eRapport

Identifying pharmacogenetic biomarkers of treatment resistant schizophrenia

Prosjekt
Prosjektnummer
2020019
Ansvarlig person
Espen Molden
Institusjon
Diakonhjemmet Sykehus AS
Prosjektkategori
Doktorgradsstipend
Helsekategori
Mental Health
Forskningsaktivitet
6. Treatment Evaluation
Rapporter
2023 - sluttrapport
Terapiresistent schizofreni (TRS) er en alvorlig tilstand. Det betyr at behandling med minst to antipsykotika har sviktet. Behandling med klozapin vil i slike situasjoner ofte igangsettes, siden dette medikamentet bedre enn andre antipsykotika, men samtidig risiko for har alvorlige bivirkninger. Dersom effekt av klozapin ikke oppnås, forverres situasjonen ytterligere og behandlingsalternativene begrenses. Ved lave blodkonsentrasjoner vil ønsket effekt av klozapin utebli. Det er derfor viktig å identifisere årsaker til lave konsentrasjoner og hvordan man kan benytte kunnskapen til å bedre effekt av klozapin hos pasienter med TRS. I 2023 ble det siste delarbeidet i dette PhD-prosjektet utarbeidet og innsendt for publisering parallelt med at doktoravhandlingen ferdigstilles. Disputas er berammet til 30. mai 2024. Avhandlingen inneholder tre delarbeider (vitenskapelige artikler), hvorav de to første omhandler identifisering genetiske faktorer som er assosiert med lave konsentrasjoner av klozapin; i tråd med prosjektets hensikt og målsetninger. De to første delarbeidene har vist at: - 1. En transkripsjonsfaktor kalt ‘Nuclear Factor 1b1 (NFIB)’ regulerer nivået av enzymet CYP2D6 i leveren. Dette enzymet bryter ned mange psykofarmaka, deriblant en rekke antipsykotika, deriblant risperidon (Risperdal) som benyttes mye i behandling av schizofreni og andre psykotiske lidelser. En mutasjon i NFIB-genet ble i dette delarbeidet vist å medføre økt nedbrytning av risperidon og dermed lave konsentrasjoner og risiko for manglende behandlingseffekt (‘resistens’). Samtidig ble det vist at denne NFIB-mutasjonen medførte oppregulerer av et annet enzym, kalt CYP1A2, som er sentralt i nedbrytning av klozapin. - 2. Farmakogenetisk variasjon i CYP1A2, samt NFIB-genotype, bidrar til en additiv, signifikant reduksjon i blodkonsentrasjon av klozapin, og dermed økt fare for lave nivåer i kroppen og mangelfull effekt av klozapin. Sammen med sigarettrøyking, som er vanlig hos 60-70 % av pasienter med schizofreni, gir de to genetiske faktorene en reduksjon i blodkonsentrasjon i størrelsesorden 70 %. Dette innebærer svært høy risiko for mangelfull klinisk effekt mot schizofrenisymptomer, som paranoide tanker, vrangforestillinger og sosial isolering, ved standard anbefalt dosering av klozapin. - 3. I det siste delarbeidet, som er inne til andre vurdering i tidsskriftet CNS Drugs etter anmodning av en mindre revisjon, er det vist at pasienter, der det igangsettes behandling med klozapin, har signifikant økt nedbrytning av antipsykotiske legemidler uavhengig av type legemiddel. Dette er svært interessant, da det gir holdepunkter for å tro at det er en ‘universell’, hittil ukjent genetisk faktor som medfører økt nedbrytning av legemidler på tvers av ulike enzymsystemer. Jfr. beskrivelsen over har doktorgradsprosjektet identifisert farmakogenetiske faktorer som bidrar til underbehandling av antipsykotiske legemidler generelt, men spesielt for klozapin som benyttes ved terapiresistent schizofreni. Rent konkret ble det påvist at pasienter som røyker og bærer polymorfismer i gener som koder for NFIB og CYP1A oppnår 70% lavere konsentrasjon ved standard anbefalt dose av klozapin. For å kompensere for dette må klozapindosen tre-dobles. Dette er imidlertid problematisk, siden psykiatere er ‘redde’ for å forskrive høye klozapindoser pga. risiko for alvorlige bivirkninger. Hos røykende pasienter med de to genvariantene, som utgjør ca. hver 15. pasient med schizofreni, vil ikke en tre-dobling av klozapindosen medføre økt fare for bivirkninger, den vil bare sikre best mulig klinisk effekt. Innen klinisk forskning vil dette funnet kunne få stor nytteverdi, da det vil kunne frembringe verktøy/analyser for å fange opp pasienter som bør ha tettere behandlingsoppfølging tidligere forløpet og foreta nødvendige økninger i dosering for å begrense risiko for det som da vil defineres som ‘behandlingsresistens’, men unngås ved tilstrekkelig dosering. Overordnet har resultatene fra denne tildelingen gitt økt kunnskap om farmakogenetiske faktorer av betydning for terapiresistent schizofreni, som oppstår hos ca. 30 % av pasienter med schizofreni etter igangsetting av behandling med antipsykotiske legemidler. Denne kunnskapen kan tas i bruk som kliniske laboratorieverktøy for å persontilpasse behandlingen med klozapin og andre antipsykotika, som i dag skjer etter ‘prøve-og-feile’-prinsippet. Samtidig bidrar avhandlingen med nye hypoteser som kan bidra til at det oppdages ytterligere genetiske faktorer av betydning for klinisk respons av antipsykotiske legemidler, som benyttes i behandling av mange sårbare pasientgrupper. Selv om resultatene fra prosjektet ikke har medført 'innovasjonsrealisering' innenfor de snevre definisjonene angitt under, bidrar kunnskapen til utvikling av nye laboratorieanalyser som kan bedre pasientbehandlingen og redusere kostnader i helsetjenesten. Dette er en form for tjenesteinnovasjon, som da ikke kan plasseres innen de klassiske kommersielle innovasjonene.

Kandidaten har ikke hatt utenlandsopphold i doktorgradsperioden. I en sentral fase av prosjektet ble denne muligheten forhindret av pandemien.

2022
Terapiresistent schizofreni (TRS) er en svært alvorlig tilstand der behandling med klozapin har best effekt. Ved lave blodkonsentrasjoner vil ønsket effekt av klozapin utebli, noe som kan gi kritisk sykdomsforverring hos pasienter med TRS. I 2022 publiserte vi to studier som viser unike genotyper assosiert med lave klozapinkonsentrasjoner.Schizofreni er den alvorligste av alle mentale lidelser, og er forbundet med økt risiko for selvmord, arbeidsuførhet og manglende sosial fungering. Behandling er for de aller fleste livslang. Klozapin har best klinisk effekt i behandling av schizofreni, men er samtidig forbundet med økt risiko for agranulocytose, som innebærer kraftig reduksjon i en type hvite blodceller som beskytter mot infeksjonssykdommer. Klozapin er derfor kun forbeholdt pasienter som har prøvd minst to andre antipsykotiske legemidler uten tilstrekkelig effekt, som da definerer behandlingsresistent schizofreni. Dette prosjektet som målsetning å kartlegge grunner til at behandlingsresistens oppstår, og da rettet mot å identifisere farmakogenetiske markører som er forbundet med utilstrekkelig effekt av både klozapin og ikke-klozapin antipsykotika. Ved å identifisere denne typen markører, kan man på forhånd kunne forutsi hvilken type antipsykotisk medisin som vil fungere best hos den enkelte pasienten, inkludert hvilken dose som bør gis. I 2022 publiserte vi to artikler i dette prosjektet som presenterer unike genotyper som medfører ultra-rask nedbrytning (metabolisme) av klozapin. Studiene viser at for pasienter som har de unike genvariantene, samt er røykere, er nedbrytningen av klozapin så rask at dosebehovet er 3 ganger økt for å oppnå effektive blodkonsentrasjoner. En stor andel av pasienter med schizofreni er røykere (nærmere 50%), noe som innebærer at identifisering av de unike genvariantene har stor klinisk betydning for behandling av resistent schizofreni. I tillegg til å publisere to artikler i 2022, gjorde vi et funn som potensielt kan bidra med helt ny kunnskap i forståelsen av patofysiologien bak resistent schizofreni, og derved også mulige angrepspunkter for nye legemidler til behandling av sykdommen. Funnet er en genvariant som har ulik hyppighet hospasienter med resistent schizofreni sammenlignet med pasienter som behandles med risperidon. Denne genvarianten er følgelig assosiert med økt sannsynlighet for å utvikle resistent schizofreni, som innebærer at pasienter med denne varianten helst bør starte med klozapin så tidlig som mulig i behandlingsforløpet for å forebygge høy symptombelastning over mange år. I tillegg åpner det for et scenario der man kan forsøke å utvikle legemidler som påvirker signalering via det proteinet som genet koder for. Dette krever imidlertid at man først klarer å kartlegge hvordan det aktuelle regulerer signalering i hjernen. Vi er allerede i gang med å studere dette ved bruk av differensierte stamceller i samarbeid med NORMENT. Målsetningen med prosjektet er derfor langt på vei oppfylt, samtidig som funnene har åpnet muligheter for å studere nye markører og mekanismer som kan være relevante ved behandlingsresistent schizofreni. Prosjektet følger planlagt progresjon og doktorgradsstipendiaten, som ble ansatt 1. august 2020, skriver nå på doktoravhandlingen som etter planen vil forsvares i september 2023. Det betyr at sluttrapportering for prosjektet vil sendes inn februar 2024.

NEI

2021
Terapiresistent schizofreni (TRS) er en svært alvorlig tilstand der det 'beste' legemidlet er klozapin. En del pasienter har også dårlig effekt av klozapin, noe som kan skyldes rask nedbrytning (metabolisme). Prosjektet viser at TRS-pasienter har økt metabolisme av klozapin andre antipsykotika. Vi identifiserte nylig genetiske årsaker til dette.Schizofreni er den alvorligste av alle mentale lidelser, og er forbundet med økt risiko for selvmord, arbeidsuførhet og manglende sosial fungering. Behandling er for de aller fleste livslang, og krever som regel bruk av medikamenter for å oppnå symptomkontroll. Det finnes mange antipsykotiske legemidler, hvorav klozapin er vist å ha den beste kliniske effekten, men samtidig er forbundet med økt risiko for den alvorlige bivirkninger agranulocytose, som innebærer kraftig reduksjon i en type hvite blodceller som beskytter mot infeksjonssykdommer. Klozapin er derfor kun forbeholdt pasienter som har prøvd minst to andre antipsykotiske legemidler uten tilstrekkelig effekt, som da definerer behandlingsresistent schizofreni. Dette er en meget alvorlig tilstand hvor det er behov ny kunnskap som kan bidra til å forebygge at behandlingsresistens oppstår. Dette prosjektet som målsetning å kartlegge grunner til at behandlingsresistens oppstår, og da rettet mot å identifisere farmakogenetiske markører som er forbundet med utilstrekkelig effekt av både klozapin og ikke-klozapin antipsykotika; dvs. medfødte årsaker som er grunn til terapiresistent schizofreni (TRS). Ved å identifisere denne typen markører, som både kan være knyttet til rask nedbrytning av legemidler i lever, nedsatt opptak i hjernen og endringer i følsomhet via reseptorer («mottaksproteiner») i hjernen, kan man på forhånd kunne forutsi hvilken type antipsykotisk medisin som vil fungere best hos den enkelte pasienten, inkludert hvilken dose som bør gis. Forskningsåret 2021 har også til dels vært preget av koronapandemien. Prosjektet har imidlertid hatt god progresjon og det foreligger nå data til to manuskripter, hvorav det er innsendt for publisering, mens det andre straks er klart for innsending. I tillegg bearbeides nå data til et tredje manuskript. Felles for alle manuskriptene er at vi beskriver genetiske markører for behandlingsresistens, der disse er assosiert med ultra-rask nedbrytning (metabolisme), og dermed lave konsentrasjoner og dårlig effekt av behandling med risperidon og klozapin. Målsetningen med prosjektet er derfor langt på vei oppfylt, samtidig som funnene har åpnet muligheter for å studere nye markører og mekanismer som kan være relevante ved behandlingsresistent schizofreni. Foreløpig foreligger det ingen publiserte artikler i PhD-prosjektet. Jfr. informasjon over, forventes det imidlertid at minst to artikler blir publisert i 2021, mens et tredje planlegges innsendt. Det betyr at progresjonen i prosjektet er god. Parallelt med forskningsarbeidet har PhD-kandidaten gjennomført obligatoriske kurs. Det derfor all grunn til å tro at innlevering av avhandling og gjennomføring av disputas er godt innenfor den planlagte tidsrammen.

NEI

2020
Vi har identifisert at pasienter som blir diagnostisert med terapiresistent schizofreni (TRS) og lav konsentrasjon, har signifikant raskere metabolisme enn de med normal konsentrasjon i forkant av diagnosen. Dette betyr at mange pasienter bryter ned legemidler så raskt at klinisk effekt mot symptomer ved schizofreni uteblir ved standard dosering.Schizofreni er den alvorligste av alle mentale lidelser, og er forbundet med økt risiko for selvmord, arbeidsuførhet og manglende sosial fungering. Behandling er for de aller fleste livslang, og krever som regel bruk av medikamenter for å oppnå symptomkontroll. Det finnes mange antipsykotiske legemidler, hvorav klozapin er vist å ha den beste kliniske effekten, men samtidig er forbundet med økt risiko for den alvorlige bivirkninger agranulocytose, som innebærer kraftig reduksjon i en type hvite blodceller som beskytter mot infeksjonssykdommer. Klozapin er derfor kun forbeholdt pasienter som har prøvd minst to andre antipsykotiske legemidler uten tilstrekkelig effekt. I dette prosjektet har vi som målsetning å finne farmakogenetiske markører som er forbundet med utilstrekkelig effekt av ikke-klozapin antipsykotika, dvs. medfødte årsaker som er grunn til terapiresistent schizofreni (TRS). Ved å identifisere denne typen markører, som både kan være knyttet til rask nedbrytning av legemidler i lever, nedsatt opptak i hjernen og endringer i følsomhet via reseptorer («mottaksproteiner») i hjernen, kan man på forhånd kunne forutsi hvilken type antipsykotisk medisin som vil fungere best hos den enkelte pasienten, inkludert hvilken dose som bør gis. Forskningsåret 2020 har vært preget av koronapandemien. I første omgang oppsto det problem for PhD-kandidaten i prosjektet å få innreise til Norge fra hjemlandet Tyrkia. Oppstarten av prosjektet ble dermed utsatt til august, altså 6 mnd etter planlagt (forsinkelse meldt inn til HSØ). Til tross for dette har likevel vært i stand til å ha en god progresjon i prosjektet. Vi har blant annet funnet ut at nedbryting (metabolisme) av flere antipsykotika er inntil fem ganger raskere blant personer med TRS som har lav serumkonsentrasjon av antipsykotika i forkant av oppstart med klozapin sammenlignet med de som har normal konsentrasjon. Dette viser at mange pasienter som får diagnosen TRS ikke har en «sann resistens», men bryter ned medisiner så raskt at de ikke oppnår tilstrekkelig klinisk effekt. Denne raske nedbrytningen kan være forårsaket av genetiske forhold, og analyse av dette blir neste steg før dette første delprosjektet har resultater som er klare til publisering. Parallelt med arbeidet skissert over, som ble utført høsten 2020, er også REK-søknad for gjennomføring av hoveddelen av prosjektet på plass. Denne delen av prosjektet innebærer bruk av biobankede blodprøver/DNA fra ca. 1500 pasienter til en anonym, genom-bred assosiasjonsstudie (GWAS). Forutsetningen for bruk av dette materialet er imidlertid at de respektive pasientene som biobankede blodprøvene stammer i fra, er at de har mottatt informasjon at de kan reservere seg mot dette. Denne prosessen var beheftet med mye arbeid, men den ble ferdigstilt rett før jul. En del begrenset andel pasienter har reserverte seg mot deltagelse (ca. 3-5 %). Det betyr at hoveddelen av prosjektet nå er i gang for å isolere DNA til GWAS-analyse for å finne ut om medfødt rask nedbrytning, og evt. andre mekanismer, er grunn til utilstrekkelig behandlingseffekt ved normale konsentrasjoner/doser av andre antipsykotika enn klozapin, og dermed innebærer en TRS-diagnose kan unngås dersom behandlingen persontilpasset i form av riktig legemiddelvalg og dosering.

NEI

Vitenskapelige artikler
Lenk HÇ, Klöditz K, Johansson I, Smith RL, Jukic MM, Molden E, Ingelman-Sundberg M

The Polymorphic Nuclear Factor NFIB Regulates Hepatic CYP2D6 Expression and Influences Risperidone Metabolism in Psychiatric Patients.

Clin Pharmacol Ther 2022 May;111(5):1165. Epub 2022 mar 20

PMID: 35253216 - Inngår i doktorgradsavhandlingen

Lenk, Hasan C.; Smith, Robert L.; O’Connell Kevin; Andreassen Ole A., Molden Espen

Rapid metabolism underlying subtherapeutic serum levels of atypical antipsychotics preceding clozapine treatment – a retrospective study based on real-world data

2024, revidert versjon under vurdering i internasjonalt tidsskrift

Lenk HC, Smith RL, O'Connell KS, Jukić MM, Kristiansen MK, Andreassen OA, Ingelman-Sundberg M, Molden E

Impact of NFIB and CYP1A variants on clozapine serum concentration-A retrospective naturalistic cohort study on 526 patients with known smoking habits

Clin Transl Sci . 2023 Jan;16(1):62-72. Epub 2022 Oct 7.

Hasan Çağın Lenk, Katharina Klöditz, Inger Johansson, Robert Løvsletten Smith, Marin Jukic, Espen Molden, Magnus Ingelman-Sundberg (shared first and last authorships)

The polymorphic nuclear factor NFIB regulates hepatic CYP2D6 expression and influences risperidone metabolism in psychiatric patients

Innsendt manuskript, Clinical Pharmacology & Therapeutics 2021

Deltagere
  • Magnus Ingelman-Sundberg Internasjonal samarbeidspartner
  • Kevin O`Connell Prosjektdeltaker
  • Robert Løvsletten Smith Medveileder
  • Hasan Cagin Lenk Doktorgradsstipendiat (finansiert av denne bevilgning)
  • Ole Andreas Andreassen Prosjektdeltaker
  • Espen Molden Prosjektleder

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til eRapport

Personvern  -  Informasjonskapsler