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2  Zusammenfassung der Methodik

2.1 Probandenstudien (P 1-9)

Klinische Studien in der Pharmakogenetik können entweder an gesunden Probanden (entsprechend den Phase-I-Studien der Arzneimittelentwicklung) oder an Patienten (entsprechend den Phasen II-IV) durchgeführt werden. Es können Untersuchungen an unselektierten Kollektiven (Design der Kohortenstudie) oder an nach ihrem Genotyp ausgewählten Probanden (so genannte Panel-Studie) gemacht werden. Letzteres Studiendesign wurde hier angewandt.

Über Aushänge, Anzeigen und Informationsveranstaltungen wurden 516 gesunde Probanden und Probandinnen europäischer Abstammung rekrutiert, die sich prinzipiell zur Teilnahme an klinischen Studien bereit erklärten. Alle Probanden gaben ihr Einverständnis zur Genotypisierung bezüglich häufiger Varianten der Enzyme CYP2D6, CYP2C19 und CYP2C9. Sämtliche Studien wurden von der Ethikkommission der medizinischen Fakultät der Charité geprüft und genehmigt.

Mittels DNA-Extraktion, Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und anschließender Analyse von Restriktionsfragmentlängenpolymorphismen (RFLP) oder mittels Real-Time PCR-Methoden basierend auf Fluoreszenz-Resonanz-Energietransfer wurde eine Geno­typi­sier­ung für die folgenden Allele nach den in der Literatur veröffentlichten Methoden durchgeführt [Aynacioglu, 1999, De Morais, 1994, Sachse, 1997]:

 

CYP2D6: *3, *4, *5 (Deletion), *6 , sowie die Duplikation

 

CYP2C19: *2

 

CYP2C9: *2 und *3.

Anhand der Genotypdaten wurden die Probanden folgendermaßen für die Studien (P1-7) ausgewählt: CYP2C9*1/*1 : n = 4 oder mehr, CYP2C9*1/*2 : n = 4, CYP2C9*1/*3 : n = 4, CYP2C9*2/*2 : n = 3, CYP2C9*2/*3 : n = 3, CYP2C9*3/*3 : n = 3. Die Fallzahl n = 3 für die Geno­typen CYP2C93/*3, *2/*3 oder *2/*2 ergab sich aus dem seltenen Auftreten (weniger als 1%) dieser Genotypen in der Bevölkerung. Sie ist jedoch ausreichend, um klinisch relevante Unterschiede in der Clearance der Größenordnung um Faktor 2 und mehr zu erkennen.

Für die Studien (P8, 9) zu CYP2D6, CYP2C19 und CYP2C9 mit den Antidepressiva Doxepin und Trimipramin wurden jeweils 7 Probanden mit homozygotem und heterozygotem Genotyp eines inaktiven CYP2D6- bzw. CYP2C19- Allels (intermediäre und Langsam-[Seite 17↓] Metabolisierer) sowie 3 Probanden mit dem seltenen Genotyp CYP2C9*3/*3 ausgewählt. Es wurde darauf geachtet, dass die Probanden mit den ausgewählten Varianten für die jeweiligen beiden anderen polymorphen Enzyme Träger des Wildtyps waren. Die Referenzgruppe bestand aus Individuen, die bezüglich aller drei polymorphen Enzyme den Wildtyp-Genotyp trugen (CYP2D6*1/*1, CYP2C19*1/*1 oder CYP2C9*1/*1 ).

Probanden, die in die klinischen Studien eingeschlossen wurden, mussten Nichtraucher sein und durften keine körperlichen oder seelischen Erkrankungen haben. Probandinnen durften keine oralen Kontrazeptiva nehmen und nicht schwanger sein.

Es wurden jeweils Einzeldosen der Medikamente Celecoxib (100 mg), Fluvastatin (40 mg), Nateglinid (180 mg), Diclofenac (50 mg), Ibuprofen (600 mg), Glibenclamid (3,5 mg) und Tolbutamid (500 mg) gegeben und die Plasmakonzentrations-Zeit-Verläufe über eine für das Anfluten und die Elimination der einzelnen Substanzen relevante Zeit mittels HPLC gemessen. Aus den Plasmakonzentrations-Zeit-Verläufen wurden die pharmakokinetischen Parameter Clearance, AUC, Halbwertszeit, und die maximale Plasmakonzentration für jede Genotyp-Gruppe mit nichtparametrischen pharmakokinetischen Verfahren sowie populationspharmakokinetisch geschätzt.

Nach Möglichkeit wurde für jede Substanz auch ein pharmakodynamischer Parameter bestimmt, der es erlauben sollte, eine Aussage über die Auswirkung pharmakogenetisch bedingter Unterschiede in der Pharmakokinetik auf den Therapieerfolg zu machen. Bei Studien mit den oralen Antidiabetika Nateglinid, Tolbutamid und Glibenclamid wurden orale Glucosetoleranztests mit Glucose- und Insulinbestimmungen durchgeführt (P1-3), bei Untersuchungen mit den nichtsteroidalen Antiphlogistika Diclofenac, Ibuprofen und Celecoxib erfolgte die Messung von Thromboxan-B2- und Prostaglandin-E2-Konzentrationen als Parameter für die Hemmung der Cyclooxygenasen-1 (Cox-1) und Cox-2 (P4-6). Für Fluvastatin (P7) wurden die Gesamtcholesterin-, High-Density-Lipoprotein (HDL)-, Low-Density-Lipoprotein (LDL)- und die Trigyceridkonzentrationen vor und nach 14tägiger Einnahme gemessen.

2.2 Metaanalyse pharmakogenetischer Daten (P10 und P11)

Grundlage der Metaanalyse war eine Literaturrecherche in den Datenbanken PubMed und Embase sowie gezielte Anschreiben der Arzneimittelhersteller bezüglich unveröffentlichter Daten. Es wurden alle Daten aus Studien an Patienten oder gesunden Probanden (Kaukasier) bis März 2003 (für P10 bis 2000) erfasst, die pharmakokinetische oder [Seite 18↓] pharmakodynamische Größen von Antidepressiva oder Antipsychotika in Abhängigkeit der unterschiedlichen Genotypen von CYP2D6 oder CYP2C19 gemessen hatten. Die Daten wurden wirkstoffspezifisch ausgewertet. Für jedes Antidepressivum wurden die Parameter Clearance, AUC oder Talspiegel unter Steady-State-Bedingungen für die Gruppen der schnellen, intermediären und Langsam-Metabolisierer (für CYP2D6 auch die der ultraschnellen) aufgeführt und aus diesen Daten Dosierungsanpassungen für jeden Metabolisierertyp errechnet. Wenn mehrere Studien zum gleichen Medikament vorlagen, wurden nach Fallzahl gewichtete Mittelwerte aus den Parametern der einzelnen Studien gebildet. Im Falle aktiver Metaboliten wurden ähnlich wie beim therapeutischen Drug Monitoring die Summe aus Muttersubstanz und Metabolit verwendet und daraus die Clearance für die Gesamtexposition berechnet. Entsprechend wurden bei razemischen Substanzen mit nur einem aktiven Enantiomer Dosierungsberechnungen nur auf diesem basierend durchgeführt. Für jeden Wirkstoff wurde unter Einbeziehung der gesamten gefundenen Daten eine Aussage zur voraussichtlichen Relevanz der Enzympolymorphismen für die Therapie gemacht und ein Dosierungshinweis gegeben.

Auf Seiten der Pharmakodynamik wurden Daten zum Einfluss von Genpolymorphismen in Zielstrukturen der Arzneimittelwirkung deren Bedeutung für die Prädiktion des Therapieerfolgs und unerwünschter Arzneimittelwirkungen für Antidepressiva und Antipsychotika ausgewertet. Es wurde nach signifikanten Einflüssen gesucht und jeweils die Effektgröße als Odds-Ratio für die Auswirkung des Genotyps auf bessere Response oder auf mehr Nebenwirkungen angegeben. In einigen Fällen konnten keine Häufigkeiten ermittelt werden. Es wurde dann der Quotient der prozentualen Besserung in den jeweiligen Genotyp-Gruppen gemessen mittels psychiatrischer Rating-Skalen als Effektgröße angegeben.

2.3 Kalkulationsmethoden für Dosisempfehlungen

Zur Berechnung genotypspezifischer Dosierungsanpassungen wurden die pharmak­o­kinetischen Größen Clearance, AUC oder Talspiegel unter Steady-State-Bedingungen verwendet. Die wirksame Medikamentenfraktion wurde dabei im Falle aktiver Metaboliten aus der Summe der Konzentrationen von Muttersubstanz und Metabolit oder im Falle von razemischen oder stereoisomerischen Mixturen aus den Konzentration der aktiven Komponenten berechnet.

Die Berechnung sei am Beispiel des CYP2D6 erläutert. Bei Kaukasiern gibt es 7-10% PMs, 40% IMs und 50% EMs und 1-3% UMs. Die übliche, vom Hersteller empfohlene [Seite 19↓] Standarddosis (Dav ) wurde dabei als empirisch gewonnen betrachtet, und ging in die Berechnung als gewichtetes Mittel der für die jeweiligen genetischen Subpopulationen spezifischen Dosierungen ein. Bei der Wichtung wurden die Anteile auf eine Nachkommastelle gerundet (also 10% PMs) und der Anteil der UMs vernachlässigt:

 

Dav = 0,1 · DPM + 0,4 · DIM + 0,5 · DEM

(1)

wobei DPM , DIM und DEM die für die Gruppe der Langsam-, intermediär, und Schnell-Metabolisierer jeweils die optimale Dosis ist.

Die spezifischen Dosierungen für die einzelnen Metabolisierergruppen errechnen sich gemäß der Verhältnisse der pharmakokinetischen Parameter (Cl für Clearance) als:

 

DPM /DEM = ClPM /ClEM

(2)

und

 

DIM /DEM = ClIM /ClEM

(3)

Wenn man die Standarddosis Dav als 100% setzt, erhält man durch Einsetzen der Gleichungen (2) und (3) in (1) den folgenden Term:

 

DEM (%) = 100 / (0,1 · ClPM /ClEM + 0,4 · ClIM /ClEM + 0,5)

(4)

Damit kann die Dosisanpassung für EMs ausgerechnet werden, wenn die Clearance-Werte für PMs, IMs und EMs bekannt sind. Wird der errechnete Wert in (2) und (3) eingesetzt, erhält man die Dosisanpassung für PMs und IMs (DPM und DIM ).

In vielen Fällen waren keine Daten für die intermediären Metabolisierer vorhanden. Dann wurde unter Annahme einer linearen Gen-Dosisbeziehung die Clearance für die intermediären Metabolisierer als ClIM = ½ · (ClPM +ClEM ) errechnet und in (3) eingesetzt.


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Für die Gruppe der UMs wurde ein linearer Gen-Dosis-Effekt (drei aktive Gene) zugrunde gelegt und als Dosierungsempfehlung die Hälfte der Differenz zwischen Dosis EM und Dosis PM zur Dosis EM addiert (DUM = 0.5(DEM -DPM )+DEM ).

Für CYP2C19 liegen die Häufigkeiten der einzelnen Metabolisierergruppen bei Kaukasiern bei 3% PM, 27% IM und 70% EM. Die Gleichung (1) lautet deshalb für CYP2C19:

 

Dav = (0,03 · DPM + 0,27 · DIM + 0,7 · DEM )

(5)


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16.06.2004