Farmakogenetiske analyser

Avdeling for klinisk farmakologi

​Variasjoner i effekten av legemidler bestemmes i stor grad av genetiske (arvelige) forhold. For mange legemidler skyldes en viktig del av denne variasjonen forskjeller i ulike leverenzymers kapasitet til å bryte disse midlene.

I samarbeid med Seksjon for medisinsk genetikk utføres genetiske analyser av de legemiddelmetaboliserende cytokrom P-450 (CYP)-enzymene CYP2D6, CYP2C9, CYP2C19, CYP1A2, CYP2B6, enzymene N-acetyltransferase 2 (NAT2) og tiopurinmetyltransferase (TPMT), samt transportpumpen OATB1B1 (SLCO1B1).

Videre analyseres det for en spesiell polymorfisme i det genet som koder for serotonintransportøren, 5-HTTLPR, som er assosiert med økt bivirkningsrisiko ved behandling med selektive serotoninreopptakshemmere (SSRI-preparater). Til sist analyseres det for en spesiell polymorfisme i det genet som koder for enzymet vitamin K-epoksidreduktasekompleks-1 (VKORC-1). Dette er det enzymet som warfarin virker på, og vi undersøker her en mutasjon her som er assosiert med økt følsomhet for warfarin.

For mer utførlig informasjon om CYP-systemet

For en fullstendig oversikt over CYP-enzymer og ulike mutasjoner http://cypalleles.ki.se/  

For en oversikt over TPMT

For en oversikt over VKORC-1

CYP2D6

Ca. 7 % av befolkningen mangler aktivt enzym. Disse personene får høye serumkonsentrasjoner av aktuelle legemidler (se tabell) med risiko for bivirkninger/toksiske effekter ved vanlig dosering. Noen få prosent av befolkningen har ekstra høy enzymaktivitet. Disse personene bryter ned aktuelle legemidler (se tabell) svært raskt med lave serumkonsentrasjoner og manglende effekt som resultat.

Indikasjon for prøvetaking
Bivirkninger ved lave doser, manglende effekt ved høye doser, lav eller høy serumkonsentrasjon i forhold til dosen.

CYP2C9

Rundt 1 % av befolkningen mangler aktivt enzym. Disse personene får høye serumkonsentrasjoner av aktuelle legemidler (se tabell) med risiko for bivirkninger/toksiske effekter ved vanlig dosering.

Indikasjon for prøvetaking
Bivirkninger ved lave doser, høy serumkonsentrasjon i forhold til dosen. For warfarin: Høy INR i forhold til dosen; kan også overveies utført før behandlingsstart.

CYP2C19

Ca. 4 % av befolkningen mangler aktivt enzym. Disse personene får høye serumkonsentrasjoner av aktuelle legemidler (se tabell) med risiko for bivirkninger/toksiske effekter ved vanlig dosering. Omtrent like mange har en genvariant som gir et enzym med ekstra høy metabolisk aktivitet. Disse individene får lave serumkonsentrasjoner av de samme legemidlene (se tabell), med mangelfull effekt som resultat.

Indikasjon for prøvetaking
Bivirkninger ved lave doser, manglende effekt ved høye doser, lav eller høy serumkonsentrasjon i forhold til dosen.

CYP1A2

Det undersøkes for to haplotyper, normalaktivitets-haplotypen (ca. 85 % i befolkningen) og lavaktivitets-haplotypen (ca. 15 % i befolkningen). I sistnevnte tilfelle er enzymkapasiteten nedsatt og pasienten kan få høye konsentrasjoner ved bruk av vanlige doser av legemidler som brytes ned av CYP1A2 (se tabell ). Noen pasienter med normalaktivitets-haplotype vil ha lave konsentrasjoner i forhold til dosen. Ikke-genetiske faktorer er imidlertid minst like viktig som genotype når det gjelder enzymaktivitet i CYP1A2, for eksempel vil røyking (men ikke snusing) føre til økt aktivitet pga. enzyminduksjon, mens inntak av kaffe (koffein) kan føre til nedsatt enzymaktivitet.

Indikasjon for prøvetaking
Bivirkninger ved lave doser, høy serumkonsentrasjon i forhold til dosen.

CYP2B6

Det undersøkes for tre variantalleler, *4, *5 og *6. Av disse gir *4 gir økt produksjon av enzym, mens *5 og *6 gir nedsatt produksjon av enzym. De viktigste legemidlene som metaboliseres via CYP2B6 er bupropion og metadon.

Indikasjon for prøvetaking
Bivirkninger ved lave doser, manglende effekt ved høye doser, lav eller høy serumkonsentrasjon i forhold til dosen.

NAT-2

I norsk befolkning har ca. 60 % nedsatt enzymaktivitet mens ca. 40 % har normal enzymaktivitet. De viktigste legemidlene som metaboliseres via NAT-2 er sulfametoksazol, hydralazin og isoniazid.

Indikasjon for prøvetaking
Bivirkninger ved lave doser.

TPMT

I norsk befolkning har 0,3-0,6 % helt manglende enzymaktivitet. Disse individene får svært høye plasmakonsentrasjoner med økt risiko for alvorlige, til dels dødelige, bivirkninger ved normal dosering av legemidler som brytes ned av dette enzymet. Ca. 10 % har en lett til moderat nedsatt enzymaktivitet, noe som gir en viss økning i plasmakonsentrasjonene av legemidlene og en noe økt bivirkningsrisiko. To legemidler metaboliseres via TPMT: Det immunsupprimerende legemidlet azatioprin og cellegiftpreparatet 6-merkaptopurin.

Indikasjon for prøvetaking
Kraftige bivirkninger. Bør også overveies utført før behandlingsstart med azatioprin/6-merkaptopurin.

OATP1B1 (SLCO1B1)

Organisk aniontransportør-polypeptid-1 (OATP1B1) er et transportprotein som pumper legemidler over cellemembraner. Genet som koder for dette proteinet kalles SLCO1B1 (solute carrier organic anion transporter 1B1). Transportøren er spesielt viktig for å pumpe kolesterolsenkende legemidler i gruppen statiner inn i leverceller, der de både utøver sin virkning og blir gjenstand for metabolisme. Når pumpen fungerer dårlig, øker plasmakonsentrasjonen av statiner og risikoen for muskelbivirkninger øker. Det er genvarianten 521C som reduserer pumpeaktiviteten.

Pasienter som er heterozygot for 521C (ca. 30 % i befolkningen) har en moderat økt risiko for muskelbivirkninger ved behandling med simvastatin eller atorvastatin. Ved muskelbivirkninger kan det overveies å velge et statin som er mindre avhengig av denne transportøren for å bli inaktivert, som for eksempel fluvastatin, pravastatin eller rosuvastatin. Pasienter som er homozygot for 521C (ca. 3 % i befolkningen) har en kraftig nedsatt aktivitet i OATP1B1-transportøren, med en betydelig økt risiko for muskelbivirkninger ved behandling med simvastatin eller atorvastatin. Pasienten bør fortrinnsvis behandles med et statin som lite avhengig av denne transportøren for å bli inaktivert, for eksempel fluvastatin.

Indikasjon for prøvetaking
Muskelbivirkninger ved behandling med simvastatin eller atorvastatin.

5-HTTLPR

Det korte allelet i en spesiell sekvens i dette genet (S = short) gir opphav til mindre transkripsjon av genet en det lange allelet (L = long). Dette betyr at pasienter med genotypen L/L vil ha et kraftigere uttrykk av serotonintransportører enn de med genotypen S/L, som igjen vil ha et kraftigere uttrykk enn de med genotypen S/S. I norsk befolkning er det 15-25% som har genotypen SS, 45-50% som har genotypen S/L og 25-35% som har genotypen LL. Forekomst av S-allelen (genotype S/S eller S/L) øker risikoen for bivirkninger ved behandling med SSRI-preparater og trolig også av andre antidepressiva som hemmer setoronin-reopptak, uavhengig av pasientens legemiddeldosering og plasmakonsentrasjon.

Indikasjon for prøvetaking
Bivirkninger av selektive serotoninreopptakshemmere, fremfor alt ved lave doser/lave serumkonsentrasjoner av det aktuelle legemidlet.

VKORC-1

I norsk befolkning er 10-15 % homozygote for en mutasjon som gjør enzymet svært følsomt for warfarin. Disse individene får betydelig økt INR med tilhørende økt risiko for alvorlige, til dels dødelige, blødninger ved behandling med vanlige standarddoser med warfarin. 30-40 % er heterozygote for denne mutasjonen. Også disse individene får økt INR med tilhørende økt risiko for blødninger ved behandling med vanlige standarddoser med warfarin, men risikoen er mindre enn hos de som er homozygote for mutasjonen.

Indikasjon for prøvetaking
Høy INR i forhold til dosen; kan også overveies utført før behandlingsstart.

Nærmere om warfarin og genotyping

Det har lenge vært kjent at det finnes genetiske polymorfismer både i det genet som koder for det viktigste enzymet som bryter ned warfarin, CYP2C9, og i det genet som koder for målenzymet for warfarin, vitamin K-epoksidreduktasekompleks-1 (VKORC1).

I vesteuropeisk befolkning er rundt 1 % homozygote for CYP2C9-genvarianter som gir betydelig forhøyede plasmanivåer av warfarin på grunn av nedsatt levermetabolisme, mens 10-15 % er homozygote for en VKORC1-genvariant som gir økt følsomhet for warfarin. Begge disse variantene gir økt risiko for til dels alvorlige blødningsbivirkninger ved vanlig standarddosering av warfarin. De som er heterozygote for de aktuelle mutasjonene, henholdsvis 10-15 % og 30-40 % i befolkningen, har også en noe økt blødningsrisiko hvis ikke warfarindosen reduseres.

Hvis en person er homozygot for inaktiverende CYP2C9-mutasjoner, trengs i gjennomsnitt bare 15-20 % av vanlig standarddose for å oppnå terapeutisk INR. Hvis en pasient er homozygot for den VKORC1-varianten som gir økt følsomhet, trengs bare halve dosen av det en pasient uten denne genvarianten trenger. Samlet forklarer disse to genvariantene dermed en dosevariasjon på 10-15 ganger mellom ulike individer.

Farmakologisk simulering har vist at en 70-åring uten mutasjoner i CYP2C9 og VKORC1 i gjennomsnitt må behandles med 7,7 mg warfarin daglig for å oppnå en INR på 2,5. Til sammenlikning trenger en 70-åring som er homozygot både for CYP2C9 og VKORC1-mutasjonene i gjennomsnitt kun 0,6 mg/d for å oppnå samme INR. Hvis denne siste personen får en dose på 5 mg/d, vil INR trolig havne rundt 7-8.

Nærmere om klopidogrel og genotyping

Klopidogrel er en ”prodrug”, det vil si at stoffet er inaktivt i seg selv, men må omdannes til en metabolitt som står for den farmakologiske effekten. Denne metabolismen skjer hovedsakelig via CYP2C19.

Risikoen for terapisvikt er betydelig økt hos pasienter som helt mangler aktivt CYP2C19 (er homozygote for inaktiverende CYP2C19-mutasjoner). Dette gjelder ca. 4 % i befolkningen. I tillegg kommer de 30 % i befolkningen som er heterozygote for inaktiverende CYP2C19-mutasjoner. Disse vil ha en noe nedsatt produksjon av aktiv metabolitt, men vil ha bedre effekt enn de som helt mangler aktivt enzym.

I to studier fant man at den absolutte risikoen for nye hjerteinfarkt, slag og død hos pasienter med inaktiverende CYP2C19-mutasjoner som ble behandlet med klopidogrel, var så høy som 20 % i løpet av oppfølgingsperioden på 6-12 måneder. Den største relative risikoøkningen, 6 ganger, fant man for endepunktet stenttrombose hos pasienter som hadde fått innlagt stent.

Det finnes ingen enkel biokjemisk eller klinisk markør for å identifisere individer som mangler aktivt CYP2C19 før eller under behandling med klopidogrel. Den eneste tilgjengelige metoden er genotyping. Ved påvisning av inaktiverende CYP2C19-mutasjoner er det i teorien en mulighet å øke dosen, men for det første er det er usikkert hvor mye dosen bør økes, og for det andre vil nivåene av modersubstansen øke betydelig, noe som kan ha ugunstige effekter. Trolig er det derfor i slike situasjoner bedre å velge et alternativt preparat hvis det er mulig.

Praktisk informasjon om prøvetaking

Prøvemateriale for alle analysene er 5 ml fullblod i EDTA-glass.

Analysene må rekvireres på egen rekvisisjon.

Ta kontakt med Avdeling for klinisk farmakologi på telefon 72 82 91 00 og be om å få snakke med ansvarlig lege dersom farmakogenetiske problemstillinger ønskes diskutert. E-post: farmakologi@stolav.no

Det kan også tas kontakt direkte med Seksjon for medisinsk genetikk på telefon 72 57 34 84, som vil gi en fullstendig oversikt over farmakogenetiske analyser som utføres. E-post: genetikk@stolav.no

Prøver sendes til:
St. Olavs Hospital HF
Laboratoriemedisinsk klinikk
Avdeling for patologi og medisinsk genetikk
Seksjon for medisinsk genetikk
Postboks 3250, Sluppen
7006  TRONDHEIM