Azathioprin v terapii idiopatických střevních zánětů u dětí – díl II: farmakodynamika, farmakokinetika a možnosti klinického využití stanovení metabolitů thiopurinů

Stáhnout PDF English info

Azathioprine in the therapy of paediatric inflammatory bowel disease – part II: pharmacodynamics, pharmacokinetics, and the possibilities of measuring its metabolites in clinical practice

Background: Thiopurines (predominantly azathioprine and mercaptopurine) are widely used in paediatrics to maintain remission in the treatment of inflammatory bowel disease. After its absorption from the gastrointestinal tract, azathioprine is converted into 6 mercaptopurine in approximately 90%. Several enzymes (such as thiopurine methyltransferase, xanthine oxidase and hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase) participate in its further metabolism, producing non-active methylated metabolites (6 methylmercaptopurine) and thiouric acid and active 6-thioguanine nucleotide. The concentration of these metabolites can be measured in red blood cells. Aim: To map the benefits and possibilities of thiopurine metabolites measurements in patients suffering from inflammatory bowel disease. Conclusion: The measurement of active and non-active metabolites can help evaluate the bioavailability of those drugs, identify some causes of adverse effects and reveal non-adherence.

Keywords:

paediatrics – Ulcerative colitis – Crohn’s disease – mercaptopurine – thiopurines

Autoři: Pospíšilová K.; Bronský J.
Působiště autorů: Oddělení dětské gastroenterologie, Pediatrická klinika 2. LF UK v Praze a FN v Motole, Praha
Vyšlo v časopise: Gastroent Hepatol 2021; 75(6): 508-514
Kategorie: Dětská gastroenterologie a hepatologie: přehledová práce
doi: https://doi.org/10.480985/ccgh2021508

Souhrn

Východiska: V pediatrii jsou k udržení remise idiopatických střevních zánětů nejčastěji užívána léčiva ze skupiny thiopurinů (především azathioprin a jeho metabolit merkaptopurin). Azathioprin je po absorpci z GIT přeměněn na 6-merkaptopurin. Na jeho dalším metabolizmu se podílí několik enzymů, pomocí nichž vznikají neaktivní metylované metabolity (6-metylmerkaptopurin) a kyselina thiomočová (KTM) a aktivní 6-thioguaninnukleotid, který je zodpovědný za terapeutický efekt. Koncentrace thiopurinových metabolitů v erytrocytech je možné laboratorně stanovit. Cíl: Zmapovat výhody a možnosti přímého stanovení thiopurinových metabolitů u pacientů s idiopatickými střevními záněty. Závěr: Přímé stanovení aktivních i neaktivních metabolitů zhodnotí biologickou dostupnost léku, může pomoci v odhalení důvodu některých nežádoucích účinků terapie a navíc odhalí non-adherentní pacienty.

Klíčová slova:

pediatrie – ulcerózní kolitida – Crohnova choroba – merkaptopurin – thiopuriny

Úvod

Thiopuriny mají své stálé místo v terapii idiopatických střevních zánětů (IBD), a to ve fázi udržení remise Crohnovy choroby (CD) i ulcerózní kolitidy (UC) u dospělých i dětských pacientů (blíže viz část I).

Farmakokinetika a farmakodynamika

Azathioprin (AZA) je proléčivo, z nějž je po absorpci z gastrointestinálního traktu (GIT) neenzymatickou reakcí s glutationem či jiným peptidem nebo proteinem obsahujícím sulfhydrylovou skupinu glutationu nebo cysteinu odštěpeno imidazolové jádro (přesněji nitrometylimidazol) za vzniku 6-merkaptopurinu (6-MP) [1]. Takto je rychle přeměněno na 6-MP přibližně 88 % perorálně podaného AZA [2,3].

Dále je 6-MP relativně rychle metabolizován třemi různými cestami – za vzniku kyseliny thiomočové (KTM), 6-metylmerkaptopurinu (6-mMP) a 6-thioguaninové nukleotidy (6-TGN) (obr. 1). Thiopurinmetyltransferáza (TMPT) snižuje biologickou dostupnost 6-TGN ve prospěch tvorby metylovaných produktů [3–9].

Schematické znázornění metabolických cest AZA.<br>
6-MP je po vstřebané z GIT rychle metabolizován třemi různými cestami. První cestou
oxidací XO vzniká KTM. Po intracelulárním vstřebání je metylací pomocí TPMT 6-MP
přeměněn na 6-mMP. Třetí cestou katalyzovanou HGPRT vzniká merkaptopurinový
nukleotid 6-TIMP dále metabolizovaný IMPD a následně GMPS na 6-TGN – vzniklý
6-thioguaninmonofosfát je dále přeměněn monofosfátkinázou a poté bisfosfátkinázou
na konečný produkt 6-TGTP. Substrátem pro TPMT není pouze 6-MP, ale metylovány
mohou být i 6-TIMP a 6-TGN [3–9].<br>
AZA – azathioprin, 6-mMP – 6-metylmerkaptopurin, 6-MP – 6-merkaptopurin,
KTM – kyselina thiomočová, 6-mTIMP – 6-metylthioinosinmonofosfát, 6-TMP – 6-thioinosinmonofosfát,
6-mTGN – metylovaný 6-thioguaninnukleotid, 6-TGN – 6-thioguanin,
TPMT – thiopurinmetyltransferáza, HGPRT – hypoxantin-guaninfosforibosyl
transferáza, IMPD – inosinmonofosfátdehydrogenáza, GMPS – gunosinmonofosfátsyntetáza.<br>
Fig. 1. Simplified metabolic pathways of AZA.<br>
6-MP is after its absorption from the gut quickly further metabolized. XO oxidate 6-MP to form KTM. TPMT methylate 6-MP to
form 6-mMP resulting to form 6-TGTP as the final product. When HGPRT metabolize 6-MP, 6-TIMP is produced. 6-TIMP is further
metabolized to form IPMD and then 6-TGN. TPMT may methylate even 6-TIMP and 6-TGN.<br>
AZA – azathioprine, 6-mMP – 6-methylmerkaptopurien, 6-MP – 6-merkaptopurine, KTM – thiouric acid,6-mTIMP – 6-methylthioinosinmonophosphate,
6-TMP – 6-thioinosinmonophosphate, 6-mTGN – methylated 6-thioguanine, 6-TGN – 6-thioguanine,
TPMT – thiopurine methyltransferase, HGPRT – hypoxantin-guaninfosforibosyltransferase, IMPD – inosin monophosphate
dehydrogenase, GMPS – gunosine monophosphate synthetase. — Obr. 1. Schematické znázornění metabolických cest AZA.
6-MP je po vstřebané z GIT rychle metabolizován třemi různými cestami. První cestou oxidací XO vzniká KTM. Po intracelulárním vstřebání je metylací pomocí TPMT 6-MP přeměněn na 6-mMP. Třetí cestou katalyzovanou HGPRT vzniká merkaptopurinový nukleotid 6-TIMP dále metabolizovaný IMPD a následně GMPS na 6-TGN – vzniklý 6-thioguaninmonofosfát je dále přeměněn monofosfátkinázou a poté bisfosfátkinázou na konečný produkt 6-TGTP. Substrátem pro TPMT není pouze 6-MP, ale metylovány mohou být i 6-TIMP a 6-TGN [3–9].
AZA – azathioprin, 6-mMP – 6-metylmerkaptopurin, 6-MP – 6-merkaptopurin, KTM – kyselina thiomočová, 6-mTIMP – 6-metylthioinosinmonofosfát, 6-TMP – 6-thioinosinmonofosfát, 6-mTGN – metylovaný 6-thioguaninnukleotid, 6-TGN – 6-thioguanin, TPMT – thiopurinmetyltransferáza, HGPRT – hypoxantin-guaninfosforibosyl transferáza, IMPD – inosinmonofosfátdehydrogenáza, GMPS – gunosinmonofosfátsyntetáza.
Fig. 1. Simplified metabolic pathways of AZA.
6-MP is after its absorption from the gut quickly further metabolized. XO oxidate 6-MP to form KTM. TPMT methylate 6-MP to form 6-mMP resulting to form 6-TGTP as the final product. When HGPRT metabolize 6-MP, 6-TIMP is produced. 6-TIMP is further metabolized to form IPMD and then 6-TGN. TPMT may methylate even 6-TIMP and 6-TGN.
AZA – azathioprine, 6-mMP – 6-methylmerkaptopurien, 6-MP – 6-merkaptopurine, KTM – thiouric acid,6-mTIMP – 6-methylthioinosinmonophosphate, 6-TMP – 6-thioinosinmonophosphate, 6-mTGN – methylated 6-thioguanine, 6-TGN – 6-thioguanine, TPMT – thiopurine methyltransferase, HGPRT – hypoxantin-guaninfosforibosyltransferase, IMPD – inosin monophosphate dehydrogenase, GMPS – gunosine monophosphate synthetase.

Xantinoxidáza (XO) je kromě jater přítomna i ve střevní mukóze, a podílí se tak na katabolizmu 6-MP v případě, že je užívána přímo jeho perorální forma (a 6-MP nevzniká až po vstřebání z GIT přeměnou AZA) [2]. Pro dosažení dostatečných plazmatických koncentrací 6-MP je důležité, aby byl AZA podáván perorálně ve formě standardních tablet. Bylo zjištěno, že systémová biologická dostupnost 6-MP je výrazně nižší, pokud je AZA podáván rektálně či v kapslích s pozdním (kolickým) uvolňováním. Zda se jedná o zvýšenou absorpci léčiva v horních partiích GIT či zvýšený katabolizmus kolickou sliznicí není známo [1,10,11]. Biologická dostupnost AZA po jeho perorálním podání se pohybuje mezi 27 a 83 %, zatímco u perorálního 6-MP je biologická dostupnost nižší – pouze 5 až 37 % [5,12]. V několika studiích u dospělých pacientů s těžkým průběhem CD i UC bylo zkoušeno podání nasycovací dávky léčiva formou intravenózní infuze. Tento postup měl za cíl zkrácení doby nástupu účinku léčiva a dosažení stabilních koncentrací thiopurinových metabolitů, předpokládaná hypotéza však nebyla potvrzena [13–15].

Mechanizmus účinku

Mechanizmus účinku thiopurinů není dosud plně objasněn, thiopuriny pravděpodobně ovlivňují několik metabolických cest způsobujících imunosupresivní a cytotoxický efekt těchto léčiv. Původně byla za hlavní mechanizmus účinku považována inhibice proliferace lymfocytů způsobená inkorporací 6-TGN do jejich nukleových kyselin vedoucí k destrukci vlákna DNA při replikaci a poruše proteosyntézy [12,16,17]. V roce 2003 byla publikována práce poukazující na možný efekt terapie spočívající v aktivaci (resp. supresi suprese) mitochondriální cesty apoptózy stimulovaných CD4+ T-lymfocytů zapříčiněné vazbou 6-TGTP na guanintrifosfatázu Rac1 namísto 6-guanintrifosfátu (6-GTP) [3,18]. Dle práce publikované v posledních letech thiopurinová léčba navíc zvyšuje oxidativní stres a způsobuje mitochondriální dysfunkci v T-lymfocytech cestou dysregulace aktivity antioxidačních činidel [19].

Role metylovaných metabolitů, přesněji 6-mMP ve formě nukleotidů, v cytotoxicitě thiopurinů není plně objasněna, dle publikace z roku 2001 se však zdá, že i ony mají na účinku thiopurinových léčiv svůj podíl – pravděpodobně v podobě inhibice syntézy purinových bází de novo [9]. Protože však zatím chybí dostatečné důkazy o jejich roli in vivo, jsou považovány spíše za odpadní produkty syntézy 6-TGN [2].

TPMT

Aktivita TPMT, která je zodpovědná za metylaci merkaptopurinových metabolitů, je zčásti dána geneticky a zčásti funkci tohoto enzymu ovlivňují i faktory prostředí – především lékové interakce. Genetická predispozice je v tomto případě děděna autozomálně dominantně, kdy 90 % jedinců nese dvě dominantní alely vedoucí k normální (nepřesněji vysoké) aktivitě TPMT, přibližně 10 % tvoří skupina heterozygotů s intermediální aktivitou enzymu a pouze 0,3 % (1 ze 300) osob jsou recesivní homozygoti s nízkou až nedetekovatelnou aktivitou TPMT [20,21]. Aktivitu TPMT lze stanovit i přímo pomocí biochemických laboratorních metod (stanovení fenotypu) – popsáno bylo využití vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), případně tandemové hmotnostní spektrometrie [22].

Již v roce 1997 byl navržen způsob vyšetření genetické predispozice (stanovení genotypu) včetně publikace tří nejčastějších mutovaných alel: TPMT*3A, TPMT*2 a TPMT*3C [23]. Od té doby však bylo popsáno více než 20 různých alel [21,24]. TPMT*1 a TPMT*1S jsou značeny divoké (wild-type) alely. TPMT*3A je nejčastější mutací u kavkazské populace a jihozápadních Asiatů, oproti tomu mezi Afričany, Afroameričany a obyvateli jihovýchodní Asie se z mutovaných alel nejčastěji vyskytuje TPMT*3C [23–26]. Výsledky fenotypového stanovení aktivity TPMT pomocí biochemických metod jsou na rozdíl od genetického vyšetření ovlivněny transfundovanými erytrocyty, pokud byla erymasa podána pacientovi méně než 3 měsíce před vyšetřením [23,27]. Genetickým vyšetřením jsou v ČR běžně stanovovány alely TPMT*2 (c.238 G>C), TPMT*3B (c.460 G>A), TPMT*3C (c.719 A>G) a kombinace předchozích – označována jako alela TPMT*3A (c.460G>A a c.719A>G), vzácnější alely pak mohou detekci uniknout.

Kromě genetických faktorů ovlivňují výslednou aktivitu TPMT i vlivy další. Bylo popsáno, že již samotné pravidelné podávání 6-MP nebo AZA vede ke zvýšení aktivity enzymu, která po přerušení léčby opět klesá [28]. Další studie však tento způsob ovlivnění TPMT vyvrací, a naopak popisuje sníženou expresi genu pro TPMT po podání thiopurinů, přestože aktivita TPMT zůstala nezměněna [6]. U mužů byla zaznamenána vyšší aktivita TPMT než u žen, u kuřáků vyšší než u nekuřáků [21,29]. Podobně též u dětí mladších 6 let věku byla popsána vyšší aktivita TPMT ve srovnání se staršími pacienty [30–32].

Mezi léky ovlivňující aktivitu TPMT patří v první řadě 5-aminosalicylová kyselina (5-ASA) a její deriváty ze skupiny aminosalicylátů (olsalazin, balsalazid apod.), často podávané především u pacientů s UC. Nekompetitivní inhibice TPMT aminosalicyláty byla popsána in vitro [33–35]. In vivo byl popsán případ thiopuriny indukované myelosuprese u pacientky s normálním TPMT genotypem léčené kombinací 6-MP a olsalazin, následně byla laboratorně prokázána nižší aktivita enzymu TPMT [35]. Ovlivnění metabolizmu thiopurinů aminosalicyláty podporuje i studie, v níž byl pozorován pokles průměrné koncentrace 6-TGN (aktivního produktu TPMT) po přerušení konkomitantní terapie 5-ASA, aktivita TPMT těchto pacientů však zůstala nezměněna, a mechanizmus této interakce tak zůstává nejasný [36]. Furosemid pravděpodobně interaguje s metabolizmem thiopurinů inhibicí TPMT, ale klinický význam této interakce není zatím objasněn [37,38].

Ze skupiny dominantních homozygotů nesoucích dvě divoké (nemutované) alely kódující TPMT lze vyčlenit pacienty s velmi vysokou (tedy vyšší než normální) aktivitou TPMT, u nichž léčba thiopuriny nedosahuje dostatečného efektu [21,39,40]. Tito pacienti (ve své podstatě hypermetylátoři, tzv. shunters) produkují více 6-mMP na úkor 6-TGN [41]. Zřejmě i v těchto případech hraje určitou roli genetická predispozice [42]. Na druhou stranu se však zdá, že až u 10 % pacientů s 6-mMP preferujícím metabolizmem vzniká tento jev pozdně a je odhalen i měsíce až roky od zahájení thiopurinové terapie [43].

Další enzymy podílející se na metabolizmu thiopurinů

Oxidací XO je 6-MP z části přeměněn na KTM, která je vylučována močí jako odpadní metabolit [4,5,9]. V případě konkomitantního podávání inhibitorů XO (alopurinol) je nutno redukovat dávku AZA. Zdá se však, že alopurinol není pouze inhibitorem XO, ale ovlivňuje i aktivitu TPMT [44]. Byla vyslovena hypotéza, že se tak děje kompetitivní inhibicí TPMT alopurinolovým metabolitem oxypurinolribosidmonofosfátem, což je analog 6-TIMP – substrátu TPMT [45]. U pacientů léčených kombinací obou léčiv stoupá tvorba thioxantinu, dalšího z možných inhibitorů TPMT [46].

V normální zdravé thiopuriny neléčené buňce vzniká přeměnou katalyzovanou HGPRT z hypoxantinu a guaninu inosinmonofosfát a guanosinmonofosfát. Při úplném deficitu tohoto enzymu byl u lidí popsán syndrom Lesh-Nyhan, při neúplném deficitu pak syndrom Kelley-Seemiller. 6-MP je v thiopurinovém metabolizmu přeměněn za pomoci HGPRT na 6-TIPM, z nějž postupně vzniká konečný produkt přeměny 6-TGN. Pokud je funkce tohoto enzymu zvýšená, lze předpokládat zvýšenou tvorbu 6-TGN, na což bylo poukázáno v asijské studii z roku 2012, která popsala pozitivní korelaci mezi aktivitou HGPRT a koncentrací 6-TGN v erytrocytech pacientů s IBD léčených thiopuriny [24].

Dalším enzymem ovlivňujícím metabolizmus thiopurinů je inosintrifosfát pyrofosfohydroláza nebo též inosintrifosfatáza (ITPáza). V purinovém metabolizmu neovlivněném terapií thiopuriny vzniká fosforylací inosinmonofosfátu (IMP) inosintrifosfát (ITP). ITPáza je poté zodpovědná za odštěpení pyrofosfátu z ITP za opětovného vzniku IMP. V dalším metabolizmu z IMP vznikají adeninové a guaninové nukleotidy. Snížená funkce ITPázy vede k akumulaci ITP, která se u osob neléčených thiopuriny jeví jako klinicky bezvýznamná. V průběhu metabolizmu AZA/6-MP vzniká jako dílčí produkt 6-TIMP, jehož fosforylací vzniká 6-thioinosintrifosfát (6-TITP), který je též substrátem ITPázy. V případě, že je tento enzym deficientní, dochází k akumulaci 6-TITP. V genu IPTA je známo několik polymorfizmů, které jsou zodpovědné za sníženou funkci ITPázy [22,47,48]. Klinický dopad poruch funkce ITPázy však není prozatím plně objasněn [49].

Metabolity AZA

Pomocí HPLC lze stanovit koncentraci metabolitů AZA v erytrocytech pacienta, přesněji 6-MP, 6-mMP, KTM, 6-TGN a thioxantinu [8,50]. Tyto metabolity pak mohou vypovědět více o individuálním metabolizmu AZA u konkrétního pacienta – zajímají nás především koncentrace 6-TGN a 6-mMP, jejichž vztah není lineární a vysoké koncentrace jednoho metabolitu neznačí vždy vysoké nebo nízké koncentrace druhého [5,8]. Přestože je možné stanovit koncentrace těchto metabolitů i v plazmě, stanovení jejich intracelulárních koncentrací v erytrocytech je vzhledem k farmakokinetice i mechanizmu účinku považováno za více vypovídající [8]. Stanovení thiopurinových metabolitů je možné též v periferních lymfocytech, využitelnost v klinické praxi ale není zatím objasněna [51].

Byla popsána asociace mezi klinickou odpovědí na terapii AZA a koncentrací 6-TGN v erytrocytech – tedy těch metabolitů, které jsou považovány za hlavní efektory terapie [5,27,41]. Ve studii z roku 2001 bylo vypozorováno, že pouze 5 z 37 pacientů s CD neodpovídajících na terapii (hodnoceno klinicky – skóre aktivity onemocnění, možnost vysazení kortikosteroidní léčby) mělo hladiny 6-TGN > 250 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů a pouze 1 z 11 pacientů s koncentracemi 6-TGN > 250 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů neodpověděl na terapii [52]. S podobnými závěry byla publikována i metaanalýza z roku 2006 – pokud byly detekovány koncentrace metabolitů > 230–260 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů, byla větší pravděpodobnost, že je pacient v klinické remisi onemocnění (62 %), zatímco pod touto hranicí je více pravděpodobné, že v remisi choroby není [53]. Pozdější metaanalýza v roce 2014 potvrdila asociaci mezi koncentracemi 6-TGN a větší pravděpodobností klinické remise onemocnění [54]. Vyšší koncentrace 6-TGN u pacientů v klinické remisi onemocnění oproti pacientům s aktivním onemocněním byly pozorovány i u dětí, popsaný rozdíl byl větší u pacientů s CD než s UC [55,56]. V případě IBD je za „terapeutickou“ považována koncentrace 6-TGN v rozmezí přibližně 230–450 pmol/8 × 10⁸ erytrocytů. Při vyšších hodnotách výrazně stoupá riziko leukopenie [27,57,58].

U vyšších hodnot koncentrací druhého metabolitu, který stojí v popředí našeho zájmu, tedy 6-mMP, byla popsána korelace s hepatotoxicitou. Dle publikovaných dat stoupá riziko alterace transamináz při koncentracích 6-mMP > 5 700 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů. Asociace tohoto metabolitu s terapeutickým účinkem nebyla pozorována [59].

Dosažení stabilních hladin thiopurinových metabolitů v erytrocytech trvá cca 55 dní (střední doba od podání první dávky do doby dosažení stabilních koncentrací) [7]. Efekt terapie nelze tedy hodnotit po jednorázovém nebo krátkodobém podání léčiva, ale pro dosažení dostatečného účinku terapie je nutné AZA nebo 6-MP pravidelně užívat po dobu alespoň 8–14 týdnů [27].

Vztah mezi již stabilními koncentracemi 6-TGN nebo 6-mMP a dávkami AZA vztaženými na kilogram tělesné hmotnosti není průkazný. Byla popsána pouze slabá nelineární korelace mezi koncentracemi těchto metabolitů a dávkou [59]. Jiné studie asociaci neprokázaly vůbec. Koncentrace metabolitů, jichž pacient dosáhne, jsou pravděpodobně ovlivněny mnoha jinými faktory – jedním z nich je i aktivita TPMT (viz výše). Dalším možným faktorem je obezita, která pravděpodobně negativně ovlivňuje výsledné koncentrace 6-TGN (a také poměr 6-TGN a 6-mMP) [29].

Pomocí detekce koncentrací obou popsaných metabolitů lze odlišit příčiny případné neefektivity terapie – poddávkování, non-compliance a rezistenci k léčbě (tab. 1) [2,27,41]. Někteří pacienti však zůstávají refrakterní k terapii i přes vysoké koncentrace 6-TGN (> 230 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů, někdy dokonce i vyšší než potenciálně toxických 450 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů) a důvod neefektivity terapie v tomto případě není způsoben nízkou dávkou léku či preferenčním metabolizmem ve směru 6-mMP, ale spíše nedostatečnou odpověděí pacienta na zvolenou léčbu [2,60].

Využití stanovení thiopurinových metabolitů v klinické praxi.<br>
Tab. 1. The use of thiopurine metabolite measurement in clinical praxis. — Tab. 1. Využití stanovení thiopurinových metabolitů v klinické praxi.
Tab. 1. The use of thiopurine metabolite measurement in clinical praxis.

Možnosti využití stanovení thiopurinových metabolitů v optimalizaci terapie IBD

Nebyl prokázán lepší efekt terapie, pokud byla striktně řízena dle koncentrací thiopurinových metabolitů, oproti standardnímu dávkování dle hmotnosti pacienta za předpokladu znalosti aktivity TPMT (fenotypu a/nebo genotypu) [61,62]. I přesto však může být znalost erytrocytárních koncentrací 6-TGN a 6-mMP v optimalizaci léčby nápomocná – především v případech, kdy pacient dostatečně nereaguje na standardní dávky AZA/6-MP nebo při podezření na non-adherenci. Z hlediska účinnosti terapie (zejména při monoterapii thiopuriny) lze považovat za optimální koncentrace 6-TGN > 230 pmol/8 × 10⁸ erytrocytů.

U pacientů, u nichž jsou zaznamenány zvýšené hodnoty transamináz na terapii thiopuriny, je vhodné vyšetřit koncentrace jejich metabolitů v erytrocytech [58]. Pokud je zjištěna velmi vysoká aktivita TPMT (hypermetylátoři, „shunters“), vysoké koncentrace 6-mMP a nízké aktivního 6-TGN (metabolizmus ve prospěch tvorby 6-mMP), můžeme zlepšit poměr těchto dvou metabolitů přidáním alopurinolu do kombinace. V takovém případě je nutné dávku AZA redukovat na 25–33 % doporučených dávek. Alopurinol podáváme u dítěte v dávce 50–75 mg/den. U dospělého je většinou podáváno jednotných 100 mg/den (při podávání pouze 50 mg/den byla zjištěna nižší stabilita hladin 6-TGN). Následně je nutná kontrola koncentrací thiopurinových metabolitů, event. úprava dávky thiopurinového léčiva. Cílem této intervence je udržet koncentrace 6-TGN v terapeutickém rozmezí (tj. 230–450 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů) a dosáhnout poklesu 6-mMP doprovázeného normalizací transamináz [2,27,44,58, 63–66]. Studie z roku 2012 odhalila, že rozdělení dávky léčiva do dvou denních dávek vede u pacientů s velmi vysokými koncentracemi 6-mMP k jejich poklesu (doprovázeném ústupem nežádoucích účinků), zatímco koncentrace 6-TGN zůstává téměř beze změny. Skupina, která tento jev popsala, vidí jako řešení „hypermetylace“ podávání AZA/6-MP ve dvou denních dávkách s následovnou kontrolou koncentrací thiopurinových metabolitů [67].

V případě kombinované léčby AZA a infliximabu (IFX) lze dle dostupných publikací považovat za dostatečný cut-off koncentrace 6-TGN 125 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů, což je méně než v případě monoterapie [68]. V roce 2015 byla v průřezové studii popsána asociace 6-TGN > 125 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů (zvolený cut-off) s vyššími hladinami IFX. Zároveň pak u pacientů s hladinami 6-TGN < 125 pmol/8 x 10⁸ erytrocytů byla pozorována signifikantně větší náchylnost k tvorbě protilátek proti IFX (antiIFX) [69]. Recentní česká studie však toto pozorování u dětí nepotvrdila. Zdá se však, že i v případě pediatrických pacientů lze považovat za dostatečné dávky AZA v případě kombinované terapie nižší než při AZA monoterapii [70].

Závěr

V terapii IBD má AZA/6-MP své místo nejen u dětí již desítky let. Přestože nebyla prokázána větší účinnost léčby řízené koncentracemi metabolitů thiopurinů v erytrocytech, může jejich stanovení k optimalizaci terapie přispívat – např. při podezření na non-adherenci k terapii nebo v identifikaci hypermetylátorů. Klinická zkušenost tak stojí v řízení terapie stále na prvním místě, a to nejen proto, že rutinní monitorace thiopurinových metabolitů není v České republice běžně dostupná.

ORCID autorů

K. Pospíšilová ORCID 0000-0002-6850-5588,

J. Bronský ORCID 0000-0002-2641-7280.

Doručeno/Submitted: 2. 8. 2021

Přijato/Accepted: 14. 11. 2021

MUDr. Kristýna Pospíšilová

Oddělení dětské gastroenterologie

Pediatrická klinika

2. LF UK v Praze a FN v Motole

V Úvalu 84/1

150 06 Praha 5

potuznikovakris@gmail.com

Zdroje

1. Schwab M, Klotz U. Pharmacokinetic considerations in the treatement of inflammatory bowel disease. Clin Pharmacokinet 2001; 40 (10): 723– –751. doi: 10.2165/00003088-200140100-00003.

2. Dubinsky, CM. Azathioprine, 6-mercaptopurine in inflammatory bowel disease: pharmacology, efficacy, and safety. Clin Gastroenterol Hepatol 2004; 2 (9): 731–743. doi: 10.1016/s1542-3565 (04) 00344-1.

3. Bär F, Sina C, Fellermann K. Thiopurines in inflammatory bowel disease revisited. World J Gastroenterol 2013; 19 (11): 1699–1706. doi: 10.3748/wjg.v19.i11.1699.

4. Derijks LJJ, Gilissen LPL, Engels LGJB et al. Pharmacokinetics of 6-mercaptopurine in patients with inflammatory bowel disease, implications for therapy. Ther Drug Monitor 2004; 26 (3): 311–318. doi: 10.1097/00007691-200406000-00 016.

5. Cuffari C, Théoret Y, Latour S et al. 6-mercaptopurine metabolism in Crohn‘s disease: corrletion with efficacy and toxicity. Gut 1996; 39 (3): 401–406. doi: 10.1136/gut.39.3.401.

6. Hindorf U, Lindqvist M, Hildebrand H et al. Adverse events leading to modification of therapy in a large cohort of patients with inflammatory bowel disease. Aliment Pharmacol Ther 2006; 24 (2): 331–342. doi: 10.1111/j.1365-2036. 2006.02977.x.

7. Pozler O, Chládek J, Malý J et al. Steady-state of azathioprine during initiation treatement of pediatric inflammatory bowel disease. J Crohns Colitis 2010; 4 (6): 623–628. doi: 10.1016/j.crohns.2010.06.005.

8. Hawwa AF, Millership JS, Colier PS et al. Development and validation of HPLC method for the rapid and simultaneous determination of 6-mercaptopurine and four of its metabolites in plasma and red blood cells. J Pharm Biomed Anal 2009; 49 (2): 401–409. doi: 10.1016/j.jpba.2008.10.045.

9. Dervieux T, Blanco JG, Krynetski EY et al. Differig contribution of thiopurine methyltransferase to mercaptopurine versus thioguanine effects in human lekemic cells. Cancer Research 2001; 61 (15): 5810–5816.

10. Van Os EC, Zins BJ, Sandborn WJ et al. Azathioprine pharmacokinetics after intravenous, oral, delayed release oral and rectal foam administration. Gut 1996; 39 (1): 63–68. doi: 10.1136/gut.39.1.63.

11. Zins BJ, Sandborn WJ, McKinney JA et al. A dose-ranging study of azathioprine pharmacokinetics after single-dose administration of a delayed-release oral formulation. J Clin Pharmacol 1997; 37 (1): 38–46. doi: 10.1177/0091270 09703700107.

12. Sahasranaman S, Howard D, Roy S. Clinical pharmacology and pharmacogenetics of thiopurines. Eur J Clin Pharmacol 2008; 64 (8): 753–767. doi: 10.1007/s00228-008-0478-6.

13. Sandborn WJ, Van Os EC, Zins BJ et al. An intravenous lading dose of azathioprine decreases the time to response in patients with Crohn‘s disease. Gastroenterology 1995; 109 (6): 1808–1817. doi: 10.1016/0016-5085 (95) 90747-5.

14. Sandborn WJ, Tremaine WJ, Wolf DC et al. Lack of effect of intravenous administration on time to respond to AZA for steroid-treated Crohns disease. Gastroenterology 1999; 117 (3): 527–535. doi: 10.1016/s0016-5085 (99) 70445-2.

15. Mahadevan U, Tremaine WJ, Johnson T et al. Intravenous azathioprine in severe ulcerative colitis: a pilot study. Am J Gastroenterol 2000; 95 (12): 3463–3468. doi: 10.1111/ j.1572-0241.2000.03362.x.

16. Christie NT, Drake S, Meyn RE et al. 6-thioguanine-induced DNA damage as a determinant of cytotoxicity in cultured chinese hamster ovary cells. Cancer Res 1984; 44 (9): 3665–3671.

17. Fairchild CR, Maybaum J, Kennedy KA. Concurrent unilateral chromatid damage and DNA strand breakage in response to 6-thioguanine treatement. Biochem Pharmacol 1986; 35 (20): 3533–3541. doi: 10.1016/0006-2952 (86) 90623-4.

18. Tiede I, Fritz G, Strand S et al. CD28-dependent Rac1 activation is the molecular target of azathioprine in primary human CD4+ T lymphocytes. J Clin Invest 2003; 111 (8): 1133–1145. doi: 10.1172/JCI16432.

19. Misdaq M, Ziegler S, von Ahsen N et al. Thiopurines induce oxidative stress in T-lyphocytes: a proteomic approach. Mediatros Inflamm 2015; 2015: 434825. doi: 10.1155/2015/434825.

20. Weinshilboum RM, Sladek SL. Mercaptopurine pharmacogenetics: monogenic inheritance of erythrocyte thiopurine methyltransferase activity. Am J Hum Gen 1980; 32 (5): 651–662.

21. Schaeffeler E, Fisher C, Dierk B et al. Comprehensive analysis of thiopurine S-methyltransferase phenotype-genotype correlation in a large population of German-Caucasians and identification of novel TPMT variants. Pharmacogenetics 2004; 14 (7): 407–417. doi: 10.1097/01.fpc.0000114745.08559.db.

22. Breen DP, Marinaki AM, Arenas M et al. Pharmacogenetic association with adverse drug reactions to azathioprine immunosuppresive therapy following liver transplantation. Liver Transplant 2005; 11 (7): 826–833. doi: 10.1002/lt.20377.

23. Yates CR, Krynetski EY, Loennechen T et al. Molecular diagnosis of thiopurine S-methyltransferase deficiency: gentic basis for azathioprine and mercaptopurine intolerance. Ann Intern Med 1997; 126 (8): 608–614. doi: 10.7326/0003-4819-126-8-199704150-00003.

24. Ding L, Zhang F, Liu H et al. Hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase activity is related to 6-thioguanine nucleotide concentrations and thiopurine-induced leukopenia in the treatment of inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis 2012; 18 (1): 63–73. doi: 10.1002/ibd.21676.

25. Collie-Duguid ESR, Pritchard SC, Powrie RH et al. The frequency and distribution of thiopurine methyltransferase alleles in Caucasian and Asian population. Pharmacogenetics 1999; 9 (1): 37–42. doi: 10.1097/00008571-199902000-00006.

26. Jun JB, Cho DY, Kang C et al. Thiopurine S-methyltransferase polymorphisms and the relatioship between the mutant alleles and the adverse effects in systemic lupus erythematosus patients taking azathioprine. Clin Experiment Rheum 2005; 23 (6): 873–876.

27. Ruemmelle FM, Veres G, Kolho KL et al. Consensus guidelines of ECCO/ESPHGAN on the medical management of pediatric Crohn‘s disease. J Crohns Colitis 2014; 8 (10): 1179–1207. doi: 10.1016/j.crohns.2014.04.005.

28. Lennard L, Lilleyman JS, Van Loon J et al. Genetic variation in response to 6-mercaptopurine for childhood acute lymphoblastic leukaemia. Lancet 1990; 336 (8709): 225–229. doi: 10.1016/0140-6736 (90) 91745-v.

29. Poon SS, Asher R, Jackson R et al. Body mass index and smoking affect thioguanine nucleotide levels in inflammatory bowel disease. J Crohns Colitis 2015; 9 (8): 640–646. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjv084.

30. McLeod HL, Krynetski EY, Wilimas JA et al. Higher activity of polymorphis thiopurine S-methyltransferase in erytrocytes from neonates compared to adults. Pharmacogenetics 1995; 5 (5): 281–286. doi: 10.1097/000 08571-199510000-00003.

31. Serpe L, Calvo PL, Muntoni E et al. Thiopurine S-methyltransferase pharmacogenetics i a large-scale healthy Italian-Caucasian population: differences in enzyme activity. Pharmacogenomics 2009; 10 (11): 1753–1765. doi: 10.2217/pgs.09.103.

32. Stocco G, Martelossi S, Arrigo S et al. Multicentric case-control study on azathioprine dose and pharmacokinetics in early-onset pediatric inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis 2017; 23 (4): 628–634. doi: 10.1097/MIB.00000 00000001051.

33. Szumlanski CL, Weinshilboum RM. Sulphasalazine inhibition of thiopurine methyltransferase: possible mechansim for interaction with 6-mercaptopurine and azathioprine. Br J Clin Pharmacol 1995; 39 (4): 456–459. doi: 10.1111/j.1365-2125.1995.tb04478.x.

34. Lowry PW, Szumlanski CL, Weinshilboum RM et al. Balsalazide and azathioprine or 5-mercaptopurine: evidence for potentially serious drug interaction. Gastroenterology 1999; 116 (6): 1505–1506. doi: 10.1016/s0016-5085 (99) 70524-x.

35. Lewis LD, Benin A, Szumlanski CL et al. Olsalazine and 6-mercaptopurine-related bone marrow suppression: a psosible drug-drug interaction. Clin Pharmacol Ther 1997; 62 (4): 464–475. doi: 10.1016/S0009-9236 (97) 90125-9.

36. Dewit O, Vanheuverzvyn R, Desager JP et al. Interaction between azathioprine and aminosalicylates: an in vivo study in patients with Crohn‘s disease. Aliment Pharmacol Ther 2002; 16 (1): 79–85. doi: 10.1046/j.1365-2036.2002.01156.x.

37. Lysaa RA, Giverhaug T, Wold HL et al. Inhibition of human thiopurine methyltransferase by furosemide, bendroflumethiazide and trichlormethiazide. Eur J Clin Pharmacol 1996; 49 (5): 393–396. doi: 10.1007/s002280050038.

38. Xin HW, Fisher C, Schwab M et al. Thiopurine S-methyltransferase as a target for drug interactions. Eur J Clin Pharmacol 2005; 61 (5–6): 395–398. doi: 10.1007/s00228-005-0950-5.

39. Ansari A, Hassan C, Duley J et al. Thiopurine methyltransferase activity and the use of azathioprine in inflammatory bowel disease. Aliment Pharmacol Ther 2002; 16 (10): 1743–1750. doi: 10.1046/j.1365-2036.2002.01353.x.

40. Cuffari C, Dassopoulos T, Turnbough L et al. Thiopurine methyltransferase activity influences clinical response to azathioprine in inflammatory bowel disease. Clin Gastroenterol Hepatol 2004; 2 (5): 410–417. doi: 10.1016/s1542-35 65 (04) 00127-2.

41. Dubinsky MC, Yang H, Hassard PV et al. 6-MP metabolite profiles provide a biochemical explanantion for 6-MP resistance in patients with inflammatory bowel disease. Gastroenterology 2002; 122 (4): 904–915. doi: 10.1053/gast.2002.32420.

42. Yan L, Zhang S, Eiff B et al. Thiopurine methyltransferase polymorphic tandem repeat: genotype-phenotype correlation analysis. Clin Pharmacol Ther 2000; 68 (2): 210–219. doi: 10.1067/mcp.2000.108674.

43. Munnig-Schmidt E, Zhang M, Mulder CJ et al. Late-onset rise of 6-MMP metabolites in IBD patients on azathioprine or mercaptopurine. Inflamm Bowel Dis 2018; 24 (4): 892–896. doi: 10.1093/ibd/izx081.

44. Rahhal RM, Bishop WP. Initial clinical experience with allopurinol-thiopurine combination therapy in pediatric inflammatory bowel disease. Inflamm Bowel Dis 2008; 14 (12): 1678–1682. doi: 10.1002/ibd.20522.

45. Duley JA, Chocair PR, Florin THJ. Observations on the use of allopurinol in combination with aazthioprine or mercaptopurine. Aliment Pharmacol Ther 2005; 22 (11–12): 1161–1162. doi: 10.1111/j.1365-2036.2005.02703.x.

46. Blaker PA, Arenas-Hernandez M, Smith MA et al. Mechanism of allopurinol induced TPMT inhibition. Biochem Pharmacol 2013; 86 (4): 539–547. doi: 10.1016/j.bcp.2013.06.002.

47. Marinaki AM, Ansari A, Duley JA et al. Adverse drug reactions to azathioprine therapy are associated with polymorphism in the gene encoding inosine triphosphate pyrophosphatase (ITPase). Pharmacogenetics 2004; 14 (3): 181–187. doi: 10.1097/00008571-200403000-00006.

48. Maeda T, Sumi S, Ueta A et al. Genetic basis of inosine triphosphate pyrophosphohydrolase deficiency in the Japanese population. Mol Genet Metab 2005; 85 (4): 271–279. doi: 10.1016/j.ymgme.2005.03.011.

49. Gearry RB, Roberts RL, Barclay ML et al. Lack of association between the ITP 94C>A polymorphism and adverse effects from azathioprine. Pharmacogenetics 2004; 14 (11): 779–781. doi: 10.1097/00008571-200411000-00010.

50. Dervieux T, Boulieu R. Simultaneous determination of 6-thioguanine and methyl 6-mercaptopurine nucleotides of azathioprine in red blood cells by HPLC. Clin Chem 1998; 44 (3): 551–555.

51. de Nikoló A, Agnesod D, Simiele M et al. UPLC-MS/MS method for quantification of the aazthioprine metabolites 6-mercaptoguanosine and 6-methylmercaptopurine riboside in peripheral blood mononuclear cells. J Pharm Biomed Anal 2014; 98: 271–278. doi: 10.1016/j.jpba.2014.05.040.

52. Cuffari C, Hunt S, Bayless T. Utilisation of erythrocyte 6-thioguanine metabolite levels to optimise azathioprine therapy in patients with inflammatory bowel disease. Gut 2001; 48 (5): 642–646. doi: 10.1136/gut.48.5.642.

53. Osterman MT, Kundu R, Lichtenstein GR et al. Association of 6-thioguanine nucleotide levels and inflammatory bowel disease activity: a meta-analysis. Gastroenterology 2006; 130 (4): 1047–1053. doi: 10.1053/j.gastro.2006.01.046.

54. Moreau AC, Paul S, Del Tedesco E et al. Association between 6-thioguanine nucleotides levels and clinical remission in inflammatory bowel disease: a meta-analysis. Inflamm Bowel Dis 2014; 20 (3): 464–471. doi: 10.1097/01.MIB.0000439068.71126.00.

55. Gupta P, Gokhale R, Kirschner BS. 6-mercaptopurine metabolite levels in children with inflammatory bowel disease. J Pediatr Garoenterol Nutr 2001; 33 (4): 450–454. doi: 10.1097/00005176-200110000-00006.

56. Nguyen T-V-A, Vu DH, Nguyen T-M-H et al. Exploring association of 6-thioguanine nucleotide levels and other predictive factors with theraputic response to azathioprine in pediatric patients with IBD using multilevel analysis. Inflamm Bowel Dis 2013; 19 (11): 2404–2410. doi: 10.1097/MIB.0b013e3182a508c6.

57. Fanbing Z, Xiang G, Liang D et al. Prospective evaluation of pharmacogenomics and metabolite measurements upon azathioprine therapy in inflammatory bowel disease. Medicine 2016; 95 (15): e3326. doi: 10.1097/MD.0000 000000003326.

58. Turner D, Ruemmele FM, Orlanski-Meyer E et al. Management of paediatric ulcerative colitis, part 1: ambulatory care- an evidence-based guideline from ECCO and ESPGHAN. J Pediatr Garoenterol Nutr 2018; 67 (2): 257–291. doi: 10.1097/MPG.0000000000002035.

59. Dubinsky MC, Lamothe S, Ying Yang G et al. Pharmacogenomics and metabolite mea- surement for 6-mercaptopurine therapy in inflammatory bowel disease. Gastroenterology 2000; 118 (4): 705–713. doi: 10.1016/s0016-508 5 (00) 70140-5.

60. Mardini HE, Arnold GL. Utility of measuring 6-methylmercaptopurine and 6-thioguanine nucleotide levels in managing inflammatory bowel disease patients treated with 6-mercaptopurine in a clinical practice setting. J Clin Gastroenterol 2003; 36 (5): 390–395. doi: 10.1097/00004836-200305000-00005.

61. Dassopoulos T, Dubinsky MC, Bentsen JL et al. Randomised clinical trial: individualized versus weight-based dosing of azathioprine in Crohn’s disease. Aliment Pharmacol Ther 2014; 39 (2): 163–175. doi: 10.1111/apt.12555.

62. Reinshagen M, Schütz E, Armstrong VW et al. 6-thioguanine nucleotide-adapted azathioprine therapy does not lead to higher remission rates than standard therapy in chronic active Crohn disease: results from randomized, controlled, open trial. Clin Chem 2007; 53 (7): 1306–1314. doi: 10.1373/clinchem.2007.086215.

63. Smith MA, Blaker P, Marinaki AM et al. Optimising outcome on thiopurines in inflammatory bowel disease by co-prescription of allopurinol. J Crohns Colitis 2012; 6 (9): 905–912. doi: 10.1016/j.crohns.2012.02.007.

64. Sparrow MP, Hande SA, Friedman S et al. Effect of allopurinol on clinical outcomes in inflammatory bowel disease nonresponders to azathioprine or 6-mercaptopurine. Clin Gastroenterol Hepatol 2007; 5 (2): 209–214. doi: 10.1016/j.cgh.2006.11.020.

65. Gerich ME, Quiros JA, Marcin JP et al. A prospective evaluation of the impact of allopurinol in pediatric and adult IBD patients with preferentioal metabolism of 6-mercaptopurine to 6-methylmercaptopurine. J Crohns Colitis 2010; 4 (5): 546–552. doi: 10.1016/j.crohns.2010.03. 004.

66. Friedman AB, Brown SJ, Bampton P et al. Randomised clinical trial: efficacy, safety and dosage of adjunctive allopurinol in azathioprine/mercaptopurine nonresponders (AAA study). Aliment Pharmacol Ther 2018; 47 (8): 1092–1102. doi: 10.1111/apt.14571.

67. Shih DQ, Nguyen M, Zheng L et al. Split-dose administration of thiopurine drugs: a novel and effective strategy for managing preferential 6-MMP metabolism. Aliment Pharmacol Ther 2012; 36 (5): 449–458. doi: 10.1111/ j.1365-2036. 2012.05206.x.

68. Roblin X, Williet N, Peyrin-Biroulet L. Thiopurine metabolism in the era of combotherapy. Inflamm Bowel Dis 2015; 21 (4): 951–961. doi: 10.1097/MIB.0000000000000737.

69. Yarur AJ, Kubiliun MJ, Czul F et al. Concentrations of 6-thioguanine nucleotide correlate with trough levels of infliximab in patients with inflammatory bowel disease on combination therapy. Clin Gastroenterol Hepatol 2015; 13 (6): 1118–1124. doi: 10.1016/j.cgh.2014.12.026.

70. Pospisilova K, Siroka J, Karaskova E et al. Is it useful to monitor thiopurine metabolites in paediatric Crohn’s disease patients on combination therapy? A multicenter prospective observational study. Pediatr Drugs 2021; 23 (2): 183–194. doi: 10.1007/s40272-021-00439-1.