Abstract

Background: Cyclosporine is the main drug used for immunosupression among cardiac transplant patients and its blood levels can be measured at 0 and 2 hours after oral intake (C₀ and C₂ levels). Among kidney and liver transplants there are some data suggesting that C₂ measurment is the most effective way of monitoring cyclosporine levels. However data about C₂ monitorization and cardiac transplantation is limited.

Methods: During the period between May 1998 and May 2002, 18 patients underwent orthotophic heart transplantation and all patients recieved triple immunosupressive regiment (cyclosporine,azathiprine and corticosteroid) postoperatively. Cyclosorine levels were monitored with C₀ measurements for the first 9 patients (Group I). C₀ and C₂ measurements were used for the last 9 patients (Group II). C₀ and C₂ drug levels were kept within 250-300 ng/ml and 1100-1300 ng/ml respectfully for the first 3 month then target levels were gradually reduced.

Results: Grade 1A to 3A acute rejection episodes were detected on endomyocardial biopsies among 6 patients (66%) monitored only with C₀ measurements. In contrast only one grade 1A rejection episode was detected among patients monitored with both C₀ and C₂ measurements. However in this group there were patients who had normal C₀ but elevated C₂ levels in respect to the targeted values and these patients had serious cyclosporine side effects (44%) and infections (22%).

Conclusions: C₂ monitorization for cyclosporine serum levels measurement among heart transplant recipients although provides ideal values for blood level arrengements, needs larger sample size studies in order to identify best target values.

Siklosporin A (CsA), transplantasyon sonrası immunsupressif tedavide kullanılan temel ilaç olup, Trichoderma Polysporum Rifai mantarının fermentasyonuyla elde edilen lipofilik siklik bir undekapeptiddir [1]. Absorpsiyonu yüksek oranda hepatobilier dolaşıma bağlıdır ve karaciğerde sitokrom P-450 sistemi tarafından metabolize edilerek metabolitleri başlıca safra ile atılır. Siklosporin A’nın immunsupressif etkisi spesifik olup, ilk olarak hücre düzeyinde sitosolik proteinlerden özellikle siklopiline bağlanır. Oluşan kompleks kalsinörine bağlanır ve onun enzimatik fonksiyonunu bloke ederek DNA bağımlı proteinlerin aktivasyonunu, dolayısıyla interlökin 2 (IL-2) sentezini bloke eder ve lenfosit proliferasyonu ve aktivasyonunda anahtar rol oynar [2]. İlk oral formu olan “Sandimmun”’a nazaran yeni lipofilik mikroemülsiyon formu olan Neoral (Novartis, Basel, Switzerland)’in absorpsiyonu hızlı ve komplettir. Pik konsantrasyona 1.5 saatte ulaşır ve biyoyararlanımı %30-50 fazladır [3]. Enfeksiyon immunsupresyona bağlı en ciddi komplikasyondur. Bununla birlikte CsA’nın major yan etkileri nefrotoksisite, hipertansiyon, nörotoksisite ve hiperlipidemidir. Daha nadir görülen diğer yan etkiler ise hirsutizm, gingival hiperplazi ve karaciğer disfonksiyonudur. Nefrotoksisite başta olmak üzere tüm yan etkiler genelde doza bağlıdır ve ilaç dozunun düşülmesi veya geçici olarak kesilmesi ile genelde düzelir [4]. Siklosporin A’nın dar bir terapötik pencereye sahip olması ve aynı zamanda ön görülemeyen emilim biçimi nedeniyle kan düzeyinin monitorize edilmesi gereklidir. Tedaviyi monitorize etmenin amacı daha az doku reddi ve daha az ilaç yan etkisidir [5]. Monitorizasyonda ilaç verilmeden alınan kan düzeyi (C₀) ve ilaç verildikten 2 saat sonraki kan düzeyi (C₂) kullanılabilir. C₀ monitorizasyonu ile akut rejeksiyon (AR) ve akut siklosporin nefrotoksisitesi (ASN) gibi klinik olaylar arasında kötü bir korelasyon olmasına rağmen, C₀ CsA monitorizasyonunda en yaygın kullanılan yöntemdir [6]. Böbrek ve karaciğer transplantasyonu yapılan hastalarda siklosporin için en az yan etkiye yol açacak etkin kan düzeyinin C₂ olduğu bildirilmekle birlikte, kalp transplantasyonu yapılan hastalarda kan düzeyi hakkındaki veriler kısıtlıdır [7,8]. Bu çalışmanın amacı kliniğimizde uygulanan monitorizasyon yöntemi ve sonuçlarını retrospektif olarak değerlendirmektir.

Methods

Kliniğimizde Mayıs 1998 - Mayıs 2002 tarihleri arasında 18 hastaya ortotopik kalp transplantasyonu gerçekleştirildi ve tüm hastalara siklosporin + azathioprin + kortikosteroidden oluşan üçlü immunsupressif tedavi başlandı. Tüm hastalarda Neoral tablet 5-7 mg/kg/gün 2 eşit dozda verildi ve kan düzeyi ilk 9 hastada sadece C₀ monitorizasyonu ile son 9 hastada hem C₀ hem de C₂ monitorizasyonu ile takip edildi (AxSym, Abbott, Chicago, USA). İlk 3 ay C₀ 250-300 ng/mL, C₂ 1100-1300 ng/mL düzeyleri hedeflendi ve daha sonra doz giderek azaltıldı.

Results

Tablo 1’de ilk 9 hastadaki dönemlere göre ortalama C₀ değerleri ve sonuçları görülmektedir. Tüm hastalarda dönemlere göre ortalama C₀ değerleri: 1. ayda 249 ± 41, 3. ayda 259 ± 32, 6. ayda 268 ± 58, 1. yılda 287 ± 79, 2. yılda 212 ± 53, 3. yılda 137 ± 20 olarak bulundu. Bu grupta 6 hastada (%66) değişik dönemlerdeki endomiyokardial biyopsi (EMB) kontrollerinde International Society of Heart and Lung Transplantation (ISHLT) kriterlerine göre Grade 1A ve Grade 3A arasinda değişen derecelerde rejeksiyon, 2 hastada (%22) siklosporin yan etkileri, 2 hastada (%22) enfeksiyon saptandı. Grade 1A rejeksiyon görülen 4 hastada herhangi bir tedavi uygulanmazken, bir hastada 10. günde Grade 2 rejeksiyon saptanarak kortikosteroid hücum tedavisi uygulandı ve hastanın 15. gün ve 2. ay kontrollerinde tedavi gerektirmeyen Grade 1B rejeksiyon saptandı. Grade 3A rejeksiyon saptanan hasta ise tedaviye rağmen kaybedildi. Siklosporin yan etkisi saptanan hastalardan birinde (%11) 1. yılda ilaç dozu azaltılmasına rağmen kan düzeyleri yüksek seyretti ve bu dönemde gingival hiperplazi görüldü. İlaç dozu daha da azaltılan hastanın şikayetleri düzeldi. Bir hastada (%11) da 6. ayda akut siklosporin nefrotoksisitesine (ASN) bağlı akut böbrek yetmezliği görüldü ve CsA kesilerek Takrolimus’a geçildi. Enfeksiyon saptanan hastalardan birinde (%11) 1. yılda sitomegalovirus (CMV) pnömonisi görüldü. Tedavi ile düzelen hasta sorunsuz olarak izleme alındı. Bir hastada (%11) ise 15. ayında lomber vertebralarda apse (Pott hastalığı) gelişti ve tedaviye rağmen hasta kaybedildi. Dönemlere göre herhangi bir rejeksiyon, yan etki ve enfeksiyon gelişmeyen hastalardaki ortalama C₀ sonuçlarına bakıldığında 1-3 ayda 255 ± 40, 6-12 ayda 235 ± 30, 1. yıldan sonra 210 ± 50 olarak bulundu.

Tablo 1. Sadece C₀ monitorizasyonu yapılan hastalar.

C₀ ve C₂ monitorizasyonu birlikte yapılan hastalara bakıldığında (Tablo 2) dönemlere göre ortalama C₂ değerleri: 1. ayda 1047 ± 150, 3. ayda 1042 ± 377, 6. ayda 1266 ± 251 ve 1. yılda 725 ± 35 olarak bulundu. Dört hasta da (%44) CsA yan etkileri, 2 hastada (%22) ciddi enfeksiyon bulguları saptandı. Bir hastada (%11) 6. ayda C₀ düzeyleri normal sınırlarda iken C₂ düzeyleri yüksek olarak bulundu ve hastada yüksek doz medikasyon gerektiren hipertansiyon ve nörotoksisite bulguları gözlendi. Bir hastada (%11) yine C₀ düzeyleri normal sınırlardayken C₂ düzeyleri yüksek bulundu ve generalize hipertrikozis gelişen hastada CsA kesilerek Takrolimus’a geçildi. Bir hastada (%11) 6. ayda ilaç dozu azaltılmasına rağmen düzelmeyen ASN bulguları nedeniyle Takrolimus’a geçildi. Bu hastanın 1. yıl kontrolünde Grade 1A rejeksiyon saptandı. Bir hastada (%11) 3. ayda ASN bulguları saptandı ve ilaç dozu azaltılan hastada renal fonksiyonlar normale döndü. Bir hastada (%11) 2. ayında aspergillus pnömonisi gelişti ve tedaviye yanıt alınamayan hasta kaybedildi. Bir hasta (%11) 3. ayında sepsis bulguları ile gecikmiş olarak başvurdu ve kaybedildi. C₀ ve C₂ monitorizasyonu birlikte yapılan ve sorunsuz seyreden hastalarda dönemlere göre ortalama C₂ değerlerine bakıldığında: 1-3. ayda 950 ± 30, 3-6. ayda 850 ± 50 ve 1. yıldan sonra 700 ± 50 olarak bulundu.

Tablo 2. C₀ ve C₂ monitorizasyonu birlikte yapılan hastalar.

Discussion

Siklosporin A potent bir immunsupresandır, dar bir terapötik aralığı vardır ve değişken bir farmakokinetiğe sahiptir. Bu nedenle etkin monitorizasyonu gereklidir. Siklosporin A kan düzeyi ve klinik sonuçları için en iyi prediktör zaman-konsantrasyon eğrisinin altındaki alanın (Area Under the Curve=AUC) saptanmasıdır. Bunun için CsA monitorizasyonunda 12 saatlik süreçte emilim profilinin çıkarılacağı zaman-konsantrasyon eğrisinin altındaki alanın izlenmesi (AUC₀-₁₂) ya da farmakokinetik profilin en değişken kısmı olan emilim fazının 4 saatlik bir süreç boyunca (AUC₀-₄) izlenmesi gerekir [5]. Siklosporin A nefrotoksisitesi olmaksızın düşük akut rejeksiyon oranı sağlayan ortalama AUC₀-₁₂ değeri 9500-11500 ng/mL ve AUC₀-₄ değeri 4400-5500 ng/mL arasındadır. AUC₀-₄ > 5500 ng/mL olduğunda nefrotoksisite yanında akut rejeksiyon oranı yüksektir. Yine AUC₀-₄ < 4400 ng/mL ise akut rejeksiyona bağlı doku kaybı oranı yüksektir [9]. Ancak bu süreçte yapılacak monitorizasyon pahalı, zaman gerektiren ve hastayı rahatsız eden bir uygulama olduğu için klinik ortamda çok da uygulanabilir bir izlem şekli değildir. Bu nedenle sınırlı örnek stratejileri (C₀ ve C₂) önerilmiştir.

Kanada çok merkezli Neoral çalışmasında 4 saatlik dönemdeki AUC₀-₄’ün tüm AUC ile mükemmel bir korelasyonu olduğu saptanmıştır (r² = 0.94) [10]. Ancak C₀ monitorizasyonu AUC₀-₁₂ (r₂ = 0.61) ve AUC₀-₄ (r² = 0.42) ile kötü bir korelasyona sahiptir [9] ve terapötik sınırlarda C₀ monitorizasyonu ile akut rejeksiyon episodları %59 ve nefrotoksisite %63 oranlarında görülmüştür [11].

C₂, karaciğer, böbrek ve kalp gibi tüm organ sistemlerinde AUC ile en iyi korelasyon gösteren noktadır. Herbir zaman noktası tek tek değerlendirildiğinde C₂ bütün emilim profiliyle veya AUC₀-₄ ile en yakın korelasyon gösteren nokta olarak saptanmıştır [9] ve kalp için korelasyon r² = 0.91 olarak bulunmuştur [12]. Halloran ve arkadaşları [13] CsA’nın C₂ konsantrasyonunun interlökinin en fazla inhibisyona uğradığı nokta olduğunu ve C₂’nin moleküler düzeyde etkinliği gösteren mükemmel bir belirteç olduğunu ortaya koymuştur. Pittsburg Üniversitesi’nden başka bir grup araştırmacı da benzer şekilde C₂ konsantrasyonu ile IL-2 arasında bir ilişki göstermiş ve C₂ konsantrasyonu ile doku reddinin oluşmaması arasında yakın bir ilişki olduğunu saptamışlardır [14]. C₂ ile doz arasında doğrusal bir ilişki olduğu için ilaç dozunu ayarlamakda kolaydır ve hedef değeri bulunan C₂ değerine bölerek uygun ilaç dozu ayarlanabilir [8].

High Performance Liquid Chromotography (HPLC) CsA düzeyi ölçümlerinde en iyi yöntem olmakla birlikte oldukça pahalı ve zaman alıcı olduğu için rutinde kullanılamamaktadır. Ayrıca C₀ noktasının ölçümünde biyokimyasal açıdan yöntem bağımlılığı olmasına rağmen, C₂ ölçümü mRIA, EMIT, HPLC, AxSym, CEDIA, mTDx yöntemlerinin hangisi kullanılırsa kullanılsın herhangi bir dönüştürme yapmaya gerek kalmamaktadır [15]. Siklosporin A uygulaması ile rejeksiyon arasında derinlemesine bir ilişki kurmak için CsA metabolitlerinin (özellikle AM1c9 ve AM19) düzeyi ölçülebilir. Böylece görülen yan etkilerin direk olarak ilaç toksisitesine bağlı olup olmadığı aydınlatılabilir [16]. Ancak CsA’nın oksidatif yollarla metabolize olması nedeniyle ortaya çıkan metabolitler immunoassay yöntemlerle çapraz reaksiyonlar oluşturarak HPLC’ye göre yüksek ölçümlere neden olabilmekte ve metabolitlerinin immunsupressif etkilerinin oldukça zayıf olduğu düşünülmektedir. Ölçümlerde amaç metabolitlerden ziyade ilacın düzeyini ölçmektir. Bu nedenle tam kan ve monoklonal antikorla ölçüm yöntemleri geliştirilmiştir. Siklosporin A laboratuvarımızda rutin olarak bu şekilde ölçülmektedir

Kalp transplantasyonu için uygun değerler konusunda yapılan çalışmalar kısıtlı olmakla beraber karaciğer için öngörülen değerler uygun görülmektedir. İlk 6 ay içinde maksimum etkinlik için gerekli olan hedef düzey 1000 ng/mL, 6-12 aylar arasında hedef düzey 800 ng/mL’ye düşülmesi ve izleyen yıl içinde 600 ng/mL hedef düzey sağlanması önerilmektedir [8]. Cantarovich ve arkadaşları [17] tarafından yapılan bir çalışma da C₀ monitorizasyonu ile hastaların kreatinin düzeylerinde %10 artış saptanırken, C₂ monitorizasyonu ile takip edilen hastalarda bu artış %2.3 olarak saptanmış ve 1. yıldan sonra ideal C₂ düzeyi 300-600 ng/mL olarak bildirilmiştir.

Serimizdeki hastaların ilaç düzeyleri ve klinik sonuçları gözden geçirildiğinde C₀ monitorizasyonu ile takip edilen hastalar da C₀ değerlerinin dalgalı bir seyir izlediği ve EMB takiplerinde rejeksiyon bulgularının geliştiği gözlenmiştir. Yine bu grup hastalarda ilaç dozu azaltılmasına rağmen C₀ düzeylerinin yüksek saptandığı dönemlerde gingival hiperplazi, ASN gibi ilaca bağlı yan etkiler görülmüştür. C₀ ve C₂₀ düzeyleri ile C₂ düzeylerinin tam korele olmadığı ve istenen C₀ seviyeleri sağlanan hastalarda C₂ seviyelerinin yüksek olarak saptandığı dönemlerde hastalarda rejeksiyon bulguları görülmezken ilaç toksisitesine bağlı ASN, hipertrikozis, nörotoksisite ve immunosupresyona bağlı ciddi enfeksiyonlar gözlenmiştir. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde ve sorunsuz seyreden hastalar ve diğer hastalardaki sorunsuz seyreden dönemlerdeki değerler gözönüne alındığında CsA ilaç düzeyinin C₂ monitorizasyonu ile takibi ve ilk 3 ay 1000-1100 ng/mL, 3-6 ay 800-900 ng/mL, 6. aydan sonra 600-700 ng/mL düzeyleri uygun tedavi yaklaşımı olarak görünmektedir.

Sonuç olarak kalp transplantasyonu sonrası uygun CsA düzeyini saptama da C₂ monitorizasyonu uygun yaklaşım olarak görünmekle birlikte ideal tedavi düzeyleri için daha kapsamlı çalışmalara gereksinim olduğunu düşünmekteyiz.

References

1) Morris PJ. Cyclosporine A. Transplantation 1981;32:349.

2) Wenger RM. Structures of cyclosporine and its metabolities. Transplant Proc 1990;22:1104-9.

3) Holt DW, Mueller EA, Kovarick JM, van Bree JB, Kutz K. The pharmacokinetics of Sandimmune Neoral: New oral formulation of cyclosporin A, Sandimmune Neoral. Transplant Int 1994;26:2935-9.

4) Cheung A, Menkis AH. Cyclosporine heart transplantation. Transplantation Proc 1998;30:1881-4.

5) Kahan BD, Welsh M, Schonberg L, et al. Variable oral absorption of cyclosporine. A biopharmaceutical risk factor for chronic allograft rejection. Transplantation 1996;62:599-606.

6) Oellerich M, Armstrong VW, Kahan B, et al. Lake Louise consensus conference on cyclosporine monitoring in organ transplantation: Report of the consensus panel. Ther Drug Monit 1995;17:642-54.

7) Belitsky P, Levy GA, Johnston A. Neoral absorption profiling: An evolution in effectiveness. Transplant Proc 2000;32:455-525.

8) Levy G. C2 monitoring strategy for optimizing cyclosporine immunosuppression from Neoral formulation. BioDrugs 2001;15:279-90.

9) Mahalati K, Belitsky P, Sketris I, West K, Panek R. Neoral monitoring by simplified sparse sampling area under the concentration-time curve. Transplantation 1999;68:55-62.

10) Keown P, Landsberg D, Halloran P, et al. A randomized, prospective multicenter pharmacoepidemiologic study cyclosorine microemulsion in stable renal graft recipients. Transplantation 1996;62:1744-52.

11) Nankivell BJ, Hibbins M, Chapman JR. Diagnostic utility of whole blood cyclosporine measurements in renal transplantation using triple therapy. Transplantation 1994;28:271-6.

12) Cantarovich M, Besner JG, Barkun JS, Elstein E, Loertscher R. Two-hour cyclosporine level determination is the appropriate tool to monitor Neoral therapy. Clin Transplant 1998;12:243-9.

13) Halloran PF, Helms LMH, Kung L, Noujaim J. The temporal profile of calcineurin inhibition by cyclosporin invivo. Transplantation 1999;68:1356-61.

14) Sindhi R, LaVia MF, Paulling E, et al. Stimulated responses of peripheral lymphocytes may distinguish cyclosporine effect in renal transplant recipients receiving a cyclosporine+rapamycine regimen. Transplantation 2000;69:432-6.

15) Johston A, Chusney G, Schutz E, Oellerich M, Lee TD, Holt DW. Monitoring cyclosporin in blood: Between-assay differences at trough and 2 hours post-dose (C2). Ther Drug Monit 2003;25:167-73.

16) Shaw L, Kaplan B, Kaufman D. Toxic effects of immunsupressive drugs: Mechanism and strategies for controlling them. Clin Chem 1996;42:1316-21.

17) Cantarovich M, Elstein E, Varennes B, Barkun JS. Clinical benefit of Neoral dose monitoring with cyclosporine 2-hr post-dose levels compared with thorough levels in stable heart transplant patients. Transplantation 1999;68:1839-42.