Forståelse af methotrexat-induceret gastrointestinal intolerance ved juvenil idiopatisk arthritis og børneleukæmi

Baggrund:

Børneleukæmi (akut lymfoblastisk leukæmi, ALL) er den hyppigste malignitet i den pædiatriske population (1). Overlevelsesraten er nået over 85 % på grund af fremskridt inden for kemoterapi. Højdosis methotrexat (MTX) er en grundpille i behandlingen af ​​ALL (2-4). Gastrointestinal toksicitet er en velkendt udfordring forbundet med højdosis MTX-behandling (5). Dette beskrives dog ikke som et væsentligt problem blandt disse børn, når de når vedligeholdelsesbehandling og får lavdosis MTX-behandling. Børn med juvenil idiopatisk arthritis (JIA) får også lavdosis MTX-behandling. Blandt disse patienter er MTX-induceret gastrointestinal intolerance et betydeligt problem. Undersøgelser har vist, at mere end halvdelen af ​​JIA-patienterne har problemer med at tolerere MTX på grund af kvalme, som kan føre til ophør af behandlingen (6,7). Det er stort set ukendt, hvorfor MTX forårsager kvalme, men både farmakogenetiske og psykologiske faktorer menes at spille en rolle (8).

JIA er den mest almindelige kroniske pædiatriske gigtsygdom. Uden behandling forårsager sygdommen betydelige kort- og langsigtede invaliditet og livskvalitetsforringelse. Prognosen er blevet væsentligt forbedret inden for de seneste år som et resultat af betydelige fremskridt i sygdomsbehandling, og MTX er en grundpille i behandlingen af ​​JIA (9-13).

Formålet med dette projekt er at skabe en større forståelse af MTX-induceret gastrointestinal intolerance blandt børn med leukæmi og børn med JIA. Projektet vil fokusere på kvalme og undersøge niveauet af kvalme i de to patientgrupper og sammenligne, om der er forskel. Efterforskerne vil yderligere undersøge farmakogenetiske og psykologiske faktorer og deres relation til patienternes niveau af kvalme.

Farmakogenetisk baggrund:

MTX absorberes fra mave-tarmkanalen og transporteres til blodbanen af ​​transportproteiner i enterocytterne. Elimination af MTX er primært renal, men en procentdel af MTX passerer først gennem det enterohepatiske kredsløb (14,15). Undersøgelser af brugen af ​​højdosis MTX-behandling til børn med ALL tyder på, at hurtig leverclearance af MTX øger graden af ​​gastrointestinal toksicitet. Det er endvidere vist, at patienter med mutationer (Single Nucleotide Peptides, SNP'er) i genet, der koder for det hepatiske transporterprotein SLCO1B1, der er ansvarligt for transport af MTX ind i leveren, har mindre gastrointestinal toksicitet over for højdosis MTX (16). Transporterproteinet kodet af SLC19A1 placeres både i leveren og enterocytterne (15).

Undersøgelser af voksne patienter diagnosticeret med enten psoriasis eller leddegigt og behandlet med lavdosis MTX, og undersøgelser af ALLE patienter i højdosis MTX viser, at SLC19A1 er forbundet med koncentrationen af ​​MTX i plasma og erytrocytter samt MTX-relateret toksicitet (1,17-20). Transporterproteiner, der transporterer MTX ud af leveren og ind i galdegangene, kodes af ABCC2 og ABCB1(15). Undersøgelser af voksne patienter med leddegigt i lavdosis MTX, voksne med kronisk myeloid leukæmi og undersøgelser af ALLE patienter i højdosis MTX har vist, at begge gener er farmakokinetisk vigtige, og ABCC2 er yderligere blevet vist forbundet med MTX-relateret gastrointestinal toksicitet ( 5,21-24). Tidligere undersøgelser af patienter med reumatoid arthritis, børneleukæmi og JIA har vist, at hyppigheden af ​​klinisk relevante SNP'er i gener, der koder for MTX-relaterede transporterproteiner, er: SLCO1B1 (70,3 %), ABCB1 (20,6 %), ABCC2 (56,8%), SLC19A1 (31%) (5,16,17,19,21,25-28). Forskerne mener derfor, at det er tænkeligt at finde de udvalgte genetiske polymorfier for MTX-relaterede transporterproteiner i den deltagende undersøgelsespopulation.

Farmokogenetiske mål:

Undersøg om MTX-relateret gastrointestinal intolerance er forbundet med det enterohepatiske kredsløb. Specifikt for at bestemme, om SNP'er i gener, der koder for MTX-relaterede levertransporterproteiner, er forbundet med niveauet af lægemiddelinducerede gastrointestinale bivirkninger.

Farmakogenetiske hypoteser:

Patienter med SNP'er i gener, der koder for MTX-relaterede transporterproteiner i leveren, har et lavere niveau af enterohepatisk cirkulation af MTX og har dermed et lavere niveau af kvalme end andre patienter.

Psykologisk baggrund:

Undersøgelser af voksne kræftpatienter har vist, at psykologisk baseret kvalme, der opstår efter behandling med kemoterapi, er en mulig forklaring på kvalmen, som er ude af proportion med lægemidlets emetogene potentiale. Det er også en mulig forklaring på den store variation i niveauet af kræftpatienters kvalme efter samme type kemoterapi (29,30). Undersøgelser af børn i kemoterapi for forskellige kræftformer har vist, at psykologiske faktorer, såsom mestringsstrategier og angst, påvirker graden af ​​kemoterapi forbundet med kvalme og opkastning (31-33). Efterforskerne ønsker at undersøge, om dette også er tilfældet for børn med leukæmi i vedligeholdelsesbehandling med lavdosis MTX samt JIA-patienter i lavdosis MTX-behandling.

Psykologiske mål:

For at undersøge, om kvalme-coping-strategierne og angstniveauet i undersøgelsespopulationen er forbundet med graden af ​​MTX-induceret gastrointestinal intolerance. Og undersøg om der er forskel på de to patientgrupper.

Psykologiske hypoteser:

Utilstrækkelige psykologiske mestringsstrategier og højt niveau af angst kan forårsage psykologisk baseret kvalme. Patienter med et højt niveau af angst og utilstrækkelige mestringsstrategier vil således have en højere grad af kvalme til MTX-behandling end andre patienter.

Perspektiver Dette projekt vil bidrage til en større forståelse af MTX-induceret intolerance hos børn med leukæmi og JIA. Dette vil også være gavnligt for alle andre børn, der får lavdosis MTX-behandling. Projektet vil optimere vedligeholdelsesbehandlingen af ​​børneleukæmi og behandlingen af ​​JIA ved at bruge patientens SNP-genotyper til at bestemme, hvem der kan tolerere MTX, og hvem der ikke kan. Derudover identificere patienter, hvor psykologisk intervention kan mindske MTX-induceret kvalme.

Materialer og metoder

Undersøgelsespopulationen omfatter:

1. Børn diagnosticeret med ALL i vedligeholdelsesbehandling
2. Børn diagnosticeret med JIA i henhold til ILAR-kriterier

For inklusions-/udelukkelseskriterier se under "Kvalificeringskriterier". For hver patient vil en liste over sygdomsspecifikke karakteristika blive noteret. Niveauet af MTX-induceret intolerance bestemmes af en elektronisk "kvalmedagbog" i fire uger, indeholdende en "ansigter af kvalmeskala" baseret på en "ansigter af smerteskala" (34). De gastrointestinale bivirkninger vil yderligere blive evalueret ved hjælp af et Methotrexate-Intolerance-Severity-Score spørgeskema (MISS) (35).

Farmakogenetiske metoder:

Blodprøver på hver patient vil blive brugt til at bestemme prævalensen af ​​SNP'er i gener, der koder for MTX-relaterede transporterproteiner (gener inklusive: SLCO1B1, SLC19A1, ABCC2, ABCB1). Den genetiske analyse vil blive udført på Institut for Biomedicin, Aarhus Universitet. Genotyping udføres ved hjælp af Sequenom MassARRAY Genotyping-systemet (Sequenom, San Diego, CA). Kort fortalt udføres multipleks PCR i 5 μl reaktioner indeholdende 10 ng genomisk DNA, 1,25 x PCR-buffer, 0,5 mM dNTP, 100 nM af hver primer og 0,5 U Taq-polymerase under anvendelse af standard cyklusbetingelser. PCR-produkterne behandles derefter med SAP, og probe-udvidelsesreaktionen (iPLEX) udføres i overensstemmelse med iPLEX-standardprotokollen (Sequenom). De afsaltede prøver analyseres ved hjælp af et Bruker matrix-assisteret laserdesorption/ionisation-time of flight (MALDI-TOF) massespektrometer (Sequenom), og genotyperne bestemmes ved hjælp af MassARRAY Typer 3.4-softwaren (Sequenom). Blodprøven vil også blive brugt til at måle koncentrationen af ​​MTX-polyglutamater i erytrocytterne (Ery-MTX-PG). Målingen af ​​Ery-MTX-PG vil blive udført med HPLC-teknik på børneonkologisk laboratorium, Rigshospitalet, København.

2) Psykologiske metoder: Patienternes mestringsstrategier vil blive undersøgt ved hjælp af et kvalme-mestrings-spørgeskema udviklet ud fra et smertemestringsspørgeskema, som er specielt udviklet til børn og tidligere oversat til dansk, valideret og brugt i tidligere studier. Den består af otte underskalaer af de vigtigste mestringsstrategier: Informationssøgning, problemløsning, søgende social støtte, positive selvudsagn, adfærdsmæssig distraktion, kognitiv distraktion, eksternalisering og internalisering/katastrofer (36,37,39,40). Patienternes angstniveau vil blive vurderet af "Beck Youth Inventories" (BYI), som tidligere er oversat til dansk og valideret. BYI er kort og let at bruge. Den består af 20 sætninger, der undersøger frygt, bekymringer og fysiologiske symptomer forbundet med angst (38).

Statistik Effektberegning: Dette er baseret på det primære mål (graden af ​​kvalme) kvantificeret af "ansigter af kvalmeskalaen" i kvalmedagbogen. Skalaen har endepunkterne: "ingen kvalme" og "ekstrem kvalme", ​​i tallene 0 til 5. Resultater fra en tidligere undersøgelse, hvor der blev brugt skalaen for smerteansigter, viser, at gennemsnitsscorerne var 0,74 (SD=0,70). og 0,91 (SD=0,86) (36). Ud fra en klinisk vurdering forventer efterforskerne, at den gennemsnitlige kvalme-score for gruppen af ​​JIA-patienter er 2,5 og 1 for ALL-patienterne. Standardafvigelsen forventes at svare til undersøgelsen ovenfor (SD=0,9). Hvis signifikansniveauet (alfa) er 0,05, styrken er 80 % og forholdet mellem gruppestørrelserne er 2, så vil den beregnede størrelse af undersøgelsespopulationen være 10 patienter i JIA-gruppen og 5 i ALL-gruppen. Hvis den gennemsnitlige kvalme-score kun er 2 for gruppen af ​​JIA-patienter, men stadig 1 for gruppen af ​​ALLE patienter, og standardafvigelsen er større end forventet, SD=2. Men alfa er stadig 0,05, styrken er 80%, og forholdet mellem gruppestørrelserne er stadig 2. Så vil den beregnede størrelse af undersøgelsespopulationen være 96 patienter i JIA-gruppen og 48 i ALL-gruppen.

Forskningsplan

Forskergruppen består af:

Fra Pædiatrisk Afdeling, Aarhus Universitetshospital Skejby:

Hovedansøger: Nini Kyvsgaard Brix Nørgaard, ph.d.-studerende (indskrevet ved Aarhus Universitet), M.D.

Hovedvejleder: Troels Herlin, professor, DMSc; Medvejleder: Torben Stamm Mikkelsen, dr.med., ph.d.

Fra Institut for Biomedicin, Aarhus Universitet:

Medvejleder: Thomas Juhl Corydon, lektor, ph.d., souschef for Institut for Biomedicin, Aarhus Universitet.

Fra Institut for Psykologi, Aarhus Universitet:

Medvejleder: Mikael Thastum, professor, ph.d., leder af klinisk psykologi, Aarhus Universitet.

Den ph.d.-studerende udfører og koordinerer den daglige udførelse af projektet med vejledning fra gruppen af ​​vejledere. Det første og andet år af projektet vil være dedikeret til indsamling af patientdata og blodprøver. For det første vil inklusionen af ​​JIA-patienterne påbegyndes. Derefter inklusion af ALLE patienterne. Det tredje år vil være dedikeret til analyse af genpolymorfismer og MTX-niveauer, dataanalyse og kompilering af manuskripter til publicering. Forskergruppen har stor forskningserfaring og klinisk ekspertise inden for dette område.

Gennemførlighed Laboratoriefaciliteterne til at tage blodprøverne og udføre den indledende håndtering af dem er tilgængelige. Den endelige analyse vil blive udført som specificeret under 'farmakogenetiske metoder'. Efterforskerne har adgang til software til at udføre spørgeskemaerne elektronisk, samt adgang til statistisk support.