Fakulteten för hälso- och livsvetenskap
Preventiv behandling mot Diabetes Mellitus typ I
En jämförande litteraturstudie mellan Coxsackievirus-B- vaccin och behandling med GAD-alum
Namn: Thea Evanson Handledare: Ravi Vumma Termin: VT21
Ämne: Farmaci
Nivå: Grundnivå
Kurskod: 2FA01E
Preventiv behandling mot Diabetes Mellitus typ I
En jämförande litteraturstudie mellan Coxsackievirus-B-vaccin och behandling med GAD-alum
Thea Evanson
Examensarbete i Farmaci 15hp Filosofie Kandidatexamen Farmaceutprogrammet 180hp
Linnéuniversitetet, Kalmar
Universitetslektor, Ravi Vumma Inst. Kemi och Biomedicin Linnéuniversitetet
SE-391 82 Kalmar
Professor, Kristina Nilsson-Ekdahl Inst. Kemi och Biomedicin Linnéuniversitetet
SE-391 82 Kalmar
Nyckelord
Diabetes typ 1, GAD, Coxsackievirus B, Preventiv behandling Sammanfattning
Bakgrund: Diabetes Mellitus typ I är ett globalt hälsoproblem som skördar många liv varje år och påverkar livskvaliteten för de drabbade. Diabetes typ I är en autoimmun sjukdom som leder till destruktion av insulinproducerande betaceller i pankreas och således rubbad glukosreglering.
Huvudsakliga patogena immunceller inkluderar autoantikroppar, exempelvis riktade mot glutaminsyra dekarboxylase 65, och autoreaktiva T-celler. Diagnos sker generellt baserat på förhöjda halter plasmaglukos och eventuellt stimulering av C-peptid för att utreda status för den endogena betacellsfunktionen. Diabeteskomplikationer är en vanlig dödsorsak hos
diabetespatienter. År 2019 orsakades 4,2 miljoner dödsfall av diabetes eller diabeteskomplikationer.
I dagsläget är administrering av exogent insulin enda behandlingsmöjligheten för typ I
diabetespatienter. Det har dock länge forskats på alternativ i form av preventiv behandling men i dagsläget finns inga preventiva behandlingar på marknaden. Syfte: Litteraturstudiens syfte var att undersöka prospektiva möjligheter till diabetespreventiv behandling inom områdena glutaminsyra dekarboxylase 65 vaccin och coxsackievirus B vaccin med avseende på effekt samt jämföra dessa två prospektiva behandlingsmöjligheter. Metod: Arbetet har utförts genom granskning av artiklar från databasen PubMed. För litteraturgranskning av studier om GAD-behandling valdes tre kliniska studier utifrån sökning med ”type 1 diabetes”, ”diabetes mellitus”, ”type 1”, ”GAD” och ”vaccine”
som sökord. För artiklar om CVB och CVB-vaccin användes ”type 1 diabetes”, ”vaccine” och
”coxsackievirus” som sökord. Resultat: Kliniska studier på GAD-behandling visar ingen signifikant skillnad mellan GAD-alum och placebo i helgruppsanalyser. Vid vissa stratifierade analyser för exempelvis kön, ålder, eller antal riskfaktorer detekteras signifikanta skillnader genom ökad mängd stimulerad C-peptid eller progression till klinisk diabetes. Den prospektiva
kohortstudien över diabetesincidens påvisar att CVB är en riskfaktor för diabetes hos människa.
Vidare visar de prekliniska studierna på signifikant minskad diabetesincidens i CVB-vaccinerade studiepopulationer jämfört med placebo. Slutsats: Varken behandling med GAD-alum eller CVB- vaccin är möjligt att använda som preventiv behandling i nuläget. Dock visar studierna på lovande framtidsmöjligheter för CVB-vaccin som primärprevention och GAD-alum som sekundär- eller tertiärprevention.
ABSTRACT
Background: Diabetes Mellitus type I is a global health issue, causing numerous deaths each year and also influencing the quality of life of those affected. Type I diabetes is an autoimmune disease where the individuals own immune system causes destruction of insulin producing beta cells in the endocrine islets of pancreas. Main immunological features include, autoantibodies directed towards glutamic acid decarboxylase 65, and autoreactive T-cells. Diagnosis is generally based on elevated levels of plasma glucose and stimulated C-peptide, together disclosing the status of the beta cell function. The lack of endogen insulin causes disturbances in the glucose metabolism which leads to prevailing tissue damage in cells and organs of the diabetic individual’s body.
Furthermore, insufficient control of plasma glucose is related to development of diabetes complications. Diabetic complications are known to be a major cause of death in diabetic patients. Diabetes and diabetic complications caused 4,2 million deaths in 2019. Insufficient adherence to treatment regimen during a long period of time is known to increase the risk for some common diabetes complications. Administration of
exogenous insulin is the only current treatment available for type I diabetes, albeit recurrent attempts to find a cure or successful preventive treatment for diabetes mellitus type I. Recent promising research on diabetes preventive treatment includes the
autoantigen glutamic acid decarboxylase-65 and vaccine against coxsackievirus B.
Aim: The purpose of this literature study was to examine prospective possibilities for diabetes preventive treatments. Further, the purpose was to compare the promising preventive treatments of GAD65-vaccine and CVB-vaccine concerning effect and prospective treatment regimens.
Methods: The thesis is a literature study based on articles found by searching the database PubMed. Clinical studies examining the effect of GAD-treatment was found by using key words such as ”type 1 diabetes”, ”diabetes mellitus”, ”type 1”, ”GAD” and
”vaccine”. Studies examining the effect of CVB and CVB-vaccines was primarily preclinical and prospective cohort studies, found by searching for the key words ”type 1 diabetes”, ”vaccine” and ”coxsackievirus”.
Results: Clinical studies of GAD-treatment does not demonstrate a statistically significant difference between treatment with GAD-alum compared to placebo in full group analysis. Stratified groups occasionally prove significant differences in quantity of stimulated C-peptide or progression to clinical diabetes by age, gender or amount of risk factors for example. The prospective cohort study examining the incidence of diabetes, demonstrates that CVB is a risk factor for type I diabetes in humans.
Furthermore, the preclinical studies detect a significant decrease in diabetes incidence in CVB-vaccinated mice compared with placebo.
Conclusion: Neither treatment with GAD-alum nor CVB-vaccine is currently ready for
use. However, the studies show a promising prospective possibility for CVB-vaccine as
a primary prevention and GAD-alum as a secondary or tertiary prevention of type I
diabetes.
FÖRKORTNINGAR
2hPPG 2-hour Postprandial glucose
Ab Antibody
Alum Aluminum hydroxide
AUC Area Under the Curve
CVB Coxsackievirus B
DAA Diabetes-Associated Autoantibodies DiAPREV-IT Diabetes Prevention – Immune Tolerance DiPiS Diabetes Prediction in Skåne
DIPP Diabetes Prediction and Prevention
DKA Diabetic Ketoacidosis
DMT1 Diabetes Mellitus type 1
FPG Fasting Plasma Glucose
FPIR First Phase Insulin Release
GAD Glutamic Acid Decarboxylase
GIP Gastric Inhibitory Polypeptide GLP-1 Glucagon-Like Peptide 1 HbA1c Glycated Hemoglobin A1c
HIV Human Immunodeficiency Virus
HLA Human Leukocyte Antigen
IA-2A Insulinoma-Associated Antigen-2
IAA Insulin Autoantibody
ICA Islet Cell Antibody
IFG Impaired Fasting Glucose
IGT Impaired Glucose Tolerance
IL Interleukin
ITT Intention to Treat
IU International Units
Iv Intravenous
MMTT Mixed Meal Tolerance Test
NNT Number Needed to Treat
NOD Non-Obese Diabetic
OGTT Oral Glucose Tolerance Test
PCR Polymerase Chain Reaction
PFU Plaque Forming Units
RNA Ribonucleic Acid
SOCS-1tg Suppressor of Cytokine Signaling-1 Transgenic
SPS Stiff Person Syndrome
TEDDY The Environmental Determinants of Diabetes in the Young
Th T-helper
VP1 Viral capsid Protein 1
ZnT8 Zink Transporter 8
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
INTRODUKTION ________________________________________ - 1 -
Diabetes Mellitus Typ I ____________________________________________ - 1 - Diagnos ________________________________________________________ - 1 - Orsaker ________________________________________________________ - 2 - Patogenes ______________________________________________________ - 4 - Immunologi _____________________________________________________ - 4 - Komplikationer __________________________________________________ - 5 - Behandling _______________________________________________________ - 6 - Insulin _________________________________________________________ - 6 - Preventiv behandling ______________________________________________ - 7 - Primär prevention________________________________________________ - 8 - Sekundär prevention ______________________________________________ - 8 - Tertiär prevention ________________________________________________ - 9 - Vaccin _________________________________________________________ - 10 -
SYFTE _________________________________________________ - 11 - MATERIAL OCH METOD _______________________________ - 11 - RESULTAT _____________________________________________ - 12 -
Studie 1 – Wherrett et al., 2011 _____________________________________ - 12 - Studie 2 – Ludvigsson et al., 2012 ___________________________________ - 14 - Studie 3 – Elding Larsson et al., 2018 ________________________________ - 16 - Studie 4 – Laitinen et al., 2014 ______________________________________ - 18 - Studie 5 – Stone et al., 2018 ________________________________________ - 20 - Studie 6 – Stone et al., 2020 ________________________________________ - 22 -
DISKUSSION ___________________________________________ - 25 -
Studie 1 - Wherrett et al., 2011 _____________________________________ - 25 - Studie 2 - Ludvigsson et al., 2012 ___________________________________ - 26 - Studie 3 - Elding Larsson et al., 2018 ________________________________ - 27 - Studie 4 - Laitinen et al., 2014 ______________________________________ - 28 - Studie 5 - Stone et al., 2018 ________________________________________ - 29 - Studie 6 - Stone et al., 2020 ________________________________________ - 30 - Samtliga studier _________________________________________________ - 31 -
SLUTSATS _____________________________________________ - 33 -
TACK __________________________________________________ - 34 -
REFERENSER __________________________________________ - 35 -
INTRODUKTION
Diabetes Mellitus Typ I
Diabetes Mellitus är en kronisk sjukdom som påverkar glukosreglering. Tillståndet delas generellt upp i typ I respektive typ II diabetes mellitus, som är de vanligaste diabetestyperna. Diabetes Mellitus typ I (DMT1) karaktäriseras av utebliven endogen insulinproduktion. Typ II diabetes har en relativ förlust av insulin genom utebliven effekt, så kallad insulinresistens. Subtyperna av diabetes differentieras med avseende på patofysiologi, prevalens och behandling (1,2). År 2019 beräknades 463 miljoner vuxna människor, i åldrarna 20–79 år, lida av diabetes mellitus världen över. Detta motsvarar en global prevalens på 9,3% och en procentuell ökning på 62,5% från år 2009. Vidare lever cirka 1,1 miljoner barn och unga, under 20 års ålder, med DMT1. Den ökade förekomsten av diabetes i världen jämförs med en epidemisk spridning (3–5). Diabetes typ I är en kronisk, immunologisk sjukdom som kräver livslång, kontinuerlig
behandling. Patienter med DMT1 är beroende av administrering av insulin och noggrann kontroll av plasmaglukos för att undvika symtom och minska risken för associerade komplikationer (3,5,6). Typ I diabetes är mindre vanlig än typ II, som utgör ca 90% av diabetesfallen globalt (3). DMT1 är dock vanligast i åldersgruppen 0–20 år och utgör cirka 85% av alla diabetesfall hos individer under 20 år. DMT1 debuterar ofta i barndom eller ungdom (3,7), trots att insjuknande kan ske även i vuxen ålder (4,8).
Diagnos
Hyperglykemi är ett tydligt kliniskt tecken på diabetes mellitus. Typiska symtom som tyder på hyperglykemi är viktnedgång, polyuri samt polydipsi (9). Andra symtom som kan förekomma är trötthet, konstant hunger, nattenures och dimsyn (3). Vidare är diabetisk ketoacidos (DKA) karaktäriserande för diabetes mellitus (5). Kliniska undersökningar för diabetesdiagnos är att mäta fastande plasmaglukos (FPG), 2-
timmars postprandiell plasmaglukos (2hPPG) samt slumpmässig plasmaglukosmätning (10). Fastande plasmaglukos innebär mätning av glukosvärde minst åtta timmar efter senaste kaloriintag (3). Testet som benämns 2hPPG, eller oralt glukostolerans test (OGTT), är en kvantitativ analys av plasmaglukosmängd före samt två timmar efter peroral tillsatts av en standardiserad mängd glukos (3,10,11). En annan kvantitativ analys som främst används för att undersöka betacellsfunktionen är mixed meal tolerance test (MMTT). Vid MMTT sker intag av måltidsersättning, efter fastande, efterföljt av glukosmätning och/eller C-peptidmätning (12,13). En annan typ av glukosmätning som bland annat används i samband med diabetesbehandling är
glykosylerat hemoglobin A1c (HbA1c). Mätning av andel glykosylerat hemoglobin ger ett genomsnittligt glukosvärde för föregående 2–3 månader (10,14,15).
Klinisk diagnos av diabetes baseras på kriterier av American Diabetes Association eller World Health Organization. Enligt World Health Organizations riktlinjer från år 2006 bör diagnos av diabetes fastställas då FPG ≥ 7,0mmol/L alternativt 2hPPG ≥
11,1mmol/L (10). För kliniskt konstaterad diabetes utifrån riktlinjer från American
Diabetes Association krävs HbA1c ≥ 6,5%, FPG ≥ 7,0mmol/L, 2hPPG ≥ 11,1mmol/L
eller ett slumpmässigt plasmaglukostest ≥ 11,1mmol/L i kombination med typiska
symtom på hyperglykemi eller hyperglykemisk kris. Då glukoshalten i plasman är
förhöjd, utan att klassificeras som diabetes kan patienten konstateras inneha försämrad
glukostolerans (IGT) eller försämrad fasteglukos (IFG). Dessa tillstånd kan anses vara
riskfaktorer för att utveckla diabetes och kardiovaskulär sjukdom. Tillstånden benämns
ibland som intermediär hyperglykemi eller prediabetes (3,10).
Orsaker
Diabetes typ I karaktäriseras av autoimmun destruktion av insulinproducerande
betaceller i pankreas. Insulin, tillsammans med glukagon, är hormoner som produceras i pankreas med uppgift att reglera glukoshalten i blodet. Insulin produceras i betaceller från preproinsulin till proinsulin som slutligen klyvs till insulin och C-peptid. Utöver reglering av plasmaglukos påverkas metabola processer i hepatocyter, adipocyter och muskelceller. Insulin är ett anabolt hormon som syftar till att öka upptag och
användande av glukos och glukogensyntes. Vidare syftar insulin till att minska lipolys, proteinkatabolism, glykogenolys och glukoneogenes. Ytterligare effekter av insulin är ökad celltillväxt och celldifferentiering. Insulin frisätts maximalt postprandiellt som respons på höga halter plasmaglukos, glukagonliknande peptid 1 (GLP-1) och gastriskt hämmande hormon (GIP) från magtarmkanalen (1). C-peptid exocyteras, i ekvimolär mängd, samtidigt som insulin. Den endogena funktionen av C-peptid anses oklar, dock är det en vanligt använd biomarkör för betacellsfunktionen (2,16,17). Glukagon, som har motsatt effekt till insulin, är ett katabolt hormon som frisätts från alfaceller.
Glukagon stimulerar katabola processer som glukoneogenes, glykogenolys, lipolys och proteolys och ökar således plasmaglukos. Huvudsakliga effekter av insulin och
glukagon redovisas i figur 1. Andra endogena substanser som motreglerar insulins effekter är adrenalin, kortikosteroider och tillväxthormon (1).
Figur 1 Översiktlig redovisning av huvudsakliga effekter av de glukosreglerande hormonen insulin och glukagon, samt andra motreglerande hormon. Figuren visar på generella effekter samt organspecifika reglerade processer.
Uppkomsten av diabetes är multifaktoriell. Det har sedan länge varit känt att det finns en genetisk aspekt gällande risken att drabbas av DMT1. Den kraftigt ökande
prevalensen av DMT1 har sedermera misstänkts påverkas även av miljöfaktorer. Vilka miljöfaktorer som kan predisponera för, utlösa eller på annat sätt påverka utvecklingen av DMT1 är ännu ett delvis outforskat område. Bland annat undersöks inverkan av virus, bakterier och kost (4,6,18).
Den genetiska risken är multifaktoriell och mer än 60 loci har identifierats predisponera
för DMT1 i olika utsträckning. Störst kausalitetssamband har påvisats för olika human
leukocyte antigen (HLA) genotypers påverkan på diabetesutveckling. HLA klass II
haplotyp DR3-DQ2 och DR4-DQ8 har konstaterats vara riskfaktorer för diabetes typ I medan HLA DR15-DQ6 är en av haplotyperna som visar på skyddande effekt (14,18).
Exempel på andra locus som kan predisponera för diabetes är relaterade till T-
cellsaktivering, cytotoxisk T-lymfocyt antigen 4, protein tyrosinfosfatas icke-receptor 22 (19) och insulinproduktion (18). Vissa av de genetiska riskfaktorerna för DMT1 har identifierats som riskfaktorer även i andra autoimmuna sjukdomar, exempelvis
reumatoid artrit och autoimmun sköldkörtelsjukdom (4,18).
Virusgrupper som misstänks ha en utlösande eller påskyndande effekt på diabetesförloppet är enterovirus, framför allt coxsackievirus B (CVB), samt
rubellavirus, adenovirus, cytomegalovirus och rotavirus (4,18). Flera studier tyder på att virusinfektioner kan vara utlösande eller predisponerande för diabetes typ I, däremot i vilken utsträckning samt vilka specifika virus som har betydelse är inte fullt klarlagt (20–23). Fortfarande pågår mycket forskning inom området, bland annat genom studien The Environmental Determinants of Diabetes in the Young (TEDDY) som undersöker många olika miljöfaktorers påverkan på diabetesutveckling hos mer än 5000 barn i åldrarna 0–15 år. TEDDY-studiens resultat är ännu inte är färdigställda (24).
Misstanken avser virusinfektion som sker genom transplacental transmission eller infektion efter födsel (18). Virusinfektioner kan sannolikt ha en utlösande effekt hos individer med genetisk predisposition för att utveckla DMT1. Möjliga mekanismer för viruspåverkad diabetes innefattar virusorsakad cellskada, inflammation och uttryck av costimulatorer som initierar autoimmun respons (25). En sådan utlösande händelse, som virusinfektion, kan föregå klinisk diabetes med allt från veckor till månader eller år. Det stora tidsspannet utgör en svårighet i att med säkerhet detektera utlösande
virusserotyper och andra miljöfaktorer (4). Sambandet mellan coxsackievirus B och diabetes har studerats i flertalet studier. Coxsackievirus B är ett enterovirus som finns i sex subtyper. Diabetogen effekt har påvisats främst hos CVB1 och CVB4. I kontrast till detta tycks infektion av vissa andra subtyper av CVB ha en skyddande effekt mot diabetes, exempelvis CVB3 och CVB6 (26,27).
Gällande bakterier som influerande faktor för diabetesutveckling är det inte främst bakterieinfektioner som avses, utan mikrobiotan i magtarmkanalen. Likt evidensen för viruspåverkad DMT1 är resultaten av studierna gällande mikrobiotans roll tvetydliga, då det finns studier som tyder på att bakterier kan har antingen skyddande eller
predisponerande inverkan på diabetesutvecklingen (4,28,29). Ett fenomen som misstänks vara en orsak till mikrobiotans riskhöjande påverkan på diabetesutveckling kallas för ”leaky gut” och innebär ökad permeabilitet i tarmen (4,30). Tarm
mikrobiotans roll för ”leaky gut” fenomenet och diabetesutveckling har undersökts i flertalet studier. Gemensamt för flera av dessa studier är att ett samband mellan tarm- mikrobiotan och autoimmun betacellsdestruktion kan detekteras, dock utan att med säkerhet kunna identifiera orsakande mekanismer (31–33).
Kostfaktorer som misstänks påverka risken för diabetes innefattar bland annat gluten, komjölk och D-vitamin (4). Tillräckligt intag av D-vitamin, genom kost eller tillskott, hos barn och gravida har associerats med minskad risk för att utveckla DMT1 hos individer med predisposition för typ I diabetes (34–36). Komjölkens påverkan på risken att utveckla DMT1 har diskuterats och undersökts sedan sent 1900-tal. Trots detta är resultaten av olika studier motstridiga, och inget samband kan med säkerhet konstateras (37–39). Likt fallet med komjölkens påverkan har även gluten som riskfaktor visat på inkonsekventa resultat i forskningsstudier (40–42). Kostens påverkan på
diabetesutveckling kan således konstateras vara kontroversiell (4).
Patogenes
Karaktäristiskt för DMT1 är förlust av endogen insulinproduktion till följd av
betacellsdestruktion. Det finns flera olika modeller för hur destruktionen av betaceller progredierar över tid. En frekvent använd modell för betacellsförlusten postulerades av Eisenbarth år 1986 och kallas Eisenbarth-modellen (43), eller den linjära modellen (4).
Eisenbarths modell för betacellsdestruktion initieras med en platåfas som symboliserar en genetisk predisposition som följs av en nedgång i betacellsfunktion som antas bero på en utlösande miljöfaktor. Därefter följer en, enligt Eisenbarth, linjär förlust i betacellsmassa och funktion till följd av immunologiska abnormaliteter exempelvis autoantikroppar. Detta leder till insulit och försämrad insulinsekretion (4,14).
Generellt uppkommer symtom, som beskrivits i samband med diagnostiska metoder, först efter att ca 90% av betacellsmassan förlorats (2). Betacellsdestruktionen kan pågå flera år innan klinisk diabetes och symtom uppkommer, men det kan även ske betydligt fortare. Den sena uppkomsten av symtom beror sannolikt på normala blodsockernivåer kan uppehållas till dess att enbart 10–20% av den totala betacellsmassan återstår. Då det inte finns tillräckligt antal eller tillräcklig funktion hos betacellerna för att upprätthålla normoglykemi föreligger klinisk diagnos av diabetes. Ofta finns C-peptid detekterbart fram till dess att ingen betacellsmassa återstår (4,9,14).
Eisenbarth-modellen har dock fått viss kritik, bland annat eftersom
sjukdomsprogressionen sällan är helt linjär. En modell som kan komplettera Eisenbarth- modellen och redogör mer specifikt för immunreaktionernas förlopp kallas för
relapsing-remitting-modellen eller random-loss-modellen. I denna modell sker inte betacellsförlusten linjärt utan med ojämn destruktionshastighet. Den icke-linjära betacellsförlusten beskrivs vara summan av ett antal påverkande faktorer, bland annat antalen T-celler och betacellernas proliferationshastighet (4,9). Honeymoon phase är ett fenomen som beskrivs i relapsing-remitting-modellen, och innebär en tillfällig ökning i betacellsfunktion innan betacellsfunktionen slutligen utplånas totalt. Detta innebär generellt en period nära inpå diagnos som karaktäriseras av god glykemisk kontroll trots användande av en mindre mängd insulin (4). Honeymoon phase kan betraktas som ett tillfälligt, partiellt tillfrisknande eftersom den egna betacellsfunktionen förbättras under en period. Dock är tillståndet övergående och mekanismerna bakom fenomenet är till stor del oklara. Hur länge perioden varar och hos vilka patienter honeymoon phase uppstår beror på flera faktorer, bland annat autoimmunitetens aggressivitet (44).
Immunologi
Diabetes typ I är en autoimmun sjukdom, där den immunologiska responsen är felaktigt riktad och därmed destruktiv. Vissa påverkande faktorer berörs i ovanstående avsnitt. I detta avsnitt behandlas immunologiska processer och mediatorer som är av betydelse för betacellsdestruktionen som är orsaken till insulinavsaknad. Sjukdomsprogressionen och påverkande faktorer visas översiktligt i figur 2.
Huvudsakliga komponenter i autoimmuniteten mot betacellerna är autoantikroppar och T-celler. De primära mekanismerna för betacellsdestruktionen är T-cellsmedierad inflammation samt betacellsdestruktion medierad av cytotoxiska T-lymfocyter. Både CD4
+och CD8
+T-celler är bidragande till vävnadsskadan i pankreas. CD4
+T-hjälpar (Th) celler och vissa cytokiner, som tumör nekros faktor och interleukiner (IL), är exempel på inflammationsmedierare (25). Betacellsdestruktionen leder till att
autoantigener frisätts från betacellerna. Detta leder vidare till antigenspresentation och
expansion av autoreaktiva lymfocyter (6). En mekanism som postulerats som bidragande orsak till ett autoreaktivt immunsystem vid DMT1 är defekter i negativ selektion av T-celler i tymus. Otillräcklig eller felaktig negativ selektion kan vidare vara ett resultat av mutationer i den autoimmuna regulatorgenen AIRE (6,45) eller bero av antalen tandem repeats i insulingenen (4). Immunreaktionerna tycks även variera mellan olika individer med DMT1 och mycket är även oklart gällande sjukdomens
immunologiska aspekter (46).
Autoantikroppar är den huvudsakliga orsaken till insulinförlusten hos ca 85–90% av alla DMT1 fall. Flera olika diabetesassocierade autoantikroppar (DAA) och autoantigen har identifierats som bidragande. De vanligast förekommande autoantigenen är
glutaminsyra dekarboxylase 65 (GAD65) och insulin autoantikropp (IAA) (4,18). Andra diabetesrelaterade autoantigen är insulinoma-associerad antigen-2 (IA-2A) (47), olika typer av zink transportör 8 (ZnT8) (6) och islet cell antibody (ICA). Autoantikroppar uppkommer ofta tidigt i förloppet av DMT1-utvecklingen. Utöver antikropparnas opsoniserande och aktiverande effekter anses B-lymfocyterna ha en aktiverande roll genom att presentera antigen för diabetogena T-celler (4,25).
Figur 2 Sammanfattning över predisponerande och påverkande faktorer som progredierar till klinisk diabetes mellitus typ I samt introduktionspunkter för olika typer av behandlingar.
Komplikationer
Diabeteskomplikationer är en av de vanliga dödsorsakerna hos diabetespatienter. År 2019 beräknades 4,2 miljoner dödsfall förorsakas av diabetes eller
diabeteskomplikationer (3). Eftersom glukos är den primära energikällan i kroppens celler påverkas många organ och metabola system av obalans i glukosregleringen.
Komplikationer av diabetes subgrupperas som akuta eller kroniska. De kroniska komplikationerna delas vidare in i makrovaskulära respektive mikrovaskulära diabeteskomplikationer (2).
Akuta komplikationer uppkommer på kort tid och kan vara mycket allvarliga, i många fall livshotande. Hypoglykemi är en akut komplikation som innebär otillräcklig tillgång på glukos till vitala organ och vävnader. Obehandlad akut hypoglykemi kan leda till neuroglykopeni, beteendeförändringar, kognitiva dysfunktioner och i värsta fall krampanfall och koma. Hyperglykemisk kris är ett samlingsnamn för två andra akuta tillstånd. Till hyperglykemisk kris hör diabetisk ketoacidos och hyperosmolärt
hyperglykemiskt tillstånd. DKA i sin tur innefattar hyperglykemi, metabol acidos samt
hyperketonemi (1,2). DKA uppkommer ofta i samband med diabetesdiagnos. Faktorer
som kan öka risken för DKA är infektion, överdriven konsumtion av alkohol eller
droger och utebliven insulininjektion. Tillståndet är en vanlig dödsorsak hos barn och unga med diabetes. Även hyperosmolärt hyperglykemiskt tillstånd är en potentiellt livshotande akut komplikation av diabetes. Tillståndet är mindre vanligt än DKA men mer dödligt, och karaktäriseras av allvarlig hyperglykemi i samband med
hyperosmolaritet och dehydration (2,3).
Kroniska komplikationer beror till stor del på otillräcklig glykemisk kontroll under längre tid. Uppkomsten av många kroniska komplikationer är således starkt relaterade till höga värden av HbA1c, dock är sambandet inte alltid kongruent (10,14).
Mikrovaskulära kroniska komplikationer innefattar neuropati, retinopati, nefropati samt diabetesfot. Dessa beror av vävnadsskador i små blodkärl. Makrovaskulära
komplikationer däremot beror av skador på stora kärl. Exempel på makrovaskulära diabeteskomplikationer innefattar hypertension, kardiovaskulär sjukdom,
cerebrovaskulär sjukdom, perifer vaskulär sjukdom samt erektil dysfunktion (2,48).
Utöver att diabeteskomplikationer ger upphov till en försämrad livskvalitet och eventuellt förkortad livslängd, utgör det även en stor del av sjukvårdskostnaderna för diabetespatienter (49).
Forskning tyder på att även mycket liten bevarad mängd betaceller minskar risken för komplikationer. Flertalet studier som har gjorts på effekten av C-peptid tyder på att den endogena funktionen av C-peptid kan vara delaktig i att motverka komplikationer, i synnerhet vissa kroniska komplikationer (50). Vidare påvisas ett samband mellan delvis återstående betacellsfunktion och mindre incidens av komplikationer jämfört med individer som helt saknar endogen sekretion av C-peptid (51,52).
Behandling
Behandling vid DMT1 baseras huvudsakligen på användande av exogent insulin (1).
Generella mål med behandling av DMT1 är att undvika alternativt fördröja
komplikationer samt öka livskvaliteten för diabetespatienterna. Vidare utgår behandling utifrån att normalisera glukosvärden, både på kort sikt och lång sikt. Även rökstopp och bibehållande av normalt blodtryck samt normal lipidprofil är vanliga behandlingsmål hos diabetespatienter. Vissa kostrestriktioner samt fysisk aktivitet har även positiva effekter för diabetiker (2,53).
Insulin
Det finns olika kategorier av exogent insulin som används vid farmakoterapeutisk behandling av DMT1, i huvudsak används insulinanaloger. Även humaninsulin används men i mycket liten utsträckning. Främst skiljer sig insulinerna med avseende på onset och verkningstid. Generellt kategoriseras insulinanaloger som kortverkande,
snabbverkande, medellångverkande eller långverkande. Terapirekommendationer är mycket individuella. Vanligt för underhållsbehandling är dock att en basbehandling bestående av långverkande insulin kombinerat med snabbverkande insulin som administreras i samband med måltid (53). Utöver manuell kombination av de olika insulinkategorierna finns även färdigblandade insulinpreparationer, ofta bestående av ett snabbverkande och ett långverkande preparat (54).
Insulin i blodbanan associeras i hexamera komplex. För passage genom kapillärväggar och interstitialvätska krävs att insulinkomplexen dissocierar till dimerer och
monomerer. Dissociationen mellan olika former av komplex är en farmakokinetisk
aspekt som används för att göra olika formuleringar av insulin för olika egenskaper
gällande onset och duration (55). Snabbverkande insulin, exempelvis Lispro och Aspart,
börjar verka på 15–30 minuter och har en verkningstid på 4–5 timmar. Actarapid
®och Humulin
®är exempel på kortverkande humaninsuliner. Dessa verkar från 0,5–1 h till 6–
8 h efter administrering. Intermediärt verkande insulin har effekt från 1–2 h efter administrering med en duration på 10–16 h. Detta jämfört med långverkande insuliner som har effekt från 2 h och upp till 36 h efter administrering. Neutral protamine hagedorn är ett exempel på intermediärt verkande insulin. Detemir och Glargin är vanliga långverkande insuliner (54,55).
Administrering av insulin sker genom subkutana injektioner. Vanligast är
administrering genom förfyllda eller återanvändbara injektionspennor, alternativt engångssprutor. Det finns även insulinpumpar som administrerar genom kontinuerlig infusion. Samtliga administreringsmetoder kräver noggrann och kontinuerlig kontroll av plasmaglukoshalt (2,53).
Preventiv behandling
Preventiv behandling kan delas upp i primär, sekundär eller tertiär prevention. Primär prevention innebär att hindra utveckling av diabetes hos individer som inte visar några tecken, varken autoimmunt eller metabolt, på pågående progression mot diabetes
mellitus. Sekundär prevention handlar om att hindra vidare destruktion av betaceller och progression mot DMT1, hos individer som uppvisar DAA eller avvikelser i
plasmaglukos men ännu inte diagnostiserats med klinisk diabetes. Tertiär prevention sker hos individer med recent-onset diabetes och kallas även regression. Det innebär att avstanna betacellsdestruktion och eventuellt även återfå betacellsmassa genom
proliferation av kvarvarande betaceller eller med hjälp av klinisk behandling (56).
Angreppspunkter för preventiva behandlingar visas i figur 2. Det har länge funnits en ambition att utveckla en preventiv behandling mot DMT1, och därmed många studier på olika potentiella preventiva medel. Ett antal av dessa kommer översiktligt att redovisas nedan, efter en kort genomgång om vanliga studieobjekt vid diabetesforskning. Enligt International Diabetes Federation Diabetes Atlas 2019 anses det inte finnas en effektiv och säker preventiv behandling av diabetes typ I i nuläget (3). Med bakgrund av detta undersöks i denna litteraturstudie, nuläget gällande preventiv behandling med
fördjupning inom två områden av lovande framtida preventiva behandlingar.
Medicinsk forskning initieras ofta genom djurförsök. En frekvent använd mus-modell för diabetesforskning är non-obese diabetic (NOD) mus. NOD-musen har en genetisk känslighet för att utveckla diabetes med många loci gemensamt med människa som är genetiskt predisponerande för att utveckla DMT1. Det finns dock även skillnader mellan diabetespatofysiologin hos NOD-modellen jämfört med människa, exempelvis har det påvisats en större grad av insulit och variationer i immunomodulatoriska processer (4,57). Det har även uppkommit tecken på att NOD-musen är mer mottaglig för preventiva metoder än på människa (58). En annan djurmodell för diabetesforskning är suppressor av cytokinsignalering-1 transgena (SOCS-1tg) möss (59–61). SOCS-1 är ett protein som agerar negativ feedback regulatorer för cytokinmedierade
signaleringsvägar genom att märka dessa för proteosomal degradering. På så sätt hindras cytokinresponsiv gentranskription vilket minskar cytokinmedierad
immunrespons, exempelvis transkription av inflammationsmediatorer (25). Studier tyder på att signalvägar som SOCS-1 inhiberar är viktiga för antiviral immunrespons.
SOCS-1tg möss har en manipulerad, ökad expression av SOCS-1, vilket gör dessa
särskilt mottagliga för virusinducerad diabetes (59–61).
Primär prevention
Forskning kring primär prevention av DMT1 har till stor del bestått av forskning gällande dietära åtgärder. Kostfaktorer, vars inverkan på diabetesincidens har
undersökts, innefattar vitamin D, omega-3 fettsyror, komjölk, gluten samt nasalt eller oralt introducerat insulin (4,56). Den skyddande effekten av vitamin D, komjölk samt gluten har översiktligt redovisats i avsnittet orsaker, utan tydliga resultat på effektiv primär prevention. Hittills har studier visat att tillskott av omega-3 i vissa fall kan bromsa betacellsdestruktionen marginellt (62–64). Introduktion av insulin, genom oral eller nasal administrering, har teoretiserats som en möjlig metod att stärka T-cellers självtolerans för autoantigenet insulin. Kliniska studier har dock inte påvisat signifikant skillnad i incidens jämfört med placebo för varken oralt eller nasalt administrerat insulin (65–67). En studie som undersökte effekten av nasalt insulin, utan signifikanta
skillnader i diabetesincidens från placebo, utfördes som en del i Diabetes Prediction and Prevention (DIPP) projektet. Totalt identifierades drygt 19,000 individer med
predisposition för diabetes, varav 264 individer med förhöjd risk för DMT1 deltog.
Riskprediktionen baseras på HLA-genotyp och förekomst av DAA (67).
Ett nyare område för preventiv behandling är att undvika ett utlösande moment i form av virus- eller bakterieinfektion genom användande av vaccin. Eftersom virus påvisats som mycket troliga utlösande faktorer för DMT1 tros vaccin mot utlösande infektioner vara ett potentiellt primärpreventivt medel. Främsta frågeställningarna inom detta område är vilka virus som diabetespreventiva vacciner ska riktas mot, samt hur effektiv och säker preventiv behandling detta kan ge upphov till. Flera olika vaccin har
undersökts för skyddande effekt mot DMT1 (4), exempelvis vaccin mot rotavirus. En studie med 5764 deltagare undersökte incidensen av DMT1 hos studiedeltagare som erhållit RotaTeq, ett vaccin mot rotavirus, alternativt placebo. Jämförelse av
diabetesincidensen hos de 3184 individer som erhållit RotaTeq respektive de 2580 som erhållit placebo visade inga signifikanta skillnader (68). Virala mekanismer som förmodas vara betydelsefulla för diabetesprogression är förmågan att skada endokrina hormonceller i pankreas samt att inducera inflammation. Med bakgrund av detta finns en teori om att infektion med icke-patogena virusstammar kan ha en skyddande effekt mot liknande men patogena virusstammar. Likaså att framkalla immunitet genom att introducera patogena viruspartiklar på ett icke-skadligt sätt, som i ett vaccin, är potentiellt ett sätt att motverka diabetesutlösande virusinfektion. Ett exempel på virus där detta kan vara användbart är CVB, som har flera subtyper med olika effekt på diabetesprogression (69). CVB är även det virus med starkast påvisad kausalitet för diabetesutveckling (70). Studier av CVB-vaccin på NOD-möss har visat god diabetespreventiv effekt. I en studie jämfördes effekten av formalin-inaktiverat coxsackievirus B4 med fosfatbuffrad saltlösning, på NOD-möss. Vid ett av fyra experiment var diabetesincidensen i placebogruppen 100% jämfört med 38% i vaccingruppen. Vaccinationsregimen bestod av två doser vaccin, vid vecka 4 samt 8, som innehöll 2 𝜇𝑔 aktiv substans vardera (71).
Sekundär prevention
Nikotinamid är ett ämne som undersökts främst med avseende på sekundär prevention mot diabetes mellitus typ I, med blandade resultat (56,72). En djurstudie med
nikotinamid visade på möjlighet till preventiv och delvis terapeutisk effekt i en liten kohort NOD-möss. NOD-mössen behandlades med 0,5 mg nikotinamid per gram kroppsvikt dagligen i 40 dagar, då normoglykemi uppträdde hos de
nikotinamidbehandlade mössen (73). Dock finns det svårigheter i att överföra
behandlingsresultaten till humana kohorter, där inga signifikanta skillnader i glukosstatus eller betacellsfunktion kan påvisas (74).
Ett annat område möjliga preventiva medel är antigen-specifika farmakoterapeutika.
Exempel på sådana är insulin och GAD65, eftersom dessa är de vanligaste
autoantigenen för DAA (4). Antigen-specifik terapi syftar till att inducera aktiv eller passiv tolerans hos T-celler (4). Aktiv tolerans innebär att inducera respons hos T- regulatoriska celler. Passiv tolerans innebär leda patogena T-lymfocyter mot inaktivering alternativt deletion (4,25). GAD har varit objekt för forskningsstudier gällande diabetesprevention sedan 1990-talet och är, jämfört med vissa andra områden, relativt nytt. Således är både effektivitet och säkerhet av terapeutiskt GAD65 till människor ännu inte helt fastställt. Bland annat utfördes en studie på NOD-möss som påvisade uppkomst av anafylaktiska reaktioner till följd av immunisering med GAD (75). Djurstudier som undersöker immunisering med GAD65 har flertalet gånger påvisat minskad incidens av diabetes samt minskad insulit hos GAD-behandlade individer jämfört med kontroller (76,77). GAD-behandling på människa har visat varierande resultat gällande den diabetespreventiva effekten, men mestadels har inte en tydlig preventiv effekt kunnat konstateras (4,78). Det kan däremot anses klart att GAD modulerar diabetesassocierade immunreaktioner in vitro (79). En allvarlig effekt som detekterats i samband med höga halter GAD65-antikroppar är stiff person syndrome (SPS). Tillståndet karaktäriseras av kraftiga och mycket smärtsamma spasmer. Orsaken till SPS är immunologisk och förekommer ofta i samband med andra immunologiska sjukdomar, som kan drabba det respiratoriska systemet och är således livshotande. Ofta förekommer höga halter av GAD65 i samband med SPS, dock är orsakssambandet oklart. Ett eventuellt kausalitetssamband utgör dock en risk att utlösa SPS vid behandling med GAD (80). GAD formuleras generellt tillsammans med aluminium- hydroxid (alum) eftersom denna specifika adjuvant är fördelaktig för effekten på Th2- cellers reglerande funktion (79).
Tertiär prevention
Andra tidiga försök till prevention av DMT1 har varit immunosuppression. En tydlig nackdel med allmän immunosuppression är de många biverkningar som behandlingarna kan orsaka på grund av dess ospecificitet. Immunosuppressiv behandling är dessutom ofta långtgående, vilket ökar risken för biverkningar. Ett exempel på sådan behandling som undersökts mot typ I diabetes är ciklosporin. Ciklosporin motverkar transkription av IL-2 vilket leder till minskad aktivering av effektor-T-celler och T-regulatoriska celler. Ciklosporin visade på effektiv immunosuppression och regression av
betacellsdestruktion i kliniska studier. Dock uppkom allvarliga biverkningar och
substansen är inte längre godkänd för kronisk behandling (4,18,81). Dessutom visade en uppföljningsstudie att remissionen efter drygt 12 månaders behandling snabbt avtog efter att farmakoterapeutisk behandling avslutats (82). Sammanfattningsvis har
ospecifika immunosuppressiva medel till stor del uteslutits som behandling vid DMT1.
Tertiärt preventiva terapier för att återfå betacellsmassa är transplantation och regeneration av betaceller. Transplantation av pankreas eller langerhanska öar är i många fall effektiva metoder för att återfå betacellsfunktion. Trots vissa risker med kirurgi samt att transplantation kräver livslång immunosuppressiv terapi är
behandlingen i många fall framgångsrik. Nyare utvecklingsmöjligheter inom
transplantation för diabetesprevention är injektion av endokrina celler. Regeneration av
betaceller är ett ytterligare prospektivt utvecklingsområde för diabetesbehandling som
syftar till att inducera kroppsegen nybildning eller proliferation av betaceller (4,18).
Vaccin
Den främsta profylaktiska behandlingen mot infektionssjukdomar är vaccin, där
attenuerade eller inaktiverade infektiösa partiklar framkallar immunrespons och således immunitet mot en eller flera patogener. Antalet serotyper som används för
immuniseringen benämns som vaccinets valens. Utöver attenuerade eller inaktiverade patogener i vacciner finns andra typer som subenhetsvaccin, syntetiskt antigent vaccin, levande virala vaccin och DNA-vaccin. Gemensamt är målet att framkalla immunitet utan att inducera allvarlig sjukdom. De olika vaccintyperna kan åtskiljas genom vilka delar av immunsystemet som aktiveras och därmed effekt och duration av vaccinet.
Levande, attenuerade vacciner ger ofta livslångt skydd men med risk för återaktivering
av patogen och allvarlig sjukdom. Vissa andra vaccintyper ger endast ett kortare skydd
och kan därför kräva upprepad administrering i form av boosterdoser. I vissa vacciner är
adjuvanter och andra tillsatser viktiga för effekten. Ett adjuvans bidrar till inflammation
och ökad antigenpresentation. T-cellsmedierad immunrespons mot proteinantigen
kräver adjuvant för effekt. I dagsläget finns två godkända adjuvanter för bruk hos
människor. Dessa är aluminiumhydroxid och squalen (25).
SYFTE
Denna litteraturstudie undersöker nuvarande tillgänglighet samt utvecklingsmöjligheter inom preventiva behandlingar mot typ I diabetes mellitus. Mer specifikt är syftet att utvärdera effektiviteten av CVB-vaccin jämfört med GAD-behandling som preventiv behandling mot diabetes mellitus typ I.
MATERIAL OCH METOD
Detta arbete är en litteraturstudie där frågeställningen besvaras baserat på relevanta studier. Artiklar samlades genom sökningar i databasen PubMed. Sökningarna är genomförda under perioden 2020-09-22 till 2021-01-18. Sökord samt sökkriterier redovisas i tabell I. Totalt valdes sex artiklar, varav tre kliniska studier, två prekliniska och en prospektiv kohortstudie. Utöver de specifika sökkriterier som definieras i tabell I gjordes urvalet med avseende på lämplighet för den specifika frågeställningen. Vidare prioriterades kliniska studier med liknande eller jämförbara effektmått. Slutligen
undersöktes olika tidskrifters trovärdighet utifrån databasen Publikationsforum (83), för att ytterligare begränsa urvalet av lämpliga artiklar.
Tabell I Redovisning av genomförda sökningar i PubMed, samt utvalda studier.
Sökord Filter Antal träffar Valda referenser
[Diabetes Mellitus]
AND [Type 1] AND [Vaccine]
Randomized Controlled Trial, 10 years
19 Wherrett et al., 2011
[Type 1 Diabetes]
AND [Vaccine]
AND [Coxsackievirus]
10 years 35
Stone et al., 2018 Stone et al., 2020 Laitinen et al., 2014 [Type 1 Diabetes]
AND [GAD]
Randomized Controlled Trial, 10 years
17 Elding Larsson et al., 2018
Ludvigsson et al., 2012
RESULTAT
Studie 1 – Wherrett et al., 2011
Antigen-Based Therapy with Glutamic Acid Decarboxylase (GAD) Vaccine in Patients with Recent-Onset Type 1 Diabetes: A Randomized Double-Masked Controlled Trial (84)
Syftet med denna fas II studien var att undersöka effekten av GAD-alum hos individer med recent-onset DMT1. Mer specifikt undersöks betacellsbevarande effekten av GAD- alum som två- eller tre-dos regim hos individer som diagnosticerats med DMT1 inom tre månader från studieinklusion. Studien är en del av forskarsamarbetet TrailNet.
Studien sammanfattas i tabell II.
Behandlingen bestod av subkutan injektion av 20 𝜇𝑔 GAD-alum respektive alum, som administrerades vid baseline samt efter fyra och tolv veckor från baseline. Av de 145 inkluderade studiedeltagarna randomiserades 48 subjekt till behandling med tre GAD- injektioner (tre-dos regim), 49 subjekt fick två GAD-injektioner samt en
placeboinjektion (två-dos regim) och en sista grupp på 48 subjekt erhöll tre bufferinjektioner (placebo). GAD-alum och placebo erhölls genom sponsring från Diamyd Medical AB, som inte hade vidare involvering i studien. Baseline karaktäristika var liknande i samtliga tre grupper, utöver att gruppen med två-dos regim hade fler kvinnliga patienter. Samtliga deltagare erhöll intensiv diabetesbehandling i form att frekventa plasmaglukostester, support och rådgivning från forskningsteamet samt insulinbehandling med mål att uppnå utmärkt glykemisk kontroll. Inga andra
farmakoterapeutika utöver insulin var tillåtna. MMTT:s utfördes vid baseline samt efter 3, 6, 9 och 12 månader. Studiens primära utfallsvariabel var att undersöka
betacellsfunktionen genom att mäta arean under grafen (AUC) för stimulerad C-
peptidrespons för de första två timmarna av ett MMTT, som gjordes vid klinikbesök 12 månader efter randomisering. Sekundära utfallsvariabler innefattar stimulerad C-peptid över tid, skillnader i HbA1c och insulinregim över tid, skillnader mellan grupper i incidens av C-peptidförlust till <0,2 nmol/L samt säkerhet, bland annat med avseende på SPS. Sekundära utfallsvariabler följdes upp under ytterligare ett år, med tester var sjätte månad. Studien var dubbelblindad och statistiska analyser utfördes enligt intention-to-treat (ITT). Samtliga analyser av prover utfördes centralt på TrialNets huvudlaboratorie. Studiens planerade power var 85% med 0,025 ensidig
signifikansnivå. För detta beräknades det krävas ett minimum på 42 studiedeltagare i varje grupp och totalt 126 deltagare.
Inklusionskriterier för studien var att diagnosen ska ha skett mindre än 100 dagar innan inklusion och baserats på diagnoskriterier från American Diabetes Association. Andra inklusionskriterier inkluderar förekomst av GAD65 autoantikroppar och stimulerad C- peptidnivå ≥0,2 nmol/L vid ett MMTT som ska skett inom 37 dagar från randomisering men minst 21 dagar efter diagnos. Screening och senare även utförandet av studien gjordes på 15 olika TrailNet-kliniker i USA samt Kanada. Av totalt 280 screenade individer i åldrarna 3–45 år randomiserades 145 patienter till studieinklusion, och av dessa fullföljde 140 individer hela studietiden. Av samtliga studiedeltagare fick studien inkludera maximalt 55% i åldrar ≥16 år, enligt prespecificerat studieprotokoll. Genom att först randomisera studiedeltagare i åldrar 16–45 år och därefter yngre individer gavs en relativt jämn åldersspridning i studiegrupperna. Exklusionskriterier innefattar
förekomst av antikroppar mot hepatit-C, hepatit-B ytantigen, human immunodeficiency
virus (HIV), samt pågående infektion av Epstein-Barrvirus vid screening.
Vid klinikbesök efter ett års studie hade 140 av 145 studiedeltagare fullföljt samtliga tester och behandlingsrekommendationer, vilket innebär att 96,6% fullföljde studien.
Vidare genomfördes 428 av studien 435 planerade injektioner vilket motsvarar en följsamhet på 98,4%. Resultaten för den primära utfallsvariabeln, AUC för stimulerad C-peptid, visade inte på signifikanta skillnader mellan grupperna. Tre-dos regimen hade en 2h C-peptid AUC på 0,448 nmol/L, två-dos regimen på 0,359 nmol/L och
placebogruppen 0,418 nmol/L i den icke justerade modellen. I analysmodellen som justerats för ålder, kön och C-peptid vid baseline uppmättes motsvarande värden till 0,412 nmol/L, 0,382 nmol/l respektive 0,413 nmol/L i tre-dos, två-dos respektive placebogrupperna. Det var inte heller signifikant skillnad i resultatvärden före och efter justeringar för de fem förlorade värdena, som uppkom av uteblivna C-peptidmätningar, eller i modellen som justerats för skillnader i baseline karaktäristika. Vidare
stratifierades resultaten för en subgruppsanalys av individer i åldrarna 10–18 år, utan signifikanta skillnader i resultat mellan grupperna. Gradvis minskning i stimulerad C- peptid från baseline gav upphov till parallella linjer för de olika studiegrupperna, utan signifikanta skillnader. Likaså tiden till stimulerad C-peptid <0.2 nmol/L var inte signifikant skiljt mellan grupperna. HbA1c och konsumerad insulindos ökade gradvis under studietiden, men ökningen var liknande i samtliga studiegrupper.
Säkerhetsanalyserna tyder på att GAD-alum är väl tolererat. Detta baserat på att incidensen samt allvarlighetsgraden av biverkningar var liknande i samtliga grupper.
Inga fall av SPS detekterades.
Studiens konklusion var att antigenterapi med GAD-alum inte förhindrar eller förändrar DMT1-progression, vid administrering av 20 𝜇𝑔 subkutant GAD-alum givet vid två eller tre doseringstillfällen hos individer med kliniskt diagnosticerad diabetes mellitus typ I i ett tidigt skede.
Tabell II Sammanfattning av studie 1 (Wherrett et al., 2011)
Antigen-Based Therapy with Glutamic Acid Decarboxylase (GAD) Vaccine in Patients with Recent-Onset Type 1 Diabetes: A Randomized Double-Masked Controlled Trial
Syfte Undersöka tertiärpreventiv effekt av GAD Deltagare 145 st, ålder 3–45 år
Inklusion Förekomst av GAD65 Ab, Stimulerad C-peptid ≥ 0,2 nmol/L
Exklusion Ab mot Hepatit B, Hepatit C, HIV, eller infektion av Epstein-Barrvirus Metod Tre eller två doser av 20 𝜇𝑔 GAD-alum
Resultat Inga signifikanta skillnader med avseende på 2h stimulerad C-peptid AUC, eller andra sekundära effektmått.
Slutsats Ingen förändring i diabetesprogression
Studie 2 – Ludvigsson et al., 2012
GAD65 Antigen Therapy in Recently Diagnosed Type 1 Diabetes Mellitus (New England Journal of Medicine (85)
Denna fas III studien syftar till att undersöka effekten av GAD-alum hos individer i åldrarna 10–20 år med recent-onset DMT1. Målet är bevarande av betaceller eftersom även liten mängd bevarade betaceller påvisats som skyddsfaktor för komplikationer med mera. Detta mäts genom reducerad förlust av stimulerad C-peptid vid administrering av GAD-alum i två-dos respektive fyr-dos regim. Studien sammanfattas i tabell III.
Studien är en dator-randomiserad, dubbelblindad fas III studie, sponsrad av Diamyd Medical AB. Utöver att tillhandahålla GAD-alum och placebo, deltog Diamyd även i utförandet av studien genom ledning och insamling av data. De 334 studiedeltagarna randomiseras till en av tre studiegrupper; fyra subkutana injektioner innehållande 20 𝜇𝑔 GAD-alum (fyr-dos regim), två subkutana injektioner innehållande 20 𝜇𝑔 GAD-alum samt två injektioner placebo (två-dos regim) respektive fyra injektioner buffervätska (placebo). Injektioner utfördes för samtliga deltagare dag 1, 30, 90 och 270. I gruppen med två-dos regim utfördes GAD-injektioner på dag 1 och dag 30, respektive placebo på dag 90 och 270. Antal deltagare som fullföljde studien var 109 i placebogruppen, 107 i gruppen med två-dos regim respektive 111 i gruppen med fyr-dos regim, med generellt välbalanserade baseline karaktäristika mellan grupperna förutom med
avseende på åldersfördelning. Medicinsk bedömning utfördes dag 1, 3, 9 och 15. Utöver detta utfördes även neurologisk bedömning och MMTT på dag 3, 9 och 15. Vid
samtliga besök, med undantag för screeningbesöket, samlades information om mängd GAD65 autoantikroppar och insulindoser för de fyra dagar som föranledde
klinikbesöken. Patienterna förde journal över förekomst av samtliga potentiella tillfällen av hypoglykemi. Information om fall av hypoglykemi samlades in vid varje
klinikbesök. Vidare undersöktes HLA-genotyp vid klinikbesöket som ägde rum en månad från baseline. Samtliga laboratoriska analyser utfördes centralt. Primär utfallsvariabel är förändring i stimulerad C-peptid vid ett MMTT, mätt genom AUC, mellan baseline och 15 månader senare. Sekundära utfallsvariabler som mättes var HbA1c, inulinmängd, fastande C-peptid, incidens av hypoglykemi samt allvarliga hypoglykemiska tillstånd. Ytterligare sekundära utfallsvariabler definierades som förändringar i stimulerad C-peptid från baseline och 30, 60, 90 och 120 minuter under MMTT, maximal stimulerad C-peptid över 0,2 nmol/L samt andel av patienter med HbA1c under 7%. Analyser baserades på ITT, och utöver helgruppsanalyser
förplanerades stratifieringar i olika subgrupper exempelvis baserat på HbA1c, kön, ålder, BMI och dagar sedan diagnos. Statistik analys utfördes enligt tvåsidigt konfidensintervall på 95%.
Totalt deltog 63 kliniker från nio europeiska länder (Finland, Frankrike, Italien, Nederländerna, Slovenien, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tyskland) i studien.
Studien inkluderade 334 deltagare, i åldrarna 10–20 år, med DMT1-diagnos inom senaste tre månaderna innan inklusion. Randomisering till en av de tre grupperna skedde utan stratifiering för ålder. Av 334 var det 327 som fullföljde och därmed
inkluderades i den slutliga modifierade ITT-analysen. Ytterligare inklusionskriterier var detekterbara GAD65 antikroppar och fastande C-peptidnivå över 0,1 nmol/L. Inga exklusionskriterier specificeras.
I samtliga grupper påvisas en progressiv förlust av stimulerad C-peptid under studiens
gång, utan signifikanta skillnader mellan de tre studiegrupperna. Signifikanstester har
utförts där behandlingsgrupp med fyr-dos regim och två-dos regim jämförts med
placebo, både kombinerat och individuellt. Däremot detekterades signifikanta skillnader mellan fyr-dos regim och två-dos regim jämfört med placebo i subgrupperna som undersökte enbart manliga patienter, patienter i Tanners pubertala stadie 2 eller 3, patienter som vid baseline använde 0,398 – 0,695 IU insulin per kilogram kroppsvikt och vid stratifiering av patienter i icke-nordiska länder. Subgruppen bestående av 173 patienter av enbart manligt kön visade på signifikans mellan GAD-behandling och placebo, både då fyr-dos regim och två-dos regim jämfördes med placebo var för sig och kombinerat. P-värden estimerades till 0,009 för kombinerad analys respektive 0,02 för fyr-dos regim och 0,03 för två-dos regim. För de 110 patienter som vid baseline kategoriserades till Tanners pubertala stadie 2 eller 3 fanns en signifikant skillnad med p-värde 0,04 mellan fyr-dos regim och placebo. Vidare detekterades signifikanta skillnader med p-värden på 0,049 respektive 0,008 för kombinerad analys av två- och fyr-dos regimen respektive enbart fyr-dos regim gällande de 110 patienter som vid baseline använde 0,398 – 0,695 IU insulin per kilogram kroppsvikt. Slutligen skiljde sig fyr-dos gruppen från placebo med p-värde 0,04 då nordiska länders deltagare
exkluderades från analysen. Vidare var halten GAD65 autoantikroppar signifikant högre i fyr- och två-dos grupperna jämfört med placebogruppen genom hela studietiden (p- värde <0,001). Inga sekundära utfallsvariabler var signifikant skilda mellan aktiva studiegrupper och placebo. Med avseende på säkerheten detekterades inga signifikanta skillnader i biverkningar eller allvarliga händelser mellan GAD-alum grupperna jämfört med placebo. Inga tecken på ”stiff person syndrome” visades under neurologiska undersökningar.
Slutsatsen av studien var att GAD-alum inte signifikant påverkar mängden stimulerad c- peptid, vid fyr-dos eller två-dos regim, under en observationsperiod på 15 månader.
Således konkluderades att betacellsbevarande med ovanstående behandlingsmetod och substans var misslyckad.
Tabell III Sammanfattning av studie 2 (Ludvigsson et al., 2012)
GAD65 Antigen Therapy in Recently Diagnosed Type 1 Diabetes Mellitus (New England Journal of Medicine
Syfte Undersöka tertiärpreventiv effekt av GAD Deltagare 327 st, ålder 10–20 år
Inklusion DMT1-diagnos inom tre månader från inklusion, förekomst av GAD65 autoantikroppar, fastande C-peptid > 0,1 nmol/L
Exklusion Ej specificerade
Metod Fyra eller två injektioner med 20 𝜇𝑔 GAD-alum
Resultat Inga signifikanta skillnader i stimulerad C-peptid mellan de tre grupperna. Stratifierade grupper visade på signifikans.
Slutsats Ingen förändring i diabetesprogression
Studie 3 – Elding Larsson et al., 2018
Safety and efficacy of autoantigen-specific therapy with 2 doses of alum-formulated glutamate decarboxylase in children with multiple islet autoantibodies and risk for type 1 diabetes: A randomized clinical trial (86)
Studien undersöker den sekundärpreventiva effekten av GAD-alum mot
diabetesutveckling hos barn och ungdomar med DAA, utan klinisk diabetes. Vidare var syftet att redogöra för säkerhet och effekten på diabetesincidens hos friska individer med riskfaktorer för att utveckla diabetes. Studien benämns även som Diabetes prevention – immune tolerance (DiAPREV-IT). Bakgrunden till studien innefattar att inga tidigare studier utrett sekundärpreventiv effekt av GAD, på unga och i övrigt friska individer. Studien sammanfattas i tabell IV.
Studien utfördes vid Skåne universitetssjukhus i Sverige. Studieupplägget var randomiserat, placebokontrollerat och dubbelblindat. Vidare undersöktes effekt samt säkerhet av GAD65 hos icke-diabetiker, i åldrarna 4–18 år, med en eller flera DAA.
Totalt inkluderades 50 patienter som randomiserades till två injektioner av alum (placebo) alternativt två injektioner av 20 𝜇𝑔 GAD-alum, med 25 studiesubjekt i varje grupp. Medianåldern var 5,2 år och av 50 deltagare var 46% flickor. Studiegrupperna var liknande med avseende på ålder, kön, HLA-genotyp och glukosstatus vid baseline.
Utförandet bestod av en initial subkutan injektion samt en booster dos efter 30 ± 7 dagar från första injektionen. Uppföljning skedde var tredje månad under fem års tid efter första injektionen, eller till utveckling och diagnos av DMT1. Diagnos av DMT1 utgick ifrån att krav för diabetesdiagnos enligt både American Diabetes Association och World Health Organization skulle uppfyllas. Studiens primära utfallsvariabel var att utreda säkerheten av GAD-alum som sekundärprevention. Under samtliga klinikbesök utfördes laborativa tester av GAD65, IA-2A, IAA, ZnT8, hematologi, HbA1c, C-peptid samt plasmaglukos. Utöver detta inkluderades incidens av annan autoimmun sjukdom i form av celiaki eller tyroidea autoimmunitet som primära utfallsvariabler med avseende på säkerheten. Förekomst av celiaki eller tyroidea autoimmunitet undersöktes en gång per år. Särskild försiktighet vidtogs gällande observation av betacellsfunktion löpande för att förhindra ökad progression till DMT1. Vidare monitorerades säkerheten genom fysiska samt neurologiska undersökning och informationssamling angående
biverkningar, vid varje uppföljningsbesök. Sekundära utfallsvariabler definierades som första fasens insulinsekretion (FPIR) efter intravenöst (Iv) glukostoleranstest, AUC för C-peptid efter 2h fastande OGTT samt AUC för glukos efter fastande 2h OGTT och slutligen undersöktes effekten av GAD-alum på HbA1c över tid. IvGTT och OGTT utfördes i samband med vaccinationstillfällen samt var sjätte månad under hela studietidens fem år, efter behandlingstidens slut.
Deltagarna som inkluderades valdes från de individer som testat positivt för DAA i DiPis- (87), TEDDY- (88) samt TrailNet-studierna (78). I TEDDY-studien screenades 421,000 nyfödda för HLA-genotyper som identifierats som riskfaktorer för DMT1.
DiPis-studien screenade 38,683 nyfödda för riskfaktorer för att utveckla DMT1, bland annat med avseende på glukosstatus, HLA-genotyp och förekomst av autoantikroppar.
Likaså används genetiska markörer samt förekomst av DAA för att identifiera individer i riskzon för DMT1. Gemensamt för dessa individer är att de anses vara i riskzon för att utveckla diabetes samt uppvisar tecken på DAA. Specifika inklusionskriterier för denna studie innefattar förekomst av GAD65 autoantikroppar samt minst en ytterligare DAA och ålder från 4 till 18 år. Vidare inkluderades enbart individer utan diabetesdiagnos.
Inga ytterligare exklusionskriterier specificeras.
Av 50 deltagare var det enbart en studiedeltagare som avbröt studiedeltagandet. Detta skedde efter 4,25 år. Efter fem års uppföljning har 18 av 50 studiedeltagare utvecklat diabetes. Inga signifikanta skillnader i tid till insjuknande detekterades mellan
grupperna, inte heller vid stratifiering för antal DAA vid randomisering, då olika ZnT8- subtyper hanterades som icke-kongruenta. Däremot vid stratifiering för 2
autoantikroppar respektive 3–6 autoantikroppar, där ZnT8-subtyper hanterades som samma antikropp, detekterades en snabbare progression till DMT1 hos individer med tre eller fler autoantikroppar (p-värde = 0,014). Sedermera detekterades signifikanta skillnader i tid till insjuknande vid könsstratifiering, där flickor hade snabbare
progression jämfört med pojkar (p-värde = 0,012), samt vid stratifiering för glukosstatus vid baseline. Individer med försämrad glukosmetabolism vid inklusion utvecklade diabetes snabbare än individer med normal glukosmetabolism vid inklusion (p-värde = 0,013). En multivariabel analysmodell visade signifikant skillnad i ökad risk för
diabetesprogression. Modellen innefattade kön och IGT vid baseline som variabler. Inga signifikanta skillnader detekterades med avseende på biverkningar, neurologiska
undersökningar, kliniska laboratorievärden eller någon av de sekundära utfallsvariablerna. Bland de biverkningar som antogs vara relaterade till GAD- behandling var illamående, kräkning, huvudvärk, feber, diarré, yrsel, magont och halsont. Milda eller moderata hudreaktioner vid injektionsstället förekom med liknande incidens i båda grupper. Inga påskyndande effekter mot progression till DMT1
detekterades av studiebehandlingen.
Studiens slutsats blev att subkutan injektion av 20 𝜇𝑔 GAD-alum i två doser kan anses säkert och tolererbart hos en pediatrisk population i åldrarna 4–18 år. Dock påverkas inte funktionsförlusten av betaceller eller tiden till insjuknande i DMT1 i den
undersökta populationen med använd dosering.
Tabell IV Sammanfattning av studie 3 (Elding Larsson et al., 2018)
Safety and efficacy of autoantigen-specific therapy with 2 doses of alum-
formulated glutamate decarboxylase in children with multiple islet autoantibodies and risk for type 1 diabetes: A randomized clinical trial
