO1B3 ). Najnižja koncentracija IM je bila pri bolnikih z večjim molekularnim odzivom bistveno višja kot pri tistih brez enega ( P = 0, 010). Med koncentracijo IM in starostjo, težo, indeksom telesne mase ali biokemičnimi podatki niso opazili pomembne korelacije. Vendar je bila koncentracija IM, prilagojena odmerku, bistveno višja pri bolnikih z ABCG2 421A kot pri tistih z 421C / C ( P = 0, 015). Z multivariatno regresijsko analizo samo ABCG2 421A neodvisno napoveduje višjo najnižjo koncentracijo IM, prilagojeno odmerjanju ( P = 0, 015). Poleg tega so prejšnje raziskave pokazale, da je različica ABCG2 421C> A (p.Q141K) razširjena med japonskimi in han Kitajci in manj pogosta med Afričani in belci. Ti podatki skupaj kažejo, da lahko spremljanje koncentracije IM v plazmi in potencialni ABCG2 421C> genotipizacija izboljša učinkovitost terapije z IM, zlasti pri azijskih bolnikih s KML.

Uvod

Imatinib mesilat (IM) je močan in selektiven zaviralec aktivnosti BCR-ABL tirozin kinaze in je odobren za zdravljenje kronične mieloidne levkemije, ki je pozitiven na kromosom Philadelphia, na kromosom. 1, 2 Kljub izjemnim rezultatom, pridobljenim z IM za zdravljenje CML, včasih opazimo primere odpovedi zdravljenja ali premajhnega odziva. Številni dejavniki, ki verjetno temeljijo na odpornosti na IM, vključno z (i) biološkimi dejavniki, kot sta osnovna vrednost ali kasnejši pojav bcr – abl in / ali drugih mutacij; (ii) klinične značilnosti, na primer bolezenski status bolnika ali ocena tveganja Sokal na začetku; in (iii) ustavno farmakogenetsko variacijo, ki vpliva na presnovo IM in / ali transport. 3

Nedavno sta dve študiji nakazali, da spremenljiva koncentracija koncentracije plazemske IM vpliva na klinični odziv med bolniki s CML. 4, 5 Poleg tega so Picard in sod. poročali, da je treba prag za koncentracijo vsebnosti IM postaviti nad 1002 ng ml –1, saj je bila ta raven pomembno povezana z glavnim molekularnim odzivom (MMR). 5 Čeprav je več pomembnih kliničnih preskušanj pokazalo, da bi moral biti 400 mg IM standardni dnevni odmerek za bolnike s kronično fazo CML, pa 1, 2 v klinični praksi dajemo 40% japonskih bolnikov manjše odmerke IM. 6, 7 To je v veliki meri posledica dejstva, da imajo pri nekaterih japonskih bolnikih nižji odmerki IM zadostno koncentracijo za terapevtsko zdravljenje s CML. 7 Čeprav je ta interindividualna variabilnost farmakokinetike IM opažena pri japonskih bolnikih s KML, je malo znanih o potencialnih farmakogenetskih spremembah, ki vplivajo na presnovo IM in na učinkovitost prenosa zdravil.

Sistem citokrom-P450 (CYP) je vključen v oksidativni metabolizem IM, glavni poti pa katalizira CYP3A4 / 5. 2, 8, 9 Čeprav je bilo ugotovljenih le nekaj običajnih polimorfizmov CYP3A4, ki imajo in vivo učinek na aktivnost encimov, je izražanje CYP3A5 močno povezano z eno-nukleotidnim polimorfizmom (SNP) znotraj intra 3 (6986A> G; CYP3A5 * 3 ). 10 Ta alel je razširjen med japonskimi posamezniki, 11 pa kaže, da lahko SNP zarodne celice CYP3A5 vplivajo na koncentracijo IM in učinkovitost zdravila v tej populaciji.

IM se prevaža s P-glikoproteinom (MDR1), transporterom organskih kationov 1 (OCT1) in proteinom odpornosti raka dojke (BCRP). 12, 13, 14, 15 P-glikoprotein, ki ga kodira gen ABCB1 , je membranski transporter izliva, ki se normalno izraža v tankem črevesu, v bilijarnem kanalu spredaj hepatocitov in v proksimalnih kanalčkih ledvic. 16 Dosedanje študije so raziskale, ali SNP v ABCB1 , vključno z 1236T> C, 2677G> T / A in 3435T> C, vplivajo na farmakokinetiko IM; vendar je vloga genetske variacije ABCB1 v koncentraciji IM še vedno nejasna. 17, 18 OCT1, ki ga kodira SLC22A1 , se v glavnem izraža na hepatocitih, kar kaže, da ima vlogo pri vnosu substrata v jetra. 19, 20, 21 Čeprav je IM substrat OCT1, 15, 22, 23, prej ni bilo opaziti povezave med IM in SLC22A1 286C> T ali 1498G> A, vendar različice, ki v japonski populaciji niso pogoste. 24, 25 Poleg tega so raziskave in vitro pokazale, da organski anionni transportni polipeptid 1B3 (OATP1B3), ki ga kodira SLCO1B3 , prispeva k prevzemu IM v hepatocite. 24 Vendar o vplivu SNP-jev SLCO1B3 na farmakokinetiko IM do danes niso poročali.

IM se izloči v žolč pretežno z BCRP, ki ga kodira ABCG2 , manj pa z proteinom 2 z več odpornostmi (MRP2), ki ga kodira ABCC 2 in MDR1. 12, 13, 14 BCRP prav tako spada v ABC efluksni transporter družine 26 in se široko izrazi v tankem črevesju, jetrih in posteljici, kar vpliva na absorpcijo in razporeditev različnih substratov. 27, Polimorfizem farmakokinetike rosuvastatina pri zdravih kitajskih moških. Clin. Podloga Acta. 373, 99–103 (2006). "Href =" / Članki / jhg201098 # ref28 "aria-label =" Referenca 28 "> 28 Omeniti je treba, da Petain et al. Poročajo, da je očistek IM pri bolnikih z ABCG2 421C / A genotip je bil bistveno manjši kot pri tistih z genotipom 421C / C

Za raziskovanje vloge farmakogenetskih sprememb v presnovi in ​​učinkovitosti IM so analizirali SNP znotraj pomembnih genov izpostavljenosti IM ( ABCB1 (MDR1) , ABCC2 (MRP2), ABCG2 (BCRP), CYP3A5 , SLC22A1 ( OCT1 ) in SLCO1B3 ( OATP1B3 )) Bolniki s CML, ki jih zdravijo IM. Poleg tega je bila določena najnižja koncentracija IM pri vseh bolnikih za oceno povezanosti med farmakokinetiko IM in učinkovitostjo.

Rezultati

Značilnosti bolnika in odziv na zdravljenje z imatinibom

V raziskavi je sodelovalo 67 japonskih bolnikov s CML. Med njimi je bilo pet bolnikov brez CCyR izključenih iz korelacije koncentracije IM skozi klinični odziv zaradi identifikacije mutacij domene ABL kinaze (G250E, G250E, E279K, T315I in F317L). Od preostalih 62 bolnikov je 51 (82%) pokazalo CCyR, 34 (55%) pa MMR.

Klinične značilnosti 62 bolnikov z (vsi odmerki, n = 34; 400 mg, n = 21) ali brez (vsi odmerki, n = 28; 400 mg, n = 10) MMR so povzeti v tabeli 2. Predvsem IM najnižja koncentracija je bila pri bolnikih z MMR bistveno višja kot pri tistih, ki MMR niso dosegli ( P = 0, 010; slika 1). Poleg tega je bila med pacientom z MMR ( P = 0, 017) srednja koncentracija najmanjše IM še enkrat višja pri 31 bolnikih, ki so zdravili s 400 mg IM dnevno. Med plazemsko koncentracijo IM in najnižjo koncentracijo CCyR niso opazili (podatki niso prikazani).

Tabela polne velikosti

Image

Okvirna ploskev koncentracije IM v stanju dinamičnega ravnovesja pri vseh odmerkih pri bolnikih z in brez MMR. Škatle obsegajo podatke med dvema kvartiloma (interkvartilni razpon), pri čemer so mediani predstavljeni s krepkimi vodoravnimi črtami. Konci viskov (vertikalne črte) predstavljajo najmanjše in največje vrednosti, ki niso zunaj. Odpadki (krogi) so vrednosti med 1, 5 in 3 interkvartilnimi razponi od konca škatle. Med pacienti z MMR in brez MMR so bile povprečne najnižje koncentracije IM med 779 ng ml –1 (razpon 353–1950 ng ml –1 ) in 701, 5 ng ml –1 (111–1210 ng ml –1 ).

Slika v polni velikosti

Genotip in odziv na zdravljenje z imatinibom

Genotipi vseh bolnikov in njihovi molekularni odzivi na zdravljenje z IM so povzeti v preglednici 3. Za 62 bolnikov brez mutacije domene ABL kinaze je bil odstotek z MMR bistveno večji med tistimi z genotipom SLC22A1 1222G / G kot pri tistih, ki so prenašali alel A ( P = 0, 013). Poleg tega so logistični regresijski modeli razkrili, da je pri bolnikih z SLC22A1 1222G / G večja verjetnost, da bodo dosegli MMR, s kvoto razmerja 3, 71 (95-odstotni interval zaupanja (CI): 1, 2288–10, 685, P = 0, 015). Pozitivne in negativne napovedne vrednosti SLC22A1 1222A> G za MMR v CML so bile 70, 6 oziroma 60, 7%. Vendar med 31 bolniki, zdravljenih s 400 mg IM na dan, ni bilo pomembne razlike v genotipu SLC22A1 1222A> G v odstotku bolnikov, ki so dosegli MMR.

Tabela polne velikosti

Genotip in najmanjša koncentracija imatiniba

Pet bolnikov z mutacijo domene ABL kinaze je bilo vključenih v to analizo, saj te mutacije verjetno ne bi vplivale na izpostavljenost IM. Pri vseh bolnikih je bila povprečna najnižja koncentracija IM 904, 8 ± 795, 2 ng ml –1 . Med starostjo, težo, indeksom telesne mase ali biokemičnimi podatki in koncentracijo vsebnosti IM niso opazili pomembne korelacije (tabela 1).

Doze , prilagojene plazemski koncentraciji IM za vsakega genotipa ABCB1 , ABCC2 , ABCG2 , CYP3A5 , SLC22A1 in SLCO1B3, so bile določene in so navedene v preglednici 4. Med koncentracijami ABCB1 , ABCC2 , CYP3A5 ni bilo pomembnih razlik v koncentracijah prilagojenih odmerku IM., Genotip SLC22A1 ali SLCO1B3 . Vendar je bila koncentracija IM prilagojena odmerku bistveno višja pri 25 bolnikih z ABCG2 421C / A ali 421A / A kot pri 42 bolnikih z 421C / C ( P = 0, 015). Povprečna koncentracija IM, prilagojena odmerku, je bila v genotipih ABCG2 421C / A + A / A in 421C / C 3, 18 oziroma 2, 34 ng ml –1 mg –1 . Poleg tega je z multivariatno regresijsko analizo samo ABCG2 421A neodvisno napovedoval višjo najnižjo koncentracijo IM, prilagojeno odmerjanju ( P = 0, 015). Identificirana formula napovedi je bila sledeča: najnižja koncentracija IM, prilagojena odmerku (C 0 / odmerek) = –0, 845 (standardna napaka 0, 339) × G +3, 183 (standardna napaka 0, 207), kjer je G = 1 za genotip ABCG2 421C / C in 0 za druge genotipe.

Tabela polne velikosti

Diskusija

V tej študiji je bila ugotovljena pomembna povezava med najnižjo koncentracijo IM v stanju dinamičnega ravnovesja in MMR, vendar ne CCyR; vendar je možno, da je bilo število bolnikov brez CCyR v naši raziskavi (11 bolnikov, 18%) premajhno za dosego statističnega pomena. Poleg tega je bila pri bolnikih z MMR srednja najnižja koncentracija (1020 ng ml –1 ) večja od praga 1002 ng ml –1, potrebnega za učinkovitost5, kar še dodatno podpira ugotovljeno statistično povezanost med ravnino IM v plazmi in kliničnim odzivom. Poleg tega je naša raziskava ugotovila pomembno povezavo med koncentracijo ABCG2 421C> A (p.Q141K) in koncentracijo IM, kar kaže na pomembno vlogo transportera izliva BCRP pri presnovi IM.

Poleg tega se zdi, da je polimorfizem SLC22A1 1222A> G neodvisen dejavnik, povezan s kliničnim odzivom na IM. Čeprav je bil v naši študiji SLC22A1 1222A> G povezan z doseganjem MMR med bolniki, zdravljenih z manj kot 400 mg IM ( P = 0, 048), je za potrditev te ugotovitve potrebna večja skupina bolnikov. Raven SLC22A1 ( OCT1 ) verjetno korelira s koncentracijo znotrajcelične IM, saj so imele primarne celice CML z visokimi nivoji OCT1 večje od tistih, ki kažejo skromnejšo izražanje OCT1. 22, 23 Zaradi tega je bil pri naših bolnikih, zdravljenih z nižjimi odmerki IM, klinični odziv odvisen od SLC22A1 ( OCT1 ), medtem ko je bilo pri bolnikih s plazemsko vrednostjo IM nad pragom 1002 ng ml –1 izpostavljenost IM večja. odvisno od ABCG2 (BCRP).

Najmanjša koncentracija IM, prilagojena odmerjanju, je bila pri bolnikih s CML z ABCG2 (BCRP) 421A bistveno višja kot pri tistih z genotipom 421C / C, kar kaže, da lahko medinduktivno nihanje plazemske koncentracije IM odraža aktivnost transportera izliva BCRP. IM se izloča pretežno po biliarno-fekalni poti 41, BCRP pa se močno izrazi v tankem črevesju in žolčnih kanalih. 42, 43 Prisotnost BCRP v tankem črevesju kaže, da prispeva k uravnavanju dovajanja substrata iz prebavil s povratnim transportom substratov, ki ponovno vstopijo v črevesni lumen. Glede na dejstvo, da imajo celice PA317, ki so bile okužene z ABCG2 421A, zmanjšano izražanje BCRP v primerjavi z divjim tipom, zato je 44 za plazemsko koncentracijo IM pri bolnikih, ki prenašajo genotip ABCG2 421C / C, nižje kot pri tistih, ki prenašajo alel 421A.

Peroralno dani IM ima absolutno biološko uporabnost 98% pri bolnikih s CML, 2, znotrajcelični vnos IM pa naj bi bil povezan z organskim anionom, ki prevaža polipeptid SLCO1A2 (OATP1A2). 24 V človeškem črevesju se OATP1A2 izrazi na apikalni membranski meji človeških enterocitov 45, kar kaže na to, da lahko neto absorpcija IM odraža stanje, v katerem pride do večjega zaužitja SLCO1A2 (OATP1A2) kot izliva ABCG2 (BCRP) . V tej študiji genotipizacije SLCO1A2 niso izvedli, ker SNP, ki vplivajo na transportno aktivnost OATP1A2, običajno ne najdemo pri azijski populaciji. 46 Posledično lahko razporeditev IM spremenimo z ABCG2 421C> A, tako da razlike v koncentraciji IM, ki so odvisne od polimorfizma, odražajo razliko v izločanju jeter z jetrnim IM, ne pa razlike v absorpciji črevesne IM.

Čeprav ima SLC22A1 ( OCT1 ) pomembno vlogo pri določanju klinične učinkovitosti IM v celicah CML, 22, 23 je njegova vloga pri izpostavljenosti IM v hepatocitih verjetno manjša. Na primer, bolniki z različico SLG22A1 ( OCT1 ) 480G so ponavadi imeli nekoliko višje najnižje koncentracije IM, vendar je multivariatna analiza pokazala, da je samo ABCG2 421A pomembno povezan z višjo koncentracijo IM, prilagojeno dozi. Zlasti, ko je bila za prijavljeno 1002 uporabljena naša multivariatna regresijska napovedna formula za najnižjo koncentracijo IM prilagojene odmerku (C 0 / odmerek = –0, 845 × G +3, 183, kjer je G = 1 za ABCG2 421C / C in 0 za druge genotipe) ng ml –1 plazemski prag Picard in sod. , 5 predvideni odmerek IM za bolnike z ABCG2 421C / C znaša 400 mg, za bolnike z 421C / A ali 421A / A pa 300 mg. To je še posebej pomembno, če upoštevamo dejstvo, da imajo prebivalci Japonske in Han Kitajcev občutno višjo frekvenco alelov ABCG2 421C> A (30, 7 oziroma 28, 9%), kot kavkaško (11, 7%) in afroameriško prebivalstvo (2, 3%). 47, 48, 49 Naša skupina trenutno izvaja perspektivno klinično študijo za potrditev te formule napovedi.

Tako ABCB1 (MDR1) kot ABCG2 (BCRP) imata visoko afiniteto za IM in lahko dajeta odpornost in vitro z iztisnitvijo IM iz hematopoetskih celic. 50, 51 Poleg tega oba transporterja kažeta povišano izražanje v matičnih celicah CML, 52, 53 in več znanih SNP spreminjata svojo aktivnost. 18, 54 Na primer, Dulucq in sod. poročali, da so polimorfizmi ABCB1 povezani z MMR v CML. 55 Pred kratkim sta Kim in sod. opisali tri SNP v ABCG2 , CYP3A5 in SLC22A1, ki so bili pomembno povezani z rezultati zdravljenja po IM terapiji. 56 Čeprav niso preučevali razmerja med testiranimi SNP in koncentracijo IM v plazmi, so avtorji ugotovili, da lahko vmesne spremembe pri vnosu in očistku jeter privedejo do sprememb v sistemski koncentraciji IM.

Naše rezultate je treba razlagati v okviru omejitev študije, ki vključujejo predvsem velikost vzorca študije. Kot je bilo navedeno, so bile v multivariatno analizo vključene samo spremenljivke z univariatnimi P- vrednostmi pod 0, 1. Glede na koncentracijo MMR in imatiniba sta bili edini spremenljivki, ki sta dosegli prag pomembnosti, SLC22A1 1222A> G in ABCG2 421C> A, genotip. Za izračunavanje moči ABCG2 421C> t -test z dva vzorca je bila za pridobitev moči zaznavanja 90% ( α = 0, 05 in β = 0, 1) potrebna velikost vzorca 16 preiskovancev v skupini genotipov, ki je ustrezala velikosti statističnega vzorca. Vendar pa je za dve vzorčni primerjavi izračuna moči moči SLC22A1 1222A> G, ko je 37, 0 in 68, 6% bolnikov z genotipom SLC22A1 1222 A / A + G / A in G / G prispelo na MMR, vzorec Za pridobitev 90-odstotne moči zaznavanja je bila potrebna velikost 51 oseb za en genotip. Poleg tega multivariatnega modeliranja kovariatov ni mogoče določiti s to velikostjo vzorca, kar kaže na to, da je morda utemeljena potrditvena študija z uporabo večje kohorte pacienta.

Podobno kot analize bcr-abl mutacij je tudi spremljanje plazme IM lahko koristno v klinični praksi, če pričakovanega odziva med zdravljenjem IM ne dosežemo. Toda klinična izvedljivost tega pristopa zahteva nadaljnjo preučitev. Na primer, podobno kot prejšnje študije o količinskem določanju ravni plazme , je v naši študiji 4, 5 uporabljena visoko zmogljiva tekočinska kromatografija, opremljena z masnim spektrometričnim detektorjem. Ta metoda ni vedno na voljo v standardnih bolnišničnih laboratorijih, tekoči stroški pa so dražji od stroškov za visokozmogljivo tekočinsko kromatografijo z ultravijoličnim detektorjem. Tako je lahko validiran visokozmogljiv tekočinski kromatografija-ultravijolični test bolj praktična platforma za merjenje koncentracije IM v plazmi v dejanski klinični praksi.

Za zaključek lahko ABCG2 421C> A vpliva na medinvidualno variacijo koncentracije IM v plazmi, opaženo pri japonskih bolnikih s CML. Čeprav je za potrditev teh ugotovitev potrebna prospektivna študija z večjo populacijo bolnikov, lahko spremljanje koncentracije IM v plazmi in klinični ABCG2 421C> Genotipizacija lahko izboljša terapijo IM za CML, zlasti pri azijski populaciji.

Priloge

Dodatek

Študijska skupina Akita CML: Hitoshi Ogasawara, Yoshiaki Hatano, Atsushi Kitabayashi, Yoshinari Kawabata, Jun Kuroki, Tamio Nishinari, Yutaka Nakayama, Hidetaka Niitsu, Yoshikazu Ichikawa, Ryutaro Inaba, Arata Watanahas, Satahakaka, Saitaka, Saitaka, Kaitaka, Saitu, Taatoka, Saitu, Atsushi Oshima, Akihiko Chubachi, Takashi Nimura, Mutsuhito Motegi, Naoto Takahashi, Kenichi Sawada.