Profile cytokin jako predyktory odpowiedzi na ustekinumab w chorobie Crohna

Czy profile cytokin mogą przewidywać odpowiedź na ustekinumab?

Ustekinumab, ludzkie monoklonalne przeciwciało skierowane przeciwko podjednostce p40 interleukiny-12 i interleukiny-23, stanowi cenną opcję terapeutyczną drugiej linii w leczeniu choroby Leśniowskiego-Crohna (CD). Mimo udokumentowanej skuteczności w indukcji i utrzymaniu remisji, około 42% pacjentów nie osiąga remisji klinicznej w 26. tygodniu, a kalprotektyna fekalna (FC) nie normalizuje się u 46% chorych po roku terapii. Ta znaczna zmienność odpowiedzi na leczenie skłania do poszukiwania biomarkerów predykcyjnych, które umożliwiłyby personalizację strategii terapeutycznych.

Cytokiny prozapalne odgrywają kluczową rolę w patogenezie CD – nierównowaga między szlakami prozapalnymi a odpowiedzią regulatorową prowadzi do nadmiernej produkcji IFN-γ, TNF-α, IL-12 (szlak Th1), IL-17 i IL-23 (szlak Th17) oraz IL-4 i IL-13 (szlak Th2). Pomimo obiecujących prób wykorzystania stężeń leku czy charakterystyki klinicznej jako potencjalnych wskaźników skuteczności terapii, w tej dziedzinie wciąż brakuje prawdziwie zwalidowanych markerów.

Badacze z hiszpańskiego ośrodka akademickiego La Fe University and Polytechnic Hospital przeprowadzili prospektywne badanie obserwacyjne, analizując zmiany w profilu cytokin podczas okresu indukcji ustekinumabem u 31 pacjentów z aktywną CD. Celem było zidentyfikowanie kluczowych różnic między osobami reagującymi na leczenie a nieresponderami poprzez ocenę parametrów klinicznych, biochemicznych oraz stężeń 13 cytokin surowicy i koncentracji ustekinumabu.

Jak zaprojektowano badanie i kogo objęto obserwacją?

Do badania włączono dorosłych pacjentów (powyżej 18 lat) z aktywną CD, definiowaną jako FC powyżej 250 μg/g, rekrutowanych prospektywnie w latach 2019-2021. Wszyscy uczestnicy byli rasy kaukaskiej, pochodzili z regionu śródziemnomorskiego Hiszpanii i nie otrzymywali wcześniej ustekinumabu. Diagnozę CD ustalono według standardowych kryteriów.

Ustekinumab podawano zgodnie z zalecanym schematem: początkowy wlew dożylny 6 mg/kg masy ciała na starcie, następnie iniekcje podskórne 90 mg co 8 tygodni. Pacjenci byli monitorowani przez pierwsze 16 tygodni terapii. Pobierano próbki krwi obwodowej i stolca przed każdym podaniem ustekinumabu (tydzień 0, 8 i 16), a dodatkową próbkę krwi w 4. tygodniu do oznaczenia stężenia leku.

Odpowiedź na leczenie definiowano przede wszystkim na podstawie względnej redukcji FC o co najmniej 70% między tygodniem 0 a 16. W przypadku braku pomiarów FC stosowano kryteria zastępcze: CRP poniżej 5 mg/L w 16. tygodniu lub Harvey-Bradshaw Index (HBI) poniżej 3. Takie hierarchiczne podejście miało na celu minimalizację utraty danych przy zachowaniu wiarygodności klasyfikacji odpowiedzi.

Kim byli pacjenci włączeni do badania?

Grupę badaną stanowiło 31 pacjentów, z których 18 osób (58%) osiągnęło odpowiedź na leczenie do 16. tygodnia, natomiast 13 (42%) nie zareagowało na terapię ustekinumabem. Nieresponderzy byli głównie diagnozowani po 40. roku życia (53,8%) i mieli postać jelitowo-okrężniczą choroby (53,8%). Natomiast większość responderów otrzymała diagnozę między 17. a 40. rokiem życia (61,1%) i prezentowała postać jelitową (38,9%) lub okrężniczą (38,9%).

Jedną trzecią pacjentów (38,7%) leczono równocześnie innymi lekami na początku terapii ustekinumabem. Kortykosteroidy stosowano wyłącznie u responderów, podczas gdy leki immunosupresyjne były częstsze wśród nieresponderów. Wszyscy pacjenci byli wcześniej eksponowani na inhibitory TNF-α, co odzwierciedla rzeczywiste warunki praktyki klinicznej, gdzie ustekinumab jest stosowany jako terapia drugiej linii.

Jakie zmiany biochemiczne obserwowano podczas indukcji?

Profil biochemiczny wykazał znaczące zmiany w ciągu pierwszych 16 tygodni u pacjentów reagujących na ustekinumab. Odnotowano istotny spadek HBI (p = 0,002), CRP (p = 0,012) i FC (p poniżej 0,001) wśród responderów. Nieresponderzy wykazali jedynie znaczący spadek HBI (p = 0,032), bez istotnych zmian w pozostałych parametrach zapalnych.

Ani poziomy hemoglobiny, ani albumin nie różniły się istotnie w żadnej z grup. Stężenia ustekinumabu wykazywały tendencję do wyższych wartości (nieistotną statystycznie) u responderów we wszystkich obserwowanych tygodniach. Co istotne, w 4. i 8. tygodniu poziomy leku były ponadterapeutyczne dla laboratorium (zakres normalny 1-4,5 μg/mL) w obu grupach. Dopiero w 16. tygodniu u nieresponderów stężenia spadły z zakresu ponadterapeutycznego do normalnego.

Analiza korelacji wykazała umiarkowane ujemne korelacje Spearmana -0,42 i -0,45 między poziomami ustekinumabu a CRP odpowiednio w 8. i 16. tygodniu. Wartości CRP spadały wraz ze wzrostem stężenia ustekinumabu do około 10 μg/mL, po czym obserwowano plateau lub niewielki wzrost przy wyższych koncentracjach leku.

Jak zmieniały się profile cytokin podczas terapii?

Analiza ogólnego zachowania cytokin po indukcji ustekinumabem wykazała istotne interakcje z lekiem. Do obliczenia wielkości efektu między tygodniem 0 a 16 wykorzystano współczynnik d Cohena. Ogólny trend wskazywał na spadek wszystkich cytokin z wyjątkiem IL-7, która wykazała marginalny wzrost, podczas gdy OSM pozostała niezmieniona.

Najbardziej znaczące wielkości efektu zaobserwowano dla TNF-α (d Cohena = -0,58; 95% CI [-1,20, 0,04]) i IL-1β (d Cohena = -0,47; 95% CI [-1,09, 0,15]), które wykazały umiarkowany spadek od tygodnia 0 do 16. Ten spadek większości interleukін jest zgodny z innymi badaniami dokumentującymi redukcje IL-22, IL-23, IFN-γ i TNF-α pod wpływem ustekinumabu.

Porównując stężenia cytokin między responderami a nieresponderami w określonych punktach czasowych, zaobserwowano charakterystyczne wzorce. Na początku (tydzień 0) responderzy wykazywali wyższe stężenia FC niż nieresponderzy (p poniżej 0,05), podczas gdy żadna inna zmienna nie osiągnęła istotności statystycznej. W 8. tygodniu poziomy IL-13 były znacząco wyższe u responderów (p = 0,01), a IL-17, IL-1β, IL-2 i IFN-γ wykazywały tendencje w kierunku istotności, ze stale wyższymi poziomami u responderów.

W 16. tygodniu responderzy prezentowali znacząco niższe stężenia IL-8 (p poniżej 0,05) i FC (p poniżej 0,001). Co istotne, CRP, HBI, hemoglobina i albumina nie różniły się istotnie między grupami w żadnym punkcie czasowym. Te różnice w dynamice cytokin pod solidnie zdefiniowanymi ramami odpowiedzi mogą zwiększyć wartość predykcyjną tych biomarkerów dla wczesnej optymalizacji leczenia ustekinumabem.

Jaki związek istnieje między poziomami ustekinumabu a cytokinami?

Analiza korelacji Spearmana między cytokinami a poziomami ustekinumabu w 8. i 16. tygodniu ujawniła istotne zależności. W 8. tygodniu stężenia ustekinumabu były odwrotnie skorelowane ze wszystkimi cytokinami z wyjątkiem TNF-α, które wykazało słabą dodatnią korelację (ρ = 0,19). Najsilniejsze odwrotne korelacje w 8. tygodniu zaobserwowano dla IL-6 (ρ = -0,45), IL-8 (ρ = -0,40), IL-13 (ρ = -0,39) i IL-23 (ρ = -0,38), wskazując, że wyższe poziomy ustekinumabu wiązały się z niższymi poziomami cytokin.

W 16. tygodniu IL-8 (ρ = -0,49) i IL-23 (ρ = -0,38) utrzymywały umiarkowaną odwrotną korelację, podczas gdy OSM wzmocniła się ze słabej do umiarkowanej odwrotnej korelacji (ρ = -0,40). Te wyniki wspierają wcześniej ustalone powiązanie między wyższą ekspozycją na lek w okresie indukcji a poprawą kliniczną, biochemiczną i endoskopową.

IL-23, będąca częścią prozapalnego szlaku Th17, została postulowana jako kluczowy czynnik w patofizjologii CD. Poprzednie badanie analizujące wyjściowe poziomy interleukін u pacjentów leczonych ustekinumabem wykazało, że wyższe stężenie IL-23 w surowicy przed podaniem leku wiązało się z gojeniem endoskopowym w 48. tygodniu, jednak nie badano ewolucji tego parametru po ekspozycji na lek. Inne badanie, które również analizowało IL-23 i poziomy ustekinumabu w 16. tygodniu leczenia, nie znalazło różnicy między responderami a nieresponderami w obu parametrach. Jednak gdy badano stosunek IL-23/UST, parametr ten pozwalał na rozróżnienie między pacjentami z odpowiedzią biochemiczną i bez niej.

Co wyniki oznaczają dla praktyki klinicznej?

Badanie dostarcza nowych dowodów na immunomodulacyjny efekt ustekinumabu u pacjentów z oporną CD w warunkach rutynowej praktyki klinicznej, identyfikując różnicowe wzorce interleukін między responderami a nieresponderami. Wyniki sugerują, że biochemia surowicy i profile cytokin mogą pomóc w identyfikacji – już w pierwszych 8-16 tygodniach terapii – pacjentów zagrożonych brakiem odpowiedzi na ustekinumab. Takie podejście mogłoby wspierać terminową optymalizację leczenia i spersonalizowane strategie zarządzania w CD.

Identyfikacja specyficznej dynamiki cytokin (np. IL-13 w 8. tygodniu, IL-8 w 16. tygodniu) w ramach solidnie zdefiniowanej odpowiedzi może zwiększyć wartość predykcyjną tych biomarkerów dla wczesnej optymalizacji leczenia. Wyniki wzmacniają również wartość kombinacji terapeutycznego monitorowania leku (TDM) i profilowania immunologicznego jako strategii optymalizacji decyzji w CD. Poprzednie raporty wykazały dodatnią korelację między stężeniami ustekinumabu w surowicy i tkance, wspierając koncepcję, że poziomy systemowe mogą przynajmniej częściowo odzwierciedlać lokalną ekspozycję na lek w miejscu zapalenia.

Jednakże biorąc pod uwagę, że stężenia ustekinumabu były ogólnie wyższe u responderów w porównaniu z nieresponderami, pozostaje niejasne, w jakim stopniu obserwowane różnice w wynikach leczenia są napędzane zmiennością farmakokinetyczną, a nie prawdziwą opornością farmakodynamiczną. Niewielki wzrost wartości CRP obserwowany przy wyższych stężeniach ustekinumabu (około 20 μg/mL) może odzwierciedlać przesunięcie farmakodynamiczne, a nie niepowodzenie farmakokinetyczne. Pomimo intensyfikacji dawki i odpowiedniej lub nawet ponadterapeutycznej ekspozycji na ustekinumab, niektórzy pacjenci mogą nie osiągnąć poprawy biochemicznej, co sugeruje brak skuteczności farmakologicznej na poziomie docelowym.

Jakie są ograniczenia tego badania?

Ze względu na ograniczoną wielkość próby (n = 31), badanie należy interpretować jako eksploracyjne i generujące hipotezy. Większe, wieloośrodkowe badania są niezbędne do walidacji tych ustaleń i lepszego zdefiniowania biomarkerów odpowiedzi na ustekinumab opartych na cytokinach. Analiza interleukін została przeprowadzona we krwi obwodowej (osoczu) bez równoległego badania tkanki zapalnej. Jednak Proietti i współpracownicy wcześniej wykazali, że poziomy IL-23 w tkance i surowicy u pacjentów z CD leczonych ustekinumabem wykazują podobne zachowanie.

Definicja odpowiedzi oparta na procentowej redukcji FC, a w jej braku – na CRP i/lub HBI, została zaadaptowana z kryteriów STRIDE-II. Remisję biochemiczną zdefiniowano jako poziomy CRP w zakresie normalnym, podczas gdy remisję kliniczną jako HBI poniżej 3. Próg co najmniej 70% redukcji FC został wybrany jako bardziej restrykcyjne kryterium niż proponowana w poprzednich badaniach redukcja co najmniej 50%, zapewniając, że pacjenci ze znaczną poprawą byli odpowiednio uchwyceni, nawet jeśli nie osiągnięto normalizacji FC.

Ponieważ kolonoskopia nie była dostępna u wszystkich pacjentów, nie można było ocenić gojenia endoskopowego. Jako że było to badanie obserwacyjne, w niektórych przypadkach okres wymywania mógł nie być wystarczająco długi, aby zapewnić całkowite usunięcie wcześniejszej terapii biologicznej, a niektórzy pacjenci otrzymywali leki towarzyszące na początku leczenia ustekinumabem. Te czynniki mogły wpłynąć na wyjściowy profil immunologiczny i ekspresję cytokin.

Czy warto monitorować cytokiny w praktyce codziennej?

Badanie dostarcza cennych wskazówek dotyczących potencjalnej użyteczności monitorowania profili cytokin w optymalizacji terapii ustekinumabem. Wczesna identyfikacja pacjentów narażonych na brak odpowiedzi – w pierwszych 8-16 tygodniach terapii – może umożliwić terminową zmianę strategii leczenia, czy to poprzez intensyfikację dawki, skrócenie odstępów między podaniami, czy przejście na alternatywny mechanizm działania.

Szczególnie obiecujące wydaje się być połączenie kilku markerów: wyższe IL-13 w 8. tygodniu i niższe IL-8 w 16. tygodniu charakteryzowały responderów, podczas gdy utrzymujące się wysokie poziomy cytokin prozapalnych mogą sygnalizować potrzebę zmiany terapii. Dodatkowo, monitorowanie stężeń ustekinumabu i ich korelacji z CRP może dostarczyć informacji, czy brak odpowiedzi wynika z niewystarczającej ekspozycji na lek (problem farmakokinetyczny), czy z prawdziwej oporności farmakodynamicznej.

Jednakże implementacja rutynowego monitorowania cytokin w praktyce klinicznej wymaga pokonania istotnych barier: kosztów oznaczania wielu parametrów, dostępności odpowiedniej technologii (np. Luminex) oraz standaryzacji metodologii pomiarowej. Konieczne są dalsze badania walidacyjne w większych grupach pacjentów, aby określić optymalne panele cytokin, punkty odcięcia i momenty czasowe pomiarów, które zapewnią najlepszą wartość predykcyjną przy akceptowalnym koszcie.

„Nasze wyniki sugerują, że biochemia surowicy i profile cytokin mogą pomóc w identyfikacji – już w pierwszych 8-16 tygodniach terapii – pacjentów zagrożonych brakiem odpowiedzi na ustekinumab” – podsumowują autorzy badania, podkreślając potencjał tej strategii do wspierania terminowej optymalizacji leczenia i spersonalizowanych strategii zarządzania w chorobie Leśniowskiego-Crohna.

Jakie są najważniejsze wnioski z tego badania?

Prospektywne badanie obserwacyjne przeprowadzone u 31 pacjentów z aktywną chorobą Leśniowskiego-Crohna potwierdza skuteczność ustekinumabu w indukcji remisji biochemicznej (58% responderów po 16 tygodniach) i identyfikuje charakterystyczne wzorce immunologiczne różnicujące osoby reagujące na leczenie od nieresponderów. Kluczowym odkryciem jest identyfikacja specyficznej dynamiki cytokin: wyższe poziomy IL-13 w 8. tygodniu i niższe IL-8 w 16. tygodniu u responderów, co sugeruje potencjał tych markerów jako narzędzi do wczesnej identyfikacji pacjentów wymagających optymalizacji terapii.

Badanie wykazało również istotne ujemne korelacje między stężeniami ustekinumabu a wybranymi cytokinami prozapalnymi (IL-6, IL-8, IL-13, IL-23) oraz z CRP, potwierdzając związek między wyższą ekspozycją systemową na lek a lepszą kontrolą biochemiczną. Połączenie terapeutycznego monitorowania leku z profilowaniem immunologicznym może stanowić wartościową strategię personalizacji leczenia w chorobie Leśniowskiego-Crohna, umożliwiając terminową identyfikację pacjentów zagrożonych niepowodzeniem terapeutycznym.

Jednak ze względu na małą wielkość próby i eksploracyjny charakter badania, wyniki wymagają walidacji w większych, wieloośrodkowych grupach pacjentów. Implementacja rutynowego monitorowania cytokin w praktyce klinicznej wymaga także pokonania barier związanych z kosztami, dostępnością technologii i standaryzacją metodologii. Niemniej, badanie otwiera obiecującą perspektywę dla rozwoju biomarkerów farmakodynamicznych wspierających optymalizację terapii biologicznej w chorobie Leśniowskiego-Crohna.