CLINICAL SIGNIFICANCE OF SLC22A1 RS622342 GENETIC POLYMORPHISMIN TYPE 2 DIABETES MELLITUS PATIENTS, TAKING METFORMIN

Full Text

В настоящее время метформин является препаратом первой линии для лечения пациентов с сахарным диабетом (СД) 2 типа [1] и одним из самых часто назначаемых фармакологических средств в мире [2]. Он активно применяется в клинической практике с конца 1950-х годов. Несомненными достоинствами метформина являются его безопасность, эффективность и отсутствие негативного влияния на массу тела [2]. Вероятно, существуют и плейотропные эффекты - снижение заболеваемости и смертности от сердечно-сосудистых заболеваний [3], уменьшение риска развития онкологических заболеваний [4]. Тем не менее, использование метформина сопряжено с рядом трудностей. Одна из них - значительная вариабельность клинической эффективности препарата у разных пациентов. Вероятно, это явление во многом обусловлено интериндивидуальными различиями в фармакокинетике метформина. Известно, что биодоступность последнего при пероральном приеме колеблется в широких пределах. По данным Graham G.G. и соавт., среднее значение этого показателя ± стандартное отклонение составило 55 ± 16%. Средний почечный клиренс метформина оказался равным 510 ± 130 мл/мин, а его полный почечный клиренс после перорального приема - 1140 ± 330 мл/мин [5]. По данным Christensen M.M. и соавт., у пациентов, принимавших 2000 мг препарата в сутки, его концентрация в плазме колебалась в очень широких пределах - 54-4133 нг/мл [6] Метформин представляет собой гидрофильную молекулу, обладающую плохой растворимостью в жирах, вследствие чего её пассивная диффузия через мембраны клеток резко ограничена [5]. По этой причине ключевую роль в фармакокинетике препарата играют белки, осуществляющие транспорт метформина через клеточные мембраны. Одним из таких белков является OCT1 (organic cation transporter [англ.] - органический катионный транспортёр). Этот белок экспрессируется на базолатеральной мембране энтероцитов и играет существенную роль в транспорте метформина из клетки в интерстициальное пространство [7]. Также OCT1 экспрессируется на базолатеральной мембране гепатоцитов и осуществляет транспорт метформина из крови в клетки печени [5, 8]. Кроме того, транспортёр экспрессируется на поверхности эпителиальных клеток почек и может осуществлять реадсорбцию метформина из мочи [9]. В настоящее время большинство исследований в области фармакогенетики метформина касается изучения гена SLC22A1, кодирующего OCT1. Одним из известных, но малоизученных полиморфизмов гена SLC22A1, является rs622342. Он лоцирован в зоне интрона гена и может снижать экспрессию OCT1. Получены неоднозначные результаты о клинической значимости указанного полиморфизма. Первое исследование на 102 пациентах с СД 2 типа выявило ассоциацию между вариантом rs622342 и уменьшением уровня гликированного гемоглобина (HbA1c) после назначения метформина [10]. Christensen и соавт., обследовав 159 пациентов, принимавших препарат, не получили данных за статистически значимое влияние полиморфизма на уровень HbA1c [6]. Tkáč и соавт. изучили показатели 148 пациентов с впервые выявленным СД 2 типа, которые в течение шести месяцев получали метформин, и не обнаружили влияния rs622342 на уровень HbA1c [11]. Недавно были опубликованы данные еще одного исследования. Оно было проведено в южной части Индии. Umamaheswaran G. и соавт., обследовав 122 пациента с впервые выявленным СД 2 типа, которым был назначен метформин на протяжении 12 недель, обнаружили связь обсуждаемого полиморфизма с показателями HbA1c [12]. Учитывая несомненную актуальность вопроса о влиянии rs622342 на клиническую эффективность метформина и противоречивость данных других авторов, нами было предпринято соответствующее исследование. Цель исследования: оценить влияние полиморфизма A>C rs622342 гена SLC22А1 на индивидуальную чувствительность к метформину у пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Материалы и методы В исследование было включено 94 пациента с впервые выявленным СД 2 типа с показаниями для назначения метформина и без противопоказаний для его использования. Наряду с общеклиническим обследованием у больных оценивали индекс массы тела (ИМТ), уровни тощаковой, постпрандиальной гликемии и HbA1c. Указанные показатели измеряли исходно, затем через 3 и 6 месяцев после выявления СД 2 типа. Для молекулярно-генетического анализа у пациентов однократно забирали 5 мл венозной крови с использованием ЭДТА в качестве антикоагулянта. ДНК выделялась из цельной периферической крови с использованием комплекта реагентов «Проба-ГС-Генетика» (ДНК-Технология, Россия). Генотипирование происходило с использованием набора реагентов для определения полиморфизма A/C гена OCT1 (rs622342) (Синтол, Россия) методом полимеразно-цепной реакции в реальном времени. Для амплификации и последующей детекции накопления продуктов применялся прибор ДТ-Лайт (ДНК-Технология, Россия). Статистический анализ проводился с использованием программного пакета Statistica 10.0 (StatSoft, США). Применялись методы непараметрической стастистики (критерий Вилкоксона для связанных показателей), рассчитывалось отношение шансов. Статистически значимыми различия считались при коэффициенте доверительной вероятности p менее 0,05. В тексте статьи показатели представлены в виде медианы, нижнего и верхнего квартилей - Me [Q1; Q3]. Результаты и их обсуждение У 94 пациентов (47 мужчин и 47 женщин) с СД 2 типа медиана возраста составила 54 [40; 65] года. У всех больных имелись избыток массы тела или ожирение, ИМТ был 31,9 [30, 3; 34, 3] кг/м2. Уровень HbA1с составил 9,8 [9, 1; 10, 5] %. Верификация диагноза СД 2 типа служила основанием для назначения диеты № 9 и метформина в дозе 1500-2000 мг в сутки. По причине неудовлетворительного гликемического контроля во время госпитализации у 19 больных доза препарата была увеличена и составила более 2000 мг/сутки, у 30 потребовалось назначение комбинированных средств. Через 3 месяца ввиду сохраняющейся гипергликемии еще у 9 пациентов была повышена доза метформина, 7 пациентам рекомендованы комбинированные препараты или иные методы лечения. Через 6 месяцев оценивались результаты терапии. В соответствии с результатами молекулярно-генетического обследования выделены 2 группы пациентов: с диким типом полиморфизма rs622342 в гене SLC22А1 (АА-генотип) - 49 человек и при наличии полиморфного аллеля C в гомо- или гетерозиготном состоянии (AC- либо СС-генотип) - 45 больных. В указанных группах на каждом этапе исследования выделялось по 3 подгруппы в соответствии с применяемым лечением (прием метформина в дозе не более 2000 мг, более 2000 мг, использование комбинированной сахароснижающей терапии). Таким образом, пациенты разделялись на шесть подгрупп. Количество больных в подгруппах представлена в таблице 1. Таблица 1 Распределение пациентов по генотипу rs622342 и используемой терапии на различных этапах исследования Этапы исследования АА-генотип rs622342 АС- и СС-генотип rs622342 Доза метформина≤ 2000 мг Доза метформина > 2000 мг Комбини-рованное лечение Доза метформина ≤ 2000 мг Доза метформина > 2000 мг Комбини-рованное лечение Исходно 49 0 0 45 0 0 0-3 месяца 35 6 8 10 13 22 3-6 месяцев 21 18 10 8 11 26 Исходно все 6 подгрупп были сопоставимы по ИМТ, уровням тощаковой, постпрандиальной гликемии и HbA1c (p > 0,05). Через 3 месяца терапии уменьшение ИМТ, уровней тощаковой и постпрандиальной гликемии, HbA1c произошло во всех группах (p<0,05) за исключением пациентов, имевших АА-генотип rs622342 и принимавших комбинированные сахароснижающие препараты. В этой подгруппе изменение ИМТ не достигло уровня статистической значимости (p=0,33). Через 6 месяцев терапии отмечались те же тенденции изменения ИМТ, HbA1c, уровней тощаковой и постпрандиальной гликемии. В группе с AA-генотипом не достигли уровня статистической значимости изменения по ИМТ в подгруппе с рекомендованным комбинированным лечением (p=0,44), по HbA1c - в подгруппе принимавших метформин в дозе ≤ 2000 мг (p=0,07). В группе с полиморфным аллелем С (АС- и СС-генотип) незначимыми оказались изменения по ИМТ в подгруппах пациентов, у которых метформин использовался в виде монотерапии (p=0,16 у пациентов с дозой ≤ 2000 мг, p=0,07 при дозе более 2000 мг). Уровень HbA1c через 6 месяцев не достиг целевых значений (7,0%) у 6 (12,2%) пациентов c диким типом rs622342 и у 9 (20,0%) пациентов с полиморфным аллелем С в гомо- или гетерозиготном состоянии. Сводные данные по HbA1c в результате лечения пациентов в течение 6 месяцев представлены в таблице 2. Таблица 2 Результаты лечения пациентов в течение 6 месяцев в зависимости от полиморфизма А>C rs622342 HbA1c Полиморфизм rs622342 AA-генотип АС- или СС-генотип абс. % абс. % лечение метформином в дозе < 2000 мг/сут менее 7,0 21 100,0 8 100,0 7,0 и более 0 0,0 0 0,0 лечение метформином в дозе > 2000 мг/сут менее 7,0 12 66,7 9 81,8 7,0 и более 6 33,3 2 18,2 др. варианты лечения менее 7,0 10 100,0 19 73,1 7,0 и более 0 0,0 7 26,9 К числу пациентов, у которых метформин оказался эффективен («респондеров»), были отнесены больные, по итогам исследования получавшие этот препарат в любой дозе и имевшие уровень HbA1c менее 7,0%. В группе с диким типом rs622342 (АА-генотип) таких пациентов было 33 (67,3%), тогда как в группе с полиморфными вариантами гена SLC22A1 (АС- и СС-генотип) - 17 (37,7%) человек. Пациенты, у которых потребовалось назначение второго сахароснижающего препарата, либо уровень HbA1c по результатам исследования был 7,0% и более, были отнесены к группе «нон-респондеров», не ответивших на терапию метформином. Их было 16 (32,6%) в группе с AA-генотипом и 28 (62,2%) в группе лиц с полиморфным аллелем С в гомо- или гетерозиготном состоянии. Расчёт отношения шансов показал, что наличие генотипов AC и СС rs622342 в гене SLC22A1 повышает риск того, что метформин окажется недостаточно эффективным, в 3,4 раза (p=0,004). Среди обследованных больных 49 (52,1%) пациентов имели АА-генотип rs622342, 39 (41,5%) человек - АС-генотип и остальные 6 (6,4 %) - СС-генотип. Распределение вариантов полиморфизма соответствует правилу Харди - Вайнберга. Встречаемость аллеля С составила 27%, что несколько ниже аналогичного показателя, обнаруженного другими авторами в европейской популяции (37%) [10]. Исходно группы сравнения были сопоставимы по основным измеряемым показателям: ИМТ, уровни тощаковой и постпрандиальной гликемии, HbA1c. Через 3 месяца после начала лечения у всех обследованных пациентов наблюдалось улучшение гликемического контроля. У большинства пациентов, принимавших метформин и соблюдавших диету, снизился вес. Изменение ИМТ не достигло уровня статистической значимости в подгруппе при комбинированном лечении и АА-генотипе rs622342. Вероятно, это связано с тем, что помимо метформина пациенты этой подгруппы принимали препараты сульфонилмочевины. Последние могут вызывать увеличение массы тела за счет повышения содержания инсулина в крови. Через 6 месяцев лечения пациентов и коррекции терапии контроль гликемии продолжил улучшаться. Среди изученных показателей исключение составила динамика HbA1c у пациентов, принимавших метформин в дозе ≤ 2000 мг. Она не достигла уровня статистической значимости (p=0,07). Вероятно, обнаруженное явление не свидетельствует о недостаточности сахароснижающего эффекта метформина, так как в эту подгруппу попали только пациенты с удовлетворительным гликемическим контролем (включая HbA1c) уже на этапе 3-месячного наблюдения. В связи с этим отсутствие выраженной динамики показателя у этих больных представляется ожидаемым и логичным. Было обнаружено, что в группе с АС- и СС-генотипом rs622342 изменения по ИМТ среди пациентов, принимавших только метформин в течение 6 месяцев, не оказались статистически значимыми (p=0,16, p=0,07). Обнаруженную закономерность можно отнести к косвенным свидетельствам неэффективности метформина у носителей полиморфного аллеля С (rs622342). По результатам 6-месячного наблюдения за пациентами, они были разделены на «респондеров» и «нон-респондеров». В качестве критериев недостаточной эффективности монотерапии метформином рассматривались необходимость назначения второго сахароснижающего препарате за время наблюдения и неудовлетворительный гликемический контроль по результатам лечения. Целевым показателем HbA1c у всех пациентов был избран уровень менее 7,0%, что соответствует российским клиническим рекомендациям «Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом» 2013 года [13]. Расчет отношения шансов показал, что наличие полиморфного аллеля С (rs622342) ассоциировано с недостаточной эффективностью монотерапии метформином. Таким образом, полученные нами данные согласуются с результатами Becker M.L. и соавт.[10] и Umamaheswaran G. и соавт. [12] Другие авторы не обнаружили выявленных нами закономерностей (Christensen M.M. и соавт. [6], Tkáč и соавт. [11]). Возможно, различия в результатах указанных исследований обусловлены тем, что они были проведены на разных этнических группах - в Нидерландах [10], Индии [12], Дании [6] и Словакии [11]. Существует множество различных биологических факторов (как генетических, так и негенетических), которые влияют на эффективность метформина. Можно предположить, что некоторые из них в ряде популяций более значимы, чем полиморфизм rs622342, что и определяет разнородность результатов исследований. Выводы Наличие полиморфного аллеля С (rs622342) в гене SLC22A1 у пациентов с сахарным диабетом 2 типа ассоциировано с недостаточным клиническим эффектом применения метформина в виде монотерапии.

About the authors

V L Baranov

North-Western State Medical University named after I.I.Metchnikov

N V Vorokhobina

North-Western State Medical University named after I.I.Metchnikov

M Abulula

North-Western State Medical University named after I.I.Metchnikov

K A Zagorodnikova

North-Western State Medical University named after I.I.Metchnikov

A A Topanova

North-Western State Medical University named after I.I.Metchnikov

References

Supplementary files