Akut asztma válaszkészség és B2-adrenerg receptorok polimorfizmusai

A legfrissebb rendelkezésre álló statisztikák azt mutatják, hogy az Egyesült Államokban körülbelül 22,2 millió ember szenved asztmában. Ezek körülbelül 55%-a átélt legalább egy támadást a felmérést megelőző évben, ami 1,9 millió sürgősségi osztályon történő látogatást és 497 000 kórházi kezelést eredményezett. Az akut asztma természetes anamnézisében feloldható, és az emberek 70-80%-a gyorsan megszünteti légúti elzáródását 7,5-10,0 mg porlasztott albuterollal végzett kezelést követően. A visszatérő súlyos epizódokban szenvedő betegek egy része azonban rosszul reagál erre a kezelésre, és kórházi felvételt igényel a megoldás érdekében. Bár ezek a betegek az asztmás betegek kisebb részét teszik ki, tartós betegségük van, amely a sürgősségi ellátásra fordított kiadások túlnyomó részét teszi ki. Ennek ellenére gyakorlatilag semmit sem lehet tudni róluk. Jelen bejelentésben azt a hipotézist kívánjuk tesztelni, hogy ezek az egyének rosszul kezelik az albuterolt a béta 2 adrenerg receptoraik (β2AR) genetikai polimorfizmusa miatt, amelyek befolyásolják a súlyosságot és/vagy csökkentik a rövid hatású hörgőtágítókra adott válaszkészséget.

Az egyik nagy klinikai jelentőségű lehetőség az, hogy az albuterol nem reagáló betegek β2AR-ban genetikailag meghatározott különbségek vannak, amelyek csökkentik a hatékonyságot. Különféle polimorfizmusokat írtak le ebben a receptorban, a legnagyobb figyelmet az egynukleotidos polimorfizmusok (SNP-k) szubsztitúcióira fordították a 16-os (arginin-glicin, Arg 16 Gly) és 27-es (glutamin-glutaminsav, Gln 27 Glu) aminosav-helyzetekben. A Gly 16 receptor fokozott leszabályozást mutat in vitro az agonista expozíció után, míg az Arg 16 allél ellenállóbb. A Gly 16 allél erősen összefügg az asztma destabilizációjával, ami éjszakai tünetekben és a súlyosság fokozott kockázatában nyilvánul meg. Ezzel szemben a rövid hatású β2 agonisták rendszeres használatával kapcsolatos prospektív vizsgálatokban a 16. pozícióban lévő Arg/Arg homozigótaságot gyengébb eredményekkel hozták összefüggésbe. Ezt a jelenséget nem észlelték olyan asztmás betegeknél, akik szükség szerint alkalmaztak albuterolt, vagy akik homozigóták voltak a glicinre. Mivel a vizsgálatainkban részt vevő alanyok több mint 90%-a és mások akut asztmában szenvedők rendszeresen szedik ezt a gyógyszert, és túlnyomó többségüket sürgősen kezelik vele, az Arg/Arg allél jelenléte gyengébb válaszreakciókhoz vezethet. Azt is felvetették, hogy ez a polimorfizmus a hosszan ható β2 agonisták esetében is hasonló hatásokat válthat ki. Ismételten, mivel az asztmás betegek nagy százaléka tartósan alkalmaz hosszú hatású szimpatomimetikumokat, ez a tényező hozzájárulhat ehhez. Alternatív megoldásként a β2AR farmakogenetikája teljesen lényegtelen lehet. Két tanulmány arra utal, hogy sem a 16-os kodon egyedi genotípusai, sem a β2AR haplotípusai nincsenek hatással sem az albuterolra, sem a szalbutamolra adott akut hörgőtágító reakcióra. Mivel azonban ezeket a vizsgálatokat stabil betegeken végezték, előfordulhat, hogy nem reprezentatívak a fent leírt nem reagáló csoportra.

Jelen tanulmányunkban azt javasoljuk, hogy építsünk azokra a korábbi módszerekre, amelyeket az akut asztma kezelésében használtunk. A klinikai értékeléseket és a kezelési rendeket a korábbi vizsgálatokhoz hasonlóan az ellátási útvonal használatával szabványosítják. Az indexlátogatás előtti előző hónap demográfiai adatait, magasságát, súlyát, rasszát, tüneteit, jeleit, múltbeli kórtörténetét és rutinszerű gyógyszerhasználatát egy beviteli lapon rögzítik. Rutinszerűen szerezünk információkat a betegség időtartamáról, a rohamok gyakoriságáról, a kórházi kezelésekről, az intenzív osztályon történő felvételekről, az intubációkról, valamint az akut exacerbációk általános és specifikus kiváltó okairól. Feljegyezzük az asztma elleni gyógyszereket is, beleértve az orális és inhalációs szteroidokat, a rövid és hosszú hatású béta-adrenerg agonisták, antileukotrién gyógyszerek, antikolinerg szerek és metilxantinok. Történetünkben szerepel az összes egyidejűleg alkalmazott gyógyszer, beleértve a szemcseppeket (béta-blokkolók és prosztaglandinok), a szív- és vérnyomáscsökkentő gyógyszereket (béta-adrenerg hatóanyagok és ACE-gátlók). Megkérdezzük az embereket, hogyan szedik az asztma elleni gyógyszereiket, de nem tudhatjuk, hogy valóban az előírásoknak megfelelően használják-e őket. Ha a gyógyszereiket a kórházunkban szerzik be, akkor meg lehet állapítani, hogy hány receptet írnak ki, de a felhasználást továbbra sem fogjuk tudni. Rögzítjük a tiltott kábítószerek, például a kokain, a heroin és az OxyContin stb. használatát is. A testtömegindexet (BMI) úgy számítják ki, hogy a kg-ban megadott súlyt elosztják a méterben megadott magasság négyzetével. Az elhízás besorolása szerint a BMI ≥ 30 kg/M2. Az artériás oxigéntelítettséget pulzoximetriával határozzuk meg szobalevegőn, és szükség szerint kiegészítő oxigént adagolunk 90%-nál kisebb értékek esetén. A kezelés előtt a három csúcskilégzési áramlási sebesség (PEFR) közül a legjobb a beteg kezdeti áramláskorlátozási állapotát reprezentálja. A PEFR-adatokat abszolút értékben, valamint a várható normál érték százalékában rögzítik. A korábbi vizsgálatokhoz hasonlóan, ha a páciens légúti elzáródása megakadályozta, hogy elérje a minimális szintet a csúcsáramlásmérőn, önkényesen 10-es értéket rendelnek hozzá, hogy elkerüljék a nullával való osztást az albuterolt követő százalékos javulás kiszámításakor.

Az alanyok vagy 2,5 mg porlasztott albuterolt kapnak 20 percenként három adagban, vagy két adag 5,0 mg albuterolt 20 perces különbséggel. Az albuterol nem reagálóképességét úgy definiálják, hogy a PEFR nem haladja meg a 7,5 mg albuterol ≥ 7,5 mg (2,5 mg albuterol aeroszol q.20 perc x3) után a várható érték 40%-át. Az egyes ütemtervek befejezése után a PEFR-t megismétlik, és a betegeket újra megvizsgálják. A felvételi és elbocsátási döntéseket közzétett, előre meghatározott kritériumok szerint hozzák meg. A betegek akkor tekinthetők hazaküldésre késznek, ha tünetmentesek, mentesek a járulékos izmok használatától, hiányzik vagy csökkent a zihálás, és elérték a várt 60%-os csúcsáramlást. Azok, akik nem felelnek meg ezeknek a követelményeknek, további kezelést kapnak adrenerg és antikolinerg hörgőtágítókkal és glükokortikoidokkal az ED orvos döntése alapján, és óránként újra kell értékelni. Ha utólag megfelelnek a mentesítési kritériumoknak, szabadon engedik őket. Ha nem, akkor kórházba kerülnek. Ezekkel az algoritmusokkal a hamis pozitív felvételi arány kevesebb, mint 1%, a 24 órás relapszusok aránya pedig kevesebb, mint 2%.

Csak azokat a személyeket vizsgálják, akiknél az index ED vizit akut asztmás roham kezelésére irányult. Azok a betegek, akiknek kórtörténete pangásos szívelégtelenségre, tüdőgyulladásra, krónikus bronchitisre vagy tüdőtágulásra utal, kizárt.

1250 alanytól vesznek vénás vért. Várhatóan 25%-uk lesz obstrukciója, amely rosszul reagál az albuterolra, és kórházi felvételt igényel a megoldás érdekében. A másik 75%-nak olyan obstrukciója lesz, amely albuterollal gyorsan megszűnik, és hazaengedik őket. A DNS-t a Humán Genetikai Kutatóközpont, a Vanderbilt Medical Center fogja izolálni és vakon megvizsgálni a 16. és 27. pozícióban lévő β2 AR SNP-k és receptor haplotípusok azonosítására. Az egynukleotidos polimorfizmusok genotipizálása a TaqMan egynukleotidos polimorfizmus genotipizálási vizsgálati eljárásával történik (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). Tizenegy polimorfizmust választunk ki a genotipizáláshoz az ADRB2 kódoló régión belülről és körülbelül 5 kb méretű 5' 1-es kodonig (rs11958940, rs17778257, rs2895795, rs2053044, rs12654778, rs12654778, rs1219,391, 719rs rs1042714, rs1800888 és rs1042718). A minőség-ellenőrzési intézkedések magukban foglalják a 95%-os genotípus-hívási arányt, és nincs szignifikáns eltérés a Hardy-Weinberg egyensúlytól az egyes faji csoportokon belül (pontos p-érték > 0,01). A haplotípusok előrejelzése nyilvánosan elérhető szoftverrel történik (SNPHNP-program az egynukleotidos polimorfizmusok nagy haplotípusainak gyakoriságának becslésére [1.3-as verzió]). A 2/2, 2/4, 2/6, 4/4, 4/6 és 6/6 haplotípus párok kerülnek értékelésre.

Az elsődleges kimeneti változó az egyes populációk genetikai mintázata (SNP-k és haplotípusok). Esettanulmány segítségével kívánjuk értékelni az SNP mintázatokat és az albuterol válaszkészségét. A csoportok közötti összehasonlítás a kovariancia elemzésével történik. Az alapvonal PEFR és az albuterolt követő százalékos javulás közötti összefüggéseket az SNP mintázat alapján rétegezzük, és a kovariancia elemzésével értékeljük. Előfordulhat, hogy egyetlen polimorfizmus nem elegendő, és felvetették, hogy a több polimorfizmust tartalmazó haplotípusok informatívabbak lehetnek. Drysdale és munkatársai 13 polimorfizmust azonosítottak, és 12 haplotípus-csoportba rendezték őket, etnikai csoportok között eltérő gyakorisággal. A négy leggyakoribb az 1-es, 2-es, 4-es és 6-os haplotípus volt. A Gly16 homozigótákat tartalmazó 2-es haplotípushoz társult a legnagyobb FEV1, reverzibilitás, míg a legkevésbé az Arg16 homozigótákat tartalmazó 4-es haplotípushoz. Öt haplotípus pár volt gyakori asztmás betegekben. A homozigóták, a 2/2-es haplotípusok voltak a legnagyobb hatással a FEV1-re és a fehérje expresszióra, míg a 4/4-es haplotípuspár mutatta a legkisebb hatást mindkét kategóriában. Mivel egyetlen izolált SNP-nek sem lehet prediktív hasznossága, ezért mérjük a haplotípusokat. A 4/4-es haplotípus kombináció okozza a legkisebb hatást, és működőképes lehet a nem reagálóknál. A 4/6-os haplotípuspár produkálja a legnagyobb javulást albuterollal, ezért működőképes lehet a reagáló csoportban.

Megbecsüljük a haplotípus gyakoriságát a vizsgálati betegek csoportjában. Logisztikus regressziót használva globális pontszám statisztikát számítunk ki a haplotípusok és az albuterolra adott válaszkészség közötti általános összefüggés alapján. Ezután a haplotípus-specifikus pontszámokat és a megfelelő p-értékeket számítjuk ki. Hasonló statisztikát számítunk ki az alapvonali kovariánsokhoz igazítva. Ezeket az elemzéseket a haplo.stats R függvényei segítségével hajtják végre.

Az 1-6 haplotípusok és az adrenerg agonistákra adott válasz/nem válasz közötti összefüggéseket eset-kontroll vizsgálattal értékeljük. Az 1. táblázat adatait felhasználva és feltételezve, hogy az esetek a vizsgált alanyok 25%-át teszik ki, és a haplo.power.cc függvényt használva. 1243 betegből álló mintára van szükségünk ahhoz, hogy legalább 40%-os növekedést tudjunk kimutatni az adrenerg agonistákra nem reagáló betegeknél az Arg16Arg-t tartalmazó haplotípusú betegeknél az Arg16Arg-t nem tartalmazó haplotípusokhoz képest, 80%-os teljesítménnyel 0,05 szignifikancia szinten. Hasonló feltevések mellett 865 fős teljes mintára van szükségünk ahhoz, hogy képesek legyünk kimutatni a kezelés sikertelenségének kockázatának 50%-os növekedését az Arg16Arg-t tartalmazó haplotípusú betegeknél, összehasonlítva a nem tartalmazó betegekkel. Az alanyok száma az elegendő teljesítmény eléréséhez szükséges teljes mennyiséget jelenti, 75:25 kezelési siker-kudarc arány mellett.

A tanulmány eredményei azt mutatják, hogy a Gly16Arg vagy Gln27Glu genotípusok és/vagy a β2AR haplotípusok összefüggésben állnak-e az albuterolra adott válasszal azoknál a betegeknél, akiknél asztma akut epizódjai vannak, és hogy a genotípus mintázata eltér-e a különböző klinikai fenotípusok között. Betekintést nyújtanak abba is, hogy az ilyen polimorfizmusok meghatározzák-e az epizódok súlyosságát a kezdeti tüdőfunkció és tünetek alapján. Ebben a vizsgálatban a pozitív és negatív eredmények egyaránt rendkívül fontosak lennének. A pozitív eredmények azt sugallják, hogy a terápiás válaszkészséget már nagyon alapszinten kezdhetjük el értelmezni. Azt is javasolják, hogy az asztmás populáció egy jelentős része számára alternatív kezelési módok keresését kell kezdenünk, amikor akutan megbetegednek. Ugyanilyen fontos, hogy az asztma ellenőrzésére tett erőfeszítéseinket többé nem kell szórt módon alkalmazni, hanem az érintett egyének profilaxisára összpontosíthatunk. A negatív eredmények egyértelműen bizonyítják, hogy a B2AR genetikailag meghatározott változásait nem lehet könnyen klinikai válaszokká alakítani, és más tényezőket kell keresnünk, amelyek meghatározzák a béta2-re nem reagáló populáció súlyosságát és erőforrás-kihasználását.