КЛИНИКО-ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПРОГНОЗИРОВАНИЮ НЕЖЕЛАТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ ДОКСОРУБИЦИНА НА ОСНОВАНИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕГО МИНИМАЛЬНОЙ РАВНОВЕСНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ В ПЛАЗМЕ КРОВИ У ПАЦИЕНТОК С РАКОМ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛ

Ших Е.В., Багдасарян А.А. Клинико-фармакологический
подход к прогнозированию нежелательных реакций
доксорубицина на основании определения его
минимальной равновесной концентрации в плазме
крови у пациенток с раком молочной железы.
Фармакология & Фармакотерапия. 2024; 2: 18–24.
DOI 10.46393/27132129_2024_2_18

Цель – изучить степень риска развития нежелательных реакций доксорубицина в зависимости от его концентрации
в плазме крови.
Материал и методы. В исследование были включены 69 пациенток с подтвержденным диагнозом рака молочной же‑
лезы, которым планировалось проведение химиотерапии в режиме АС (доксорубицин + циклофосфамид). У всех па‑
циенток определяли минимальную равновесную концентрацию доксорубицина и уровень тропонина I в плазме крови.
Наличие нежелательных явлений и время их возникновения устанавливали во время визитов пациенток для прохож‑
дения курса химиотерапии и при визите через три месяца после завершения последнего курса химиотерапии. Всем
пациенткам выполняли холтеровское мониторирование электрокардиограммы и эхокардиограмму с целью обнаруже‑
ния признаков кардиотоксичности доксорубицина. С помощью методов статистической обработки данных определяли
взаимосвязь между концентрацией доксорубицина в плазме крови и развитием нежелательных реакций.
Результаты. Медианное значение минимальной равновесной концентрации доксорубицина, при котором развивались
любые виды нежелательных явлений, составило 136,49 нг/мл (95% доверительный интервал (ДИ) 118,8459–142,3509).
Показана статистически значимая корреляция между более высокой концентрацией доксорубицина и увеличением
риска развития алопеции (относительный риск (ОР) 2,2 (95% ДИ 1,01–4,73), p = 0,048; AUC = 0,793 (95% ДИ 0,576–
0,833), p < 0,0001), тошноты (AUC = 0,626 (95% ДИ 0,501–0,74), р = 0,041) и повышением концентрации тропонина I
(ОР 5,76 (95% ДИ 1,36–24,4), p = 0,018; AUC = 0,757 (95% ДИ 0,639–0,852), p = 0,002).
Выводы. Установлена корреляция ряда нежелательных реакций с более высокой минимальной равновесной концен‑
трацией доксорубицина. Требуются дальнейшие исследования с целью определения значения лекарственного монито‑
ринга доксорубицина для повышения безопасности фармакотерапии.
Введение
На концентрацию лекарственных средств
в плазме крови влияет множество факторов, среди ко‑
торых возраст пациента, пол, расовая принадлежность,
количество принимаемых лекарственных препара‑
тов, наличие почечной или печеночной недостаточ‑
ности, курение, употребление алкогольных напитков
и др. [1]. При возрастании концентрации лекарствен‑
ных средств выше минимальной токсической увеличи‑
вается риск развития нежелательных лекарственных
реакций, ввиду чего требуется персонализированный
анализ наличия факторов риска их развития во избе‑
жание неблагоприятных последствий для пациентов.
Некоторые лекарственные средства характери‑
зуются благоприятным профилем безопасности и пе‑
реносимости, другие же обладают широким рядом
побочных эффектов вплоть до развития серьезных
нежелательных явлений (НЯ), угрожающих жизни па‑
циента, требующих госпитализации или ее продления.
К последним относят препараты, применяемые в ле‑
чении злокачественных опухолей и входящие в режи‑
мы полихимиотерапии. Наша работа сфокусирована
на изучении нежелательных реакций доксорубицина –
препарата класса антрациклиновых антибиотиков, ши‑
роко применяемого в лечении ряда онкологических за‑
болеваний, в частности рака молочной железы [2].
Препараты антрациклинового ряда обладают
рядом нежелательных реакций, среди которых выде‑
ляют миелосупрессию, диспептические явления, изъ‑
язвления желудочно-кишечного тракта, алопецию. Са‑
мым тяжелым осложнением терапии антрациклинами
является кардиотоксичность, которая может прояв‑
ляться в виде аритмий, перикардита или миокардита,
асимптоматического снижения фракции выброса ле‑
вого желудочка (ФВЛЖ), разивития дилатационной
или рестриктивной кардиомиопатии [3–6].
Биохимическим маркером сердечного поврежде‑
ния служит повышение уровня сердечного тропонина.
В исследовании J.V. McGowan и соавт. (2017) показано,
что у пациентов, получавших препараты антрацикли‑
нового ряда, наблюдалось повышение уровня тропо‑
нинов T и I, что было ассоциировано с диастолической
дисфункцией сердца [7]. H. Sawaya и соавт. (2012) ис‑
следовали влияние терапии антрациклинами, таксана‑
ми и трастузумабом на повышение уровня маркеров
сердечного повреждения и нарушение сердечной со‑
кратимости [8]. У 78% пациенток, у которых развилась
антрациклиновая кардиотоксичность, наблюдалось по‑
вышение уровня тропонина. Однако корреляция повы‑
шения уровня тропонинов и развития кардиотоксич‑
ности требует дальнейшего изучения.
Цель исследования – изучение степени риска раз‑
вития нежелательных реакций доксорубицина в зави‑
симости от его концентрации в плазме крови.
Материал и методы
Исследование проводилось на базе кафедры
клинической фармакологии и пропедевтики вну‑
тренних болезней Института клинической меди‑
цины им. Н.В. Склифосовского ФГАОУ ВО Первый
МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченов‑
ский Университет). Клиническими базами для набора
пациенток в исследование являлись отделение проти‑
воопухолевой лекарственной терапии Университет‑
ской клинической больницы (УКБ) № 4 Сеченовского
Университета, онкологическое отделение противоопу‑
холевой терапии УКБ № 1 Сеченовского Университета,
отделение химиотерапии Московского научно-исследо‑
вательского онкологического института им. П.А. Гер‑
цена. Проведение исследования одобрено на заседании
Локального этического комитета ФГАОУ ВО Первый
МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченов‑
ский Университет) (протокол № 01-20 от 22.01.2020).
В исследование включено 69 пациенток с под‑
твержденным диагнозом рака молочной железы со‑
гласно классификации TNM. Критериями включения
пациенток в исследование служили: подписание ин‑
формированного добровольного согласия на участие
в исследовании; женский пол; возраст старше 18 лет;
диагноз «HER2-негативный рак молочной железы»,
установленный с помощью исследования биопсийного
материала; наличие показаний к проведению химиоте‑
рапии в режиме АС (доксорубицин, циклофосфамид);
госпитализация с целью проведения третьего или чет‑
вертого курса химиотерапии.
Критериями невключения пациенток в исследова‑
ние являлись: мужской пол; возраст младше 18 лет; аллерги‑
ческие реакции на доксорубицин и вспомогательные ком‑
поненты в лиофилизате, а также на другие лекарственные
средства антрациклинового ряда; беременность, период
лактации; миелосупрессия (снижение уровня клеток кро‑
ви менее нижней границы референса, установленной в ла‑
боратории: гемоглобин ≤ 117 г/л, эритроциты < 3,8 × 1012/л,
лейкоциты < 4 × 109/л, нейтрофилы < 1,5 × 109/л; лимфо‑
циты < 1,0 × 109/л; тромбоциты < 150 × 109/л); нарушение
функции печени: увеличение уровня билирубина, увеличе‑
ние уровня аланинаминотрансферазы (АЛТ) более 2 норм
(верхняя граница референса, установленная лаборатори‑
ей, – 28 ед/л); нарушения сердечного ритма; хроническая
сердечная недостаточность с ФВЛЖ < 50%; перенесенный
инфаркт миокарда; другие сопутствующие заболевания
в стадии декомпенсации. Критериями исключения паци‑
енток из исследования являлись: отказ от дальнейшего
участия в исследовании; наступление беременности, пери‑
ода лактации; отмена лечащим врачом назначения доксо‑
рубицина.
У пациенток, включенных в исследование, про‑
водился сбор анамнеза жизни и заболевания, инфор‑
мации о сопутствующих хронических заболеваниях,
перенесенных оперативных вмешательствах. До начала
курса химиотерапии выполнялся общий клинический
анализ крови на гематологическом анализаторе Sysmex
XN-550 для определения уровня гемоглобина, эритро‑
цитов, лейкоцитов, лейкоцитарной формулы, тромбо‑
цитов; биохимический анализ крови на биохимическом
анализаторе Olympus AU-400 с определением уровня
глюкозы, общего белка, печеночных трансаминаз (АЛТ,
аспартатаминотрансфераза), общего билирубина, креа‑
тинина, общего холестерина. За референсные значения
принимались показатели, принятые лабораторией.
Всем пациенткам проводилось холтеровское
мониторирование электрокардиограммы (ЭКГ) в день
проведения курса химиотерапии во время их первого
визита, а также эхокардиограмма (ЭхоКГ) через три
месяца после завершения последнего курса химиоте‑
рапии. Объем других инструментальных исследований
был обусловлен наличием показаний к их проведению,
определял соответствие или несоответствие пациенток
критериям включения и невключения.
У всех пациенток, принимавших участие в иссле‑
довании, был взят образец крови из кубитальной вены
натощак за час до проведения третьего или четвертого
курса химиотерапии в вакуумные пробирки объемом
5 мл с ЭДТА К3. Кровь подвергали центрифугированию
в течение 10 минут со скоростью 1500 оборотов в ми‑
нуту. Полученную плазму помещали в два эппендорфа
объемом 1,5 мл с помощью пластиковых пипеток, под‑
вергали заморозке при температуре -40 °С и хранили
не более 6 месяцев до проведения определения. Об‑
разец плазмы из первого эппендорфа предназначался
для определения минимальной равновесной концен‑
трации доксорубицина, из второго – для определения
уровня тропонина I. Процесс забора крови, отбора
плазмы, хранения крови и утилизации биоматериалов
происходил согласно общепринятым рекомендациям
с соблюдением мер безопасности.
Исследование концентрации доксорубицина
в плазме крови выполняли методом высокоэффектив‑
ной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на жидкост‑
ном хроматографе Agilent 1290 Infinity II LC, совмещенном с 6470 Triple Quadrupole LC/MS, с использованием
стандартных растворов концентрациями 10 мкг/мл,
1 мкг/мл и 100 нг/мл, 98%-й муравьиной кислоты, аце‑
тонитрила и воды очищенной Milli-Q для ВЭЖХ. До‑
полнительное оборудование включало аналитические
весы ME54 МЕТТЛЕР ТОЛЕДО, одноканальные меха‑
нические дозаторы с варьируемым объемом 100–1000 мкл
и 20–200 мкл (Thermo Scientific Блэк), центрифугу
Eppendorf, колонку С-18 размером 50 × 2,1 мм, 1,7 мкм.
Определение уровня тропонина I в плазме крови
проводили на экспресс-анализаторе PATHFAST® мето‑
дом иммунохемилюминесцентного ферментного ана‑
лиза. За референсные значения в отношении неишеми‑
ческого повреждения миокарда у женщин принимался
результат 0–12 нг/мл [9].
Математический статистический анализ данных
исследования проводили с использованием электрон‑
но-вычислительной техники, программного обеспе‑
чения Medcalс®, версия 19.8. Для проверки гипотезы
о нормальности распределения использовали крите‑
рий Колмогорова–Смирнова. При нормальном распре‑
делении результаты представляли в виде среднего зна‑
чения (М) и среднего квадратичного отклонения (σ).
При отсутствии нормального распределения определя‑
ли минимальное (min) и максимальное (max) значения,
а также медиану (Мо). Для выявления прогностической
ценности использовали ROC-анализ, расчет AUC. Ре‑
зультат проводимого статистического анализа считали
достоверным при вероятности ошибки р < 0,05.
Результаты
Структура нежелательных явлений
Наличие НЯ и время их возникновения уста‑
навливали во время визитов, то есть непосредственно
после включения в исследование перед забором крови,
при повторном посещении с целью получения четвер‑
того курса химиотерапии (если пациентка была вклю‑
чена в исследование перед проведением третьего курса
химиотерапии) и при визите пациенток через три меся‑
ца после завершения последнего курса химиотерапии
с целью проведения ультразвукового исследования
сердца. НЯ имели место у 45 (65,22%) участниц иссле‑
дования, при этом у 35 (50,72%) пациенток наблюда‑
лось развитие двух и более НЯ. У 24 (34,78%) пациен‑
ток НЯ отсутствовали.
Наиболее распространенным НЯ была алопеция
(30,4% пациенток; n = 21). Следующими по частоте
встречаемости были тахикардия (27,5% пациенток;
n = 19), лейкопения (26,1% пациенток; n = 18), тошнота
(17,4% пациенток; n = 12). Повышение уровня тропони‑
на I > 12 нг/мл имело место у 15,9% пациенток (n = 11).
Другие нежелательные явления включали нейтропе‑
нию (13,0% пациенток; n = 9), лимфопению (7,2% паци‑
енток; n = 5), снижение ФВЛЖ (7,2% пациенток; n = 5),
повышение уровня АЛТ (5,8% пациенток; n = 4), сни‑
жение уровня гемоглобина ниже референтного значе‑
ния, заданного лабораторией (5,8% пациенток; n = 4),
аритмию (2,9% пациенток; n = 2), диарею (2,9% паци‑
енток; n = 2). Структура НЯ у пациенток, принявших
участие в исследовании, представлена в табл. 1.
Холтеровское мониторирование ЭКГ
Всем пациенткам (n = 69; 100%) проведено су‑
точное холтеровское мониторирование ЭКГ. Клини‑
чески значимые изменения ЭКГ интерпретировались
как проявление острой кардиотоксичности доксоруби‑
цина. Во время исследования все пациентки вели днев‑
ники активности.
У 46 (66,67%) пациенток не установлено клини‑
чески значимых изменений ЭКГ при суточном холте‑
ровском мониторировании. У 19 (27,53%) пациенток
выявлены эпизоды синусовой тахикардии, не связан‑
ные с физической активностью. У 2 (2,9%) пациен‑
ток обнаружена частая желудочковая экстрасисто‑
лия (определялась как более 500 комплексов в сутки).
Ни у одной пациентки не обнаружено фибрилляции
предсердий или другого жизнеугрожающего вида арит‑
мии, а также не зарегистрированы диагностически зна‑
чимые эпизоды ишемии миокарда.
Ультразвуковое исследование сердца
Всем пациенткам (n = 69; 100%) проведено уль‑
тразвуковое исследование сердца (ЭхоКГ). Снижение
ФВЛЖ интерпретировалось как проявление хрониче‑
ской кардиотоксичности доксорубицина. При исследо‑
вании у 5 (7,25%) пациенток было впервые обнаружено
снижение ФВЛЖ. У остальных 64 (92,75%) участниц ис‑
следования ФВЛЖ оставалась в пределах референтных
значений.
Определение минимальной равновесной
концентрации доксорубицина в плазме крови
Минимальная концентрация доксорубицина
в плазме крови была равна 29,81 нг/мл, максимальная –
301,84 нг/мл. Среднее значение минимальной равновесной
концентрации доксорубицина составило 141,661 нг/мл
при 95% доверительном интервале (ДИ) 127,367–155,954,
в то время как медианное значение равнялось 132,4 (95%
ДИ 126,118–144,029). Значения минимальной равновес‑
ной концентрации доксорубицина в плазме крови паци‑
енток не подчинялись законам нормального распределе‑
ния (коэффициент распределения 0,0002).
Исследование уровня тропонина I в плазме крови
Минимальный уровень тропонина I в плазме
крови составил 0,23 нг/л, максимальный – 36,2 нг/л.
За нормальные референсные значения принимали по‑
казатели 0–12 нг/л.
Риск развития нежелательных явлений
и минимальная равновесная концентрация
доксорубицина
Наименьший уровень доксорубицина, при ко‑
тором наблюдались НЯ, составил 50,1200 нг/мл, наи‑
больший – 172,4600 нг/мл. Мы рассчитали медианное
значение концентрации доксорубицина, при котором
наблюдалось развитие НЯ. Оно составило 136,49 нг/мл
при 95% ДИ 118,8459–142,3509.
Также мы провели расчет относительного риска
развития НЯ среди пациенток, концентрация доксо‑
рубицина у которых была выше медианного значения
(136,49 нг/мл) и ниже его. У 33 пациенток уровень док‑
сорубицина был выше 136,49 нг/мл, а у 36 пациенток –
ниже. Результаты представлены в табл. 2.
Согласно результатам расчетов, критерий до‑
стоверности p < 0,05 был получен при расчете риска
развития алопеции (относительный риск (ОР) 2,2 (95%
ДИ 1,01–4,73), p = 0,048), тахикардии (ОР 2,36 (95% ДИ
1,01–5,5), p = 0,046), повышения уровня тропонина I
выше референсных значений (ОР 5,76 (95% ДИ 1,36–
24,4), p = 0,018) при более высокой минимальной рав‑
новесной концентрации доксорубицина.
Проведен ROC-анализ с целью расчета AUC и по‑
строения ROC-кривой для определения взаимосвязи
уровня минимальной равновесной концентрации док‑
сорубицина и возникновения НЯ. Также рассчитывался
индекс Юдена.
Результаты определения AUC являлись до‑
стоверными (при p < 0,05) в отношении возникно‑
вения алопеции (p < 0,0001), тошноты (р = 0,041)
и повышения уровня тропонина I (р = 0,002). В от‑
ношении других НЯ значение критерия р было бо‑
лее 0,05.
На рисунках 1, 2 и 3 представлены результаты
расчета AUC под ROC-кривыми в отношении воз‑
никших НЯ при уровне достоверности p < 0,05.
Для всех вышеперечисленных НЯ значение
AUC превышало 0,5. Это означает, что достовер‑
ность модели лучше случайного гадания. В отноше‑
нии тошноты AUC = 0,626, при этом индекс Юдена
был равен 0,6061; в отношении повышения уровня
тропонина I AUC = 0,757 (индекс Юдена 0,5351);
в отношении возникновения алопеции AUC = 0,793
(индекс Юдена 0,7424).
Таким образом, полученные нами результаты
указывают на статистически значимую связь между
минимальной равновесной концентрацией доксоруби‑
цина и возникновением таких нежелательных реакций,
как повышение уровня тропонина I и алопеция. При рас‑
чете ОР развития НЯ в зависимости от достижения ме‑
дианной концентрации доксорубицина (136,49 нг/мл)
не было показано статистически значимой связи в отно‑
шении возникновения гастроинтестинальной токсично‑
сти в виде тошноты (р = 0,05), однако при проведении
ROC-анализа и построении AUC отмечена корреляция
между более высоким риском возникновения данного НЯ
и более высокой концентрацией доксорубицина.
Заключение
В научной медицинской литературе опубликова‑
ны данные о корреляции между кумулятивной дозой
доксорубицина и риском возникновения нежелатель‑
ных реакций [10, 11]. Имеются данные об ассоциации
цитотоксичности доксорубицина и его концентрации,
превышающей максимальные терапевтические значе‑
ния [12]. Однако количество клинических исследова‑
ний, свидетельствующих о взаимосвязи плазменной
концентрации доксорубицина и риска возникновения
нежелательных реакций, ограничено.
K. Kunarajah и соавт. исследовали корреляцию
концентрации доксорубицина, его метаболита доксо‑
рубицинола и уровня тропонина I в плазме крови, в ре‑
зультате чего обнаружено дозозависимое увеличение
уровня тропонина I [13]. В нашем исследовании также
зарегистрировано повышение концентрации тропо‑
нина I в плазме крови при более высоких плазменных
концентрациях доксорубицина.
В результате проведенного исследования уста‑
новлено, что медианное значение минимальной рав‑
новесной концентрации доксорубицина, при котором
развивались любые виды НЯ, было равно 136,49 нг/мл
(95% ДИ 118,8459–142,3509). Продемонстрирована
статистически значимая корреляция между более вы‑
сокой концентрацией доксорубицина и увеличением
риска развития алопеции (ОР 2,2 (95% ДИ 1,01–4,73),
p = 0,048; AUC = 0,793 (95% ДИ 0,576–0,833), p < 0,0001),
а также корреляция между более высокой концентра‑
цией доксорубицина и увеличением риска развития
тошноты (AUC = 0,626 (95% ДИ 0,501–0,74), р = 0,041).
Данные нашего исследования свидетельствуют о кор‑
реляции между более высокой концентрацией доксо‑
рубицина и повышением концентрации тропонина I
(ОР 5,76 (95% ДИ 1,36–24,4), p = 0,018; AUC = 0,757
(0,639–0,852), p = 0,002). Определение корреляции по‑
вышения уровня тропонина I и риска развития кар‑
диотоксичности, обусловленной применением док‑
сорубицина, требует дальнейшего изучения с целью
определения значения лекарственного мониторинга
доксорубицина для повышения его безопасности.
Литература
1. Alomar M.J. Factors affecting the development of adverse
drug reactions (review article). Saudi Pharm. J. 2014; 22
(2): 83–94.
2. Рак молочной железы. Клинические рекомендации
Министерства здравоохранения РФ. Пересмотр
2020 г.
3. Cardinale D., Colombo A., Bacchiani G. et al. Early
detection of anthracycline cardiotoxicity and improvement
with heart failure therapy. Circulation. 2015; 131 (22):
1981–1988.
4. Silva dos Santos D., Coeli dos Santos Goldenberg R.
Doxorubicin-induced cardiotoxicity: from mechanisms to
development of efficient therapy. In: Cardiotoxicity. Ed. by
W. Tan. IntechOpen, 2018.
5. Raj S., Franco S.I., Lipshultz S.E. Anthracycline-induced
cardiotoxicity: a review of pathophysiology, diagnosis, and
treatment. Curr. Treat. Options Cardiovasc. Med. 2014; 16
(6): 315.
6. Lipshultz S., Scully R., Stevenson K. et al. Hearts too small
for body size after doxorubicin for childhood ALL: Grinch
syndrome. J. Clin. Oncol. 2014; 32: 10021–10021.
7. McGowan J.V., Chung R., Maulik A. et al. Anthracycline
chemotherapy and cardiotoxicity. Cardiovasc. Drugs Ther.
2017; 31: 63–75.
8. Sawaya H., Sebag I.A., Plana J.C. et al. Assessment of echocardiography
and biomarkers for the extended prediction
of cardiotoxicity in patients treated with anthracyclines,
taxanes, and trastuzumab. Circ. Cardiovasc. Imaging.
2012; 5 (5): 596–603.
9. Spanuth E., Thomae R., Giannitsis E. ISICEM 2015 – 35th
International Symposium on Intensive Care and Emergency
Medicine. 17–20 March 2015, Belgium, Brussels.
10. Zamorano J.L., Lancellotti P., Rodriguez Muñoz D. et al.;
ESC Scientific Document Group. 2016 ESC Position Paper
on cancer treatments and cardiovascular toxicity developed
under the auspices of the ESC Committee for Practice
Guidelines: the Task Force for cancer treatments and
cardiovascular toxicity of the European Society of Cardiology
(ESC). Eur. Heart J. 2016; 37 (36): 2768–2801.
11. Ajaykumar C. Overview on the side effects of doxorubicin.
In: Advances in Precision Medicine Oncology. Ed. by
H. Arnouk, B.A. Rasool Hassan. IntechOpen, 2021.
12. Nicoletto R.E., Ofner C.M. Cytotoxic mechanisms of
doxorubicin at clinically relevant concentrations in breast
cancer cells. Cancer Chemother. Pharmacol. 2022; 89 (3):
285–311.
13. Kunarajah K., Hennig S., Norris R.L.G. et al. Population
pharmacokinetic modelling of doxorubicin and doxorubicinol
in children with cancer: is there a relationship with
cardiac troponin profiles? Cancer Chemother. Pharmacol.
2017; 80 (1): 15–25.