pełna wersja w pdf

110
Alergia Astma Immunologia 2013, 18 (2): 00-00
Stężenie wolnego IgE w surowicy pacjentów chorych
na ciężką astmę alergiczną leczonych omalizumabem.
Badanie pilotażowe
Free serum IgE concentration in severe persistent allergic asthma patients
during omalizumab therapy. A preliminary study
ZIEMOWIT ZIĘTKOWSKI, MAŁGORZATA CZARNIAKOWSKA-BOŁTUĆ, ROMAN SKIEPKO, MATEUSZ ŁUKASZYK,
ANNA BODZENTA-ŁUKASZYK
Klinika Alergologii i Chorób Wewnętrznych Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku
Streszczenie
Summary
Wstęp. Omalizumab jest humanizowanym przeciwciałem monoklonalnym anty-IgE stosowanym w leczeniu chorych na ciężką astmę alergiczną.
Introduction. Omalizumab is a humanized monoclonal anti-IgE antibody used in the treatment of patients with severe allergic asthma.
Cel pracy. Celem pracy była ocena stężenia wolnego IgE i omalizumabu
w surowicy krwi pacjentów chorych na ciężką astmę alergiczną podczas
leczenia omalizumabem.
Materiał i metody. Badanie przeprowadzono w grupie 4 pacjentów z
ciężką przewlekłą astmą poddanych standardowemu leczeniu (wg zaleceń GINA 2006) oraz dodatkowo leczonych omalizumabem. Stężenie
wolnego IgE oraz omalizumabu w surowicy krwi oznaczono przed leczeniem, po 16 tygodniach i 6 miesiącach. Do oznaczeń użyto metody immunoenzymatycznej Recovery-ELISA (BioTeZ). Dodatkowo u wszystkich
badanych pacjentów wyjściowo i podczas terapii omalizumabem oceniano stopień nasilenia objawów i zużycia leków doraźnych, punktową skalę
Testu Kontroli Astmy (ACT), parametry spirometryczne, stężenie tlenku
azotu w powietrzu wydychanym (FENO), eozynofilię we krwi obwodowej
oraz stężenie eozynofilowego białka kationowego (ECP) w surowicy.
Wyniki. Stężenie wolego IgE w surowicy krwi u 4 badanych pacjentów
po 16 tygodniach od rozpoczęcia terapii uległo istotnemu obniżeniu i
pozostawało na stabilnym poziomie poniżej 50 IU/ml po 6 miesiącach.
Stężenie omalizumabu w surowicy krwi pacjentów po 16 tygodniach od
rozpoczęcia terapii wzrosło. U badanych chorych obserwowano zmniejszenie nasilenia objawów klinicznych i zmniejszenie dawek przyjmowanych leków przeciwastmatycznych, a także istotną klinicznie poprawę
w wynikach badań spirometrycznych i poziomie wydychanego tlenku
azotu.
Wnioski. Terapia omalizumabem powoduje istotny spadek stężenia wolnego IgE u chorych z poprawą kliniczną. Wstępne wyniki badań sugerują
przydatność tej metody w monitorowaniu leczenia anty-IgE.
Aim. The aim of this study was to evaluate the concentration of free IgE
and omalizumab in serum of patients with severe allergic asthma during
treatment with omalizumab.
Materials and methods. The study was conducted in a group of four
patients with severe persistent asthma treated with conventional therapy
(according to GINA 2006) and further treated with omalizumab. Free IgE
and omalizumab serum concentrations were quantified before, after 16
weeks and 6 months of omalizumab therapy using the recoveryELISA
(BioTeZ) immunoassay. In addition, all patients at baseline and during treatment with omalizumab were tested for: the severity of symptoms and
use of rescue medication; point scale Asthma Control Test (ACT), spirometry parameters, the concentration of exhaled nitric oxide (FENO), blood
eosinophil count and serum eosinophil cationic protein (ECP) levels.
Results. Free serum IgE concentration in four of the patients after 16 weeks of starting therapy decreased significantly and remained stable at less
than 50 IU/mL after 6 months. Omalizumab concentration in serum of
patients after 16 weeks from start of treatment increased. Serum omalizumab concentration in patients after 16 weeks of therapy increased. Reduced severity of clinical symptoms, lower doses of asthma medications
and also clinically meaningful improvement in the results of spirometry
and exhaled nitric oxide levels were observed in our patients.
Conclusions. Omalizumab therapy results in a significant decrease in the
concentration of free IgE in patients showing clinical improvement. The
preliminary results suggest that it is advisable to assess the usefulness of
this method in monitoring anti-IgE therapy.
Keywords: asthma, omalizumab, free IgE, biological therapy
Słowa kluczowe: astma, omalizumab, wolne IgE, terapia biologiczna
© Alergia Astma Immunologia 2013, 18 (2): 110-113
www.alergia-astma-immunologia.eu
Przyjęto do druku: 30.06.2013
Adres do korespondencji / Address for correspondence
Dr hab. med. Ziemowit Ziętkowski
Klinika Alergologii i Chorób Wewnętrznych UM w Białymstoku
ul. Skłodowskiej 24A, 15-276 Białystok
tel.: (85) 746 8523;
e-mail: [email protected]
Ziętkowski Z i wsp.
111
Stężenie wolnego IgE w surowicy pacjentów chorych na ciężką astmę...
WSTĘP
Mechanizmy IgE-zależne odgrywają zasadniczą rolę
w chorobach alergicznych, w tym w astmie alergicznej.
Immunoglobulina E jako kluczowy czynnik biorący udział
w alergicznej reakcji zapalnej wiąże się z receptorami o wysokim powinowactwie na wielu typach komórek. Ekspozycja na alergen inicjuje kaskadę alergicznej reakcji zapalnej,
aktywację komórek i uwalnianie z nich mediatorów zapalnych, które przyczyniają się do ostrych lub przewlekłych
objawów astmy [1,2].
Astma jest przewlekłą chorobą zapalną dróg oddechowych. Pomimo postępów w diagnostyce i leczeniu nadal
istnieje grupa chorych na ciężką astmę, u których zastosowanie standardowej terapii nie pozwala na uzyskanie
dostatecznej kontroli choroby.
Omalizumab to rekombinowane humanizowane przeciwciało monoklonalne anty-IgE, które zostało opracowane
do leczenia pacjentów z ciężkimi chorobami IgE-zależnymi.
Z powodzeniem jest stosowane w leczeniu pacjentów
z ciężką alergiczną astmą IgE-zależną [3-5]. Długotrwałe
leczenie omalizumabem jest dobrze tolerowane, znacznie
poprawia kontrolę choroby i jakość życia pacjentów [6-8].
Poprzez wiązanie się z regionem Fc wolnego IgE, lek ten
obniża poziom IgE w surowicy oraz ekspresję receptora
IgE o wysokim powinowactwie (FcεRI) na kluczowych
komórkach, biorących udział w alergicznej kaskadzie zapalnej. Skutkuje to zahamowaniem aktywacji bazofilów
i komórek tucznych i uwalniania mediatorów zapalnych
z tych komórek oraz hamowaniem akumulacji eozynofilów
w oskrzelach [9-11].
Stężenie IgE w surowicy jest zazwyczaj oznaczane komercyjną metodą immunoenzymatyczną ELISA, która nie
daje możliwości oznaczenia docelowego białka ze względu
na interferowanie z przeciwciałem terapeutycznym w prób-
ce [12]. Obecnie alternatywą jest metoda Recovery-ELISA
dla wolnego IgE/Omalizumabu, polegająca na jednoczesnym oznaczeniu stężenia zarówno przeciwciała terapeutycznego (omalizumabu), jak i antygenu (wolnego IgE)
w tej samej próbce surowicy krwi pacjenta.
Celem pracy było monitorowanie stężenia wolnego IgE
i omalizumabu w surowicy krwi pacjentów chorych na
ciężką astmę alergiczną podczas terapii omalizumabem
w odniesieniu do zmian innych parametrów klinicznych
oraz wyników badań stosowanych w monitorowaniu leczenia chorych na astmę.
MATERIAŁ I METODY
Grupa badana
Badanie przeprowadzono w grupie 4 pacjentów
z ciężką przewlekłą astmą alergiczną poddanych standardowemu leczeniu (wg zaleceń GINA 2006), u których do
leczenia włączono Omalizumab (preparat Xolair, Novartis)
i kontynuowano leczenie przez co najmniej sześć miesięcy.
Pacjentów kwalifikowano do leczenia na podstawie długoterminowych objawów astmy i wyników badań spirometrycznych. Wszyscy pacjenci przyjmowali wziewne szybko
działające β2-mimetyki (jako leki ratunkowe), wziewne
długo działające β2-mimetyki, wysokie dawki wziewnych
glikokortykosteroidów (wGKS) oraz agonistów receptora
leukotrienowego. Pacjenci nie przyjmowali doustnych glikokortykosteroidów przez co najmniej dwa miesiące przed
przeprowadzonym badaniem ani w jego trakcie. Stężenia
całkowitego IgE w surowicy badanych pacjentów zawierały
się w przedziale 30-1500 IU/ml. Wszyscy badani byli w stabilnym stanie, bez zaostrzeń i infekcji dróg oddechowych w
okresie dwóch miesięcy poprzedzających badanie. Były to
osoby niepalące, nie poddane istotnej biernej ekspozycji na
dym tytoniowy w roku poprzedzającym badanie.
Tabela I. Kliniczna, laboratoryjna i demograficzna charakterystyka pacjentów
FEV1
Eozynofile
FENO
Całkowite
IgE
Dawka
wziewnych
GKS
Płeć
Wiek
Czas trwania
objawów
% wartości
należnej
Ilość kom./
mm3
ppB
kU/l
µg/dzień
(propionian
flutikazonu)
K/M
Lata
Lata
wyjściowo
39,7
350
34
382
2000
16 tygodni
48,7
400
40
M
48
20
6 miesięcy
57,2
275
28
wyjściowo
61,9
375
53
16 tygodni
71,9
50
14
M
53
40
6 miesięcy
75,5
175
20
wyjściowo
101
150
180
16 tygodni
99,9
175
90
K
26
17
6 miesięcy
103
350
70
wyjściowo
26
150
42
16 tygodni
25,5
75
7
K
64
46
6 miesięcy
29,1
100
13
Charakterystyka
Wielkość
52,5
410
1661
1000
2000
1000
112
Po badaniu lekarskim u wszystkich pacjentów mierzono
poziom wydychanego tlenku azotu (FeNO) i przeprowadzano badanie spirometryczne. Pobierano także próbki krwi
do badań laboratoryjnych. Wszystkie pomiary przeprowadzono przed włączeniem do badania, po 16 tygodniach
i 6 miesiącach po rozpoczęciu terapii omalizumabem.
Dawkę omalizumabu podawaną pacjentom ustalono na
podstawie stężenia całkowitego IgE w surowicy i masy ciała
pacjenta oznaczonych w momencie kwalifikacji do leczenia
[13]. Charakterystyka badanych pacjentów została przedstawiona w tabeli I.
Na przeprowadzenie badań uzyskano zgodę Komisji Bioetycznej Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku (numer
zgody: R-I-002/116/2008).
Metody stosowane w badaniu
Poziom tlenku azotu w wydychanym powietrzu (FENO)
oceniono techniką chemiluminescencji przy użyciu analizatora Sievers 280i NO-Analyzer (Boulder, Colorado, USA).
Pomiary przeprowadzono przy przepływie wydechowym
50 ml/s. Okres wydechu trwał co najmniej sześć sekund, co
pozwalało na uzyskanie stabilnego poziomu NO w czasie
co najmniej trzech sekund. Średnia wartość z trzech uzyskanych pomiarów stanowiła ostateczny wynik [14].
Badania spirometryczne przeprowadzano przy użyciu spirometru MasterScreen Pneumo PC (Erich Jaeger
GmbH, Höchberg, Niemcy). Badania wykonano zgodnie
z wytycznymi ATS [15]. Przed badaniem pacjenci nie przyjmowali leków, które mogłyby zmienić wyniki spirometrii.
Pomiarów parametrów spirometrycznych dokonywano po
oznaczeniu poziomu FeNO.
Stężenie wolnego IgE oraz omalizumabu w surowicy
krwi zostało oznaczone przed włączeniem do badania
oraz po 16 tygodniach i 6 miesiącach po rozpoczęciu terapii omalizumabem. Do przeprowadzenia oznaczeń użyto
metody immunoenzymatycznej Recovery-ELISA (BioTeZ).
Recovery-ELISA IgE/Omalizumab (BioTeZ), jako modyfikacja tradycyjnej metody immunoenzymatycznej typu „sandwich”, różni się zasadniczo od metod konwencjonalnych,
które nie rozróżniają wolnego od IgE będącego częścią
kompleksu IgE-Omalizumab i prowadzą do fałszywych
wyników [16,17]. Recovery-ELISA jest nową techniką testu
immunoenzymatycznego opracowaną w celu monitorowa-
Ryc. 1. Stężenie wolnego IgE w surowicy krwi pacjentów przed leczeniem oraz po 16 tygodniach i 6 miesiącach terapii
Alergia Astma Immunologia 2013, 18 (2): 110-113
nia zarówno przeciwciała terapeutycznego (Omalizumabu),
jak i antygenu (wolego IgE) w tej samej próbce surowicy
krwi pacjenta podczas terapii lekiem biologicznym. W metodzie tej przeprowadzana jest 2-wymiarowa kalibracja, co
pozwala na uzyskanie dwóch wyników analizy przy jednym
oznaczeniu [12]. Po inkubacji i etapie płukania reakcja jest
zatrzymywana i odczytywana dwubarwna ekstynkcja. Wynikami testu są zmierzone wartości ekstynkcji (w duplikatach) i obliczone z nich średnie.
Stężenie całkowitego IgE oraz stężenie eozynofilowego
białka kationowego (ECP) w surowicy krwi zostało oznaczone
za pomocą ImmunoCAP TM Technology (Pharmacia Diagnostics, Uppsala, Szwecja). Ilość eozynofilów we krwi obwodowej mierzono za pomocą analizatora hematologicznego (Coulter Electronics GmbH, Miami, Floryda, Stany Zjednoczone).
WYNIKI
U wszystkich badanych pacjentów stwierdzono istotne
zmniejszenie stężenia wolnego IgE w surowicy krwi po 16
tygodniach od rozpoczęcia terapii a następnie stabilizację
wartości na poziomie poniżej 50 IU/ml utrzymujące się po 6
miesiącach od rozpoczęcia terapii. Wyniki w formie graficznej przedstawiono na rycinie 1.
Obserwowano wzrost stężenia omalizumabu w surowicy krwi pacjentów po 16 tygodniach od rozpoczęcia terapii
(ryc. 2).
U wszystkich badanych chorych obserwowano zmniejszenie nasilenia objawów klinicznych i zmniejszenia dawek
przyjmowanych leków przeciwastmatycznych. Pacjenci
wykazywali tendencję do poprawy w wynikach badań spirometrycznych i obniżenia poziomu wydychanego tlenku
azotu. U trzech pacjentów liczba eozynofilów we krwi obwodowej uległa obniżeniu po 6 miesiącach terapii. Leczenie było dobrze tolerowane, nie zaobserwowano działań
niepożądanych.
DYSKUSJA
Ocena zmian stężenia wolnego IgE podczas terapii omalizumabem wydaje się mieć istotne znaczenie, zwłaszcza
u pacjentów, u których poprawa po włączeniu leku biologicznego (omalizumabu) nie nastąpiła. Możliwość oceny
skuteczności leczenia i jego monitorowanie wśród astmatyków leczonych przeciwciałem terapeutycznym budzi
Ryc. 2. Stężenie leku w surowicy krwi pacjentów przed leczeniem oraz
po 16 tygodniach i 6 miesiącach terapii
Ziętkowski Z i wsp.
Stężenie wolnego IgE w surowicy pacjentów chorych na ciężką astmę...
duże zainteresowanie. Lowe i wsp. oceniali czy nadmierne
wytwarzanie IgE u pacjentów z astmą alergiczną pozostaje stałe czy zmniejsza się w czasie terapii omalizumabem.
Osiągnięto to za pomocą analizy stężenia omalizumabu,
wolnego i całkowitego IgE, opartej na modelu farmakokinetyczno-farmakodynamicznym, porównując z modelem, w którym produkcja IgE została przyjęta jako stała
i modelami, w których produkcja IgE może się zmieniać
w czasie [18]. Przy użyciu danych farmakokinetycznych
omalizumabu, wolnego i całkowitego IgE analizowanych
łącznie z mechanizmem na bazie modelu PK / PD, wykazano że omalizumab jest w stanie zmniejszyć produkcję
IgE w ciągu kilku tygodni. Stwierdzono, że metoda dzięki
której synteza IgE może być monitorowana, umożliwi
podejmowanie indywidualnych decyzji w związku z leczeniem pacjentów [18]. Korn i wsp. poddali analizie stężenie
wolnego IgE i omalizumabu w grupie dwudziestu dwóch
pacjentów chorych na ciężką astmę alergiczną leczonych
omalizumabem przez cztery miesiące [19]. Siedemnastu
z nich odpowiedziało na leczenie anty-IgE. Autorzy wykazali, że terapia anty-IgE obniżyła stężenie wolnego IgE w surowicy około dziesięciokrotnie. Nie zaobserwowano jednak
znacznych różnic w stężeniach omalizumabu w surowicy
113
u pacjentów reagujących i nie reagujących na leczenie.
Mimo to, zdaniem autorów wyniki tych badań nie wykluczają, że wzrost podawanych dawek omalizumabu
u pacjentów z wolnym IgE w surowicy powyżej zakresu docelowego może poprawić wyniki leczenia. Zdaniem autorów również dane o całkowitym zmniejszeniu wolnego IgE
mogą nie być wystarczające do przewidywania odpowiedzi
pacjentów na leczenie. W badaniu tym jednocześnie poddano ocenie przydatność metody Recovery-ELISA (BioTeZ).
Celem analizy wyników badań była ocena zmian stężenia wolnego IgE i omalizumabu w surowicy krwi pacjentów
chorych na ciężką astmę alergiczną w trakcie leczenia omalizumabem. Wyniki wstępnych badań sugerują, że pomiary
wolnego IgE za pomocą użytej metody immunoenzmatycznej mogą być przydatne w monitorowaniu leczenia pacjentów chorych na ciężką astmę alergiczną.
WNIOSKI
Terapia omalizumabem powoduje istotny spadek stężenia wolnego IgE u chorych z poprawą kliniczną. Wstępne
wyniki badań sugerują przydatność tej metody w monitorowaniu leczenia anty-IgE.
Piśmiennictwo
1.
Holgate ST, Polosa R. The mechanisms, diagnosis, and management of severe asthma in adults. Lancet 2006; 368: 780-93.
2.
Gould HJ, Sutton BJ. IgE in allergy and asthma today. Nat Rev
Immunol 2008; 8: 205-17.
3.
Hanf G, Brachmann I, Kleine-Tebbe J i wsp. Omalizumab decreased IgE-release and induced changes in cellular immunity in
patients with allergic asthma. Allergy 2006; 61: 1141-4.
4.
Ayres JG, Higgins B, Chilvers ER i wsp. Efficacy and tolerability
of anti-immunoglobulin E therapy with omalizumab in patients
with poorly controlled (moderate to severe) allergic asthma.
Allergy 2004; 59: 701-8.
5.
12.
Strohner P, Korn S, Buhl R i wsp. The recovery-ELISA - a novel assay technique to monitor therapy with humanized antibodies:
the example of omalizumab. J Immunoassay Immunochem
2013; 34: 83-93.
13.
Hochhaus G, Brookman L, Fox H i wsp. Pharmacodynamics of
omalizumab: implications for optimized dosing strategies and
clinical efficacy in the treatment of allergic asthma. Curr Med
Res Opin 2003; 19: 491-8.
14.
Bousquet J, Cabrera P, Berkman N i wsp. The effect of treatment
with omalizumab, an anti-IgE antibody, on asthma exacerbations and emergency medical visits in patients with severe persistent asthma. Allergy 2005; 60: 302-8.
American Thoracic Society / Medical Section of the American
Lung Association. Recommendations for Standardized Procedures for the Online and Offline Measurement of Exhaled Lower
Respiratory Nitric Oxide and Nasal Nitric Oxide in Adults and
Children - 1999. Am J Respir Crit Care Med 1999; 160: 210417.
15.
6.
Lowe PJ, Tannenbaum S, Gautier A i wsp. Relationship between
omalizumab pharmacokinetics, IgE pharmacodynamics and
symptoms in patients with severe persistent allergic (IgE-mediated) asthma. Br J Clin Pharmacol 2009; 68: 61-76.
American Thoracic Society / Medical Section of the American
Lung Association. Lung function testing: selection of reference
values and interpretative strategies. Am Rev Respir Dis 1991;
144: 1202-18.
16.
7.
Korn S, Thielen A, Seyfried S i wsp. Omalizumab in patients with
severe persistent allergic asthma in a real-life setting in Germany. Respir Med 2009; 103: 1725-31.
Bousquet J, Rabe K, Humbert M i wsp. Predicting and evaluating response to omalizumab in patients with severe allergic
asthma. Respir Med 2007; 101: 1483-92.
17.
8.
Buhl R. Anti-IgE antibodies for thetreatment of asthma. Curr
Opin Pulm Med 2005; 11: 27-34.
Price D. The use of omalizumab in asthma. Prim Care Respir J
2008; 17: 62-72.
18.
9.
Cabrera-Navarro P. Anti-immunoglobulin E, a monoclonal antibody to treat respiratory disorders. Arch Bronconeumol 2006;
42: 241-5.
Lowe PJ, Renard D. Omalizumab decreases IgE production in
patients with allergic (IgE-mediated) asthma; PKPD analysis of a
biomarker, total IgE. Br J Clin Pharmacol 2011; 72: 306-20.
19.
10.
Hamelmann E. The rationale for treating allergic asthma with
anti-IgE. Eur Respir Rev 2007; 16: 61-6.
Korn S, Haasler I, Fliedner F i wsp. Monitoring free serum IgE in
severe asthma patients treated with omalizumab. Respir Med.
2012; 106: 1494-500.
11.
Mac Glashan DW Jr, Bochner BS, Adelman DC i wsp. Down-regulation of FceRI expression on human basophils during in vivo
treatment of atopic patients with anti-IgE antibody. J Immunol
1997; 158: 1438-45.