Реакция на острую астму и полиморфизмы В2-адренорецепторов

Самые последние статистические данные показывают, что примерно 22,2 миллиона человек в Соединенных Штатах страдают астмой. Из них около 55% испытали по крайней мере один приступ в течение года до опроса, что привело к 1,9 миллионам посещений отделений неотложной помощи и 497 000 госпитализаций. Естественным течением острой астмы является разрешение, и у 70–80% людей быстро устраняется обструкция дыхательных путей после лечения 7,5–10,0 мг альбутерола через небулайзер. Однако существует подгруппа пациентов с рецидивирующими тяжелыми эпизодами, которые плохо реагируют на это лечение и требуют госпитализации для разрешения. Хотя эти пациенты составляют меньшинство астматиков, они имеют персистирующие заболевания, на долю которых приходится подавляющее большинство расходов на неотложную помощь. Но о них практически ничего не известно. В настоящей заявке мы хотим проверить гипотезу о том, что эти люди плохо справляются с альбутеролом из-за генетического полиморфизма их бета-2-адренорецепторов (β2AR), которые либо влияют на тяжесть и/или снижают чувствительность к короткодействующим бронходилататорам.

Одна возможность, имеющая большое клиническое значение, заключается в том, что у неответивших на альбутерол генетически обусловленных различий в β2AR, которые снижают эффективность регуляции. В этом рецепторе описаны различные полиморфизмы, причем наибольшее внимание уделено заменам однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) в аминокислотных положениях 16 (аргинин на глицин, Arg 16 Gly) и 27 (глутамин на глутаминовую кислоту, Gln 27 Glu). Рецептор Gly 16 проявляет усиленную понижающую регуляцию in vitro после воздействия агониста, в то время как аллель Arg 16 более устойчив. Аллель Gly 16 тесно связан с дестабилизацией астмы, проявляющейся ночными симптомами и повышенным риском тяжести течения. Напротив, гомозиготность Arg/Arg в положении 16 была связана с более плохими результатами в проспективных исследованиях регулярного применения агонистов β2 короткого действия. Это явление не наблюдалось у астматиков, которые использовали альбутерол по мере необходимости, или у тех, кто был гомозиготным по глицину. Поскольку более 90 % субъектов в наших и других исследованиях с острой астмой регулярно принимают этот препарат, а подавляющее большинство лечатся им в экстренном порядке, наличие аллеля Arg/Arg может привести к более слабому ответу. Также было высказано предположение, что этот полиморфизм может вызывать сходные эффекты с агонистами β2 длительного действия. Опять же, поскольку большой процент пациентов с астмой хронически используют симпатомиметики длительного действия, этот фактор может иметь сопутствующий эффект. С другой стороны, фармакогенетика β2AR может быть совершенно неважной. Два исследования показали, что ни отдельные генотипы в кодоне 16, ни гаплотипы в β2AR не оказывают никакого влияния на острую бронхорасширяющую реакцию ни на альбутерол, ни на сальбутамол. Однако, поскольку эти испытания проводились у стабильных пациентов, они не могут быть репрезентативными для описанной выше группы неответчиков.

В текущем исследовании мы предлагаем опираться на предыдущие методы, которые мы использовали при лечении острой астмы. Клинические оценки и схемы лечения стандартизированы с использованием схемы лечения, как и в предыдущих исследованиях. Демографические данные, рост, вес, раса, симптомы, признаки, история болезни в прошлом и рутинное использование лекарств за предыдущий месяц до индексного визита записываются в лист приема. Мы регулярно получаем информацию о длительности заболевания, частоте приступов, госпитализациях, поступлениях в ОИТ, интубациях, а также список общих и специфических триггеров острых обострений. Мы также регистрируем лекарства от астмы, включая пероральные и ингаляционные стероиды, бета-адреномиметики короткого и длительного действия, антилейкотриеновые препараты, антихолинергические средства и метилксантины. Мы включаем в наши истории все сопутствующие лекарства, включая глазные капли (бета-блокаторы и простагландины), сердечные и антигипертензивные препараты (бета-адренергические активные вещества и ингибиторы АПФ). Мы спрашиваем людей, как они принимают лекарства от астмы, но не можем узнать, действительно ли они принимают их по назначению. Если их лекарства приобретаются в нашей больнице, возможно, удастся определить, сколько рецептов выписано, но мы все равно не будем знать, как их использовать. Мы также регистрируем употребление запрещенных наркотиков, таких как кокаин, героин, оксиконтин и т. д. Индекс массы тела (ИМТ) рассчитывается как вес в кг, деленный на рост в метрах в квадрате. Ожирение классифицируется как ИМТ ≥ 30 кг/м2. Насыщение артериальной крови кислородом определяется с помощью пульсоксиметрии на комнатном воздухе и при необходимости вводится дополнительный кислород при значениях менее 90%. Перед лечением лучшая из трех пиковых скоростей выдоха (PEFR) принимается за исходное состояние ограничения потока у пациента. Данные PEFR записываются в абсолютном выражении, а также в процентах от прогнозируемой нормы. Как и в предыдущих исследованиях, если обструкция дыхательных путей пациента не позволяла ему или ей достичь минимального уровня на пикфлоуметре, произвольно присваивалось значение 10, чтобы избежать деления на ноль при расчете процентного улучшения после приема альбутерола.

Субъекты получают либо 2,5 мг распыляемого альбутерола каждые 20 минут в виде трех доз, либо две дозы по 5,0 мг альбутерола с интервалом в 20 минут. Отсутствие ответа на альбутерол определяется как снижение PEFR у остробольного астматика, превышающее 40% от прогнозируемого после ≥7,5 мг альбутерола (2,5 мг аэрозолей альбутерола каждые 20 мин x3). После завершения каждого графика повторяется PEFR, и пациенты повторно обследуются. Решения о приеме и выписке принимаются в соответствии с опубликованными заранее установленными критериями. Пациентов считают готовыми к отправке домой, если они бессимптомны, не используют вспомогательные мышцы, отсутствуют или уменьшились хрипы и достигнут пиковый поток 60% от прогнозируемого. Те, кто не отвечает этим требованиям, получают дальнейшее лечение адренергическими и антихолинергическими бронхолитиками и глюкокортикоидами по усмотрению врача отделения неотложной помощи и переоцениваются каждый час. Если впоследствии они соответствуют критериям увольнения, они освобождаются. Если нет, то госпитализируют. Было обнаружено, что частота ложноположительных госпитализаций с этими алгоритмами составляет менее 1%, а частота рецидивов в течение 24 часов - менее 2%.

Исследуются только лица, у которых индексное посещение отделения неотложной помощи было связано с лечением острого приступа астмы. Исключаются пациенты с анамнезом, указывающим на застойную сердечную недостаточность, пневмонию, хронический бронхит или эмфизему.

Венозная кровь будет взята у 1250 человек. Ожидается, что у 25% будет обнаружена обструкция, плохо поддающаяся лечению альбутеролом и требующая госпитализации для разрешения. Остальные 75% будут иметь обструкцию, которая быстро исчезнет с помощью альбутерола, и их выпишут домой. ДНК будет выделена и проанализирована вслепую Центром исследований генетики человека, Медицинским центром Вандербильта для идентификации SNP β2 AR в положениях 16 и 27 и гаплотипов рецепторов. Однонуклеотидные полиморфизмы будут генотипированы с использованием анализов генотипирования однонуклеотидного полиморфизма TaqMan (Applied Biosystems, Фостер-Сити, Калифорния, США). Одиннадцать полиморфизмов будут выбраны для генотипирования из кодирующей области ADRB2 и примерно до 5 т.п.н. 5'-кодона 1 (rs11958940, rs17778257, rs2895795, rs2053044, rs12654778, rs11959427, rs1042711, rs1042713). , rs1042714, rs1800888 и rs1042718). Меры контроля качества включают частоту выявления генотипа 95% и отсутствие значительных отклонений от равновесия Харди-Вайнберга в каждой расовой группе (точное значение p > 0,01). Гаплотипы будут предсказаны с помощью общедоступного программного обеспечения (SNPHNP — программа для оценки частот больших гаплотипов однонуклеотидных полиморфизмов [версия 1.3]). Будут оцениваться пары гаплотипов 2/2, 2/4, 2/6, 4/4, 4/6 и 6/6.

Первичной переменной результата будут генетические паттерны (SNP и гаплотипы) в каждой популяции. Мы хотим оценить паттерны SNP и реакцию на альбутерол с помощью исследования случай-контроль. Межгрупповые сравнения будут проводиться с помощью ковариационного анализа. Связь между исходным уровнем PEFR и процентным улучшением после приема альбутерола будет стратифицирована по характеру SNP и будет оцениваться с помощью ковариационного анализа. Единичных полиморфизмов может быть недостаточно, и было высказано предположение, что гаплотипы, содержащие множественные полиморфизмы, могут быть более информативными. Драйсдейл и его коллеги определили 13 полиморфизмов и организовали их в 12 групп гаплотипов с различной частотой между этническими группами. Четырьмя наиболее распространенными были гаплотипы 1, 2, 4 и 6. Гаплотип 2, содержащий гомозиготы по Gly16, был связан с наибольшей обратимостью ОФВ1, тогда как гаплотип 4, содержащий гомозиготы по Arg16, был наименьшим. Пять пар гаплотипов были распространены у астматиков. Гомозиготные гаплотипы 2/2 оказали наибольшее влияние на FEV1 и экспрессию белка, в то время как пара гаплотипов 4/4 показала наименьшее влияние в обеих категориях. Поскольку ни один изолированный SNP не может иметь какой-либо прогностической ценности, именно поэтому мы измеряем гаплотипы. Комбинация гаплотипов 4/4 оказывает наименьшее влияние и может работать у нереспондеров. Пара гаплотипов 4/6 дает наибольшее улучшение при приеме альбутерола и, следовательно, может работать в группе реагирующих.

Мы оценим частоты гаплотипов в пуле исследуемых пациентов. Используя логистическую регрессию, мы рассчитаем глобальную статистику баллов, чтобы оценить общую связь между гаплотипами и реакцией на альбутерол. Затем будут рассчитаны конкретные оценки гаплотипов и соответствующие p-значения. Аналогичные статистические данные будут рассчитываться с поправкой на базовые ковариаты. Эти анализы будут проводиться с использованием функций R в haplo.stats.

Мы оценим ассоциации гаплотипов 1-6 с ответом/отсутствием ответа на адренергические агонисты, используя исследование случай-контроль. Используя данные в таблице 1 и предполагая, что случаи составляют 25% субъектов исследования, и используя функцию haplo.power.cc. Нам требуется размер выборки из 1243 пациентов, чтобы иметь возможность обнаружить по крайней мере 40%-ное увеличение риска нечувствительности к адреномиметикам у пациентов с гаплотипами, содержащими Arg16Arg, по сравнению с гаплотипами без Arg16Arg с мощностью 80% при уровне значимости 0,05. При аналогичных предположениях нам требуется общий размер выборки 865, чтобы иметь возможность обнаружить 50%-ное увеличение риска неудачи лечения у пациентов с гаплотипами, содержащими Arg16Arg, по сравнению с пациентами без Arg16Arg. Количество субъектов представляет собой общее количество, необходимое для достижения достаточной мощности при соотношении успеха и неудачи лечения 75:25.

Результаты этого исследования продемонстрируют, связаны ли генотипы Gly16Arg или Gln27Glu и/или гаплотипы β2AR с реакцией на альбутерол у пациентов с острыми эпизодами астмы и различается ли картина генотипа между различными клиническими фенотипами. Они также дадут представление о том, определяют ли такие полиморфизмы тяжесть эпизодов, измеряемую исходной легочной функцией и симптомами. В этом исследовании чрезвычайно важны как положительные, так и отрицательные результаты. Положительные результаты предполагают, что мы можем начать понимать терапевтическую отзывчивость на самом базовом уровне. Они также предполагают, что нам необходимо начать поиск альтернативных методов лечения значительной части населения, страдающего астмой, когда они заболевают остро. Что не менее важно, это означает, что наши усилия по контролю над астмой больше не должны применяться разрозненно, а теперь могут быть сосредоточены на профилактике у больных людей. Отрицательные результаты окончательно продемонстрируют, что генетически детерминированные изменения в B2AR не могут быть легко переведены в клинические ответы и что нам необходимо искать другие факторы, определяющие тяжесть и использование ресурсов в популяции, не реагирующей на бета2.