Effects of Torsemide on Pharmacodynamics and Pharmacokinetics of Warfarin

Abstract

연구 목표 본 연구는 항응고제인 warfarin과 함께 병용되어지는 이뇨제 torsemide가 warfarin의 약물동력학적, 약물동태학적 측면에 미치는 영향을 조사하여 안전하고 효과적인 항응고 치료를 유지하는데 기여하고자 하였다. 또한 한국인 인공심장판막치환환자에서 유전적 다형성을 포함한 이뇨제의 사용여부가 warfarin의 유지용량에 미치는 영향을 평가함으로써 최적의 항응고 치료에 기여하고자 하였다. 대상 및 방법 Warfarin 0.13 mg/kg 과 더불어 torsemide를 2 및 10 mg/kg 용량으로 쥐에게 경구 투여하였으며(저용량군, 고용량군), 대조군으로 warfarin 0.13 mg/kg 을 쥐에게 경구 투여하였다. 약물 투여 후 항응고정도를 나타내는 지표인 INR을 5일 동안 측정함으로써 torsemide가 warfarin의 약물동력학적 측면에 미치는 영향을 살펴보았으며, HPLC를 이용하여 쥐의 혈장에서 warfarin을 정량함으로써 warfarin의 약물동태학적 파라메터들을 비교하였다. 또한 1983년부터 2011년까지 인공판막치환술을 시행받은 후 warfarin을 투여중인 191명 환자를 대상으로 의무기록을 후향적으로 검토하여 warfarin의 유지용량에 영향 미치는 인자를 조사하였다. Warfarin의 유지용량은 INR 값이 2-3으로 3회 이상 반복적으로 유지되는 기간의 warfarin 평균 복용 용량으로 정의하였다. 유전적 다형성이 warfarin의 유지용량에 미치는 영향을 평가하기 위하여 채집한 환자의 혈액으로부터 10 종류의 단일염기다형성을 분석하였으며 분석에 포함된 유전자는 VKORC1, CYP2C9, CYP2C19, CYP4F2, EPHX1, GGCX, CALU, F7이었다. 결과 Warfarin과 torsemide을 병용투여 받은 쥐의 저용량군과 고용량군의 평균 INR은 각각 2.1 ± 0.1, 2.3 ± 0.1 이었으며 이는 warfarin만을 투여받은 대조군의 1.8 ± 0.1 보다 16.7 %, 27.8 % 높은 수치였다. Torsemide를 투여받은 실험군의 경우 S-warfarin과 R-warfarin의 최고 혈장 중 농도(Cmax), 혈장 중 농도-시간 곡선 하 면적(AUC)이 대조군에 비해 현저히 증가하였으며, R-warfarin의 클리어런스(Cl/F) 및 겉보기 분포용적(Vd/F)은 유의적으로 감소하였다. 환자에서의 warfarin 유지용량에 영향을 주는 유전자 다형성을 비롯한 기본 특성을 고려하여 시행한 다중선형회귀분석 결과, VKORC1, CYP2C9, CYP4F2, 환자의 현재 나이, 그리고 이뇨제의 복용 여부가 warfarin 유지용량에 유의적인 영향을 미치는 것으로 나타났다: Warfarin 일일 유지용량 (mg) = 11.181 - 2.072 ⅹ (VKORC1 C allele 의 수) - 1.554 ⅹ (CYP2C9*3 C allele 의 수) - 0.331 ⅹ (환자의 현재 나이) + 0.909 x (CYP4F2; GG/GA = 0, AA = 1) &#8211; 0.464 ⅹ (이뇨제 사용; 무 = 0, 유 = 1). 결론 본 연구에서는 쥐에서 항응고치료제인 warfarin과 이뇨제인 torsemide를 병용하여 사용 시 torsemide가 warfarin의 약물동태학적, 약물동력학적 특성에 영향을 미치는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 한국인 인공심장판막치환환자에서 VKORC1, CYP2C9, CYP4F2의 유전적 다형성 이외에 환자의 현재 나이와 이뇨제의 사용여부가 warfarin 유지용량의 개인간 차이를 설명하는 예측인자임을 확인 할 수 있었다. ;OBJECTIVES This study is to investigate the effect of torsemide on the pharmacodynamics and pharmacokinetics of warfarin in rats, and the influence of genetic polymorphisms on warfarin dose requirements in Korean patients with prosthetic mechanical heart valve replacements. METHODS For the identification of interaction between warfarin and torsemide, the rats were orally dosed with warfarin (0.13 mg/kg) or warfarin (0.13 mg/kg) with torsemide (2 and 10 mg/kg); the Control, Low and High groups. The pharmacodynamic response of warfarin was assessed by measuring INR for five days. And for the quantification of warfarin enantiomers in rat plasma, blood samples were analyzed by high-performance liquid chromatography. In the clinical study, one hundred ninety one patients with INR levels of 2-3 for three consecutive times were followed up retrospectively. In order to investigate the influence of genetic polymorphisms on the inter-individual variability of warfarin dose requirements, 10 SNPs of VKORC1, CYP2C9 (*3), CYP2C19 (*2), CYP4F2, EPHX1, GGCX, CALU, and F7 were analyzed. RESULTS The mean INR for five days following an oral administration of warfarin with torsemide (2 and 10 mg/kg) were significantly greater (2.1 ± 0.1 (16.7 %) and 2.3 ± 0.1 (27.8 %), respectively) than that of warfarin alone (1.8 ± 0.1) in rats. The pharmacokinetic parameters of warfarin enantiomers were also different from among the three groups. The maximum plasma S-warfarin concentration (Cmax) was significantly increased approximately 1.5- and 3-fold after oral administration warfarin with torsemide (2 and 10 mg/kg), respectively, as compared with that in the control group (warfarin alone). The area under the plasma concentration-time curve from 0 hr to 24 hr (AUC0→24) and to infinity (AUC0→∞) in the two test groups were also significantly increased without alteration in elimination rate constant (ke) compared to those in the control group. In case of R-warfarin, AUC0→24 and AUC0→∞ in the two test groups were significantly greater (P =0.003 and P=0.011, the Low and High groups, respectively) than those in the control group. Cmax of R-warfarin in the two test groups were considerably higher (P < 0.001 and P < 0.001, respectively), and the Vd/F and Cl/F values in these groups were significantly lower (P = 0.028 and P = 0.028, respectively) than those in the control group. From multivariate linear regression models in clinical study, VKORC1, CYP2C9, CYP4F2, age, and the use of diuretics were found to have significant influence on the stable warfarin dose. This model could explain 37.4 % of the warfarin dose variation. The influence of factors on warfarin dose could be expressed as follows: stable warfarin doses (mg/day) = 11.181 - (2.072 x Number of VKORC1 T allele) - (1.554 x Number of CYP2C9 C allele) - (0.031 x Age (years)) + (0.909 x CYP4F2 (GG/GA=0, AA=1)) - (0.464 x Diuretics (without=0, with=1)). CONCLUSIONS This study investigated that comedication of torsemide and warfarin had effect on pharmacodynamics and pharmacokinetics of warfarin in rats. The treatment with warfarin and torsemide caused an increase of the INR, which was measured as an anticoagulant effect of warfarin. The high dosage of torsemide with warfarin led to rather increase in the Cmax and AUC of warfarin enantiomers. These results suggest that the interaction between warfarin and torsemide might exist. Along with the predictor variables (VKORC1, CYP2C9, CYP4F2 and age), the use of diuretics also contributed to warfarin variability in Korean patients with mechanical heart valve.