Monitorering av biologiska läkemedel

Transkript

1 Monitorering av biologiska läkemedel Immunogenicitet och metoder för att detektera neutraliserande antikroppar Karolinska universitetslaboratoriet

2 Biologiska läkemedel? Biological medicinal product, biologicals Framställda genom biologiska processer; inte kemiskt syntetiserade Några huvudgrupper: 1) Rekombinant framställda kopior av kroppsegna proteiner, t ex tillväxthormon, etytropoietin, interleukin-2 2) Monoklonala antikroppar 3) Lösliga receptorer; fusionsproteiner 4) Vacciner 5) Genterapi

3 De 10 mest kostsamma läkemedlen i slutenvård under Miljoner kronor: Ökning i % 1. Infliximab ,2 2. Trastuzumab ,5 3. Intravenöst immunglobulin ,9 4. Rituximab ,4 5. Natalizumab ,3 6. Ranibizumab ,9 7. Bevacizumab ,1 8. Bortezomib ,1 9. TPN-lösningar ,9 10. Pemetrexed ,5

4 Anti-TNF läkemedel Tracey, D. et al. (2008). Pharmacol. Therap.

5 Anti-TNF farmakokinetik Tracey, D. et al. (2008). Pharmacol. Therap.

6 Basal TNF biologi Tracey, D. et al. (2008). Pharmacol. Therap.

7 TNF s effekter in vivo Taylor, P. C. and Feldmann, M. (2009) Nat. Rev. Rheumatol.

8 Klinisk användning av TNF-blockad Första studien av Infliximab genomfördes 1992 på patienter med Reumatoid Artrit. Indikationer för Remicade i FASS (2012) Reumatoid artit Ulcerös kolit och Crohns sjukdom Ankyloserande spondylit Psoriasis och psoriasisartrit Ungefär 2/3 av patienterna har klinisk effekt av TNF-blockad (vid RA och Inflammatorisk tarmsjukdom). Av de som initialt svarat på behandlingen, försvinner dock denna effekt hos c:a hälften (sekundär loss-of-response)

9 Koncentrationsbestämning av Infliximab Αnti-human IgG Detektions antikropp Infliximab Patient serum TNFα

10 Rituximab (Mabthera ) Humaniserad anti-cd20 antikropp Indikationer: CD20 + hematologiska maligniteter Non-Hodgkin lymfom (NHL) Kronisk lymfatisk leukemi (KLL) Reumatoid Artrit Stor interindividuell variation i serum koncentraion. Korrelation med behandlingssvar?

11 Koncentrationsbestämning av Rituximab Αnti-human IgG Detektions antikropp Rituximab Patient serum Y Y Y Y Anti-id ak (murin)

12 Immunogenicitet en potentiell reaktion på rekombinanta proteinläkemedel Biologiskt Läkemedel TH B B HLA II Cytokiner CD40-CD40L Antigen-processning och presentation för CD4+ T hjälparceller Y Y Ig class switch Produktion av anti-lm antikroppar 3 maj 2012

13 Immunogenicitet Fallet repo Erythropoietin (EPO) Glykoproteinhormon EPO Frisätts vid lågt po 2 Ökar erytrocyt-produktionen från prekursorer i benmärgen Flera former med olika glykosyleringsmönster in vivo (α, β, δ, ω) Rekombinant epoetin (repo) Introducerades som läkemedel 1988 Indicerat av anemi vid främst kronisk njursjukdom och cancer Epoetin alfa: Epoetin (Eprex ) ; darbepoetin (Aranesp ) Epoetin beta: NeoRecormon Ges som Intravenös injektion

14 Pure Red Cell Aplasia (PRCA) vid repo-behandling Grav anemi utan tecken till benmärgssvar (erytroblastopeni). Finns i en medfödd form (Diamond-Blackfan s syndrom) Mellan 1999 och 2004 rapporterades ett större (191) antal fall av PRCA hos patienter med kronisk njursjukdom som behandlats med Eprex. Hade utvecklat antikroppar mot läkemedlet som korsreagerade med och neutraliserade kroppseget EPO Orsak till den kraftiga incidensökningen: Subkutan injektion? HSA-fri preparation? Val av plast i de förfyllda sprutorna?

15 Faktorer som påverkar immunogeniciteten av proteinläkemedel Läkemedlet Kroppseget / främmande Substitutionsbehandling? Patienten Grundsjukdom Annan medicinering? Framställningsmetod Immunstatus Beredning Hantering T-cellsepitoper Administrationssätt (i.v. / s.c.) HLA-presentation Doseringsschema

16 Immunogenicitet mot terapeutiska antikroppar Möjliga orsaker: Antikroppar mot murina sekvenser Antikroppar mot glykosylerade epitoper Allotyp-specifika antikroppar Anti-idiotypa antikroppar Möjliga konsekvenser: Infusionsreaktioner/ allergiska reaktioner Trombo-emboliska komplikationer(?) Förlust av behandlingssvar (sekundär loss-of-response)

17 Överkänslighetsreaktioner mot Cetuximab Rekombinant framställd chimär anti-egf-receptor antikropp Human IgG1 Fc Indikationer: Kolorektal cancer Head-and-neck cancer Producerad i murin myelomcellslinje Anafylaxi pga preformerat IgE mot galactos-α-1,3-galaktos.

18 Immunogenicitet mot anti-tnf ak Hur vanligt är det? Antikroppsbildare mot Infliximab ~10-60% i olika studier Framför allt anti-idiotypa antikroppar Adalimumab mindre immunogent (<10%) Etanercept inte immunogent (?) Andelen patienter som bildar antikroppar mot TNF-blockerare varierar beroende på: Grundsjukdomen (diagnos) Preparat (IFX > ADA >> Etanercept) Behandlingsschema; farmakokinetik Ev. samtidig immunosuppression (minskar antikroppsbildning) Mätmetod för ADA

19 Vad är relevant att mäta? IFX-behandling vid IBD Systematisk litteraturgenomgång av PubMed, SCOPUS samt konferensabstrakt till och med oktober 2008: RESULTAT: Antikroppar mot Infliximab är svagt associerade med (sämre) behandlingssvar och infusionsreaktioner. Stor variation i de metoder som används för att mäta anti-ifx antikroppar och gör att resultaten kan tolkas hursomhelst. SLUTSATS: Det finns ingen säker evidens för att anti-ifx antikroppar påverkar behandlingens effektivitet eller säkerhet. Mätning av läkemedelsnivåer i serum kan vara mer relevant för att styra behandlingen med Infliximab. Cassinotti, A. et al. (2009). Inflamm. Bowel Dis. 15(8):

20 ACCENT 1 - en randomiserad klinisk prövning av underhållsbehandling med Infliximab vid Crohn s sjukdom 573 patienter gavs EN inj. IFX 5mg/kg 241 pat. Primär nonrespons. 332 (58%) svarade Placebo Fortsatt IFX 5mg/kg Anti-IFX ak 30% 10% Fortsatt IFX 10mg/kg 7% Patienter som erhöll IFX var i högre grad i steroidfri remission efter 30 veckor än placebogruppen. Behandlingssvaret korrelerade med serumnivån av IFX, men inte med anti-ifx antikroppar. Hanauer, S.B. et al. (2002). Lancet 359:

21 Episodisk behandling med IFX 125 patienter med Crohn s sjukdom som behandlades med tre infusioner IFX (vecka 0, 2 och 6) mot sjukdomsskov. Behandlingen upprepades vid recidiv om patienten svarat vid tidigare IFX-behandling. IFX-nivåer och anti-ifx antikroppar mättes med ELISA. Behandlingssvaret korrelerade med IFX-nivån i serum före nästa infusion. 61% av patienterna utvecklade anti-ifx antikroppar. Patienter med antikroppar hade lägre serumnivå IFX och svarade sämre på behandlingen De hade högre risk att drabbas av en infusionsreaktion Immunsuppressiv behandling minskade andelen antikroppsbildare (43% jfr m 75%). Baert, F. et al. (2003) NEJM. 348:601-8.

22 Anti-TNF monitorering i praktiken Retrospektiv obervationsstudie av IBD-patienter (n=155) där man mätning av IFX-nivåer och anti-ifx antikroppar utförts. Orsak till provtagningen: loss-of-response (70%); allergisk/anafylaktisk reaktion (10%) 1/3 av patienterna hade terapeutiska infliximab-nivåer 1/4 hade påvisbara anti-ifx antikroppar (ELISA) Dosökning av IFX gav respons hos 17% av patienter med anti-ifx antikroppar, jfr m. 86% av patienter med låga infliximab-nivåer men utan antikroppar. Byte till annan TNF-blockerare inducerade remission hos >90% av antikroppsbildarna. Analysresultatet påverkade den kliniska handläggningen i 73% Afif, W. et al. (2010) Am. J. Gastroenterol. 105:

23 Möjliga orsaker till loss-of-response på TNF-blockerare vid IBD: L-o-R = Ökad sjukdomsaktivitet Låg läkemedelsnivå i serum Bristande compliance Ökad clearance pga antikroppar mot läkemedlet Ökad clearance pga andra farmakokinetiska orsaker Tillräckligt med läkemedel i serum TNF-oberoende exacerbation andra cytokiner inblandade? Mekanisk komplikation striktur, fistelbilning Tarminfektion

24 Individualiserad handläggning av anti-tnf terapi Anti-LM antikroppar Saknas Finns LM-nivå i serum Låg Hög Åtgärd: Doshöjning med samma preparat Överväg annan behandlingsstrategi vid bristande svar Åtgärd: Byt till annan TNF-blockerare Ak med låg affinitet? Icke neutraliserande antikroppar? Fri tolkning av Bendtzen, K. et al. (2009) Scand. J. Gastroenterol.

25 Att mäta anti-lm antikroppar några överväganden vid val av analysmetod Val av sekundärreagens: Infliximab och Adalimumab = IgG1κ anti-lm antikroppar = IgG av olika isotyper (IgG4?) ELISA eller RIA? Känslighet Interferens med fritt läkemedel, Reumatoid faktor? Behövs cellulära metoder för verifiering? Neutraliserande vs icke-neutraliserande antikroppar

26 Bestämning av anti-infliximab antikroppar Metod 1: Inhibitions-ELISA TNFα ALP-Infliximab

27 Bestämning av anti-infliximab antikroppar Metod 1: Inhibitions-ELISA ALP-Infliximab TNFα Patientserum med anti-infliximab ak

28 Bestämning av anti-infliximab antikroppar Metod 2: Crosslinking-ELISA Y Y Y Y Y Infliximab ALP-Infliximab Patientserum med anti-infliximab ak

29 Anit-Läkemedel (µg/ml) Påverkar RF? Crosslink Inhibition RF IU/mL

30 Anti-LM ak (µg/ml) Påverkar mätbara nivåer av läkemedlet? Anti-Infliximab Crosslink Anti-Infliximab.Inhibition LM-koncentration (µg/ml)

31 Radioimmunoassay (RIA) för att hitta anti-lm ak - ett bättre alternativ än ELISA? I 125 IFX-F(ab ) 2 Protein A Potentiella fördelar: Märkt läkemedlet i löslig fas in vivo Mindre känslig för läkemedelsnivån i patientserum Detekterar även monovalent IgG4 Nackdel: Radioaktivitet

32 Varför cellulära metoder? Validering av / komplement till ELISA-metoder för att mäta antikroppar mot läkemedel. Mäter ett biologiskt svar som speglar läkemedlets effekt in vivo Detektion av neutraliserande antikroppar Rekommenderas av regulatoriska myndigheter vid kliniska prövningar av nya biologiska läkemedel, för att verifiera resultaten med ELISA/RIA Nackdelar: Arbetsintensiva Känsliga för små variationer i handhavande av cellerna Svåra att införa klinisk rutindiagnostik.

33 Att sätta upp en cellulär metod för anti-lm antikroppar Vilken cellinje? Stabilitet efter multipla passager Kompatibel med humanserum Mätbart biologiskt svar på läkemedlet Read-out? Beroende på preparatets verkningsmekanism Agonist/antagonist? Exempel: repo tillväxt av erytro-leukemi cellinje Infliximab hämning av TNF-inducerad celldöd Specialdesignade cellinjer Transfekterade med relevant receptor (drug target) Reportergen exv Luciferas (ilite )

34 Cellulär detektion av anti-ifx ak Viabilitet(%) 100 Medium + några kontroller till: Enbart läkemedlet Enbart patientserum (matrixeffekter) Maximal celldöd (bakgrund) + TNF + Infliximab + Patientserum

35 Klinisk studie av anti-tnf behandlade IBD-patienter > 40 IBD-patienter från Stockholmsområdet som behandlas med TNFblockad (Infliximab eller Adalimumab): Aktuell symtombild (Harvey Bradshaw Index respektive Mayo Score) Endoskopisk utvärdering. Inflammationsparametrar: CRP, albumin, TPK, f-calprotectin. Kontrolleras vid inklusion, samt efter 6, 26 och 52 veckor. Korrelation av sjukdomsaktivitet med: Mätning av läkemedelsnivå (före infusion/injektion) Mätning av anti-läkemedels antikroppar med båda ELISA-metoderna. I en andel av patientsera analyseras även en 26-plex cytokinprofil (Luminex-metodik).

36 Infliximab (trough level) Läkemedelsnivåer hos Infliximab-behandlade patienter med inflammatorisk tarmsjukdom

37 Tack till mina kollegor: Klinisk immunologi: Ulf Sundin Lena Nilsson Anna-Britta Johansson Gastrocentrum Medicin: Michael Eberhardson Ann-Charlotte Wikström Jakob Nilsson och för Er uppmärksamhet!