Contact

Daria Pašalić
Editor-in-Chief
Department of Medical Chemistry, Biochemistry and Clinical Chemistry
Zagreb University School of Medicine
Šalata ul 2.
10 000 Zagreb, Croatia
Phone +385 (1) 4590 205; +385 (1) 4566 940
E-mail: dariapasalic [at] gmail [dot] com

Useful links

Pregledni članak:

Nada Božina. Farmakogenetika varfarina u kliničkoj praksi. Biochemia Medica 2010;20(1):33-44.
 
Clinical Institute of Laboratory Diagnosis, Zagreb University Hospital Center, Department of Pharmacology, School of Medicine, University of Zagreb, Zagreb, Croatia
Corresponding author: nbozina [at] kbc-zagreb [dot] hr
 
Sažetak
 
Varfarin je najpropisivaniji oralni antikoagulans. Postoje velike interindividualne razlike (i do 20 puta) u potrebnim dozama lijeka, što je rezultat genetičkih i okolišnih čimbenika. Podaci dobiveni pomoću farmakogenomike, tj. ispitivanja interakcija osobnog genotipa i odgovora na lijek, mogu pomoći u postizanju optimalne učinkovitosti lijeka i svođenju štetnih reakcija na lijek na najmanju moguću mjeru. Podaci dobiveni analizom dvaju gena, enzima za metabolizam varfarina CYP2C9 i ciljnog enzima za varfarin, podjedinice 1 vitamin K ovisne epoksid reduktaze (VKORC1), potvrdili su njihov učinak na dozu održavanja varfarina. Ispitivanjem udruženosti na razini genoma također je utvrđen slab učinak CYP4F2. Prisutnost varijantnih alela CYP2C9*2 ili CYP2C9*3, koje rezultiraju smanjenom enzimskom aktivnošću, udružena je sa značajnim smanjenjem srednje doze varfarina. Jednonukleotidni polimorfizmi VKORC1 objašnjavaju velik dio interindividualnih razlika u dozi varfarina, a VKORC1 ima otprilike tri puta jači učinak od CYP2C9. Stanje nositelja kombinacije polimorfizama VKORC1 i CYP2C9 udruženo je s teškom prekomjernom antikoagulacijom. Vrijeme do postizanja stabilnosti doze uglavnom je povezano s genotipom CYP2C9. Otpornost na varfarin vezuje se za nekoliko missense mutacija u genu VKORC1. Algoritmi koji uključuju genetičke (CYP2C9 i VKORC1), demografske i kliničke čimbenike za procjenu doze varfarina mogli bi smanjiti rizik od predoziranja za vrijeme uvođenja varfarina.
 
Ključne riječi: farmakogenomika; varfarin; VKORC1; CYP2C9; algoritam doziranja
 
Pristiglo: 30. srpnja 2009.
Prihvaćeno: 30. studenog 2009.
 
Uvod
 
Godine 2007. je Uprava za hranu i lijekove (FDA) objavila kako će upute za varfarin sadržavati nove podatke o ulozi genetike u doziranju lijeka. Prema tim uputama niže početne doze varfarina „treba razmotriti kod bolesnika s određenim genskim varijacijama“. Za uspostavu algoritma doziranja preporuča se genotipiziranje CYP2C9 i vitamin K epoksid reduktaza kompleksa 1 (VKORC1) (1). Ovo je prva preporuka FDA koja govori o genetičkom ispitivanju pri započinjanju terapije često propisivanim lijekom i to bi mogao biti presedan za buduću primjenu genskih tehnologija u kliničkoj praksi. Mnogo se napora ulaže u uvođenje ove tehnologije u praksu, pričem tvrtke nude testove, akademske ustanove nastoje ići ukorak s najnovijim saznanjima, dok bolesnike zanimaju mogućnosti personalizirane medicine.
Zašto varfarin? Nekoliko je razloga koji ovaj lijek čine privlačnom metom personalizirane medicine. Varfarin je antikoagulans koji se najviše primjenjuje; propisuje se za više od 2 milijuna novih bolesnika na godinu. Varfarin se često rabi kao doživotna terapija radi sprječavanja sustavne embolije u bolesnika s atrijskom fibrilacijom, bolešću srčanih zalistaka, te za primarnu i sekundarnu prevenciju venske tromboembolije. Varfarin se također primjenjuje za sprječavanje tromboembolijskih ispada u bolesnika s akutnim infarktom miokarda i pektoralnom anginom, u bolesnika s biološkim srčanim zaliscima, te nakon nekih ortopedskih operacija. Klinički tretman je zahtjevan zbog uskog terapijskog raspona i znatnih razlika među bolesnicima. Kombinirani genetički i negenetički čimbenici dovode do 20-strukih razlika u dozi varfarina potrebnoj za postizanje uobičajene terapijske razine antikoagulacije mjerene međunarodnim normaliziranim omjerom (INR) za protrombin. Optimalan omjer INR je 2 do 3, pričem omjeri < 2 znače povećanje trombotskih ispada, a oni > 4 povećanje hemoragijskih ispada (2,3). Nekoliko čestih genskih varijanata djeluje na metabolizam i aktivnost varfarina (4,5). U nedostatku podataka dobivenih genetičkim pretragama ili kliničkih podataka za predviđanje potrebne doze varfarina kod svakog pojedinog bolesnika, početne propisane doze mogu biti preniske, čime se povećava rizik od tromboze, ili pak previsoke, što dovodi do rizika od prekomjerne antikoagulacije i teškog krvarenja. U Sjedinjenim Državama na godinu ima do 800 štetnih događaja udruženih s primjenom varfarina koji su obuhvaćeni propisom o prijavljivanju (6).
Opasnost od ozbiljnih nuspojava povezanih s varfarinom, njegov uzak terapijski raspon i velike interindividualne razlike u doziranju zahtijevaju izradu algoritama kako bi se doza potrebna u početnom stadiju (ima) liječenja mogla što točnije predvidjeti.
Uloga CYP2C9 u metabolizmu varfarina
CYP2C9 je pretežito eksprimiran u jetri, gdje čini oko 20% jetrenog sadržaja CYP. CYP2C9 metabolizira više od 20% svih lijekova, kao i brojne endogene spojeve. Klinički važni lijekovi-supstrati uključuju antagonist angiotenzina 2, nesteroidne protuupalne lijekove (NSAR), oralne antidijabetike, antimikrobne lijekove, antiepileptike, te oralne antikoagulanse (Tablica 1.) (7,8). Varfarin je racemična smjesa, a CYP2C9 metabolizira S-varfarin, koji je najaktivniji enantiomer (Slika 1.). Opisani su genski polimorfizmi CYP2C9, i pronađeno je više od 34 alela (vidi: http://www.cypalleles.ki.se/). Aleli CYP2C9*2, *3, *4,*5 i *30 kodiraju proteine s promjenama u aminokiselinskom slijedu i za njih je objavljeno da smanjuju katalitične aktivnosti in vitro i in vivo (9,10). U populaciji postoje velike interindividualne razlike u aktivnosti CYP2C9, što dovodi do interindividualnih razlika u odgovoru na lijek, pa i štetnim događajima. Učestalost fenotipa slabog metabolizatora je 3-5% kod bijelaca (11,12). Najčešće varijante su CYP2C9*2 (rs4917639, p.R114C)i CYP2C9*3 (rs1057910, p.I359L) aleli. Naročito su zanimljivi lijekovi-supstrati uskog terapijskog raspona, kao što su S-varfarin, tolbutamid i fenitoin, gdje bi poremećena metabolična aktivnost CYP2C9 mogla otežati prilagodbu doze i uzrokovati toksičnost (13,14). Polimorfizmi CYP2C9 mogu isto tako biti udruženi s povećanom stopom štetnih događaja izazvanih primjenom NSAR (15).
 
Tablica 1. Ostali važniji lijekovi koji susupstrati za CYP2C9 i mogu stupiti u interakciju s oralnim antikoagulansom varfarinom
 
 
 
 
Slika 1. Farmakokinetski i farmakodinamski put varfarina. Varfarin se daje kao racemična smjesa R- i S-enantiomera. Snažniji S-enantiomer se uglavnom metabolizira pomoću citokroma P450 (CYP2C9).  Farmakološki učinak varfarina je posredovan inhibicijom vitamin K epoksid reduktaza kompleksa 1 (VKORC1).  To dovod i do smanjenih koncentracija aktiviranih faktora zgrušavanja (II., VII., IX. iX.) i rezultira terapijskom antikoagulacijom  (prema: www.medscape.com; 2008 Pharmacotherapy Publications).
 
Uz genske polimorfizme, čimbenici okoline mogu također uzrokovati interindividualne razlike u aktivnosti CYP2C9 (16). Pokazalo se da razni ksenobiotici poput fenobarbitala, rifampicina i hiperforina izazivaju povećanu transkripciju CYP2C9 u primarnim ljudskim hepatocitima i povećavaju metabolizam supstrata CYP2C kod čovjeka in vivo (17,18). To može rezultirati interakcijama lijekova, ne/podnošljivosti lijeka i terapijskim neuspjehom. Nekoliko lijekom aktiviranih jezgrenih receptora uključujući receptor konstitutivnog androgena (CAR) te receptor za pregnan-X (PXR) prepoznaju elemente odgovora na lijek unutar 5’-promotorske regije gena za CYP2C kako bi posredovali transkripcijsku prilagodbu ovih gena u odgovoru na ksenobiotike i steroide (19). Moguća je i inhibicija CYP2C9, kako se pokazalo in vitro za sintetske konzervanse kao što je benzetonij klorid (20). Klinički značajna inhibicija može nastupiti kod istodobnog uzimanja amjodarona, flukonazola, fenilbutazona, nekih sulfonamida i oralnih kontraceptiva (17,21).
Učinci genskih polimorfizama na opseg metabolizma lijekova dobro su poznati, ali ostaje nejasno kako ovi polimorfizmi utječu na sklonost ka interakcijama lijekova. Što se tiče interakcija varfarina s drugim lijekovima, osobito je nejasno podliježu li proteini sa smanjenom funkcijom (npr. CYP2C9*3) inhibiciji invivo u istoj mjeri kao i proteini kodirani alelima divljeg tipa (npr. CYP2C9*1). Farmakogenetičke razlike metaboličkih enzima i prijenosnika lijekova mogu imati važnu ulogu u interakcijama lijekova s oralnim antikoagulansima. To je osobito važno za lijekove - supstrate poput NSAID, fluvastatina, tolbutamida, fenitoina. Zbog moguće inhibicije ovisne o genotipu, genotip treba uzeti u obzir kad se nastoje predvidjeti moguće interakcije lijekova (22,23). Studije potvrđuju kako genski polimorfizam CYP2C9 doprinosi različitosti u potrebnom doziranju varfarina u prisutnosti interakcija lijek-bolest i lijek-lijek (24).
VKORC1 – meta za oralne antikoagulanse
Za oralne antikoagulanse ciljno mjesto djelovanja je podjedinica 1 vitamin K ovisne epoksid reduktaze (VKORC1) koju kodira homonimni gen VKORC1. Vitamin K ovisna epoksid reduktaza (VKOR) reducira vitamin K 2,3-epoksid u biološki aktivni vitamin K hidrokinon koji katalizira proizvodnju karboksiliranih čimbenika zgrušavanja II., VII. i IX. (Slika 1.). Kumarinski antikoagulansi djeluju inhibirajući aktivnost VKOR. VKORC1 je identificiran 2004. godine (25,26). Rost i sur. su identificirali gen VKORC1 u četirima neovisnim obiteljima članovi kojih su bili otporni na varfarin. Jedan bolesnik je trebao više od 17 mg/dan varfarina kako bi postigao dostatnu antikoagulaciju, dvoje drugih je trebalo oko 40 mg/dan, dok četvrti bolesnik nije odgovarao ni na koju dozu varfarina. Analiza je potvrdila da su oni nositelji rijetkih mutacija VKORC1, tj. g.85G>T (p.V29L), g.134T>C (p.V45A), g.172A>G (p.A58G) i g.3487T>G (p.L128A) (25). Druge istraživačke skupine izvještavaju o tome da su česti jednonukleotidni polimorfizmi (SNP) VKORC1 snažno udruženi s osjetljivošću na oralne antikoagulanse (4,27-30). Genski polimorfizam VKORC1 utječe slično na sve oralne antikoagulanse (4,31). U kliničkoj praksi obično se genotipiziraju dva SNP, tj. -1639G>A i 1173C>T, za identificiranje haplotipova VKORC1. Dokazi ukazuju na to da promotorni polimorfizam -1639G>A smanjuje jetrenu ekspresiju VKORC1 i tako snižava potrebnu dozu lijeka (29,30). Alel -1639G je prisutan u haplotipovima VKORC1*1, *3 i *4 i on je udružen s „normalnom“ dozom varfarina (32,33). Suprotno tome, alel -1639A, koji je u velikoj veznoj neravnoteži (engl. linkage disequilibrium) sa alelima 6484C>T, 6853G>C, 7566C>T i 1173C>T, prisutan je u haplotipu VKORC1*2 i predisponira osjetljivost za varfarin, kao i za niže doze lijeka (5,27,34,35). Njemačka skupina autora je na uzorku od 200 dobrovoljaca identificirala 28 SNP u genomskom slijedu VKORC1 i utvrdila kako je šest od tih SNP u potpunoj međusobnoj veznoj neravnoteži, i to za tri glavna haplotipa *2, *3 i *4 (32,36). Kod bijelaca je procijenjena učestalost: VKORC1*2, 42%; VKORC1*3, 38%; VKORC1*4, 20%. Postoje velike međuetničke razlike u frekvenciji alela VKORC1. Kod Azijaca se učestalost VKORC1 genotipa -1639AA (č83%) značajno razlikuje od one zabilježene u bijelaca (14%) (4,37). Haplotip VKORC1*2 je prilično nizak među osobama afričkog podrijetla (0,15), visok u bijelaca (0,42) te iznimno čest među Azijcima (0,95) (29,32,38,39).
Prema podatcima iz farmakogenetičkih studija udruženosti CYP2C9 i VKORC1, zabilježeno je nekoliko klinički značajnijih posljedica na farmakokinetiku-farmakodinamiku oralnih antikoagulansa.
Polimorfizmi VKORC1 i CYP2C9 i potrebne dnevne doze
Nositelji alela koji kodiraju smanjenu enzimsku aktivnost CYP2C9 i/ili VKORC1 trebaju niže doze varfarina i kod njih je teže titrirati lijek do stabilne doze održavanja negoli kod onih koji trebaju veće doze. Relativni doprinos svakog polimorfizma toj razlici u potrebnoj dozi varfarina treba razmotriti u odnosu na učestalost polimorfizama. Tako će VKORC1 vjerojatno tome doprinositi više od CYP2C9, zbog znatno više učestalosti nekih ispitivanih varijanata (1173C<T, -1639G>A) u usporedbi s varijantama CYP2C9*2 i CYP2C9*3. Međutim, kod pojedinih bolesnika za očekivati je da će varijanta CYP2C9*2 te poglavito varijanta CYP2C9*3 znatno utjecati na potrebnu dozu varfarina (40,41). U usporedbi s homozigotnim nositeljima CYP2C9*1, procijenjeno je da bolesnici homozigotni za CYP2C9*3 trebaju 3,3 puta niže srednje doze varfarina kako bi postigli isti INR, dok su nositelji alela *2 i heterozigotni bolesnici svrstani između tih vrijednosti (42). U dvjema studijama u kojima je analizirano prvih nekoliko tjedana liječenja varfarinom udio bolesnika s vrijednostima INR iznad 3 bio je veći među nositeljima alela CYP2C9*2 ili *3 nego među bolesnicima koji nisu bili nositelji ovih alela (43,44). U studiji na bolesnicima koji su započinjali liječenje varfarinom glavni je nalaz ukazao na to da je rani odgovor na varfarin izmijenila genska varijacija u VKORC1, a ne u CYP2C9 (45). Međutim, i haplotip VKORC1 i genotip CYP2C9 imaju značajan utjecaj na dozu varfarina nakon prva dva tjedna. Utvrđeno je kako genotip VKORC1 određuje i do 40% potrebne doze kumarina u pojedine osobe (4,5,33,46,47). Kod bijelaca je polimorfizam 1173 C>T bio udružen s nižim potrebnim dozama varfarina (27); srednja doza varfarina bila je viša (6,2 mg/dan) u bolesnika s VKORC1 genotipom 1173 CC nego kod onih s CT genotipom (4,8 mg/dan; P= 0,002) ili TT genotipom (3,5 mg/dan; P < 0,001). Rezultati studije potvrdili su da je VKORC1*2 najvažniji haplotip za doziranje varfarina (33). Bolesnici s haplotipom VKORC1*2 češće su dolazili na kontrole od bolesnika s haplotipom VKORC1*3 ili *4, imali su viši koeficijent varijacije protrombinskog vremena (INR) i viši postotak vrijednosti INR izvan terapijskog raspona u usporedbi s bolesnicima s haplotipom VKORC1*3 ili *4. Uz to, utvrđena je statistički značajna razlika između haplotipa VKORC1*2 te VKORC1*3 ili *4 u dozi varfarina (P < 0,001) i koncentraciji R-varfarina u plazmi (P < 0,01). Bolesnici s haplotipom VKORC1*2 su trebali znatno niže doze varfarina od ostalih bolesnika. Kombinacija genotipa i kliničkih čimbenika objašnjava otprilike 50-60% razlike u potrebnim dozama varfarina kod bijelaca i Azijaca, ali samo 35-40% među Afroamerikancima. Rasne razlike u povezanosti genotipa i bolesnikova odgovora na liječenje varfarinom mogle bi biti rezultat razlika u učestalosti varijantnih alela CYP2C9 i VKORC1 i/ili pak utjecaja negenetičkih čimbenika.
Otpornost na varfarin
Otpornost na varfarin je rijetka pojava u ljudi, a povezuje se s nekoliko missense mutacija u genu VKORC1. Rezultati što su ih objavili Rost i suradnici govore u prilog tome da je gen za VKORC1 glavna meta za spontane mutacije koje dovode do otpornosti na varfarin (25,48). Drugi su potvrdili ove nalaze (26,37,49,50). Missense mutacije p.D36Y, p.V29L, p.A41S, p.V45A, p.R58G i p.V66M koje su odgovorne za otpornost na varfarin smještene su u očuvanoj luminalnoj petlji (L1) regije VKORC1 (51). Za VKORC1 kodirajući polimorfizam Asp36Tyr je utvrđeno da nositelji Asp36Tyr zahtijevaju značajno više doze varfarina od 80,9  10,1 mg/tjedan u usporedbi s 42,7 ± 7,5 mg/tjedan kod osoba koje nisu nositelji Asp36Tyr (F = 9,79; P = 0,002) (52). Druga je skupina istraživača dokumentirala jedan irski slučaj prave otpornosti na varfarin kao rezultat mutacije u VKORC1 (383 T>G tranzicija u eksonu 2) (53). No, mehanizam(me) kojim mutacije u genu VKORC1 posreduju neosjetljivost na kumarine in vivo tek treba rasvijetliti.
CYP4F2 je oksidaza vitamina K(1) (VK1) i nositelji alela CYP4F2 V433M (rs2108622) imaju smanjenu sposobnost metaboliziranja VK1 kao posljedicu o rs2108622 ovisnog smanjenja stabilne jetrene koncentracije ovoga enzima. Stoga će bolesnici s polimorfizmom rs2108622 vjerojatno imati povišene razine VK1 u jetri, što zahtijeva više doze varfarina kako bi se postigao isti antikoagulacijski odgovor (54). Drugi istraživači također su potvrdili ulogu polimorfizma CYP4F2 V433M u farmakogenetici kumarinskih antikoagulansa (55,56).
Utjecaj genotipa CYP2C9 i VKORC1 na rizik od krvarenja
U Sjedinjenim Državama se godišnji rizik od većeg krvarenja u bolesnika na oralnim antikoagulansima procjenjuje na 1-5% (57,58). Kombinacija za kumarinske lijekove osjetljivih alela gena VKORC1 i CYP2C9 mogla bi snažno ukazivati na visok rizik od teške prekomjerne antikoagulacije (43). U bolesnika s alelima CYP2C9*2 i *3 se prvo krvarenje pojavilo ranije i s višom učestalosti nego u bolesnika s izvornim genotipom (divljeg tipa) (59-61). U istraživanju provedenom među Amerikancima afričkog i europskog podrijetla (38) varijantni genotip CYP2C9 doveo je do povećanog rizika za veća, ali ne i za manja krvarenja. Rizik za veće krvarenje bio je 5,3 puta viši prije stabiliziranja terapije, 2,2 puta viši nakon stabiliziranja, te 2,4 puta viši tijekom svih razdoblja kad antikoagulacija nije bila stabilna. Varijantni genotip VKORC1 1173C/Tnije izazvao značajan porast rizika niti za veće niti za manje krvarenje. Kod nositelja bilo koje varijante CYP2C9 ili VKORC1 rizik od gastrointestinalnog krvarenja za vrijeme terapije acenokumarolom jako se povećao s izlaganjem tjednim dozama acenokumarola višim od 15 mg ili s primjenom amjodarona ili aspirina (62).
Iako se unošenjem podataka o genotipu poboljšava točnost u predviđanju terapije, dosad nije dokazano uvjerljivo poboljšanje u smanjenju komplikacija krvarenja.
Genomske studije udruženosti
Genomska studija udruženosti (engl. genome-wide association study, GWAS) za česte genetičke varijante s većim utjecajem na dozu održavanja varfarina, što su je proveli Cooper i suradnici na otprilike 550.000 ispitanih polimorfizama, utvrdila je da je najznačajniji neovisni učinak udružen s polimorfizmima VKORC1 (P = 6,2 x 10-13) (63). CYP2C9 (CYP2C9*3 i CYP2C9*2) je bio udružen s dozom na razini umjerene značajnosti (P = 10-4). Autori zaključuju kako je malo vjerojatno da će se česti SNP sa znatnim učinkom na dozu varfarina otkriti izvan gena CYP2C9 i VKORC1. Takeuchi i sur. (64) su proveli prvu GWAS dovoljne snage za otkrivanje varijanata DNA sa skromnim utjecajem na dozu varfarina potrebnu za postizanje terapijske antikoagulacije. Univarijatnom analizom GWAS SNP oni su također identificirali iznimno jaku povezanost (P = 10-78 do 10-13) sa SNP u i blizu VKORC1 i CYP2C9. Primjenom multivarijatne regresije prilagođene za poznate genetičke i negenetičke prediktore doze oni su također otkrili genomsku značajnost na razini P < 8,3 x 10-10 za CYP4F2 (rs2108622), koja je činila otprilike 1,5% razlike u dozi. I drugi autori opisuju udruženost CYP4F2 s razlikom u dozi (65).
Izgleda da je važnost genskog polimorfizma u drugim enzimima i strukturama uključenim u učinak antikoagulansa, kao što su gama-glutamilkarboksilaza, glutation-S-transferaza A1, mikrosomna epoksid hidrolaza i apolipoprotein E, zanemariva.
Algoritmi zasnovani na farmakogenetici
Algoritmi zasnovani na farmakogenetičkim podatcima predlažu se za doziranje oralnih antikoagulansa. Većina modela uzima u obzir dob, spol, površinu tijela, istodobno primijenjene lijekove, istodobne bolesti i kliničke indikacije. Jedna od najčešće navođenih jednadžba kojima se procjenjuje doza varfarina (mg/dan) je algoritam za doziranje utemeljen na regresijskom modelu:
[0,628 – 0,0135 x dob (god) – 0,24 x CY2C9*2 – 0,37
x CYP2C9*3 – 0,241 x VKORC1 + 0,062 x visina (cm)]2,
gdje je iznos vrijednosti za genotip CYP2C9 0, 1 ili 2 za broj alela *1, *2 i *3 u bolesnikovom genotipu, a genotip VKORC1 je 1 za GG, 2 za GA i 3 za AA.
Autori su našli R2 od 54% (jednadžba je objasnila 54% varijabilnosti doze varfarina u izvedenoj skupini) (5). Nekoliko objavljenih algoritama za doziranje varfarina (Washington University, UCSF, Louisville i Newcastle) uspoređeno je prema točnosti predviđanja doze varfarina u retrospektivnoj analizi mjesne bolesničke populacije na dugotrajnoj stabilnoj terapiji varfarinom. Vrednovanje farmakogenetičkog ispitivanja odgovora na varfarin obuhvatilo je dokazivanje analitičke valjanosti ispitnih platforma i kliničke valjanosti ispitivanja (66). Gage i sur. su razvili i vrednovali farmakogenetički algoritam u izvedenoj skupini od 1.015 sudionika (67). Neovisni prediktori terapijske doze bili su sljedeći: polimorfizam VKORC1 -1639/3673 G>A (-28% po alelu), tjelesna površina (engl. bodysurfacearea, BSA) (+11% po 0,25 m2, CYP2C9*3 (-33% po alelu), CYP2C9*2 (-19% po alelu), dob (-7% po desetljeću), ciljni INR (+11% po 0,5 jediničnog porasta), uzimanje amjodarona (-22%), pušenje (+10%), rasa (-9%) i postojeća tromboza (+7%). Predložena farmakogenetička jednadžba objasnila je 53-54% varijabilnosti doze varfarina u izvedenoj i vrednovanoj (N = 292) skupini. Za usporedbu, klinička jednadžba objasnila je samo 17-22% varijabilnosti doze (P < 0,001). Kako bi se olakšala uporaba ovih farmakogenetičkih i kliničkih algoritama izrađena je neprofitna mrežna stranica: http://www.WarfarinDosing.org. Polimorfizmi VKORC1 i/ili CYP2C9 uvedeni su i u neke druge kliničke algoritme za doziranje te u prospektivne kliničke studije (68-72). U istraživanju što ga je proveo Međunarodni konzorcij za farmakogenetiku varfarina (73) upotrebljeni su podatci o 4,043 bolesnika u izradi algoritma za doziranje zasnovanog isključivo na kliničkim varijablama i drugog algoritma u kojem su uz kliničke varijable dodani i genetički podatci. Objavljeni su najnoviji podatci, a glavni zaključci su slijedeći: primjena farmakogenetičkog algoritma za procjenu odgovarajuće početne doze varfarina rezultira preporukama koje su značajno bliže potrebnoj stabilnoj terapijskoj dozi od onih izvedenih iz kliničkog algoritma ili metodom fiksne doze. Najveće koristi su zabilježene u 46,2% populacije koji su zahtijevali 21 mg ili manje varfarina na tjedan ili 49 mg ili više na tjedan za terapijsku antikoagulaciju.
Isplativost
Iako Radna skupina za farmakogenetičko testiranje alela CYP2C9 i VKORC1 za varfarin Američkog kolegija medicinske genetike zasad ne podupire rutinsku primjenu genotipiziranja za varfarin, ističu kako u nekim situacijama ispitivanje na CYP2C9 i VKORC1 može biti korisno i potrebno kako bi se utvrdio uzrok neuobičajenih terapijskih odgovora na liječenje varfarinom (74). Eckman i sur. (75) pak zaključuju kako je malo vjerojatno da bi genotipiziranje za varfarin bilo isplativo u bolesnika s nevalvularnom atrijskom fibrilacijom, ali bi moglo biti isplativo u bolesnika s visokim rizikom od krvarenja a koji započinju liječenje varfarinom. Lippi i sur. (76) ističu kako ograničenja genetičkog ispitivanja uključuju zasad uvelike nepoznat optimalan sastav ispitnih panela, podatke o interindividualnim razlikama, nedostatak analitičkih i kvalitativnih specifikacija, nedostatak sveobuhvatnih analiza ishoda koje bi omogućile procjenu isplativosti, nedostatak općeg suglasja o pouzdanim algoritmima doziranja, te druga etička i društvena pitanja. Rezultati što su ih Wadelius i sur. (77) dobili genotipiziranjem 183 polimorfizma u 29 gena kandidata kod 1,496 bolesnika iz Švedske koji su započinjali liječenje varfarinom i ispitali njihovu udruženost s ishodom govore snažno u prilog uvođenja terapije varfarinom na osnovu farmakogenetičke analize. Ostaje nejasno je li genotipski kontrolirano doziranje klinički korisno, međutim, u tijeku su studije koje će pomoći razjasniti ovo pitanje (78).
 
Zaključak
 
Na učinak oralnih antikoagulansa utječu genetički i okolišni čimbenici. Česte mutacije gena koji kodiraju citokrom P450 (CYP2C9) i vitamin K epoksid reduktazu s jednom ili više kombinacija njihovih polimorfizama odgovorne su za smanjene potrebne doze varfarina ili za otpornost na varfarin. Zapažene su rasne razlike u vezi između genotipa i bolesnikova odgovora na liječenje varfarinom. Genotipovi utječu na vrijeme potrebno da bi se postigla terapijska antikoagulacija, kao i na rizik od prekomjerne antikoagulacije i krvarenja. Iako uvođenje podataka o genotipu poboljšava točnost predviđanja doze, poboljšanje u kontroli antikoagulacije ili smanjenje komplikacija krvarenja tek treba dokazati u smislu učinkovitosti i isplativosti (79). Korist će vjerojatno imati osobe koje trebaju krajnje - granične doze varfarina, no sveukupnu kliničku korist od antikoagulacijskog liječenja prilagođenog genotipu u čitavoj bolesničkoj populaciji tek treba utvrditi u budućim prospektivnim kliničkim studijama.
 
Literatura
 
 1. FDA Approves Updated Warfarin (Coumadin) Prescribing Information. New Genetic Information May Help Providers Improve Initial Dosing Estimates of the Anticoagulant for Individual Patients. Available at: http://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncement/2007/ucm108967.htm Accessed: July 14, 2009.
 2. Hylek EM, Skates SJ, Sheehan MA, Singer DE. An analysis of the lowest effective intensity of prophylactic anticoagulation for patients with nonrheumatic atrial fibrillation. N Engl J Med 1996;335:540-6.
 3. Odén A, Fahlén M, Hart RG. Optimal INR for prevention of stroke and death in atrial fibrillation: a critical appraisal. Thromb Res 2006;117:493-9.
 4. Bodin L, Verstuyft C, Tregouet DA, Robert A, Dubert L, Funck-Brentano C, et al. Cytochrome P450 2C9 (CYP2C9) and vitamin K epoxide reductase (VKORC1) genotypes as determinants of acenocoumarol sensitivity. Blood 2005;106:135-40.
 5. Sconce EA, Khan TI, Wynne HA, Avery P, Monkhouse L, King BP, et al. The impact of CYP2C9 and VKORC1 genetic polymorphism and patient characteristics upon warfarin dose requirements: proposal for a new dosing regimen. Blood 2005;106:2329-33.
 6. Moore TJ, Cohen MR, Furberg CD. Serious adverse drug events reported to the Food and Drug Administration,1998-2005. Arch Intern Med 2007;167:1752-9.
 7. Božina N, Bradamante V, Lovrić M. Genetic polymorphism of metabolic enzymes P450 (CYP) as a susceptibility factor for drug response, toxicity, and cancer risk. Arh Hig Rada Toksikol 2009;60:217-42.
 8. Goldstein JA. Clinical relevance of genetic polymorphism in the human CYP2C subfamily. Br J Clin Pharmacol 2001;52:349-55.
 9. Yamazaki H, Inoue K, Chiba K, Ozawa N, Kawai T, Suzuki Y, et al. Comparative studies on the catalytic roles of cytochrome P450 2C9 and its Cys- and Leu-variants in the oxidation of warfarin, flurbiprofen, and diclofenac by human liver microsomes. Biochem Pharmacol 1998;56:243-51.
10. Lee CR, Goldstein JA, Pieper JA. Cytochrome P450 2C9 polymorphisms: a comprehensive review of the in-vitro and human data. Pharmacogenetics 2002;12:251-63.
11. Božina N, Granić P, Lalić Z, Tramišak I, Lovrić M, Stavljenić-Rukavina A. Genetic polymorphisms of cytochromes P450: CYP2C9, CYP2C19, and CYP2D6 in Croatian population. Croat Med J 2003;44:425-8.
12. García-Martín E, Martínez C, Ladero JM, Agúndez JA. Interethnic and intraethnic variability of CYP2C8 and CYP2C9 polymorphisms in healthy individuals. Mol Diagn Ther 2006;10:29-40.
13. Redman AR, Zheng J, Shamsi SA, Huo J, Kelly EJ, Ho RJY, et al. Variant CYP2C9 alleles and warfarin concentrations in patients receiving low-dose versus average-dose warfarin therapy. Clin Appl Thromb Haemost 2008;14:29-37.
14. Brandolese R, Scordo MG, Spina E, Gusella M, Padrini R. Severe phenytoin intoxication in a subject homozygous for CYP2C9*3. Clin Pharmacol Ther 2001;70:391-4.
15. Rollason V, Samer C, Piguet V, Dayer P, Desmeules J. Pharmacogenetics of analgesics: toward the individualization of prescription. Pharmacogenomics 2008;9:905-33.
16. Urquhart BL, Tirona RG, Kim RB. Nuclear receptors and the regulation of drug-metabolizing enzymes and drug transporters: implications for interindividual variability in response to drugs. J Clin Pharmacol 2007;47:566-78.
17. Miners JO, Birkett DJ. Cytochrome P4502C9: an enzyme of major importance in human drug metabolism. Br J Clin Pharmacol 1998;45:525-38.
18. Sahi J, Shord SS, Lindley C, Ferguson S, LeCluyse EL. Regulation of cytochrome P450 2C9 expression in primary cultures of human hepatocytes. J Biochem Mol Toxicol 2009;23:43-58.
19. Chen Y, Goldstein JA. The transcriptional regulation of the human CYP2C genes. Curr Drug Metab 2009;10:567-78.
20. Lippi G, Salvagno GL, Guidi GC. Genetic factors for warfarin dose prediction. Clin Chem 2007;53:1721-2.
21. Sandberg M, Johansson I, Christensen M, Rane A, Eliasson E. The impact of CYP2C9 genetics and oral contraceptives on cytochrome P450 2C9 phenotype. Drug Metab Dispos 2004;32:484-9.
22. Kumar V, Wahlstrom JL, Rock DA, Warren CJ, Gorman LA, Tracy TS. CYP2C9 inhibition: impact of probe selection and pharmacogenetics on in vitro inhibition profiles. Drug Metab Dispos 2006;34:1966-75.
23. Kumar V, Brundage RC, Oetting WS, Leppik IE, Tracy TS. Differential genotype dependent inhibition of CYP2C9 in humans. Drug Metab Dispos 2008;36:1242-8.
24. Muszkat M, Blotnik S, Elami A, Krasilnikov I, Caraco Y. Warfarin metabolism and anticoagulant effect: a prospective, observational study of the impact of CYP2C9 genetic polymorphism in the presence of drug-disease and drug-drug interactions. Clin Ther 2007;29:427-37.
25. Rost S, Fregin A, Ivaskevicius V, Conzelmann E, Hörtnagel K, Pelz HJ, et al. Mutations in VKORC1 cause warfarin resistance and multiple coagulation factor deficiency type 2. Nature 2004;427:537-41.
26. Li T, Chang CY, Jin DY, Lin PJ, Khvorova A, Stafford DW. Identification of the gene for vitamin K epoxide reductase. Nature 2004;427:541-4.
27. D’Andrea G, D’Ambrosio RL, Di Perna P, Chetta M, Santacroce R, Brancaccio V, et al. A polymorphism in the VKORC1 gene is associated with an interindividual variability in the dose-anticoagulant effect of warfarin. Blood 2005;105:645-9.
28. Wadelius M, Chen LY, Eriksson N, Bumpstead S, Ghori J, Wadelius C, et al. Association of warfarin dose with genes involved in its action and metabolism. Hum Genet 2007;121:23-34.
29. Yuan HY, Chen JJ, Lee MT, Wung JC, Chen YF, Charng MJ, et al. A novel functional VKORC1 promoter polymorphism is associated with inter-individual and inter-ethnic differences in warfarin sensitivity. Hum Mol Genet 2005;14:1745-51.
30. Rieder MJ, Reiner AP, Gage BF, Nickerson DA, Eby CS, McLeod HL, et al. Effect of VKORC1 haplotypes on transcriptional regulation and warfarin dose. N Engl J Med 2005;352:2285-93.
31. Schalekamp T, Brassé BP, Roijers JF, van Meegen E, van der Meer FJ, van Wijk EM, et al. VKORC1 and CYP2C9 genotypes and phenprocoumon anticoagulation status: interaction between both genotypes affects dose requirement. Clin Pharmacol Ther 2007;81:185-93.
32. Geisen C, Watzka M, Sittinger K, Steffens M, Daugela L, Seifried E, et al. VKORC1 haplotypes and their impact on the inter-individual and inter-ethnical variability of oral anticoagulation. Thromb Haemost 2005;94:773-9.
33. Osman A, Enström C, Arbring K, Söderkvist P, Lindahl TL. Main haplotypes and mutational analysis of vitamin K epoxide reductase (VKORC1) in a Swedish population: a retrospective analysis of case records. J Thromb Haemost 2006;4:1723-9.
34. Yin T, Miyata T. Warfarin dose and the pharmacogenomics of CYP2C9 and VKORC1 – rationale and perspectives. Thromb Res 2007;120:1-10.
35. Aquilante CL, Langaee TY, Lopez LM, Yarandi HN, Tromberg JS, Mohuczy D, et al. Influence of coagulation factor, vitamin K epoxide reductase complex subunit 1, and cytochrome P450 2C9 gene polymorphisms on warfarin dose requirements. Clin Pharmacol Ther 2006;79:291-302.
36. Oldenburg J, Watzka M, Rost S, Müller CR. VKORC1: molecular target of coumarins. J Thromb Haemost 2007;5(Suppl 1):1-6.
37. Yuan HY, Chen JJ, Lee MT, Wung JC, Chen YF, Charng MJ, et al. A novel functional VKORC1 promoter polymorphism is associated with inter-individual and inter-ethnic differences in warfarin sensitivity. Hum Mol Genet 2005;14:1745-51.
38. Limdi NA, McGwin G, Goldstein JA, Beasley TM, Arnett DK, Adler BK, et al. Influence of CYP2C9 and VKORC1 1173C/T genotype on the risk of hemorrhagic complications in African-American and European-American patients on warfarin. Clin Pharmacol Ther 2008;83:312-21.
39. Larramendy-Gozalo C, Yang JQ, Verstuyft C, Bodin L, Dubert L, Zhang Y, et al. Genetic polymorphism of vitamin K epoxide reductase (VKORC1) 1173C>T in a Chinese and a Caucasian population. Basic Clin Pharmacol Toxicol 2006;98:611-3.
40. Hillman MA, Wilke RA, Caldwell MD, Berg RL, Glurich I, Burmester JK. Relative impact of covariates in prescribing warfarin according to CYP2C9 genotype. Pharmacogenetics 2004;14:539-47.
41. Haug KB, Sharikabad MN, Kringen MK, Narum S, Sjaatil ST, Johansen PW, et al. Warfarin dose and INR related to genotypes of CYP2C9 and VKORC1 in patients with myocardial infarction. Thromb J 2008;6:7.
42. Stehle S, Kirchheiner J, Lazar A, Fuhr U. Pharmacogenetics of oral anticoagulants: a basis for dose individualization. Clin Pharmacokinet 2008;47:565-94.
43. Peyvandi F, Spreafico M, Siboni SM, Moia M, Mannucci PM. CYP2C9 genotypes and dose requirements during the induction phase of oral anticoagulant therapy. Clin Pharmacol Ther 2004;75:198-203.
44. Lindh JD, Lundgren S, Holm L, Alfredsson L, Rane A. Several-fold increase in risk of overanticoagulation by CYP2C9 mutations. Clin Pharmacol Ther 2005;78:540-50.
45. Schwarz UI, Ritchie MD, Bradford Y, Li C, Dudek SM, Frye-Anderson A, Kim RB, Roden DM, Stein CM. Genetic determinants of response to warfarin during initial anticoagulation. N Engl J Med 2008;358:999-1008.
46. Zhu Y, Shennan M, Reynolds KK, Johnson NA, Herrnberger MR, Valdes R Jr, Linder MW. Estimation of warfarin maintenance dose based on VKORC1 (-1639G<A) and CYP2C9 genotypes. Clin Chem 2007;53:1199-205.
47. Wadelius M, Pirmohamed M. Pharmacogenetics of warfarin: current status and future challenges. Pharmacogenomics J 2007;7:99-111.
48. Rost S, Pelz H, Menzel S, MacNicoll A, Leon V, Song K, et al. Novel mutations in the VKORC1 gene of wild rats and mice – a response to 50 years of selection pressure by warfarin? BMC Genetics 2009;10:4.
49. Bodin L, Horellou MH, Flaujac C, Loriot MA, Samama MM. A vitamin K epoxide reductase complex subunit-1 (VKORC1) mutation in a patient with vitamin K antagonist resistance. J Thromb Haemost 2005;3:1533-5.
50. D’Ambrosio RL, D’Andrea G, Cafolla A, Faillace F, Margaglione M. A new vitamin K epoxide reductase complex subunit-1 (VKORC1) mutation in a patient with decreased stability of CYP2C9 enzyme. J Thromb Haemost 2007;5:191-3.
51. Scott SA, Edelmann L, Kornreich R, Desnick RJ. Warfarin pharmacogenetics: CYP2C9 and VKORC1 genotypes predict different sensitivity and resistance frequencies in the Ashkenazi and Sephardi Jewish populations. Am J Hum Genet 2008;82:495-500.
52. Loebstein R, Dvoskin I, Halkin H, Vecsler M, Lubetsky A, Rechavi G, et al. A coding VKORC1 Asp36Tyr polymorphism predisposes to warfarin resistance. Blood 2007;109:2477-80.
53. Ainle FN, Mumford A, Tallon E, McCarthy D, Murphy K. A vitamin K epoxide reductase complex subunit 1 mutation in an Irish patient with warfarin resistance. Ir J Med Sci 2008;177:159-61.
54. McDonald MG, Rieder MJ, Nakano M, Hsia CK, Rettie AE. CYP4F2 is a vitamin K1 oxidase: an explanation for altered warfarin dose in carriers of the V433M variant. Mol Pharmacol 2009;75:1337-46.
55. Pérez-Andreu V, Roldán V, Antón AI, García-Barberá N, Corral J, Vicente V, González-Conejero R. Pharmacogenetic relevance of CYP4F2 V433M polymorphism on acenocoumarol therapy. Blood 2009;113:4977-9.
56. Borgiani P, Ciccacci C, Forte V, Sirianni E, Novelli L, Bramanti P, Novelli G. CYP4F2 genetic variant (rs2108622) significantly contributes to warfarin dosing variability in the Italian population. Pharmacogenomics 2009;10:261-6.
57. Fihn SD, McDonell M, Martin D, Henikoff J, Vermes D, Kent D, White RH. Risk factors for complications of chronic anticoagulation. A multicenter study. Warfarin Optimized Outpatient Follow-up Study Group. Ann Intern Med 1993;118:511-20.
58. Hirsh J, Fuster V, Ansell J, Halperin JL; American Heart Association; American College of Cardiology Foundation. American Heart Association/American College of Cardiology Foundation guide to warfarin therapy. Circulation 2003;107:1692-711.
59. Higashi MK, Veenstra DL, Kondo LM, Wittkowsky AK, Srinouanprachanh SL, Farin FM, Rettie AE. Association between CYP2C9 genetic variants and anticoagulation-related outcomes during warfarin therapy. JAMA 2002;287:1690-8.
60. Sanderson S, Emery J, Higgins J.CYP2C9 gene variants, drug dose, and bleeding risk in warfarin-treated patients: a HuGEnet systematic review and meta-analysis. Genet Med 2005;7:97-104.
61. Aithal GP, Day CP, Kesteven PJ, Daly AK. Association of polymorphisms in the cytochrome P450 CYP2C9 with warfarin dose requirement and risk of bleeding complications. Lancet 1999;353:717-9.
62. Montes R, Nantes O, Alonso A, Zozaya JM, Hermida J. The influence of polymorphisms of VKORC1 and CYP2C9 on major gastrointestinal bleeding risk in anticoagulated patients. Br J Haematol 2008;143:727-33.
63. Cooper GM, Johnson JA, Langaee TY, Feng H, Stanaway IB, Schwarz UI, et al. A genome-wide scan for common genetic variants with a large influence on warfarin maintenance dose. Blood 2008;112:1022-7.
64. Takeuchi F, McGinnis R, Bourgeois S, Barnes C, Eriksson N, Soranzo N, et al. A genome-wide association study confirms VKORC1, CYP2C9, and CYP4F2 as principal genetic determinants of warfarin dose. PLoS Genet 2009;5:e1000433.
65. Caldwell MD, Awad T, Johnson JA, Gage BF, Falkowski M, Gardina P, et al. CYP4F2 genetic variant alters required warfarin dose. Blood 2008;111:4106-12.
66. Langley MR, Booker JK, Evans JP, McLeod HL, Weck KE. Validation of clinical testing for warfarin sensitivity: comparison of CYP2C9-VKORC1 genotyping assays and warfarin-dosing algorithms. J Mol Diagn 2009;11:216-25.
67. Gage BF, Eby C, Johnson JA, Deych E, Rieder MJ, Ridker PM. Use of pharmacogenetic and clinical factors to predict the therapeutic dose of warfarin. Clin Pharmacol Ther 2008;84:326-31.
68. Tham LS, Goh BC, Nafziger A, Guo JY, Wang LZ, Soong R, Lee SC. A warfarin-dosing model in Asians that uses single-nucleotide polymorphisms in vitamin K epoxide reductase complex and cytochrome P450 2C9. Clin Pharmacol Ther 2006;80:346-55.
69. Anderson JL, Horne BD, Stevens SM, Grove AS, Barton S, Nicholas ZP, et al. Randomized trial of genotype-guided versus standard warfarin dosing in patients initiating oral anticoagulation. Circulation 2007;116:2563-70.
70. Caraco Y, Blotnick S, Muszkat M. CYP2C9 genotype-guided warfarin prescribing enhances the efficacy and safety of anticoagulation: a prospective randomized controlled study. Clin Pharmacol Ther 2008;6:460-70.
71. Lenzini PA, Grice GR, Milligan PE, Dowd MB, Subherwal S, Deych E, et al. Laboratory and clinical outcomes of pharmacogenetic vs. clinical protocols for warfarin initiation in orthopedic patients. J Thromb Haemost 2008;6:1655-62.
72. Carlquist JF, Horne BD, Muhlestein JB, Lappe DL, Whiting BM, Kolek MJ, et al. Genotypes of the cytochrome p450 isoform, CYP2C9, and the vitamin K epoxide reductase complex subunit 1 conjointly determine stable warfarin dose: a prospective study. J Thromb Thrombolysis 2006;22:191-7.
73. International Warfarin Pharmacogenetics Consortium, Klein TE, Altman RB, Eriksson N, Gage BF, Kimmel SE, Lee MT, et al. Estimation of the warfarin dose with clinical and pharmacogenetic data. N Engl J Med 2009;360:753-64.
74. Flockhart DA, O’Kane D, Williams MS, Watson MS, Flockhart DA, Gage B, et al. ACMG Working Group on Pharmacogenetic Testing of CYP2C9, VKORC1 Alleles for Warfarin Use. Pharmacogenetic testing of CYP2C9 and VKORC1 alleles for warfarin. Genet Med 2008;10:139-50.
75. Eckman MH, Rosand J, Greenberg SM, Gage BF. Cost-effectiveness of using pharmacogenetic information in warfarin dosing for patients with nonvalvular atrial fibrillation. Ann Intern Med 2009;150:73-83.
76. Lippi G, Franchini M, Favaloro EJ. Pharmacogenetics of vitamin K antagonists: useful or hype? Clin Chem Lab Med 2009;47:503-15.
77. Wadelius M, Chen LY, Lindh JD, Eriksson N, Ghori MJ, Bumpstead S, et al. The largest prospective warfarin-treated cohort supports genetic forecasting. Blood 2009;113:784-92.
78. Jonas DE, McLeod HL. Genetic and clinical factors relating to warfarin dosing. Trends Pharmacol Sci 2009;30:375-86.
79. Lippi G, Favaloro EJ. The missing link between genotype, phenotype and clinics. Biochem Med 2009;19:137-45.

 

Nada Božina. Farmakogenetika varfarina u kliničkoj praksi. Biochemia Medica 2010;20(1):33-44.