Az alkaptonuria potenciális terápiája - a tudomány, a klinika és a betegek együttműködésének története
Absztrakt:
Az elmúlt 10 évben fokozott érdeklődésnek lehetünk tanúi az alkaptonuria (AKU, OMIM, 203500. sz.) Iránt, egy ritka betegség iránt, amelynek elsőbbsége van Szlovákiában. Míg az AKU globális előfordulása 1: 250 000 és 1: 500 000 között van, Szlovákiában a betegség sokkal gyakoribb - 1: 19 000 (1). 2019 januárjában véget ért a DevelopAKUre projekt (FP7 EU) klinikai része, amely magában foglalta a SONIA 2 klinikai vizsgálatot a nitizinon hatékonyságának és biztonságosságának tesztelésére e betegség kezelésében. A kutatást a liverpooli Royal University Hospital (RLUH) és a British Alkaptonuria Society (AKU Society) kutatói irányították. Ugyanakkor 2 szlovákiai munkahely, valamint sok szlovák beteg aktívan részt vett a nemzetközi konzorciumban, ezért szeretnénk közelebb hozni az AKU történetét a Newslab olvasóihoz. A SONIA 2 vizsgálat eredményeit még nem tették közzé, de a gyógyszer gyártója, a SOBI (svéd Orphan BIovitrum) már közölte szándékát, hogy az Európai Gyógyszerügynökséghez (EMA) kérelmezi a gyógyszer felhasználásának engedélyezését. akkumulátor. Ez sok beteg reményét kelti abban, hogy az AKU valószínűleg egyike lesz azoknak a betegségeknek, amelyek ellen 2020-ban lehetséges terápiát fogunk kapni. Jelenleg ezt a gyógyszert számos országban a jóváhagyott javallaton kívül használják (off-label).
Kulcsszavak: alkaptonuria, HGD gén, anyagcserezavar, ritka betegségek kezelése, nitizinon
* A cikk részét képező összes táblázat, grafikon és ábra a tanulmány végén található csatolt PDF fájlban található.
Az AKU kutatás történetéből
Az AKU egy olyan betegség, amelynek esetében a „veleszületett anyagcserezavar” kifejezést először a múlt század elején említették, a mendeli autoszomális recesszív öröklődéssel (2). Az AKU-ban egy specifikus metabolikus blokkot 50 évvel később homogentizát-1,2-dioxigenáz (HGD) hiányként írtak le, amely enzim a homogén sav (HGA) hasításáért felelős a fenilalanin és a tirozin metabolizmusában (3). A következő 40 évben meghatározták a betegség genetikai alapját az emberekben, és az ezt az enzimet kódoló gént feltérképezték a 3q13.33 (4.5) kromoszómába a szlovák betegek családjában végzett kötési elemzésnek köszönhetően. Röviddel ezután leírták a gén szerkezetét és azonosították az első mutációkat a beteg családokban (6). A HGD gén 14 exonból és az általunk létrehozott és kezelt világméretű HGD mutációs adatbázisból (http://hgddatabase.cvtisr.sk) áll, amely jelenleg ennek a génnek 212 különböző változatát rögzíti, amelyeket a világ minden tájáról megközelítőleg 530 beteg azonosított. (7, 8).
Az AKU kutatásának történetében fontos pont volt az AKU Társaság (2003, www.akusociety.org), a világ első AKU betegszervezetének megalapítása. Célja kezdettől fogva az volt, hogy támogatást és tájékoztatást nyújtson a betegeknek és a családoknak, valamint lehetővé tegye az AKU-betegek számára, hogy találkozzanak és megismerjék egymást az Egyesült Királyságban, de nemzetközi szinten is, annak elkerülése érdekében, hogy a betegségben szenvedő betegek elszigetelődjenek. ritka betegségek gyakran szenvednek. Ennek a szervezetnek a születésekor Dr. A liverpooli Lakshminarayan Ranganath és a beteg Robert Gregory, akihez hamarosan csatlakozott dr. Nicolas Sireau, két gyermek édesapja AKU-val. Sok éves munkájuk, fáradhatatlan kampányaik, kutatási projektjeik finanszírozása és partnerségek kiépítése szintén a DevelopAKUre konzorcium és egy sor nagy nemzetközi SONIA 1, SONIA 2 és SOFIA klinikai vizsgálat létrehozásához vezettek Európában (2012-2019). később megbeszéljük.
2013-ban megalapították az első AKU Robert Gregory Nemzeti Központot (NAC) Liverpoolban (a Királyi Egyetemi Kórház székhelyén), amelyet az AKU Társaság társalapítójáról neveztek el. A NAC azóta vizsgálatokat és kezelést nyújtott az AKU-val rendelkező Angliában és Skóciában élő embereknek. Ezt követően számos AKU testvérvállalat jött létre több országban, köztük Szlovákiában, hogy felhívják a figyelmet az AKU-ra (Fekete Csontok Klubja - Szlovákia, AIMAKU - Olaszország, DSAKU - Németország, ALCAP - Franciaország, AKU Society Hollandia, AKU Society Asia-Pacific, AKU North America Society, a Jordanian Society AKU, a Brazil Brazil Society AKU és az AKU Society India). Ezek a vállalatok kulcsfontosságú szerepet játszanak azon betegek felkutatásában és megtartásában, akik hajlandóak részt venni az orvosbiológiai kutatásokban, ideértve a klinikai vizsgálatokat is, ami különösen nagy kihívást jelent a ritka betegségek számára.
AKU Szlovákiában
Az AKU szlovákiai kutatásának nagy hagyományai vannak, mivel nálunk gyakoribb ez a betegség. Az AKU első szlovákiai esetét prof. Siťaj 1944-ben és 1951-ben prof. Neuwirth nagy betegcsoportot fedezett fel Kysucie-ban, amelyet aztán klinikailag tovább vizsgáltak prof. Siťaj és prof. Városi. Munkájuk alapján 1956-ban megjelent az Alcaptonuria és az ochronosis nagy monográfiája (9), amely az alkaptonuriában és ochronosisban szenvedő betegek első nagy komplex halmaza a világon.
Tanulmányaikat később (1968 után) követte egy másik fontos szlovák gyermekorvos, a szlovák orvosi genetika megalapítója, Štefan Sršeň professzor, feleségével, Sršňová docenssel és a Comenius Egyetem Jessenius Orvostudományi Karának más munkatársaival. Megvizsgálták Szlovákia 610 000 lakosát, és 1996-ig 204 alkaptonuriában szenvedő beteget regisztráltak, ebből 106 15 év alatti gyermek, amely a világ legnagyobb gyermekgyógyászati betegcsoportja (10). 509 192 újszülöttből álló csoportot is átvilágítottak, amely alapján 1: 19 000-re becsülték az AKU előfordulását Szlovákiában (1). Egy Münster-i (Németország) laboratóriummal együttműködve elvégezték az első genetikai vizsgálatokat szlovák betegeknél is (11).
Körülbelül 5 millió lakosával a becslések szerint Szlovákiában jelenleg körülbelül 270 AKU-betegnek és körülbelül 72 450 egészséges hordozónak kell lennie. Jelenleg helyi reumatológusok foglalkoznak AKU-betegekkel, de főleg a Piešťany-i NÚRCH-nal, amely informális központja az AKU-betegek ellátásának hazánkban.
Az AKK genetikájával 1998 óta foglalkozunk az ÚKTV Humángenetikai Laboratóriumában, a BMC SAS-ban (korábban IMFG SAS). Bošák, majd később prof. Összetett genetikai elemzéseket végeztünk a pöstyéni NÚ-RCH-i Rovenský családokból, amelyek azt mutatták, hogy Szlovákiában akár 14 különböző HGD-variánsunk van, amely ezt a ritka betegséget okozza. (1. kép). Ez az eredmény arra utal, hogy hazánkban az AKU megnövekedett gyakorisága nem magyarázható csak az alapító klasszikus hatásával, amint azt a betegség fokozott előfordulásának azonosítása alapján feltételeztük, különösen a korábbi genetikai izolátumok területén Kysucie-ban (12–14).
A családokban előforduló egyedi mutációkkal összefüggő haplotípusok elemzése azt sugallja, hogy a mutációk egy részét az európai lakosság több, Nyugat-Európába terjedő migrációja során Szlovákiába importálták, míg a második csoportot a hazánkból eredő mutációk alkotják (12). .
Lehetséges, hogy Szlovákiában véletlenül megnőtt a mutációk száma, miközben az ezt követő genetikai izoláció és genetikai sodródás hozzájárult ezek fenntartásához és terjedéséhez. A páciensek aktív keresési módja, amely hazánkban nagy hagyományokkal rendelkezik, szintén hozzájárult a szlovákiai AKU-s betegek nagyobb számának azonosításához.
Az évek során a BMC SAS Humángenetikai Laboratórium az AKU betegek genetikai elemzésének nemzetközi központjává vált. 2010-ben létrehoztuk és kezeljük a már említett világméretű HGD mutációs adatbázist (http: // hgddatabase.cvtisr.sk) (7.8). Ez az adatbázis laboratóriumunkban azonosított, de a világ szakmai szakirodalmában közzétett variánsokat tartalmazza. Az adatbázis tartalmazza az egyes missense gének mutációinak a HGD fehérje szerkezetére és működésére várható hatásának elemzésének eredményeit, valamint a HGD mutációkhoz kapcsolódó egyedi haplotípusokat Szlovákiában és más országokban.
A betegség klinikai jelei és az ochronosis mechanizmusa
Az AKU metabolikus blokkjának eredményeként születésétől kezdve felhalmozódik a homogentisav (HGA), amely részben kiválasztódik a vizelettel. Mivel a HGA barna-fekete pigmentté oxidálódik, az első tünet általában a vizelet sötétedése a levegőben (homogenitás).
Az évek során a be nem jelentett HGA fokozatosan felhalmozódik a betegek testében, különösen a kötőszövetben. Ez később súlyos multiszisztémás károsodáshoz vezet, amely 20 és 30 éves kor között kezd megnyilvánulni. Az okronózis - a kötőszövetek, különösen a porcok sötét elszíneződése - az aurikulákon, kisebb mértékben a bőrön és a szemfehérjéken nyilvánul meg. Az ochronotikus pigment felhalmozódása a porcokban fokozatosan fájdalmas degeneratív ochronotikus arthropathiához vezet, ami elsősorban a gerinc, az ágyéki, a váll és a térdízület károsodását okozza. Komoly szövődmény az aorta- és mitrális szelepek kalcinálása. Gyakori a vese- és prosztatakő.
Kezdeti pigmentáció figyelhető meg a meszesedett porc egyes kondrocitáiban és a környező mátrixban (15). Ez a porc megmerevedését és a terhelés eloszlásának változását okozza. Ezt követően az ochronosis a hyalin porc felé terjed. A pigmentált porcok héjat képeznek, amely merev és elszakad, befolyásolva az alatta lévő trabecularis csontot. Az okronotikus porc nem képes biztosítani a csont szükséges védelmét a normális mechanikai igénybevételtől, és megkezdődik agresszív felszívódása. A porctöredékek mind a csontvelőben, mind az ízületi szövetekben vannak jelen (15). Így az ochronosis a nagy súlyú ízületek fájdalmas pusztulását és a csigolyák összeolvadását okozza. Az egész folyamatot krónikus enyhe gyulladás és amiloidózis kíséri (16). A progresszív károsodás fogyatékossághoz vezet.
Az AKU klinikai tüneteinek áttekintését foglalja össze a munka (17,18), beleértve az AKUS tünetek súlyosságának és progressziójának értékelésére használt AKUSSI (Alkaptonuria Severity Score Index) meghatározásának módszerét is.
Új remény az akkumulátor terápiában
Az AKU okozati kezelése jelenleg nem áll rendelkezésre. Eddig az AKU kezelési lehetőségei korlátozottak voltak, és csak a tünetek enyhítésére összpontosítottak. A fő cél a fájdalomcsillapítás, a fizioterápia és a rehabilitáció, és ha szükséges, a sérült ízületek pótlása.
A HGA szintjének és ochronotikus pigmentté történő oxidációjának csökkentése érdekében a múltban különböző antioxidáns kombinációk alkalmazását javasolták, de az ezen eljárások hatékonyságát megerősítő adatok hiányoznak. Ezzel szemben az aszkorbinsav a 4-hidroxi-fenil-piruvát-dioxigenáz kofaktora, így hozzájárulhat a HGA termelésének növekedéséhez. Alacsony fehérjetartalmú étrend a betegek számára is ajánlott, de a hosszú távú megfelelés problémás.
A nitizinon az AKU-betegek reménye. Ez a gyógyszer a p-hidroxi-fenil-piruvát-dioxigenáz enzim inhibitora, amely felelős a hidroxi-fenil-piruvát HGA -vá történő átalakításáért. Eredetileg az 1. típusú örökletes tirozinémia kezelésére javallt (a SOBI által kifejlesztett Orfadin®). Már 2011-ben az Országos Egészségügyi Intézet (USA) által végzett klinikai vizsgálat eredményei azt mutatták, hogy a nitizinon akár 95% -kal is csökkentette a vizelet HGA szintjét (19). A tanulmány azonban nem mutatta be a nitizinon klinikai hatékonyságát, mivel az AKU betegeknél a csípő mobilitásának javulása nem volt megerősítve, ami a vizsgálat fő végpontja volt (19). Az angliai AKU vállalat tevékenységének köszönhetően, amely új érdeklődési hullámot indított e ritka betegség iránt, 2012-ben megalakult a fent említett DevelopAKUre konzorcium, amely az Európai Bizottság FP7 projektjének támogatásával új tanulmányt indított a nitizinon tesztelésére AKU. A Piešťany-i NÚRCH, a liverpooli RLUH és a párizsi Necker kórház 3 klinikai vizsgálati központ volt, amelyekben egymást követően 3 vizsgálatot hajtottak végre - SONIA 1, SONIA 2 és SOFIA (http: // www.developakure.eu/). A projektben részt vett az ÚKTV Humángenetikai Tanszéke, a BMC SAS is, amely a vizsgálatokban részt vevő összes beteg mutációanalíziséért felelt.
A projekt első tanulmányát, a SONIA 1-et Liverpoolban és Pöstyanyban végezték. Ez egy rövid, 4 hétig tartó vizsgálat volt, amely megállapította, hogy a napi 8 mg nitizinon dózis a leghatékonyabb a betegek vizelet HGA szintjének csökkentésében (20).
138 beteget már beirattak a hosszú távú SONIA 2 vizsgálatba annak bizonyítására, hogy a nitizinon hatékony és biztonságos AKU betegeknél. A kontrollcsoport 69 olyan beteget hasonlított össze, akiket nem kezeltek 69 beteggel, akik 4 éven keresztül napi 10 mg nitizinont szedtek. Mindkét csoport betegei rendszeresen ellátogattak a klinikai vizsgálati központokba, és számos paramétert figyeltek meg, amelyeket a vizsgálat végén összehasonlítottak. Ennek a vizsgálatnak a végleges eredményeit, amelynek klinikai része 2019 januárjában ért véget, még nem tették közzé, de a gyógyszergyártó, a SOBI már közölte szándékát, hogy az Európai Gyógyszerügynökséghez (EMA) kérjen engedélyt a gyógyszer felhasználására. gyógyszer az AKU számára.
A nitizinonnal kapcsolatos eddigi tapasztalatok, mind a SONIA 2 vizsgálatban, mind pedig a nem megfelelő kezelés esetén azt mutatják, hogy multidiszciplináris megközelítésre van szükség az AKU-ban szenvedő betegek kezelésében. A reumatológus és a klinikai genetikus természetes szerepe mellett az átfogó megközelítést minőségi táplálkozási tanácsokkal kell kiegészíteni. Mivel a nitisinon-kezelés során a keratopathia előfordulhat, mint fő és várható mellékhatás, a szérum tirozinszintjének rendszeres biokémiai monitorozására és szemész általi ellenőrzésre lesz szükség. A keratopathia kialakulása a tirozinszint növekedésével jár a nitizinon kezelés alatt, de a pontos mechanizmus nem teljesen világos. A klinikai kutatások szempontjából ezért a keratopathia biomarkereinek keresésére kell összpontosítani.
A nyílt keresztmetszetű SOFIA-vizsgálatot, amelyben 32 AKU-s és 30 kontrollos beteg vett részt, egyedül Liverpoolban végezték. A vizsgálat célja annak kiderítése volt, hogy az AKU-ban milyen korban kezdődnek a károsodások, mind a betegség klinikailag megnyilvánult, mind szubklinikai megnyilvánulása szempontjából (21). Az elsődleges eredmény az ochronosis jelenlétének monitorozása volt a fülbiopsziában. A másodlagos eredmények között szerepelt a szem- és fülfotók, a szérum és a vizelet HGA-koncentrációinak elemzése, valamint a szövetkárosodás/gyulladás/oxidáció markerei, MRI, járásvizsgálat, életminőség és alkaptonuria-pontszám súlyossági index (qAKUSSI). A fülbiopsziában az okronózis már egy 20 éves betegnél jelen volt, ami arra utal, hogy a szubklinikai megnyilvánulások ezen életkor előtt megfigyelhetők.
A gyermekgyógyászati klinikai vizsgálat előkészítése jelenleg zajlik. Az ezen vizsgálatokból származó információk fontosak lesznek annak eldöntésében, hogy a tünetek kialakulásának megelőzése érdekében melyik életkorban kezdjék el a kezelést.
Állatmodell AKU
Az AKU kutatásban fontos szerepet játszott egy kísérleti modell organizmus - AKU egerek - létrehozása. Az AKU patofiziológiájának, valamint a lehetséges kezelés hatásának tanulmányozására szolgál. 2014-ben megjelent az AKU új egérmodellje (22), amelyben lineárisan növekvő ochronosis figyelhető meg az élet kezdetétől, miközben a HGA átlagos élettartamának szintje a plazmában viszonylag állandó. Érdekes módon ezekben az egerekben nem figyelték meg az AKU-ra jellemző meszes és hialin porc pigmentáció vég/stádiumát ezekben az egerekben, ami azt sugallja, hogy az egerekben az ochronosis képviseli az AKU-val rendelkező emberek ízületeinek korai szakaszait. A nitizinon egész életen át történő beadása ezeknek az AKU egereknek a HGA plazma 88% -os csökkenését és a kondrocita pigmentáció teljes blokkolását eredményezte, ami megerősítette, hogy ha a nitizinont korán adják be, akkor az megállíthatja az ochronosis lefolyását (22, 23).
A betegség súlyosságának változékonysága
A betegség súlyosságának változékonyságát figyelték meg AKU-ban szenvedő betegeknél. Már 2000-ben Rodriguez és munkatársai (24) megfigyelték a különféle missense mutációkat hordozó HGD enzim különböző maradék aktivitását, amelyet később munkánkban is megerősítettünk (8). Feltételeztük, hogy az eltérő reziduális aktivitás meghatározza a betegség súlyosságában mutatkozó különbségeket is. A SONIA 2 vizsgálatban ezért elemeztük a korrelációt a genotípus és a fenotípus között, különösen a G161R mutációban szenvedő betegeknél, amelyekben az enzimaktivitásnak csak 1% -a maradt meg, összehasonlítva az M368V és A122V mutációkat hordozó csoporttal, amely viszont a vad típusú aktivitásnak körülbelül 30% -a volt (8). Bár a vizelettel kiválasztott HGA-szintek különbségét 24 óra múlva figyelték meg a két csoport között, ez a különbség nem eredményezett szignifikáns különbségeket a megfigyelt klinikai paraméterekben (8).
Ez azt jelenti, hogy az AKU nem erősítette meg a HGD génmutáció típusának a betegség fenotípusának változékonyságára gyakorolt közvetlen hatását. Mivel a vizelet HGA-szintjének magas intra- és egyénközi változékonysága figyelhető meg, feltételezzük, hogy ez főleg a teljes étrendi fehérjebeviteltől (azaz a tirozintól) és a vesefunkciótól függ (25).
Nem zárjuk ki azonban, hogy más - genetikai vagy biomechanikai - tényezők is hozzájárulhatnak. A jövőben ezeknek a potenciális tényezőknek a meghatározására kell összpontosítanunk olyan testvérpárok elemzésével, akiknél fenotípus-különbségek figyelhetők meg. Ugyanakkor meg kell határozni azokat a tényezőket, amelyek hozzájárulnak a keratopathia kialakulásához a nitisinon kezelés alatt, és átfogó kezelési protokollt kell kidolgozni az AKU-ban szenvedő betegek számára.
IRODALOM