Analysis of carrying clinically significant allelic variants of TPMT and DPYD genes associated with the response to drug therapy in cancer practice among 9 ethnic groups of the Russian Federation

Cover Page
  • Authors: Mirzaev K.B.1, Fedorinov D.S.1, Akmalova K.A.1, Abdullaev S.P.1, Kachanova A.A.1, Sozaeva Z.A.1, Grishina E.A.1, Shuev G.N.1, Kitaeva E.Y.2, Shprakh V.V.2, Suleymanov S.S.3, Bolieva L.Z.4, Sozaeva M.S.5, Zhuchkova S.M.6, Gimaldinova N.E.7, Sidukova E.E.8, Burashnikova I.S.9, Shikaleva A.A.9, Zabudskaya K.G.10, Sychev D.A.1
  • Affiliations:
    1. Russian Medical Academy of Continuous Professional Education
    2. Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education – branch of Russian Medical Academy of Continuous Professional Education
    3. Saiko Russian-Japanese Medical Center
    4. North Ossetia State Medical Academy
    5. Republican Clinical Hospital
    6. Republican Clinical Oncology Center
    7. Ulianov Chuvash State University
    8. Kozmodemyansk Interdistrict Hospital
    9. Kazan State Medical Academy – branch of Russian Medical Academy of Continuous Professional Education
    10. Blokhin National Medical Research Center of Oncology
  • Issue: Vol 92, No 8 (2020)
  • Pages: 43-51
  • Section: Original articles
  • URL: https://ter-arkhiv.ru/0040-3660/article/view/43540
  • DOI: https://doi.org/10.26442/00403660.2020.08.000719
  • Cite item

Abstract


Aim. To study the peculiarities of carrying clinically significant allelic variants of TPMT and DPYD genes associated with the response to drug therapy in cancer practice among 9 ethnic groups of the Russian Federation.

Materials and methods. The study included 1446 conditionally healthy volunteers from 9 ethnic groups. Carriage of polymorphic TPMT and DPYD gene markers was detected by the Real-Time PCR (polymerase chain reaction) method.

Results. In all ethnic groups, the distribution of genotypes and alleles matched the equilibrium of Hardy-Weinberg. TPMT*3A (rs1800460) and TPMT*3C (rs1142345) were observed in heterozygous state in all investigated ethnic groups. In the Kabardinian group (n=204) the frequency of the TPMT*3A minor allele (MAF, %) was 2.94%; Balkars (n=200) – 1.25%; Ossetians (n=239) – 1.67%; Chuvashes (n=238) – 1.89%: Mari (n=206) – 1.21%; Tatars (n=141) – 1.77%; Russians (n=134) – 4.85%. The frequency of the TPMT*3C minor allele (MAF, %) in the Kabardinian group (n=204) MAF was 4.90%; Balkars (n=200) – 1. 75%; Buryats (n=114) – 0.44%; Ossetians (n=239) – 1.88%; Chuvashes (n=238) – 1.68%: Mari (n=206) – 1.21%; Tatars (n=141) – 1.42%; Russians (n=134) – 4.48%. The results of the analysis of DPYD*2A polymorphism (rs3918290) demonstrated ethnic peculiarities of distribution. In the heterozygous state it was found only in the groups of Kabardins (n=204, MAF 1.22%), Balkars (n=200, MAF 2.00%), and Ossetians (n=239, MAF 0.63%).

Conclusion. The results obtained in the study will be useful for developing personalized algorithms of antitumor therapy in cancer practice, including those aimed at increasing the safety of chemotherapy.


Full Text

ДИ – доверительный интервал

ОШ – отношение шансов

ПЦР – полимеразная цепная реакция

ADME (absorption, distribution, metabolism, and excretion) – абсорбция, распределение, метаболизм и экскреция

DPD (dihydropyrimidine dehydrogenase) – дигидропиримидиндегидрогеназа

GMAF (global minor allele frequency) – глобальная частота встречаемости минорного аллеля

MAF – частота встречаемости минорного аллеля

SNP (single nucleotide polymorphism) – однонуклеотидный полиморфизм

Введение

Согласно данным проекта «Атлас рака» (The Cancer Atlas) в 2018 г. зарегистрировано 18,1 млн случаев диагностики и 9,6 млн случаев смерти от онкологических заболеваний. У каждого 4-го мужчины и у каждой 5-й женщины развивается онкологическая патология, летальная для 1 из 8 мужчин и 1 из 11 женщин. Сохранение такой динамики увеличит глобальное бремя онкологических заболеваний до выявления 29,4 млн случаев ежегодно к 2040 г. [1].

Мультифакториальность процессов канцерогенеза определяет многообразие терапевтических стратегий и трудности прогнозирования результатов в онкологической практике. Особую сложность представляет генетическая гетерогенность опухоли, состоящая из двух основных компонентов: соматических мутаций непосредственно в опухолевой ткани, определяющих биологические особенности атипичных клеток, и индивидуальных полиморфных вариантов в генах-регуляторах гомеостаза организма [2]. На абсорбцию, распределение, метаболизм и экскрецию (absorption, distribution, metabolism, and excretion – ADME) лекарственных средств, применяемых при гемобластозах, оказывает влияние множество ферментов, трансмембранных транспортеров, рецепторов, активность которых обладает большой вариабельностью. Внутри популяции наблюдается полиморфизм генов, кодирующих компоненты ADME и определяющих особенности фармакологического ответа, в том числе и возникновение неблагоприятных побочных реакций [3].

Исследование таких полиморфных вариантов и вычленение конкретных генов-кандидатов является компетенцией фармакогенетики. В более широком смысле используют понятие фармакогеномики, описывающей взаимодействие между всей совокупностью генов организма (геномом) и реакцией на лекарственные средства [4].

В 1998 г. Рабочая группа по определению биомаркеров Национального института здравоохранения определила биомаркер как «характеристику, которая объективно измеряется и оценивается как показатель нормальных биологических процессов, патогенных процессов или фармакологических реакций на терапевтическое вмешательство» [5]. Фармакогенетический или фармакогеномный биомаркер определяется как любой «генетический или геномный маркер (соответственно), связанный с реакцией на лекарственное средство» [6].

Определение генетических вариаций в ходе фармакогенетического тестирования с использованием панели, включающей ключевые фармакокинетические и фармакодинамические гены, позволяет учесть индивидуальные особенности метаболизма низкомолекулярных веществ. Широкое внедрение методов фармакогенетики в клиническую практику зависит от наличия информации о генетической структуре конкретной популяции. Предлагаемые на настоящий момент рекомендации сформированы на основании данных анализа европейской и североамериканской популяции, что затрудняет экстраполяцию результатов на популяцию в других частях света.

Территориальная изменчивость частоты различных ДНК-полиморфизмов формирует генетическую гетерогенность в различных популяциях и этнических группах Российской Федерации. С целью определения потенциальной значимости фармакогенетических маркеров среди этнических групп России проведен анализ территориальной гетерогенности клинически значимых полиморфных вариантов, двух генов из списка Very Important Pharmacogenes, ассоциированных с ответом на лекарственную терапию гемабластозов.

Материалы и методы

Исследование проводили в соответствии с Этическим кодексом Всемирной медицинской ассоциации (Хельсинкская декларация), оно одобрено локальным комитетом по этике Российской медицинской академии непрерывного профессионального образования, Москва. От всех участников исследования получено письменное информированное согласие перед включением в исследование. Согласно условиям информированного согласия все результаты исследования могут быть использованы в научных целях без раскрытия персональных данных.

Изучаемая популяция

В исследование включены 1446 условно здоровых добровольцев:

  • 200 балкарцев, средний возраст 46,6±18,7 года, из них 93 (46,5%) мужчины и 107 (53,5%) женщин;
  • 204 кабардинца, средний возраст 47,3±17,8 года, из них 88 (43,1%) мужчин и 116 (56,9%) женщин;
  • 114 бурят, средний возраст 42,8±15,4 года, из них 34 (29,8%) мужчины и 80 (70,2%) женщин;
  • 206 марийцев, средний возраст 43,8±14,8 года, из них 35 (17,0%) мужчин и 171 (83,0%) женщина;
  • 238 чувашей, средний возраст 39,5±12,3 года, из них 34 (14,3%) мужчины и 204 (85,7%) женщины;
  • 70 нанайцев, средний возраст 43,5±12,7 года, из них 14 (20,0%) мужчин и 56 (80,0%) женщин;
  • 141 татарин, средний возраст 47,9±13,9 года, из них 29 (20,6%) мужчин и 112 (79,4%) женщин;
  • 239 осетин, средний возраст 28,0±11,7 года, из них 66 (27,6%) мужчин и 173 (72,4%) женщины;
  • 134 русских, средний возраст 42,2±12,0 года, из них 26 (19,4%) мужчин и 108 (80,6%) женщин.

Этническую принадлежность участников исследования устанавливали с помощью метода самоопределения. Критерием включения являлось самоопределение не менее чем в двух поколениях: участник и оба родителя являлись представителями одной этнической группы. Как показано в ранее проведенных исследованиях, отмечается высокая корреляция между примененным методом самоидентификации и определением микросателлитных маркеров этнической принадлежности [7]. В исследование не включали потомков межэтнических браков.

Генотипирование

В пробирки с этилендиаминтетрауксусной кислотой собирали 4 мл венозной крови пациентов. Выделение ДНК из лейкоцитов цельной крови осуществляли с помощью набора лабораторных реагентов для выделения ДНК из цельной крови «ДНК-ЭКСТРАН-1» (ЗАО «Синтол», Россия). Носительство полиморфных маркеров генов выявлялось методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в режиме реального времени с помощью наборов реагентов «SNP-Скрин» (ЗАО «Синтол», Москва, Россия) на амплификаторе Real-Time CFX96 Touch (Bio-Rad Laboratories, Inc., США) и наборов TaqMan®SNP Genotyping Assays и TaqMan Universal Master Mix II, без UNG Applied Biosystems (Foster City, Калифорния, США). ПЦР проводили в реакционном объеме 10 мкл, содержащем геномную ДНК 15 нг, олигонуклеотидные праймеры 0,5 пМ, 1 мкл 10 ПЦР-буфера, дезоксинуклеотиды (дНТФ) 250 мкМ, хлорид магния 3 мМ и ДНК-полимеразу 0,25 U. Программа амплификации состояла из предварительной денатурации при 95°С в течение 10 мин с последующими 30 циклами денатурации при 95°С в течение 30 с, отжига при 60°С в течение 60 с и элонгации при 72°С в течение 60 с с последующей окончательной элонгацией при 72°С в течение 7 мин. Каждый шаг сопровождался регистрацией флуоресцентного сигнала по соответствующему каналу: FAM, HEX или FAM и HEX, а по части маркерам FAM и VIC. В данной работе нуклеотидные замены указаны в соответствии с инструкцией производителя и Human Genome Variation Society.

Статистический анализ

Для установления различий в носительстве минорных аллельных вариантов между этническими группами и проверки соблюдения равновесия Харди–Вайнберга применяли точный критерий Фишера (2-Tailed P). Дополнительно проводилась поправка на множественные сравнения Бонферрони. Средние показатели представлены как М±SD, где М – среднее, SD – стандартное отклонение. Различия считали статистически значимыми при р<0,05. Оценка результатов проводилась в программе GraphPad InStat.

Результаты

Во всех этнических группах распределение изучаемых генотипов и аллелей соответствовало равновесию Харди–Вайнберга (табл. 1).

Результаты множественного сравнения частоты носительства TPMT*3A (rs1800460), TPMT*3C (rs1142345) и DPYD*2A (rs3918290) представлены в табл. 2. С учетом поправки на множественные сравнения Бонферрони значимыми следует считать различия при р<0,00312.

 

Таблица 1. Оценка соблюдения равновесия Харди–Вайнберга по исследуемым генам среди 9 этнических групп

Этническая группа

n

Генотип TPMT*3A (rs1800460), n (%)

Минорный аллель, %

Соответствие закону Харди–Вайнберга

Генотип TPMT*3C (rs1142345), n (%)

Минорный аллель, %

Соответствие закону Харди–Вайнберга

Генотип DPYD*2A (rs3918290), n (%)

Минорный аллель, %

Соответствие закону Харди–Вайнберга

СС

СТ

ТТ

р

ТТ

ТС

СС

р

СС

СТ

ТТ

р

Кабардинцы

204

192 (94,1)

12 (5,9)

0

2,94

p>0,05

184 (90,2)

20 (9,8)

0

4,90

p>0,05

200 (98,0)

3 (1,5)

1 (0,5)

1,23

p>0,05

Ожидаемая частота, %

94,2

5,7

0,09

90,4

9,3

0,2

97,5

2,4

0,02

Балкарцы

200

195 (97,5)

5 (2,5)

0

1,25

p>0,05

193 (98,5)

7 (1,5)

0

1,75

p>0,05

192 (96,0)

8 (4,0)

0

2,00

p>0,05

Ожидаемая частота, %

97,4

2,5

0,02

96,5

3,4

0,03

96,0

3,9

0,04

Осетины

239

231 (96,7)

8 (3,3)

0

1,67

p>0,05

230 (96,2)

9 (3,8)

0

1,88

p>0,05

236 (98,3)

3 (1,7)

0

0,63

p>0,05

Ожидаемая частота, %

96,7

3,2

0,03

96,3

3,6

0,04

98,7

1,3

0

Буряты

114

114 (100)

0

0

0

p>0,05

113 (99,2)

1 (0,8)

0

0,44

p>0,05

114 (100)

0

0

0

p>0,05

Ожидаемая частота, %

99,9

0,01

0

99,1

0,09

0

99,9

0,01

0

Чуваши

238

229 (96,2)

9 (3,8)

0

1,89

p>0,05

230 (96,6)

8 (3,4)

0

1,68

p>0,05

238 (100)

0

0

0

p>0,05

Ожидаемая частота, %

97,2

3,7

0,004

96,6

3,3

0,03

99,2

0,08

0

Нанайцы

70

70 (100)

0

0

0

p>0,05

69 (98,6)

1 (1,4)

0

0,71

p>0,05

70 (100)

0

0

0

p>0,05

Ожидаемая частота, %

99,1

0,09

0

98,5

1,4

0,01

99,1

0,09

0

Марийцы

206

201 (97,6)

5 (2,4)

0

1,21

p>0,05

201 (97,6)

5 (2,4)

0

1,2

p>0,05

206 (100)

0

0

0

p>0,05

Ожидаемая частота, %

97,6

2,3

0,01

97,6

2,3

0,01

99,2

0,08

0

Татары

141

136 (96,5)

5 (3,5)

0

1,77

p>0,05

137 (97,2)

4 (2,8)

0

1,42

p>0,05

141 (100)

0

0

0

p>0,05

Ожидаемая частота, %

96,4

3,5

0,03

97,1

2,8

0,02

99,1

0,09

0

Русские

134

121 (90,3)

13 (9,7)

0

4,85

p>0,05

122 (91,0)

12 (9,0)

0

4,48

p>0,05

134 (100)

0

0

0

p>0,05

Ожидаемая частота, %

90,5

9,4

0,03

91,2

8,6

0,02

99,1

0,09

0

 

Таблица 2. Сравнение частоты носительства клинически значимых аллельных вариантов генов TPMT и DPYD среди 9 этнических групп

SNP

Этни­ческая группа

Общее количество (n/аллель)

MAF, %

Кабардинцы

Балкарцы

Осетины

Буряты

Чуваши

Нанайцы

Марийцы

Татары

TPMT*3A (rs1800460)

Кабардинцы

12/408

2,94

-

p=0,1396; ОШ 2,394; 95% ДИ 0,8354–6,860

p=0,2578; ОШ 1,78; 95% ДИ 0,7204–4,4

p=0,0055; ОШ 14,407; 95% ДИ 0,8484–244,65

p=0,3773; ОШ 1,572; 95% ДИ 0,6556–3,771

p=0,0429; ОШ 8,859; 95% ДИ 0,5207–150,71

p=0,0915; ОШ 2,467; 95% ДИ 0,8609–7,068

p=0,4553; ОШ 1,679; 95% ДИ 0,5847–4,82

Балкарцы

5/400

1,25

-

-

p=0,7809; ОШ 0,7437; 95% ДИ 0,2413–2,292

p=0,1648; ОШ 0,1574; 95% ДИ 0,0087–2,861

p=0,5914; ОШ 1,522; 95% ДИ 0,5059–4,581

p=0,3341; ОШ 0,2559; 95% ДИ 0,014–4,661

p=1; ОШ 0,9705; 95% ДИ 0,2787–3,379

p=0,7483; ОШ 0,7013; 95% ДИ 0,201–2,446

Осетины

8/478

1,67

-

-

-

p=0,0595; ОШ 0,1211; 95% ДИ 0,006956–2,109

p=0,8126; ОШ 1,132; 95% ДИ 0,433–2,961

p=0,2089; ОШ 0,197; 95% ДИ 0,01129–3,437

p=0,7807; ОШ 0,7217; 95% ДИ 0,2342–2,224

p=1; ОШ 0,943; 95% ДИ 0,3054–2,912

Буряты

0/228

0

-

-

-

-

p=0,0354; ОШ 9,287; 95% ДИ 0,5378–160,37

-

p=0,1665; ОШ 6,168; 95% ДИ 0,3393–112,13

p=0,0683; ОШ 0,1104; 95% ДИ 0,006068–2,009

Чуваши

9/476

1,89

-

-

-

-

-

p=0,2209; ОШ 0,1751; 95% ДИ 0,0101–3,03

p=0,5908; ОШ 0,6375; 95% ДИ 0,2119–1,918

p=1; ОШ 1,068; 95% ДИ 0,3541–3,219

Нанайцы

0/140

0

-

-

-

-

-

-

p=0,3366; ОШ 3,793; 95% ДИ 0,2082–69,74

p=0,1752; ОШ 0,1796; 95% ДИ 0,009851–3,273

Марийцы

5/412

1,21

-

-

-

-

-

-

-

p=0,5377; ОШ 0,6806; 95% ДИ 0,1951–2,374

Татары

5/282

1,77

-

-

-

-

-

-

-

-

Русские

13/268

4,85

p=0,2155; ОШ 1,682; 95% ДИ 0,7556–3,746

p=0,0065; ОШ 0,2483; 95% ДИ 0,08745–0,705

p=0,0189; ОШ 0,3339; 95% ДИ 0,1366–0,8163

p=0,0003; ОШ 0,04141; 95% ДИ 0,002446–0,7011

p=0,0396; ОШ 0,378; 95% ДИ 0,1594–0,8967

p=0,0056; ОШ 0,6735; 95% ДИ 0,003971–1,142

p=0,0058; ОШ 0,241; 95% ДИ 0,08488–0,6841

p=0,0544; ОШ 0,3541; 95% ДИ 0,1244–1,007

TPMT*3C (rs1142345)

Кабардинцы

20/408

4,90

-

p=0,0174; ОШ 0,3455; 95% ДИ 0,1444–0,8267

p=0,0135; ОШ 2,686; 95% ДИ 1,209–5,968

p=0,0018; ОШ 0,08546; 95% ДИ 0,01139–0,6414

p=0,0069; ОШ 0,3316; 95% ДИ 0,1444–0,7613

p=0,0219; ОШ 0,1396; 95% ДИ 0,01855–1,05

p=0,0021; ОШ 0,2383; 95% ДИ 0,08855–0,6414

p=0,0183; ОШ 3,582; 95% ДИ 1,211–10,6

Балкарцы

7/400

1,75

-

-

p=1; ОШ 0,9282; 95% ДИ 0,3425–2,516

p=0,2693; ОШ 0,2473; 95% ДИ 0,03022–2,024

p=1; ОШ 0,9597; 95% ДИ 0,3449–2,671

p=0,6868; ОШ 0,4039; 95% ДИ 0,04923–3,314

p=0,5731; ОШ 0,6897; 95% ДИ 0,217–2,192

p=1; ОШ 1,238; 95% ДИ 0,3588–4,271

 

Таблица 2. Сравнение частоты носительства клинически значимых аллельных вариантов генов TPMT и DPYD среди 9 этнических групп (Продолжение)

SNP

Этни­ческая группа

Общее количество (n/аллель)

MAF, %

Кабардинцы

Балкарцы

Осетины

Буряты

Чуваши

Нанайцы

Марийцы

Татары

TPMT*3C (rs1142345)

Буряты

1/228

0,44

-

-

-

p=0,1801; ОШ 0,2296; 95% ДИ 0,02889–1,824

p=0,2844; ОШ 3,88; 95% ДИ 0,4822–31,228

p=1; ОШ 1,633; 95% ДИ 0,1013–26,338

p=0,4296; ОШ 2,789; 95% ДИ 0,3236–24,029

p=0,3866; ОШ 0,3062; 95% ДИ 0,03396–2,76

Осетины

9/478

1,88

  

-

-

p=1; ОШ 0,8908; 95% ДИ 0,3407–2,329

p=0,4693; ОШ 0,3749; 95% ДИ 0,04706–2,986

p=0,5909; ОШ 0,6402; 95% ДИ 0,2128–1,926

p=0,7764; ОШ 1,334; 95% ДИ 0,4068–4,373

Чуваши

8/476

1,68

-

-

-

-

-

p=0,6919; ОШ 0,4209; 95% ДИ 0,05216–3,396

p=0,7807; ОШ 0,7187; 95% ДИ 0,2332–2,215

p=1; ОШ 1,188; 95% ДИ 0,3544–3,983

Нанайцы

1/140

0,71

-

-

-

-

-

-

p=1; ОШ 1,708; 95% ДИ 0,1977–14,751

p=1; ОШ 0,5; 95% ДИ 0,05533–4,518

Марийцы

5/412

1,21

-

-

-

-

-

-

-

p=1; ОШ 0,8538; 95% ДИ 0,2272–3,209

Татары

4/282

1,42

-

-

-

-

-

-

-

-

Русские

12/268

4,48

p=0,855; ОШ 1,1; 95% ДИ 0,5283–2,289

p=0,055; ОШ 0,38; 95% ДИ 0,1476–0,9782

p=0,0042; ОШ 0,09398; 95% ДИ 0,01212–0,7288

p=0,062; ОШ 0,4094; 95% ДИ 0,1702–0,9848

p=0,0321; ОШ 0,3647; 95% ДИ 0,1471–0,9039

p=0,0408; ОШ 0,1535; 95% ДИ 0,01974–1,193

p=0,0107; ОШ 0,2621; 95% ДИ 0,09124–0,7528

p=0,0415; ОШ 0,307; 95% ДИ 0,09773–0,9641

DPYD*2A (rs3918290)

Кабардинцы

5/408

1,22

-

p=0,416; ОШ 1,645; 95% ДИ 0,5334–5,073

p=0,4814; ОШ 0,5091; 95% ДИ 0,1209–2,144

p=0,1659; ОШ 0,1605; 95% ДИ 0,00883–2,918

p=0,0207; ОШ 0,07698; 95% ДИ 0,004241–1,397

p=0,3357; ОШ 0,2611; 95% ДИ 0,01433–4,755

p=0,0301; ОШ 0,08893; 95% ДИ 0,004898–1,615

p=0,0827; ОШ 0,1298; 95% ДИ 0,007146–2,359

Балкарцы

8/400

2,00

-

-

p=0,124; ОШ 0,3095; 95% ДИ 0,08153–1,175

p=0,0561; ОШ 0,101; 95% ДИ 0,005801–1,76

p=0,0018; ОШ 0,04845; 95% ДИ 0,002786–0,8427

p=0,1198; ОШ 0,1643; 95% ДИ 0,009417–2,868

p=0,003; ОШ 0,05597; 95% ДИ 0,003218–0,9737

p=0,0238; ОШ 0,08173; 95% ДИ 0,004695–1,423

Осетины

3/478

0,63

-

-

-

p=0,5549; ОШ 0,2973; 95% ДИ 0,01528–5,784

p=0,2492; ОШ 7,015; 95% ДИ 0,3611–136,27

p=0,2492; ОШ 0,1426; 95% ДИ 0,007338–2,769

p=1; ОШ 0,4835; 95% ДИ 0,02481–9,423

p=0,299; ОШ 0,2405; 95% ДИ 0,01237–4,676

 

Таблица 2. Сравнение частоты носительства клинически значимых аллельных вариантов генов TPMT и DPYD среди 9 этнических групп (Окончание)

SNP

Этни­ческая группа

Общее количество (n/аллель)

MAF, %

Кабардинцы

Балкарцы

Осетины

Буряты

Чуваши

Нанайцы

Марийцы

Татары

DPYD*2A (rs3918290)

Буряты

0/228

0

-

-

-

-

-

-

-

-

Чуваши

0/476

0

-

-

-

-

-

-

-

-

Нанайцы

0/140

0

-

-

-

-

-

-

-

-

Марийцы

0/412

0

-

-

-

-

-

-

-

-

Татары

0/282

0

-

-

-

-

-

-

-

-

Русские

0/268

0

p=0,1629; ОШ 0,1366; 95% ДИ 0,007518–2,483

p=0,0244; ОШ 0,08599; 95% ДИ 0,004939–1,497

p=0,5567; ОШ 0,253; 95% ДИ 0,01301–4,92

-

-

-

-

-

 

Статистически значимые различия по изучаемым маркерам выявлены между несколькими этническими группам европеоидной и монголоидной рас: по TPMT*3A (rs1800460) – частота среди русских выше, чем среди бурят (не встречались носители); по TPMT*3C (rs1142345) – частота среди кабардинцев выше, чем среди бурят и марийцев; по DPYD*2A (rs3918290) – не встречалось носительство среди бурят, нанайцев, татар, чувашей и марийцев.

Обсуждение

Размер фармакологически значимых генетических аберраций зачастую весьма небольшой и представлен однонуклеотидными полиморфизмами (single nucleotide polymorphism – SNP) [8]. На настоящий момент в ходе масштабного исследования более чем 60 тыс. экзомов обнаружено около 61 тыс. небольших полиморфных вариантов в 806 генах, вовлеченных в формирование ответа на лекарственные средства [9].

Одним из наиболее известных фармакогенетических маркеров является тиопурин-S-метилтрансфераза (thiopurine S-methyltransferase – TРMT). Этот ген кодирует одноименный белок – цитоплазматический фермент, катализирующий в основном S-метилирование ароматических и гетероциклических сульфгидрильных соединений (6-меркаптопурин, 6-тиогуанин и азатиоприн). Аллельные варианты гена ТРМТ rs1800460 (локализация на хромосоме, включающая все затронутые в изменение нуклеотиды – chr6: 18138997 (GRCh38.p12)) и rs1142345 (локализация – chr6: 18130687 (GRCh38.p12)) ассоциированы со снижением каталитической активности тиопурин-S-метилтрансферазы [10].

6-меркаптопурин – химиотерапевтическое средство из группы антиметаболитов, активно применяется в онкогематологии: при остром лейкозе, индукции ремиссии при остром лимфобластном и нелимфобластном лейкозе, хроническом миелолейкозе. Молекула 6-меркаптопурин является пролекарством. Активные метаболиты – тиогуаниновые основания – блокируют синтез ДНК и в меньшей степени РНК в пролиферирующих клетках. Тиопурин-S-метилтрансфераза катализирует S-метилирование препарата с образованием неактивного продукта метил-6-меркаптопурина, который препятствует избыточному синтезу тиогуаниновых оснований. При недостаточной активности фермента введение стандартных доз 6-меркаптопурина приводит к накоплению тиогуаниновых нуклеотидов в большом количестве, обусловливая такие нежелательные эффекты, как миелосупрессия [4]. И, соответственно, у гетерозиготных носителей аллелей со сниженной активностью фермента в сравнении с носителями «дикого» типа может встречаться более высокая частота гематотоксических осложнений. Генотипирование по TPMT позволяет определить индивидуальную активность фермента у пациента и корректировать дозы тиопуриновых химиопрепаратов 6-меркаптопурина и 6-тиогуанина [4, 5].

В европейской популяции частота выявления аллельного варианта rs1800460 составляет от 1,30% (база данных 1000 Genomes Project phase3 release V3+) до 3,70% (полноэкзомное исследование The genome Aggregation Database – gnomAD); в Азии – от 0,40% (данные The Exome Aggregation Consortium и gnomAD) до 2,80% (база данных 1000 Genomes Project phase3 release V3+). Глобальная частота встречаемости минорного аллеля (global minor allele frequency – GMAF) составляет 1,70%.

Аллельный вариант rs1142345 обнаруживается у 2,90–4,10% населения Европы и у 0,80–4,00% азиатского населения (GMAF 4,59%) [11]. Частота аллелей полиморфизма TPMT*3A (rs1800460) обнаруживалась в пределах указанных интервалов лишь в гетерозиготном состоянии. В группе кабардинцев (n=204) частота встречаемости минорного аллеля (minor allele frequency – MAF, %) составила 2,94%, балкарцев (n=200) – 1,25%; осетин (n=239) – 1,67%; чувашей (n=238) – 1,89%; марийцев (n=206) – 1,21%; татар (n=141) – 1,77%; русских (n=134) – 4,85%. Полиморфизм TPMT*3C (rs1142345) встречался во всех исследуемых этнических группах только в гетерозиготном состоянии. В группе кабардинцев (n=204) MAF составила 4,90%; балкарцев (n=200) – 1,75%; бурятов (n=114) – 0,44%; осетин (n=239) – 1,88%; чувашей (n=238) – 1,68%: марийцев (n=206) – 1,21%; татар (n=141) – 1,42%; русских (n=134) – 4,48%. В южно- и североамериканской популяциях наиболее масштабным исследованием стал проект Population Architecture using Genomics and Epidemiology, summary data (PAGE-summary, PAGE II, 2013–2019). По его результатам средняя MAF составила 0,01%, наиболее высокая MAF обнаруживалась у представителей южноазиатской этнической группы – 1,00% [12]. Данные аллельные варианты изучались и в ранее проведенных в РФ исследованиях. В исследовании E. Samochatova и соавт. у детей с гемабластозами частота TPMT*3A и TPMT*3C составила 4,5 и 0,8% соответственно [13]. В исследовании А.А. Карнюшка среди аналогичной категории пациентов, но в другом регионе частота TPMT*3A и TPMT*3C составила 7,8 и 3,9% соответственно [14]. В более крупном исследовании T. Nasedkina и соавт. на смешанной (пациенты, здоровые добровольцы) популяции частота TPMT*3A и TPMT*3C составила 2,6 и 0,36% соответственно [15].

Фермент дигидропиримидиндегидрогеназа (dihydropyrimidine dehydrogenase – DPD) участвует в метаболизме химиотерапевтических агентов из группы фторпиримидинов: 5-фторурацила, широко применяющегося в онкологической практике, и перорального препарата капецитабина. Изменения нуклеотидной последовательности в гене DPYD, кодирующем DPD, аналогично с TPMT приводят к недостаточной активности этого фермента [16]. Наиболее распространенным аллельным вариантом является мутация в участке сплайсинга DPYD*2A (rs3918290), что вызывает сдвиг рамки считывания и пропуск всего экзона 14 (фрагмент кодирующей последовательности) [17]. Фенотипически увеличивается риск тяжелой токсичности, индуцированной фторпиримидинами [18, 19]. Генетический скрининг пациентов перед проведением фторпиримидинсодержащей терапии позволит оптимально модифицировать дозу в зависимости от аллельного варианта [20]. GMAF существенно ниже обоих аллельных вариантов гена TPMT и составляет 0,28%. Результаты анализа полиморфизма DPYD*2A (rs3918290) продемонстрировали этнические особенности распределения. В гетерозиготном состоянии он выявлен лишь в группах кабардинцев (n=204, MAF 1,22%), балкарцев (n=200, MAF 2,00%), осетин (n=239, MAF 0,63%). Данные величины несколько превышают результаты, полученные в европейской – от 0,1% (данные gnomAD) до 0,5% (1000 Genomes), африканской (0,1%), южноазиатской популяциях (0,1%) [21]. Данный аллельный вариант гена DPYD изучался в нескольких ранее проведенных в РФ исследованиях. В исследовании D. Mitrofanov и соавт. среди жителей Новосибирского региона частота DPYD*2A составила 4,5% [22]. В исследовании Н.Н. Тимошкиной и соавт. у пациентов с колоректальным раком аллельный вариант *2A не обнаружен [23].

Заключение

Полученные в исследовании результаты будут полезны для разработки персонализированных алгоритмов противоопухолевой терапии в онкологической практике, в том числе направленных на повышение безопасности химиотерапевтического лечения гемобластозов.

About the authors

K. B. Mirzaev

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Author for correspondence.
Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9307-4994

Russian Federation, Moscow

к.м.н., с.н.с., зав. отд. персонализированной медицины НИИ молекулярной и персонализированной медицины ФГБОУ ДПО РМАНПО

D. S. Fedorinov

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5516-7367

Russian Federation, Moscow

ординатор каф. онкологии и паллиативной медицины ФГБОУ ДПО РМАНПО

K. A. Akmalova

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3505-8520

Russian Federation, Moscow

м.н.с. отд. молекулярной медицины НИИ молекулярной и персонализированной медицины ФГБОУ ДПО РМАНПО

Sh. P. Abdullaev

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9001-1499

Russian Federation, Moscow

м.н.с. отд. молекулярной медицины НИИ молекулярной и персонализированной медицины ФГБОУ ДПО РМАНПО

A. A. Kachanova

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3194-4410

Russian Federation, Moscow

м.н.с. отд. молекулярной медицины НИИ молекулярной и персонализированной медицины ФГБОУ ДПО РМАНПО

Zh. A. Sozaeva

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5166-7903

Russian Federation, Moscow

м.н.с. отд. молекулярной медицины НИИ молекулярной и персонализированной медицины ФГБОУ ДПО РМАНПО

E. A. Grishina

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5621-8266

Russian Federation, Moscow

д.б.н., в.н.с. отд. молекулярной медицины НИИ молекулярной и персонализированной медицины ФГБОУ ДПО РМАНПО

G. N. Shuev

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5031-0088

Russian Federation, Moscow

аспирант каф. клинической фармакологии и терапии им. акад. Б.Е. Вотчала ФГБОУ ДПО РМАНПО

E. Yu. Kitaeva

Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education – branch of Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9498-4503

Russian Federation, Irkutsk

ассистент каф. геронтологии, гериатрии и клинической фармакологии ИГМАПО – филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО

V. V. Shprakh

Irkutsk State Medical Academy of Postgraduate Education – branch of Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1650-1275

Russian Federation, Irkutsk

дир. ИГМАПО – филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО

S. Sh. Suleymanov

Saiko Russian-Japanese Medical Center

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9236-7525

Russian Federation, Khabarovsk

д.м.н., проф., ген. дир. ООО «Саико»

L. Z. Bolieva

North Ossetia State Medical Academy

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1820-7726

Russian Federation, Vladikavkaz

д.м.н., проф., зав. каф. фармакологии с клинической фармакологией ФГБОУ ВО СОГМА

M. S-H. Sozaeva

Republican Clinical Hospital

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5616-8836

Russian Federation, Nalchik

зав. КДЛ ГБУЗ РКБ

S. M. Zhuchkova

Republican Clinical Oncology Center

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2503-1271

Russian Federation, Cheboksary

к.м.н., клин. фармаколог АУ РКОД

N. E. Gimaldinova

Ulianov Chuvash State University

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8488-308X

Russian Federation, Cheboksary

к.м.н., ассистент каф. общей и клинической морфологии и судебной медицины ФГБОУ ВО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова»

E. E. Sidukova

Kozmodemyansk Interdistrict Hospital

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5083-6223

Russian Federation, Kozmodemyansk

зам. глав. врача ГБУ РМЭ «Козьмодемьянская МБ»

I. S. Burashnikova

Kazan State Medical Academy – branch of Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8511-5696

Russian Federation, Kazan

к.м.н., ассистент каф. клинической фармакологии и фармакотерапии КГМА – филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО

A. A. Shikaleva

Kazan State Medical Academy – branch of Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1798-0490

Russian Federation, Kazan

председатель Совета обучающихся и молодых ученых КГМА – филиала ФГБОУ ДПО РМАНПО

K. G. Zabudskaya

Blokhin National Medical Research Center of Oncology

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1290-574X

Russian Federation, Moscow

ординатор по специальности «Генетика» ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина»

D. A. Sychev

Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: karin05doc@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4496-3680

Russian Federation, Moscow

чл.-кор. РАН, проф. РАН, д.м.н., проф., проректор по развитию и инновациям ФГБОУ ДПО РМАНПО

References

  1. Available from: http://canceratlas.cancer.org/the-burden/the-burden-of-cancer/
  2. Wei M. Dentification of pharmacogenetic markers in cancer supportive care. J Clin Oncol. 2018;36:34(Suppl.):109. doi: 10.1200/JCO.2018.36.34_suppl.109
  3. Ingelman-Sundberg M, Oscarson M, McLellan RA. Polymorphic human cytochrome P450 enzymes: an opportunity for individualized drug treatment. Trends Pharmacol Sci. 1999;20(8):342-9. doi: 10.1016/s0165-6147(99)01363-2
  4. Monte AA, Heard KJ, Vasiliou V. Prediction of drug response and safety in clinical practice. J Med Toxicol. 2012;8:43-51. doi: 10.1007/s13181-011-0198-7
  5. Biomarkers Definitions Working Group. Biomarkers and surrogate endpoints: preferred definitions and conceptual framework. Clin Pharmacol Ther. 2001;69(3):89-95. doi: 10.1067/mcp.2001.113989
  6. Patel JN. Application of genotype-guided cancer therapy in solid tumors. Pharmacogenomics. 2014;15(1):79-93. doi: 10.2217/pgs.13.227
  7. Tang H, Quertermous T, Rodriguez B, et al. Genetic structure, self-identified race/ethnicity, and confounding in case-control association studies. Am J Human Genet. 2005;76(2):268-75. doi: 10.1086/427888
  8. Schärfe CP, Tremmel R, Schwab M, et al. Genetic variation in human drug-related genes. Genome Med. 2017;9(1):117. doi: 10.1186/s13073-017-0502-5
  9. Saadeh C, Bright D, Rustem D. Precision Medicine in Oncology Pharmacy Practice. Acta Medica Academica. 2019;48(1):90-104. doi: 10.5644/ama2006-124.246
  10. National Center for Biotechnology Information. ClinVar. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/variation/VCV000012722.2
  11. Available from: http://gnomad.broadinstitute.org/variant/6-18139228-C-T
  12. Available from: https://www.pagestudy.org/index.php/mega
  13. Samochatova EV, Chupova NV, Rudneva A, et al. TPMT genetic variations in populations of the Russian Federation. Pediatr Blood Cancer. 2009;52(2):203-8. doi: 10.1002/pbc.21837
  14. Карнюшка А.А., Субботина Т.Н., Шайхутдинова Р.В. и др. Анализ полиморфизмов в гене ТРМТ у детей с острым лейкозом на территории Красноярского края. Рос. журн. детской гематологии и онкологии. 2018;5(3):56-9 [Karnyushka AA, Subbotina TN, Shaikhutdinova RV, et al. Analysis of polymorphisms in the TPMT gene in children with acute leukemia in the Krasnoyarsk Territory. Russian Journal of Pediatric Hematology and Oncology. 2018;5(3):56-9 (In Russ.)]. doi: 10.17650/2311-1267-2018-5-3-56-59
  15. Nasedkina TV, Fedorova OE, Glotov AS, et al. Rapid genotyping of common deficient thiopurine S-methyltransferase alleles using the DNA-microchip technique. Eur J Hum Genet. 2006;14(9):991-8. doi: 10.1038/sj.ejhg.5201647
  16. Palmirotta R, Lovero D, Delacour H, et al. Rare Dihydropyrimidine Dehydrogenase Variants and Toxicity by Floropyrimidines: A Case Report. Front Oncol. 2019;9:139. doi: 10.3389/fonc.2019.00139
  17. Meulendijks D, Cats A, Beijnen JH, Schellens JH. Improving safety of fluoropyrimidine chemotherapy by individualizing treatment based on dihydropyrimidine dehydrogenase activity – Ready for clinical practice? Cancer Treat Rev. 2016;50:23-34. doi: 10.1016/j.ctrv.2016.08.002
  18. Patel JN, Fuchs CS, Owzar K, et al. Gastric cancer pharmacogenetics: progress or old tripe? Pharmacogenomics. 2013;14(9):1053-64. doi: 10.2217/pgs.13.88
  19. Van Kuilenburg AB, Meinsma R, Zoetekouw L, Van Gennip AH. High prevalence of the IVS14 + 1G>A mutation in the dihydropyrimidine dehydrogenase gene of patients with severe 5-fluorouracil-associated toxicity. Pharmacogenetics. 2002;12(7):555-8. doi: 10.1097/00008571-200210000-00007
  20. Amstutz U, Henricks LM, Offer SM, et al. Clinical Pharmacogenetics Implementation Consortium (CPIC) Guideline for Dihydropyrimidine Dehydrogenase Genotype and Fluoropyrimidine Dosing: 2017 Update. Clin Pharmacol Ther. 2018;103(2):210-6. doi: 10.1002/cpt.911
  21. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/rs3918290
  22. Митрофанов Д.В., Часовникова О.Б., Королёва Л.С. и др. Оценка частоты встречаемости мутации 735G → А в сайте сплайсинга интрона 14 гена дигидропиримидиндегидрогеназы (DPYD) с помощью флюоресцентно-меченых олигонуклеотидов среди жителей Новосибирской области. Генетика. 2008;44(12):1684-92 [Mitrofa- nov DV, Chasovnikova OB, Koroleva LS et al. Frequency of the 735G → A mutation of the 5′-splice donor site of intron 14 of the dihydropyrimidine dehydrogenase gene (DPYD) in residents of Novosibirsk region (Russia) as revealed with fluorescent oligonucleotides. Russ J Genet. 2008;44(12):1684‐92 (In Russ.)]. doi: 10.1134/S1022795408120119
  23. Тимошкина Н.Н., Богомолова О.А., Жужеленко И.А. и др. Исследование полиморфизмов генов UGT1A1 и DPYD у пациентов с колоректальным раком. Сиб. онкол. журн. 2018;17(6):49-56. [Timoshkina NN, Bogomolova OA, Zhuzhelenko IA, et al. Study of polymorphisms of UGT1A1 and DPYD genes in chemotherapy for colorectal cancer. Siberian Journal of Oncology. 2018;17(6):49-56 (In Russ.)]. doi: 10.21294/1814-4861-2018-17-6-49-56

Statistics

Views

Abstract - 86

PDF (Russian) - 2

Cited-By


PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 

Address of the Editorial Office:

  • Novij Zykovskij proezd, 3, 40, Moscow, 125167

Correspondence address:

  • Novoslobodskaya str 31c4., Moscow, 127005, Russian Federation

Managing Editor:

 

© 2018 "Consilium Medicum" Publishing house

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies