Структура и регуляция активности ферментов подсемейства 3А цитохрома Р-450

предраспологающих

к трепетанию - мерцанию миокарда

цизаприд

Кларитромицин (40)

Кларитромицин (41)

история болезни

Здоровые добровольцы

отобранные методом случайной выборки.

500 мг*3 дня

500 мг*5 дней

Полиморфная желудочная тахикардия

QT интервал увеличился до 640 м.с.

Тройное увеличение AUC

увеличение интервала QT 25м.с.

Комбинация

противопоказанна

симвастатин

Эритромицин (45)

Здоровые добровольцы

отобранные методом случайной выборки.

500 мг*2 дня

увеличение в AUC c 6.2 сгибами.

Избегать комбинации, или

контролировать сывороточную

креатин киназу.

и наличие запаха

Сельдерея от мышц.

Нейролептические средства.

1) Клозапин - новое нейролептическое средство, используемое при лечении шизофрении, стойкой к другим нейролептикам. Эритромицин взаимодействовал с этим средством, посредством ингибирования его метаболического клиренса, что выражалось в серьезных побочных эффектах включая сонливость, дезориентировку, расстройства координации движений и способности передвигаться, связанные с совместным применением эритромицина и клозапина (Таблица 3) [32/ Glassner Cohen LG, Chesley S, Eugenio S, et al. Erythromycin-induced clozapin toxic reaction. Arch Intern Med 1996; 156: 675±677., 33/ Funderberg LG, Vertrees JE, True JE. Seizure following addition of erythromycin to clozapin treatment. Am J Psychiatry1994; 151: 1840±1841.]. В фармакокинетическом исследовании, кларитромицин в дозировке (500 мг) два раза в день, ежедневно, в течение 5 дней, ингибировал метаболический клиренс (CYP3A-зависимый) другого нецролептика -пимозида, в результате получены данные о повышении плазменной концентрации, значительном увиличении интервала QT и увиличении риска развития явлений кардиотоксичности [35/ Desta Z, Kerbusch T, Flockhart DA. Effect of clarithromycin on the pharmacokinetics and pharmacodynamics of pimozide in healthy poor and extensive metabolizers of cytochrome P-450 2D6 (CYP 2D6). Clin Pharmacol Ther 1999; 65: 10±20.].

Цизаприд.

Цизаприд- широко используемое лекарственное средство при желудочно-пищеводном рефлюксе, гастропарезе, и диспепсии. Этот препарат подвергается интенсивному первичному метаболизму, и в печени и кишечнике [36/ Barone JA, Jessen LM, Colaizzi JL, Bierman RH. Cisapride: a gastrointestinal prokinetic drug. Ann Pharmacother 1994; 28:488±500.Macrolide-induced metabolic drug interactions

f2000 Blackwell Science Ltd Br J Clin Pharmacol, 50, 285±295 293]. Случаи возникновения тахикардии и экстрасистолии при приеме цизаприда известны и число их уже более чем 13000[37/ Imman W, Kubota K. Tachycardia during cisapride treatment.Br Med J 1992; 305: 1019.]. Первые сообщения о возникновении аритмии, как результата взаимодействия между лекарственными препаратами было получено при совместном применении цизаприда с эритромицином [38/ Bran S, Murray W, Hirsch IB, Plamer JP. Long QT syndrome during high-dose cisapride. Arch Intern Med 1995; 155:765±768.]; наблюдалось увеличение интервала QT на 550м.с. от нормального начального значения с прогрессией направленной к полиморфной неподтвержденной желудочной тахикардии. Более чем 50 % сообщений о трепетании, мерцании миокарда, удлиннении интервалов QT, и смертных случаях, связанных с приемом цизаприда связаны с его взаимодействием с препаратами, известными, как ингибиторы CYP3A4. [39/ Wysowski DK, Bacsanyi J. Cisapride and fatal arrhythmia. NEngl J Med 1996; 335: 290±291.]. Факторы риска для развития аритмии были идентифицированы, ими оказались наличие в анамнезе стенокардии и аритмий, почечной недостаточности, и нарушений электролитного баланса (включая гипокалиемию, гипомагниемию, и гипокальциемия) [39/ Wysowski DK, Bacsanyi J. Cisapride and fatal arrhythmia. NEngl J Med 1996; 335: 290±291.]. Кларитромицин демонстрирует вышеуказанные побочные явления при назначении в комбинации с цизапридом [40/ Piquette RK. Torsade de pointes induced by cisapride/clarythromycin interaction. Ann Pharmacother 1999;33: 22±26]. Данные полученные при анализе историй болезни и независимых исследований относительно этого взаимодействия представлены в Таблице 1. Потенцирование кардиотоксического эффекта цизаприда, следующего из ингибирования CYP 3A4 ± связанного метаболизма производится при совместном приеме с кларитромицином [40/ Piquette RK. Torsade de pointes induced by cisapride/clarythromycin interaction. Ann Pharmacother 1999; 33: 22±26. 41/ Van Haarst AD, Van Kloster GA, Van Gerven JM, et al. The inOuence of cisapride and clarithromycin on QT intervals in healthy volunteers. Clin Pharmacol Ther 1998; 64: 542±546.] - что является механизмом, лежащим в основе побочной реакции лекарственного препарата.

Ингибиторы HMG-CoA редуктазы.

Эти средства метаболизируются CYP 3A4 и оказывают связанные с дозой токсические эффекты на скелетную мышцу, начиная с рассеянной миалгии и миопатии вплоть до острого рабдомиолизиса [44/ Illingworth DR, Tobert JA. A review of clinical trials comparing HMG-CoA inhibitors. Clin Ther 1994; 16:366±385.]. В клиническом фармакокинетическом исследовании, эритромицин в дозе (500 мг) два раза в сутки, ежедневно, в течение 2 дней увеличивал AUC симвастатина в сыворотке в шесть раз [45/ Kantola T, Kivisto KT, Neuvonen PJ. Erythromycin and verapamil considerably increase serum simvastatin and simvastatin acid concentrations. Clin Pharmacol Ther 1998; 64: 177±182.], что стало возможно именно благодаря игибирующему эффекту эритромицина на CYP 3A4. Для того что бы избежать таких осложнений, как острый рабдомиолизис необходимо избегать совместного применения эритромицина и симвастатина, а в случае с ловастатином ограничить суточную дозу до 20 мг [8/ Von Rosenstiel NA, Adam D. Macrolide antibacterials. Drug interactions of clinical signi?cance. Drug Safety 1995; 13: 105±122.]. Рабдомиолизис также был в числе осложнений при назначении ловастатина и кларитромицина или азитромицина (одна история болезни каждого случая, Таблица 1) [46/ Grunden JW, Fisher KA. Lovastatin-induced rhabdomyolysis possibly associated with clarithromycin and azithromycin. AnnPharmacother 1997; 31: 859±863.]. Поэтому, неблагоприятные эффекты, подобно увиличения сывороточной креатин-киназы и мышечная слабость, должны насторожить при назначении одной из вышеупомянутых схем.

Антиаритмические средства.

Антиаритмическое средство 4 класса IA квинидин элиминируется из организма прежде всего посредством биотрансформации в печени, и приблизительно 50 % его метаболизма катализируется CYP 3A4 [47/ Guengerich FP, Muller Enoch D, Blair IA. Oxidation of quinidine by human liver cytochrome. Mol Pharmacol 1986; 30: 287±295.

]. Spinler и др. [48/ Spinler SA, Cheng JW, Kindwall KE, Charland SL. Possible

inhibition of hepatic metabolism of quinidine by erythromycin. Clin Pharmacol Ther 1995; 57: 89±94.] сообщили о том, что назначение внутривенно эритромицина лактобионата в дозе (1 г.) четыре раза в сутки, ежедневно, при длительной терапии квинидином закончилось уменьшением до 50 % общего клиренса квинидина после 5 дней терапии. В открытом клиническом исследовании на здоровых добровольцах, фармакокинетические аспекты применения разовой оральной дозы квинидина (200 мг), оценивали до и в течении терапии эритромицином в дозе (250 мг) 4 раза в сутки, в течении 7 дней [49/ Damkier P, Hansen LL, Brosen K. Effect of diclofenac,

disul?ram, itraconazole, grapefruit juice, and erythromycin on the pharmacokinetics of quinidine. Br J Clin Pharmacol 1999; 48: 829±838.]. Прием эритромицина снижал общий клиренс квинидина, а так же его частичный клиренс с 3 -гидроксилированием и N-окислением на 34, 50 и 33 %, среднее Cmax увеличевалось на 39 %, ингибирование актиности печеночного и кишечного CYP 3A4, за счет эритромицина, объясняло эти наблюдения, в то время как роль P-gp в этом процессе была вспомогательной. Были зарегистрированы случаи угрожающей жизни желудочковой аритмии, котроя являлась следствием взаимодействия между дизопирамидом и эритромицином [51/ Ragosta M, Weihl AC, Rosenfeld LE. Potentially fatal interaction between erythromycin and disopyramide. Am J Med 1989; 86: 465±466.].А один случай, о результатах взаимодействия с кларитромицином (Таблица 1) стал известен недавно [52/ Paar D, Terjung B, Sauerbruch T. Life±threatening interaction between clarithromycin and disopyramide. Lancet 1997; 249: 326±327.]. Во всех этих случаях, серьезная желудочковая аритмия была вызвана увиличением интервала QT, до 600 м.с.

Варфарин.

Имеются сообщения об увеличении гипопротромбинэмического эффекта варфарина натрия после назначения эритромицина [8/ Von Rosenstiel NA, Adam D. Macrolide antibacterials. Drug interactions of clinical signi?cance. Drug Safety 1995; 13: 105±122., 25/ Amsden GW. Macrolides versus azalides: a drug interaction update. Ann Pharmacother 1995; 29: 906±917.]. Протромбиновое время увеличилось вдвое после 7 дней терапии и его увиличение связывались с возникающими осложнениями. Однако, имеется несоответствие между такими данными и изменениями, наблюдаемыми в фармакокинетических исследованиях [53/ Bachmann K, Schwartz JL, Forney R, Frogameni A, Jauregi LE. The effect of erythromycin on the disposition kinetics of warfarin. Pharmacology 1984; 28: 171±176. , 54/ Weibert RT, Lorentz SM, Townsend RJ, Cook CE, Klauber MR, Jagger PI. Effects of erythromycin in patients receiving long-term warfarin therapy. Clin Pharm 1989; 8: 210±214.]. Например в исследовании, проведенном Bachman и др. [53/ Bachmann K, Schwartz JL, Forney R, Frogameni A, Jauregi LE. The effect of erythromycin on the disposition kinetics of warfarin. Pharmacology 1984; 28: 171±176.], эритромицин снижал клиренс варфарина на 14 % у здоровых добровольцев. Варфарин - рацемическая смесь R- и S-варфарина, с S-формой связывают увеличение мощности препарата. Обе формы превращаются при метаболизме цитохромом P-450 с преобладающей причастностью CYP 1A1, CYP 1A2, CYP 2C9, CYP 2C19, и CYP 3A4 [55/ Kaminsky LS, Zhang ZY. Human P450 metabolism of warfarin. Pharmacol Ther 1997; 73: 67±74.]. S-варфарин превращается при обмене веществ прежде всего CYP 2C9, в то время как CYP 1A2 и CYP 3A4 преобладают в метаболизме R-варфарина. Относительно ограниченные изменения в фармакокинетике варфарина у здоровых добровольцев проявляются при назначении с эритромицином, когда происходит совместное ингибирование CYP 3A4, и в меньшей степени CYP 1A2 [2/ Slaughter RL, Edwards DJ. Recent advances: the cytochrome P ± 450 enzymes. Ann Pharmacother 1995; 29: 619±624. Jean Frederic Westphal 292 f2000 Blackwell Science Ltd Br J Clin Pharmacol, 50, 285±295, 56/ Chang TK, Gonzales FJ, Waxman DJ. Evaluation of triacetyloleandomycin, a-naphtho-Oavone and diethyldithiocarbamate as selective chemical probes for inhibition of human cytochrome P450. Arch Biochem Biophys 1994; 311: 437±442.]. Следовательно, это взаимодействие лекарственных средств будет увеличивать силу и продолжительность эффектов друг друга. Что же касается полусинтетических макролидов, то известно, что только четыре случая взаимодействия с варфарином были опубликованы, включая кларитромицин и азитромицин [59/ Recker MW, Kier KL. Potential interaction between clarithromycin and warfarin. Ann Pharmacother 1997; 31: 996±998.,60/ Gooderham MJ, Bolli P, Fernandez PG. Concomitant digoxin toxicity and warfarin interaction in a patient receiving clarithromycin. Ann Pharmacother 1999; 33: 796±799.,61/ Lane G. Increased hypoprothrombinemic effect of warfarin possibly induced by azithro-mycin (letter). Ann Pharmacother 1996; 30: 884±885., 62/ Woldtvedt BR, Cahoon CL, Bradley LA, Miller SJ. Possible increased nticoagulation effect of warfarin induced by azithromycin (letter). Ann Pharmacother 1998; 32: 269±270.]. Диритромицин не имеет никакого эффекта на протромбиновое ремя у здоровых добровольцев, получающих варфарин [42/ Watkins VS, Polk RE, Stotka JL. Drug interactions of macrolides: emphasis on dirithro-mycin. Ann Pharmacother 1997; 31: 349±356.] (Таблица 1).

Иммуносупрессоры.

Иммуносупрессор циклоспорин интенсивно метаболизируется CYP 3A , что само по себе создает значительный потенциал для взаимодействия с другими субстратами, [63/ Yee GC, McGuire TR. Pharmacokinetic drug interactions with cyclosporine (Part I). Clin Pharmacokinet 1990; 19: 319±332.]. Циклоспорин имеет низкий терапевтический индекс, и его почечная токсичность является связанной с его концентрацией. В сообщениях о многочисленных клинических исследованиях присутствуют данные о значительном увеличении AUC на фоне снижения клиренса циклоспорина после приема эритромицина [63/ Yee GC, McGuire TR. Pharmacokinetic drug interactions with cyclosporine (Part I). Clin Pharmacokinet 1990; 19:319±332.].

Считается, что не только CYP 3A4, но и Pgp играет роль в фармакокинетике циклоспорина. Gupta и др. [68/ Gupta SK, Bakran A, Johnson RW, Rowland M.

Erythromycin enhances the absorption of cyclosporin (letter). Br J Clin Pharmacol 1988; 25: 401±402.] считают, что эритромицин увеличивает абсолютную биодоступность перорально назначаемого циклоспорина. Этот эффект мог бы быть приписан снижению пресистемного метаболизма циклоспорина в кишечнике в результате эритромицин -индуцированного ингибирования CYP 3A4 кишечника. Однако, учитывая, что P-gp - также присутствует в кишечных эпителиоцитах [17/ Thiebaut F, Tsuruo T, Hamada H, et al. Cellular localization of the multidrug resistance gene product P-glycoprotein in normal human tissues. Proc Natl Acad Sci USA 1987; 84: 7735±7738., 69/ Greiner B, Eichelbaum R, Fritz P, et al. The role of intestinal P-glycoprotein in the interaction of digoxin and rifampin.J Clin Invest 1999; 104: 147±153.], и что эритромицин демонстрирует ингибирование экспрессии P-gp на линиях опухолевых клеток in vitro [23/ Hofsli E, Nissen-Meyer J. Reversal of drug resistance by erythromycin: erythromycin increases the accumulation of actinomycin D and doxorubicin in multi-drug resistant cells. Int J Cancer 1989; 44: 149±154.], увеличение биодоступности циклоспорина, при назачении его с эритромицином можно объяснить ингибированием CYP и P-gp и в печени и в кишечнике. Данные о взаимодействии между кларитромицином и циклоспорином с последующим увиличением токсичности циклоспорина были сообщены некоторыми авторами[8/ Von Rosenstiel NA, Adam D. Macrolide antibacterials. Drug interactions of clinical signi?cance. Drug Safety 1995; 13: 105±122., 70/ Spicer ST, Liddle C, Chapman JR, et al. The mechanism of cyclosporin toxicity induced by clarythromycin. Br J Clin

Pharmacol 1997; 43: 194±196.]. Согласно Spicer и др. [70] (Таблица 1) основной механизм - индуцируемое макролидами ингибирование CYP 3A4, что ведет к снижению клиренса и увеличению концентрации в крови циклоспорина. Методом эксперимента, авторами изучалась особенности фармакокинетии циклоспорина при совместном применении с диритромицином на 15 стабильных почечных [71/ Bachmann K, Sullivan TJ, Reese JH, et al. The inOuence of dirithromycin on the pharma-cokinetics of cyclosporine in healthy subjects and in renal transplant patients. Am J Ther

1995; 2: 490±498.] трансплантах пациентов. Применение диритромицина в дозе (500 мг) ежедневно в течение 14 дней закончилось снижением на 17 % клиренса циклоспорина, и увеличеним на 16 % средней стационарной концентрации циклоспорина, увеличением на 13 % в стационарной концентрации циклоспорина. Резюмируя все, вышеизложенное можно сказать, что назначение макролидов пациентам в клинике с циклоспорином, требует постоянного контроля сывороточной концентрации циклоспорина и креатинина, для того чтобы позволить соответствующее регулирование дозировки циклоспорина.

Теофиллин.

Взаимодействия макрролидов с теофиллином хорошо изучены. В большинстве исследований, эритромицин и кларитромицин снижали клиренс теофиллина на 20±25 % после 7 дней совместной терапии [25/ Amsden GW. Macrolides versus azalides: a drug interaction update. Ann Pharmacother 1995; 29: 906±917.]. Это взаимодействие наиболее вероятно, в случае назначения относительно высоких доз (> 1.5 г. в день), и при длительной терапи эритромицином [74/ Prince RA, Wing DS, Weinberger MM et al. Effect of erythromycin on theophylline kinetics. J Allergy Clin Immunol 1981; 68: 427±431.]. Теофиллин метаболизируется у человека путем N-деметилирования и 8- гидроксилирования. Ингибиторы CYP 3A4 (включая тролеандомицин) ингибируют и N-деметилирование [56/56 Chang TK, Gonzales FJ, Waxman DJ. Evaluation of triacetyloleandomycin, a-naphtho-Oavone and diethyldithiocarbamate as selective chemical probes for inhibition of human cytochrome P450. Arch Biochem Biophys 1994; 311: 437±442.] и 8- гидроксилирование in vitro [77/ Tjia JF, Colbert J, Back DJ. Theophylline metabolism in human liver microsomes: inhibitory studies. J Pharmacol Exp Ther 1996; 276: 912±917.]. Однако, эти эксперименты показали, что CYP 3A4 ингибиторы снижали N-деметилирование максимумом на 16 %. На этом основании, хорошо изученное взаимодействие антибиотиков макролидов с теофиллином in vivo можно было бы объяснять ингибированием CYP 1A2 и CYP 3A4. Однако, учитывая относительно слабый ингибирующий эффект макролидов на CYP 1A2 активность in vitro, ингибирующий эффект макролидов на метаболизм теофиллина может быть усилен у субъектов демонстрирующих низкую активность CYP 1A2 и высокую активностьCYP 3A4, как последнего изофермента принимающего участие в метаболизме теофиллина [1/ Watkins PB. Drug metabolism by cytochrome P-450 in the liver and small bowel. Gastroenterol Clin N Am 1992; 21: 511±526.]. Эта гипотеза была обоснована недавно в многочисленных исследованиях in vitro [77/ Tjia JF, Colbert J, Back DJ. Theophylline metabolism in human liver microsomes: inhibitory studies. J Pharmacol Exp

Ther 1996; 276: 912±917.]. Такая гипотеза могла бы объяснить, почему множество предполагаемых клинических испытаний будет не в состоянии показывать статистически достоверное снижение клиренса теофиллина, при совместной терапии с эритромицином [4/ Periti P, Mazzei T, Mini E, Novelli A. Pharmacokinetic drug interactions of macrolides. Clin Pharmacokin 1992; 23: 106±131.].

Карбамазепин.

Данные из многочисленных историй болезни и некоторых исследований хорошо освещают взаимодействие между эритромицином и карбамазепином. Назначение карбамазепина с макролидом приводило к четырехкратному увеличению сывороточной концентрации карбамазепина, причем со степенью взаимодействия, связанного с дозой эритромицина [8/ Von Rosenstiel NA, Adam D. Macrolide antibacterials. Drug interactions of clinical signi?cance. Drug Safety 1995; 13: 105±122]. У пациентов, получающих карбамазепин серьезные проявления токсичности происходят в пределах 3 дней от начала терапии эритромицином или кларитромицином. Механизм, лежащий в основе этого явления в ингибировании макролидами CYP 3A4 изоформы, для которой карбамазепин является [81/ Barzaghi N, Gatti G, Crema F, et al. Inhibition by erythromycin of the conversion of carbamazepine to its active 10,11-epoxide metabolite. Br J Clin Pharmacol 1987; 24: 936±938.] субстратом. Однако азитромицин и диритромицин свободны от взаимодействия с карбамазепином [42/ Watkins VS, Polk RE, Stotka JL. Drug interactions of macrolides: emphasis on dirithro-mycin. Ann Pharmacother 1997; 31: 349±356., 43/ Garey KW, Amsden GW. Intravenous azithromycin. Ann Pharmacother 1999; 33: 218±228.].

Антигистаминные средства.

Терфенадин - антигистамин, не обладающий седативным эффектом подвергается почти полной первичной биотрансформации и формированию окисленного метаболита посредством CYP 3A4. У восприимчивых индивидуумах, акумуляция основного состава может вызывать увиличение интервала QT, которое может закончиться трепетанием или мерцанием миокарда [82/ Kivisto KT, Neuvonen PJ, Klotz U. Inhibition of terfenadine metabolism: pharmaco-kinetic and pharmacodynamic

consequences. Clin Pharmacokinet 1994; 27: 1±5.]. Лоратадин, другой антагонист H1-рецепторов, метаболизируется в организме человека CYP 3A4 и в меньшей степени, CYP 2D6 [83/ Yumibe N, Huie K, Chen KJ, Clement RP, Caten MN. Identi?cation of human liver cytochrome P450s involved in the microsomal metabolism of the antihistaminic drug loratadine (Abstract). J Allergy Clin Immunol 1994; 93 (:1 Part;

2): 234.]. Однако, никакие изменения интервала QT и других побочных явлений при приеме лоратадина не наблюдалось. Carr и другие. [85/ Yumibe N, Huie K, Chen KJ, Clement RP, Caten MN. Identi?cation of human liver cytochrome P450s involved in

the microsomal metabolism of the antihistaminic drug loratadine (Abstract). J Allergy Clin Immunol 1994; 93 (:1 Part; 2): 234.] оценивали потенциал для взаимодействия между кларитромицином, назначаемым в дозе (500 мг) два раза в день, ежедневно, в течение 10 дней, и лоратадином в исследовании на здоровых добровольцах. Кларитромицин увеличил стационарный максимум наблюдаемой плазменной концентрации и AUC по интервалу дозирования для лоратадина (+36 % и +76 %) и для дезкарбоэтокси-лоратадина, активного метаболита лоратадина (+69 % и +49 %). Никакая связь между электрокардиографическими и фармакокинетическими взаимодействиями не наблюдалось. Астемизол, так же как и лоратадин подвергается первичному метаболизму до активных метаболитов и, подобно терфенадину, первичный состав обладает кардиотоксическим действием [82/ Kivisto KT, Neuvonen PJ, Klotz U. Inhibition of terfenadine metabolism: pharmaco-kinetic and harmacodynamic consequences. Clin Pharmacokinet 1994; 27: 1±5.].

Препараты спорыньи.

Наблюдаемый клинически эрготизм следовал из совместного применения препаратов спорыньи и эритромицина [87/ Ghali R, DeLean J, Douville Y, et al. Erythromycin-associated ergotamine intoxication: arteriographic and electrophysiologic

analysis of a rare cause of severe ischemia of the lower extremities and associated ischemic neuropathy. Ann Vasc Surg 1993; 7: 291±297.]. Этот неблагоприятный эффект приписывают ингибированию макролидами CYP 3A4, который метаболизирует препараты спорыньи. Клинический случай эрготизма с ишемией языка, вызванный взаимодействием кларитромицина и эрготамина был описан авторами [88/ Horowitz RS, Dart RC, Gomez HF. Clinical ergotism with lingual ischemia induced by clarithromycin±ergotamine interaction. Arch Intern Med 1996; 156: 456±458.

Macrolide-induced metabolic drug interactions f2000 Blackwell Science Ltd Br J Clin Pharmacol, 50, 285±295 295]. До сих пор, однако, никакой случай такого взаимодействия не был сообщен относительно азитромицина или диритромицина.

[Macrolide ± induced clinically relevant drug interactions with cytochrome P-450A (CYP) 3A4: an update focused on clarithromycin, azithromycin and dirithromycin .Jean Frederic Westphal 2000]

Следует отметить, что изоформа 3А принимает участие в метаболизме многих лекарственных препаратов применяемых в онкологии, в том числе и токсанов.

Токсаны.

Доцетаксел метаболизируется цитохромом CYP3A4. Таким образом, вн/видовая изменчивость активности CYP3A4 частично ответственна за различия в токсичности и клиренса. В єксперименте, проведенном авторами, двадцати одному пациенту в тяжелом состоянии, с диагнозом саркомы с наличием метастазов, без предыдущего лечения был назначен доцетаксел в дозе 100 мг/м². Печеночная активность CYP3A4 у каждого пациента была измерена посредством [14C-N-метил] эритромицинового дыхательного теста (ERMBT). Пробы крови отбирались выборочно за следующие сутки после фармакокинетического анализа. Фенотипическая экспрессия печеночной CYP3A4 активности, измеренная ERMBT, была различна по 20 составляющим (применяли 14 C, выдыхая в течении 1 часа, среднее значение 2.53 %; диапазон, 0.25-5.35 %), что является подобным нормам контроля популяции . Клиренс доцетаксела различался, по 6 уровням показателей (средний, 21.0 л/ч/м2; диапазон, 5.4-29.1 л/ч/м2). ERMBT выявлялся лучшим предиктором клиренса доцетаксела, по сравнению с сывороточной аланин аминотрансферазой, альбумином, щелочной фосфотазой, или сывороточной альфа-1-кислым гликопротеином. Естественный уровень ERMBT составлял 67 % внутривидовых вариаций клиренса. Мультивариантный анализ показал, что естественный уровень ERMBT и альбумина вместе составляет 72 % внутривидовых вариаций в клиренсе. Самая высокая токсичность была отмечена у пациентов с самым низким ERMBT. Таким образом, активность CYP3A4 в печени самый мощный предиктор клиренса доцетаксела и составляет большинство его внутривидовых вариаций. [Malingre MM, Richel DJ, Beijnen JH, Rosing H, Koopman FJ, Ten Bokkel Huinink WW, Schot ME, Schellens JH Coadministration of cyclosporine strongly enhances the oral bioavailability of docetaxel.J Clin Oncol 2001 Feb 15;19(4):1160-6 Related Articles, Books, LinkOut] Пациенты с низкой активностью CYP3A4 составляют группу риска (из за сниженного клиренса) и могут, таким образом, испытывать большую токсичность при приеме доцетаксела. Пациенты с высокой активностью CYP3A4 могут принимать субоптимальные дозы. Измеряя активность CYP3A4, ERMBT может быть клинически полезен в расчете доз субстратов CYP3A4, подобных доцетакселу. Совместное применение перорально циклоспорина, субстрата 3A4, значительно увеличивало биоэффективность доцетаксела. Средняя (+ /- SD) область под концентрационно-разовой кривой (AUC) у пациентов, которые получали перорально доцетаксел в дозе 75 мг/м² без циклоспорина, была 0.37 + /- 0.33 мг.ч/л и 2.71 + /- 1.81 мг.ч/л для той же самой пероральной дозы доцетаксела с циклоспорином. Абсолютная биоэффективность перорального приема доцетаксела была 8 % + /- 6 % без, и 90 % + /- 44 % в комбинации с циклоспорином.[Hirth J, Watkins PB, Strawderman M, Schott A, Bruno R, Baker LH The effect of an individual's cytochrome CYP3A4 activity on docetaxel clearance Clin Cancer Res. 2000 Apr;6(4):1203-4.]

Как известно, кортизол метаболизируется цитохромом P450 (CYP3A4) и экскретируется с мочей, в виде 6-бета-гидроксикортизола (6beta-OHF) и свободного кортизола (FC), доцетаксел - также метаболизируется печеночным CYP3A4. Кортизол метаболизируется цитохромом P450 (CYP3A4) и экскретируется с мочей, в виде 6-бета-гидроксикортизола (6beta-OHF) и свободного кортизола (FC), доцетаксел - также метаболизируется печеночным CYP3A4. Данным методом авторами была изучена корреляция между фармакокинетикой доцетаксела и индивидуальной вариабельностью активности CYP3A4. После приема кортизола, общая сумма экскреции за 24 часа в моче 6бета-OHF (T6beta-OHF) резко увеличелась относительно исходного уровня (примерно в 60 раз), и составляла в среднем 12,273 + /- 4,076 мкг/d (означает + /- SD). Клиренс доцетаксела и область под концентрация-разовой кривой составляли в среднем 24.5 + /- 6.4 л/ч/м2 и 2.66 + /- 0.91 мг/л 8729. H. Превосходная корреляция наблюдалась между клиренсом доцетаксела и T6beta-OHF (r=.867). В многопрофильном анализе, T6beta-OHF (P < 001), альфа-1-кислый гликопротеин (P <004), AST (P = 007), и возраст (P = 022) знаменательно коррелировались с клиренсом доцетаксела.[Yamamoto N, Tamura T, Kamiya Y, Sekine I, Kunitoh H, Saijo N. LinkOutCorrelation between docetaxel clearance and estimated cytochrome P450 activity by urinary metabolite of exogenous cortisol. JClinOncol2000 Jun;18(11):2301-8 Related Articles, Books]

Органофосфатные пестициды.

CYP3A4 также играет важную роль в метаболизме органофосфатных пестицидов (OPs), например хлорпирифоса (Tang et al., 2001.) и паратиона О,О-диэтил-О-паранитрофенилтиофосфата (Butler and Murray, 1997; Eaton, 2000). Хлорпирифос - часто используемый OP инсектицид широкого спектра, который проявлят токсичность посредством ингибирования ацетилхолинэстеразы (Chambers, 1992 ). OPs ингибирует ацетилхолтнэстеразу, вызывая накопление нейромедиатора ацетилхолина в нервных и нервно-мышечных синапсах. Эти OPS используются как фосфоротиоат (P= S), который является очень слабым ингибитором ацетилхолинэстеразы. Однако, OPs преобразуется in vivo CYP ферментами из (P = S) до активного фосфатного эфира или оксона (P = O), который является мощным ингибитором ацетилхолтнэстеразы (Chambers, 1992).

Афлатоксин.

Shimada и Guengerich (1989) представили интересные доказательства о том, что главный катализатор, вовлеченный в биоактивацию гепатоканцерогена афлатоксина B (1) до его генотоксичной 2,3-эпоксид производной является нифидипин оксидаза, P450 белок, который также катализирует окисление нифидипина и других дигидропиридинов, квинидина, антибиотиков макролидов, различных стероидов, и других веществ. Уровни этого P450 фермента имеют большую амплитуду внутривидовых колебаний у людей, очевидно в широком унимодальном распределении (Schellens и другие., 1988). In vitro и in vivo было доказано, что проявление фермента может быть индуцировано барбитуратами, некоторыми стероидами, и макролидами. Так как активность фермента может быть оценена атравматичными исследованиями, стало возможным проверить гипотезу о связи рака печени с уровнем окислительного метаболизма в популяциях, в которых высоко потребление афлатоксина. Рак печени, главная причина преждевременной смерти в многих областях Африки и Азии, имеет инцидентность, которая строго коррелировала в областях с экспозицией к афлатоксину B(1). AFB (1) - микотоксин, производной разновидностью Aspergillus, и результатов экспозиции у человека преимущественно от потребления пищевых продуктов, загрязненных плесенью во время хранения. Канцерогенность их связана с конверсией до 8,9-оксида печеночным цитохром P450-зависимой системой монооксигеназ. Forrester и др. (1990) обнаружили, что уровни метаболической активации AFB (1) высоко коррелировали, и с уровнем белков CYP3A семейства генов и с полным содержанием в микросомах печени человека цитохрома P450.

Рассмотрим различные по механизму группы ингибиторов.

Макролиды, и подобные им ингибиторы относятся к группе быстро обратимых ингибиторов. Прямое быстро обратимое ингибирование есть закрепление ингибитора или его метаболита к CYP3A, оно было идентифицировано и являлось результатом конкурентного или неконкурентного ингибирования, степень которого определялась константой степени родства связи субстрата и ингибитора к ферменту и концентрации ингибитора. Критический фактор представлен соотношением ингибированного внутреннего клиренса в отсутствии ингибитора, так называемый "индекс ингибирования",- что есть отношение концентрации ингибитора к ее значению Ki [78, 79]. Таким образом, наиболее мощные обратимые CYP3A ингибиторы, которые включают азоловые противогрибковые препараты и первое поколение HIV ингибиторов протеаз, имеют значения Ki ниже 1 µM (Таблица 4). Другие лекпрепарпаты, известные как ингибиторы in vivo демонстрируют значения Ki, по меньшей мере в микромолярном диапазоне, явления мощного ингибирования не характерны для химических соединений со значениями Ki большее чем 75-100 µM (Таблица 4) потому что достаточно высокие уровни клинически не достигнуты.

Таблица 5 - Обратимые ингибиторы CYP3A- зависимого метаболизма человека.

Другая группа ингибиторов, к которой относятся некоторые 17-этинил замещаемые стероиды, например этинилэстрадиол, гестоден, и левоноргестрол, считаются необратимыми ингибиторами и инактивируют человеческий CYP3A в NADPH- и временно зависимом режиме [115, 116]. Антигестациозное средство, мифепристон (RU-486), также входило бы в эту категорию, но подтверждения данных о том, производит ли суицидальную инактивацию CYP3A у людей, еще не было получено. Недавно, экспериментальный препарат фуранопиридин, HIV ингибитор протеаз был признан высоко мощным и селективным по механизму ингибитором CYP3A [117], и это свойство было фактором, который сыграл отрицательную роль для фуранопиридина как кандидата на рынок лекарственных средств. Суммируя вышесказанное, возникает вопрос, обладают ли другие фураны подобными ингибирующими CYP3A свойствами. В этом отношении, интересно то, что 6 ', 7 '-дигироксибергамоттин, фуранокумарин, присутствуют в соке грейпфрута, прием которого может ингибировать первичный метаболизм CYP3A субстратов [118, 119]. Прием одного стакана сока грейпфрута демонстрировал значительное повышение оральной биодоступности различных медикаментов, часто используемых при лечении различных потологий, включая фелодипин, нифедипин, верапамил, этинилэстрадиол и циклоспорин A. Механизм этого эффекта состоит в мощном ингибировании метаболизма, что происходит ранее чем, абсорбция, так как многие из медикаментов, на которые воздействует сок, хорошо абсорбируюися и без присудствия сока грейпфрута. Большинство лекпрепаратов, на метаболизм которых воздействует сок грейпфрута, как известно, прежде всего метаболизируются CYP3A4, который является наиболее широко представленным цитохромом P450 в печени и энтероцитах, которые покрывают полость тонкой кишки. Lown и др. (1997) отметил, что главное местонахождение CYP3A4, на которое воздействует сок грейпфрута, представлено скорее тонкой кишкой, чем печенью. Т.е некоторые лекпрепараты, на которые воздействует сок грейпфрута сначала метаболизировались CYP3A4 в тонкой кишке. Кроме того, сок грейпфрута кажется, не влияет на клиренс CYP3A4 субстратов, когда они вводятся внутривенно. Наконец, первичный эффект сока грейпфрута при пероральном приеме медикаментов увеличивал пиковую серологическую концентрацию с небольшим изменением в последующей скорости элиминации, как измерено Т1/2. Lown и др. (1997) оценил эффект повторного приема сока грейпфрута на экспрессии CYP3A4 у 10 здоровых людей, которым давали 8 унций сока грейпфрута 3 раза в день в течение 6 дней. Они нашли, что сок грейпфрута не изменял уровней печеночной активности CYP3A4, а также ободочной кишки CYP3A5, или концентраций в тонкой кишке P-гликопротеида, а также, CYP1A1, и CYP2D6. Напротив, концентрация CYP3A4 в энтероцитах упала на 62 % без соответствующего изменения в CYP3A4 mRNA уровней. Кроме того, концентрации CYP3A4 энтероцитов, измеренные перед потреблением сока грейпфрута, коррелировали с увеличением пиковой серологической концентрации вовремя приема фелодипина с первым или шестнадцатым стаканом сока грейпфрута относительно воды. Lown и др. (1997) утверждают, что механизм эффекта сока грейпфрута на кинетику орального приема фелодипина в ее селективном снижении регуляции CYP3A4 в тонкой кишке. Не имелось никакого уменьшения эффекта сока грейпфрута через какое-либо время. Они наблюдали снижение регуляции CYP3A5 белка также как CYP3A4 белка. Кроме того, обнаружено, что этот эффект ассоциируется с аутокаталитической деструкцией кишечного контингента CYP3A, как in vitro [120], так и in vivo [121]. 6', 7'-дигидроксибергамоттин демонстрировал угнетение каталитической активности CYP3A in vitro [122].

Механизм суицидального ингибирования вовлекает CYP3A-зависимое формирование реактивного метаболита (ов), который в форме ковалентной связи с ферментом ведет к ее инактивации. Соответственно, в естественных условиях эффективность зависит от общей суммы, в большинстве от концентрации ингибитора, который подвергается экспозиции CYP3A; количества CYP3A; и порционирования реактивного метаболита между CYP3A и другими макромолекулами, относительно уровня ресинтеза нового фермента [114]. Поэтому, возможно, что, из-за меньшего количества CYP3A представленного в энтероцитах, в сравнении с печенью [64], механизм-основанное ингибирование после перорального приема, например, ацетиленовых стероидов селективно ингибирует скорее кишечный, чем печеночный метаболизм.

Интересными можно считать данные о взаимодействии CYP3A и Р-гликопротеида.

P-гликопротеид у людей - продукт MDR1 гена, который функционирует как трансмембранный насос. Его суперэкспрессия и роль в развитии мультилекарственной резистентности опухолевых клеток, подвергнутых экспозиции средствами химиотерапии, хорошо известны [17]. Однако, P-гликопротеид - также представлен в нескольких нормальных тканях [17], где рассматривается как функционирующий в системах: абсорбции кишечного эпителия, предотвращения распространения лекарственного средства (гематоэнцефалический барьер), или стимуляции элиминации лекарственного средства (печеночная каналикулярная мембрана и проксимальный почечный каналец). Таким образом, P-гликопротеид - колокализован в клетках, в которых CYP3A также экстенсивно экспрессируется, например энтероциты и гепатоциты. Эти два белка, функционируют в направлении контроля внутриклеточной концентрации ксенобиотиков. Известно, что значительное перекрытие спектров существует между химическими веществами и лекарственными препаратами, взаимодействующими с P-гликопротеидом и CYP3A [18]. Это вероятность случайна и скорее следует из широких специфик субстратов индивидуальных белков, чем из более фундаментальной взаимосвязи. Например, значительное число, но не все (например бензодиазепины), CYP3A субстраты взаимодействует с P-гликопротеидом как субстраты и-или ингибиторы (блокаторы кальциевых каналов, азол, противогрибковые средства, иммунодепрессанты и антибиотики с макроциклическим лактонным кольцом). Соответственно, коадминистрация двух CYP3A субстратов может иметь в результате взаимодействия, которые отражают ингибирование 1) только метаболизма, 2) только снижение P-гликопротеина, или комбинация обоих эффектов [19]. [Thummel K. E. In vitro and in vivo drug interactions involving HUMAN CYP3A. ,Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 1998. 38:389-430]

Watkins в 1985 году идентифицировал глюкокортикоид-индуцибельный цитохром P450 в человеческой печени. Molowa в 1986 году сообщил о полной cDNA последовательности этого P450. Wrighton и Vandenbranden в 1989 изолировали CYP3-тайп цитохрома P450 из человеческой плодной печени. Гибридизацией соматической клетки и гибридизацией in situ, Riddell и в 1987 году определил, что ген, кодирующий фермент нифидипин- оксидазу (CYP3) находится на 7 хромосоме. Назначение 7 хромосомы было подтверждено Gonzalez в 1988 году методом использования гибридов соматической клетки. Эти авторы также обеспечили дополнительное доказательство в поддержку тождества P450PCN1 и нифидипин- оксидазы. Многоточечным анализом связи, использующим DNA маркеры, с известным расположением на хромосоме 7, Brooks в 1988 году пришел к заключению, что наиболее вероятное месторасположение CYP3 является- 7q21-q22.1. Никакая рекомбинация с COL1A2 (120160) маркером не была найдена. Spurr в 1989 году определил CYP3 на 7q22-qter изучением набора гибридов соматической клетки по принципу человек- грызун. Inoue в 1992 году отобразил CYP3A4 к 7q22.1 флюоресценцией гибридизации in situ. Далее, Lehmann в 1998 году идентифицировал отдельный рецептор ядра человека, названный прегнан X рецептором (PXR), который связывается с элементом ответа в CYP3A4 промоторе и активизируется широким диапазоном лекарственных препаратов, известных как идукторы экспрессии CYP3A4. При сравнении человеческого PXR с Pxr мыши получены различия в их активации некоторыми медикаментами, которые можно частично объяснить видоспецифичными эффектами соединений на экспрессию CYP3A4 гена. Эти результаты обеспечили возможность объяснения на молекулярном уровне способности неполярных химических соединений индуцировать CYP3A4 и, кроме того, обеспечили основание для разработки в исследованиях in vitro, возможностей предикции взаимодействия медикаментов у человека. Индукция CYP3A ферментов видоспецифична и включает в себя 1 и более клеточных факторов или рецептор-подобных ксеносенсоров.

Рис.10 - Механизм индукции генов цитохрома Р-450 с учетом роли ядерных рецепторов и других внутриклеточных систем

Xie в 2000 году идентифицировал PXR/SXR как один из таких факторов. Он показал что целенаправленный сбой Pxr гена мышей блокировал индукцию CYP3A прототипами индуктора типа дексаметазона или прегненолон-16-альфа-карбонитрила. У Pxr-свободных мышей, несущих трансген для активизированной формы человеческого SXR, с конститутивно высоким уровнем экспрессии CYP3A гена, происходило усиление протекторной функции относительно токсических ксенобиотиков. Xie также продемонстрировал, что разновидности начал рецептора, скорее всего представляют собой структуру промотора CYP3A генов, который отвечает за видоспецифичный образец индукции CYP3A. Таким образом, появилась возможность генерировать 'гуманизированных' мышей, содержащих трансген, которые были чувствительны к человеческим специфическим индукторам типа антибиотика рифампицина. Xie сделал заключение, что SXR/PXR гены кодируют первичные видоспецифичные ксеносенсоры, которые являются посредниками адаптивного печеночного ответа, и могут представлять основу биохимического механизма человеческой ксенопротекции. [N. Engl. J.Med 338, 916, 1998; Drug Metab. Dispo 27, 1260, 1999]. Tirona в 2003 году доказал, что отдельный нуклеарный рецептор гепатоцита нуклеарный фактор -4-альфа (HNF4A; 600281) вовлечен в PXR- и CAR-опосредованную активацию транскрипции CYP3A4. Он идентифицировал специфический цис-действующий элемент энхансера CYP3A4 гена , который способствует закреплению HNF4-альфа и таким образом способствует PXR- и CAR-опосредованной активации гена. Фетальные мыши с условным делетированным Hnf4-альфа демонстрировали снижение или отсутствие экспрессии CYP3A. Кроме того, взрослые мыши с условно делетированным геном в тканях печени демонстрировали снижение базальной и индуцированной экспрессии CYP3A. Эти данные идентифицировали HNF4-альфа как важный регулятор координации реакции на ксенобиотики, опосредованной нуклеарным рецептором.

Рис 11 - Роль ядерных рецепторов в процессе транскрипции гена

Как извесно, два близко родственных самостоятельных гормональных рецептора ядра - вышуказанный прегнан X рецептор (PXR) и основной андростан рецептор (CAR) - появились как регуляторы транскрипции и экспрессии гем- содержащих монооксигеназ цитохрома P 450, с которыми связываются, подверженные окислительному метаболизму ксенобиотики. [Clin. Pharmcokinet 38, 493, 2000].

Таблица 6 - Механизмы индукции различных изоформ цитохрома Р-450

Открытие PXR как первичного регулятора индукции экспрессии CYP 3A в печени и кишнике имеет большое значение для процессов биотрансформации лекарственных средств [J. Clin. Invest, 102, 1016, 1998] Как известно, посредством CYP3A метаболизируется большинство лекарственных препаратов, и ненамеренная активация PXR у людей может приводить к нежелательным взаимодействиям лекарственных средств или увиличения уровней токсических метаболитов.[Clin. Pharmcokinet 38, 493, 2000].[Bertilsson et al. 1998, Blumberg et al. 1998, Lehmann et al. 1998]. Примечательно, что экспрессии PXR не было обнаружено авторами в тканях человеческого легкого методом Northern blot analysis [Bertilsson и другие. 1998, Blumberg и другие. 1998, Lehmann и другие. 1998]. Что, однако не исключает возможности экспрессии в некоторых специфических типах легочных клеток. [Baes et al. 1994]. Чрезвычайно низкие уровни САR mRNA обнаружены в легочной ткани методом Northern blot после длительной экспозиции [Baes и другие. 1994].[Lampen A, Christians U, Guengerich FP, Watkins PB, Kolars JC, Bader A, Gonschior AK, Dralle H, Hackbarth I, Sewing KF: Metabolism of the immunosuppressant tacrolimus in the small intestine: Cytochrome P450, drug interactions, and interindividual variability.], [Drug. Metab. Dispos 1995, 12:1315-1324, Olsen A, Hansen KT, Friis C: Pig hepatocytes as an in vitro model to study the regulation of human CYP3A4: prediction of drug-drug interactions with 17І-ethynylestradiol.], [Chem.-Biol. Interact 1997, 107:93-108, Bader A, Hansen T, Kirchner G, Allmeling C, Haverich A, Borlak JT: Primary porcine enterocyte and hepatocyte cultures to study drug oxidation reactions.Br. J. Pharmacol 2000, 129:331-342].

Поскольку человеческий CYP3A P450 семейство, состоящее по крайней мере из четырех высоко гомологичных генов, и экспрессируется восновном в печени. Для того, чтобы исследовать экспрессию членов семейства CYP3A индивидуально, авторы подготовили олигонуклеотиды, специфичные к каждому CYP3A mRNA и использовали Северный блот-анализ и/или полимеразную цепную реакцию, для изучения РНК взрослой и плодной печени, вариации в экспрессии форм CYP3A в течение развития. Schuetz JD и др., нашли, что значения CYP3A4 (P450NF) mRNA, были получены только Северным блотом в постнатальном периоде, отличались высокой вариабельностью (с 10 уровнями) посравнению с образцами взрослых, и, в отличие от копий крыс (CYP3A1/2), не находились под влиянием рода. Напротив, присутствие изоформы CYP3A7 (HFLa) mRNA, как предполагалось, не было ограничено плодной печенью, а наблюдалось в семи из 13 образцов печени взрослых (54 %). CYP3A5 (HLp2), как mRNA, также был обнаружен во всех образцах плодной, и в трех из 13 взрослой печени (23 %) а в двух из этих трех соэкспрессировался с CYP3A7 mRNA.

CYP3A5 и CYP3A7 экспрессируются на сходных уровнях в плодной печени любого рода. Кроме того, экспрессия CYP3A7 в плодной печени имеет меньшее значение переменной (< с 2.5 уровней) чем CYP3A4 у взрослых. Авторы утверждают, что вопреки преобладанию представлений, экспрессия CYP3A7 в печени не ограничевается фетальным периодом, а скорее представляет вторую CYP3A форму, которая селективно экспрессируется у взрослых. [Selective expression of cytochrome P450 CYP3A mRNAs in embryonic and adult human liver. Schuetz JD, Beach DL, Guzelian PS. Department of Medicine, Medical College of Virginia, Richmond 23298-0267.]

Используя искусственный бактериальный хромосомный (BAC) клон, Finta C. и др. отобразили локус человеческого цитохрома P450 3A (CYP3A), содержащий гены кодирующие CYP3A4, CYP3A5 и CYP3A7. Гены лежат по направлению "голова хвост" в порядке 3A4, 3A7 и 3A5. В обоих межгенных областях (3A4-3A7 и 3A7-3A5), авторы обнаружили несколько дополнительных экзонов цитохрома P450 3A, формирующих два CYP3A псевдогена. Эти псевдогены имеют ту же самую ориентацию как CYP3A гены.. Удивляет, что 3A7 mRNA разновидность была обнаружена между экзонами 2 и 13 одного из псевдогенов (нижележащего по отношению к 3A7) которые соединены после 3A7 терминала экзона. Это происходит как в mRNA молекуле, которая состоит из 13 3A7 экзонов и двух дополнительных экзонов в 3 ' конце. Дополнительные два экзона, берущих начало от псевдогена, находятся в измененной рамке считывания и следовательно имеют способность кодировать полностью отличную последовательность аминокислоты, чем канонические CYP3A экзоны 2 и 13. Эти результаты могут представлять генерализованный эволюционный процесс, происходящий с генами, имеющими потенциал, для захвата (кэпирования) соседних последовательностей и использования их как функциональных экзонов. [Finta C, Zaphiropoulos PG ,The human cytochrome P450 3A locus. Gene evolution by capture of downstream exons.. Center for Nutrition and Toxicology, Department of Biosciences at NOVUM, Karolinska Institute, SE-14157, Huddinge, Sweden.] Имеется приблизительно 10 уровневая вариабельность метаболизма CYP3A4 субстратов in vivo, включая антибиотики рифампицин и кетокеоназол, блокатор кальциевых каналов нифидипин, и иммунодепрессант циклоспорин [Thummel и Wilkinson, 1998; Guengerich, 1999]. Эта вариация может затрагивать эффективность лекарственного средства и токсичность. Вариабельность экспрессии CYP3A4 по крайней мере частично зависит от множественных факторов, включая индукцию лекпрепаратами, эндогенными соединениями, и химикалиями окружающей среды, а также включает генетические факторы. Последние данные свидетельствуют о том, что область кодирующая CYP3A4 - также наследственно вариабельна [Sata и другие., 2000; Eiselt и другие., 2001].

Особенности генетических вариаций CYP3A4 недавно стали извесны. Мутация в 5'-upstream боксе проявлялась CYP3A4*1B (A290G), и наблюдалась в 52 % афроамериканцев и 9.6 % европейцев, но не была идентифицирована у азиатов [Ball et al., 1999; Rebbeck, 2000; Sata et al., 2000; Gellner et al., 2001]. Это предположение было связано с прогрессирующей стадией рака простаты у людей [Rebbeck и другие., 1998], и тем не менее несет защитные эффекты для вторичного рака, вызванного препаратами химиотерапии, типа эпиподофилотоксинов (которые метаболизируются CYP3A4) используемых для лечения лейкемии,. [Felix et al., 1998.]. Однако, этот полиморфизм кажется, не затрагивает конститутивных уровней CYP3A4 [Wandel и другие., 2000]. Gonzales и коллеги [Sata и другие., 2000] описали два кодирования SNPs, включая CYP3A4*2 (S222P) найденный только у европейцев финского происхождения с аллельной частотой 2.7 %, и единственный случай CYP3A4*3 (M445T) в китайской популяции из 178 индивидуумов.

Baculovirus, экспрессирующий CYP3A4*2 белок, демонстрировал увеличение в K_m для нифидипина, но не для тестостерона, в отличии от CYP3A4*1. Что ограничивало информативность эффектов новой M445T аллели на метаболизм [Sata и другие., 2000]. CYP3A4*4 (I118V), CYP3A4*5 (P218R), и CYP3A4*6 (терминирующий кодон в 285) были получены авторами в китайской популяции с аллельными частотами 1.4%, 0.98%, и 0.5%, и все эти различные аллели были связаны с более низкими соотношениями 6 -гидроксикортизола к свободному кортизолу, как и в исследованиях in vivo. [Hsieh и другие., 2001]. Каталитическая активность неизмененного типа CYP3A4 и аллельных вариантов сравнивались авторами, используя тестостерон и инсектицид хлорпирифос, как прототипы 3A4 субстратов. Две аллели, S222P и L373F, как стало извесно , оказывают влияние на каталитическую активность к некоторым субстратам. [Sata и другие., 2000 ; Eiselt и другие., 2001]. Интересно, F189S и L293P мутации имели сходное влияние на метаболизм обоих субстратов подобным образом. F189S аллель значительно понижает интенсивность обмена для тестостерона и хлорпирифоса, по сравнению с неизмененным типом CYP3A4, в то время как L293P аллель продемонстрировала более высокие значения обмена для обоих субстратов. Эти результаты свидетельствуют об возможности индивидуальных изменений способности метаболизировать не только тестостерон, но и другие потенциальные субстраты.