İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimlerin

İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimlerin aktivitelerinin
belirlenmesinde in vivo prob ilaç kullanımı
Kamil Üney, Bünyamin Traş
Selçuk Üniversitesi Veteriner Fakültesi Farmakoloji-Toksikoloji Anabilim Dalı, Konya
Amaç: Bu derlemede, ilaç metabolizmasında rol oynayan enzimlerin aktivitelerinin belirlenmesinde in vivo prob
ilaçların kullanımları hakkında bilgi verilmiştir. Ana bulgular: İlaç metabolizmasında görevli enzimler çeşitli
ksenobiyotiklerin biyotransformasyonunda da önemli rol oynar. Dokularda enzim sentezindeki farklılıklara bağlı
olarak çoğu ilacın farmakokinetik ve farmakodinamiğinde ve toksik maddelere duyarlılıkta bireylerarası ve etnik
farklılıklar gösterilmiştir. Enzim aktivitelerinin belirlenmesinde kullanılan birçok metot vardır. Bunlar, enzim
düzeylerinin ölçülmesi (direkt) ve in vivo prob ilaç kullanımı (indirekt) ile fenotipin belirlenmesi ve genotipik
metotlar olarak ayrılabilir. Genotipik ve direkt metotların bazı sınırlamaları olduğu için enzim aktivitesinin
belirlenmesinde sıklıkla prob ilaçlar kullanılır. İn vivo prob ilaç kullanımı farmakokinetik farklılık, bireysel dozaj
rejimi, ilaç etkileşimleri, ilaç toksisitesi ve ksenobiyotiklere duyarlılık gibi klinik farmakoloji ve toksikoloji yönünden
ve enzimlerin sentezlendiği organların metabolik kapasitelerinin belirlenmesi açısından önemlidir. Sonuç: Prob
ilaçlar, klinik farmakoloji ve toksikoloji alanındaki çalışmalarda kullanılabilme potansiyeline sahiptir.
Anahtar kelimeler: Fenotip, enzim aktivitesi, prob ilaç
Use of in vivo probe drugs in the determination of activities of drug metabolizing enzymes
Objective: In this review, the knowledge was given about the use of in vivo probe drugs in the determination of
drug metabolizing enzyme activities. Main findings: Drug metabolizing enzymes play an important role in the
biotransformation of various xenobiotics. Inter-individuals and ethnics variability have been demonstrated in the
pharmacokinetics and pharmacodynamics of many drugs and in susceptibility to toxic substances because of
variations in the expression of different enzymes in tissues. A wide range of methods for the determination of
enzyme activities is available. These can be divided into those concerned with phenotype determination, either by
measurement of enzyme levels (direct) or use of in vivo probe drugs (indirect) and genotyping methods. Because
of some limitations of genotyping and direct methods, probe drugs are often used in the determination of enzyme
activities. Use of in vivo probe drugs is important for evaluations of several aspects of clinical pharmacology and
toxicology such as pharmacokinetic variability, individual dosage regimen, drug interactions, drug toxicity and the
susceptibility to xenobiotics and for the determination of metabolic capacities of organs expressing enzymes.
Conclusion: Probe drugs have the potential use in clinical pharmacology and toxicology studies.
Key words: Phenotype, enzyme activity, probe drug
Genel Tıp Derg 2006;16(4):203-211
İlaç cevabında gözlenen bireysel farklılıkların en
önemli nedenlerinden biri polimorfizmlerdir.
Polimorfizmler,
ilaçların
emilim,
dağılım,
metabolizma, klerens, atılım ve hedef yapılarda rol
oynayan proteinlerin (reseptör, taşıyıcı proteinler
Yazışma Adresi: Kamil Üney, Selçuk Üniversitesi Veteriner
Fakültesi Farmakoloji-Toksikoloji Anabilim Dalı, Konya.
gibi) yapı ve sentezinde değişikliklere neden olarak
ilaç cevabında farklılıklara yol açar (1). Farmakolojik
cevapta farklılığa neden olan polimorfizmlerin ortaya
konması ile etkili tedavi ve dozaj rejimi, bireylerin
hastalıklara ve ilaçlara tahmini cevapları, bazı
hastalıkların teşhisi, etkili ve güvenilir ilaçların
geliştirilmesi ve klinik deneme ve çalışmaların uygun
bireyler üzerinde yürütülmesi gibi birçok fayda
sağlanabilir (2).
e-posta: [email protected]
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
203
Farmakogenetik polimorfizmlerin belirlenmesinde
genel olarak kullanılan fenotipik ve genotipik
olmak üzere iki metot vardır. Fenotipik metotlar
enzim düzeylerinin veya biyolojik sıvılarda prob
ilaç/metabolit düzeylerinin, genotipik metotlar ise
DNA
baz
dizilimlerindeki
bozuklukların
belirlenmesini temel alır. Fenotipik analizlerle
özellikle ilaç metabolizmasında rol oynayan
enzimlerin aktiviteleri, genotipik analizlerle ise
farmakogenetik ile ilgili proteinlerde (enzim,
taşıyıcı protein, reseptör vb.) oluşmuş çoğu
polimorfizm belirlenebilir (3).
2. Genotipik analizlerle tespit edilen polimorfizmlerin
fonksiyonel önemi,
Her iki metodun da tercih edilen kullanım alanları
ve kullanımlarını sınırlayan durumlar açısından
farklılıkları vardır (3-4). Ancak, genotip fenotipin
tahmin edilmesinde ön aşamadır. Bu nedenle,
gerçek enzim aktivitesinin ölçülmesinde en uygun
metot fenotiptir. Fenotipin belirlenmesi genetik,
çevresel ve endojen faktörlerin enzim aktivitesi
üzerine etkilerini kombine yansıttığı için pratikte
uygulanabilir bilgi sağlar (5).
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimlerin
fenotipik testlerinin uygulanmasında karşılaşılabilecek
problemler genel olarak şunlardır:
1. Bazı fenotipik ölçümlerin ve çoğu prob ilacın
geçerliliğinin olmaması,
Fenotipik metotlar
4.Yarışmalı
ve
karmaşık
yollarının oluşması/olması,
Bu metotlar direkt ve indirekt olarak ikiye ayrılır.
Fenotipin belirlenmesinde en uygun metot, eritrosit
ve lökosit gibi hücre ya da dokularda enzim
aktivitesi veya protein düzeylerinin direkt
ölçülmesidir (Tablo 1). Ancak, farmakogenetik ile
ilgili çoğu enzim bu hücrelerde yüksek düzeyde
bulunmaz veya hiç sentezlenmez (3,6). Direkt
enzim aktivitesinin ölçümü özellikle faz II
reaksiyonlarda görev alan enzimlerde ve bazı
sitokrom P450 (CYP) enzim izoformlarında
(CYP1A1, CYP2E1 gibi) tercih edilen bir metottur
(3,7–12).
Günümüzde,
direkt
enzim
ölçümlerinin
kullanımındaki sınırlamalardan dolayı (3,6) prob
ilaç uygulamaları ile yapılan indirekt analizler
(Tablo 1) özellikle ilaç metabolizmasından sorumlu
enzimlerin fenotiplerinin belirlenmesinde yaygın
şekilde kullanılan metottur.
Fenotipik ölçümlerin uygulamaları ve
klinik problemler
Fenotipik metotlarla:
1. Enzim aktivitelerinde tür, ırk ve bireysel
farklılıklar,
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
204
3. Enzimin substratlarının tahmini kan kararlı durum
konsantrasyonları,
4. İlk ve tekrarlayan ilaç uygulamalarında kullanılacak
ilaç miktarı ve doz aralığı,
5. Kansere ve toksik bileşiklere bireylerin duyarlılığı,
6. İlaç etkileşimlerinin tahmini ve
7. Enzim sentezinin yapıldığı dokuların fonksiyonu
belirlenebilir (4, 27,28).
2. Fenotipin bilinmeyen klinik yönleri,
3. Metabolik olmayan faktörlerin etkisi,
biyotransformasyon
5. Enzime spesifik prob ilacın bulunmaması/olmaması,
6. Nokta örnek almayı gerektirmesi,
7. Uygulama zorlukları ve
8.Güvenilir analitik metotların geliştirilmesinin gerekli
olmasıdır (28,29).
Prob ilaç uygulamaları
CYP ve diğer enzimlerin aktivitelerinin ölçümünde
kullanılan prob ilaçlar, ilaç ve çevresel bileşiklerin in
vivo metabolizmasında genetiğe, çevreye, ırka ve
bireye bağlı farklılıkları belirlemek için yaygın şekilde
kullanılmaktadır (30). Prob ilaçlarla enzim aktivitesi,
ilaç uygulama sonrasında ilaç konsantrasyonlarının ve
bazı endojen maddelerin
(6-hidroksikortizol gibi)
düzeylerinin biyolojik sıvılarda ölçülmesi ile belirlenir
(28).
Prob ilaçlarla fenotipin belirlenmesinde, tek prob ve
karma (kokteyl) uygulamalar olmak üzere iki metot
vardır. Karma uygulamalar, iki veya daha fazla prob
ilacın eşzamanlı uygulamasını temel alır (Tablo 2) ve
son yıllarda olumlu yönleri nedeni ile yaygın şekilde
kullanılmaktadır (31).
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
Tablo 1. Farmakogenetik polimorfizmlerin belirlenmesinde bazı fenotipik metotlar
Enzim
Metot
Örnek
CYP1A2
Kafein
Kan, salya, idrar
Kaynaklar
13
CYP2A6
Kumarin
İdrar
14
CYP2C9
Tolbutamid
İdrar
15
CYP2C19
Mefenitoin
idrar
16
CYP2C19
Omeprazol
Kan
17
CYP2D6
Debrizokin
İdrar
16
CYP2D6
Dekstrometorfan
İdrar
18
CYP2E1
Klorzoksazon
Kan
19
CYP2E1
Enzim düzeyi
Lenfosit
11
CYP3A4
6-hidroksikortizol
İdrar
20
21
CYP3A4
Eritromisin solunum testi
Solunum havası
CYP3A4
Kinin
Kan, idrar
22
FMO3
Trietilamin düzeyi
İdrar
23
GSTM1
Enzim düzeyi
Lökosit
10
GSTT1
Enzim düzeyi
Eritrosit
9
NAT2
Kafein
İdrar
24
Paraoksonaz
Enzim düzeyi
Plazma
25
Sülfotransferaz
Enzim düzeyi
Trombosit
8
TPMT
Enzim düzeyi
Eritrosit
12
Ksantin oksidaz
Kafein
İdrar
26
FMO3; Flavin monooksijenaz-3, GSTM1; glutasyon-S-transferaz M1, GSTT1; glutasyon-S-transferaz T1, NAT2;
N-asetiltransferaz 2, TPMT; tiopurin-S-metiltransferaz
Tablo 2. İn vivo enzim aktivitelerinin belirlenmesinde kullanılan bazı kokteyl uygulamaları
Prob ilaç (Enzim)
Parametre
Cihaz
Kaynaklar
Kafein (CYP1A2)
Plazma paraksantin/kafein oranı
HPLC
33
Mefenitoin (CYP2C19)
İdrar 4-hidroksimefenitoin miktarı
HPLC
Debrizokin (CYP2D6)
İdrar 4-hidroksidebrizokin (HDB)/HDB+DB (debrizokin)
HPLC
Klorzoksazon (CYP2E1)
Plazma 6-hidroksiklorzoksazon/klorzoksazon oranı
HPLC
Dapson (CYP3A)
Dapson hidroksilamin (HDA)/HDA+DA (Dapson)
HPLC
Kafein (CYP1A2)
Plazma paraksantin/kafein oranı
HPLC
Mefenitoin (CYP2C19)
İdrar S-mefenitoin/R-mefenitoin oranı
HPLC
Metoprolol (CYP2D6)
İdrar metoprolol/α-hidroksimetoprolol oranı
HPLC
Klorzoksazon (CYP2E1)
Plazma 6-hidroksiklorzoksazon/klorzoksazon oranı
HPLC
Midazolam (CYP3A4
Plazma 1-hidroksimidazolam/midazolam oranı
HPLC
Kafein (CYP1A2)
Plazma paraksantin/kafein oranı
HPLC
Omeprazol (CYP2C19)
Plazma omeprazol/4-hidroksiomeprazol oranı
HPLC
Debrizokin (CYP2D6)
İdrar DB/ HDB
HPLC
Losartan (CYP2C9)
İdrar losartan/E–3174 (losartan metaboliti) oranı
HPLC
Kinin (CYP3A4)
Plazma kinin/3-hidroksikinin oranı
HPLC
Kafein (CYP1A2)
Kafein plazma EAA
HPLC
Alprazolam (CYP3A4)
Alprazolam plazma EAA
HPLC
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
34
35
36
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
205
Karma uygulamalar, özellikle ilaç araştırmalarında
ve
in
vivo
ilaç
etkileşimlerinin
değerlendirilmesinde önemlidir. Bu yaklaşımın en
önemli avantajı, zamana bağlı oluşan bireysel ve
bireyler arası farklılığın olumsuz etkisini
azaltmasıdır (32). Tablo 3’de in vivo prob ilaç
uygulamalarının olumlu ve olumsuz yönleri
belirtilmiştir.
Her iki metot da biyolojik sıvılarda farmakokinetik
parametrelerin belirlenmesini temel alır. Prob
ilaçların geçerliliği, enzim aktivitesini belirlemede
kullanılan parametrik sisteme bağlıdır. İdeal
parametrik ölçü, ilgili metabolik yolla metabolize
edilen prob bileşiğin intrinsik klerensidir. Ancak,
bu parametrenin hesaplanması çok fazla veri
toplamayı gerektirdiğinden ve pratik olmadığından,
büyük populasyonlarda enzim aktivitesinin
ölçülmesinde basit farmakokinetik parametrelerin
kullanımı pratik açıdan daha uygundur. Bundan
dolayı, indirekt parametreler tercih edildiğinde
geçerliliğinin ve enzim aktivitesine duyarlılığının
olması gereklidir (30).
Enzim aktivitesinin belirlenmesinde genellikle
eğrinin altındaki alan (EAA) ve metabolik oran
parametreleri kullanılır. Klinik açıdan EAA,
genellikle metabolik orandan daha önemlidir.
Ancak, enzimin metabolizmaya büyük oranda
katkısının olmadığı ve/veya polimorfik yolun tek
olmadığı ve fenotipler arasındaki ayrımın önemli
oranda
yapılamadığı
durumlarda,
EAA
polimorfizmin zayıf bir göstergesidir (37).
Biyolojik
sıvılarda
prob
ilaç
ve
metabolit/metabolitlerinin belirli zaman diliminde
veya nokta zamanda ölçülmesini temel alan
metabolik oran, çok sayıda örnek toplamayı
gerektirmemesi nedeni ile tam farmakokinetik
profilin çıkarılması yerine tercih edilir (28).
İdeal bir prob ilacın geçerlilik kriterleri
ve özellikleri
Enzim aktivitesinin belirlenmesinde kullanılan
parametrelerin (EAA, sistemik klerens, metabolik
klerens, yarılanma ömrü gibi) geçerlilik ölçütleri
aşağıda belirtilmiştir:
1. Karaciğer biyopsi örneklerinde belirlenen enzim
aktivitesi ile ilişkili olmalı,
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
206
2. Biyopsi örneklerinde belirlenen enzim miktarı ile
ilişkili olmalı,
3. Prob ilacın hedef enzime bağlı oluşan fraksiyonel
klerensi ile ilişkili olmalı,
4. Diğer enzim substratlarının varlığında enzim
aktivitesinde azalma olmalı,
5.Enzim inhibitörlerinin varlığında enzim aktivitesinde
belirgin azalma olmalı,
6.Enzim
indükleyicilerinin
varlığında
aktivitesinde belirgin artma olmalı,
enzim
7. Ciddi karaciğer bozukluğu bulunan bireylerde enzim
aktivitesinde belirgin azalma olmalı,
8. Sonuçlar, genetik polimorfizmleri de yansıtmalı,
9. İlk ve sonraki testler arasında farklılık çok düşük
olmalı,
10. Kullanılan testin in vitro duyarlılığı ispatlanmalı,
11. Enzim ölçümlerinde geçerli olan diğer fenotipik
prosedürlerle ilişkili olmalıdır (28, 38).
İdeal bir prob ilaçta bulunması gereken özellikler:
1. Eliminasyonu tam olarak metabolizmaya bağımlı
olmalı,
2. Linear farmakokinetik özellik taşımalı,
3. Metabolizması, karaciğer kan akımından ve plazma
proteinlerine bağlanma oranından çok az düzeyde
etkilenmeli,
4. Metabolizma yolu ve enzimler bilinmeli,
5. Tek prob ilaç uygulaması ile farklı enzimlerin
aktiviteleri
ve
polimorfik
yollar,
spesifik
metabolit/metabolitlerin tespiti ile eşzamanlı olarak
belirlenebilmeli,
6. Prob ilacın atılımı, idrar akımı ve böbrek klerensi
gibi atılım üzerinde etkili faktörlerden etkilenmemeli
veya çok az etkilenmeli,
7. Oral yolla uygulanacaksa tam ve hızlı olarak
emilmeli,
8. Hem sağlıklı hem de karaciğer hastalıklı bireylerde
toksik etkili olmamalı,
9. Diğer enzim sistemlerinden etkilenmemeli,
10. Uygulama dozunda önemli farmakolojik etkileri
bulunmamalı,
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
Tablo 3. İn vivo prob ilaç uygulamalarının olumlu ve olumsuz yönleri (31-32)
Metot
Olumlu Yönleri
Olumsuz Yönleri
Kokteyl uygulamalar
Tek uygulama ile farklı CYP enzim
Prob ilaçların yan etkilerinin olması, analiz
aktiviteleri hakkında eşzamanlı bilgi
için gerekli örnek miktarının fazla olması
edinilmesi ve zamana bağlı oluşan bireysel
ve analiz prosedürünün uzun sürmesidir.
ve/veya bireyler arası farklılığın az
olmasıdır.
Tek prob ilaç uygulaması Tek CYP enzim izoformu hakkında bilgi
Prob ilacın yan etkilerinin olması ve CYP
vermesi, analiz için gerekli örnek
enzimleri aktivitesi hakkında sınırlı bilgi
miktarının az ve analizin hızlı olmasıdır.
vermesidir.
11. Prob ilaç ve/veya metabolitleri biyolojik
sıvılarda ölçülebilmeli,
12. Kimyasal ve çevresel faktörler ile etkileşimi
olmamalı veya çok az düzeyde olmalı,
13. Kullanılan yöntemlerin bireylere etkisi çok
düşük ve kolayca uygulanabilir olmalı,
14. Ölçülmesinde kullanılan analiz yöntemi ve
ekipman, basit ve yaygın şekilde kullanılabilir
olmalı,
15. İlaç iyi tolere edilebilmeli,
16. Mümkünse ilaç radyoaktif madde özelliğinde
olmamalıdır (28,38).
Tek prob ilaç uygulamaları
Enzim aktivitelerinin belirlenmesinde çok sayıda
ilaç, prob olarak önerilmiştir. Ancak, aynı enzim
aktivitesinin belirlenmesinde kullanılan ilaçların
birbirlerine üstünlükleri bulunmaktadır (Tablo 4)
(5). Tek ilaç uygulamasıyla enzim aktivitesi, bir
enzime duyarlı parametrelerin ölçümü ile spesifik,
birden fazla enzime duyarlı parametrelerin ölçümü
ile spesifik olmayan şekilde belirlenir (Tablo 5).
Özellikle
CYP
enzimleri
karaciğerde
bulunduğundan ve enzim aktivitesi, karaciğer
hastalıklarına bağlı olarak önemli ölçüde
değiştiğinden, prob ilaç uygulamaları ile bu organın
fonksiyonu da belirlenebilir (38). Organ
fonksiyonunun belirlenmesinde kullanılan ilaç
uygulamaları son yıllarda diğer organ fonksiyon
testlerine alternatif olarak tercih edilmektedir.
Ancak, bireyler arasında enzim aktivitesi, genetik
faktörlere (polimorfizmler) bağlı olarak önemli
oranda farklılık gösterdiğinden, organ fonksiyonu
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
belirlenmeden önce bireylerin enzim aktivitesinin
genetik yönü ortaya konmalıdır (39).
Sonuç
Günümüzde, ilaç cevabında genotip ve fenotip
arasındaki ilişki bazı genlerde (özellikle ilaç
metabolizmasıyla ilgili enzimlerde) tam olarak
belirlenmiş olmasına rağmen, yeni polimorfizmlerin ve
fonksiyonel önemlerinin belirlenmesi ve ırk-bireysel
farklılıkların ortaya konması için daha fazla
araştırmalara gerek vardır.
Fenotipik metotlar, ilaçların ve ksenobiyotiklerin
klinik ve toksikolojik etkileri üzerinde önemi olan
enzimlerin aktivitelerinin ölçülmesinde kullanılan en
uygun analiz metotlarıdır. Ancak, günümüzde enzim
aktivitelerinin belirlenmesinde farklı fenotipik testler
ve prob ilaçlar olmasına rağmen bu amaçla rasyonel
olarak kullanılabilecek az sayıda prob ilaç ve fenotipik
test vardır. Kullanılan testler, pratik kullanım için
uygulaması zor, kompleks ve pahalıdır. Mevcut prob
ilaçların güvenilirlikleri ve duyarlılıkları da azdır. Bu
nedenle, enzime spesifik prob ilaçların belirlenmesi ve
daha iyi fenotipik metotların geliştirilmesine ihtiyaç
vardır.
Tek deneysel dizaynla birden fazla enzim aktivitesinin
ölçülmesinde kullanılan kokteyl uygulamaları son
yıllarda karaciğer fonksiyonunun belirlenmesinde ve
diğer amaçlar için de artarak kullanılmaktadır. Ancak,
bazı olumsuzluklarının (ilaç etkileşimi, çok fazla örnek
toplamayı gerektirmesi, birey içi farklılıklar, analizin
uzun sürmesi, yaş ve cinsiyet farklılıkları gibi) en aza
indirgenmesi için daha fazla çalışmaya ihtiyaç
duyulmaktadır.
Tek prob ilaç ve kokteyl uygulamaları, özelikle faz I
reaksiyonlarda yer alan CYP enzimler için geliştirilmiş
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
207
Tablo 4. Farklı fenotipik prob ilaçların olumlu ve olumsuz yönleri (5)
ENZİM
PROB İLAÇ
REAKSİYON(LAR)
OLUMLU YÖNLERİ
OLUMSUZ YÖNLERİ
CYP1A2
Kafein
Kafein 3-demetilasyon
Plazma, salya ve idrar
Farklı enzimleri (CYP1A1, 1A2, 2A6,
Paraksantin 7-
kullanılarak güvenilir metotlar
2E1, 3A, NAT2, KO) içeren karmaşık
demetilasyon
tanımlanmıştır. Test dozlarında
metabolizması vardır. Tri ve
güvenilirdir. Farklı örnek
dimetilksantinlerin Clb (böbrek
numunelerinden kolaylıkla
klerensi)’leri idrar akımına bağımlıdır.
belirlenebilir. Ksantin oksidaz
Paraksantin CYP1A2 enziminin hem
(KO) ve N-asetiltransferaz enzim
ürünü hem de substratıdır.
fenotiplerinin belirlenmesinde de
kullanılabilir.
Teofilin
Teofilin 1-demetilasyon
Metabolizması kafeinden daha az
Plazma ve idrar kafein oranları ile
karmaşıktır. Aynı zamanda
arasında zayıf ilişki vardır. Kafein kadar
CYP1A1 aktivitesinin
güvenilir değildir. 1-demetilasyonun
ölçülmesinde spesifik bir prob ilaç sadece yaklaşık % 23’ü CYP1A2 enzimi
olabilir.
CYP2C9
Tolbutamid
Fenitoin
ile gerçekleştirilir.
Tolbutamid
CYP2C9 aktivitesinin
Hipoglisemi riski vardır. CYP2C19
hidroksilasyon
belirlenmesinde prob ilaç olarak
enzimi de metabolizmada rol oynar. İdrar
kullanımı, in vitro verilerle
oranının in vivo geçerliliği ile ilgili sınırlı
desteklenmiştir.
bilgi vardır.
Fenitoin 4 -
Hem plazma hem de idrarda
Dar terapötik indekse sahiptir. Fenitoinin
hidroksilasyon
fenotipik oranlar tanımlanmıştır.
Clb’i idrar akımına bağımlıdır. Önerilen
’
oranların in vivo kullanımı ile ilgili bilgi
sınırlıdır.
Varfarin
Losartan
(S)-varfarin 6- ve 7-
(S)-varfarin metabolizması önemli Kanama riski vardır. Varfarinin fenotipik
hidroksilasyon
oranda CYP2C9 enzimi ile
metotları ile ilgili çok az in vivo çalışma
gerçekleştirilir.
vardır.
Diğer CYP2C9 enzim problarına
İn vivo çalışmalarda E3174 oluşumunda
göre daha güvenilirdir.
CYP3A enziminin önemli oranda rolü
Losartan oksidasyon
vardır. İn vivo prob ilaç kullanımının
geçerliliği yoktur.
CYP2C19
Mefenitoin
(S)-mefenitoin
’
4 hidroksilasyon
İn vivo çalışmalarla, CYP2C19
İstenmeyen etkilerinin oluşma riski
enzimi yönünden yavaş
vardır. (S)-mefenitoin veya 4-OH-
metabolizörlerin belirlenmesinde
mefenitoin konsantrasyonlarının idrarda
kullanılabilirliği gösterilmiştir.
belirlenememe riskinin bulunması. S/R
oranının önemli oranda muhafaza
şartlarına bağlı olarak artması.
Omeprazol
Omeprazol 5-
Konsantrasyonlarının belirlenmesi Bazı örneklerde omeprazol
hidroksilasyon
ile ilgili problemleri azdır. Enzim
konsantrasyonlarının belirlenememesidir.
aktivitesi yüksek olan bireylerin
Kullanımı ile ilgili çok az in vivo çalışma
belirlenmesinde kullanılabilir.
bulunmaktadır.
İstenmeyen etkileri çok azdır.
Proguanil
Proguanil hidroksilasyon İdrar oranının kullanımı ile ilgili
yeterince in vivo çalışma vardır.
İdrar oranı ile hızlı ve yavaş metabolizörler
tam olarak ayırt edilemez. Mefenitoin
oranları ile ilişkisi karmaşıktır.
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
208
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
CYP2D6
Dekstrometorfan
Dekstrometorfan O-
Geniş kullanımı vardır. Prob ilaç
demetilasyon
olarak kullanımı ile ilgili çok
idrar oranlarının kullanımında problemler
sayıda in vitro ve in vivo veri
vardır.
Böbrek fonksiyonu bozulmuş bireylerde
vardır. Plazma, salya ve idrar
örneklerinin kullanımı ile ilgili
metotlar tanımlanmıştır.
Debrizokin
Debrizokin 4-
CYP2D6 ultra hızlı
hidroksilasyon
metabolizörlerin belirlenmesinde
Hipotansiyon riski vardır.
en iyi prob ilaçtır.
Spartein
Spartein N1-oksidasyon
Böbrek fonksiyonu bozulmuş
bireylerde dekstrometorfan yerine
kullanılabilir.
Metoprolol
(R)-metoprolol O-
Kolaylıkla bulunabilir ve
Diğer CYP2D6 probları ile ilişkisi önemli
demetilasyon;
kullanılabilir.
oranda farklıdır.
metoprolol αhidroksilasyon
CYP2E1
Klorzoksazon
Klorzoksazon 6’-
CYP2E1 enzimi için tanımlanmış
Metabolizmasında CYP1A1, 1A2 ve 3A rol
hidroksilasyon
en iyi prob ilaçtır.
oynar. Plazma ve idrar oranlarının kullanımı
ile ilgili bilgi sınırlıdır.
CYP3A4
Midazolam
Midazolam 1- ve 4-
İn vitro ve in vivo çalışmalarla
Sedatif etkisi vardır. FDA III programında
hidroksilasyon
kullanımı önemli ölçüde
kontrollü ilaç statüsünde yer alır. Klerensi
belirlenmiştir. P-glikoprotein
CYP3A aktivitesi yüksek bireylerde
substratı değildir.
karaciğer kan akımı ile ilişkilidir. Klerensin
belirlenmesinde çok fazla kan örneği
gereklidir.
14
C-Eritromisin
Eritromisin N-
Prob ilaç olarak kullanımı in vivo
İV uygulamayı gerektirir. Test sonuçları
demetilasyon
çalışmalarla desteklenmiştir. Tek
dağılım hacmi ve plazma proteinlerine
solunum örneği gereklidir. Hemen bağlanma oranına bağlı olarak değişir.
sonuç alınır.
CYP3A aktivitesinin yüksek olduğu
durumlarda duyarlılığı çok düşüktür. Pglikoprotein substratıdır.
CYP3A
Kortizol
Kortizol 6-β-
Endojen bir substrattır.
hidroksilasyon
Sadece enzim indüksiyonunun belirlenmesinde
kullanımı önerilmiştir. Karaciğerden farklı
dokularda da metabolize edilir.
Dapson
Dapson N-hidroksilasyon Oral yolla uygulanabilir. NAT2
Diğer prob ilaçlarla ilişkisi zayıftır.
aktivitesinin belirlenmesinde de
Metabolizmasında CYP2E1 enzimi de rol
kullanılabilir.
oynar. Karaciğerden farklı dokularda da
metabolize edilir.
Dekstrometorfan
Dekstrometorfan ve
Oral yolla uygulanabilir. Geniş
Diğer prob ilaçlar ile ilişkisi zayıftır.
dekstrorfan N-
kullanımı vardır. CYP2D6 enzim
Metabolizmasında CYP2E1 enziminin de rolü
demetilasyon
aktivitesinin belirlenmesinde de
vardır.
kullanılır.
Lidokain
Lidokain N-deetilasyon
Klerensi önemli oranda karaciğer kan akımına
Alfentanil
Piperidin N-dealkilasyon Klerensi kısmen karaciğer kan
Çok az in vivo çalışma vardır. İV yolla
bağlıdır. İn vivo kullanımı sınırlıdır.
akımından bağımsızdır.
uygulanır. FDA-II programında kontrollü ilaç
statüsündedir.
Nifedipin
Nifedipin
Oral yolla kullanılabilir.
İn vivo kullanımı sınırlıdır.
dehidrojenasyon
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
209
Tablo 5. Spesifik ve spesifik olmayan fonksiyon testleriyle in vivo enzim aktivitelerinin belirlenmesinde
kullanılan prob ilaçlar (38)
Prob ilaç
Uygulama yolu
Örnek
Enzim(ler)
Spesifik olmayan fonksiyon testleri
Aminopirin
Oral
Solunum havası
CYP1A2, CYP2C9, CYP3A4 (tam belli değil)
Antipirin
Oral veya i.v.
Kan veya idrar
CYP1A2, CYP2B6, CYP2C, CYP3A4
Trimetadion
Oral
Kan
CYP2C9, CYP2E1, CYP3A4
Spesifik fonksiyon testleri
Kafein
Oral
Kan
CYP1A2
Klorzoksazon
Oral
Kan
CYP2E1
Eritromisin
İ.V.
Solunum havası
CYP3A4
Lidokain
İ.V.
Kan
CYP3A4
Midazolam
İ.V.
Kan
CYP3A4
olmasına rağmen faz II reaksiyonlarda yer alan
enzimlerin ve taşıyıcı proteinlerin (p-glikoprotein
gibi)
aktivitelerinin
belirlenmesinde
de
kullanılabilir.
Kaynaklar
1.
Steimer W, Potter JM. Pharmacogenetic screening and
therapeutic drugs. Clinica Chimica Acta 2002;315:137-55.
2.
Morley K. Pharmacogenetics and pharmacogenomics.
Office of public policy and ethics institute for molecular
bioscience; September 2002;6, Australia.
3.
Daly AK. Development of analytical technology in
pharmacogenetic research. Naunyn Schmiedebergs Arch
Pharmacol 2004;369:133-40.
4.
Kivisto KT, Kroemer HK. Use of probe drugs as predictors
of drug metabolism in humans. J Clin Pharmacol
1997;37:40S-8S.
5.
Streetman DS, Bertino JS, Nafziger AN. Phenotyping of
drug-metabolizing enzymes in adults: a review of in-vivo
cytochrome P450 phenotyping probes. Pharmacogenetics
2000;10:187-216.
6.
Schmitz G, Aslanidis C, Lackner KJ. Pharmacogenomics:
implications for laboratory medicine. Clinica Chimica Acta
2001;308:43-53.
7.
8.
9.
Campbell NRC, Dunnette JH, Mwaluko G, van Loon J,
Weinshilboum RM. Platelet phenol sulfotransferase and
erythrocyte
catechol-O-methyltransferase
activities:
correlation with methyldopa metabolism. Clin Pharmacol
Ther 1984;35:55-63.
Price RA, Spielman RS, Lucena AL, van Loon JA, Maidak
BL, Weinshilboum RM. Genetic polymorphism for human
platelet thermostable phenol sulfotransferase (TS PST)
activity. Genetics 1989;122:905-14.
Hallier E, Langhof T, Dannappel D, Leutbecher M,
Schroder K, Goergens HW et al. Polymorphism of
glutathione conjugation of methyl bromide, ethylene oxide
and dichloromethane in human blood: Influence on the
induction of sister chromatid exchanges (SCE) in
lymphocytes. Arch Toxicol 1993;67:173-8.
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
210
10. Seidegard J, Pero RW. The hereditary transmission of high
glutathione transferase-activity towards trans-stilbene oxide in
human mononuclear leukocytes. Hum Genet 1985;69:66-8.
11. Raucy JL, Schultz ED, Wester MR, Arora S, Johnston DE,
Omdahl JL et al. Human lymhocyte cytochrome P450 2E1: A
putative marker for alcohol-mediated changes in hepatic
chlorzoxazone activity. Drug Metab Dispos 1985;25:1429-35.
12. Ford LT, Berg JD. Determination of thiopurine Smethyltransferase activity in erythrocytes using 6-thioguanine as
substrate and a non-extraction liguid chromatographic
technique. J Chromatogr B 2003;798:111-5.
13. Carrillo, JA, Christensen M, Ramos SI, Alm C, Dahl M, Benitez
J et al. Evaluation of caffeine as an in vivo probe for CYP1A2
using measurements in plasma, saliva, and urine. Ther Drug
Monit 2000;22:409-17.
14. Cholerton S, Idle ME, Vas A. Comparison of a novel thin-layer
chromatographic-fluorescence detection method with a
spectrofluorometric method for the determination of 7hydroxycoumarin in human urine. J Chromatogr 1992;575:32530.
15. Veronese ME, Miners JO, Randles D, Gregov D, Birkett DJ.
Validation of the tolbutamide metabolic ratio for population
screening with use of sulfaphenazole to produce model
phenotypic poor metabolizers. Clin Pharmacol Ther
1990;47:403-11.
16. Wedlund PJ, Aslanian WS, McAllister CB, Wilkinson GR,
Branch RA. Mephenytoin hydroxylation deficiency in
Caucasians: freguency of a new oxidative drug metabolism
polymorphism. Clin Pharmacol Ther 1984;36:773-80.
17. Kanazawa H, Okada A, Higaki M, Yokota H, Mashige F,
Nakahara K. Stereospecific analysis of omeprazole in human
plasma as a probe for CYP2C19 phenotype. J Pharm Biomed
Anal 2003;30:1817-24.
18. Jacqz-Aigrain E, Menard Y, Popon M, Mathieu H.
Dextromethorphan phenotypes determined by high-performance
liquid chromatography and fluorescence detection. J
Chromatogr 1989;27:361-3.
19. Marchand LL, Wilkinson GR, Wilkens LR. Genetic and dietary
predictors of CYP2E1 activity: A phenotyping study in Hawaii
Japanese using chlorzoxazone. Cancer Epidemiol Biomarkers
Prev 1999;8:495-500.
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
20. Totsuka S, Watanabe T, Koyanagi F, Tanaka K, Yasuda M,
Manabe S. Increase in urinary excretion of 6βhydroxycortisol in common marmosets as a marker of
hepatic CYP3A induction. Arch Toxicol 1999;73:203-7.
21. Watkins PB, Hamilton TA, Annesley TM, Ellis NC, Kolars
JC, Voorhees JJ. The erythromycin breath test as a predictor
of cyclosporine blood levels. Clin Pharmacol Ther
1990;48:120-9.
22. Rajaa AM, Ericsson Ö, Tybring G, Gustafsson LL,
Bertilsson L. Quinine 3-hydroxylation as a biomarker
reaction for the activity of CYP3A4 in man. Eur J Clin
Pharmacol 2003;59:23-8.
23. Alwaiz M, Ayesh R, Mitchell SC, Idle JR, Smith RL.
Trimethylaminuria-the detection of carriers using a
trimethylamine load test. J Inherit Metab Dis 1989;12:80-5.
24. Grant DM, Tang BK, Kalow W. Polymorphic N-acetylation
of a caffeine metabolite. Clin Pharmacol Ther 1983;33:3559.
25. Akgür SA, Öztürk P, Solak I, Moral AR, Ege B. Human
serum
paraoxonase
(PON1)
activity
in
acute
organophosphorous insecticide poisoning. Forensic Sci Int
2003;133:136-40.
26. Chainuvati S, Nafziger AN, Steven LJ, Gaedigk A, Kearns
GL, Sellers E, et al. Combined phenotypic assessment of
cytochrome P450 1A2, 2C9, 2C19, 2D6, and 3A, Nacetyltransferase-2, and xanthine oxidase activities with the
“Cooperstown 5+1 cocktail”. Clin Pharmacol Ther 2003;74:
437-47.
27. Johnson JA, Herring VL, Wolfe MS, Relling MV. CYP1A2
and CYP2D6 4-hydroxylate propranolol and both reactions
exhibit racial differences. JPET 2000;294:1099-105.
28. Zaigler M, Tantcheva-Poor I, Fuhr U. Problems and
perspectives of phenotyping for drug-metabolizing enzymes
in man. Int J Clin Pharmacol Ther 2000;37:1-9.
29. Fuhr U, Rost KL, Engelhardt R, Sachs M, Liermann D,
Belloc C et al. Evaluation of caffeine as a test drug for
CYP1A2, NAT2 and CYP2E1 phenotyping in man by in
Genel Tıp Derg 2006;16(4)
vivo versus in vitro correlations. Pharmacogenetics 1996;6:15976.
30. Rostami-Hodjegan A, Nurminen S, Jackson PR, Tucker GT.
Caffeine urinary metabolite ratios as markers of enzyme
activity: A theoretical assessment. Pharmacogenetics
1996;6:121-49.
31. Tanaka E, Kurata N, Yasuhara H. How useful is the ‘cocktail
approach’ for evaluating human hepatic drug metabolizing
capacity using cytochrome P450 phenotyping probes in vivo? J
Clin Pharm Ther 2003;28:157-65.
32. Zhou H, Tong Z, James FM. “Cocktail” approaches and
strategies in drug development: valuable tool or flawed science?
J Clin Pharmacol 2004;44:120-34.
33. Frye RF, Matzke GR, Adedoyin A, Proter JA, Branch RA.
Validation of the five-drug “Pittsburgh cocktail” approach for
assessment of selective regulation of drug-metabolizing
enzymes. Clin Pharmacol Ther 1997; 62:365-76.
34. Zhu B, Ou-Yang D, Chen X, Huang S, Tan Z, He N, et al.
Assessment of cytochrome P450 activity by a five-drug cocktail
approach. Clin Pharmacol Ther 2001;70:455-61.
35. Christensen M, Andersson K, Dalen P, Mirghani RA, Muirhead
GJ, Nordmark A et al. The Karolinska cocktail for phenotyping
of five human cytochrome P450 enzymes. Clin Pharmacol Ther
2003;73:517-28.
36. Schmider J, Brockmoller J, Arold G, Bauer S, Roots I.
Simultaneous assessment of CYP3A4 and CYP1A2 activity in
vivo with alprazolam and caffeine. Pharmacogenetics
1999;9:725-34.
37. Jackson PR, Tucker GT. Pharmacokinetic-pharmacogenetic
modelling in the detection of polymorphisms in xenobiotic
metabolism. Ann Occup Hyg 1990;34:653-62.
38. Tanaka E, Breimer DD. In vivo function tests of hepatic drugoxidizing capacity in patients with liver disease. J Clin Pharm
Ther 1997;22:237-49.
39. Tanaka E. Clinical importance of non-genetic and genetic
cytochrome P450 function tests in liver disease. J Clin Pharm
Ther 1998;23:161-70.
İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimler-Üney ve Traş
211