B-lymfocytt deplesjon og sykdomsmekanismer ved kronisk utmattelsessyndrom/ myalgisk encephalopati (ME/CFS) Øystein Fluge og Olav Mella

Transkript

1 B-lymfocytt deplesjon og sykdomsmekanismer ved kronisk utmattelsessyndrom/ myalgisk encephalopati (ME/CFS) Øystein Fluge og Olav Mella Kreftavdelingen, Haukeland Universitetssykehus

2 Forskningsgruppe Haukeland Universitetssykehus Sigrid Lunde, Dept. of Oncology Kine Alme, Dept. of Oncology Ove Bruland, Dept. of Medical Gene>cs Elisabeth Leirgul, Dept. Of Cardiology Miriam K. Sandvik, Dept. Of Psychiatry Dipak Sapkota, Dept. of Pathology Lars Helgeland, Dept. of Pathology Einar Kristoﬀersen, Dept. of Transfusion Medicine and Immunology Olav Dahl, Dept. of Oncology Olav Mella, Dept. of Oncology Øystein Fluge, Dept. of Oncology Plos One studien, i >llegg: Dept. of Neurology, Haukeland: Harald Nyland, AneNe Storstein, Halvor Næss Forskningsgruppen for ME/CFS ved KreWavdelingen, har inngån samarbeid med Kavlifondet fra ul8mo Avgjørende for mulighet 8l videre forskning. StøNe fra Helse Vest for Interessekonﬂikt: Haukeland Universitetsssykehus har søkt patent for konseptet B- celle deplesjon ved kronisk utmagelsessyndrom (ME/CFS).

3 ME/CFS diagnose etter Canadiske kriterier. -Fatigue og sykdomsfølelse etter anstrengelser, uten restitusjon etter hvile -Søvnforstyrrelser -Kognitiv dysfunksjon. Tåkefølelse. -Smerter i muskulatur, ledd, hodepine, hud. Sensorisk amplifikasjon for lyd, lys, smak, lukt -En rekke autonome symptomer: svimmelhet, ortostatisk intoleranse, svetting, hjertebank, kalde hender/føtter, mage-tarm- og urinveissymptomer -Immunrelaterte symptomer som sår hals, ømme lymfeknuter, feberfølelse Cirka % av befolkningen, alle aldersgrupper, ofte unge voksne Må skilles fra generelle utmattelses/ tretthetstilstander (2-3 %) Ofte etter infeksjoner (70%. Oftere kvinner enn menn, 3-4 : 1 Varierende grad: fra moderat funksjonsnedsettelse til svært alvorlig sykdom (vegetativ)

4 Pasient med langvarig stabil ME/CFS fikk Hodgkin s lymfom: Hun opplevde en betydelig bedring (5 mnd varighet) av ME symptomene under et (av totalt fire) kjemoterapi- regime, som blant annet inneholder lav- dosert Methotrexat og Ifosfamid. Kunne det være effekt på B- lymfocygene? Tidligere studier: ME/CFS kan være en pågående immundysregulering, ener infeksjoner (70%) En velprøvd og rela>vt trygg måte å redusere B- celle tallet, ved B- celle lymfomer og autoimmune sykdommer: det monoklonale an8- CD20 an8stoffet Rituximab (Mabthera ) BMC Neurology, July 2009 I 2009: ny pasient med mangeårig invalidiserende ME/CFS, som fikk aggressivt B- celle lymfom: Hun fikk en omfanende respons på ME- symptomene fra 4 mnd ener oppstart av Rituximab- CHOP kurer (>l sammen 8 x Rituximab).

5 Rituximab, Mabthera Komplement avhengig cytotoksisitet (CDC) Cellemediert immun respons (ADCC) Apoptose (celledød) Terapeu>sk monoklonalt an>stoff renet mot CD20 molekylet CD20 proteinet finnes på overflaten av normale B- celler og de fleste B- celle lymfomer CD20 proteinet unrykkes ikke: på stamceller i beinmargen på de modne plasmacellene (som skiller ut normale immunglobuliner)

6 KTS Randomisert fase II studie, placebo- kontrollert, dobbeltblind, singel senter Rituximab 500 mg/m 2, to infusjoner med to ukers mellomrom versus Saltvann, to infusjoner med to ukers mellomrom 30 pasienter inkludert ( ). Oppfølgning minst 12 mnd Symptom score basert på pasientenes egenrapportering hver annen uke Fa>guescore, Kogni>v score, Smertescore, Andre symptomer score.

7 General linear model (GLM) for repetert måling av Fa8guescore Ingen forskjell ved 3 mnd (primært endepunkt) Signifikant interaksjon (p=0.018) for intervensjonsgruppe * 8d Dvs. at forløpet for Fa8guescore var signifikant forskjelling for de to gruppene over 8d Forskjellen mest markert 6 10 mnd ener intervensjon Overall respons: 10/15 (67%) i Rituximab gruppe. 2/15 (13%) i Placebogruppe Ingen alvorlige bivirkninger

8 Påvirkning av de fleste ME/CFS relaterte symptomer hos respondere antyder (for oss) at B- celle deplesjon påvirker en sentral mekanisme for symptomvedlikeholdet ved sykdommen. Tidsforsinkelsen fra behandling med Rituximab >l klinisk respons inntrer varierer, men de fleste responsene begynner fra mellom 2 8 mnd eger behandling B- lymfocynene i perifert blod faller >l svært lave verdier innen et par dager/uker. Det er derfor lite trolig at cytokiner fra B- celler er hovedansvarlig for symptomene Tiden fra B- celle fallet >l klinisk respons gjør det også lite sannsynlig at effekten er mediert via virus eliminasjon fra B- celler (EBV, HHV, CMV) Tidsforsinkelsen fra ini8al B- celle deplesjon 8l klinisk respons er et argument for hvorfor vi tror en autoimmun mekanisme som involverer et an>stoff (halverings>d 3-4 uker) kan være involvert. Autoan>stoff produseres owe fra >dlige plasmaceller som er CD20 posi>ve. Vi har foreløpig ikke vist at ME/CFS er en autoimmun sykdom! Graden av bedring fra ME/CFS symptomene varierer fra omfagende der pasienten ført seg helt frisk, >l betydelig, >l moderat, >l ingen respons (1/3).

9 Pågående kliniske studier Åpne fase- II studier, eksplora8ve, ingen placebo gruppe B- celle deplesjon ved ME/CFS (KTS ) 26 pasienter inkludert + 2 pilot pasienter. Alle har vært gjennom minst 33 mnd oppfølgning. B- celle deplesjon ved svært alvorlig ME/CFS (KTS ) 8 pasienter er inkludert (planlagt opp>l 15) I begge studiene: To Rituximab infusjoner gig med to ukers mellomrom (induksjon), enerfulgt av vedlikeholds Rituximab infusjoner eger 3, 6, 10 og 15 mnd. Oppfølgning i 3 år. Non- respondere for Rituximab (cirka 1/3) Åpen pilotstudie med bruk av TNF- α inhibitor etanercept (Enbrel ) (KTS ). Ukentlige subkutane injeksjoner i minimum 4 mnd, opp>l 12 mnd. 4 pasienter inkludert.

10 Vedlikeholdsbehandling med Rituximab: forlenget periode med B- celle deplesjon R respons R respons 20 uker 14 uker 20 uker 14 uker To påfølgende behandlinger: nær iden>sk mønster for respons og >lbakefall R R R R???? R R KTS , åpen fase II studie (ingen placebogruppe), avsluges nå Rituximab 6 infusjoner: eger 0 og 2 uker (induksjon), pluss vedlikehold eger 3, 6, 10, 15 mnd 7 pasienter med moderat og gradvis respons ener 12 mnd har fån flere Rituximab infusjoner (amendment) Alle 26 pasientene har vært observert i mnd To pilotpasienter har vært observert > 50 mnd ener første infusjon

11 Fa8guescore: endring fra baseline, for symptomene TreNhet/UtmaNelse, UtmaNelse ener anstrengelser, Behov for hvile, Funksjon i daglige oppgaver. Registrert hver annen uke. 6.0 Self-reported Fatiguescore 28 patients in KTS Self-reported Fatiguescore 20 Responders and 8 Non-responders 6.0 Fatiguescore (mean, 95%CI) Fatiguescore (mean, 95%CI) Baseline Time (months) 0.0 Baseline Time (months) Responders Non-responders Skala: 6: betydelig bedring 5:moderat bedring 4: len bedring 3: uendret fra baseline 2: len forverring 1: moderat forverring 0: betydelig forverring For de som erfarer respons: varigheten av respons synes betydelig forlenget med vedlikeholdsbehandling, sammenholdt med data fra Plos One studien upublisert

12 9 pasienter fra placebo gruppe i den randomiserte studien KTS deltok i KTS (Rituximab induksjon og vedlikehold) Ingen (0/9) hadde klinisk respons gjennom 12 mnd i KTS med Placebo (saltvann) 6 av 9 hadde klinisk respons i 12 mnd oppfølgning i KTS med Rituximab Placebo group patients in KTS given Rituximab in KTS (n=9) 6.0 Fatiguescore (mean, 95%CI) Baseline Time (months) Placebo KTS Rituximab KTS De samme 9 pasientene fikk Placebo og derener Rituximab: sine egne historiske kontroller upublisert

13 KTS : Rituximab induksjon og vedlikehold Egenrapportert funksjonsnivå (skala 0-100) 20 respondere 8 nonrespondere mnd: cirka halvparten av respondere har nå (per nov- 2013) ulike grader av >lbakefall upublisert

14 Short form 36 (SF36) livskvalitetsskjema, umylt ved 0, 3, 6, 10, 15, 20, 24, 30, 36 mnd 20 respondere og 8 nonrespondere SF36 Norm- basert Summary score. Populasjons gjennomsnin: 50 SF36 Raw scores, skala upublisert

15 KTS , bivirkninger upublisert To pasienter har han residiverende lunveisinfeksjoner, med flere an>bio>kakurer. Begge har fån Kiovig infusjoner (normalt humant immunglobulin) To pasienter har han episode med late- onset nøytropeni. Forekommer hos minst 5% av lymfompasienter behandlet med Rituximab. For begge pasientene (respondere) varighet i 5 dager To pasienter har han allergisk reaksjon mot Rituximab. En fikk tungpusthet og utslen under første infusjon, og fikk ikke videre infusjoner. En fikk elveblest ved 3- mnd infusjon, som ble stanset 7 pasienter (25%) har han forbigående forverring av ME- symptomene direkte ener Rituximab infusjoner, som har vedvart i flere uker (opp>l 2 mnd). En pasient kjente en kul i brystet ener 24 mnd oppfølgning, påvist brystkrew T2N0, operert med adjuvant kjemoterapi og endokrin behandling En pasient fikk magesmerter og ikterus ener 32 mnd, påvist gallestein, operert endoskopisk med papillotomi

16 Den gjennomførte randomiserte studien fra 2011 (Plos One) har flere svakheter: Den første studien som evaluerte B- lymfocyn deplesjon ved ME/CFS. Liten studie (30 pasienter). Seleksjon? Primært endepunkt (symptomendring ener 3 mnd oppfølgning) var nega>vt. Mangelfull predefinisjon av kriteriet for overall respons. Blinding: Pasientene var uten kjennskap >l gruppe>lhørighet (Rituximab eller Saltvann) før alle var ferdig med oppfølgningen (12 mnd). Undersøkerene hadde kjennskap >l gruppe>lhørighet når alle 30 pasientene var ferdig med 8 mnd oppfølgning (19 pas hadde da vært i 10 mnd, og 13 pas ferdig med 12 mnd oppfølgning). Vi har søkt og fån innvilget Norges Forskningsråd om finansiering av en ny større Fase- III studie: B- lymfocyg deplesjon ved bruk av det monoklonale an8- CD20 an8stoff Rituximab ved kronisk utmagelsessyndrom/ myalgisk encephalopa8.

17 En mul8senter, nasjonal, randomisert, dobbeltblind og placebo- kontrollert fase III studie med Rituximab induksjon og vedlikeholdsbehandling. 144 pasienter (72 i hver gruppe). Styrkeberegning basert på 50% respons i Rtx gruppe og 22% i Placebogruppe. Sannsynligvis 5 sentre i Norge: Haukeland, OUS, St. Olav, Universitetssykehuset i Nord Norge, Telemark Sentralsykehus avd. Notodden. Rituximab (eller saltvann) induksjon med 2 infusjoner med 2 ukers mellomrom, enerfulgt av Rituximab vedlikeholdsinfusjoner eger 3, 6, 9 og 12 mnd. Dobbeltblind design >l siste pasient har vært >l 24 mnd oppfølgning. Protokoll er omtrent ferdigs>lt. Vi arbeider nå med tes>ng for evt å inkorporere objek8ve endepunkt, i >llegg >l det primære endepunktet som er endring i egenrapportert Fa8guescore. Usøres ved baseline + gjentag eger mnd: - Sensewear ak8vitetsregistrering i 7 døgn - Arbeidsbelastning ved anaerob terskel to påølgende dager (?) - Endotelfunksjon

18 Når B- celle deplesjon synes å virke hos en subgruppe av ME/CFS pasienter (respondere): - hur>g reduksjon av B- celler ini>alt, men likevel med en forsinkelse 2-8 mnd før start av klinisk respons - responsvarighet synes relatert >l varighet av B- celle deplesjon Vi tror en faktor fra B- cellene (an>stoff? med lang halverings>d 3-4 uker) er involvert og at ME/CFS hos en subgruppe er en variant av autoimmun sykdom - owe infeksjonsutløst - owe hos gene>sk disponerte

19 ME/CFS pasienter har sannsynligvis et kronisk ak8vert B- lymfocyg system - Case- control studie blant >1 million eldre med krew og eldre uten krew: (Na>onal Cancer Ins>tute, Chang et al, Cancer 2012). - Eldre med ME/CFS har en moderat men høysignifikant øket risiko for B- celle lymfomer - I kontrollgruppen: signifikant assosiasjon mellom forekomst av ME og forekomst av autoimmune sykdommer som leddgikt og Sjøgren. - Gene>sk predisposisjon for ME (populasjonsstudie, Albright et al, 2011)

20 - ME/CFS pasienter når anaerob terskel ved lavere arbeidsbelastning enn friske. Laktat økning ved lav belastning, spesielt dag 2 dersom gjentan belastning to påfølgende dager. - Laktat (melkesyre) økning i cerebrospinalvæsken. - Lavere blodvolum enn friske, også lavere cerebralt blodvolum. - Lavere blod flow i prefrontal cortex ener belastning. - Dysregulering av autonome nervesystem. Ortosta>sk intoleranse. Sympa>kusak>vering.

21 Anaerob terskel Ved belastningstest over to påfølgende dager når ME/CFS pasienter anaerob terskel ved lavere arbeidsbelastning, og med lavere O2 opptak ved anaerob terskel, særlig dag 2 Friske kontroller har samme eller bedre anaerob terskel dag 2 Årsak er betraktet som ukjent, og sees kun ved ME/CFS Kfr. Post- exer8onal malaise, owe forsinket fa>gue og utmanelse, forlenget res>tusjons>d Workload ved anaerob terskel Snell et al, 2013 Dag 1 Dag 2 Dag 1 Dag 2 Friske ME/CFS

22 2011 Flow- mediated vasodila8on (FMD) (endotelfunksjon i større arterier) 30 ME/CFS pasienter og 27 friske kontroller. FMD ener 5 min okklusjon lavere ved ME/CFS enn i friske kontroller, p<0.001 Post- occlusive reac8ve hyperemia (mikrovaskulær endotelfunksjon) 9 ME/CFS og 9 friske kontroller. Reak>v hyperemi (ener 5 min okklusjon) lavere ved ME/CFS enn i kontroller, p=0.002 ENDOTELDYSFUNKSJON

23 Hvorfor føler pasientene seg så syke? Hva er primære og hva er sekundære symptomer? Hvilket biologiske system (med stor utbredelse) er i ubalanse, hos en subgruppe som følge av en patologisk immunprosess? HVA ER EFFEKTORSYSTEMET FOR SYMPTOMVEDLIKEHOLDET VED ME/CFS?

24 Endoteldysfunksjon bedømt ved Flow- Mediated Dila8on (FMD): - Normaldata fra 2265 friske i Finland, alder år - Risikofaktor ved hjerte- kar sykdom Kvinner Menn FMD (mean ± SD) 8,83 ± ± Autoimmune sykdommer kan være assosiert med len >l moderat endoteldysfunksjon og øket risiko for kardiovaskulær sykdom - Alvorlig depresjon kan også være assosiert med endoteldysfunksjon, men owe i len >l moderat grad - Forstyrret balanse mellom vasokonstriksjon og vasodilatasjon - OWe assosiert med ak>vering av endotelceller, og øket nivå av ADMA i plasma - Redusert Nitrogenmonoksyd (NO) 8lgjengelighet fra endotelceller er et kjennetegn

25 NO er en kort- levet gass som diffunderer fra endotelet i karveggen 8l vev omkring, påvirker: - blodkarene (vasodilatasjon) - neurotransmigor (kogni>v funksjon), søvn, smerter og sensorisk eksitabilitet - glan muskulatur i mage- tarm og urinveier - hjertets kontrak>litet, blodplateaggregering - immunsystemet, NO ak>verer NK celler og Th1 celler - mitokondrier/atp- prod, oksyda>vt stress.. NO syntese (NOS enzymene) er mest vesentlig i: - Kons8tu8v, tonisk, lavt i endotel (enos) og i nerveceller (nnos) (nanomolar) - Induserbar NO fra immunceller (inos) ved inflammasjon, kan økes x 1000 (mikromolar) soluble Guanylate Cyclase (sgc) i cytosol ak>veres ved NO binding, med cgmp dannelse og ak>vering av cgmp avhengig protein kinase osv...

26 Immune response - owen awer infec>on - gene>c predisposi>on HYPOTESE Rituximab Autoreac8ve B- cell (recognizing self epitope) - Rituximab with rapid B- cell deple>on - Clinical responses awer >me lag 2-8 months, slow wash- out of autoan>body? Directly or indirectly?? Target Immune process affects endothelial cells? B- cell independent mechanisms inos may work properly, or with increased ac>vity. nnos? Disturbed NO synthesis in endothelial cells? Regula8on of blood flow compromised Thirst Blood volume Lactate in cerebrospinal fluid, muscles, anaerobic threshold Fa8gue Post- exer8onal malaise Immune cell func8on T- cells, NK cells Sleep Sensory hypersensi8vity. Pain.. Mo8lity and tone blood vessels, gut, urogenital Cogni8ve dysfunc8on, brain fog

27 Laboratoriearbeid - Gene8kk studie. Exom- sekvensering fra friske og syke i familier med flere ME/CFS pasienter. - Autopsi- studie. Hjerne og ryggmarg fra to avdøde ME/CFS pasienter. Er det tegn >l inflammasjon? - Biopsier fra pasienter. - Undersøkelser av mikrosirkulasjon (Laser- Doppler). - Immunfenotyping av lymfocyg subset ved baseline og gjennom oppfølgning. - T- celle ak8veringsparametre ved baseline og i oppfølgning. - Perforin mengde i NK celler (cytotoksisitet), ved baseline og ved 3 mnd oppfølgning - Gen ekspresjon (Illumina playorm) fra lymfocyn total RNA ved baseline. Taqman kvan>ta>v RT- PCR. - Serum immunoreak8vitet mot mul8ple Epstein Barr virus (EBV) pep8der. - PCR deteksjon for EBV i perifert blod. - BAFF og APRIL (B- celle survival faktorer) analysert i detalj gjennom oppfølgning. > 100 cytokiner målt ved baseline, for enkelte cytokiner også i serie prøver gjennom oppfølgning > 4 år har vi letet ener spesifikke autoan8stoff i serum fra ME/CFS pasienter. Screening av cdna bibliotek (Lambda phage) fra ronehjerne og human hjerne, human hypothalamus, med pasientserum. Western immunoblo ng, immunopresipitering, immunohistokjemi. Protoarray med humane full- lengde proteiner i array. Med pasientserum som primær an8stoff og med ulike vev inkl fra CNS. - Arbeidsbelastning av ME/CFS pasienter, med prøvetaking før og ener.

28 Nitrogenmonoksyd (NO) syntese i endotelceller L- Arginine Posi-ve regulators Shear stress in endothelium Bioavailability for L- Arginine enos cofactors (Tetrahydrobiopterine) HSP90 Cytokiner.. HDL Estrogen + - Nega-ve regulators Caveolin (direct interac>on with enos) ADMA (Asymmetric Dimethyl Arginine) endogenous inhibitor of L- Arginine OxLDL CRP (via Fc- Receptor γ IIB) IL- 6 Lumen in blood vessel Caveolae Cell membrane Ca>onic amino acid transporter ADMA - enos L- Arginine + O 2 NO + L- Citrulline PI3K AMPK AKT Cholesterol enos P HSP90 Cytoplasm in endothelial cell Caveolin Arginase Ornithine Argininosuccinate Proline L- Citrulline Caveolae: specialized lipid raws i cell membrane prevalent on endothelial cells. Compartment for molecules in NO synthesis.