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

Download PDF English version

Authors: Pospíšilová K.; Bronský J.
Authors‘ workplace: Oddělení dětské gastroenterologie, Pediatrická klinika 2. LF UK v Praze a FN v Motole, Praha
Published in: Gastroent Hepatol 2021; 75(6): 508-514
Category:
doi: https://doi.org/10.480985/ccgh2021508

Overview

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. — Image 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. — Table 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

Sources

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.