Betydningen av kombinasjonsbruk med valproat for metabolismen av klozapin in vivo

Bakgrunn: Klozapin er det mest effektive legemiddelet for behandling av schizofreni, men er samtidig assosiert med alvorlig bivirkningsrisiko. Hos pasienter med bipolare tilleggssymptomer, såkalt schizoaffektiv lidelse, eller klozapininduserte epileptiske anfall, er kombinasjonsbehandling med stemningsstabiliserende legemidler som valproat og lamotrigin aktuelt. Det er kjent at valproat endrer metabolismen av klozapin til hovedmetabolitten N-desmetylklozapin. Mekanisme(ne) bak dette er ukjent, men kan være knyttet til komplekse endringer i metabolismemønsteret til klozapin. Tilfeller av agranulocytose etter oppstart av valproat hos klozapinpasienter kan indikere at metabolismeendringene er assosiert med økt risko for bivirkninger. Høyoppløselig LC-MS er en analysemetodikk med meget høy spesifisitet, som gjør det mulig å identifisere metabolitter uten tilgang til referansesubstanser. Orbitrap er en høyoppløselig masseanalysator, som er godt egnet for å analysere komplekse metabolittmønstre av legemidler. Hensikt: Hensikten med denne masteroppgaven er å undersøke hvordan valproat endrer metabolismeprofilen til klozapin basert på UPLC-Orbitrap/MS-analyser av pasientprøver. I tillegg studeres det hvordan røyking, som induserer metabolismen av klozapin, påvirker metabolsk ratio (metabolitt/klozapin) av ulike metabolitter. Metode: I denne retrospektive studien ble det gjennomført søk i laboratoriedatabasen ved Senter for Psykofarmakologi, for å identifisere pasienter som hadde utført TDM-analyser av klozapin etter januar 2018, da bruk av UPLC-Orbitrap/MS ble innført som analysemetode ved laboratoriet. Fra klozapinpasienter kombinasjonsbehandlet med valproat (VAL) eller lamotrigin (LAM), samt en gruppe klozapinpasienter uten kombinasjon med verken valproat eller lamotrigin (UVL), ble det hentet UPLC-orbitrap/MS-kromatogrammer og MS/MS-spektre. I disse kromatogrammene og spektrene kan man i ettertid (retrospektivt) identifisere substanser med spesifikke masser (fem desimalers nøyaktighet), som ikke var en del av den opprinnelige TDM-analysen. Dette ble innledningsvis gjort for å identifisere klozapinmetabolitter. Deretter ble UPLC-orbitrap/MS-kromatogrammer fra de inkluderte pasientene reprosessert for å estimere metabolittkonsentrasjoner i serumprøvene. Standardkurver fra referansesubstanser av N-desmetylklozapin, klozapin N-oksid- og klozapin 5-N-glukuronid ble brukt for kvantifisering av disse metabolittene. De andre metabolittmengdene ble estimert semikvantitativt (arbitrært) basert på intensiteten av de respektive MS-signalene (toppareal) i kromatogrammene, ettersom referansesubstanser for disse ikke fantes. For alle metabolitter ble ratioen mellom deres MS-signal og MS-signalet til klozapin (metabolsk ratio) i serumprøven beregnet. Disse ratioene er et utrykk for metabolismehastigheten til klozapin via de ulike metabolismeveiene. Metabolske ratioer av alle klozapinmetabolittene ble sammenlignet mellom pasienter i de ulike subgruppene. For metabolitter med referansesubstanser ble også absolutt- og dosejusterte serumkonsentrasjoner sammenlignet mellom de samme subgruppene. I tillegg ble det undersøkt hvordan røyking påvirket metabolsk ratio og absolutt- og dosejustert serumkonsentrasjon. Resultater: Det ble totalt identifisert 11 klozapinmetabolitter i serumprøvene basert på retrospektiv gjennomgang av UPLC-Orbitrap/MS-kromatogrammene. Det ble observert signifikant lavere metabolsk ratio av metabolittene N-desmetylklozapin (-42 %, p<0,001), klozapin N-oksid (-23 %, p=0,004), hydroksyklozapin (-41 %, p=0,004) og klozapin N+-glukuronid (-85 %, p<0,001) i VAL-gruppen sammenlignet med UVL-gruppen. En økt metabolsk ratio ble bare observert for klozapin 5-N-glukuronid i VAL-versus UVL-gruppen, men denne var ikke statistisk signifikant (+30 %, p=0,61). For metabolitter med referansesubstanser, var N-desmetylklozapin den eneste som viste signifikant endring i absolutt konsentrasjon (-29 %, p=0,031) og dosejustert konsentrasjon (-36 %, p<0,001) i VAL-gruppen sammenlignet med UVL-gruppen. Røykevaner påvirket de metabolske ratioene av klozapin N-oksid og hydroksyklozapin, som henholdsvis var 35 % (p=0,019) og 66 % (p=0,004) høyere hos røykere sammenlignet med ikke-røykere i UVL-gruppen. Innen VAL-gruppen var bare metabolsk ratio av hydroksyklozapin økt blant røykere (+100%, p=0,010). Dosejustert serumkonsentrasjon av klozapin var 38 % lavere blant røykere enn ikke-røykere, men en statistisk signifikant forskjell ble bare observert i VAL-gruppen (p=0,038) Konklusjon: Kombinasjonsbehandling med valproat hos schizofrenipasienter er assosiert med komplekse metabolismeendringer av klozapin. Masteroppgaven indikerer at fase 1-metabolisme til N-desmetylklozapin (farmakologisk aktiv), klozapin N-oksid og hydroksyklozapin, i likhet med fase 2-metabolisme til klozapin N+-glukuronid, er nedsatt ved valproatbruk, mens metabolisme til klozapin 5-N-glukuronid er økt. Nedsatt serumkonsentrasjon av klozapin hos røykere er assosiert med økt metabolisme til klozapin N-oksid og hydroksyklozapin sammenlignet med ikke-røykere