M.E.(cvs)-wetenschap

januari 24, 2009

Genen-studies bij CVS door het CDC

Filed under: Genetica,M.E. - algemeen — mewetenschap @ 2:08 pm
Tags: , ,

In hun artikel ‘Is Chronic Fatigue Syndrome (CFS/M.E.) heritable in children, and if so why does it matter?’ in het tijdschrift ‘Archives of Disease in Childhood’ (Dec 2007;92(12):1058-61) besloten Esther Crawley en George Davey Smith dat er meer en meer sterk bewijsmateriaal wordt gevonden voor het feit dat M.E.(cvs) erfelijk is. Dit heeft echter nog niet geleid tot het aanwijzen van specifieke genen (en biologische processen) betrokken bij de ziekte; laat staan tot een merker (en dus betere diagnose) of een behandeling.

Er is wel degelijk een rol voor genen (te samen met omgevingsfactoren). Eén van de grootste moeilijkheden bij het bestuderen van de aandoening blijft echter dat het heterogene groep betreft. Naast een duidelijk definitie (en merker) is er nood aan genetische studies bij grote groepen.

Ondertussen werd daar een begin van gemaakt. Hieronder een inleidende samenvatting over rapporten op basis van een grote hoeveelheid gegevens verzameld door het CDC en verwerkt door specialisten uit allerhande vakgebieden… Deze werden gebundeld in het april-nummer (vol 7, #3) 2006 van het tijdschrift ‘Pharmacogenomics’. Voor meer over de hieruitvolgende studies: neem contact.

(Geïnspireerd door Cort Johnson…)

De Genen-studies bij CVS door het CDC, gepubliceerd in ‘Pharmacogenomics’

Inleiding

S. Vernon S. en W. Reeves; 2006. De uitdaging van het integreren van een grote hoeveelheid uiteenlopende gegevens: epidemiologische, klinische en laboratorium-data verzameld tijdens een ziekenhuis-studie over het Chronische Vermoeidheid Syndroom. Pharmacogenomics. 2006 Apr;7(3):345-354

Dit artikel omvat een introduktie betreffende de inspanningen van het CDC om een model voor CVS te vervaardigen. Het werk resulteerde in de simultane publikatie van 14 research-artikels in het tijdschrift ‘Pharmacogenomics’ in april 2006. Een grote set gegevens verzameld bij een 2-daags ziekenhuisverblijf van CVS-patiënten en controles in Wichita Kansas in 2003 (eerder aangehaald in het artikel over ‘Inflammatoire Immuun-signalisering’) werd door 20 researchers genalyseerd.

Vernon en Reeves, de twee leidinggevende onderzoekers die het werk superviseerden, poneren dat ‘complexe’ chronische ziekten (zoals o.a. CVS) veranderingen in de homeostatische mechanismen van het lichaam vertegenwoordigen die voortvloeien uit de combinatie van genen en omgevingsfactoren. [Dit betekent niet noodzakelijk dat CVS ‘tussen de oren zit’ en moet worden aangepakt met gedragstherapie.] De CDC stelt voor dat deze processen zo ingewikkeld zijn dat ze een multi-disciplinaire benadering vereisen om ze te bestuderen.

De benadering van het CDC bestond er in een vrij grote set gegevens te verzamelen bij CVS-patiënten en controles, die te onderwerpen aan een brede waaier van testen, inclusief gen-expressie onderzoek, en dan de data aan vier groepen onderzoekers te geven en hen te vragen modellen te leveren die zouden kunnen bijdragen tot de klassificatie, diagnose en behandeling van CVS.

Deelnemers

Gedurende meerdere jaren gebruikt het CDC een nieuwe (en eerder lastige) methode voor het recruteren van zijn deelnemers aan studies: genaamd ‘community sampling’ (staalname uit de gemeenschap). Dit is bedoeld om vooroordelen bij het recruteren te elimineren en te voorzien in niet-contesteerbare controle-groepen. ‘Community sampling’ houdt in: het willekeurig opbellen van grote aantallen mensen om zo een willekeurig gerecruteerde, representatieve set studie-deelnemers op te bouwen. In dit geval screende het CDC telefonisch eerst 56.151 mensen in Wichita, Kansas op CVS. Uit deze groep kwam een kern-groep van 7.162 mensen die verder werd geëvalueerd via de telefoon en in een kliniek. Na weglating van degenen met uitsluitende factoren (een andere ziekte, de meeste psychiatrische aandoeningen, idiopathische vermoeidheid) bleven slecht 70 mensen die echt CVS hadden over.

[Men zou zich kunnen afvragen waarom dit aantal zo klein is. In hun poging om een echt representatieve studie-groep te bekomen, zou het kunnen dat het CDC een set CVS-patiënten heeft verzameld die gewoonlijk niet wordt gezien in CVS-klinieken. Sommigen vinden dat een groot percentage van deze CVS-patiënten niet voldeden aan de CDC-criteria voor CVS. Het is mogelijk dat de CDC een populatie CVS-patiënten heeft ontdekt die, hoewel ze al of niet ziek zijn, toch in staat zijn, ten minste volgens de CDC-criteria, sneller de ziekte achter zich te laten dan de CVS-patiënten die hun weg vinden naar de klinieken en centra. Dit is waarschijnlijk geen onverwachte bevinding; de meeste chronische ziekten hebben een wisselende graad van invalidering, de meest ernstige worden natuurlijk echter meer gezien door artsen.]

Van de 70 mensen met CVS, gingen 58 (83%) akkoord om naar een ziekenhuis te komen voor een twee dagen durende test-periode. Ze werden gematcht met 55 controles van het zelfde geslacht, leeftijd, ras en body-mass-index; mensen die ook eerder werden gescreend. Het CDC nam ook 59 mensen op die vermoeid waren maar niet voldeden aan de criteria voor CVS in de studie op, alsook 41 mensen met depressie die wel voldeden aan de CVS-criteria, en 39 mensen met depressie en vermoeidheid maar zonder CVS. Merk op dat melancholische depressie wordt beschouwd als een exclusie-factor voor CVS. Deze personen met een psychiatrische aandoening (ten tijde van de ziekenhuis-studie) die CVS uitlsuit, werden aldus geïdentificeerd en in de studie data-set opgenomen om te kunnen vergelijken.

Aangezien deelnemers aan de studie waren geklassificeerd als CVS (individuen die voldeden aan alle drie de empirische criteria – op basis van de SF-36, MFI en ‘symptom-inventory’), ISF (‘onvoldoende symptomen of vermoeidheid’) of niet-vermoeid tijdens de surveillance tot 6 jaar voordien, en omdat CVS zich cyclisch manifesteert qua voorkomen en ernst van de symptomen, werd ziekte-status van de deelnemers geklassificeerd op het moment dat ze deelnamen aan de klinische studie (in het ziekenhuis). Deze huidige ziekte-klassificatie volgens empirische criteria werd opgenomen in de data-set en de onderzoeksteams konden kiezen of ze die al of niet gebruikten.

Klassificatie van de deelnemers via de definitie uit ‘94 tijdens de voorafgaande surveillance was dus niet steeds in overéénstemming met de empirische klassificatie bij de ziekenhuis-studie. Wellicht door het komen en gaan van de ziekte, naast de heterogene aard van de medisch onverklaarde vermoeidheid. Daardoor negeerden sommige teams de empirische klassificatie en stelden hun eigen op.

Qua fysieke karakteristieken van de groepen, zien we dat ongeveer 85% van de CVS-patiënten had overgewicht [BMI ≥ 25] had, 31% was obees [BMI ≥ 30] en 12% ziekelijk obees [BMI ≥ 35]. Hoe is dit in vergelijking met de obesitas-graad in de algemene bevolking? De percentages voor de controles bedroegen respectievelijk 36, 34 en 11. Volgens de website van het CDC is de prevalentie van obesitas 31-33% bij mannen en bij vrouwen 33-35%. Aangezien obesitas, en in bijzonderlijk ziekelijke obesitas op zichzelf een risico-factor voor veel problemen is zou deze factor alleen de resultaten kunnen hebben verstoord. Het CDC controleerde echter voor deze factor door het opnemen van een groep gezonde controles die even zwaar was. De leeftijd van de CVS-patiënten was ietsjes hoger (mediaan van de verschillende onderzoeksgroepen: rond 50). De populatie hier was bijna helemaal blank (94%) en ongeveer 82% van de ganse groep waren vrouwen (maar in sommige studies van de 4 onderzoeksgroepen werden de mannen niet opgenomen).

Testen

De testen waren vanzelfsprekend een heel belangrijk deel van de studie. Het zijn ten slotte deze gegevens die de onderzoekers gebruiken om hun modellen op te stellen. Uiteraard: hoe meer metingen, hoe beter – maar er zijn financiële grenzen; het CDC moest kiezen welke gegevens zij dachten het meest te zullen bijdragen tot het verbeteren van ons begrip van CVS.

Gedurende twee dagen ondergingen alle deelnemers het volgende:

Fysieke testen – temperatuur, lengte, gewicht en body-mass-index

Laboratorium-testen – complete bloed-cel telling (‘CBC’), C-reaktief proteïne, ALT, albumine, AP, AST, bilirubine, calcium, bicarbonaat, chloride, creatinine, glucose, kalium, total eiwit, natrium, ureum

HPA-as – speeksel-cortisol, androsteendion, SHBG, testosteron, ACTH, DHEA, DHEA-S, T3, reverse T3, T4, TSH, insulin-like growth factor, oestradiol en progesteron (bij vrouwen)

Cytokinen – TNF-α, IL-6, sR-IL-6

Catecholaminen – norepinefrine, epinefrine, normetanefrine [catecholamine-metabolieten], neuropeptide-Y

Mineralocorticoïden – renine, aldosteron

Autonoom Zenuwstelsel – bloeddruk, hartslag (neerliggend, rechtstaand)

Psychiatrische evaluatie

Medical Outcomes Survey Short Form (meting funktionele stoornissen)

Multi-dimensional Fatigue Inventory (vermoeidheid – algemeen, fysiek, mentaal, enz.)

CDC Symptom Inventory

Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (cognitieve testen voor korte-termijn geheugen, patroon-herkenning, reaktie-tijd, enz.)

Slaap-studie (twee nachten)

Perifereer bloed gen-expressie – 20.000 genen

Het CDC noemde dit “een uitgebreide lijst” van klinische, epidemiologische en laboratorium-gegevens. Als men echter de gen-expressie resultaten uitsluit, was dit niet echt de grootste set laboratorium-metingen ooit uitgevoerd bij een groep CVS-patiënten. Buchwald’s team aan de University of Washington onderzocht tijdens een intensieve tweelingen-studie (‘Chronic Fatigue Twin Registry’) prevalentie van pathogenen, immuun-factoren, ze deden beeldvorming van de hersenen en gesofisticeerde testen voor orthostase en aërobe funktie, alsook een slaap-studie. Deze studie van Buchwald leidde ook tot een grote hoeveelheid artikels maar de meeste van de bevindingen waren niet significant. De hier door het CDC uitgevoerde testen kom wel overéén met die van vele anders studies.

[Meten van de ‘allostatic load’ = verzamelen van informatie over fysiologische aktiviteit van meerdere belangrijke regelsystemen zoals de HPA-as en het sympathisch zenuwstelsel, zowel als het cardiovasculair systeem, het immuunsysteem en metabole processen.]

Deze studie was echter ook uniek op meerdere manieren. Het is de eerste poging om gen-expressie data, en laboratorium- en klinische gegvens te integreren om een statistisch model voor CVS op te stellen. Dat moet uitputtend zijn geweest gezien de enorme hoeveelheden data die werden gegenereerd bij de gen-expressie studies. Sommige van deze studies zijn zo veel complexer dan wat ooit is geprobeerd.]

De laboratorium-gegevens omvatten een brede waaier aan neuro-endocriene factoren plus andere merkers waarvan wordt geloofd dat ze de allostatische status van de cardiovasculaire, immuun- en andere systemen in het lichaam weerspiegelen. C-reactief proteïne bv. wordt gebruikt om de inflammatoire toestand van het lichaam te bepalen in één van de studies. Terwijl de laboratorium-data betreffende neuro-endocriene factoren uitgebreid zijn; zijn de data aangaande het immuunsysteem en het cardiovasculair iets minder extensief. De immuun-gegevens bestaan grotendeels uit pro-inflammatoire cytokinen bekend om hun interaktie met het neuro-endocrien systeem. Sommige systemen werden helemaal niet onderzocht; er waren bv. geen metingen van de oxidatieve stress in deze studies.

Met uitzondering van de gen-expressie data zijn vele van deze gegevens niet echt nieuw. Vernon en Reeves noteerden dat studies bij CVS (inclusief de gen-expressie studies) over het algemeen enkel ‘subtiele’ verstoringen blootlegden die voorkomen in verschillende systemen, in het bijzonder het centraal zenuwstelsel, het immuunsysteem en het metabolisme. Gezien deze voorgeschiedenis verwachtte het CDC niet meer dan subtiele abnormaliteiten te vinden in hun laboratorium-gegevens. Ze hoopten echter dat een analyse van deze grote data-set verstoringspatronen zou aantonen die CVS-patiënten kunnen differentiëren van controles.

Het CDC lijkt hier te bevestigen dat het probleem bij CVS het resultaat is van meerdere stoornissen (genetische defekten * nature * en omgevingsgeïnduceerde dysfunkties * nurture *), sommige misschien subtiel, die samen leiden tot het ontstaan van de ziekte die bekend staat als CVS. Eén van de studies suggereert dat CVS kan voorkomen als een zekere graad aan allostatische belasting [term uit de psychosomatiek: opéénstapeling van ontregelde fysiologische regelsystemen waardoor de soepelheid van de adaptatie afneemt; een vorm van slijtage; ook: een slechte stress-reaktie, in plaats van je evenwicht te bewaren gaan de stresshormonen je psychisch en lichamelijk ondermijnen] wordt bereikt. De keuze van het CDC om te focussen op het neuro-endocriene systeem wijst er op dat ze geloven dat de interakties in dit grote en ingewikkelde systeem waarschijnlijk centraal liggen bij de ziekte. Dit systeem regulereert vele van de processen die voorkomen in het lichaam met inbegrip van die van het immuunsysteem. Het bestuderen van alle systemen blijft noodzakelijk. Elders werden ook al aanwijzingen gevonden voor perifere bijdragen bij de pathogenese van CVS.

Teams

Vier ploegen analyseerden de gegevens. De manier waarop ze waren samengesteld was nieuw: het eerste team omvatte experten op gebied van computer-wetenschap, fysica en statistiek, zowel als een immunoloog en een psychiater; team twee omvatte experten scheikundig ingenieur en bio-ingenieur, zowel een immunoloog, een patholoog en een molekulair bioloog; in team 3 zaten experten wiskunde en geïnformatiseerde chemie, zowel als een cardioloog en een infektie-specialist; en het vierde team bestond uit experten wiskunde en bio-informatica, zowel als een epidemioloog en een kinderarts.

Elk team pakte de gegevens verschilled aan. Team 1, dat vier artikels produceerde, hypothiseerde dat CVS heterogeen is qua nosologie en resulteert uit een ontregeling van meerdere genotype-fenotype relaties die interageren met omgevingsfactoren en zo verschillende aandoeningen opleveren. [Het genotype is een gedetailleerde beschrijving en/of klassificatie van de genetische informatie van een bepaald organisme die het heeft overgeërfd en is opgeslagen in het DNA van de genen, in tegenstelling tot het fenotype van dat organisme dat al zijn observeerbare eigenschappen – geërfd of verworven – omvat. Het onderscheid is belangrijk omdat het genotype en niet het fenotype wordt gereproduceerd, maar het is het fenotype en niet het genotype waarop natuurlijke selektie ingrijpt.] Ze stelden hun eigen klassen op (a.h.v. de klinische en epidemiologische gegevens) en probeerden die dan te matchen met gen-expressie en genetische profielen. Team 2, dat drie artikels schreef, reduceerde de complexiteit van de data met behoud van zoveel mogelijk, potentieel belangrijke, biologische informatie. Ze gebruikten de empirische klassificatie en deden een poging om de centrale factoren te vinden in klinische en gene-expressie data, en om gen-expressie signaturen van de fenotypes te identificeren. Team 3, dat twee artikels leverde, verkoos een alternatieve benadering voor de analyse (beginnend met de stelling dat de diagnostische begrenzingen voor CVS vrij willekeurig zijn). Ze gebruikten dus de vragen over symptomen om de waarde te bepalen van de huidige CVS-klassificatie. Team 4 onderzocht de fysiologsiche, genetische en genomische karakteristieken om de vier verschillende groepen (empirische klassificatie) te differentiëren volgens allostatische belasting.

Een Verschillende Benadering

Het CDC gelooft dat drie factoren kunnen verklaren waarom ons begrip van CVS zo traag is vooruitgegaan de voorbije 20 jaar. Ze citeren de 3.000 peer-reviewed artikels die gewoonlijk de revue passeren maar dit is misleidend in die zin dat slechts een kleiner aantal studies zijn die de biomedische kant van de CVS-pathofysiologie exploreren.

Ten eerste geloven ze dat patiënten-recrutering uit specialistische en verwijzingsklinieken resulteert in ‘recruteringsbias’. Ze denken dat niet enkel verschillende soorten patiënten naar CVS-klinieken worden getrokken maar dat elke kliniek een unieke set patiënten heeft. Dit zou er kunnen voor zorgen dat het vergelijken van resultaten tussen studies problematisch is. Ze stellen ook dat deze benadering, die de CVS-research heeft gedomineerd, “kritische vergelijking van resultaten uitsluit”, d.w.z. het onmogelijk maakt om resultaten van de ene met de andere research-groep kritisch te vergelijken. [Misschien toch iets té sterk uitgedrukt?!]

Ten tweede denken ze dat de controle-groepen die zo belangrijk zijn bij het studie-proces veelal onvolkomen zijn; ofwel zijn ze er gewoon niet of het gaat om ‘gemakshalve controles’. Gezonde controles vinden kan moeilijk zijn. Dikwijls gaat het om werknemers van een ziekenhuis of studenten. Deze studie identificeerde echter controles uit dezelfde algemene bevolking als de CVS-gevallen en deze controles waren gelijkaardig.

Ten derde geloofden ze dat het diagnose-proces bij CVS (m.a.w. de definitie) gebrekkig is.

[De meeste researchers zullen zeker met alle drie deze punten akkoord gaan maar de eerste twee zijn misschien ietsje te ongenuanceerd. Het zijn standaard-problemen bij vele research-onderzoeken. Het is echter mogelijk dat ze aangescherpt zijn bij CVS. Als CVS uit subsets bestaat, dan is het mogelijk dat bepaalde subsets geneigd zijn naar bepaalde klinieken te trekken. Patiënten met depressie zullen eerder terechtkomen in klinieken die geleid worden door psychologen, enz.]

Er lijkt een consensus te ontstaan dat het grootste probleem bij CVS-onderzoek de niet zo precieze definitie is, die de inclusie toelaat van subgroepen die uiteindelijk de onderzoeksresultaten vertroebelen. Eén van de doelstellingen van de benadering van het CDC was om de heterogeniteit te ‘vatten’ en aldus te voorzien in een beter klassificatie-schema voor CVS. Dit kan enkel worden gedaan door gebruik te maken van grote aantallen CVS-patiënten en grote data-sets. Men kan zich afvragen of het aantal CVS-patiënten hier, plus de 41 met depressie, een voldoende groot aantal is om dit te doen. Het CDC wierp een redelijk groot net; hun inclusie van patiënten met idiopathische vermoeidheid betekende dat ze een blik wierpen op de oorzaken van vermoeidheid in het algemeen. Het opnemen van CVS-patiënten met majeure depressie – een subset van patiënten die dikwijls wordt uitgesloten bij research-studies – breidde hun staal verder uit. Men zou kunnen argumenteren dat een grotere groep van enkel CVS-patiënten hen beter zou hebben geholpen bij het vinden van meetbare subgroepen. Vreemd genoeg echter, lijkt het CDC in dit opzicht te zijn gehandicapeerd door hun staalname-protocol.

Ze mogen echter wel stellen dat een ingewikkelde ziekte zoals CVS, met stoornissen in meerdere complexe homeostase-systemen, niet het resultaat is van één enkele mutatie of omgevingsfactor; maar van een gecombineerde aktie van meerdere genen, milieu-factoren en de repons van de patient hierop. De gepubliceerde artikels tonen ook de heterogeniteit van de ziekte. Er is op dit moment niet één knop, één software-programma of één onderzoeker die de verscheidenheid kan integreren en interpreteren om inzicht te scheppen in alle complexe biologische systemen. De artikels tonen wel aan dat met samenwerking en multidisciplinaire inspanning nieuwe perspektieven kunnen worden gevonden.

Besluit

De conclusie is fascinerend. Er wordt gesteld dat de integratie van metingen voor verschillende lichaamssystemen en klinische kenmerken ons zal toelaten de subgroepen aanwezig bij CVS en de verstoorde fysiologische mechanismen te identificeren; dat het zal aantonen dat CVS (en andere ziekten met invaliderende vermoeidheid) medisch kunnen worden verklaard. Het CDC gelooft dat algorithmen (complexe formules) die multi-systemische gegevens integreren een objectieve diagnostische merker zal opleveren, de pathofysiologie zal ontcijferen en aangepaste therapieën voor CVS-patiënten zal creëeren.

Gezien de toekomstige tijd werd gebruikt, is het duidelijk dat (nog) niets van het bovengenoemde werd bereikt via deze studies: ze identificeerden nu nog geen aantoonbare subsets, ze gaven geen medisch verklaring voor CVS en er werd geen diagnostische merker gevonden, enz. Vernon en Reeves geloven echter dat de resultaten er op wijzen dat ze op het juiste pad zitten en dat met verloop van tijd men daar wel in zal slagen. De huidige resultaten waren bevredigend genoeg om te besluiten over te gaan tot nieuwe studies om deze uit te breiden en te verifiëren.

Sommigen stellen de vraag of het CDC echt wel gelooft dat ze op de juiste weg zitten? Er staat nl. een merkwaardige disclaimer op het einde van elk van de Pharmacogenomics artikels. Dit werd eerder niet gezien bij Vernon’s andere gen-studies. Er staat: “De bevindingen en besluiten in dit rapport zijn die van de auteurs en vertegenwoordigen niet noodzakelijk de opinies van het agentschap.”. Slaan Vernon en Reeves er hier een beetje een slag in? Betekent dit dat het agentschap niet zeker is van deze creatieve (en dure) nieuwe benadering van CVS? Of is het slechts een standaard clausule?…

*** Wordt vervolgd! ***

Geef een reactie »

Nog geen reacties

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Maak een gratis website of blog op WordPress.com.

%d bloggers op de volgende wijze: