Stanford-studie identifierar sex depressionsbiotyper för individanpassad behandling

Inom en snar framtid kan snabb hjärnavbildning användas för att screena för depression för att bestämma den bästa behandlingen.

En kombination av hjärnavbildning och maskininlärning kan identifiera subtyper av depression och ångest, enligt en ny studie ledd av forskare vid Stanford Medicine. Studien, som ska publiceras i tidskriften Nature Medicine, delar in depression i sex biologiska subtyper, eller "biotyper", och identifierar vilka behandlingar som är mer eller mindre benägna att vara effektiva för tre av dessa subtyper.

Behovet av bättre behandlingsvalsmetoder

Bättre metoder för att skräddarsy behandlingar behövs snarast, säger huvudförfattaren till studien, Lynn Williams, PhD, professor i psykiatri och beteendevetenskap och chef för Center for Precision Psychiatry and Well-Being vid Stanford Medicine. Williams, som förlorade sin partner i depression 2015, har fokuserat sitt arbete på banbrytande forskning inom precisionspsykiatri.

Ungefär 30 % av personer med depression har det som kallas behandlingsresistent depression, vilket innebär att flera typer av medicinering eller terapi inte har lyckats förbättra deras symtom. För två tredjedelar av personer med depression misslyckas behandlingen med att helt eliminera symtomen till en hälsosam nivå.

Detta beror delvis på att det inte finns något tillförlitligt sätt att avgöra vilket antidepressivt läkemedel eller vilken typ av behandling som kommer att hjälpa en viss patient. Läkemedel förskrivs genom trial and error, så det kan ta månader eller år att hitta en effektiv behandling, om det ens händer. Och att prova olika behandlingar under lång tid utan att få lindring kan förvärra depressionssymtomen.

"Målet med vårt arbete är att lista ut hur man gör det rätt från början. Det är väldigt frustrerande att arbeta inom depression och inte ha ett bättre alternativ till en universallösning", sa Dr Williams.

Biotyper förutsäger respons på behandling

För att bättre förstå biologin bakom depression och ångest utvärderade Williams och hennes kollegor 801 studiedeltagare som tidigare diagnostiserats med depression eller ångest med hjälp av en avbildningsteknik som kallas funktionell MRI (fMRI) för att mäta hjärnaktivitet. De skannade volontärernas hjärnor i vila och medan de utförde olika uppgifter utformade för att testa deras kognitiva och emotionella funktion. Forskarna fokuserade på områden i hjärnan och kopplingarna mellan dem som redan är kända för att spela en roll i depression.

Med hjälp av en maskininlärningsmetod som kallas klusteranalys för att gruppera bilder av patienters hjärnor identifierade de sex distinkta aktivitetsmönster i de undersökta hjärnregionerna.

Forskarna randomiserade också 250 studiedeltagare till att få ett av tre allmänt använda antidepressiva medel eller beteendeterapi. Patienter med en subtyp, som kännetecknas av ökad aktivitet i kognitiva områden i hjärnan, svarade bäst på det antidepressiva läkemedlet venlafaxin (känt som Effexor) jämfört med andra biotyper. De med en annan subtyp, vars vilohjärnor visade ökad aktivitet inom tre områden associerade med depression och problemlösning, svarade bättre på beteendeterapi. Och de med en tredje subtyp, med minskad viloaktivitet i en hjärnkrets som styr uppmärksamhet, hade mindre benägenhet att se förbättringar av symtom från beteendeterapi jämfört med andra biotyper.

Studiens betydelse

"Såvitt vi vet är detta första gången vi har kunnat visa att depression kan förklaras av olika avvikelser i hjärnfunktionen", sa Williams. "Detta är i huvudsak en demonstration av en personlig medicinsk metod för psykisk hälsa baserad på objektiva mått på hjärnfunktion."

I en annan nyligen genomförd studie visade Williams och hennes team att användning av fMRI för att avbilda hjärnan förbättrar deras förmåga att identifiera personer som sannolikt svarar på antidepressiv behandling. I den här studien fokuserade forskarna på en subtyp som de kallar den kognitiva biotypen av depression, vilken drabbar mer än en fjärdedel av personer med depression och är mindre benägna att svara på vanliga antidepressiva medel. Genom att identifiera personer med den kognitiva biotypen med hjälp av fMRI förutspådde forskarna korrekt sannolikheten för remission hos 63 % av patienterna, jämfört med 36 % noggrannhet utan att använda hjärnavbildning. Denna förbättring av noggrannheten innebär att läkare är mer benägna att förskriva rätt behandling första gången. Forskarna utforskar nu nya behandlingar för denna biotyp i hopp om att hitta fler alternativ för dem som inte svarar på vanliga antidepressiva medel.

Ytterligare forskning om depression

Olika biotyper korrelerade också med skillnader i symtom och uppgiftsprestanda bland studiedeltagarna. Till exempel hade de med ökad aktivitet i kognitiva områden i hjärnan högre nivåer av anhedoni (oförmåga att uppleva njutning) än andra biotyper; de presterade också sämre på exekutiva funktioner. De med den subtyp som svarade bäst på beteendeterapi gjorde också fel på exekutiva funktioner men presterade bra på kognitiva uppgifter.

En av de sex biotyper som identifierades i studien visade inga märkbara skillnader i hjärnaktivitet i de avbildade regionerna jämfört med aktivitet hos personer utan depression. Williams tror att de sannolikt inte har utforskat hela spektrumet av hjärnbiologi som ligger bakom sjukdomen. Deras studie fokuserade på områden som är kända för att vara involverade i depression och ångest, men det kan finnas andra typer av dysfunktion i den biotypen som deras avbildning inte fångade.

Williams och hennes team utökar bildstudien till att omfatta fler deltagare. Hon vill också testa fler behandlingar för alla sex biotyper, inklusive läkemedel som traditionellt inte har använts mot depression.

Hennes kollega Laura Hack, MD, PhD, biträdande professor i psykiatri och beteendevetenskap, har börjat använda avbildningstekniken i sin kliniska praktik vid Stanford Medicine genom ett experimentellt protokoll. Teamet vill också etablera lättimplementerade standarder för metoden så att andra psykiatriska yrkesverksamma kan börja implementera den.

"För att verkligen föra området mot precisionspsykiatri måste vi identifiera de behandlingar som sannolikt är effektiva för patienter och få dem att börja med dessa behandlingar så snart som möjligt", sa Ma. "Att ha information om deras hjärnfunktion, särskilt de bevisade signaturer vi utvärderade i denna studie, kommer att bidra till att informera mer exakta behandlingar och recept för individer."