Když výzkum zabíjí

12.03.2014

Tento článek popisuje některé tragické průběhy klinického výzkumu v posledních 20 letech, na základě kterých se dále měnila nejen legislativa, ale i přístup k testování léků v časných fázích klinického výzkumu. Některá fakta je vhodné si připomenout, neboť jak tomu v životě a medicíně bývá, často hraje roli série několika drobných pochybení a nešťastných náhod, která mají ve výsledku osudové následky.

Každý lék před svým uvedením na trh a do běžné praxe musí projít několika fázemi preklinického a klinického výzkumu. V preklinické fázi se lék zkouší na tkáňových kulturách a následně i několika druzích zvířecích modelů (podrobněji viz článek Jak vznikají léky?). Teprve po úspěšném preklinickém testování přichází na řadu klinický výzkum na lidech, přičemž standardně rozlišujeme 3 fáze (tabulka 1). První fáze zahrnuje ověření bezpečnosti podaného léku v různých dávkách a sledování vybraných parametrů většinou na malém souboru zdravých dobrovolníků (do 10 lidí). Testování na lidech vždy nese určité riziko nečekaných reakcí a komplikací. Pochopitelně snaha všech výzkumníků je omezit toto riziko na minimum a snažit se podávat skutečně důsledně prověřená farmaka. Dohled a schvalovací procedury pro fázi 1 klinického zkoušení patří k nepřísnějším v procesu testování nového léku. Vždyť i nedávná historie nás poučila. Tento článek popisuje některé tragické průběhy klinického výzkumu v posledních 20 letech, na základě kterých se dále měnila nejen legislativa, ale i přístup k testování léků v časných fázích klinického výzkumu. Některá fakta je vhodné si připomenout, neboť jak tomu v životě a medicíně bývá, často hraje roli série několika drobných pochybení a nešťastných náhod, která mají ve výsledku osudové následky.

Tabulka 1. Vysvětlení fáze klinických studií

Fáze 1. Testování nového léku na malém souboru zdravých dobrovolníků. Cílem je ověření bezpečnosti a tolerance farmaka. Sleduje se farmakokinetika a farmakodynamika preparátu. Většinou se začíná podáváním nízkých dávek, které se postupně zvyšují a hledá se maximální tolerovatelná dávka K takovému zkoušení se přechází poté, co byl lék již úspěšně testován v laboratoři na tkáňových kulturách a laboratorních zvířatech.

Fáze 2. Látka se poprvé podává cílové skupině, která je přesně definovaná a soubor je většinou malý (desítky pacientů). Ověřují se léčebné účinky na lidský organismus, hledá se vhodná dávka a zároveň se shromažďují i další údaje, např. o chování v organismu a snášenlivosti.

Fáze 3. Testování léku na velkém souboru nemocných (stovky až tisíce) s cílem ověření léčebného účinku určité dávky farmaka u konkrétního onemocnění a současně zhodnocení bezpečnosti přípravku. 


Případ 1. Jesse Gelsinger a genová terapie

Jesse Gelsinger byl 18letý muž trpící částečnou poruchou funkce enzymu, který se, zjednodušeně řečeno, podílí v játrech na odstraňování nebezpečného amoniaku z těla. Defektní funkce enzymu způsobuje poruchu odstraňování amoniaku z těla a ten se následně hromadí v krvi  - toto hromadění může dosáhnout až život ohrožující hranice a říká se mu hyperamonémie. Jesse trpěl mutací, při níž některé jeho buňky měly činnost enzymu zachovanou a některé poškozenou. Z toho důvodu jeho onemocnění nemělo tak těžký průběh. První projevy hyperamonémie měl Jesse v dětském věku. Onemocnění přicházelo plíživě jako nechutenství a neprospívání s poruchami psychomotorického vývoje. Ve třech letech byl poprvé převezen do nemocnice, kde mu byla správně stanovena diagnóza hyperamonémie. Časná diagnostika pak umožnila předcházet těmto stavům, neboť základem léčby je přísná proteinová dieta a farmakologická léčba umožňující aktivaci alternativních cest odbourávání dusíku (amoniaku) z těla. Dle vyjádření Jesseova otce byla frekvence záchvatů u Jesse malá a celkem 3x za život vyžadoval delší pobyt v nemocnici. Jeden z nejvážnějších stavů měl v roce 1998, kdy byl hospitalizován pro poruchu vědomí na jednotce intenzivní péče s nutností intubace a umělé plicní ventilace. Jesse přes jistá omezení vedl normální život, dokončil střední školu a pracoval na částečný úvazek [3].

V roce 1999 se Jesseovi naskytla možnost účastnit se jedné z prvních studií zaměřených na genovou terapii jeho onemocnění ve výzkumném centru Pennsylvánské Univerzity v USA [4]. Pomocí katétru zavedeného do pravé jaterní tepny se Jessovi během dvou hodin pozvolna aplikovala látka obsahující biotechnologicky upravené viry s funkčním genem pro enzym, který měl Jesse porušený. Cílem této klinické studie bylo zjistit, jaká je bezpečná dávka takzvaného rekombinantního adenoviru u nemocných jako byl právě Jesse. Sledovala se vhodná a bezpečná dávka. Dlouhodobý prospěch z dané terapie nebyl u jednotlivých účastníků v této fázi studie očekáván. Předpokládalo se využití této léčby u novorozenců s těžkou formou poškození funkce zmíněného enzymu, která většinou končí smrtelně. Jesse podepsal informovaný souhlas a do studie vstoupil v září 1999. Již 13. září 1999 byla Jesseovi aplikována druhá nejvyšší dávka ve studii. U předchozích účastníků byly dokumentovány převážně přechodné obtíže, zejména svalová bolest, horečky a biochemické abnormality zjištěné v krvi [5]. V případě Jesse však došlo 18 hodin po aplikaci látky k rychlému rozvoji jaterního selhání s hyperamonémií a poruchou vědomí. V rychlém sledu následoval rozvoj syndromu systémové zánětlivé odpovědi a selhání řady důležitých orgánů. Snaha o maximální intenzivní léčbu u Jesse selhávala. Jesse byl napojen na umělou plicní ventilaci, mimotělní očišťovací metody a další systémy. Jesse Gelsinger umírá 17. září 1999, tedy 98 hodin po genovém transferu. Z následného pitevního protokolu byla jako příčina uvedena vystupňovaná imunitní odpověď po podání vysoké dávky rekombinantních adenovirů, jež byly zachyceny v játrech, slezině, lymfatickém systému a kostní dřeni [5]. Podané množství biotechnologicky upravených virových částic rychle překročilo vstřebávací možnosti jater a podaná látka se pak šířila do celého těla s výše uvedenými následky.

Smrtí Jesse Gelsingera se spustila lavina kritiky jak laické, tak odborné veřejnosti. Při následném šetření FDA (amerického úřadu pro kontrolu léčiv) se totiž zjistilo několik závažných skutečností [1]:
1) Otázky budil už samotný design této studie. Testovala se léčba určená pro nevyléčitelné novorozence na „relativně" zdravých dospělých, kteří ani z dané terapie neměli mít v této fázi vývoje žádný dlouhodobý prospěch. Testování bylo zdarma, bez nároku na zaplacení ušlého zisku.
2) FDA nebyla dostatečně informována o výsledcích preklinického testování virového vektoru na opicích rodu makak, kde vysoké dávky vedly ke stavu jako u Jesse, přičemž některé opice zemřely. Nicméně nutno dodat, že dávka testovaná u J. Gelsingera byla 15x nižší než toxická u opic. Kompletní fakta ze zvířecích studií ale nebyla obsažena v informovaném souhlasu.
3) Gelsinger se do studie dostal jako náhradník za jiného pacienta, který odstoupil. V době zařazení do studie měl vysoké hladiny amoniaku v krvi, což mělo vést k jeho vyloučení ze studie.
4) Výzkumníci změnili některá vyřazovací kritéria ve studii bez souhlasu FDA.
5) Univerzita časně neinformovala FDA o výskytu závažných nežádoucích účinků u předchozích dvou pacientů v této studii.

Pozn.: Co jsou to biotechnologie? Biotechnologie jsou technické aplikace či postupy používající biologický systém, tedy účinný živý organismus nebo jeho části, k výrobě, opracování nebo úpravě produktu. Využívají se především v zemědělství, potravinářství a medicíně. Jedná se zejména o využívání nižších organismů (např. virů). Intenzivně se rozvíjejícím odvětvím biotechnologie jsou genetické manipulace. Při genetické manipulaci se do jednoho organismu cíleně vnáší určitý gen či geny jiného organismu. Takto geneticky modifikované organismy se dnes ve velké míře využívají v medicíně (výroba inzulinu a dalších hormonů), potravinářství (například rekombinantní chymosin pro výrobu sýrů) nebo v zemědělství (odrůdy kukuřice a bavlny odolné vůči hmyzu, sója rezistentní vůči herbicidům aj).

Případ 2. Ellen Roche a výzkum astma bronchiale

O necelé dva roky později se stala další tragédie, tentokrát v Lékařském institutu Johna Hopkinse v USA při studii zaměřené na astma bronchiale [6]. Výzkum pátral po tom, proč průdušky astmatiků tak prudce reagují na dráždivou látku (alergen). Vědci si myseli, že za tím stojí porucha na úrovni nervového systému. Podle protokolu studie mělo být zdravým dobrovolníkům podáváno inhalační (vdechované) ganglioplegikum hexamethonium a následně sledovány plicní funkce. Pokud by po inhalaci byla potvrzena zvýšená reaktivita průdušek, ukazovalo by to na významný vliv nervového systému při vzniku astma bronchiale. Hexamethonium bromid byl koncem 60. let zkoušen v léčbě vysokého krevního tlaku, ale v roce 1972 byl na příkaz FDA (amerického úřadu pro kontrolu léčiv) stažen z trhu, neboť se taková léčba ukázala jako neúčinná. 

24letá Ellen Roche byla laborantkou v témže zdravotnickém zařízení a do studie se přihlásila jako zdravá dobrovolnice 16. dubna 2001. Vlastní výzkum začal 23. dubna 2001, kdy bylo hexamethonium v dávce 1 gram podáno prvnímu dobrovolníkovi. Dva dny po podání si sledovaný subjekt číslo 1 stěžoval na mírnou dušnost a suchý kašel. Po deseti dnech došlo k úplnému ústupu všech obtíží, ale trvalo snížení některých parametrů správné funkce plic. Subjekt číslo 2 nevykazoval žádnou reakci po podání hexamethonia. Třetí na řadě byla Ellen Roche, která 4. května 2001 vdechla také 1 gram hexamethonia. Den poté si Ellen stěžovala na rozvoj dráždivého kašle a postupně se přidávala i námahová dušnost. 9. května 2001 byla převezena do nemocnice s horečkou a poruchou dýchání. Teprve v tuto chvíli byly oznámeny nežádoucí projevy u subjektů č.1 a 3 a studie zastavena. 12. května 2001 postupovalo u Ellen selhávání dýchání a pacientka byla přeložena na jednotku intenzivní péče se zahájením dechové a oběhové podpory. 2. června 2001 Ellen umírá v důsledku mnohočetného selhání orgánů a nízkého krevního tlaku.

I v tomto případě následné šetření ukázalo na několik závažných chyb:
1) Výzkum užíval ganglioplegikum hexamethonium, jež nebylo schváleno k použití FDA a bylo staženo z trhu v roce 1972. Bezpečnost podávaného přípravku nebyla před zahájením studie dostatečně ověřena.
2) Nežádoucí účinky u subjektu č. 1 byly hlášeny pozdě a měly vést ke kritickému zhodnocení všech možných rizik. Bezpečnost osob ve studii má vždy nejvyšší důležitost.

Případ 3. Nečekaná imunitní bouře

Jaká nebezpečí může skrývat takzvaná biologická léčba se ukázalo v 1. fázi klinické studie s látkou TGN1412 (TeGenero) [7], která mohla být účinná v léčbě určitého typu leukémie nebo u onemocnění jako je roztroušená skleróza či revmatoidní artritida. V předklinických studiích na zvířatech se podávaly dávky 500x vyšší než v následné klinické fázi a přitom nebyl pozorován žádný toxický či nežádoucí zánětlivý účinek.
Design této studie zahrnoval podání látky osmi zdravým mužům. Cílem bylo ověřit bezpečnost léčby. Všem aktivně léčeným subjektům byla naráz podána stejná dávka přepočtená na tělesnou hmotnost během 3-6 minut. Následovala imunitní odpověď s jakou se setkáváme u syndromu toxického šoku nebo systémové zánětlivé odpovědi. První nežádoucí účinky se objevily zhruba za 60 minut od podání léku a zahrnovaly bolesti hlavy, bolesti v zádech, neklid a zažívací obtíže (nevolnost, zvracení, nucení na stolici a průjem). Následovala kožní vyrážka. Za 240 minut od podání byl u všech aktivně léčených osob zaznamenán nízký krevní tlak, zrychlená činnost srdce a horečka (39,5-40°C). 300 minut po podání vykazoval pacient č.1 známky porušeného dýchání, pacient číslo 6 musel být 12 hodin po infúzi převezen na jednotku intenzivní péče. Obdobný osud mělo zbývajících 5 subjektů. V případě pacientů 1-4 byl stav zvládnut pomocí mírnější podpory dýchání a poslední dva dobrovolníci museli být napojeni na umělou plicní ventilaci. Nejhůře postiženi byli pacienti 5 a 6, u nichž v důsledku poruchy prokrvení končetin došlo k odumření článků prstů na rukou a nohou.

Tento případ však naštěstí nekončí tragicky, protože všichni účastníci přežili, byť někteří s trvalými následky. Je zřejmé, že ani důsledné testy na zvířecích modelech nemohou zabránit nečekaným reakcím při testování u lidí.

Pozn.: Co je to biologická léčba? Biologická léčba, nazývaná někdy také cílená léčba, využívá obranyschopnosti organismu k boji proti rakovině či některým autoimunitním chorobám (revmatoidní artritida, lupénka, roztroušená skleróza a další) díky tomu, že jsou v současné době lépe známé struktury a pochody na povrchu i uvnitř buňky. Na základě toho vědci nacházejí takové molekuly a pochody, které jsou typické pouze pro buňky spojené s nádorovým nebo autoimunitním onemocněním a v buňkách normálních tkání se buď nevyskytují vůbec, nebo jen v malé míře. Léčiva v rámci cílené biologické léčby působí pouze na tyto molekuly a pochody, zlepšují či opravují schopnost sebeobrany organismu. Doprovází je ovšem rovněž řada nežádoucích účinků a překážkou jejich většího rozšíření je kromě jiného i jejich vysoká cena.

Použitá literatura
1. Wilson, R.F., The death of Jesse Gelsinger: new evidence of the influence of money and prestige in human research. Am J Law Med, 2010. 36(2-3): p. 295-325.
2. Paprocka, J. and E. Jamroz, Hyperammonemia in children: on the crossroad of different disorders. Neurologist, 2012. 18(5): p. 261-5.
3. http://www.guineapigzero.com/jesse.html.
4. Batshaw, M.L., et al., Recombinant adenovirus gene transfer in adults with partial ornithine transcarbamylase deficiency (OTCD). Hum Gene Ther, 1999. 10(14): p. 2419-37.
5. Raper, S.E., et al., A pilot study of in vivo liver-directed gene transfer with an adenoviral vector in partial ornithine transcarbamylase deficiency. Hum Gene Ther, 2002. 13(1): p. 163-75.
6. Steinbrook, R., Protecting research subjects--the crisis at Johns Hopkins. N Engl J Med, 2002. 346(9): p. 716-20.
7. Suntharalingam, G., et al., Cytokine storm in a phase 1 trial of the anti-CD28 monoclonal antibody TGN1412. N Engl J Med, 2006. 355(10): p. 1018-28.
8. Luhder, F., et al., Topological requirements and signaling properties of T cell-activating, anti-CD28 antibody superagonists. J Exp Med, 2003. 197(8): p. 955-66.
9. Rodriguez-Palmero, M., et al., Triggering of T cell proliferation through CD28 induces GATA-3 and promotes T helper type 2 differentiation in vitro and in vivo. Eur J Immunol, 1999. 29(12): p. 3914-24.

Pozn. redakce: tento článek byl upraven podle stejnojmenného článku MUDr. Ondřeje Petráka, Ph.D., publikovaného na odborném webu pro lékaře www.e-interna.cz.

 

 

 

Použité odborné pojmy