Pochopení methotrexátem indukované gastrointestinální intolerance u juvenilní idiopatické artritidy a dětské leukémie

Pozadí:

Dětská leukémie (Acute Lymphoblastic Leukemia, ALL) je nejčastější malignitou v dětské populaci (1). Míra přežití dosáhla více než 85 % díky pokrokům v chemoterapii. Vysokodávkový metotrexát (MTX) je základem léčby ALL (2–4). Gastrointestinální toxicita je dobře známým problémem spojeným s léčbou vysokými dávkami MTX (5). To však není popisováno jako významný problém u těchto dětí, když dosáhnou udržovací léčby a dostávají léčbu nízkými dávkami MTX. Děti s juvenilní idiopatickou artritidou (JIA) také dostávají léčbu nízkými dávkami MTX. Mezi těmito pacienty je významným problémem gastrointestinální intolerance vyvolaná MTX. Studie ukázaly, že více než polovina pacientů s JIA má problémy s tolerováním MTX kvůli nevolnosti, která může vést k ukončení léčby (6,7). Je z velké části neznámé, proč MTX způsobuje nauzeu, ale předpokládá se, že roli hrají jak farmakogenetické, tak psychologické faktory (8).

JIA je nejčastější chronické dětské revmatické onemocnění. Bez léčby způsobuje onemocnění významnou krátkodobou i dlouhodobou invaliditu a zhoršení kvality života. Prognóza se v posledních letech výrazně zlepšila v důsledku podstatného pokroku v léčbě onemocnění a MTX je základem léčby JIA (9-13).

Cílem tohoto projektu je vytvořit lepší porozumění gastrointestinální intoleranci vyvolané MTX u dětí s leukémií a dětí s JIA. Projekt se zaměří na nevolnost a prozkoumá míru nevolnosti u dvou skupin pacientů a porovná, zda existuje rozdíl. Výzkumníci budou dále zkoumat farmakogenetické a psychologické faktory a jejich vztah k úrovni nevolnosti pacientů.

Farmakogenetické pozadí:

MTX je absorbován z gastrointestinálního traktu a transportován do krevního řečiště transportními proteiny v enterocytech. Eliminace MTX je primárně renální, ale určité procento MTX prochází nejprve enterohepatální cirkulací [14,15]. Studie o použití léčby vysokými dávkami MTX u dětí s ALL naznačují, že rychlá jaterní clearance MTX zvyšuje stupeň gastrointestinální toxicity. Dále se ukázalo, že pacienti s mutacemi (Single Nucleotide Peptides, SNP) v genu kódujícím jaterní transportní protein SLCO1B1, zodpovědný za transport MTX do jater, mají menší gastrointestinální toxicitu vůči vysokým dávkám MTX (16). Transportní protein kódovaný SLC19A1 je umístěn jak v játrech, tak v enterocytech (15).

Studie na dospělých pacientech s diagnostikovanou psoriázou nebo revmatoidní artritidou a léčených nízkou dávkou MTX a studie na ALL pacientech s vysokou dávkou MTX ukazují, že SLC19A1 souvisí s koncentrací MTX v plazmě a erytrocytech a také s toxicitou související s MTX (1,17-20). Transportní proteiny, které transportují MTX z jater do žlučových cest, jsou kódovány ABCC2 a ABCB1(15). Studie na dospělých pacientech s revmatoidní artritidou v nízkých dávkách MTX, dospělých s chronickou myeloidní leukémií a studie na pacientech s ALL ve vysokých dávkách MTX prokázaly, že oba geny jsou farmakokineticky důležité a ABCC2 dále prokázal souvislost s gastrointestinální toxicitou související s MTX ( 5,21-24). Předchozí studie na pacientech s revmatoidní artritidou, dětskou leukémií a JIA ukázaly, že frekvence klinicky relevantních SNP v genech kódujících transportní proteiny související s MTX jsou: SLCO1B1 (70,3 %), ABCB1 (20,6 %), ABCC2 (56,8 %), SLC19A1 (31 %) (5,16,17,19,21,25-28). Vyšetřovatelé se proto domnívají, že je možné nalézt vybrané genetické polymorfismy pro transportní proteiny související s MTX v účastnící se populaci studie.

Farmakogenetické cíle:

Vyšetřete, zda je gastrointestinální intolerance související s MTX spojena s enterohepatální cirkulací. Konkrétně k určení, zda SNP v genech kódujících jaterní transportní proteiny související s MTX jsou spojeny s úrovní gastrointestinálních vedlejších účinků vyvolaných léčivem.

Farmakogenetické hypotézy:

Pacienti s SNP v genech kódujících transportní proteiny související s MTX v játrech mají nižší úroveň enterohepatální cirkulace MTX, a proto mají nižší úroveň nevolnosti než ostatní pacienti.

Psychologické pozadí:

Studie na dospělých pacientech s rakovinou ukázaly, že psychologicky podmíněná nevolnost vyskytující se po léčbě chemoterapií je možným vysvětlením nevolnosti, která je neúměrná emetogennímu potenciálu léku. Je to také možné vysvětlení pro velké rozdíly v úrovni nevolnosti pacientů s rakovinou po stejném typu chemoterapie [29,30]. Studie na dětech v chemoterapii pro různé druhy rakoviny ukázaly, že psychologické faktory, jako jsou strategie zvládání a úzkost, ovlivňují stupeň nevolnosti a zvracení souvisejících s chemoterapií (31–33). Vyšetřovatelé chtějí prozkoumat, zda je tomu tak i u dětí s leukémií v udržovací léčbě nízkou dávkou MTX a také u pacientů s JIA v léčbě nízkou dávkou MTX.

Psychologické cíle:

Zkoumat, zda strategie zvládání nevolnosti a úroveň úzkosti studované populace souvisí se stupněm gastrointestinální intolerance vyvolané MTX. A prozkoumejte, zda je mezi těmito dvěma skupinami pacientů rozdíl.

Psychologické hypotézy:

Nedostatečné psychologické copingové strategie a vysoká úroveň úzkosti mohou způsobit psychicky podmíněnou nevolnost. Pacienti s vysokou úrovní úzkosti a nedostatečnými strategiemi zvládání budou mít vyšší stupeň nevolnosti na léčbu MTX než ostatní pacienti.

Perspektivy Tento projekt přispěje k lepšímu pochopení intolerance vyvolané MTX u dětí s leukémií a JIA. To bude přínosné i pro všechny ostatní děti, které dostávají léčbu nízkou dávkou MTX. Projekt optimalizuje udržovací léčbu dětské leukémie a léčbu JIA pomocí genotypů SNP pacientů k určení, kdo snese MTX a kdo ne. Dále identifikujte pacienty, u kterých může psychologický zásah zmírnit nevolnost vyvolanou MTX.

Materiály a metody

Studijní populace zahrnuje:

1. Děti s diagnózou ALL v udržovací léčbě
2. Děti s diagnózou JIA podle kritérií ILAR

Kritéria pro zařazení/vyloučení viz „Kritéria způsobilosti“. U každého pacienta bude uveden seznam specifických charakteristik onemocnění. Úroveň nesnášenlivosti vyvolané MTX je stanovena elektronickým „nevolnostním deníkem“ po dobu čtyř týdnů, který obsahuje „škálu tváří nevolnosti“ založenou na „škále tváří bolesti“ (34). Gastrointestinální vedlejší účinky budou dále hodnoceny dotazníkem Methotrexate-Intolerance-Severity-Score (MISS) (35).

Farmakogenetické metody:

Vzorky krve u každého pacienta budou použity ke stanovení prevalence SNP v genech kódujících transportní proteiny související s MTX (geny včetně: SLCO1B1, SLC19A1, ABCC2, ABCB1). Genetická analýza bude provedena v Ústavu biomedicíny Univerzity v Aarhusu. Genotypování se provádí pomocí genotypizačního systému Sequenom MassARRAY (Sequenom, San Diego, CA). Ve stručnosti se provádějí multiplexní PCR v 5 μl reakcích obsahujících 10 ng genomové DNA, 1,25 x PCR pufr, 0,5 mM dNTP, 100 nM každého primeru a 0,5 U Taq polymerázy za standardních podmínek cyklování. Produkty PCR jsou poté ošetřeny SAP a reakce prodlužování sondy (iPLEX) prováděná podle standardního protokolu iPLEX (Sequenom). Odsolené vzorky se analyzují hmotnostním spektrometrem Bruker matrix asistovaná laserová desorpce/ionizace-čas letu (MALDI-TOF) (Sequenom) a genotypy se stanoví pomocí softwaru MassARRAY Typer 3.4 (Sequenom). Vzorek krve bude také použit k měření koncentrace MTX-polyglutamátů v erytrocytech (Ery-MTX-PG). Měření Ery-MTX-PG bude prováděno technikou HPLC v dětské onkologické laboratoři Rigshospitalet, Kodaň, Dánsko.

2) Psychologické metody: Strategie zvládání nemocí budou zkoumány pomocí dotazníku pro zvládání nevolnosti, který byl vyvinut na základě dotazníku zvládání bolesti, který byl speciálně vyvinut pro děti a dříve byl přeložen do dánštiny, ověřen a používán v dřívějších studiích. Skládá se z osmi subškál hlavních copingových strategií: vyhledávání informací, řešení problémů, hledání sociální podpory, pozitivní sebevyjádření, behaviorální rozptýlení, kognitivní rozptýlení, externalizace a internalizace/katastrofizace (36,37,39,40). Úroveň úzkosti pacientů bude hodnocena pomocí „Beck Youth Inventories“ (BYI), které byly dříve přeloženy do dánštiny a ověřeny. BYI je stručný a snadno použitelný. Skládá se z 20 vět, které zkoumají strach, obavy a fyziologické symptomy spojené s úzkostí (38).

Statistika Výpočet síly: Je založen na primární cílové míře (stupeň nevolnosti) kvantifikované pomocí „škály tváří nevolnosti“ v deníku nevolnosti. Škála má koncové body: „žádná nevolnost“ a „extrémní nevolnost“, v číslech 0 až 5. Výsledky dřívější studie využívající škálu tváří bolesti ukazují, že průměrné skóre bylo 0,74 (SD=0,70). a 0,91 (SD=0,86) (36). Z klinického hodnocení výzkumníci očekávají, že průměrné skóre nevolnosti pro skupinu pacientů s JIA bude 2,5 a 1 pro pacienty s ALL. Očekává se, že standardní odchylka bude podobná jako ve studii výše (SD=0,9). Pokud je hladina významnosti (alfa) 0,05, síla je 80 % a poměr mezi velikostmi skupin je 2, pak bude vypočítaná velikost studované populace 10 pacientů ve skupině JIA a 5 ve skupině ALL. Pokud je průměrné skóre nevolnosti pouze 2 pro skupinu pacientů s JIA, ale stále 1 pro skupinu pacientů s ALL a standardní odchylka je větší, než se očekávalo, SD=2. Ale alfa je stále 0,05, síla je 80 % a poměr mezi velikostmi skupin je stále 2. Potom bude vypočítaná velikost studované populace 96 pacientů ve skupině JIA a 48 ve skupině ALL.

Výzkumný plán

Výzkumnou skupinu tvoří:

Z Dětské kliniky Fakultní nemocnice Aarhus Skejby:

Hlavní žadatel: Nini Kyvsgaard Brix Nørgaard, doktorand (zapsaný na Aarhus University), M.D.

Hlavní školitel: Troels Herlin, profesor, DMSc; Spoluškolitel: Torben Stamm Mikkelsen, MD, PhD.

Z Institutu biomedicíny, Aarhus University:

Spoluškolitel: Thomas Juhl Corydon, docent, PhD, zástupce vedoucího Ústavu pro biomedicínu, Aarhus University.

Z Institutu pro psychologii, Univerzita Aarhus:

Spoluškolitel: Mikael Thastum, profesor, PhD, vedoucí klinické psychologie, Aarhus University.

Doktorand bude provádět a koordinovat každodenní realizaci projektu pod vedením skupiny školitelů. První a druhý ročník projektu bude věnován sběru dat pacientů a vzorků krve. Nejprve bude zahájeno zařazování pacientů s JIA. Poté zahrnutí všech pacientů. Třetí ročník bude věnován analýze genových polymorfismů a hladin MTX, analýze dat a kompilaci rukopisů k publikaci. Výzkumná skupina má rozsáhlé výzkumné zkušenosti a klinické zkušenosti v této oblasti.

Proveditelnost Laboratorní zařízení pro odběr vzorků krve a provádění počáteční manipulace s nimi je k dispozici. Konečná analýza bude provedena tak, jak je uvedeno v části „farmakogenetické metody“. Vyšetřovatelé mají přístup k softwaru pro elektronické provádění dotazníků a také přístup ke statistické podpoře.