Кіріспе

Дәріге жауап берудегі геномның рөлін зерттеу.
«Фармакогеномика» журналы, көбінесе «PGx» деп қысқартылады, – дәріге жауап берудегі геномның рөлін зерттейтін ғылым. Оның атауы (фармако + геномика) фармакология мен геномиканы біріктіруін көрсетеді. Фармакогеномика пациенттің генетикалық құрамы дәрі-дәрмектерге қалай әсер ететінін талдайды. Ол тұқым қуалайтын және қабылданған генетикалық өзгерістердің дәріге реакцияға тигізетін әсерін зерттейді, ДНК мутацияларын (нүктелік мутациялар, көшірме санының өзгеруі және құрылымдық өзгерістерді қоса алғанда) фармакокинетикамен (дәрінің сіңуі, таралуы, метаболизмі және шығарылуы), фармакодинамикамен (дәрінің биологиялық мақсаттары арқылы тигізетін әсері) және/немесе иммуногендік реакциялармен байланыстырады. Фармакогеномиканың мақсаты – пациенттің генотипіне сәйкес дәрілік терапияны оңтайландырудың ғылыми негізін жасау, осылайша жағымсыз әсерлерді азайта отырып, ең жоғары тиімділікке қол жеткізу. Фармакогеномиканы қолдану арқылы дәрілік емдеудің «барлығына бірдей доза» қағидасынан бас тартуға болады деп үміттеніледі. Фармакогеномика сонымен қатар дәрі тағайындаудағы сынақ-қате әдісін жоюға тырысады, дәрігерлерге пациенттің гендерін, олардың функцияларын және бұл пациенттің қазіргі немесе болашақ емдеуінің тиімділігіне қалай әсер етуі мүмкін екенін (сондай-ақ, қажет болған жағдайда, бұрынғы емдеулердің сәтсіздігіне түсініктеме беруге) ескеруге мүмкіндік береді. Мұндай тәсілдер дәл медицинаның және тіпті жекелендірілген медицинаның пайда болуына жол ашады, онда дәрілер мен дәрілердің комбинациялары пациенттердің тар топтарына немесе әрбір адамның бірегей генетикалық ерекшеліктеріне сәйкес оңтайландырылады. Ол пациенттің емге жауабын (немесе оның болмауын) түсіндіру үшін немесе болжамдық құрал ретінде қолданылса да, емдеу нәтижелерін жақсартуға, тиімділігін арттыруға, сондай-ақ дәрілердің уыттылығын және жағымсыз реакцияларын азайтуға көмектеседі. Емге жауап бермейтін пациенттерге олардың қажеттіліктеріне сәйкес келетін басқа емдер тағайындалуы мүмкін. Дәрілік препараттарға фармакогеномдық ұсыныстар беру үшін екі түрлі деректерді пайдалануға болады: генотипілеу немесе экзомалық немесе толық геномдық секвенирлеу. Секвенирлеу көптеген деректерді қамтамасыз етеді, соның ішінде синтезделген белокты ертерек тоқтатуға әкелетін мутацияларды (ертерек тоқтату кодонын) анықтауға мүмкіндік береді. CYP3A4, CYP2C9, CYP2C19 және CYP2D6 – дәрілік заттардың метаболизміне қатысатын маңызды CYP ферменттері және олардың барлығы жоғары полиморфты.

Есірткі тасымалдаушылар

Көптеген дәрі-дәрмектер дене сұйықтығы бөліктерінде, мысалы қанда, ішек қуысында, өтте, зәрде, мида және жұлын-ми сұйығында қозғалу үшін жасушалық мембраналарды кесіп өтуге көмектесетін тасымалдаушыларға тәуелді. Басты тасымалдаушылар – ерітінді тасымалдаушылар, АТФ байланыстырушы кассеталар және органикалық анион тасымалдаушылар.

Фармакодинамика

Фармакодинамика – дәрі-дәрмектің денеге тигізетін әсері немесе оның әсер ету механизмі.

Есірткіге қарсы мақсаттар

Дәрілік мақсаттар – дәрілік заттардың фармакологиялық активтігін іске асыратын нақты орындар. Дәрі мен осы орын арасындағы өзара әрекеттесу мақсаттың өзгеруіне алып келеді, бұл тежеуге немесе күшейтуге себеп болуы мүмкін. Дәрілік мақсаттарға қатысты фармакогенетикалық өзара әрекеттесулердің көп бөлігі онкология саласында және соматикалық мутацияларды жоюға бағытталған мақсатты терапияны қамтиды (қараңыз, сондай-ақ, Онкологиялық фармакогеномика). Мысалы, EGFR тежегіштері, гефитиниб (Iressa) немесе эрлотиниб (Tarceva) тек EGFR-дің белгілі бір мутацияларын алып жүрген пациенттерге көрсетіледі. Дәрілік мақсаттағы ұрпақтық мутациялар да дәрілерге жауап беруге әсер етуі мүмкін, бірақ бұл фармакогеномиканың дамып келе жатқан саласы. Дәрілік нысанаға гендік мутацияны қамтитын жақсы зерттелген ген-дәрілік өзара әрекеттесу – варфарин (Кумадин) және К витамині эпоксид редуктазасын (VKOR) кодтайтын VKORC1. Варфарин VKOR-ға, яғни К витамині циклының маңызды ферментіне байланып, оны тежейді. VKOR-ды тежеу К витаминінің тотығуын болдырмайды, ал ол II, VII, IX және X коагуляциялық факторларын, сондай-ақ C және S белоктарының тежегіштерін түзетінде қажетті кофактор болып табылады.

Мақсаттан тыс орындар

Дәрі-дәрмектер мақсаттан тыс әсерлерге (әдетте зиянды) ие болуы мүмкін, бұл дәрі-дәрмек пен/немесе оның метаболиттерінің, көздеген мақсатынан басқа орынмен өзара әрекеттесуінен туындайды. Мақсаттан тыс орындардағы генетикалық өзгерістер осы өзара әрекеттесуге ықпал етуі мүмкін. Фармакогеномдық өзара әрекеттесудің басты мысалы – глюкоза-6-фосфат дегидрогеназа (G6PD). G6PD – NADPH (NADP-ден) құратын пентоза фосфат жолының алғашқы қадамына қатысатын фермент. NADPH эритроциттерде тотыққан глутатионды жасау үшін қажет, сондай-ақ каталазаның жұмысы үшін маңызды. Глутатион мен каталаза жасушаларды окислик стрестен қорғайды, әйтпесе жасушалардың ыдырауына (лизисіне) алып келеді. G6PD-нің кейбір түрлері G6PD жетіспеушілігіне себеп болады, онда жасушалар окислик стреске осал болады. G6PD жетіспеушілігі бар адамдарға күшті окислик әсер ететін дәрі-дәрмектер қолданғанда, гемолитикалық анемия ретінде көрінетін эритроциттердің ыдырауының қаупі артады.

Иммунологиялық

Адам лейкоциттерінің антигені (HLA) жүйесі, сондай-ақ негізгі гистоүйлесімділік кешені (MHC) деп те аталады, адаптивті иммундық жүйе үшін маңызды гендер жиынтығы. HLA кешеніндегі мутациялар белгілі бір дәрілерге жауап ретінде гиперсезімталдық реакцияларын дамыту қаупінің артуымен байланысты.

Клиникалық фармакогенетиканы іске асыру консорциумы (CPIC)

Клиникалық фармакогенетиканы іске асыру консорциумы (CPIC) – "пациенттерге көмек көрсету үшін фармакогенетикалық тесттерді қолдануды жеңілдетуге мүдделі жеке еріктілер мен шағын, арнайы қызметкерлерден тұратын халықаралық консорциум. CPIC-тің мақсаты – фармакогенетикалық тесттерді клиникалық қолданудағы кедергілерді жою, оларды жасау, өңдеу және тегін қолжетімді, сарапталған, дәлелдерге негізделген, жаңартылатын және егжей-тегжейлі ген/дәрілік клиникалық тәжірибелік нұсқаулықтарды жариялау арқылы іске асыру. CPIC нұсқаулары стандартталған форматтарды ұстанады, дәлелдемелерді және клиникалық ұсыныстарды жүйелі түрде бағалайды, стандартталған терминологияны қолданады, сарапшылармен тексеріледі және журналда (Клиникалық фармакология және терапиямен серіктестікте) жарияланады, сонымен қатар cpicpgx.org сайтында бірдей уақытта жарияланып, жүйелі түрде жаңартылып отырады". Кестедегі ген-дәрілік жұптар үшін "FDA бағалауынша, белгілі бір генетикалық варианттары бар пациенттердің белгілі бір топтары немесе генетикалық варианттарға байланысты фенотиптер (мысалы, төмендегі кестеде көрсетілген әсер еткен топ) дәрілік заттардың метаболизмін өзгертуі мүмкін, ал кейбір жағдайларда – терапиялық әсерлерінің, соның ішінде жағымсыз құбылыстар қаупінің айырмашылықтары болуы мүмкін". "Осы кестедегі ақпарат негізінен дәрігерлерге арналған, ал пациенттер дәрігермен кеңеспей өздерінің дәрілерін өзгертуге болмайды. Кестедегі осы нұсқа дәрілік заттарды метаболизмдейтін фермент гендерінің, дәрілік заттарды тасымалдайтын гендердің және кейбір жағымсыз әсерлерге бейімділікпен байланысты гендердің варианттарына қатысты фармакогенетикалық байланыстармен шектеледі. FDA бұл жерде тізімделмеген басқа да фармакогенетикалық байланыстардың бар екенін мойындайды және бұл кесте жеткілікті ғылыми дәлелдермен расталған қосымша фармакогенетикалық байланыстармен мерзімді түрде жаңартылып отырады".

Фармакологиялық бақылау

Фармакогеномика білімқоры (PharmGKB) – "NIH қаржыландыратын, адам генетикалық вариациясының дәрілерге жауап беруге қалай әсер ететіні туралы ақпарат ұсынатын ресурс. PharmGKB клиникалық маңызы бар ген-дәрі байланыстары және генотип-фенотип қатынастары туралы білімді жинақтап, саралап, таратумен айналысады."

Коммерциялық фармакогенетикалық сынақ зертханалары

Әлемде фармакогеномдық тестілеуді зертханалық әзірленген тест (ЛДТ) ретінде ұсынатын көптеген коммерциялық зертханалар бар. Ұсынылатын тестілер бір зертханадан екіншісіне айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін, оның ішінде тексерілетін гендер мен аллельдер, фенотиптің анықталуы және қамтылған клиникалық түсіндірмелер. Тікелей тұтынушыға бағытталған бірнеше тесттен басқа, барлық фармакогенетикалық тестілерге уәкілетті денсаулық сақтау маманының тапсырысы қажет. АҚШ-та клиникалық ортада нәтижелерді пайдалану үшін, тестіні жүргізетін зертхана CLIA сертификатына ие болуы тиіс. Басқа ережелер елдер мен штаттар бойынша өзгеше болуы мүмкін.

Тұтынушыға тікелей берілетін фармакогенетикалық сынақтар

Тұтынушыға тікелей (DTC) фармакогенетикалық тесттер тұтынушыларға дәрігердің тағайындамасы болмастан фармакогенетикалық тестілеуден өтуге мүмкіндік береді. DTC фармакогенетикалық тесттердің нәтижелерінің дұрыстығын анықтау үшін әдетте FDA-мен қарастырылады. FDA мақұлданған DTC генетикалық тесттердің тізімін ұстап тұрады.

Генотип

Фармакогеномдық генотипті көрсетудің бірнеше тәсілі бар. Көбінесе қолданылатын номенклатура жүйесі – гаплотиптерді жылдызша (*) белгісі бар аллельдерді пайдаланып көрсету (мысалы, CYP2C19 *1/*2). Жалғыз нуклеотидтік полиморфизмдер (ЖНП) оларға тағайындалған эталондық ЖНП кластерлік идентификаторы (rsID) арқылы немесе әсер еткен негіз жұбының немесе аминқышқылының орны бойынша сипатталуы мүмкін.

Фенотип

2017 жылы CPIC клиникалық фармакогенетикалық тест нәтижелеріне қатысты терминдерді стандартизациялау мақсатында сарапшылар сауалнамасының нәтижелерін жариялады. Аллельдің функционалдық жағдайы, дәрі-дәрмектерді метаболиздейтін ферменттердің фенотипі, дәрі-дәрмектерді тасымалдайтын ферменттердің фенотипі және жоғары тәуекелді генотип статусы сипаттау үшін консенсусқа қол жеткізілді.

Клиникалық іске асыру

Клиникалық дәрігерлердің қолдануын ынталандыру мақсатындағы бастамаларға Еуропадағы Ubiquitous Pharmacogenomics (U PGx) бағдарламасы және АҚШ-тағы Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium (CPIC) кіреді. 2017 жылы еуропалық клиникалық дәрігерлер арасында жүргізілген сауалнамада, өткен жылы олардың үштен екісі фармакогенетикалық тест тапсырмаған. 2010 жылы Вандербильт университетінің медициналық орталығы күтім мен емдеудегі шешімдерді жақсартуға арналған фармакогеномдық ресурсты (PREDICT) іске қосты; 2015 жылғы сауалнамада клиникалық дәрігерлердің үштен екісі фармакогенетикалық тестке тапсырыс берген. 2019 жылы ең ірі жекеменшік медициналық сақтандыру компаниясы UnitedHealthcare психиатриялық препараттарға жауапты болжау үшін генетикалық тестілеуге төлем жасауға келісімін берді. 2020 жылы Канаданың төртінші ірі денсаулық сақтау және стоматологиялық сақтандыру компаниясы Green Shield Canada психикалық денсаулық сақтау рецепттерін оңтайландыру және жекелендіру үшін фармакогенетикалық тестілеуге және оған қосымша клиникалық шешімдерді қолдайтын бағдарламалық құралға төлем жасауға келісімін берді.

Полифармациясын қысқарту

Фармакогеномиканың мүмкін болатын рөлі – полифармацияны азайту болып табылады: жеке таңдалған дәрілік емдер арқылы науқастар бір ауруды емдеу үшін бірнеше дәрі қабылдау қажеттілігінен құтылуы мүмкін. Осылайша, олар жағымсыз дәрілік реакциялардың болуын азайтуға, емдеу нәтижелерін жақсартуға және кейбір дәрілерді сатып алудан аулақ болып, шығындарды үнемдеуге мүмкіндік алады. Мысалы, тиісінше тағайындалмағандықтан психиатриялық науқастар, жасқа сәйкес психиатриялық емес науқастарға қарағанда, көбірек дәрілер алады. Фармакогеномдық тұрғыдан бейімделген дәрілік терапияның қажеттілігі Бостон университетінің Слоун эпидемиологиялық орталығы жүргізген 1998 жылдың ақпанынан 2007 жылдың сәуіріне дейінгі зерттеуде ең анық көрінеді. Зерттеу көрсеткендей, АҚШ-тағы ересектердің 82%-ы кем дегенде бір дәрі-дәрмек (рецепт бойынша немесе рецептсіз, витамин/минерал, шөптік/табиғи қосымша) қабылдап жүр, ал 29%-ы бес немесе одан да көп дәрі қабылдап жатыр. Зерттеу 65 жастан асқан адамдардың дәрілерді ең көп қолданатынын көрсетті, олардың 17-19%-ы апта сайын кем дегенде он дәрі қабылдайды. Полифармация 2000 жылдан бері 23%-дан 29%-ға дейін өсті.

Генетикалық ерекшелік

2000-шы жылдардың басында генетикалық ақпаратты ерекше қарастыру, оның ішінде заңдық немесе нормативтік тұрғыдан қорғау, кең қолдауға ие болды. Геномдық ақпаратқа электрондық денсаулық сақтау деректемелері (ЭДД) аясында арнайы саясат пен тәжірибелік қорғау қажет болуы мүмкін деген пікір айтылды. 2008 жылы генетикалық дискриминацияға қарсы заң (GINA) пациенттерді денсаулық сақтару компанияларының генетикалық ақпарат негізінде кемсітуінен қорғау мақсатында қабылданды. Соңғы кезде генетикалық ерекшелік уақыты өтіп кеткендігі, медицина геномдық және үлкен деректер дәуіріне енгендігі айтылып жүр, бірақ ерекшелік тәжірибелері бүгінгі күні де клиникалық денсаулық сақтауда кең таралған. Гаррисон және авторлар тобы жақында генетикалық ерекшеліктен геномдық контекстуализмге көшуді ұсына отырып, генетикалық ақпараттың негізгі екі жақтылығын мойындау қажеттігін атап өтті. Бұл генетикалық ақпараттың әртүрлі түрлерін әртүрлі қарастыруға мүмкіндік береді, сонымен қатар геномдық ақпараттың басқа денсаулық сақтау ақпаратынан ұқсас екенін, бірақ ерекшелігін де мойындайды. Сонымен қатар, Эванс және авторлар тобы ЭДД-де әлеуметтік жеке нөмірлер сияқты басқа да құпия ақпаратты сақтау үшін жеткілікті құпиялылық стандарттары бар екенін, ал ЭДД-нің басты міндеті – аса жеке ақпаратты сақтау екенін дәлелдейді. Генетикалық ақпаратты қатаң қорғау және жасыру ғылыми прогреске және клиникалық тәжірибенің енгізілуіне кедергі келтіруі мүмкін.

Тарих

Фармакогеномиканы алғаш рет Пифагор б.з.д. 510 жылы, фава бұршағын жеудің гемолиттік анемиямен және тотығу стресімен байланысты қауіптерін анықтағанда таныған. 1950 жылдары бұл анықтама расталды және G6PD жетіспеушілігіне байланысты деп есептелді, сондай-ақ фавизм деп аталды. Алғашқы ресми жарияланым 1961 жылы жарық көргенімен, осы ғылымның ресми емес бастамасы 1950 жылдарға дейін барып жетеді. 1956 жылы анестезия кезінде сукцинилхолин инъекциясынан кейін, бутирилхолинестеразасы ('псевдохолинестеразасы') жетіспейтін пациенттерде ұзаққа созылған сал қалу және өлімге әкелетін реакциялар, генетикалық варианттармен байланысты екені туралы алғашқы хабарламалар пайда болды. «Фармакогенетика» терминін алғаш рет 1959 жылы Германияның Гейдельберг қаласынан Фридрих Фогель қолданды (бірақ кейбір деректерде 1957 немесе 1958 жылдар деп көрсетілген). 1960 жылдардың соңында егіздерді зерттеу дәрі-дәрмек метаболизміне генетикалық факторлардың қатысуын көрсетті, бір жұп егіздердің дәріге жауабы, әртүрлі егіздерге қарағанда айқын ұқсас болды. «Фармакогеномика» термині 1990 жылдардың басында қолдануға түсті. Зерттеулер комбинаторлық химия, геномдық іріктеу, омикалық технологиялар және жоғары өнімділіктегі скринингке бағытталған. Генетикалық тест құны төмендеген сайын, жекелеген дәрілік емдеулерді дамыту қарқыны артады. Қазіргі технология дәрі-дәрмек метаболизмі мен жауабына қатысты жүздеген гендерді 24 сағаттан кем уақытта, 1000 доллардан арзан бағамен генетикалық талдаудан өткізуге мүмкіндік береді. Бұл фармакогенетикалық технологияны күнделікті медициналық шешімдерге енгізуге жасалған үлкен қадам. Сондай-ақ, deCODE genetics, MD Labs Pharmacogenetics, Navigenics және 23andMe сияқты компаниялар геномдық сканерлеу қызметтерін ұсынады. Бұл компаниялар GWAS зерттеулерінде қолданылатын генотиптеу микросхемаларын пайдаланады және клиенттерге әртүрлі қасиеттер мен ауруларға қатысты жеке тәуекел туралы мәліметтерді, сондай-ақ 500 000 белгілі SNP-лерге тест жасауды ұсынады. Қызмет құны 995 доллардан 2500 долларға дейін жетеді және зерттеулерден алынған жаңа деректермен жаңартуларды қамтиды. Ең қымбат пакеттерге нәтижелерді талқылау үшін генетикалық кеңесшімен телефон арқылы кеңесу де кіреді.

Этика

Фармакогенетика биоэтика саласындағы даулы мәселеге айналды. Жеке өмірдің құпиялылығы мен сенімділігі маңызды мәселелер болып табылады. Генетикалық тесттен күтілетін пайда немесе зиян туралы дәлелдер әлсіз болуы мүмкін, бұл медицина қызметкерлері үшін қиындықтар тудыруы мүмкін.

Веб-ресурстар

+Фармакогеномика веб-ресурстары Дерек көзі Негізгі қолданылуы Сілтеме PharmVar Фармакогендік вариациялардың орталық репозиторийі, гаплотиптік құрылым мен аллельдік вариацияға бағытталған. SuperCYP Биоинформатикалық құрал 3800-нен астам өзара әрекеттесуі бар 1170 препаратты және шамамен 2000 белгілі СНП-ны қамтиды. Бұл СНП-лар экспрессияға және/немесе активтілікке тигізетін әсеріне сәйкес тізімделген және реттелген. PharmGKB Фармакогеномика білімдер базасы (PharmGKB) – генетикалық вариацияның дәріге жауаптылығына қалай әсер ететінін зерттеушілерге арналған интерактивті құрал. dbSNP деректер базасы Ашылғаннан кейін жинақталған және ресми түрде аталған СНП және басқа да вариациялардың репозиторийі. Бұл – барлық СНП-лар. FINDbase Әртүрлі популяциялардағы фармакогенетикалық маркерлердің аллельдік жиіліктерінің репозиторийі. Дәрілік заттарды таңбалаудағы фармакогеномикалық биомаркерлер Фармакогеномикамен байланысты ескертулер бар FDA бекіткен препараттарды анықтайтын кесте. SNPedia СНП-лардың вики-негізгі биоинформатикалық деректер базасы. Фармакогеномикалық зерттеулер желісі (PGRN) Фармакогеномика және жекелеген медицина саласындағы ынтымақтастық зерттеулерді ынталандыру үшін ресурстар мен ақпаратты ұсынатын PGRN.