Experience of determination of antitumor drugs concentrations as a method of providing the safety of pharmacotherapy

Full Text

Введение

Фармакотерапия на сегодняшний день является самым распространенным способом лечения заболеваний человека. Для повышения ее эффективности ежегодно внедряются в медицинскую клиническую практику все новые лекарственные препараты, но с увеличением количества и разнообразия снижается эффективность их использования. По докладу Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), средний показатель эффективности применяемой лекарственной терапии не превышает 50 % [16]. Отме чается рост частоты нежелательных лекарственных реакций, в том числе приводящих к инвалидности и смерти пациентов [17].

Только в США ежегодно госпитализируется до 9 млн больных и погибает до 200 тыс. пациентов вследствие применения лекарств [9, 12]. Осложнения после лекарственной терапии занимают 4–6-е место среди причин смерти [13].

По данным Федерального центра по изучению побочных действий лекарств в России [3], основной причиной (56 %) нерационального использования лекарств в медицинской практике являются врачебные ошибки в выборе лекарственного препарата и его дозы. Второе место занимают врачебные ошибки, связанные с некорректным изменением дозы и длительностью применения лекарственных средств (34 %). На долю осложнений от нерациональной лекарственной терапии приходилось 27,4 %, среди которых основными были передо зировка при назначении одного и того же лекарственного вещества под разными фирменными наименованиями и использование комбинированной  терапии.

Неблагоприятные побочные реакции, возникающие в результате врачебных ошибок, потенциально предотвратимы, поскольку их можно избежать. Обес печение максимальной безопасности фармакотерапии возможно при проведении терапевтического лекарственного мониторинга (ТЛМ). Лекарственный мониторинг — это измерение концентраций лекарственных средств в биологических средах орга низма (цельная кровь, плазма крови, моча и др.) с целью подбора дозировки и режима приема препарата, обеспечивающих его оптимальную концентрацию в орга низме для достижения максимального терапевтического эффекта при минимальном токсическом.

Список лекарственных веществ, подлежащих мониторингу в России, регламентируется приказом [6], он содержит около 50 наименований и включает в себя:

• лекарственные средства, действующие на сердечно-сосудистую систему (дигитоксин, диго ксин, дизопирамид, лидокаин, мексилетин, хинидин, теофиллин);
• лекарственные средства, действующие на ЦНС (амитриптилин, галоперидол, диазепам, имипрамин, клоназепам, оксазепам, сиднокарб, хлор диазепоксид, хлорпромазин);
• противосудорожные средства (карбамазепин, фенитоин, фенобарбитал, этосукцимид, вальпроат натрия);
• нестероидные противовоспалительные средства (ацетоминафен, индометацин);
• противомикробные средства (амикацин, амфотерицин, гентамицин, ванкомицин);
• иммуносупрессоры (циклоспорин);
• средства для лечения онкологических заболеваний (метотрексат).

Потребность в ТЛМ особенно остро возникает при узком терапевтическом диапазоне концентраций лекарственного средства, совместном приеме нескольких лекарственных средств, необходимости длительного приема препарата, при лечении пациентов детского, подросткового и пожилого возраста.

Препараты так называемой «критичной дозы» — это лекарственные средства, у которых небольшие изменения в режиме дозирования и/или концентрации в крови могут приводить к снижению терапевтического эффекта и/или развитию токсичности [2]. При назначении препаратов следует помнить, что их концентрация в крови пациента зависит не только от дозы препарата, на нее оказывают существенное влияние такие факторы, как эффективность всасывания, связывание с белками плазмы, эффективность метаболизма и выведения. Терапевтическая эффективность напрямую зависит именно от концентрации действующего вещества в крови, для определения которой необходим ТЛМ.

Особое внимание заслуживает обеспечение эффективности и безопасности использования противоопухолевых препаратов в клинической практике, что обусловлено рядом причин: серьезные побочные эффекты, тяжелое состояние пациентов, широкий спектр сопутствующей терапии, отсутствие адекватных временных ресурсов для подбора оптимальных дозировок. Широкое использование препаратов данной группы в ряде случаев не приводит к ожидаемому эффекту терапии, что может быть связано с индивидуальными особенностями фармакокинетики препаратов.

Для многих лекарств оптимальная доза, требуемая для эффективной и безопасной терапии, варь ирует от пациента к пациенту. Каждый конкретный пациент имеет свою кривую зависимости концентрации лекарственного препарата в крови от полученной им дозы препарата, которая определяет проявление терапевтического или токсического эффекта.

Учитывая серьезные последствия в случае ошибки определения концентрации действующего вещества, проведение ТЛМ должно сопровождаться качественной лабораторно-аналитической работой. С этой целью наиболее оптимально применение метода высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ-МС/МС) в связи с его высокой чувствительностью, селективностью и воспроизводимостью [4, 8, 9, 15].

Метод ВЭЖХ-МС/МС позволяет определять широкий спектр препаратов, в то время как другие методы, например, основанные на взаимодействии определяемого вещества с моноклональными антителами к нему, требуют специальных наборов, которые охватывают далеко не весь диапазон препаратов, рекомендованных к фармакологическому мониторингу.

Цель — обоснование необходимости проведения терапевтического лекарственного мониторинга для обеспечения безопасности терапии противоопухолевыми препаратами.

Материалы и методы

Исследуемые противоопухолевые препараты: флударабин — Флудара®, таблетки 10 мг («Байер Шеринг Фарма АГ», Германия), гефитиниб — Иресса®, таблетки 250 мг («АстраЗенека ЮК Лтд», Великобритания»), иматиниб — Генфатиниб, таблетки, 100 мг («Лаборатория Варифарма С.А.», Аргентина).

В процессе лечения 36 пациентов обоего пола с В-клеточным хроническим лимфолейкозом принимали препарат флударабин перорально из расчета 40 мг/м2 тела человека в течение 5 дней. Для получения фармакологической кривой концентрации в крови метаболита флударабина — 2-фтор-ара-А осуществляли 12 заборов крови после первого приема препарата. Момент времени для забора проб крови осуществляли так, чтобы обеспечить получение нескольких точек для каждого фрагмента фармакокинетической кривой — не менее трех для фазы первоначального возрастания концентрации и не менее пяти для фазы ее снижения. На основании этого требования и имеющихся литературных данных о фармакокинетике флударабина были выбраны следующие моменты времени для забора образцов крови после перорального приема препарата: через 15 мин, 30 мин, 45 мин, 1 ч, 11/2, 2, 3, 4, 6, 8, 10 и 24 ч. Забор проб производили через венозный катетер, который устанавливали пациенту утром перед приемом исследуемого препарата.

Исследование выполнено в рамках научно-практической работы — НПР № 166/15- КЛ от 22.04 2015 при финансовой поддержке ООО «МДП-групп». Все пациенты, вошедшие в исследование, были ознакомлены с целями и задачами исследования и подписали добровольное информированное согласие на участие в нем.

Для исключения влияния непосредственно заболевания на характер фармакологической кривой исследовали индивидуальные различия фармакокинетики противоопухолевых препаратов (иматиниба и гефитиниба) при их однократном приеме, для чего были отобраны по 24 здоровых добровольца (исследование выполнено в рамках НПР № 103 от 23.01.2015 и № 157 от 12.09.2016 при финансовой поддержке ООО «АРС»).

При исследовании фармакокинетики иматиниба отбор образцов крови проводили по графику: за 15 мин до, через 30 мин, 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 6; 8; 12; 24; 36; 48 и 72 ч после перорального приема лекарственного препарата. Для исследования гефитиниба график отбора проб выглядел следующим образом: за 15 мин до, через 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 24, 48, 72, 96, 144 ч. В течение 1 ч до дозирования добровольцам устанавливали внутривенный кубитальный гепаринизированный катетер, через который отбирали образцы крови от 0 до 12 ч согласно графику. Образцы начиная с 24 ч отбирали путем прямой венепункции.

Все пациенты и здоровые добровольцы, вошедшие в исследование, были ознакомлены с целями и задачами исследования, возможными побочными эффектами и подписали добровольное информированное согласие на участие в нем.

Для определения концентрации указанных препаратов специалисты научно-исследовательской лаборатории (НИЛ) токсикологии и лекарственного мониторинга научно-исследовательского отдела (НИО) биоиндикации во Всероссийском центре экстренной и радиационной медицины им. А.М. Никифорова МЧС России разработали и валидировали методики на высокоэффективном жидкостном хроматографе Agilent 1200 масс-спектрометром с тройным квадруполем Agilent 6460 (Agilent Technologies, США).

Для анализа результатов рассчитывали следующие фармакокинетические параметры: максимальная концентрация Cmax — максимальное значение из измеренных; время ее достижения Tmax — время, при котором измерялась максимальная концентрация; площадь под фармакокинетической кривой в пределах длительности наблюдений (AUC0-t) рассчитывали методом трапеций; отношение Cmax/AUC0-t — по инди видуальным значениям; Kel — константа элиминации; T1/2 — период полувыведения. Для обработки данных использовали программное обеспечение фирмы Agilent Technologies Mass Hunter B 06.00, Excel и Statistica 6.0.

Результаты и их анализ

Результаты статистической обработки фармакокинетики у всех пациентов, принимавших флударабин, представлены на рис. 1.

 

Рис. 1. Концентрации в крови пациентов метаболита флударабина

 

Максимальный диапазон различий концентраций в крови метаболита флударабина в обследованной группе пациентов представлен на рис. 2.

 

Рис. 2. Максимальный диапазон различий концентраций в крови метаболита флударабина

 

В группе пациентов, принимавших препарат флударабин, средняя максимальная концентрация его метаболита составила (237,8 ± 99,3) нг/мл, а показатель межиндивидуальной вариации — 41,8 %. Проведенное исследование подтверждает, что препарат флударабин относится к высоковариабельным лекарственным препаратам, так как межиндивидуальная вариация фармакокинетического параметра превышает 30 %. В связи с этим высока вероятность развития нежелательных явлений у пациентов в ходе стандартной химиотерапии данным препаратом. В частности, в нашем исследовании у пациента К. в ходе лечения были выявлены следующие нежелательные явления: нейтропения, лейкопения и лимфопения. Анализ его фармакокинетической кривой показал, что Смах через 1 ч после перорального приема препарата равнялась 369 нг/мл, а площадь под фармакокинетической кривой — 2132 нг · ч/мл, при среднем значении в исследуемой группе пациентов 238 нг/мл и 1767 нг · ч/мл соответственно.

Для исключения возможного влияния патогенетических механизмов самого заболевания на фармакокинетику приема противоопухолевых препаратов были проанализированы аналогичные показатели у здоровых добровольцев [5].

Результаты количественного анализа концентрации иматиниба и гефитиниба в плазме крови добровольцев после их однократного приема представлены на рис. 3.

 

Рис. 3. Концентрация иматиниба (a) и гефитиниба (б) в плазме крови добровольцев

 

Фармакокинетические параметры исследуемых препаратов приведены в табл. 1.

Межиндивидуальная вариабельность Cmax практически совпадает для иматиниба и гефитиниба и составляет 47 и 48 % соответственно. Высоковариабельным параметром является и площадь под фармакокинетической кривой (межиндивидуальная вариация AUC0-tсоставила 39 и 58 %). Важно, что у отдельных пациентов этот показатель различался в 7 раз для иматиниба и в 9 раз для гефитиниба.

Как следует из табл. 1, для иматиниба характерна высокая межиндивидуальная вариабельность по таким показателям, как площадь под кривой, максимальная концентрация и время ее наступления, а для гефитиниба — кроме площади под кривой, период полувыведения и константа элиминации.

 

Таблица 1. Фармакокинетические параметры противоопухолевых препаратов в плазме крови здоровых добровольцев

Препарат	Параметр	M ± σ	Коэффициент вариации, %	Me	Min	Max	Max/Min
Иматиниб	Cmax, нг/мл	411 ± 192	47	356	125	990	8
	AUC0-t, нг ∙ ч/мл	5017 ± 1942	39	4506	1568	11133	7
Гефитиниб	Cmax, нг/мл	154 ± 74	48	144	72	362	5
	AUC0-t, нг ∙ ч/мл	3688 ± 2142	58	3314	966	8834	9
	Cmax/AUC0-t	0,043 ± 0,017	40	0,044	0,012	0,074	6
	T1/2, ч	23,8 ± 13,6	57	18,9	6,5	55,9	9
	Kel, ч–1	0,040 ± 0,024	61	0,037	0,012	0,107	9

 

Существуют различные факторы, которые определяют кривую зависимости концентрации лекарственного препарата в крови пациента от полученной им дозы. Например, наследственная измен чивость была признана одной из важных причин искажения ответной реакции организма на лекарство еще в 1950-х гг. [10, 14]. Отмечено, что высокие или низкие концентрации препаратов в крови наблюдаются у людей с определенными биохимическими особенностями организма, которые наследу ются [7].

Один из примеров влияния внешних факторов — действие компонентов сока грейпфрута, помеллы, лайма на экспрессию изофермента цитохрома Р450 (CYP3A4) и, соответственно, на фармакокинетику многих лекарств, в метаболизме которых принимает участие данный цитохром [17]. К факторам, оказывающим модулирующее действие на лекарственную терапию, относятся табакокурение и потребление алкоголя. Известно, что индукция печеночных ферментов системы цитохрома Р450 под действием никотина и алкоголя приводит к усилению метаболизма препаратов и тем самым снижает их концентрацию в крови [1]. Перечисленные примеры показывают, что факторы, влияющие на метаболизм и выведение лекарственного вещества, изменяют его фармакокинетику и могут привести к серьезным нежелательным последствиям для здоровья пациента при лекарственной терапии.

В качестве практического применения ТЛМ в отделении гематологии и трансплантации костного мозга отдела радиационной медицины, гематологии и токсикологии нашей клиники приведем пример лабораторного контроля за концентрацией в крови метотрексата у пациента с диагнозом В-клеточной лимфомы.

Метотрексат — это первый препарат, применяемый в химиотерапии, для которого была разработана схема ТЛМ. Он обладает противоопухолевым, цитостатическим и иммуносупрессорным фармакологическим действием. Период полувыведения составляет от 5 до 9 ч при диапазоне абсорбции 50–100 %. Максимальная концентрация в крови (Смах) достигается через 1–4 ч от начала инфузионной терапии. Руководящим документом [6] регламентированы терапевтическая (0,23 мкг/мл) и токсическая (0,45 мкг/мл) дозы метотрексата в крови в случае применения высокодозной схемы лечения (более 1000 мг/м2 тела человека).

Стандартная схема лечения предусматривает 24-часовую инфузию метотрексата в дозировке 1000 мг/м2 тела пациента. Концентрацию метотрексата в крови определяли через 12 и 24 ч от начала его введения и далее производили несколько контрольных измерений (табл. 2).

 

Таблица 2. Динамика концентрации метотрексата в крови пациента в процессе курса химиотерапии

Показатели	В процессе инфузии		После завершения введения
Время забора крови, ч	12	24	12	24	48
Концентрация метотрексата в крови, мкг/мл	6,87	7,05	0,14	0,1	0,03

 

Данному пациенту через 1 сутки после завершения ввода препарата каждые 6 ч вводили антидот — лейковорин из расчета 30 мг/м2 тела человека. С учетом полученных показателей, представленных в табл. 2, продолжительность введения антидота ограничили одними сутками. В случае замедленного выведения метотрексата из организма продолжительность ввода антидота была бы увеличена.

Заключение

Высокая межиндивидуальная вариабельность концентрации иматиниба, гефитиниба, флударабина при их применении свидетельствует о необходимости терапевтического лекарственного мониторинга для оптимального подбора их дозировки. Это позволит обеспечить максимальную безопасность применения противоопухолевых средств.

Опыт НИЛ токсикологии и лекарственного мониторинга НИО биоиндикации во Всероссийском центре экстренной и радиационной медицины им. А.М. Никифорова МЧС России по применению ТЛМ показал его востребованность и эффективность для пациентов, подвергающихся химиотерапии.

About the authors

Gennadii G. Rodionov

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

Author for correspondence.
Email: rodgengeor@yandex.ru

Dr. Med. Sci., Associate Prof., Head of the Research Laboratory of Toxicology and Drug Monitoring

Russian Federation, Saint Petersburg

Igor I. Shantyr’

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

Email: rodgengeor@yandex.ru

Dr. Med. Sci., Professor, Head of Bioindication division

Russian Federation, Saint Petersburg

Inna E. Ushal

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

Email: innaushal@mail.ru

PhD Chem. Sci., Research Associated of the Research Laboratory of Toxicology and Drug Monitoring

Saint Petersburg

Ekaterina A. Kolobova

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

Email: ekatderyabina@mail.ru

PhD Chem. Sci., Research Associated of the Research Laboratory of Toxicology and Drug Monitoring

Russian Federation, Saint Petersburg

Ekaterina V. Svetkina

Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, EMERCOM of Russia

Email: moerabo4eemilo@gmail.com

Research Associated of the Research Laboratory of Toxicology and Drug Monitoring

Russian Federation, Saint Petersburg

Rodion A. Oseshnyuk

Institute of Experimental Medicine

Email: rao81@mail.ru

Fellow, S.V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

Saint Petersburg

Petr D. Shabanov

Institute of Experimental Medicine

Email: pdshabanov@mail.ru

Dr. Med. Sci., Professor, Head, S.V. Anichkov Dept. of Neuropharmacology

Russian Federation, Saint Petersburg

References