PAN 2

Achtergrond

Door wetenschappelijk onderzoek zijn we in de afgelopen 15 jaar zijn veel meer te weten gekomen over de oorzaken van ALS. Het belangrijkste nieuwe inzicht is dat ALS niet één ziekte is. Er zijn meerdere vormen van ALS en het verschilt per vorm wat er mis gaat in de zieke zenuwcellen. Daarom het lijkt het onwaarschijnlijk dat er één medicijn zal komen dat alle vormen van ALS kan genezen. Voor de verschillende vormen van ALS zullen ook verschillende behandelingen ontwikkeld moeten worden.

Dit betekent dat de behandeling per patiënt zal verschillen en specifiek gericht is op de kenmerken van de individuele patiënt (dit wordt ook wel precision medicine genoemd). Met de komst van mogelijkheden om DNA-afwijkingen te beïnvloeden zijn er steeds meer mogelijkheden voor precision medicine. De eerste succesverhalen bij neurologische ziekten zijn er al: spinraza bij SMA en inotersen bij TTR amyloïdosis. Ook bij ALS worden dergelijke DNA-gerichte behandelingen onderzocht.

Recent heeft het farmaceutische bedrijf Biogen een persbericht naar buiten gebracht dat een vroege fase studie bij ALS gericht op het SOD1 gen positieve resultaten heeft laten zien. Daarnaast zien we dat patiënten met verschillende vormen van ALS ook anders kunnen reageren op medicijnen (bijvoorbeeld lithium). Het kunnen herkennen en onderscheiden van de verschillende vormen van ALS is daarom één van de belangrijkste stappen op weg naar een effectieve therapie.

Op basis van DNA-afwijkingen kunnen we inmiddels een aantal verschillende vormen van ALS herkennen (dit betreft ongeveer 15% van alle patiënten). Bij de meerderheid van patiënten kunnen we dus helaas nog onvoldoende onderscheid maken. Ook op basis van andere gegevens (MRI, bloedwaarden (biomarkers), voeding, vragenlijsten, neuropsychologische kenmerken) kunnen we verschillen vinden.

Doel PAN 2

Het doel van dit onderzoeksvoorstel is daarom om zoveel mogelijk gegevens van patiënten met ALS te verzamelen om zo verschillende vormen van ALS te kunnen identificeren. We willen ook dezelfde gegevens verzamelen van patiënten met PSMA en PLS. Op dit moment is het niet duidelijk of dit aparte ziektes zijn of toch vormen van ALS. Door dit beter te onderzoeken, hopen we eventueel effectieve behandelingen voor ALS ook aan deze patiënten te kunnen geven.

Doordat er veel verschillende vormen zijn, hebben we gegevens nodig van heel veel patiënten. We zijn met bovenstaande aanpak begonnen in 2006 in de Prospectieve ALS studie Nederland (PAN 1). Het is wereldwijd de grootste studie van zijn soort en heeft meerdere belangrijke resultaten opgeleverd, waaronder:

  1. We weten hierdoor dat 60% van het risico op ALS genetisch is en 40% door omgeving wordt bepaald;
  2. PAN was de basis voor Project MinE waardoor vele nieuwe genen zijn ontdekt (C9orf72, unc13a, NEK1, NIPA1, C21orf2, etc.);
  3. We hebben aangetoond dat meerdere blootstellingen zoals silica, roken en hoofdletsel het risico op ALS verhogen. Daarnaast hebben de gegevens uit de PAN-studie bijgedragen aan meer dan 200 wetenschappelijke publicaties.

Aanpak

In deze vervolgstudie PAN 2 wordt aan alle patiënten met ALS, PSMA en PLS in Nederland gevraagd deel te nemen aan een onderzoek naar de oorzaak en het beloop van deze ziekten. Ook verzamelen we via huisartsen gegevens van gezonde mensen om te vergelijken. Er wordt toestemming gevraagd voor het gebruik van medische gegevens (klinische karakteristieken en beloop). Daarnaast geven deelnemers bloed af en vullen vragenlijsten in. Uit het bloed kan DNA worden gehaald voor genetisch onderzoek. De vragenlijsten gaan onder andere over voeding, werk, roken, woonomgeving, medicijnen en ziektes die in de familie voorkomen.

Met deze gegevens wordt onderzoek gedaan naar risicofactoren die mogelijk te maken hebben met ALS, zoals voeding en blootstelling aan schadelijke stoffen. Ook nemen de onderzoekers testen af over geheugen, taal en eventuele gedragsveranderingen. Daarnaast worden patiënten ook gevraagd of ze aan andere studies zouden willen deelnemen (bv. MRI of stofwisseling).

Zo ontstaat een zeer rijke en gedetailleerde dataset waarmee we de oorzaken en verschillende vormen van ALS, PSMA en PLS hopen te vinden. Dat moet weer leiden tot gerichte behandelingen en leefstijladviezen (bijvoorbeeld ten aanzien voeding). De aanstaande lithium trial bij patiënten met afwijkingen in het unc13a gen en het hyper-calorisch dieet bij patiënten met een versnelde stofwisseling zijn concrete voorbeelden van hoe deze studie tot mogelijke behandelingen leidt.

Juist nu we weten dat er meerdere vormen van ALS zijn en hoe groot het belang is om onderscheid hiertussen te maken, is het voortzetten van de PAN-studie belangrijker dan ooit. Het vormt de levensader van het onderzoek in het ALS Centrum en levert cruciale informatie op weg naar effectieve behandelingen.

Update 30 juni 2020

Op 1 januari 2020 is de NMZ Biobank gestart voor onderzoek naar ALS, PSMA en PLS in Nederland. De studie is een vervolg en uitbreiding van de eerdere PAN-studie (Prospectieve studie ALS Nederland) die 31-12-2019 is geëindigd. Via de polikliniek neuromusculaire ziekte in het UMC Utrecht en poliklinieken elders in Nederland worden patiënten geïncludeerd en verzocht om vragenlijsten in te vullen en bloed af te staan. Naast patiënten met een definitieve diagnose van ALS, PSMA en PLS kunnen ook patiënten met de verdenking op een van deze ziektes worden geïncludeerd.

In de eerste helft van 2020 hebben we 169 patiënten met ALS, PSMA of PLS en 53 controles geïncludeerd. 127 deelnemers hebben de ingevulde vragenlijsten al ingevuld en teruggestuurd. Vanwege de corona-maatregelen zijn er tijdelijk minder patiënten geïncludeerd vanaf de polikliniek en is de werving van controles via huisartsen tijdelijk stilgelegd om huisartsen hier niet extra mee te belasten. In de tweede helft van het jaar zullen we alsnog de patiënten benaderen die de afgelopen maanden gediagnostiseerd zijn met ALS, PSMA of PLS, maar nog niet deelnemen. Vanaf september worden ook huisartsen weer benaderd om controles te bereiken voor deelname. De huisbezoeken voor bloedafname en hulp bij het invullen van de vragenlijsten worden weer herstart met in acht neming van de corona-voorzorgsmaatregelen.

Ondertussen verbeteren we de kwaliteit van de data door een continu datacontrolesysteem te ontwikkelen. Dankzij meerdere controlestappen komen we missende informatie en afwijkende waarden eerder op het spoor en kunnen we hiermee de kwaliteit en volledigheid van de data voor onderzoeksanalyses verbeteren. Een van de verbeteringen is het omzetten van papieren vragenlijsten naar online vragenlijsten. De risicofactoren vragenlijsten werden voorheen via de post verstuurd, maar dit gaat nu digitaal. Dit voorkomt invoerfouten in de database en vermindert papiergebruik. Indien gewenst, kunnen de vragenlijsten altijd per post verstuurd worden.

Verder is een van de nieuwe onderzoeksvragen van de NMZ Biobank of stress het risico op ALS, PSMA of PLS kan verhogen. Hiervoor zijn nieuwe vragenlijsten toegevoegd aan de vragenlijst over risicofactoren. De komende jaren zal de dataverzameling voor deze onderzoeksvraag doorgaan voordat de resultaten op een rij kunnen worden gezet.

Update 31 december 2020

De NMZ Biobank is een vervolg en uitbreiding van de eerdere PAN-studie (Prospectieve studie ALS Nederland). In de tweede helft van 2020 werden 200 nieuwe patiënten met motorneuronziekte (MND) geregistreerd in onze database (figuur 1). Ondanks de maatregelen omtrent COVID-19 zijn 159 van die 200 patiënten en 104 controles geïncludeerd in de NMZ Biobank voor afname van bloed, invullen van vragenlijsten en testen van cognitieve functies (ECAS) (figuur 2). De vragenlijsten worden voornamelijk digitaal verstuurd en dit zorgt voor een snellere respons en is minder foutgevoelig voor invoer in de database.

Maandelijkse aantallen patiënten met MND die geïncludeerd zijn in de NMZ Biobank
Figuur 2. Maandelijkse aantallen patiënten met MND die geïncludeerd zijn in de NMZ Biobank

Ook hebben we studie over de incidentie, prevalentie en geografische verspreiding van MND is gepubliceerd1. Hierin werd data van onze database en van het Centraal Bureau van Statistiek (CBS) van bijna 8,000 MND patiënten woonachtig in Nederland over de periode 1998-2017 geanalyseerd. De MND patiënten uit onze database van 2006 tot 2017 vormden 72% van de MND patiënten uit de CBS database. Uit de resultaten blijkt dat er in de loop der jaren een toename is van de incidentie die niet volledig te verklaren is door veroudering van de Nederlandse bevolking. Er werden bovendien verschillen gevonden in het risico om MND te krijgen tussen 1,694 woongebieden, waarbij er zowel in dicht- als dunbevolkte gebieden en verhoogd risico kon zijn. Dit ondersteunt de invloed van genetische en/of omgevingsfactoren die het op het risico op MND beïnvloeden. Verder gedetailleerd onderzoek naar de geografische invloeden is nodig.

In een andere internationale samenwerking is een artikel over het risico van luchtverontreiniging en fijnstof op ontwikkelen van ALS ingediend voor publicatie2. Dit is een uitbreiding en verdieping van een eerdere publicatie van de PAN studie3. We combineerden geografische gegevens van deelnemers met fysiek gemeten waarden van diverse fijnstofdeeltjes uit de European Study of Cohorts for Air Pollution Effects (ESCAPE) en Exposomics projects)4-7 en vonden een verhoogd risico op ALS na blootstelling aan verschillende fijnstofdeeltjes. Het meest uitgesproken risico werd gevormd door stikstofdioxide (NO2) en silica fijnstof, wat beide bij gemotoriseerd transport vrij kan komen.

Daarnaast analyseren we data over C9orf72-gen penetrantie. Door gebruik te maken van de familievoorgeschiedenis en DNA-onderzoek via bloedafnames proberen we te berekenen hoe groot de kans is op ALS wanneer iemand drager is van dit gen. Hierbij houden we rekening met het aantal familieleden en leeftijd. De analyses worden uitgebreid en de resultaten worden opgeschreven voor publicatie.

Referenties

¹Adriaan D. de Jongh, Ruben P.A. van Eijk, Susan M. Peters et al. Incidence, Prevalence and Geographical Clustering of Motor Neuron Disease in the Netherlands. Neurology Jan 2021
²Zhebin Yu, Susan M. Peters, Loes van Boxmeer et al. Long-term exposure to ultrafine particles, particulate matter constituents and amyotrophic lateral sclerosis. Submitted
³Seelen M, Toro Campos RA, Veldink JH et al. Long-term air pollution exposure and amyotrophic lateral sclerosis in netherlands: A population-based case-control study. Environ Health Perspect 2017;125:097023
4Beelen R, Hoek G, Vienneau D et al. 2013. Development of NO2 and NOx land use regression models for estimating air pollution exposure in 36 study areas in Europe–the ESCAPE project. Atmospheric Environment 72:10-23.
5de Hoogh K, Wang M, Adam M et al. 2013. Development of land use regression models for particle composition in twenty study areas in Europe. Environmental science & technology 47:5778-5786.
6Eeftens M, Beelen R, de Hoogh K et al. 2012. Development of land use regression models for PM2.5, PM2.5 absorbance, PM10 and PMcoarse in 20 European study areas; results of the ESCAPE project. Environmental science & technology 46:11195-11205.
7van Nunen E, Vermeulen R, Tsai MY et al. 2017. Land use regression models for ultrafine particles in six European areas. Environ Sci Technol 51:3336-3345

Update 30 juni 2021

De NMZ Biobank is een vervolg en uitbreiding van de eerste PAN-studie (Prospectieve Studie ALS Nederland). In de eerste helft van 2021 werden er 222 nieuwe patiënten met motorneuronziekte (MND) geregistreerd in onze database. Daarnaast zijn er 217 van de 222 patiënten en 88 controles geïncludeerd in de NMZ Biobank voor afname van bloed, invullen van vragenlijsten en testen van cognitieve functies (ECAS) (Figuur 1). Om de patiënten uit de NMZ Biobank goed te kunnen vergelijken met mensen zonder MND is het van belang om voldoende controles te includeren. Hiervoor zullen vanaf september per patiënt in de NMZ Biobank 3 huisartsen benaderd worden in plaats van 1 met de vraag of zij controles willen benaderen voor deelname.

Een studie over het natuurlijk beloop van ALS bij patiënten gediagnosticeerd volgens de gereviseerde El Escorial en de nieuwe Gold Coast criteria wordt binnenkort ingediend voor publicatie¹. Hierin werden 5.862 patiënten uit ingedeeld in verschillende groepen volgens deze criteria²³. Vervolgens werden het beloop in dagelijks functioneren (ALSFRS-r), longfunctie en overleving vergeleken.

De voorlopige resultaten tonen dat patienten die al wel de diagnose ALS kregen volgens de Gold Coast criteria maar niet volgens de El Escorial criteria een relatief traag ziektebeloop hebben. Daarnaast werd er binnen iedere groep veel variatie in het ziektebeloop gezien. Deze resultaten benadrukken het belang van individuele criteria bij het selecteren van patiënten voor deelname aan onderzoek in plaats van het uitsluiten van groepen op basis van de diagnostische criteria.

Daarnaast is er gestart met een studie naar het gebruik van een innovatieve bloedtest gebaseerd op afbraakproducten van zenuwschade en stofwisseling bij het stellen van de diagnose ALS. Deze studie is een samenwerking tussen het UMC Utrecht en Treeway B.V. om klinische en wiskundige expertise te combineren met kennis van bloedtesten. In deze studie wordt de waarde van afzonderlijke onderzoeken voor het stellen van de diagnose ALS bekeken. Vervolgens wordt gekeken of en op welk moment de bloedtest de meeste meerwaarde heeft. Het doel is om hiermee de diagnose ALS in een vroeger stadium te kunnen stellen.

Referenties

¹Adriaan D. de Jongh, Ruben P.A. van Eijk, Jan H. Veldink et al. Disease progression and survival in ALS patients diagnosed according El Escorial and Gold Coast criteria.
²Jeremy M. Shefner, Ammar Al-Chalabi, Mark R. Baker et  al. A proposal for new diagnostic criteria for ALS. Clin Neurophysiol. 2020 Aug;131(8):1975-1978.
³Benjamin R. Brooks, Robert G. Miller, Michael Swash et al. El Escorial revisited: revised criteria for the diagnosis amyotrophic lateral scleroses. Amyotroph Lateral Scler Other Motor Neuron Disord 2000;1:293-299.