Livsstilsintervention i fettlever (NAFLD) (FOIEGRAS)

Bakgrund

Icke-alkoholisk fettleversjukdom (NAFLD), inklusive dess mer patologiska konsekvens, alkoholfri steatohepatit (NASH), tros vara den vanligaste kroniska leversjukdomen i världen, som drabbar mellan 6 och 37 % av befolkningen. NAFLD är en så kallad "tyst mördare", eftersom kliniska symtom bara dyker upp i sena stadier av sjukdomen, när den inte längre är behandlingsbar. Obehandlad kan NAFLD/NASH leda till cirros och hepatocellulärt karcinom, som kulminerar i leversvikt. Flera faktorer kan bidra till patogenesen av NAFLD, inklusive genetisk bedömning och mitokondriell dysfunktion. Genetiska faktorer kan påverka de patofysiologiska aspekterna av NAFLD och dess naturliga historia. Den europeiska befolkningen verkar vara värd för genetiska varianter som kan spela en roll i detta avseende. Nyligen har den vanliga varianten p.I148M av enzymet adiponutrin (PNPLA3) dykt upp som en viktig genetisk bestämningsfaktor för leversteatos och icke-alkoholisk steatohepatit samt dess patobiologiska följdsjukdomar fibros, cirros och hepatocellulär cancer. PNPLA3 kodar för ett lipiddroppsassocierat, kolhydratreglerat lipogent och/eller lipolytiskt enzym. Homozygota bärare av PNPLA3-varianten (dvs närvaron av PNPLA3-allelen [M]) är benägna att utveckla cirros i frånvaro av andra riskfaktorer såsom alkohol eller viral hepatit. Dessutom är PNPLA3 p.I148M-varianten associerad med större minskning av leverfettinnehållet efter bariatrisk kirurgi, jämfört med bärare av PNPLA3 vildtypsalleler.

Andra varianter kan också spela en roll och inkluderar transmembran 6 superfamiljmedlem 2 (TM6SF2) p.E167K och membranbunden O-acyltransferasdomän innehållande 7 (MBOAT7) rs641738. Varken PNPLA3 eller TM6SF2 riskalleler försämrar svaret på dietisk intervention i NAFLD. MBOAT7 polymorfism är associerad med ökade triglycerider, totalt kolesterol, lågdensitetslipoprotein och serumglukosnivåer, alla faktorer associerade med metabolt syndrom och leversteatos.

Patienter med NAFLD/NASH uppvisar störningar av intestinal permeabilitet och tarmmikrobiota. I de flesta fall är NAFLD/NASH starkt kopplad till andra metabola tillstånd, inklusive visceral adiposity.

Leverbiopsi är guldstandarden för diagnos och stadieindelning av NAFLD men är invasiv till sin natur och inte lätt att använda som screeningverktyg. Andra avbildningstekniker inkluderar ultraljud som är icke-invasiv, kan detektera leversteatos (>20%-30%) och lätt kan användas i uppföljningsstudier. Datortomografi, magnetisk resonanstomografi och spektroskopi är alternativa avbildningstekniker som används för att detektera leversteatos. De har dock misslyckats med att visa bättre noggrannhet, är dyra och kan ge negativa effekter (t.ex. strålning). Därför är de inte genomförbara som screeningverktyg. Leverenzymer representerar surrogatmarkörer för leversjukdom men har begränsad noggrannhet. Vid ultraljud varierar NAFLD-prevalensen från 11%-30%. I USA tycks ultraljuds-NAFLD variera mellan 5%-33%. Leverfibros kan utvärderas icke-invasivt genom akustisk strålningskraftsimpulsavbildning (ARFI), en ultraljudsbaserad metod för att uppskatta leverstelhet, en surrogatmarkör för leverfibros. ARFI-avbildning är baserad på kortvariga, högintensiva akustiska pulser för att producera mekanisk excitation i vävnad. Lokaliserad vävnadsförskjutning och skjuvvågsutbredning följer vävnadsexcitationen. Vågornas hastighet korrelerar med graden av fibros, vilket innebär att skjuvvågshastigheten ökar när mängden fibros ökar. Optimala gränsvärden tillhandahålls av olika studier. I studien av Crespo et al. (2012) var känsligheten för ARFI-avbildning hos 88 patienter för ≥F2-fibros 85 % med en cut-off på 1,44 m/s och för F4-fibros var 92 procent med en cut-off på 1,9 m/s. Motsvarande specificiteter var 76 respektive 87 procent. I en annan studie jämfördes ARFI med ultraljudsbaserad transient elastografi hos 321 patienter som genomgick leverbiopsi för kronisk leversjukdom. Ingen skillnad hittades mellan ARFI och ultraljudsbaserad transient elastografi för diagnos av cirros eller svår fibros och ARFI var bättre hos magra patienter. Bland icke-överviktiga patienter var arean under mottagarens operationskarakteristik (ROC) kurvor för cirros och svår fibros 0,92 respektive 0,91. För överviktiga patienter var de 0,63 respektive 0,63.

Flera serologiska markörer, antingen direkta eller indirekta, har utvecklats men inte alltid validerats. Viktiga begränsningar inkluderar det faktum att de betraktas som surrogat, inte biomarkörer, ingen av markörerna är leverspecifika (samtidiga inflammationsställen kan bidra till serumnivåer) och eftersom de vanligtvis återspeglar hastigheten för matrisomsättning, inte avsättning, tenderar resultaten att vara mer förhöjd när den inflammatoriska aktiviteten är hög. Å andra sidan, även i närvaro av minimal inflammation, kan omfattande matrisavlagring inträffa. Slutligen påverkas serumnivåerna av clearance-hastigheter (dvs. inte bara sinusoidal endotelcellsdysfunktion utan även försämrad gallutsöndring) (tabell 3). Sammantaget tyder studier av de olika panelerna på att serologiska tester har god förmåga att skilja patienter med signifikant fibros (F2 till F4) från de utan signifikant fibros (F0 till F1), även om inget standardtest hittills har framkommit som ger definitiv åtskillnad mellan olika typer av F-poäng.

Andningstest (BT) representerar nya indirekta "dynamiska" verktyg som ger ytterligare insikter i funktionell diagnos och uppföljning av patienter med leversjukdomar.

Principer för BT i hepatologi är baserade på både biokemiska och farmakologiska överväganden. Mekanismer för leverskada inkluderar ofta dysfunktion av subcellulära organeller såsom mikrosomal hypertrofi, mitokondriella abnormiteter, aktivering av peroxisomal metabolism (dvs. långkedjiga fettsyror). Att bedöma specifika funktioner hos sådana organeller av BTs kan således ge användbar information till kliniker. Dessutom tillåter BT studier av specifika tidsberoende metaboliska processer genom att bedöma leverclearance av metaboliskt aktiva substanser. I detta sammanhang, för ett givet exogent substrat:

HEPATISK CLEARANCE = HEPATISK PERFUSION x HEPATISK EXTRACTION (där HEPATISK EXTRAKTION är förhållandet mellan skillnaden mellan inflöde och utflöde ÷ genom inflödeskoncentration av sonden).

Leverclearance definieras som flödesbegränsat (intervall 0,7-1,0) eller enzymbegränsad (<0,3).

Den inneboende komplexiteten hos levermetaboliska vägar tillåter inte ett enda funktionellt test för att utforska hela leverfunktionen. Olika substrat används därför för att bedöma cytosolisk, mikrosomal eller mitokondriell funktion. Sådana substrat är märkta med den naturliga stabila isotopen av kol 13C (för närvarande den mest använda isotopen). Efter intestinal absorption genomgår det givna substratet levermetabolism på olika nivåer vilket i slutändan resulterar i produktion och uppkomst av 13CO2 i utandningsluften, som en markör för specifika levermetaboliska funktioner.

BTs för studien av levermikrosomal funktion inkluderar användningen av metacetin, ett derivat av fenacetin som metaboliseras snabbt av de hepatiska mikrosomala enzymsystemen CYP1A2 till acetaminophen och 13CO2 genom ett enda O-dealkyleringssteg. Eftersom metacetin har en hög extraktion (E>0,8) och genomgår omfattande first-pass-clearance, kan dess metabolism förändras av förändringar i leverns blodflöde och genom leverns "first-pass"-effekt. Metacetinmetaboliseringskapaciteten är lägre hos äldre än hos vuxna. Methacetin BT visade sig noggrant bedöma graden av leverskada hos patienter med histologiskt bevisade kroniska leversjukdomar och att skilja kronisk aggressiv hepatit från levercirrhos och mellan tidig cirrhos (barn A) från icke-cirrospatienter. Methacetin BT var en användbar prediktiv markör för kliniska resultat hos kroniska HCV-patienter. Dessutom kan metacetin BT bättre uppskatta graden av fibros hos patienter med kronisk HCV-infektion än biokemiska parametrar (dvs. förhållandet aspartataminotransferas till blodplättar, förhållandet aspartataminotransferas till alaninaminotransferas) eller Fibroindex. Ketoisokaproat (KICA) är en mellanprodukt i metabolismen av leucin. Dekarboxyleringen av KICA och genereringen av CO2 återspeglar den mitokondriella grenkedjiga aminosyradekarboxyleringsfunktionen. Detta steg observeras när transamineringen till leucin (den huvudsakliga konkurrerande vägen för KICA-eliminering) undertrycks av samtidig administrering av fasta doser av leucin. Denna metaboliska väg av KICA har testats i experimentella modeller, i isolerade mitokondrier, hos friska försökspersoner som behandlats med acetylsalicylsyra eller med lågt etanolintag, och hos patienter med leversjukdomar. Vi fann att den mitokondriella dekarboxyleringskapaciteten hos KICA var lägre hos patienter med avancerad icke-alkoholisk steatohepatit (NASH) jämfört med friska försökspersoner och patienter med enkel leversteatos. Noterbart var de kumulativa 13CO2-återvinningsvärdena efter 13C-KICA omvänt relaterade till omfattningen av fibros, till serumhyaluronat och till kroppsstorlek hos NASH-patienter. Vi utökade studierna med 13C-KICA BT och fann att KICA-dekarboxylering var signifikant lägre hos cirrotiska patienter med hepatocellulärt karcinom (HCC) jämfört med cirrotiska patienter utan HCC och identisk Child-Pugh-poäng. Dessutom stördes KICA-dekarboxyleringen efter radiofrekvensablation men inte efter transarteriell kemoembolisering. Slutligen var återkomsten av HCC associerad med en tidig minskning av KICA-dekarboxylering. I ett annat sammanhang fann vi nyligen att 13C-KICA BT var onormal (och därför tyder på mitokondriell funktionsstörning) hos en kvinnlig patient som lider av massiv leverekinokokkos. Notera att mitokondriell leverfunktion förbättrades efter pericystektomi och begränsad hepatektomi. KICA BT är användbart för bedömning av läkemedelseffekter på levermitokondriell funktion. Leverskada kan uppstå efter användning av sådana läkemedel som ackumuleras i mitokondrier och stör andningskomplex eller elektronöverföring. KICA BT kan vara till hjälp för att fastställa integriteten hos dessa organeller före administrering av potentiellt toxiska läkemedel och för att upptäcka läkemedelsinducerad mitokondriell skada innan symtom uppträder för att hantera patienter i tid och förhindra biverkningar. Exempel är takrolimus, aspirin och ergotalkaloider. Potentiella tillämpningar är också med amiodaron, valproat och retrovirala läkemedel.

Syfte med studien

Målet med mtFOIE GRAS Uniba H2020-projektet är att genomföra en randomiserad kontrollerad studie av 3 år lång viktminskning i behandlingen av NAFLD/NASH-patienter med hjälp av ett livsstils-dietinterventionsprogram. Överviktiga eller feta individer med biopsi eller ultraljud (US) -beprövad NAFLD/NASH kommer att randomiseras för att få antingen standardmedicinsk vård och utbildningssessioner relaterade till NAFLD/NASH, hälsosam kost, viktminskning och träning (kontrollgrupp); eller till en intensiv viktkontroll med ett mål på minst 7-10 % viktminskning (livsstilsinterventionsgrupp). Viktminskningsinterventionen kommer att utformas efter medelhavs-interventionsdiet. Vi antar att en 7-10% viktminskning genom intensiv livsstilsintervention kommer att leda till förbättring av kliniska, amerikanska, antropometriska och biokemiska egenskaper hos NAFLD/NASH samt tarmpermeabilitet och fekal mikrobiota.