Gyógyszerszint monitorozás, a vérszintek értelmezése a gyógyszermetabolizáció függvényében
Dr. Sárv rvá áry Enikı SE Transzplantációs és Sebészeti Klinika Igazgató: prof. Járay Jenı
Azonos dózis eltérı vérszintet eredményez Cellcept konc. (ng/ml)
14 12 10 8 6 4 2 0 0
50
100
150
200
Transzplantációt követő napok
1
Személyre szabott gyógyszerelés feltételei • beteg – klinikus - labor
TDM - állandó visszajelzés Eredmény helyes interpretációja • A gyógyszer vérszintet befolyásoló tényezık • Genetikai vizsgálat • +?+?+?
személyre szabott gyógyszerelés
A személyre szabott gyógyszerelésnek nagy a jelentısége és a felelıssége
Gyors gyógyulás A beteg gyógyszerterhelése ⇓ Mellékhatás ⇓ Gyógyszerfelhasználás ⇓ Kiadások ⇓
2
Áttekintés o Therapeutic Drug Monitoring - TDM o milyen gyógyszereket, miért, mikor, hogyan? o A PONTOS TDM feltételei o Mintavétel o milyen mintából?(plasma,teljes vér,se) o Trough or AUC (short or full)? o A beteg megbízhatósága o Metodikák (HPLC, FPIA, EMIT, ACMIA)
Áttekintés o A kapott eredmény helyes kiértékelése o Farmakokinetika, farmakodinamika o abszorpció, disztribúció o metabolizmus, clearance o A gyógyszer vérszintet befolyásoló tényezık o Drug -drug interakció o Genetika o Táplálék, tápláltság o Saját mérések
3
Mottó: „Help your customers do what they want, but educate them: TDM is not as simple as it may seem at first” first”
„Egyszerő képlet” ??
Gyógyszer vérszint
Beadott dózis
külső, belső történések, hatások
4
“Balancing Risk” „needed”
„current”
Patient Outcome
TDM +?
TDM - „Szabályozókör” BETEG (klinikai tünetek)
(vérminta) (gyógyszer)
LABOR ORVOS (gyógyszerszint) (visszajelzés) o TDM o betegnek, orvosnak – biztonság (optimális dózis⇒ mellékhatás↓) o hosszú távon megtakarítás
5
A TDM eredményétıl sok minden függhet…
Why perform TDM? Criteria Concentration and effect relationship Large inter-subject variability Large intra-subject variability Narrow therapeutic window Therapeutic range also change after Tx
Adapted from Johnston A, Holt DW. Br J Clin Pharm 1999; 47:339-50.
6
PK of MMF
Interpatient Variability in MPA Exposure Kidney
Heart 260
120
100
Liver
MPA AUC (mgh/l)
240 220
100
80
200 180
80
160
60
140 60
120
40
100 40
80
20
40
60 20
20 0
0
0
Over the first 6 weeks post-transplant the interpatient PK variability in liver transplant patients is greater than that in renal or heart transplant patients MMF dose, 1 g bid
Shaw LM et al. Am J Transplant 2003; 3:534-42.
PK of MMF
Changes of MPA with Time
MPA exposure increases with time after transplantation (with the same oral dose of
MPA AUC (adj to 1 g bid) (mgh/l)
MMF)
90 60 On day 15: Mean AUC = ~30 On day 30: Me an AUC = ~38 On day 150: Mean AUC = ~50
40 20 0
0
30
60
90
120
150
Time of dosing (days)
7
Intra--patient variability Intra Example patient 7
Mean CV% = 33%
Trough MPA (mg/l)
6 5 4 3 2 1 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Number of MMF doses
Tacrolimus vérszint (ng/ml)
NEM EGYSZERŐ ELÉRNI A TERÁPIÁS SZINTET N.F.
35 30 25 20 15 10 5 0 2
4
6
8
10
12
14
16
Tx utáni napok
8
MIÉRT VAN SZÜKSÉG GYÓGYSZERSZINT MONITOROZÁSRA? o Az alkalmazott gyógyszerek az elıírt adagolás mellett különbözı szinteket eredményeznek: o Terápiás tartományon kívül o túldozírozást (toxikus hatás) o dózis csökkentés o aluldozírozást (hatástalan) o dózis emelése o Terápiás tartományon belül o az elért szint megtartása
Sources of TDM Variability
Patient Factors o Compliance o Body weight/height ratio (volume factors) o GI absorption factors (including nutritional status) o Genomics (increasing importance)
9
Sources of TDM Variability o NonNon-Patient Factors o Formulation (prescribability) oCyclosporine (Sandimmune vs. Neoral) o Analytical Technique (RIA vs. HPLC) o-interference/non-specificity o Biological Matrix (whole blood vs. plasma) o Sampling Time oideal vs. actual oinfluence of meals o Drug-Drug Interactions
MIKOR AJÁNLOTT IMMUNSZUPPRESSZIÓS GYÓGYSZERSZINTET MÉRNI?
For drugs: small change in dose ⇒ clinically significant change in efficacy or toxicity In pediatric patients In patients with hepatic/renal impairment During concurrent administration of CYP3A4 and/or P-glycoprotein inducers and inhibitors and after their discontinuation If or when the drug dosage is markedly changed or discontinued However, TDM should not be the sole basis for adjusting drug therapy
10
SOKFÉLE IMMUNSZUPPRESSZIÓS GYÓGYSZERSZINT MÉRÉSÉRE MÉRÉSÉRE VAN LEHETİSÉG
Cyclosporin (1984)
Tacrolimus (1994)
normál érték:2-5 µg/ml
Sirolimus (2000)
normál érték:5-20 ng/ml
Cellcept (1996)
normál érték:150-400 ng/ml
normál érték:5-15 ng/ml
Everolimus (2005)
normál érték:3-8 ng/ml
függ - módszer!
A pontos TDM feltételei mintavétel o Sok apróságon múlhat a pontosság Levétel ideje – „trough level”; AUC (mikor, hányszor) Bevette? Mikor? Levétel milyensége Felhigul (kanül) Alvadékos Vérvételi csı feliratozása Beteg vérére a saját neve kerül? Laborban szétválik a név és a minta Labor – minta elıkészitése Centrifugálás, pipetta pontosság, vvt kicsapás, mérésre kész minta idıben lemérésre kerüljön
11
Milyen mintavétel (vérszint) tükrözi legjobban a beadott dózist?
A farmakokinetika és farmakodinamika fogalma o A farmakokinetika a gyógyszerek szervezeten belüli sorsának jellemzésével foglalkozik A farmakodinamika (farmakodinámia) a gyógyszer szervezetre kifejtett hatásával, a gyógyszerválasz folyamatával foglalkozik
12
A gyógyszerek sorsa a szervezetben o Gyógyszerészeti fázis o hatóanyag felszabadulása a gyógyszerformulációból (szétesés, kioldódás) o Farmakokinetikai fázis o Abszorpció (felszívódás) o Disztribúció (megoszlás) o Metabolizmus (lebomlás) o Elimináció/exkréció (kiürülés) o Farmakodinamikai fázis o Klinikai hatás o Mellékhatás, toxikus hatás
GYÓGYSZERSZINTET BEFOLYÁSOLÓ TÉNYEZŐK felírt dózis megbízhatóság beadott dózis
abszorpció biológiai átalakulás eloszlás kiválasztódás gyógyszer vérkoncentráció TDM regionális véráramlás fehérjéhez való kötődés transzport mechanizmus gyógyszerkonc - receptor sejtek válaszképessége egyéb gyógyszerhatás betegségek életkor placebo hatás farmakológia hatás intenzitása Lothar:Clinical Laboratory Diagnostics - Factors influencing the effect of a specific drug
13
Pharmacokinetics
Definition of Terms
Clearance Exposure AUC Cmax Cmin/trough/pre-dose tmax Steady state Half life
Pharmacokinetics
Pharmacokinetic Profile
[Vereczkey L. 1992]
14
Pharmacokinetics
Concentration (ng/ml)
Pharmacokinetic Profile Maximum concentration (Cmax)
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Pre-dose level (C0) 0
2
4
6
8
10
12
Time after intake (hours)
Pharmacokinetics
Concentration (ng/ml)
Pharmacokinetic Profile 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
AUC0-12 0
2
4
6
8
10
12
Time after intake (hours)
15
Concentration (mg/l)
PK/PD of EC-MPS: Mean MPA Plasma Concentrations after EC-MPS Administration 25
Cyclosporine + EC-MPS Tacrolimus + EC-MPS
20 15 10 5 0 0
2
4
6
8
10
12
Time (h) Kaplan B et al. Clin Transplant 2005; 19:551-8.
Milyen mintavételt válasszunk? Mélyszint? (C0) 2 órás szint? (C2) AUC 12 órás 2 órás rövidített (4 mintavétel)
16
Correlation of an Abbreviated Sampling Model (C0, C0.5 and C2) with Full AUC 100 90
MPA pAUC (mgh/l)
80
AUC = 7.75 + 6.49 C0 + 0.76 C0.5 + 2.43 C2 r2 = 0.862 Sy/x = 6.035
70 60 50 40 30 20 10 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
90
MPA AUC full (mgh/l) Pawinski T et al. Clin Chem 2002; 48:1497-504.
Correlation of an MPA C0 with full AUC
17
AUC is better predictor than is a trough concentration
12 hour AUC is impractical
Alogorithms exist for estimating 12 hour AUC by taking 3-4 samples over 2 hours
Troughs are more practical but less reliable
Mintavétel - helyesen
18
Algorithms to Estimate AUC
Time Required to Reach Steady State Drug given
Plasma concentration
Steady state Cmax
Steady state C0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Drug half lives
Koncentráció (ng/mL)
5-7 nap szükséges a steady-state sirolimus vérszint eléréséhez 100
3.5 mg/m2 2.5 mg/m2 1.5 mg/m2
10
0 0
5
10
15
Tx utáni napok (napok) Adapted from Zimmerman, Kahan. J Clin Pharmacol. 1997;37:405-415. Reprinted by permission of Sage Publications, Inc.
19
Mennyi idı múlva ajánlatos mérni a dózis módosítása módosítása után?
Sirolimus átlagos half-life (t½): • 62 óra felnıttekben1,2 • 55 óra 12–18 év között2 • 71 óra 5–11 év között2 • steady-state koncentráció felnıttekben: • 5–7 nappal a dózis módosítás után1,2 Csak akkor szükséges gyakrabban, ha a kapott vérszint irreleváns 1. Summary of Product Characteristics for RAPAMUNE® (sirolimus). 2. RAPAMUNE® (sirolimus) US Prescribing Information, Wyeth Pharmaceuticals Inc.
Factors to Consider when Using an Abbreviated Sampling Model
Patient should be on the same dose for at least three days before AUC sampling Samples should be taken at exact timepoints
20
Protokol of CyA
Módosul, ha más gyógyszert is kap
Protokol of FK
Módosul, ha más gyógyszert is kap
21
Példa a Sirolimus TDM mintavételi gyakoriságára
hónap hónap hónap hónap hónap hónap 1 2 3 4 5 6
hónap 9
hónap 12
CyA elimináció Mintavétel hetente!
Tx
Type of samples, stability stability
What kind of samples:
Cellcept: plasma Tacrolimus, CyA, SRL, EVL: whole blood
Stability:
Cellcept: must freeze 2 hours after the sampling Sirolimus stable for 10 days at 4°C and 22°C Sirolimus not stable at 37°C beyond 24 hours Up to 3 freeze-thaw cycles prior to measurement did not appreciably affect results Jones et al. Clin Ther. 2000;22(Suppl B):B49-B61.
22
A megfelelı TDM feltételei – teszt, módszer o Pontos legyen o Specifikus
o o
o o
oCsak azt méri (metabolitot, más hasonló molekulát nem mér be)- (cross reactivity) oKontroll (belsı, külsı – ISO) Szenzitív (alacsony koncentrációt mérünk!) Reprodukálható o1 futáson belül - CV:10% oTöbb mérés között – CV:10-15% Gyors Olcsó
MILYEN MÓDSZERREL? o HPLC – gold standard o MEIA (Microparticle Enzyme ImmunoAssay) o SRL, FK o FPIA (Fluorescens Polarization ImmunoAssay) o CyA, EVL o EMIT (Enzyme Multiplied ImmunoAssay) o Cellcept, FK, CyA, FK,
oACMIA
(Antibody Conjugated Magnetic ImmunoAssay)
o CyA, FK
23
HPLC
o o o o o
Pontos Hosszú mérésidı Nagy térigény Bonyolult felszerelés Nem rutinra való
(Dr Róna Kálmán)
o DE: a minıségi kontrollhoz szükséges
oHa probléma van oIdıszakos kontroll
Assay Considerations
Representative HPLC Chromatogram Showing the separation of MPA and its metabolites
Intensity (cps)
Detected by EMIT
MPAG 3.58
25000
MPA 5.03
20000 15000
IS 6.38
AcMPAG 2.26
10000 5000 0 0
1
2
3
4
5
6
7
Time (min) IS = internal standard
Patel CG et al. J Chromatogr B 2004; 813:287-94.
24
Cyclosporin (CyA) és metabolitjai (≈20) a vérben
200 150 100
CsA
AM4N
AM1AL
AM1c
AM9
AM1
AM1A
AM4N9
AM1ac
AM19
0
AM1c9
50
A CyA metabolitok farmakológiailag nem, vagy kevéssé aktívak,mennyiségük változik betegenként, sőt a Tx után 1 betegben is
Cyclosporine Monitoring Specificity of mFPIA and EMIT - Oltx
CsA ng/mL 300
EMIT
mFPIA
HPLC - CsA
AM1
AM9
250 200 150 100 50 0 0
5
10
15
20
25
30
Days post-transplantation
EMIT alacsonyabb, mint FPIA. A HPLC mér a legkevesebbet
25
Cyclosporine Monitoring Specificity of mFPIA and EMIT - HTx
CsA ng/mL 800
EMIT
mFPIA
HPLC - CsA
AM1
AM9
600
400
200
0 0
5
10
15
20
25
30
Days post-transplantation
Módszerváltás – normál range változás lehet o Módszerváltás oka:pontosabb, gyorsabb, olcsóbb o kevesebb metabolit
o Cyclosporin vérszint– régi metodikával o Terápiás tartomány: 150 - 400 ng/ml o Cyclosporin vérszint – új metodikával o Terápiás tartomány: oVese Tx: 100 – 300 ng/ml oMáj-, pancreas Tx: 200 – 350 ng/ml oSzív Tx: 200 – 350 ng/ml
26
Translation of concentrations between LC LC--based methods and the ADD MEIA immunoassay
The correlation equation for 24-hour sirolimus trough concentrations between LC assay and ADD MEIA immunoassay was found to be as follows: SRLMEIA = 1.24 * SRLLC – 0.20
Calculation of sirolimus concentrations between LC assay and ADD MEIA immunoassay (using correlation equation above)
SRLLC
5
10
15
20
SRLMEIA
6.0
12.2
18.4
24.6
SRLLC = sirolimus trough concentrations by LC/MS assay SRLMEIA = sirolimus trough concentrations by ADD MEIA immunoassay
Data on file, Wyeth Pharmaceuticals Inc. IMx® Sirolimus Assay Package Insert, Abbott Diagnostics Division.
A pontos TDM feltételei interpretálás o Terápiás tartományon belül o Terápiás tartományon kívül o Alacsony ⇒ dózis emelése o hatástalan o Magas ⇒ dózis csökkentése o Toxicitás o Klinikum – nem a várt eredmény o Okok keresése o o o o
Bevette? Interakciók figyelembe vétele Albumin, vérkép, máj-,vesefunkció Szoros monitorozás
27
Gyógyszerszintet befolyásoló tényezık •Helyes mintavétel
Eredmények interpretációja
Nem vehetı figyelembe a kapott eredmény, ha NEM megfelelı idıpontban kérjük a mintavételt A dózis váltástól számítva nem várjuk ki a felezési idıt
Gyógyszere válogatja, hogy mennyi idınek kell eltelnie a dózisváltástól
28
Gyógyszerszintet befolyásoló tényezık •Albumin
Consequences of protein binding
MPA free fraction related to albumin
29
Gyógyszerszintet befolyásoló tényezık •Gyógyszer-interakciók
PK/PD of MMF Differences in MPA Exposure with CsA vs Tac The change in AUC occurs in the later phases of the dosing interval
Concentration (µg/ml)
MMF + Tac MMF + CsA
12
0
Time (hours)
30
Figyelembe kell venni, milyen más gyógyszert szed egyidejőleg
Target MPA Concentrations Summary of Current Recommendations
MPA AUC
30-60 mgh/l as determined by HPLC (33-66 EMIT) in the 1st 30 days posttransplant (with standard-dose CsA)
MPA C0
Renal ≥ 1.3 (HPLC; 1.6 EMIT) mg/l with CsA ≥ 1.9 (HPLC; 2.3 EMIT) mg/l with Tacrolimus
Cardiac
1.2-3.5 mg/l (HPLC), ≥ 2.0 mg/l (EMIT)
van Gelder T, Shaw LM. Transplantation 2005; 80:S244-53.
31
Gyógyszerszintet befolyásoló tényezık • Táplálkozás
Effect of Food on MMF Pharmacokinetics
Consumption of a meal prior to MMF administration has only minor effects on MPA pharmacokinetics Reduction of about 25% in Cmax No effect on AUC
Bullingham R et al. Br J Clin Pharmacol 1996; 41:513-6.
32
Gyógyszerszintet befolyásoló tényezık •Nem: férfi - nı
Nık-férfiak másképp Nıkreagálnak a gyógyszerekre
Nıknél több mellékhatás Felszívódás: nıknél lassúbb (kiv.:alkohol) Biotranszformáció:
CYP3A4 nıknél nagyobb CYP 2D6 férfiakban nagyobb 2C19 vegyes
Farmakodinámia:ritka a nemi különbség
Clearance:nıknél kisebb, reabszorpció élénkebb; férfiaknál a filtráció és a szekréció erısebb Menstruációs ciklus, terhesség
Dr Gachályi Béla összefoglalója (Orvostovábbképzı Szemle XIV.évf., 2007)
33
Example of Dose Adjustment Current dose is 1 g bid Current trough is 1.0 µg/ml Your target trough is 1.5 µg/ml What should the new dose be?
Assessment of Dose Adjustment
Dose Calculations Current Dose X Target Concentration New Dose =
Measured Trough
1 gm bid X 1.5 µg/ml New Dose =
= 1.5 g bid
1.0 g µg/ml
34
A TDM haszna Fixed MMF dose regimen (1000 mg bid)
MPA AUC (mgh/l)
100
Optimal TDM regimen: assessment on day 3 and 56 100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0 3
7
11
21 28 56 84 112 140
3
7
11
21 28 56 84 112 140
Time (days after transplantation) Dotted lines represent the currently recommended AUC target range of 30-60 mgh/l van Hest R et al. Ther Drug Monit 2005; 27:163-7..
Saját eredmények •Nem (férfi – nı) •Gyógyszerinterakciók •Génexpresszió
35
Férfiaknak átlagosan alacsonyabb az MPA szintje FÉRFI - NŐ
2
1,67195431 1,419183622
1,5
1
atlag MPA szint 1
FFI n=24
2
NŐ n=22 A nıknél magasabb szint, de a terápiás tartományban
7 6 5 4 3 2 1 0
3 2,5 2 1,5 1
dózis
vérszint
Fix dózis mellett, változó vérszint
0,5 0 0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
vérszint dózis: 1 g
napok
36
FKFK-t szedıknek magasabb az MPA szintje
Átlag MPA szint (n=50)
2,5
vérszint
2 1,5 1 0,5 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
napok
FK és CyA csoport összehasonlítása KIEGÉSZÍTŐ GYÓGYSZEREK 2 1,5 1 0,5 0
átl. MPA szint 1
FK n=30
2 CYA n=16
37
Gyógyszerszintet befolyásoló tényezık
• Gyógyszermetabolizáló képesség
GÉNEXPRESSZIÓ VIZSGÁLATA
• Máj gyógyszermetabolizáló képessége lehet: •Extensive (nagyon jó) metabolizer – nagyobb dózisban lesz effektív •Poor (gyenge) metabolizer - kevesebb gyógyszer elégséges; alternatív gyógyszer •Intermedier (átlagos) metabolizer valószínő a protokollnak megfelelı
38
“Balancing”
Patient Outcome
Drug dose (adjustement)
Drug Metabolizing Capacity
Drug blood level (TDM)
Influencing factors Intrinsic, extrinsic
TELJES VÉR FEHÉRVÉRSEJT RNS cDNS SPECIFIKUS AMPLIFIKÁCIÓ
39
Method - Phenotyping: RT RT--PCR mRNA 1. Reverse Transcriptase reaction
cDNA 2. Real time PCR
3. Normalisation
Gyógyszerszintek, gyógyszerdózisok a mRNS génexpresszió tükrében
40
Azonos dózishoz eltérő vérszint tartozik 25 FK blood level 25
20
FK dose
20
15
15 10
10 5
5
0
0
Tacrolimus dose (mg)
Tacrolimus blood level (ng/ml)
30
Sampling
Poor metabolizer
Extensive metabolizer
FK dózis – vérszint reláció (n=250)
50
FK szint
FK dózis
40
20
30 20
10
10 0
0 y=0,012x+14,89 R2=0,02
Poor metabolizer
Extensive metabolizer
41
Eltérıen reagálunk a gyógyszerekre…. 50
50 dózis
45
dózis vérszint
45
vérszint 40
40
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0 1
2
3
3
4
5
6
7
8
1
9 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20
2
3
4
5
Extensive metabolizer
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Poor metabolizer
MPA szint magasabb a gyengén expresszáló betegekben a korai post.op. periódusban (3A4)
3
jó
2,5
gyenge
2 1,5 1 0,5 0 3
5
7
14
30
45
60
90
120
180
42
CyA szint magasabb a gyengén expresszáló betegekben a korai post.op. periódusban (3A4) 450 400
jó 3A4
350
gyenge 3A4
300 250 200 150 100 50 180
150
120
92
72
52
38
30
20
10
5
3
0
Tailored drug treatment (examples) CYP
Drugs
Tailored drug treatment
CYP2C9
sulfamethoxazole fluconazole
alternative antibiotics antifungals or withdrawal
CYP2C19
proton pump inhibitors fluconazole
alternative: famotidine alternative antifungals or withdrawal
CYP3A4 (3A5)
immunosuppressive agents
adjusted dose
43
Összefoglalás KLINIKUS
BETEG Megbízhatóság Nem, életkor, Testsúly-magasság, GI abszorp., tápláltsági faktorok, genetikai faktorok
Mintavétel-felezési idı, steady state, gyógyszer interakciók, nemi különbségek, máj-, vesefunkció, albuminszint, egyéb betegségek
Mintavétel, szállítás
LABOR
Metodika váltás!
Minta elıkészítés, tárolás, metodika, validitás pontossága
A TDMTDM-t csak jól lehet végezni
A TDM-nek haszna csak akkor van, ha pontosan végzik Ahány gyógyszer annyi protokol, módszer Klinikus – interpretáció Drug-drug kölcsönhatás- genetika Táplálkozás – mit,mibıl, mikor? Dózis-klinikum-vérszint Mikor kell dózist váltani, miért Mikor mérjünk újra vérszintet? Labor Ellenırzi a minta minıségét Pontosan mér, validál Pontos mérés, adekvát interpretálás ⇒ benefit Hibás mintavétel, rossz interpretáció⇒ rosszabbat teszünk, mintha nem lenne TDM
44
ÖSSZEFOGLALÁS
TDM nem arról szól, hogy egyszerően megmérjük a gyógyszerszintet és megnézzük, benne van-e a kívánt tartományban minden beteg más, eltérıen a reagál a gyógyszer(ek)re Csak állandó visszacsatolás (labor-klinikus) mellett, a gyógyszerszintet befolyásoló tényezık figyelembe vételével lehet dózis módosítást kezdeményezni a legkisebb toxicitás és a legnagyobb effektivitás elérése érdekében
45
