The role of CYP3A5 (rs776746) gene polymogene polymorphism in the efficacy of bronchial asthma therapy in children

Abstract

.

Full Text

Актуальность. Современные национальные и международные клинические рекомендации регламентируют выбор противовоспалительной терапии у детей с бронхиальной астмой (БА). Препаратами первой линии выбора являются ингаляционные глюкокортикостероиды (ИГКС). Метаболизм ИГКС происходит при участии изоферментов цитохрома Р 450 (CYP) семейства 3А. Гены, кодирующие данные изоферменты, обладают полиморфизмами. Ранее проведенные фармакогенетические исследования демонстрируют влияние полиморфизмов генов, ответственных за работу изоферментов CYP3A5, на эффективность терапии бронхиальной астмы. Введение. На сегодняшний день бронхиальная астма (БА) является актуальной проблемой педиатрии, аллергологии и пульмонологии. В 2017 году в России зарегистрировано 1028,6 случаев БА на 100000 детского населения до 14 лет [1]. По данным крупнейшего эпидемиологического исследования по изучению аллергии и астмы у детей International Study of Allergy and Asthma in Children (ISAAC), среди детей 6-7 лет распространенность БА составила 11,7%, среди детей 13-14 лет - 14,1% [2]. Существующие международные и национальные программные документы регламентируют выбор терапии у детей с БА [3-5]. Согласно рекомендациям, основным направлением лечения БА является купирование воспаления в дыхательных путях. Выбор противовоспалительной терапии (син. контролирующей, базисной, поддерживающей) определяется в соответствии с уровнем контроля симптомов БА [3-5]. Выделяют контролируемое, частично контролируемое и неконтролируемое течение БА. Отсутствие полного контроля заболевания требует рассмотрения вопроса о ступенчатом повышении объема противовоспалительной терапии. При длительном сохранении контроля БА возможно ее ступенчатое снижение. Таким образом, адекватный выбор базисной терапии позволяет контролировать БА, повышая качество жизни пациентов. Наиболее эффективными лекарственными средствами противовоспалителной терапии БА являются ингаляционные глюкокортикостероиды (ИГКС). Тем Российский Аллергологический ^^урнал 2019 том 16 № 1 61 не менее, согласно литературным данным, примерно в 30% случаев терапия ИГКС не способствует полному контролю симптомов заболевания [6]. Известно, метаболизм ИГКС происходит при участии изоферментов цитохрома Р 450 (CYP) семейства 3А [6-10]. В клетках дыхательных путей экспрессия CYP3A в основном представлена CYP3A5, в клетках печени - CYP3A4. За активность изоферментов CYP3A5 и CYP3A4 отвечают гены CYP3A5 и CYP3A4 соответственно. Данные гены обладают полиморфизмами. Наиболее изученными являются полиморфизмы rs776746 (син. 6986A>G) гена CYP3A5 и rs35599367 гена CYP3A4. Ранее проведенные фармакогенетические исследования показывают влияние полиморфизмов генов, ответственных за экспрессию изоферментов цитохрома Р450, на эффективность терапии респираторных заболеваний [7, 11-14]. Имеющиеся данные демонстрируют необходимость таких исследований у детей с бронхиальной астмой. Цель исследования. Поиск возможностей оптимизации терапии бронхиальной астмы у детей на основании оценки влияния полиморфизмов rs776746 гена CYP3A5 и rs35599367 гена CYP3A4 на эффективность противовоспалительной терапии бронхиальной астмы у детей. Материалы и методы. Исследование выполнено на базе трех городских поликлиник города Москвы. В работе приняли участие 108 детей в возрасте 6-17 лет с установленным в соответствии с критериями GINA диагнозом БА. Все респонденты находились под динамическим наблюдением врача аллерголога. В ходе работы проводилась регулярная оценка контроля симптомов БА с использованием критериев GINA, а также адаптированных опросников по контролю БА. Среди них: опросник ACQ, рекомендованный к использованию у детей с БА старше 6 лет [15], тест АСТ, используемый у детей старше 12 лет [16], тест С-АСТ по контролю над астмой для детей от 4 до 11 лет [17]. Кроме того, для всех пациентов проводились образовательные мероприятия с целью повышения приверженности медицинским рекомендациям, обучению технике ингаляции. В процессе наблюдения за детьми в зависимости от уровня контроля симптомов проводилась коррекция объема противовоспалительной терапии, с последующим ее анализом. У всех пациентов выполнено генотипирование c определением полиморфизмов rs776746 гена CYP3A5 и rs35599367гена CYP3A4. С использованием цитощеток («Changzhou Chuangjia Medical Appliance Co., Ltd», Китай) собран буккальный эпителий. Далее проводилось определение генетических полиморфизмов в несколько этапов: 1) выделение геномной ДНК из буккального эпителия; 2) проведение аллель-специфичной ПЦР на ДНК- амплификаторах «Dtlite» компании «ДНК-Техно-логия» (Россия) и CFX96 Touch Real Time System с ПО CFX Manager компании BioRad (США) с использованием наборов «SNP- Скрин» ЗАО «Синтол» (Россия); 3)анализ и интерпретация результатов. Статистический анализ результатов работы проводился с использованием методов параметрической и непараметрической статистики при помощи пакета прикладных программ STATISTICA v10.0 («StatSoftInc.», США). При выборе способа анализировалась нормальность распределения выборок (W-теста Шапиро-Уил -ка). Сравнение двух выборок осуществлялось с учетом однородности дисперсий (F-теста Фишера). Статистически значимым результат считался при р-value менее 0,05 (статистическая мощность более 80%). Результаты. В исследовании приняли участие 108 детей в возрасте 6-17 лет с установленным в соответствии с критериями международных и национальных программных документов диагнозом БА. Мальчиков было 68,52% (74), девочек - 31,48% (34). 45,37% (49) детей были в возрасте 6-11 лет, 54,63% (59) - в возрасте 12-17 лет. У 90, 74% (98) детей имела место атопическая БА. У 9,26% (10) пациентов не было выявлено специфически значимых аллергенов, а эпизоды бронхообструкции у них возникали в ответ на неспецифические факторы. У 100 детей на момент включения уже имели выставленный диагноз БА и получали противовоспалительную терапию. У 8 детей на момент включения диагноз БА выставлен впервые. Мы провели оценку контроля симптомов БА у детей с ранее выставленным диагнозом БА (n=100). У 39% (39) детей была диагностирована контролируемая БА. У 61% (61) респондентов полного контроля заболевания не наблюдалось. Из них частично контролируемое течение у 31% (31) детей, неконтролируемое - 30% (30). Все дети находились под динамическим наблюдением аллерголога. Для всех пациентов были организованы образовательные мероприятия с целью повышения приверженности пациентов медицинским рекомендациям, обучению технике использования ингаляторов. Мы регулярно проводили оценку контролируемости БА у всех детей. В зависимости от уровня контроля проводилась коррекция объема противовоспалительной терапии. Мы потребовавшийся для достижения контроля БА объем терапии. По нашим данным, у 64,81% (70) детей контроль симптомов достигался с использованием низких доз ИГКС или применением короткодействующих бета2-а-гонистов (КДБА) по потребности. Данные пациенты были отнесены к группе детей, объем терапии которых 62 Российский Аллергологический ^^урнал 2019 том 16 № 1 соответствовал первой и второй ступеням в соответствии с критериями GINA. У 35,19% (38) детей контроль БА был достигнут применением объема базисной терапии третьей ступени GINA: 12,96% (14) этих детей получали средние дозы ИГКС, у 5,56% (6) были рекомендованы низкие дозы фиксированных комбинаций ИГКС с длительно действующими бета2-агонистами (ДДБА). 13,89% (15) респондентов получали объем терапии четвертой ступени GINA с применением средних и высоких доз фиксированных комбинаций ИГКС/ДДБА. Объем терапии 2,78% (3) детей соответствовал пятой ступени GINA. У этих детей была применена таргетная терапия с использованием моноклональных анти^Б антител. Надо отметить, что у 7 детей контроль заболевания не достигался даже высокими дозами ИГКС/ДДБА (в том числе 3 детей, получавших таргетную терапию). В зависимости от объема терапии мы распределили всех детей на группы с легкой, среднетяжелой и тяжелой БА. Легкая БА была диагностирована у детей, находящихся на первой и второй ступенях терапии в соответствии с критериями GINA. Среднетяжелое течение БА было установлено у респондентов, получающих терапию третьей ступени. Тяжелая БА диагностирована у детей четвертой и пятой ступеней. В результате, легкое течение БА установлено у 64,81% (70) детей, среднетяжелое течение - у 18,52% (20) детей, тяжелое -у 16,67% (18) детей. Мы провели генотипирование у всех респондентов. Изучались полиморфные маркеры rs776746 гена CYP3A5 и rs35599367 гена CYP3A4. Мы изучили распределение генотипов по полиморфизму rs776746 гена CYP3A5 Распределение генотипов CYP3A5 (6986A >G) соответствовало закону Хар-ди-Вайнберга для европейской популяции (%2 = 0,25, p-value = 0,61). Из 108 человек 98 (90,74%) были гомозиготами по полиморфному маркеру 6986A>G гена CYP3A5 и имели генотип GG. 10 детей (9,26%) были гетерозиготами с генотипом AG. Мы провели анализ течения БА 10 респондентов с генотипом AG. 4 из 10 этих детей с генотипом AG получали объем терапии четвертой и пятой ступеней в соответствии с критериями GINA и имели тяжелое течение БА. У трех из них заболевание не контролировалось высокими дозами ИГКС/ДДБА. У одного ребенка начата таргетная терапия. 3 из 10 детей с генотипов AG для контроля симптомов БА получали низкие дозы фиксированных комбинаций ИГКС/ДДБА и имели среднетяжелое течение БА. Остальное трое гетерозигот получали объем терапии первой и второй ступеней GINA и имели легкое течение БА. Таким образом, в группе детей с легким течением БА частота встречаемости гетерозигот по полиморфному маркеру 6986A>G гена CYP3A5 составила 4,29% (3), в группе среднетяжелой БА - 3 из 20, в группе тяжелого течения - 4 из 18. При статистической обработке данных, мы получили статистически значимую разницу в частоте встречаемости генотипа AG (полиморфизм rs776746 гена CYP3A5) между группой детей с тяжелым течением БА, получающих объем противовоспалительной терапии четвертой и пятой ступеней в соотвествии с критериями GINA, и группой детей с легкой степенью БА, получающих объем терапии первой и второй ступеней: в группе детей с тяжелым течением БА частота встречаемости генотипа AG была выше (р=0,029). Кроме того, было показано, что в группе детей, находящихся на третьей и выше ступенях терапии в соотвествии с критериями GINA, статистически чаще встречался генотип AG (полиморфизм rs776746 гена CYP3A5) по сравнению с группой детей, получавших объем терапии первой и второй ступеней (р=0,031). Таким образом, было получено, что присутствие генотипа AG полиморфизма 6986A>G гена CYP3A5 ассоциировано с потребностью в большем объеме про-тивоастматической поддерживающей терапии, то есть является фактором риска более тяжелого течения БА. При проведении генотипирования по полиморфному маркеру rs35599367 гена CYP3A4 было получено, что все дети являлись гомозиготами по аллелю С и обладали генотипом СС. Таким образом, мы не получили данных по влиянию полиморфизма rs35599367 гена CYP3A4 на эффективность противовоспалительной терапии у детей с БА. Выводы. 1) Частота встречаемости генотипа AG полиморфизма 6986A>G гена CYP3A5 у детей с БА составила 9,26%. 2) У 7 из 10 гетерозигот c генотипом AG полиморфизма 6986A>G гена CYP3A5 объем контролирующей терапии соответствовал третьей и выше ступеням по критериям GINA. 3) У 3 гетерозигот c генотипом AG полиморфизма 6986A>G гена CYP3A5 контроль БА не был достигнут высокими дозами ИГКС/ДДБА. 4) В группе детей, получавших объем терапии четвертой и пятой ступеней в соответствии с критериями GINA и имевших тяжелое течение БА, частота встречаемости генотипа AG была статистически выше (р=0,029). 5) В группе детей, находящихся на третьей и выше ступенях терапии в соотвествии с критериями GINA, статистически чаще встречался генотип AG (полиморфизм rs776746 гена CYP3A5) по сравнению с группой детей, получавших объем терапии первой и второй ступеней (р=0,031). Российский Аллергологический ^^урнал 2019 том 16 № 1 63 6) Все респонденты были гомозиготами по полиморфному маркеру rs35599367 гена CYP3A4 и обладали генотипом CC. Таким образом, было показано, что генотип AG полиморфизма rs776746 гена CYP3A5 ассоциирован с потребностью в большем объеме противовоспалительной терапии для контроля БА и является фактором риска более тяжелого течения БА. Обсуждение. Мы выявили статистически значимое присутствие гетерозигот AG по полиморфному маркеру 6986A>G гена CYP3A5 в группах детей со среднетяжелой и тяжелой БА, что показывает необходимость проведения дальнейших исследований изучения фар-макогенетических механизмов эффективности лекарственных средств противовоспалительной терапии БА. Известно, что большинство представителей евро-пиоидной рассы являются мутантными гомозиготами по данному полиморфизму и обладают генотипом GG [10]. Такой генотип отвечает за экспрессию неактивной формы изофермента CYP3A5. При этом наличие хотя бы одного аллеля А приводит к значительному повышению активности изофермента и ускорению метаболизма лекарственных средств, являющихся его субстратами [7]. Основной метаболизм ИГКС происходит при участии изоферментов цитохрома Р 450 CYP3A4 и CYP3A5 [6]. В печени основная роль принадлежит CYP3A4. В клетках дыхательных путей - CYP3A5. Возможно, снижение работы CYP3A5 у большинства носителей генотипа GG (ген CYP3A5 (A6986G)) пролонгирует присутствие активной формы некоторых ИГКС, при этом увеличивая их противовоспалительный эффект. При этом при наличие аллеля А (ген CYP3A5 (A6986G)), отвечающего за экспрессию активной формы изофермента, может приводить к ускорению метаболизма и инактивации активной формы ИГКС, что способствует снижению их противовоспалительного эффекта и потребности в увеличении дозы и применении дополнительных лекарственных средств. Данный вопрос нуждается в дальнейшем изучении.