İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimlerin aktivitelerinin belirlenmesinde in vivo prob ilaç kullanımı

Transkript

1 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 : 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. e-posta: kuney@selcuk.edu.tr 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). 203

2 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). 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). Fenotipik metotlar 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, 2. Genotipik analizlerle tespit edilen polimorfizmlerin fonksiyonel önemi, 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). İlaç metabolizmasında rol oynayan enzimlerin fenotipik testlerinin uygulanmasında karşılaşılabilecek problemler genel olarak şunlardır: 1. Bazı fenotipik ölçümlerin ve çoğu prob ilacın geçerliliğinin olmaması, 2. Fenotipin bilinmeyen klinik yönleri, 3. Metabolik olmayan faktörlerin etkisi, 4.Yarışmalı ve karmaşık biyotransformasyon yollarının oluşması/olması, 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). 204

3 Tablo 1. Farmakogenetik polimorfizmlerin belirlenmesinde bazı fenotipik metotlar Enzim Metot Örnek Kaynaklar CYP1A2 Kafein Kan, salya, idrar 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 CYP3A4 Eritromisin solunum testi Solunum havası 21 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 33 Mefenitoin (CYP2C19) Debrizokin (CYP2D6) Klorzoksazon (CYP2E1) Dapson (CYP3A) İdrar 4-hidroksimefenitoin miktarı İdrar 4-hidroksidebrizokin (HDB)/HDB+DB (debrizokin) Plazma 6-hidroksiklorzoksazon/klorzoksazon oranı Dapson hidroksilamin (HDA)/HDA+DA (Dapson) Kafein (CYP1A2) Plazma paraksantin/kafein oranı 34 Mefenitoin (CYP2C19) Metoprolol (CYP2D6) Klorzoksazon (CYP2E1) Midazolam (CYP3A4 İdrar S-mefenitoin/R-mefenitoin oranı İdrar metoprolol/α-hidroksimetoprolol oranı Plazma 6-hidroksiklorzoksazon/klorzoksazon oranı Plazma 1-hidroksimidazolam/midazolam oranı Kafein (CYP1A2) Plazma paraksantin/kafein oranı 35 Omeprazol (CYP2C19) Debrizokin (CYP2D6) Losartan (CYP2C9) Kinin (CYP3A4) Plazma omeprazol/4-hidroksiomeprazol oranı İdrar DB/ HDB İdrar losartan/e 3174 (losartan metaboliti) oranı Plazma kinin/3-hidroksikinin oranı Kafein (CYP1A2) Alprazolam (CYP3A4) Kafein plazma EAA Alprazolam plazma EAA

4 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, 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 enzim aktivitesinde belirgin artma olmalı, 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, 206

5 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 aktiviteleri hakkında eşzamanlı bilgi edinilmesi ve zamana bağlı oluşan bireysel ve/veya bireyler arası farklılığın az olmasıdır. Prob ilaçların yan etkilerinin olması, analiz için gerekli örnek miktarının fazla olması ve analiz prosedürünün uzun sürmesidir. Tek prob ilaç uygulaması Tek CYP enzim izoformu hakkında bilgi vermesi, analiz için gerekli örnek miktarının az ve analizin hızlı olmasıdır. Prob ilacın yan etkilerinin olması ve CYP enzimleri aktivitesi hakkında sınırlı bilgi 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 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 207

6 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- demetilasyon kullanılarak güvenilir metotlar tanımlanmıştır. Test dozlarında güvenilirdir. Farklı örnek numunelerinden kolaylıkla belirlenebilir. Ksantin oksidaz (KO) ve N-asetiltransferaz enzim fenotiplerinin belirlenmesinde de 2E1, 3A, NAT2, KO) içeren karmaşık metabolizması vardır. Tri ve dimetilksantinlerin Cl b (böbrek klerensi) leri idrar akımına bağımlıdır. Paraksantin CYP1A2 enziminin hem ürünü hem de substratıdır. Teofilin Teofilin 1-demetilasyon Metabolizması kafeinden daha az karmaşıktır. Aynı zamanda CYP1A1 aktivitesinin ölçülmesinde spesifik bir prob ilaç olabilir. Plazma ve idrar kafein oranları ile arasında zayıf ilişki vardır. Kafein kadar güvenilir değildir. 1-demetilasyonun sadece yaklaşık % 23 ü CYP1A2 enzimi ile gerçekleştirilir. CYP2C9 Tolbutamid Tolbutamid CYP2C9 aktivitesinin Hipoglisemi riski vardır. CYP2C19 belirlenmesinde prob ilaç olarak kullanımı, in vitro verilerle desteklenmiştir. enzimi de metabolizmada rol oynar. İdrar oranının in vivo geçerliliği ile ilgili sınırlı bilgi vardır. Fenitoin Fenitoin 4 - Hem plazma hem de idrarda fenotipik oranlar tanımlanmıştır. Dar terapötik indekse sahiptir. Fenitoinin Cl b i idrar akımına bağımlıdır. Önerilen oranların in vivo kullanımı ile ilgili bilgi sınırlıdır. Varfarin (S)-varfarin 6- ve 7- (S)-varfarin metabolizması önemli oranda CYP2C9 enzimi ile gerçekleştirilir. Kanama riski vardır. Varfarinin fenotipik metotları ile ilgili çok az in vivo çalışma vardır. Losartan Losartan oksidasyon Diğer CYP2C9 enzim problarına göre daha güvenilirdir. İn vivo çalışmalarda E3174 oluşumunda CYP3A enziminin önemli oranda rolü vardır. İn vivo prob ilaç kullanımının geçerliliği yoktur. CYP2C19 Mefenitoin (S)-mefenitoin 4 İn vivo çalışmalarla, CYP2C19 enzimi yönünden yavaş metabolizörlerin belirlenmesinde kullanılabilirliği gösterilmiştir. İstenmeyen etkilerinin oluşma riski vardır. (S)-mefenitoin veya 4-OHmefenitoin konsantrasyonlarının idrarda belirlenememe riskinin bulunması. S/R oranının önemli oranda muhafaza şartlarına bağlı olarak artması. Omeprazol Omeprazol 5- Konsantrasyonlarının belirlenmesi ile ilgili problemleri azdır. Enzim aktivitesi yüksek olan bireylerin belirlenmesinde Bazı örneklerde omeprazol konsantrasyonlarının belirlenememesidir. Kullanımı ile ilgili çok az in vivo çalışma bulunmaktadır. İstenmeyen etkileri çok azdır. Proguanil Proguanil 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. 208

7 CYP2D6 Dekstrometorfan Dekstrometorfan O- Geniş kullanımı vardır. Prob ilaç Böbrek fonksiyonu bozulmuş bireylerde demetilasyon olarak kullanımı ile ilgili çok sayıda in vitro ve in vivo veri idrar oranlarının kullanımında problemler vardır. vardır. Plazma, salya ve idrar örneklerinin kullanımı ile ilgili metotlar tanımlanmıştır. Debrizokin Debrizokin 4- CYP2D6 ultra hızlı Hipotansiyon riski vardır. metabolizörlerin belirlenmesinde en iyi prob ilaçtır. Spartein Spartein N 1 -oksidasyon Böbrek fonksiyonu bozulmuş bireylerde dekstrometorfan yerine Metoprolol (R)-metoprolol O- demetilasyon; Kolaylıkla bulunabilir ve Diğer CYP2D6 probları ile ilişkisi önemli oranda farklıdır. metoprolol α- CYP2E1 Klorzoksazon Klorzoksazon 6 - CYP2E1 enzimi için tanımlanmış en iyi prob ilaçtır. Metabolizmasında CYP1A1, 1A2 ve 3A rol oynar. Plazma ve idrar oranlarının kullanımı ile ilgili bilgi sınırlıdır. CYP3A4 Midazolam Midazolam 1- ve 4- İn vitro ve in vivo çalışmalarla kullanımı önemli ölçüde belirlenmiştir. P-glikoprotein substratı değildir. Sedatif etkisi vardır. FDA III programında kontrollü ilaç statüsünde yer alır. Klerensi CYP3A aktivitesi yüksek bireylerde karaciğer kan akımı ile ilişkilidir. Klerensin belirlenmesinde çok fazla kan örneği gereklidir. 14 C-Eritromisin Eritromisin N- demetilasyon Prob ilaç olarak kullanımı in vivo çalışmalarla desteklenmiştir. Tek solunum örneği gereklidir. Hemen sonuç alınır. İV uygulamayı gerektirir. Test sonuçları dağılım hacmi ve plazma proteinlerine bağlanma oranına bağlı olarak değişir. CYP3A aktivitesinin yüksek olduğu durumlarda duyarlılığı çok düşüktür. P- glikoprotein substratıdır. CYP3A Kortizol Kortizol 6-β Endojen bir substrattır. Sadece enzim indüksiyonunun belirlenmesinde kullanımı önerilmiştir. Karaciğerden farklı dokularda da metabolize edilir. Dapson Dapson N- Oral yolla uygulanabilir. NAT2 aktivitesinin belirlenmesinde de Diğer prob ilaçlarla ilişkisi zayıftır. Metabolizmasında CYP2E1 enzimi de rol oynar. Karaciğerden farklı dokularda da metabolize edilir. Dekstrometorfan Dekstrometorfan ve dekstrorfan N- demetilasyon Oral yolla uygulanabilir. Geniş kullanımı vardır. CYP2D6 enzim aktivitesinin belirlenmesinde de Diğer prob ilaçlar ile ilişkisi zayıftır. Metabolizmasında CYP2E1 enziminin de rolü vardır. kullanılır. Lidokain Lidokain N-deetilasyon Klerensi önemli oranda karaciğer kan akımına bağlıdır. İn vivo kullanımı sınırlıdır. Alfentanil Piperidin N-dealkilasyon Klerensi kısmen karaciğer kan akımından bağımsızdır. Çok az in vivo çalışma vardır. İV yolla uygulanır. FDA-II programında kontrollü ilaç statüsündedir. Nifedipin Nifedipin dehidrojenasyon Oral yolla İn vivo kullanımı sınırlıdır. 209

8 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 Kaynaklar 1. Steimer W, Potter JM. Pharmacogenetic screening and therapeutic drugs. Clinica Chimica Acta 2002;315: 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: 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: Schmitz G, Aslanidis C, Lackner KJ. Pharmacogenomics: implications for laboratory medicine. Clinica Chimica Acta 2001;308: 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: 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: 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: Seidegard J, Pero RW. The hereditary transmission of high glutathione transferase-activity towards trans-stilbene oxide in human mononuclear leukocytes. Hum Genet 1985;69: 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: Ford LT, Berg JD. Determination of thiopurine S- methyltransferase activity in erythrocytes using 6-thioguanine as substrate and a non-extraction liguid chromatographic technique. J Chromatogr B 2003;798: 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: Cholerton S, Idle ME, Vas A. Comparison of a novel thin-layer chromatographic-fluorescence detection method with a spectrofluorometric method for the determination of 7- hydroxycoumarin in human urine. J Chromatogr 1992;575: 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: 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: 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: Jacqz-Aigrain E, Menard Y, Popon M, Mathieu H. Dextromethorphan phenotypes determined by high-performance liquid chromatography and fluorescence detection. J Chromatogr 1989;27: 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:

9 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: 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: 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: 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: Grant DM, Tang BK, Kalow W. Polymorphic N-acetylation of a caffeine metabolite. Clin Pharmacol Ther 1983;33: 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: 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, N- acetyltransferase-2, and xanthine oxidase activities with the Cooperstown 5+1 cocktail. Clin Pharmacol Ther 2003;74: Johnson JA, Herring VL, Wolfe MS, Relling MV. CYP1A2 and CYP2D6 4-hydroxylate propranolol and both reactions exhibit racial differences. JPET 2000;294: 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: 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 vivo versus in vitro correlations. Pharmacogenetics 1996;6: Rostami-Hodjegan A, Nurminen S, Jackson PR, Tucker GT. Caffeine urinary metabolite ratios as markers of enzyme activity: A theoretical assessment. Pharmacogenetics 1996;6: 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: Zhou H, Tong Z, James FM. Cocktail approaches and strategies in drug development: valuable tool or flawed science? J Clin Pharmacol 2004;44: 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: 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: 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: 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: Jackson PR, Tucker GT. Pharmacokinetic-pharmacogenetic modelling in the detection of polymorphisms in xenobiotic metabolism. Ann Occup Hyg 1990;34: Tanaka E, Breimer DD. In vivo function tests of hepatic drugoxidizing capacity in patients with liver disease. J Clin Pharm Ther 1997;22: Tanaka E. Clinical importance of non-genetic and genetic cytochrome P450 function tests in liver disease. J Clin Pharm Ther 1998;23: