Skip to main content

Behandling af diabetes mellitus med biologiske lægemidler

Reservelæge Claus Morten Larsen & professor Thomas Mandrup-Poulsen Næstved Sygehus, Medicinsk Afdeling, Steno Diabetes Center, Afdelingen for Translationel Diabetologi, og Københavns Universitet, Core Unit for Medicinsk Forskningsmetodologi, Biomedicinsk Institut, Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet

6. jun. 2008
9 min.

Biologisk behandling anvendes ikke i dag i behandlingen af patienter med type 1- og type 2-diabetes, men der er lovende resultater fra nyligt gennemførte randomiserede, placebokontrollerede studier, som åbner mulighed for, at behandling med biologiske lægemidler rettet mod diabetessygdommenes patogenese kan vinde indpas i behandlingen i de kommende år. Denne statusartikel omhandler de kausale trin i patogenesen til type 1- og type 2-diabetes, som de testede biologiske behandlingsformer formodes at angribe samt et kort resume og diskussion af behandlingsresultaterne.

I store genomskanningsstudier publiceret i 2007 har man cementeret, at type 1- og type 2-diabetes er genetisk distinkte sygdomme, selv om de to sygdommes fænotyper undertiden kan være ganske vanskelige at adskille. Imidlertid er der enighed om, at sygdommene deler reduceret β-celle-masse som fælles patogenetisk faktor.

Ved type 1-diabetes skyldes den reducerede β-celle-masse en immun-medieret selektiv destruktion af de insulinproducerende β-celler i de Langerhanske øer i pancreas [1]. Type 1-diabetes giver kliniske symptomer, når β-celle-massen er reduceret med 50-70%, og på det tidspunkt er de Langerhanske øer sæde for en inflammatorisk proces, der er karakteriseret af et mononukleært celleinfiltrat bestående væsentligst af T-celler og makrofager. Disse cellers sekretion af cytokinerne interleukin (IL)-1β og interferon (IFN)γ inducerer β-celle-død i form af apoptose enten direkte eller indirekte gennem IL-1β-medieret opregulering af Fas-receptoren, som enten kan aktiveres af Fas-liganden udtrykt på nært beliggende β-celler eller aktiverede T-celler (Figur 1).

Type 2-diabetes opstår, når insulinsekretionen er for utilstrækkelig til at kompensere for det øgede behov, der er betinget af insulinresistens. Den nedsatte insulinsekretion skyldes dels et progredierende fald i β-celle-funktionen, og dels reduceret β-celle-masse på grund af apoptose [2]. Metaboliske faktorer antages at ligge til grund for β-celle-apoptosen. Hyperglykæmi og leptin forårsager via induktion af β-celle-produktion af IL-1β-celle-apoptose in vitro og i dyremodeller [3] (Figur 1). IL-1β er således involveret i patogenesen til både type 1- og type 2-diabetes.

Biologisk behandling af type 1-diabetes

Det har endnu ikke været muligt at påvise en effekt af interventionsformer i den prædiabetiske fase af type 1-diabetes rettet mod at beskytte β-cellen eller at inducere antigenspecifik tolerans med for eksempel insulin. Opmærksomheden rettes derfor for øjeblikket mod at bevare den residuale β-celle-funktion efter debut af type 1-diabetes. Dette er vigtigt, fordi bevarelse af residualfunktionen er forbundet med lavere glykeret hæmoglobin (HbA1c), lavere insulinbehov, lettere regulerbar diabetes, færre hypoglykæmitilfælde og færre sendiabetiske komplikationer.

På bagrund af T-cellernes centrale rolle i orkestreringen af inflammations-processen i de Langerhanske øer (Figur 1) og positive prækliniske resultater i non-obese diabetic-musemodellen er antistoffer mod cluster of differentiation (CD)3 testet i to kliniske undersøgelser hos patienter med nydiagnosticeret type 1-diabetes [4, 5]. CD3 er en fælles markør for alle subgrupper af T-celler.

I det første, mindre studie [4], som var en ikkeblindet randomiseret undersøgelse, indgik der i alt 24 patienter med en diabetesvarighed på maksimalt seks uger. Den ene halvdel fik daglige injektioner med anti-CD3 i 14 dage, hvorimod den anden halvdel blot blev observeret (ingen placebobehandling). Efter et år var observationsgruppens β-celle-funktion reduceret med ca. 50%, hvorimod interventionsgruppens var uændret. Imidlertid viste toårsopfølgningen, at der desværre skete et progressivt parallelt fald i β-celle-funktionen i begge grupper.

I det andet studie, som var dobbeltblindet, randomiseret og placebokontrolleret, indgik der i alt 80 patienter med en diabetesvarighed på maksimalt fire uger [5]. Begge grupper fik en daglig injektion med anti-CD3-antistof eller placebo i seks dage. Efter 18 måneders vanlig behandling med insulin var anti-CD3-gruppens β-celle-funktion uændret fra indgangstidspunktet, hvorimod placebogruppens var reduceret med 37%. Anti-CD3-gruppens insulinbehov faldt med 18% gennem de 18 måneder, hvorimod placebogruppens steg med 50%. Subgruppen med størst residualfunktion ved indgangen i studiet havde den største effekt af behandlingen. Alle anti-CD3-behandlede patienter fik under injektionerne akut ubehag i form af feber, hovedpine, mavesmerter og artralgier. Bekymrende var det, at 75% af de anti-CD3-behandlede patienter omkring 18.-dagen fik et mononukleoselignende sygdomsbillede på 7-12 dages varighed på grund af reaktivering af Epstein-Barr-virus eller Cytomegalovirus. Mekanismen bag anti-CD3-antistoffets behandlingseffekt kendes ikke med sikkerhed, men der indgår opregulering af CD8-positive regulatoriske T-celler.

Disse to studier illustrerer, at kortvarig (seks dage eller 14 dage) behandling med anti-CD3-antistof udsætter faldet i residualfunktion i modsætning til immunsuppressiv behandling med ciclosporin, azathioprin eller prednisolon, der kun beskytter residual-β-celle-funktionen, så længe den immunsuppressive behandling gives og med de ledsagende bivirkninger. Desværre forlyder det, at heller ikke effekten af anti-CD3-behandlingen er varig.

En amerikansk-europæisk fase 3-undersøgelse er under iværksættelse, og den kan måske belyse anti-CD3-antistofs terapeutiske potentiale med hensyn til langtidsvirkninger og -bivirkninger.

Biologisk behandling af type 2-dia betes

To biologiske behandlingsprincipper er blevet testet hos patienter med type 2-diabetes: hæmning af IL-1β og af tumornekrosefaktor (TNF)α-signalering. Dette med henblik på at undersøge disse stoffers effekt på glykæmisk kontrol, β-cellefunktion, insulinresistens og inflammatoriske markører.

Hæmning af tumornekrosefaktor α

Baggrunden for at anvende anti-TNFα-terapi til behandling af insulinresistens hos mennesker stammer fra overbevisende in vitro- og museforsøg, hvor administration af TNFα inducerer insulinresistens, og neutralisering af TNFα forbedrer insulinsensitiviteten [6]. TNFα er endvidere associeret med insulinresistens hos type 2-diabetikere som en del af den low grade-inflammation, der er forbundet med det metaboliske syndrom og type 2-diabetes.

Anti-TNFα-terapi har været afprøvet på insulinresistens hos patienter med inflammatoriske sygdomme (primært reumatoid artritis), det er beskrevet kasuistisk og i ukontrollerede undersøgelser med betydelig variation i effekten.

I to dobbeltblindede, randomiserede og placebokontrollerede studier [7, 8] og et randomiseret, åbent, men kontrolleret studie [9] påviste man ingen ændring i insulinresistensen af anti-TNFα-behandling i fire uger ved type 2-diabetes. I de to af studierne, hvor β-celle-funktionen blev undersøgt [7, 9] fandt man ligeledes ingen ændring. At behandlingen havde effekt på den inflammatoriske tilstand var dokumenteret i begge de studier, hvor inflammatoriske markører blev analyseret [8, 9], idet anti-TNFα-behandlingen medførte et fald i C-reaktivt protein (CRP) og IL-6. Anti-TNFα-terapien tåltes uden væsentlige bivirkninger.

På det foreliggende konkluderes det, at anti-TNFα-terapi umiddelbart ikke har effekter på insulinresistens og β-cellefunktion ved type 2-diabetes, selv om behandlingen reducerer niveauet af inflammatoriske markører. Større studier med længere behandlingsvarighed er påkrævet.

Hæmning af interleukin-1b

Rationalet for at anvende anti-IL-1β-terapi ved type 2-diabetes bygger på, at β-celle-massen er reduceret ved apoptose [2], at hyperglykæmi inducerer β-celleproduktion af IL-1β [3] (Figur 1), og at IL-1β er selektivt β-celle-toksisk [1].

I et dobbeltblindet, randomiseret og placebokontrolleret studie [10] blev 70 type 2-diabetikere randomiseret til enten 13 ugers behandling med IL-1-receptorantagonist (RA), som forhindrer IL-1β-signalering ved at binde til IL-1-receptoren, eller placebobehandling. Efter 13 ugers behandling havde IL-1-RA-gruppen lavere HbA1c, bedre β-cellefunktion og lavere CRP og IL-6 end placebogruppen. Der var ingen effekt af IL-1-RA på insulinresistensen, kropsvægten og ekspressionen af gener, der er involveret i insulinsignaleringen i muskelbiopsier. Den største reduktion i HbA1c sås hos patienterne med det laveste kropsoverfladeareal (BSA), hvilket tyder på, at fordelingsvolumenet for IL-1-RA er af betydning, således at større effekter kan forventes ved højere doser. Fraset et tidsbegrænset (2.-4. uge) hududslæt tåltes behandlingen uden bivirkninger.

IL-1-RA-behandling af type 2-diabetikere har således lovende effekter, men større undersøgelser med længere behandlingsvarighed og evt. anvendelse af længerevarende IL-1β-hæmning må udføres, før det terapeutiske potentiale kan vurderes.

Konklusion og perspektiver

Biologisk behandling af type 1- og type 2-diabetes har ikke bragt nye behandlingsmodaliteter til klinikken - endnu. Den eksperimentelle biologiske behandling har derimod bibragt os en ny og vigtig viden om de patogenetiske processer i type 1- og type 2-diabetes: β-celle-destruktionen kan bremses ved type 1-diabetes, TNFα er vigtig for insulinresistensen hos mus, men synes at være uden overbevisende effekter hos mennesker, og β-celle-funktionen kan forbedres ved type 2-diabetes gennem hæmning af et proinflammatorisk cytokin (IL-1β), som er associeret med β-celle-destruktion ved type 1-diabetes; de to ellers så forskellige sygdomme har hermed et fælles element.

Der planlægges p.t. en undersøgelse af IL-1-RA-behandling af patienter med nydiagnosticeret type 1-diabetes og yderligere undersøgelser med henblik på at bekræfte den lovende effekt af IL-1-RA-behandling ved type 2-diabetes og afprøve sikkerhed og virkning af højere doser og længere behandlingsvarighed.

Perspektiverne er, at β-celle-funktionen i fremtiden måske vil kunne bevares og styrkes ved diabetessygdommene gennem en kombination af antiinflammatorisk biologisk behandling og behandling med glukagonlignende peptid-1, som foruden at stimulere insulinsekretionen synes at kunne forebygge β-celle-apoptose og inducere β-celle-replikation sammen med antidiabetisk behandling som insulin. Der tegner sig for første gang muligheder for kausal terapi på det patogenetiske niveau indenfor de to hyppigste diabetesformer.

Claus Morten Larsen, Medicinsk Afdeling, Næstved Sygehus, DK-4700 Næstved. E-mail: cmla@steno.dk

Antaget: 13. marts 2008

Interessekonflikter: Ingen

  1. Mandrup-Poulsen T. The role of interleukin-1 in the pathogenesis of IDDM. Diabetologia 1996;39:1005-29.
  2. Butler AE, Janson J, Bonner-Weir S et al. Beta-cell deficit and increased beta-cell apoptosis in humans with type 2 diabetes. Diabetes 2003;52:102-10.I>
  3. Maedler K, Sergeev P, Ris F et al. Glucose-induced beta-cell production of interleukin-1beta contributes to glucotoxicity in human pancreatic islets. J Clin Invest 2002;110:851-60.
  4. Herold KC, Hagopian W, Auger JA et al. Anti-CD3 monoclonal antibody in new-onset type 1 diabetes mellitus. N Engl J Med 2002;346:1692-8.
  5. Keymeulen B, Vandemeulebroucke E, Ziegler AG et al. Insulin needs after CD3-antibody therapy in new-onset type 1 diabetes. N Engl J Med 2005; 352:2598-608.
  6. Moller DE. Potential role of TNF-alpha in the pathogenesis of insulin resistance and type 2 diabetes. Trends Endocrinol Metab 2000;11:212-7.
  7. Ofei F, Hurel S, Newkirk J et al. Effects of an engineered human anti-TNF-α antibody (CDP571) on insulin sensitivity and glycemic control in patients with NIDDM. Diabetes 1996;45:881-5.
  8. Bernstein LE, Berry J, Kim S et al. Effects of Etanercept in patients with the metabolic syndrome. Arch Intern Med 2006;166:902-8.
  9. Dominguez H, Storgaard H, Rask-Madsen C et al. Metabolic and vascular effects of tumor necrosis factor- blockade with Etanercept in obese patients with type 2 diabetes. J Vasc Res 2005;42:517-25.
  10. Larsen CM, Faulenbach M, Vaag A et al. Interleukin-1-receptor antagonist in type 2 diabetes mellitus. N Engl J Med 2007;356:1517-26.

Summary

Summary Treatment of diabetes mellitus with biologic therapeutics: Ugeskr Læger 2008;170(24):2134-2137 Biologic therapeutics are currently not approved for the treatment of patients with type 1 and type 2 diabetes. However, promising results from recent randomized controlled studies suggest that biologic therapeutics have therapeutic potential. This article summarizes the causal steps of the pathogenesis of type 1 and type 2 diabetes which are targeted by biologic therapeutics and reviews the treatment results.

Referencer

  1. Mandrup-Poulsen T. The role of interleukin-1 in the pathogenesis of IDDM. Diabetologia 1996;39:1005-29.
  2. Butler AE, Janson J, Bonner-Weir S et al. Beta-cell deficit and increased beta-cell apoptosis in humans with type 2 diabetes. Diabetes 2003;52:102-10.
  3. Maedler K, Sergeev P, Ris F et al. Glucose-induced beta-cell production of interleukin-1beta contributes to glucotoxicity in human pancreatic islets. J Clin Invest 2002;110:851-60.
  4. Herold KC, Hagopian W, Auger JA et al. Anti-CD3 monoclonal antibody in new-onset type 1 diabetes mellitus. N Engl J Med 2002;346:1692-8.
  5. Keymeulen B, Vandemeulebroucke E, Ziegler AG et al. Insulin needs after CD3-antibody therapy in new-onset type 1 diabetes. N Engl J Med 2005; 352:2598-608.
  6. Moller DE. Potential role of TNF-alpha in the pathogenesis of insulin resistance and type 2 diabetes. Trends Endocrinol Metab 2000;11:212-7.
  7. Ofei F, Hurel S, Newkirk J et al. Effects of an engineered human anti-TNF-α antibody (CDP571) on insulin sensitivity and glycemic control in patients with NIDDM. Diabetes 1996;45:881-5.
  8. Bernstein LE, Berry J, Kim S et al. Effects of Etanercept in patients with the metabolic syndrome. Arch Intern Med 2006;166:902-8.
  9. Dominguez H, Storgaard H, Rask-Madsen C et al. Metabolic and vascular effects of tumor necrosis factor- blockade with Etanercept in obese patients with type 2 diabetes. J Vasc Res 2005;42:517-25.
  10. Larsen CM, Faulenbach M, Vaag A et al. Interleukin-1-receptor antagonist in type 2 diabetes mellitus. N Engl J Med 2007;356:1517-26.