Early prognostic factors of multiple sclerosis

Abstract

Background: Multiple sclerosis (MS) is an inflammatory disease of the central nervous system (CNS). Although great advances in MS treatment have been made, it remains one of the most common causes of neurological disability in young adults globally. The disease course can be highly variable. The emergence of effective disease modifying therapies (DMTs) for relapsing-remitting MS (RRMS) has created a need for blood and imaging biomarkers for disease activity and prognosis for improved treatment decisions.

Aims of the study: To study which brain volume measures correlate with disability and cognition in a clinical cohort of relapsing and secondary progressive Finnish MS patients, and to evaluate whether a single-time-point brain volume measure could predict disability progression. A further aim was to study whether serum neurofilament light chain (sNfL) levels are affected by supplementation of vitamin D and correlate with magnetic resonance imaging (MRI) activity in interferon-beta-1b (IFN)-treated MS patients. Another aim was to compare outcomes of initial treatment with high-efficacy therapies vs starting therapy with mediumefficacy therapy in a propensity-matched cohort of Finnish RRMS patients.

Results: Worse performance in Symbol Digit Modalities Test (SDMT) for cognition and higher Expanded Disability Status Scale (EDSS) for physical disability significantly correlated with smaller deep grey matter and total brain volumes. Even very early brain atrophy, such that atrophy was detected in thalamus only, was a negative prognostic marker for disability. Patients with only thalamic atrophy were at a higher risk for not reaching 2-year No Evidence of Disease Activity (NEDA) and for EDSS increase at 2 and 5 years than patients with no brain atrophy. In a small cohort of clinically stable IFN-treated patients, sNfL levels were similarly low in patients supplemented with high-dose vitamin D or placebo. Subclinical disease activity in MRI was associated with higher sNfL levels. Initiating MStherapy with high-efficacy DMTs significantly reduced the risk of 5-year disability progression and relapse compared to using moderate-efficacy DMT as first treatment.

Conclusions: Measuring brain volume early in the disease course could aid therapeutic decision making. In clinically stable patients, elevated sNfL levels may assist detection of subclinical inflammatory disease activity. Early high-efficacy therapy in RRMS patients leads to better prognosis than initiating treatment with moderate-efficacy therapies.

<b>MS-taudin varhaiset ennustetekijät</b>

Tausta: MS-tauti on tulehduksellinen demyelinisoiva, aksonaaliseen vaurioon ja neurodegeneratioon johtava keskushermoston sairaus. Vaikka taudin hoidossa on tapahtunut suurta edistystä, on se edelleen yleisin nuorten aikuisten vammautumiselle altistava neurologinen sairaus. Taudinkulku on vaihtelevaa. Aaltomaisen MS-taudin taudinkulkua muokkaavien lääkkeiden kehityksen myötä mahdollisimman varhainen diagnosointi ja hoidon nopea aloitus ovat muodostuneet tärkeiksi tavoitteiksi. Tautiaktiivisuuden ja taudin etenemisen ennustamiseen tarvittaisiin verestä mitattavia ja kuvantamisen biomarkkereita.

Tavoitteet: Selvittää, minkä aivoalueiden tilavuudella on yhteys fyysisen ja kognitiivisen haitta-asteen lisääntymiseen sekä arvioida, voiko yhdellä ajanhetkellä tehty aivojen tilavuusmittaus ennustaa fyysisen haitta-asteen etenemistä suomalaisilla MS-potilailla 2 ja 5 vuoden kohdalla. Toinen tavoite oli tutkia, miten D-vitamiinilisä verrattuna lumelääkkeeseen vaikuttaa seerumin neurofilamentti (NfL)-tasoihin ja tautiaktiivisuuteen magneettikuvauksessa (MK) beetainterferonilla (IFN) hoidetuilla MS-potilailla. Tavoitteena oli myös tarkastella taudin etenemistä aaltomaista MS-tautia sairastavilla potilailla, joita hoidettiin alusta lähtien hyvin tehokkailla taudinkulkua muokkaavilla lääkkeillä verrattuna kohtalaisen tehokkailla lääkkeillä hoidon aloittaneisiin potilaisiin.

Tulokset: Pienempi harmaan aineen alueiden ja koko aivojen tilavuus korreloivat huonompien kognitiivisen testin, Symbol Digit Modalities Test (SDMT) ja korkeampien fyysistä haittaa mittaavien Expanded Disability Status Scale (EDSS)-pisteiden kanssa. Jopa hyvin varhainen aivoatrofia, jota havaittiin vain talamuksessa, oli yhteydessä huonompaan ennusteeseen. Potilailla, joilla oli vain talamusatrofiaa, oli suurempi todennäköisyys olla saavuttamatta 2 vuoden No Evidence of Disease Activity (NEDA)-tilaa sekä EDSS-pisteiden huononemiseen 2 ja 5 vuoden kohdalla verrattuna niihin, joilla ei ollut aivoatrofiaa. Kliinisesti hoitotasapainon saavuttaneilla, IFN-hoidetuilla MS-potilailla, sNfL-tasot olivat yhtä matalia D-vitamiini- ja lumelääkeryhmissä. Subkliininen tautiaktiivisuus pään MK:ssa oli yhteydessä korkeampiin sNfL-tasoihin. Hoidon aloittaminen hyvin tehokkailla lääkkeillä verrattuna kohtalaisen tehon lääkkeisiin johti parempaan ennusteeseen 5 vuoden seurannassa.

Johtopäätökset: Aivojen tilavuuden mittaus taudin alkuvaiheessa voisi tukea kliinistä päätöksentekoa. Seerumin NfL saattaisi olla hyödyllinen biomarkkeri hiljaisen tautiaktiivisuuden arviointiin. Aikaisin aloitettu hyvin tehokas lääkehoito johtaa parempaan ennusteeseen kuin kohtalaisen tehokkailla lääkkeillä aloittaminen.