Введение
Острый психотический эпизод наблюдается при таких психических расстройствах, как шизофрения, шизоаффективное расстройство, биполярное аффективное расстройство. Все эти психические расстройства часто манифестируют именно в виде психоза, который характеризуется продуктивными (галлюцинации, бред, нарушения мышления) и негативными (социальная изоляция, эмоциональная бедность) симптомами. Острый психотический эпизод у подростков служит показанием к назначению антипсихотиков [1].
Ведущей гипотезой патогенеза психотического состояния являются нарушения в работе дофаминергической системы головного мозга [2]. Это подтверждается исследованиями на животных, результатами аутопсии и клиническими эффектами лекарств, которые либо усиливают, либо ослабляют нейротрансмиссию дофамина [2]. Шизофрения ассоциируется с уменьшением активности дофамина в префронтальной коре и увеличением его активности в субкортикальных зонах [3].
Механизм действия антипсихотиков заключается в блокаде рецепторов дофамина [4]. Из этого следует, что гены, кодирующие компоненты дофаминергической системы, могут выступать в качестве предикторов эффективности антипсихотиков [4].
Катехол-О-метилтрансфераза (COMT – catechol-O-methyltransferase) – это фермент, в межсинаптической щели инактивирующий дофамин путем метилирования его гидроксильной группы [5].
Применение математической модели пресинаптического гомеостаза дофамина показало, что для достижения 50% от уровня дофамина, вызывающего позитивные симптомы шизофрении, необходимо снизить активность СОМТ на 80% по сравнению с моноаминоксидазой на 40% и с переносчиком дофамина DAT на 45% соответственно, также участвующими в распаде дофамина [5]. Следовательно, СОМТ оказывает значительное влияние на процесс деградации дофамина [5].
Фермент COMT кодируется одноименным геном. Фармакогенетические исследования позволяют выяснять, как однонуклеотидные замены ДНК гена влияют на фармакодинамику антипсихотиков. Вероятно, степень участия COMT в деградации дофамина существенно изменяет индивидуальный ответ на антипсихотики. Изучение влияния СOMT на эффективность и безопасность антипсихотиков не менее важно, чем исследования генов рецепторов дофамина [6].
Ген COMT расположен на хромосоме 22q11.2, состоит из двух промоторов и шести экзонов, кодирующих как мембраносвязанную (MB-COMT – membrane-bound catechol-O-methyltransferase), так и растворимую (S-COMT – soluble catechol-O-methyltransferase) формы COMT [7]. Из двух изоформ MB-COMT преимущественно экспрессируется в центральной нервной системе, а именно в дендритах нейронов коры головного мозга, мозжечка, миндалины, скорлупы, таламуса, спинного мозга и гиппокампа [7]. Посмертные исследования показали, что концентрация СОМТ особенно высока во внесинаптических пространствах префронтальной коры и гиппокампа [7].
Идентифицировано около 1900 полиморфизмов гена COMT, но наиболее изучены функциональные полиморфизмы rs4680 (Val158Met) и rs4818 [8]. Полиморфизм Val158Met влияет на активность, полиморфизм rs4818 – преимущественно на экспрессию фермента COMT [8].
COMT Val158Met (rs4680) – это однонуклеотидный полиморфизм, при котором замена гуанина на аденин в 158-м кодоне МВ-СОМТ и в 108-м кодоне S-COMT приводит к включению в полипептидную цепь метионина (Met) вместо валина (Val) [8]. При этом ферментативная активность полипептида МВ-СОМТ/S-COMT снижается в 3–4 раза по сравнению с носителями аллели Val [8]. Следовательно, у носителей аллели Met уменьшается деградация дофамина в межсинаптических пространствах префронтальной коры [7].
В мета-анализе E. Huang et al. (2016) найдена связь между эффективностью антипсихотиков при шизофрении и полиморфизмом СОМТ rs4680 [4]. Носители генотипа COMT rs4680 Met/Met имели лучший ответ на лечение и демонстрировали большую редукцию положительных симптомов по сравнению с носителями аллели Val [4].
В своем исследовании R. Escamilla et al. (2018) пришли к противоположному выводу: пациенты с ответом на лечение имели высокую частоту встречаемости аллеля Val, тогда как группа с ультрарезистентностью (среди них в основном пациенты более старшего возраста) – высокую частоту аллеля Met [6]. В другом исследовании типа «случай–контроль» также COMT rs4680 Met оказался ассоциированным с резистентностью к антипсихотикам, особенно у мужчин [9].
В данных исследованиях принимали участие взрослые пациенты, а не подростки. На текущий момент работ с этой возрастной группой пациентов не проводилось. Именно поэтому предстоит выяснить: какова эффективность и безопасность применения антипсихотиков для подростков в зависимости от носительства полиморфного варианта COMT rs4680? Такое фармакогенетическое исследование необходимо провести, т.к. ответ на антипсихотики и выраженность их побочных эффектов отличаются большой индивидуальной вариабельностью [10].
Целью настоящего исследования стало изучение ассоциаций полиморфного варианта COMT rs4680 (Val158Met) с эффективностью и безопасностью для подростков с острым психотическим эпизодом.
Методы
Исследование одобрено заседанием локального этического комитета ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава РФ (Протокол № 3 от 06.06.2018) и ГБУЗ «Научно-практический центр психического здоровья детей и подростков им. Г.Е. Сухаревой» ДЗМ (Протокол № 2 от 14.06.2018).
Дизайн исследования – проспективное обсервационное. В исследовании участвовали пациенты, госпитализированные в детскую психиатрическую больницу (ГБУЗ «Научно-практический центр психического здоровья детей и подростков им. Г.Е. Сухаревой» ДЗМ). В исследовании участвовали пациенты, госпитализированные в больницу с 20.06.2018 по 20.03.2020.
В исследование был включен 101 подросток с установленным диагнозом острого полиморфного психотического расстройства на момент поступления (F23.0-9, согласно МКБ-10). Включение производилось в срок от 1 до 3 дней после госпитализации пациента в психиатрическую больницу. Каждый пациент или его законный представитель подписал добровольное информированное согласие на участие в исследовании. Персональные данные, которые позволяют идентифицировать пациента, не были внесены в базы данных. Все пациенты идентифицировали себя этнически русскими.
Критерии включения: возраст от 10 до 18 лет, клинически верифицированный острый психотический эпизод, назначение антипсихотика в качестве основного вида фармакотерапии, согласие пациента и родителя (законного представителя) на участие в исследовании.
Критерии невключения: наличие соматического или инфекционного заболевания в состоянии декомпенсации, положительный результат теста на употребление психоактивных веществ, что указывает на экзогенный характер психотического расстройства, противопоказания к приему антипсихотиков, отказ пациента или его родителя (законного представителя) от участия в исследовании.
Наблюдение за пациентами проводилось в течение 14 дней. Оценка психического состояния пациента проводилась дважды: на момент включения и на момент окончания периода наблюдения. Безопасность психофармакотерапии оценивалась на 14-й день наблюдения.
Для оценки тяжести психического состояния применялись специальные шкалы: CGAS (Children’s Global Assessment Scale, Shaffer et al., 1983), PANSS (Positive and Negative Symptoms Scale, Kay et al., 1991), CGI-S (Clinical Global Impression Severity) и CGI-I (Improvement, Busner and Targum, 2007). Динамические изменения данных шкал использовались для оценки эффективности психофармакотерапии.
Безопасность психофармакотерапии оценивалась при помощи шкал UKU SERS (UKU Side Effects Rating Scale, Lingjaerde et al., 1987), SAS (Sympson-Angus Scale, Simpson and Angus, 1970), BARS (Barnes Akathisia rating scale, Barnes, 2003). Эти шкалы имеют числовые значения: чем выше значение, тем больше выраженность симптомов. Но UKU SERS также позволяет оценивать наличие отдельных неблагоприятных побочных эффектов у пациента.
Исследователь не мог влиять на назначение психофармакотерапии лечащим врачом. Все психотропные препараты, получаемые пациентом, были учтены в исследовании. Все пациенты получали антипсихотик в качестве основной терапии. Некоторым пациентам дополнительно назначали второй антипсихотик, антидепрессант, нормотимик, антихолинергический препарат или транквилизатор. Подобные случаи рассматривались как полипрагмазия и обязательно учитывались при анализе. Для анализа учитывали суточную дозу антипсихотика, не разделяя один и тот же препарат по пути введения. Дозы антипсихотиков были переведены в хлорпромазиновый эквивалент для унификации дальнейшего анализа (Gardner et al., 2010).
В анализ включались только те лекарственные средства, которые назначались пациенту не менее чем на 3 дня.
У каждого пациента был взят соскоб эпителия внутренней стороны щеки (буккального эпителия) в день включения в исследование с целью генотипирования. Биоматериал замораживался, транспортировался в лабораторию и в дальнейшем хранился при температуре 77°С.
Лабораторная часть исследования проводилась на базе НИИ молекулярной и персонализированной медицины ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава РФ (Москва). Выделение ДНК и генотипирование образцов происходили по мере их поступления с 25 апреля 2019 по 15 мая 2020 г.
Выделение ДНК из буккального эпителия проведено сорбентным методом.
Определение полиморфного варианта гена COMT rs4680 (Val158Met) осуществлялось методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) в реальном времени с применением коммерческих наборов реактивов (ООО «Синтол»); оборудование: детектирующий амплификатор CFX96 TouchTM Real-Time PCR Detection System (Bio-Rad, USA).
Статистическая обработка проводилась в программе SPSS Statistics 21.0. С учетом небольшого размера выборки для сравнения количественных переменных между группами применялись непараметрические критерии (Манна–Уитни, Крускала–Уоллеса). Ввиду малочисленной выборки средние значения в результатах представлены как медиана и квартили – Me [Q1–Q3] Частоты категориальных переменных сравнивались между собой при помощи χ2-критерия Пирсона, для сравнений 2×2 использовался точный критерий Фишера. Для коррекции множественных сравнений вводилась поправка Бонферрони.
Расчет соответствия распределения генотипов закону Харди–Вайнберга был выполнен при помощи онлайн-калькулятора (Rodriguez, Gaunt and Day, 2009).
Носители разных аллелей были разбиты на две группы: гомозиготы «дикого» типа и носители полиморфной аллели в гомо- и гетерозиготном состоянии Val/Val и Val/Met+Met/Met.
При анализе данных всегда учитывалось влияние демографических и клинических характеристик пациентов на изучаемые исходы, в т.ч. влияние полипрагмазии. Это было сделано с целью установить значимость ассоциаций полиморфных вариантов исследуемых генов с параметрами эффективности и безопасности антипсихотиков.
Результаты
Был проведен анализ клинико-демографических параметров пациентов, включенных в исследование. Средний возраст пациентов, включенных в исследование, составил 15,19±1,69 года. Среди пациентов 51,5% были мужского пола.
Носителями «дикой» гомозиготы COMT rs4680 были 26 подростков, 75 – носители полиморфной аллели Met. Распределение генотипов в выборке соответствовало закону Харди–Вайнберга.
Проведена оценка сопоставимости клинических и демографических параметров между носителями разных генотипов COMT rs4680. Установлено, что у носителей аллели Met возраст появления симптомов психического расстройства значимо ниже (13,73±2,18 против 14,62±2,32 года; p=0,035). Также выявлено, что носители генотипа Val/Val чаще получали антипсихотик первой генерации по сравнению с носителями Val/Met+Met/Met (88,4 против 62,6%; p=0,014). Других значимых ассоциаций клинических и демографических характеристик, в т.ч. суточных, дозировок антипсихотиков с носительством полиморфных вариантов исследуемых генов не выявлено.
Дальнейший анализ касался фармакогенетической части исследования. Мы не выявили значимых ассоциаций носительства полиморфного варианта COMT rs4860 с параметрами эффективности антипсихотиков. Анализ параметров безопасности позволил установить достоверные ассоциации носительства COMT rs4680 с отдельными неблагоприятными побочными эффектами (НПЭ): «Снижение концентрации внимания», «Ортостатическое головокружение», а также с фактом выявления любого НПЭ по мнению врача (см. таблицу).
Нами был учтен тот факт, что пациенты с генотипом Val/Val чаще получали антипсихотик первой генерации по сравнению с носителями Val/Met+Met/Met. Это могло оказать влияние на переносимость фармакотерапии, приводя к ложным ассоциациям носительства полиморфного варианта с фактом НПЭ. Поэтому был дополнительно проведен анализ на предмет зависимости факта развития НПЭ от типа антипсихотика.
В анализ были включены переменные, продемонстрировавшие ассоциацию с генотипом COMT rs4860: факт наличия любого НПЭ, снижение концентрации внимания, ортостатическое головокружение. В результате не было выявлено значимых ассоциаций данных НПЭ с типом применяемого антипсихотика. Следовательно, мы можем заявлять о том, что выявленная связь между носительством полиморфного варианта COMT rs4860 с частотой НПЭ не случайна.
Обсуждение
Результаты нашего исследования продемонстрировали, что полиморфизм гена COMT rs4860 значимо ассоциирован с частотой возникновения НПЭ у подростков. Носительство аллели Met ассоциировалось с лучшей переносимостью антипсихотиков: НПЭ у пациентов возникали реже.
Объяснить взаимосвязь COMT rs4860 с наблюдаемыми НПЭ представляет сложность, т.к. в настоящее время нет аналогичных фармакогенетических исследований. Следовательно, мы можем только гипотетически обосновать влияние полиморфного варианта COMT, который изменяет активность фермента, на развитие данных НПЭ.
Внимание – это когнитивная функция, в осуществлении которой принимают участие дофаминергические мезокортикальные волокна, проецирующиеся в префронтальную кору [11]. Дисфункцию когнитивных процессов при шизофрении связывают с гиподофаминергическим состоянием нейронов префронтальной коры [12]. СОМТ служит главным регулятором уровня дофамина в префронтальной коре [13]. У носителей аллеля Met COMT rs4860 ввиду сниженной активности фермента увеличивалась доступность дофамина в префронтальной коре по сравнению с носителями Val COMT rs4860 [14]. Это может быть причиной, почему носители аллели Met реже жаловались на снижение концентрации внимания по сравнению с гомозиготами Val/Val [14].
СОМТ также отвечает за метаболизм норадреналина [15]. В норме при изменении положения из горизонтального в вертикальное в ответ на снижение давления активируется барорефлекс, ведущий к активации симпатической нервной системы [16]. Норадреналин, выделяющийся из терминалей симпатических волокон, вызывает периферическую вазоконстрикцию и усиление частоты сердечных сокращений, что в целом нормализует давление [16]. Можно предположить, что сниженная активность СОМТ у носителей аллеля Met приводила к аккумуляции норадреналина [17], следовательно, к более выраженной симпатической реакции и отсутствию ортостатической гипотензии [18].
На данный момент существуют исследования связи между COMT rs4860 и ответом на терапию антипсихотиками, но только с участием взрослых пациентов, а не подростков. Поэтому сопоставить наши результаты с другими исследованиями не представляется возможным.
Заключение
В результате проведенного исследования было установлено, что носительство полиморфного варианта COMT rs4680 ассоциировано с протективным эффектом в отношении антипсихотик-индуцированных НПЭ у подростков с острым психотическим эпизодом.
Не было установлено значимых ассоциаций носительства COMT rs4680 с параметрами эффективности антипсихотиков при первом психотическом эпизоде.
Настоящее исследование – одно из немногих, проведенных на контингенте подростков. Для подтверждения полученных результатов требуется проведение новых работ со схожим дизайном.
Источник финансирования. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 18-75-00046.
