Clinical implementation of DPYD-genotypingand DPD-phenotyping in Denmark

En gruppe kemoterapeutiske lægemidler kaldet, fluoropyrimidiner (FP), er blevet brugt i onkologisk behandling siden begyndelsen af 1960'erne. FP virker via metabolitten 5-fluorouracil (5-FU) og inkluderer lægemidlerne 5-fluorouracil, capecitabin og tegafur. Disse forskellige formuleringer af FP er hjørnestenen i behandlingen af flere solide tumorer relateret til mave-tarmkanalen såsom tyktarmskræft, mavekræft og bugspytkirtelkræft, hvilket gør det til et af de mest anvendte kræftlægemidler på verdensplan. FP-lægemidler metaboliseres hovedsageligt af det hastighedsbegrænsende enzym dihydropyrimidin dehydrogenase (DPD).

I årtier har det været kendt, at patienter med nedsat funktion af DPD-enzymet har forhøjet risiko for at udvikle alvorlige, og i nogle tilfælde fatale, bivirkninger, hvis de behandles med standarddoser af FP. Indtil for nyligt har den brede kliniske anvendelse af DPD-test været mangelfuld.

Adskillige kliniske studier har undersøgt forskellige testmetoder for at måle patienters DPD-enzymaktivitet før behandling og justere dosis derefter. På nuværende tidspunkt er de to mest anvendte metoder i klinisk praksis henholdsvis genotypning af DPYD-genet, det kodende gen for DPD-enzymet, og koncentrationsbestemmelse af den endogene metabolit uracil (DPD-fænotyping). Begge testmetoder har styrker og svagheder, og evidensen, der understøtter rutinemæssig klinisk anvendelse, er stadig begrænset.

Dette ph.d.-projekt havde til formål at bidrage med mere evidens til at understøtte brugen af DPYDgenotyping ved at implementere denne til testmetode til patienter før behandling med FP-lægemidler på Odense Universitetshospital (OUH).

Den kliniske implementering af DPYD-genotypen på OUH ændrede behandlingen for en stor gruppe kræftpatienter. Projektet involverede flere afdelinger på OUH, herunder Blodprøver og Biokemi, Farmakologi og Onkologisk Afdeling. Tidligt i processen besluttede vi at tilbyde DPYD-genotypetesten til alle patienter, og ikke kun til dem som ønskede at indgå i det kliniske studie. Inden det kliniske studie blev opstartet, anbefalede Det Europæiske Lægemiddelagentur (EMA) DPD-testning for alle 12 patienter før behandling med FP. Denne anbefaling kom bag på mange onkologiske afdelinger i Danmark. I Odense, hvor vi var ved at forberede det kliniske studie, havde vi mulighed for at efterkomme anbefalingen om DPD-testing til patienterne inden for få måneder. OUH blev derfor det første hospital i Danmark til at tilbyde rutinemæssig DPYD-genotypning til alle kræftpatienter før behandling med FP.

Patienterne blev genotypet for fire klinisk relevante DPYD-varianter, henholdsvis DPYD*2A, DPYD*13, D949V og HapB3. Patienter identificeret som heterozygote for en af de testede DPYDvarianter blev behandlet med en 50 % dosis af FP-lægemidler for at reducere deres risiko for FPrelateret toksicitet.

Under dette ph.d.-projekt blev der gennemført tre studier, som alle havde fokus på den kliniske anvendelse af DPYD-genotyping og DPD-fænotyping.

Studie I.
Dennne review-artikel præsenterer evidensen, der understøtter brugen af DPYD-genotyping og DPDfænotyping i klinisk onkologi. Artiklen bygger på to systematiske litteratursøgninger efter PRISMAretningslinjerne. Vi inkluderede kliniske studier, der undersøgte forekomesten af toksisitet hos patienter testet med DPYD-genoyping eller DPD-fænotyping. Henholdsvis 9 og 12 studier opfyldte inklusionskriterierne for DPYD-genotyping og DPD-fænotyping. Data fra de inkluderede studier præsenteres og diskuteres i reviewet. Vi konkluderer i review-artiklen, at evidensen, der understøtter brugen af DPYD-genotyping og DPD-fænotyping i klinisk onkologi, er sparsom, og yderligere evidens er nødvendig for at vejlede klinikere i at dosere FP.

Studie II.
De følgende måneder efter EMAs anbefaling blev DPD-testning implementeret i hele Danmark. Da ingen studier havde undersøgt forekomsten af DPD-mangel i den danske befolkning, besluttede vi at indsamle data fra alle hospitalslaboratorier, der udfører DPD-testning i hele Danmark fra juli 2020 til december 2021. I alt blev 4.228 danske kræftpatienter testet i dataindsamlingsperioden. Af de 4.215 DPYD-genotypede patienter var 92,4 % DPYD-wild-type. Fordelingen af DPYD-varianterne var henholdsvis DPYD*2A (1%), D949V (1,4%), DPYD*13 (0,2%) og HapB3 (4,9%). Fire patienter var compound heterozygote.

Blandt 2.260 fænotypede patienter havde 2.132 (94,3%) uracilkoncentrationer [U] under 16 ng/ml, hvilket indikerer normal DPD-aktivitet. De resterende 128 (5,7%) patienter havde [U] ≥ 16 ng/ml og <150 ng/ml, hvilket indikerer nedsat DPD-aktivitet.

Prævalensen af klinisk relevante DPYD-varianter hos danske kræftpatienter var 7,6 %, hvilket stemmer overens med lignende studier på andre europæiske populationer. 5,7 % af de fænotypede patienter havde [U] ≥ 16 ng/ml. Patienter med DPYD-varianter havde højere median [U] end wild-type, men koncentrationerne varierede væsentligt i begge grupper. Vi fandt, at korrelationen mellem genotype og fænotype var begrænset.

Studie III.
Effekten ved DPYD-genotypning blev undersøgt i dette kliniske studie. Kræftpatienter, som var planlagt til at modtage første behandling med FP, blev inkluderet. Deltagerne som gav samtykke til at indgå i studiet fik taget en blodprøve til senere DPD-fænotyping.

I studiet blev 230 patienter inkluderet og modtog FP-dosering i henhold til deres DPYD-genotype. Efter behandlingen blev forekomsten af FP-relateret toksicitet sammenlignet med en historisk kontrolkohorte af patienter. Kontrolkohorten bestod af 492 kræftpatienter, som blev behandlet med FP før den kliniske implementering af DPYD-genotypen.

Studiet undersøgte forekomsten af grad ≥ 3 FP-relateret toksicitet og kunne ikke påvise en klinisk forskel ved sammenligning af de to overordnede grupper. Patienter med DPYD-varianter havde efter implementeringen lavere forekomst FP-relateret indlæggelser (19% vs. 0%) og død (4,8 vs. 0%). Data fra DPD-fænotyping viste, at wild-type patienter med [U] ≥ 16 ng/ml og < 150 ng/ml havde en højere forekomst af grad ≥ 3 FP-relateret toksicitet sammenlignet med patienter med [U] < 16 ng/ml (10 % vs. 45 %).