Stanford-studie identificerer seks depressionsbiotyper til personlig behandling

I den nærmeste fremtid kan hurtig hjernebilleddannelse blive brugt til at screene for depression for at bestemme den bedste behandling.

En kombination af hjernebilleddannelse og maskinlæring kan identificere undertyper af depression og angst, ifølge et nyt studie ledet af forskere fra Stanford Medicine. Studiet, der skal offentliggøres i tidsskriftet Nature Medicine, opdeler depression i seks biologiske undertyper eller "biotyper" og identificerer, hvilke behandlinger der er mere eller mindre tilbøjelige til at være effektive for tre af disse undertyper.

Behovet for bedre behandlingsvalgsmetoder

Der er et presserende behov for bedre metoder til at skræddersy behandlinger, udtaler hovedforfatteren af studiet, Lynn Williams, ph.d., professor i psykiatri og adfærdsvidenskab og direktør for Center for Precision Psychiatry and Well-Being ved Stanford Medicine. Williams, der mistede sin partner til depression i 2015, har fokuseret sit arbejde på banebrydende forskning inden for præcisionspsykiatri.

Omkring 30 % af personer med depression har det, der kaldes behandlingsresistent depression, hvilket betyder, at flere typer medicin eller terapi ikke har forbedret deres symptomer. For to tredjedele af personer med depression lykkes det ikke med behandlingen at eliminere symptomerne fuldstændigt til et sundt niveau.

Dette skyldes delvist, at der ikke findes nogen pålidelig måde at afgøre, hvilket antidepressivt middel eller hvilken type terapi der vil hjælpe en bestemt patient. Medicin ordineres gennem trial and error, så det kan tage måneder eller år at finde en effektiv behandling, hvis det overhovedet sker. Og at prøve forskellige behandlinger i lang tid uden at opnå lindring kan forværre depressionssymptomerne.

"Målet med vores arbejde er at finde ud af, hvordan man gør det rigtigt første gang. Det er meget frustrerende at arbejde inden for depression og ikke have et bedre alternativ til en universel løsning," sagde Dr. Williams.

Biotyper forudsiger respons på behandling

For bedre at forstå biologien bag depression og angst evaluerede Williams og hendes kolleger 801 studiedeltagere, der tidligere var diagnosticeret med depression eller angst, ved hjælp af en billeddannelsesteknik kendt som funktionel MRI (fMRI) til at måle hjerneaktivitet. De scannede de frivilliges hjerner i hvile og mens de udførte forskellige opgaver designet til at teste deres kognitive og følelsesmæssige funktion. Forskerne fokuserede på områder af hjernen og forbindelserne mellem dem, der allerede er kendt for at spille en rolle i depression.

Ved at bruge en maskinlæringsmetode kendt som klyngeanalyse til at gruppere billeder af patienters hjerner identificerede de seks forskellige aktivitetsmønstre i de undersøgte hjerneområder.

Forskerne tilfældigt tildelte 250 studiedeltagere til at modtage et af tre udbredte antidepressiva eller adfærdsterapi. Patienter med én undertype, karakteriseret ved øget aktivitet i kognitive områder af hjernen, reagerede bedst på antidepressivaet venlafaxin (kendt som Effexor) sammenlignet med andre biotyper. Dem med en anden undertype, hvis hvilehjerner viste øget aktivitet i tre områder forbundet med depression og problemløsning, reagerede bedre på adfærdsterapi. Og dem med en tredje undertype, med nedsat hvileaktivitet i et hjernekredsløb, der styrer opmærksomhed, var mindre tilbøjelige til at se forbedring af symptomer fra adfærdsterapi sammenlignet med andre biotyper.

Studiets betydning

"Så vidt vi ved, er dette første gang, vi har været i stand til at vise, at depression kan forklares med forskellige abnormiteter i hjernens funktion," sagde Williams. "Dette er i bund og grund en demonstration af en personlig medicinsk tilgang til mental sundhed baseret på objektive målinger af hjernens funktion."

I et andet nyligt studie viste Williams og hendes team, at brugen af fMRI til at afbilde hjernen forbedrer deres evne til at identificere personer, der sandsynligvis vil reagere på antidepressiv behandling. I dette studie fokuserede forskerne på en undertype, de kalder den kognitive biotype af depression, som rammer mere end en fjerdedel af personer med depression og er mindre tilbøjelige til at reagere på standard antidepressiva. Ved at identificere personer med den kognitive biotype ved hjælp af fMRI forudsagde forskerne nøjagtigt sandsynligheden for remission hos 63 % af patienterne sammenlignet med 36 % nøjagtighed uden brug af hjernebilleddannelse. Denne forbedring i nøjagtighed betyder, at læger er mere tilbøjelige til at ordinere den rigtige behandling første gang. Forskerne udforsker nu nye behandlinger for denne biotype i håb om at finde flere muligheder for dem, der ikke reagerer på standard antidepressiva.

Yderligere forskning i depression

Forskellige biotyper korrelerede også med forskelle i symptomer og opgaveudførelse blandt studiedeltagerne. For eksempel havde de med øget aktivitet i kognitive områder af hjernen højere niveauer af anhedoni (manglende evne til at opleve nydelse) end andre biotyper; de klarede sig også dårligere på eksekutive funktioner. De med den subtype, der reagerede bedst på adfærdsterapi, lavede også fejl på eksekutive funktioner, men klarede sig godt på kognitive opgaver.

En af de seks biotyper, der blev identificeret i undersøgelsen, viste ingen mærkbare forskelle i hjerneaktivitet i de afbildede områder sammenlignet med aktivitet hos personer uden depression. Williams mener, at de sandsynligvis ikke har udforsket hele spektret af hjernebiologi, der ligger til grund for lidelsen. Deres undersøgelse fokuserede på områder, der vides at være involveret i depression og angst, men der kan være andre typer dysfunktion i den pågældende biotype, som deres billeddannelse ikke fangede.

Williams og hendes team udvider billeddiagnostisk undersøgelse til at omfatte flere deltagere. Hun ønsker også at teste flere behandlinger på tværs af alle seks biotyper, herunder lægemidler, der traditionelt ikke har været brugt mod depression.

Hendes kollega Laura Hack, MD, PhD, adjunkt i psykiatri og adfærdsvidenskab, er begyndt at bruge billeddannelsesteknikken i sin kliniske praksis på Stanford Medicine gennem en eksperimentel protokol. Teamet ønsker også at etablere let implementerede standarder for metoden, så andre psykiatriske fagfolk kan begynde at implementere den.

"For virkelig at bevæge feltet i retning af præcisionspsykiatri, er vi nødt til at identificere de behandlinger, der mest sandsynligt vil være effektive for patienterne, og få dem på disse behandlinger så hurtigt som muligt," sagde Ma. "At have information om deres hjernefunktion, især de dokumenterede signaturer, vi vurderede i denne undersøgelse, vil hjælpe med at informere mere præcise behandlinger og recepter til enkeltpersoner."