Tools in pharmacovigilance in psychiatry: therapeutic drug monitoring, pharmacogenetic tests and drug-drug interactions databases

SUMMARYIn order to increase drug safety we must better understand how medication interacts with the body of our patients and this knowledge should be made easily available for the clinicians prescribing the medication. This thesis contributes to how the knowledge of some drug properties can increase and how to make information readily accessible for the medical professionals. Furthermore it investigates the use of Therapeutic drug monitoring, drug interaction databases and pharmacogenetic tests in pharmacovigilance.Two pharmacogenetic studies in the naturalistic setting of psychiatric in-patients clinics have been performed; one with the antidepressant mirtazapine, the other with the antipsychotic clozapine. Forty-five depressed patients have been treated with mirtazapine and were followed for 8 weeks. The therapeutic effect was as seen in other previous studies. Enantioselective analyses could confirm an influence of age, gender and smoking in the pharmacokinetics of mirtazapine; it showed a significant influence of the CYP2D6 genotype on the antidepressant effective S-enantiomer, and for the first time an influence of the CYP2B6 genotype on the plasma concentrations of the 8-OH metabolite was found. The CYP2B6*/*6 genotype was associated to better treatment response. A detailed hypothesis of the metabolic pathways of mirtazapine is proposed. In the second pharmacogenetic study, analyses of 75 schizophrenic patients treated with clozapine showed the influence of CYP450 and ABCB1 genotypes on its pharmacokinetics. For the first time we could demonstrate an in vivo effect of the CYP2C19 genotype and an influence of P-glycoprotein on the plasma concentrations of clozapine. Further we confirmed in vivo the prominent role of CYP1A2 in the metabolism of clozapine.Identifying risk factors for the occurrence of serious adverse drug reactions (SADR) would allow a more individualized and safer drug therapy. SADR are rare events and therefore difficult to study. We tested the feasibility of a nested matched case-control study to examine the influence of high drug plasma levels and CYP2D6 genotypes on the risk to experience an SADR. In our sample we compared 62 SADR cases with 82 controls; both groups were psychiatric patients from the in-patient clinic Königsfelden. Drug plasma levels of >120% of the upper recommended references could be identified as a risk factor with a statistically significant odds ratio of 3.5, a similar trend could be seen for CYP2D6 poor metaboliser. Although a matched case-control design seems a valid method, 100% matching is not easy to perform in a relative small cohort of one in-patient clinic. However, a nested case-control study is feasible.On the base of the experience gained in the AMSP+ study and the fact that we have today only sparse data indicating that routine drug plasma concentration monitoring and/or pharmacogenetic testing in psychiatry are justified to minimize the risk for ADR, we developed a test algorithm named "TDM plus" (TDM plus interaction checks plus pharmacogenetic testing).Pharmacovigilance programs such as the AMSP project (AMSP = Arzneimittelsicherheit in der Psychiatrie) survey psychiatric in-patients in order to collect SADR and to detect new safety signals. Case reports of such SADR are, although anecdotal, valuable to illustrate rare clinical events and sometimes confirm theoretical assumptions of e.g. drug interactions. Seven pharmacovigilance case reports are summarized in this thesis.To provide clinicians with meaningful information on the risk of drug combinations, during the course of this thesis the internet based drug interaction program mediQ.ch (in German) has been developed. Risk estimation is based on published clinical and pharmacological information of single drugs and alimentary products, including adverse drug reaction profiles. Information on risk factors such as renal and hepatic insufficiency and specific genotypes are given. More than 20'000 drug pairs have been described in detail. Over 2000 substances with their metabolic and transport pathways are included and all information is referenced with links to the published scientific literature or other information sources. Medical professionals of more than 100 hospitals and 300 individual practitioners do consult mediQ.ch regularly. Validations with comparisons to other drug interaction programs show good results.Finally, therapeutic drug monitoring, drug interaction programs and pharmacogenetic tests are helpful tools in pharmacovigilance and should, in absence of sufficient routine tests supporting data, be used as proposed in our TDM plus algorithm.RESUMEPour améliorer la sécurité d'emploi des médicaments il est important de mieux comprendre leurs interactions dans le corps des patients. Ensuite le clinicien qui prescrit une pharmacothérapie doit avoir un accès simple à ces informations. Entre autres, cette thèse contribue à mieux connaître les caractéristiques pharmacocinétiques de deux médicaments. Elle examine aussi l'utilisation de trois outils en pharmacovigilance : le monitorage thérapeutique des taux plasmatiques des médicaments (« therapeutic drug monitoring »), un programme informatisé d'estimation du risque de combinaisons médicamenteuses, et enfin des tests pharmacogénétiques.Deux études cliniques pharmacogénétiques ont été conduites dans le cadre habituel de clinique psychiatrique : l'une avec la mirtazapine (antidépresseur), l'autre avec la clozapine (antipsychotique). On a traité 45 patients dépressifs avec de la mirtazapine pendant 8 semaines. L'effet thérapeutique était semblable à celui des études précédentes. Nous avons confirmé l'influence de l'âge et du sexe sur la pharmacocinétique de la mirtazapine et la différence dans les concentrations plasmatiques entre fumeurs et non-fumeurs. Au moyen d'analyses énantiomères sélectives, nous avons pu montrer une influence significative du génotype CYP2D6 sur l'énantiomère S+, principalement responsable de l'effet antidépresseur. Pour la première fois, nous avons trouvé une influence du génotype CYP2B6 sur les taux plasmatiques de la 8-OH-mirtazapine. Par ailleurs, le génotype CYP2B6*6/*6 était associé à une meilleure réponse thérapeutique. Une hypothèse sur les voies métaboliques détaillées de la mirtazapine est proposée. Dans la deuxième étude, 75 patients schizophrènes traités avec de la clozapine ont été examinés pour étudier l'influence des génotypes des iso-enzymes CYP450 et de la protéine de transport ABCB1 sur la pharmacocinétique de cet antipsychotique. Pour la première fois, on a montré in vivo un effet des génotypes CYP2C19 et ABCB1 sur les taux plasmatiques de la clozapine. L'importance du CYP1A2 dans le métabolisme de la clozapine a été confirmée.L'identification de facteurs de risques dans la survenue d'effets secondaire graves permettrait une thérapie plus individualisée et plus sûre. Les effets secondaires graves sont rares. Dans une étude de faisabilité (« nested matched case-control design » = étude avec appariement) nous avons comparé des patients avec effets secondaires graves à des patients-contrôles prenant le même type de médicaments mais sans effets secondaires graves. Des taux plasmatiques supérieurs à 120% de la valeur de référence haute sont associés à un risque avec « odds ratio » significatif de 3.5. Une tendance similaire est apparue pour le génotype du CYP2D6. Le « nested matched case-control design » semble une méthode valide qui présente cependant une difficulté : trouver des patients-contrôles dans le cadre d'une seule clinique psychiatrique. Par contre la conduite d'une « nested case-control study » sans appariement est recommandable.Sur la base de notre expérience de l'étude AMSP+ et le fait que nous disposons que de peux de données justifiant des monitorings de taux plasmatiques et/ou de tests pharmacogénétiques de routine, nous avons développé un test algorithme nommé « TDMplus » (TDM + vérification d'interactions médicamenteuses + tests pharmacogénétique).Des programmes de pharmacovigilances comme celui de l'AMSP (Arzneimittelsicherheit in der Psychiatrie = pharmacovigilance en psychiatrie) collectent les effets secondaires graves chez les patients psychiatriques hospitalisés pour identifier des signaux d'alertes. La publication de certains de ces cas même anecdotiques est précieuse. Elle décrit des événements rares et quelques fois une hypothèse sur le potentiel d'une interaction médicamenteuse peut ainsi être confirmée. Sept publications de cas sont résumées ici.Dans le cadre de cette thèse, on a développé un programme informatisé sur internet (en allemand) - mediQ.ch - pour estimer le potentiel de risques d'une interaction médicamenteuse afin d'offrir en ligne ces informations utiles aux cliniciens. Les estimations de risques sont fondées sur des informations cliniques (y compris les profils d'effets secondaires) et pharmacologiques pour chaque médicament ou substance combinés. Le programme donne aussi des informations sur les facteurs de risques comme l'insuffisance rénale et hépatique et certains génotypes. Actuellement il décrit en détail les interactions potentielles de plus de 20'000 paires de médicaments, et celles de 2000 substances actives avec leurs voies de métabolisation et de transport. Chaque information mentionne sa source d'origine; un lien hypertexte permet d'y accéder. Le programme mediQ.ch est régulièrement consulté par les cliniciens de 100 hôpitaux et par 300 praticiens indépendants. Les premières validations et comparaisons avec d'autres programmes sur les interactions médicamenteuses montrent de bons résultats.En conclusion : le monitorage thérapeutique des médicaments, les programmes informatisés contenant l'information sur le potentiel d'interaction médicamenteuse et les tests pharmacogénétiques sont de précieux outils en pharmacovigilance. Nous proposons de les utiliser en respectant l'algorithme « TDM plus » que nous avons développé.

Determination of Vasopressin and Desmopressin in urine by means of liquid chromatography coupled to quadrupole time-of-flight mass spectrometry for doping control purposes.

The anti-diuretic neurohypophysial hormone Vasopressin (Vp) and its synthetic analogue Desmopressin (Dp, 1-desamino-vasopressin) have received considerable attention from doping control authorities due to their impact on physiological blood parameters. Accordingly, the illicit use of Desmopressin in elite sport is sanctioned by the World Anti-Doping Agency (WADA) and the drug is classified as masking agent. Vp and Dp are small (8-9 amino acids) peptides administered orally as well as intranasally. Within the present study a method to determine Dp and Vp in urinary doping control samples by means of liquid chromatography coupled to quadrupole high resolution time-of-flight mass spectrometry was developed. After addition of Lys-Vasopressin as internal standard and efficient sample clean up with a mixed mode solid phase extraction (weak cation exchange), the samples were directly injected into the LC-MS system. The method was validated considering the parameters specificity, linearity, recovery (80-100%), accuracy, robustness, limit of detection/quantification (20/50 pg mL(-1)), precision (inter/intra-day<10%), ion suppression and stability. The analysis of administration study urine samples collected after a single intranasal or oral application of Dp yielded in detection windows for the unchanged target analyte for up to 20 h at concentrations between 50 and 600 pg mL(-1). Endogenous Vp was detected in concentrations of approximately 20-200 pg mL(-1) in spontaneous urine samples obtained from healthy volunteers. The general requirements of the developed method provide the characteristics for an easy transfer to other anti-doping laboratories and support closing another potential gap for cheating athletes.

Drug Utilization Studies and Data Registries in Primary Care.

This article reviews the methodology of the studies on drug utilization with particular emphasis on primary care. Population based studies of drug inappropriateness can be done with microdata from Health Electronic Records and e-prescriptions. Multilevel models estimate the influence of factors affecting the appropriateness of drug prescription at different hierarchical levels: patient, doctor, health care organization and regulatory environment. Work by the GIUMAP suggest that patient characteristics are the most important factor in the appropriateness of prescriptions with significant effects at the general practicioner level.

Pharmacokinetic and pharmacogenetic factors influencing plasma and cellular antiretroviral drug disposition

Abstract: The improvement in antiretroviral drug therapy has transformed HIV infection into a chronic disease. However, treatment failure and drug toxicity are frequent. Inadequate response to treatment is clearly multifactorial and, therefore, dosage individualisation based on demographic factors, genetic markers and measurement of cellular and plasma drug level may enhance both drug efficacy and tolerability. At present, antiretroviral drugs levels are monitored in plasma, whereas only drugs penetrating into cells are able to exert an antiviral activity, suggesting that cellular drug determination may more confidently reflect drug exposure at the site of pharmacological action. The overall objective of this thesis is to provide a better understanding of the Pharmacokinetic and pharmacogenetic factors influencing the plasma and cellular disposition of antiretroviral drugs. To that endeavour, analytical methods for the measurements of plasma and cellular drug levels have been developed and validated using liquid chromatography methods coupled with ultraviolet and tandem mass spectrometry detection, respectively. Correlations between plasma and cellular exposures were assessed during observational and experimental studies. Cytochrome (CYP) 2B6, efflux transporters (ABCB1, ABCC1, ABCC2 and ABCG2) and orosomucoid (ORM) polymorphisms were determined and were related to plasma and cellular exposures, as well as toxicity of antiretroviral drugs. A Pharmacokinetic population model was developed to characterise inter- and intra-patient variability of atazanavir pharmacokinetics, and to identify covariates influencing drug disposition. In that context, a Pharmacokinetic interaction study between atazanavir and lopinavir, both boosted with ritonavir, has beén conducted to assess the safety and pharmacokinetics of this boosted double-protease inhibitors regimen. Well to moderately-correlated cellular and plasma drug levels are .observed or protease inhibitors, whereas for efavirenz and nevirapine these correlations are weak. Cellular exposure, and CYP2B6 genotype (516G>T) are predictors of efavirenz neuropsychological toxicity. Nevirapine plasma exposure is also influenced by CYPZB6 polymorphism. Nelfinavir cellular exposure appears to be significantly associated only with ABCB1 genotype (3435C>T and intron 26 + 80T>C). Indinavir and lopinavir clearance and lopinavir cellular/plasma exposure ratio are influenced by the concentration of the variant S of ORM, suggesting-a specific binding of these drugs to this variant. Nelfinavir and efavirenz are not influenced by ORM concentration and phenotype. The Pharmacokinetic parameters of atazanavir are adequately described by our population model. The atazanavir-lopinavir interaction study indicates no influence on plasma and cellular atazanavir pharmacokinetics, while limited decrease in lopinavir concentrations was observed after atazanavir addition. The residual variability unexplained by the considered variables suggests that other covariates either uncontrolled at present or remaining to be identified, such as genetic and environmental factors influence antiretroviral drug pharmacokinetics, with substantial impact on treatment efficacy and tolerability. In that context, a comprehensive approach taking into account drug pharmacokinetics and patient genetic background is expected to contribute to increase treatment success, and to reduce the occurrence of adverse drug reactions by stratifying patients in an individualised antiretroviral therapy approach. Résumé Facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux Les progrès de la thérapie antirétrovirale ont transformé l'infection par le VIH d'une affection mortelle à une maladie chronique. En dépit de ce succès, l'échec thérapeutique et la toxicité médicamenteuse restent fréquents. Une réponse inadéquate au traitement est clairement multifactorielle et une individualisation de la posologie des médicaments qui se baserait sur les facteurs démographiques et génétiques des patients et sur les taux sanguins des médicaments pourrait améliorer à la fois l'efficacité et la tolérance de la thérapie. Par ailleurs, seules les concentrations plasmatiques sont actuellement considérées pour le suivi thérapeutique des médicaments, alors que les taux cellulaires pourraient mieux refléter l'activité de ses médicaments qui agissent au niveau intracellulaire. L'objectif global de cette thèse était de mieux comprendre les facteurs pharmacocinétiques et pharmacocénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des médicaments antirétroviraux. A cet effet, des méthodes pour quantifier les concentrations plasmatiques et cellulaires des antirétroviraux ont été développées et validées en utilisant la chromatographie liquide couplée à la détection ultraviolette et la spectrométrie de masse en tandem, respectivement. La corrélation entre l'exposition cellulaire et plasmatique de ces médicaments a été étudiée lors d'études observationnelles et expérimentales. Les polymorphismes du cytochrome (CYP) 2B6, ainsi que des transporteurs d'efflux (ABCB1, ABCC1, ABCC2 et ABCG2) et de l'orosomucoïde (ORM) ont été déterminés et corrélés avec l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux, ainsi qu'à leur toxicité. Un modèle de pharmacocinétique de population a été établi afin de caractériser la variabilité inter- et intra-individuelle de l'atazanavir, et d'identifier les covariables pouvant influencer le devenir de ce médicament. Dans ce contexte, une étude d'interaction entre l'atazanavir et le lopinavir a été effectuée afin de déterminer la sécurité et le profil pharmacocinétique de ce régime thérapeutique. Des corrélations modérées à bonnes ont été observées entre les taux cellulaires et plasmatiques des inhibiteurs de protéase, alors que pour l'efavirenz et la névirapine ces corrélations sont faibles. L'exposition cellulaire, ainsi que le génotype du CYP2B6 (516G>T) sont des indices de la toxicité neuropsychologique de l'efavirenz. L'exposition plasmatique de la névirapine est également influencée par le polymorphisme du CYPZB6. L'exposition cellulaire du nelfinavir est significativement associée au génotype du ABCB1 (3435C>T et intron 26 + 80T>C). La clairance de l'indinavir et du lopinavir, ainsi que le rapport entre exposition cellulaire et plasmatique du lopinavir sont influencés par la concentration du variant S de l'ORM, suggérant une liaison spécifique de ces médicaments à ce variant. La clairance du nelfinavir et de l'efavirenz n'est pas influencée ni par la concentration ni par le phénotype de l'ORM. Les paramètres pharmacocinétiques de l'atazanavir ont été décrits de façon adéquate par le modèle de population proposé. De plus, le lopinavir n'influence pas les concentrations plasmatiques et cellulaires de l'atazanavir; alors que celui-ci conduit à une baisse limitée des taux de lopinavir. L'importante variabilité pharmacocinétique des antirétroviraux suggère que d'autres facteurs génétiques et environnementaux -qui restent encore à découvrir- influencent également leur disponibilité. Dans un proche futur, une prise en charge qui tienne. compte de la pharmacocinétique des médicaments et des caractéristiques génétiques du patient devrait permettre d'individualiser le traitement, contribuant certainement à une amélioration de la réponse thérapeutique et à une diminution de la toxicité. Résumé grand public Facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques influençant l'exposition plasmatique et cellulaire des antirétroviraux Les progrès effectués dans le traitement de l'infection par le virus de l'immunodéficience humaine acquise (VIH), ont permis de transformer une maladie avec un pronostic sombre, en une maladie chronique traitable avec des médicaments de plus en plus efficaces. Malgré ce succès, de nombreux patients ne répondent pas de façon optimale à leur traitement et/ou souffrent d'effets indésirables médicamenteux entraînant fréquemment une modification de leur thérapie. Actuellement, le suivi de la réponse au traitement s'effectue par la mesure chez les patients de la quantité de virus et du nombre des cellules immunitaires dans le sang, ainsi que par la concentration sanguine des médicaments administrés. Cependant, comme le virus se réplique à l'intérieur de la cellule, la mesure des concentrations médicamenteuses au niveau intracellulaire pourrait mieux refléter l'activité pharmacologique au site d'action. De plus, il a été possible de mettre en évidence la grande variabilité des concentrations plasmatiques de médicaments chez des patients prenant pourtant la même dose de médicament. Comme cette variabilité est notamment due à des facteurs génétiques qui sont susceptibles d'influencer la réponse au traitement antirétroviral, des analyses génétiques ont été également effectuées chez ces patients. Cette thèse a eu pour objectif de mieux comprendre les facteurs pharmacologiques et génétiques influençant l'activité et la toxicité des médicaments antirétroviraux afin de réduire la variabilité de la réponse thérapeutique. A cet effet, une méthode de dosage permettant la quantification des médicaments anti-HIV au niveau intracellulaire a été développée. Par ailleurs, nos études ont également porté .sur les variations génétiques influençant la quantité et l'activité des protéines impliquées dans le métabolisme et dans le transport des médicaments antirétroviraux. Enfin, les conséquences de ces variations sur la réponse clinique et la toxicité du traitement ont été évaluées. Nos études ont mis en évidence des associations significatives entre les variations génétiques considérées et la concentration sanguine, cellulaire et la toxicité de quelques médicaments antirétroviraux. La complémentarité des connaissances pharmacologiques, génétiques et virales pourrait aboutir à une stratégie globale permettant d'individualiser le traitement et la dose administrée, en fonction des caractéristiques propres de chaque patient. Cette approche pourrait contribuer à une optimisation du traitement antirétroviral dans la perspective d'une meilleure- efficacité thérapeutique à long terme et d'une diminution des effets indésirables rencontrés.

Computerized advice on drug dosage to improve prescribing practice.

BACKGROUND: Maintaining therapeutic concentrations of drugs with a narrow therapeutic window is a complex task. Several computer systems have been designed to help doctors determine optimum drug dosage. Significant improvements in health care could be achieved if computer advice improved health outcomes and could be implemented in routine practice in a cost effective fashion. This is an updated version of an earlier Cochrane systematic review, by Walton et al, published in 2001. OBJECTIVES: To assess whether computerised advice on drug dosage has beneficial effects on the process or outcome of health care. SEARCH STRATEGY: We searched the Cochrane Effective Practice and Organisation of Care Group specialized register (June 1996 to December 2006), MEDLINE (1966 to December 2006), EMBASE (1980 to December 2006), hand searched the journal Therapeutic Drug Monitoring (1979 to March 2007) and the Journal of the American Medical Informatics Association (1996 to March 2007) as well as reference lists from primary articles. SELECTION CRITERIA: Randomized controlled trials, controlled trials, controlled before and after studies and interrupted time series analyses of computerized advice on drug dosage were included. The participants were health professionals responsible for patient care. The outcomes were: any objectively measured change in the behaviour of the health care provider (such as changes in the dose of drug used); any change in the health of patients resulting from computerized advice (such as adverse reactions to drugs). DATA COLLECTION AND ANALYSIS: Two reviewers independently extracted data and assessed study quality. MAIN RESULTS: Twenty-six comparisons (23 articles) were included (as compared to fifteen comparisons in the original review) including a wide range of drugs in inpatient and outpatient settings. Interventions usually targeted doctors although some studies attempted to influence prescriptions by pharmacists and nurses. Although all studies used reliable outcome measures, their quality was generally low. Computerized advice for drug dosage gave significant benefits by:1.increasing the initial dose (standardised mean difference 1.12, 95% CI 0.33 to 1.92)2.increasing serum concentrations (standradised mean difference 1.12, 95% CI 0.43 to 1.82)3.reducing the time to therapeutic stabilisation (standardised mean difference -0.55, 95%CI -1.03 to -0.08)4.reducing the risk of toxic drug level (rate ratio 0.45, 95% CI 0.30 to 0.70)5.reducing the length of hospital stay (standardised mean difference -0.35, 95% CI -0.52 to -0.17). AUTHORS' CONCLUSIONS: This review suggests that computerized advice for drug dosage has some benefits: it increased the initial dose of drug, increased serum drug concentrations and led to a more rapid therapeutic control. It also reduced the risk of toxic drug levels and the length of time spent in the hospital. However, it had no effect on adverse reactions. In addition, there was no evidence to suggest that some decision support technical features (such as its integration into a computer physician order entry system) or aspects of organization of care (such as the setting) could optimise the effect of computerised advice.

Simultaneous determination of antidementia drugs by HPLC-MS: validation data of the method and plasma level determinations in 300 patients

Aims: A rapid and simple HPLC-MS method was developed for the simultaneousdetermination of antidementia drugs, including donepezil, galantamine, rivastigmineand its major metabolite NAP 226 - 90, and memantine, for TherapeuticDrug Monitoring (TDM). In the elderly population treated with antidementiadrugs, the presence of several comorbidities, drug interactions resulting frompolypharmacy, and variations in drug metabolism and elimination, are possiblefactors leading to the observed high interindividual variability in plasma levels.Although evidence for the benefit of TDM for antidementia drugs still remains tobe demonstrated, an individually adapted dosage through TDM might contributeto minimize the risk of adverse reactions and to increase the probability of efficienttherapeutic response. Methods: A solid-phase extraction procedure with amixed-mode cation exchange sorbent was used to isolate the drugs from 0.5 mL ofplasma. The compounds were analyzed on a reverse-phase column with a gradientelution consisting of an ammonium acetate buffer at pH 9.3 and acetonitrile anddetected by mass spectrometry in the single ion monitoring mode. Isotope-labeledinternal standards were used for quantification where possible. The validatedmethod was used to measure the plasma levels of antidementia drugs in 300patients treated with these drugs. Results: The method was validated accordingto international standards of validation, including the assessment of the trueness(-8 - 11 %), the imprecision (repeatability: 1-5%, intermediate imprecision:2 - 9 %), selectivity and matrix effects variability (less than 6 %). Furthermore,short and long-term stability of the analytes in plasma was ascertained. Themethod proved to be robust in the calibrated ranges of 1 - 300 ng/mL for rivastigmineand memantine and 2 - 300 mg/mL for donepezil, galantamine and NAP226 - 90. We recently published a full description of the method (1). We found ahigh interindividual variability in plasma levels of these drugs in a study populationof 300 patients. The plasma level measurements, with some preliminaryclinical and pharmacogenetic results, will be presented. Conclusion: A simpleLC-MS method was developed for plasma level determination of antidementiadrugs which was successfully used in a clinical study with 300 patients.

Drug utilization studies and data registries in primary care

This article reviews the methodology of the studies on drug utilization with particular emphasis on primary care. Population based studies of drug inappropriateness can be done with microdata from Health Electronic Records and e-prescriptions. Multilevel models estimate the influence of factors affecting the appropriateness of drug prescription at different hierarchical levels: patient, doctor, health care organization and regulatory environment.Work by the GIUMAP suggest that patient characteristics are the most important factor in the appropriateness of prescriptions with significant effects at the general practicioner level.

Drug innovation, prices and health

This article tries to reconcile economic-industrial policy with health policy when dealing with biomedical innovation and welfare state sustainability. Better health accounts for an increasingly large proportion of welfare improvements. Explanation is given to the welfare losses coming from the fact than industrial and health policy tend to ignore each other. Drug s prices reflecting their relative relative effectiveness send the right signal to the industry rewarding innovation with impact on quantity and quality of life- and to the buyers of health care services.The level of drug s public reimbursement indicates the social willingness to pay of the different national health systems, not only by means of inclusion, or rejection, in the basket of services covered, but especially establishing the proportion of the price that is going to be financed publicly.Reference pricing for therapeutic equivalents as the upper limit of the social willingness to pay- and two-tiered co-payments for users (avoidable and inversely related with the incremental effectiveness of de drug) are deemed appropriate for those countries concerned at the same time with increasing their productivity and maintaining its welfare state. Profits drive R&D but not its location. There is no intrinsic contradiction between high productivity and a consolidated National Health Service (welfare state) as the European Nordic Countries are telling us every day.

Effect of age toxicokinetics among human volunteers exposed to propylene glycol monomethyl ether (PGME)

Rationale: Aging adults represent the fastest growing population segment in many countries. Physiological and metabolic changes in the aging process may alter how aging adults respond to exposures compared to younger workers. Current preventive workplace exposure measures may therefore not be sufficiently protective for the aging workforce. In a controlled human toxicokinetic study (exposure chamber; 12m3), the volunteers (n=11) were men and women over the age of 58 years and exposed to a commonly used, low neurotoxic glycol ether; PGME (CAS no. 107-98- 2) (50 ppm, 6 hours). Oxidative metabolism (Michaelis-Menten) is the major pathway and conjugation the minor in humans. Metabolites, conjugated and free PGME are eliminated through the kidneys, and the elimination kinetics is dose-dependent (0 order). Scope: (1) compare the toxicokinetic profile of PGME obtained in the aging volunteers (58- 62 years) to young volunteers (20-25 years) from a previous study; (2) Test the predictive power of an existing PGME toxicokinetic compartment model for aging persons against urinary PGME concentrations found in volunteers from our experimental study. Experimental procedure: Urine samples were collected before, every 2-hour during exposures for six hours, and ad-lib for additional 20 hours. Urinary analysis of free and total PGME was performed using capillary GC/FID. The toxicokinetic model (Berkley Madonna software) was ageadjusted. Results. Urinary free and total PGME concentration rose rapidly, and did not reach an apparent plateau level during exposure. Less conjugation was observed in the older group. The predictive model developed for the young group predicted well total PGME in the aging group but not free PGME. The age adjusted toxicokinetic model's Vmax1 had to be changed for the aging group, implying slower enzymatic pathway. Conclusion: The toxicokinetic model did not predict well if only the physiological parameters were adjusted for aging adults (existing model); a substance specific metabolic rate parameter was also needed.

Pharmacovigilance in pregnancy: adverse drug reactions associated with fetal disorders.

Abstract Objective: To provide the first update on drug safety profiles and adverse drug reactions (ADRs) associated with fetal disorders from the Swiss national ADR database. Methods: We conducted a retrospective study using data from 202 pharmacovigilance reports on drug-associated fetal disorders from the Swiss national ADR database from 1990 to 2009. Evaluated aspects included administrative information on the report, drug exposure, and disorders. Results: The ADR reporting frequency on the topic of fetal disorders has increased during the last 20 years, from only 1 report in 1991 to a maximum of 31 reports in 2008. Nervous system drugs were the most frequently reported drug group (40.2%) above all antidepressants and antiepileptics. The highest level of overall drug intake could be observed for the 1st trimester (85.4%), especially for the first 6 weeks of pregnancy. The most frequently reported types of fetal disorders were malformations (68.8%), especially those of the musculoskeletal and circulatory systems. A positive association was discovered between antiepileptics and malformations in general and in particular of the circulatory system and the eye, ear, face, and neck. Conclusions: The results suggest that the nervous system drug group bears an especially high risk for malformations. The most commonly identified drug exposures can help focus pharmacoepidemiologic efforts in drug-induced birth defects.

Therapeutic Drug Monitoring (TDM) of Imatinib: Effectiveness of Bayesian dose adjustment for CML patients enrolled in the Imatinib Concentration Monitoring (I-COME) study

Introduction: As imatinib pharmacokinetics are highly variable, plasma levels differ largely between patients under the same dosage. Retrospective studies in chronic myeloid leukemia (CML) patients showed significant correlations between low levels and suboptimal response, as well as between high levels and poor tolerability. Monitoring of trough plasma levels, targeting 1000 μg/L and above, is thus increasingly advised. Our study was launched to assess prospectively the clinical usefulness of systematic imatinib TDM in CML patients. This preliminary analysis addresses the appropriateness of the dosage adjustment approach applied in this study, which targets the recommended trough level and allows an interval of 4-24 h after last drug intake for blood sampling. Methods: Blood samples from the first 15 patients undergoing 1st TDM were obtained 1.5-25 h after last dose. Imatinib plasma levels were measured by LC-MS/MS and the concentrations were extrapolated to trough based on a Bayesian approach using a population pharmacokinetic model. Trough levels were predicted to differ significantly from the target in 12 patients (10 <750 μg/L; 2 >1500 μg/L along with poor tolerance) and individual dose adjustments were proposed. 8 patients underwent a 2nd TDM cycle. Trough levels of 1st and 2nd TDM were compared, the sample drawn 1.5 h after last dose (during distribution phase) was excluded from the analysis. Results: Individual dose adjustments were applied in 6 patients. Observed concentrations extrapolated to trough ranged from 360 to 1832 μg/L (median 725; mean 810, CV 52%) on 1st TDM and from 720 to 1187 μg/L (median 950; mean 940, CV 18%) on 2nd TDM cycle. Conclusions: These preliminary results suggest that TDM of imatinib using a Bayesian interpretation is able to target the recommended trough level of 1000 μg/L and to reduce the considerable differences in trough level exposure between patients (with CV decreasing from 52% to 18%). While this may simplify blood collection in daily practice, as samples do not have to be drawn exactly at trough, the largest possible interval to last drug intake yet remains preferable to avoid sampling during distribution phase leading to biased extrapolation. This encourages the evaluation of the clinical benefit of a routine TDM intervention in CML patients, which the randomized Swiss I-COME trial aims to.

Recent developments in the use of isotope ratio mass spectrometry in sports drug testing.

According to the annual report of the World Anti-Doping Agency, steroids are the most frequently detected class of doping agents. Detecting the misuse of endogenously occurring steroids, i.e. steroids such as testosterone that are produced naturally by humans, is one of the most challenging issues in doping control analysis. The established thresholds for urinary concentrations or concentration ratios such as the testosterone/epitestosterone quotient are sometimes inconclusive owing to the large biological variation in these parameters.For more than 15 years, doping control laboratories focused on the carbon isotope ratios of endogenous steroids to distinguish between naturally elevated steroid profile parameters and illicit administration of steroids. A variety of different methods has been developed throughout the last decade and the number of different steroids under investigation by isotope ratio mass spectrometry has recently grown considerably. Besides norandrosterone, boldenone was found to occur endogenously in rare cases and the misuse of corticosteroids or epitestosterone can now be detected with the aid of carbon isotope ratios as well. In addition, steroids excreted as sulfoconjugates were investigated, and the first results regarding hydrogen isotope ratios recently became available.All of these will be presented in detail within this review together with some considerations on validation issues and on identification of parameters influencing steroidal isotope ratios in urine.

Transmission of HIV-1 drug resistance in Switzerland: a 10-year molecular epidemiology survey.

OBJECTIVES: Representative prevalence data of transmitted drug-resistant HIV-1 are essential to establish accurate guidelines addressing resistance testing and first-line treatments. METHODS: Systematic resistance testing was carried out in individuals in Switzerland with documented HIV-1 seroconversion during 1996-2005 and available samples with RNA > 1000 copies/ml obtained within 1 year of estimated seroconversion. Resistance interpretation used the Stanford list of mutations for surveillance of transmitted drug resistance and the French National Agency for AIDS Research algorithm. RESULTS: Viral sequences from 822 individuals were available. Risk groups were men having sex with men (42%), heterosexual contacts (32%) and intravenous drug users (20%); 30% were infected with non-B subtype viruses. Overall, prevalence of transmitted resistance was 7.7% [95% confidence interval (CI), 5.9-9.5] for any drug, 5.5% (95% CI, 3.9-7.1) for nucleoside reverse transcriptase inhibitors, 1.9% (95% CI, 1.0-2.8) for non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors and 2.7% (95% CI, 1.6-3.8) for protease inhibitors. Dual- or triple-class resistance was observed in 2% (95% CI, 0.8-2.5). No significant trend in prevalence of transmitted resistance was observed over years. There were no differences according to ethnicity, risk groups or gender, but prevalence of transmitted resistance was highest among individuals infected with subtype B virus. CONCLUSIONS: The transmission rate of drug-resistant HIV-1 has been stable since 1996, with very rare transmission of dual- or triple-class resistance. These data suggest that transmission of drug resistance in the setting of easy access to antiretroviral treatment can remain stable and be kept at a low level.

Therapeutic drug monitoring and metabolites profil analysis of antiviral drugs

The widespread use of combination antiretroviral therapy (ARVs) has considerably improved the prognosis of patients infected with HIV. Conversely, considerable advances have been recently realized for the therapy of hepatitis C infection with the recent advent of potent new anti-HCV drugs that allow an increasing rate HCV infection cure. Despite their overall efficacy, a significant number of patients do not achieve or maintain adequate clinical response, defined as an undetectable viral load for HIV, and a sustained virological response (or cure) in HCV infection. Treatment failure therefore still remains an important issue besides drugs toxicities and viral resistance which is not uncommon in a significant percentage of patients who do not reach adequate virological suppression. The reasons of variability in drug response are multifactorial and apart from viral genetics, other factors such as environmental factors, drug- drug interactions, and imperfect compliance may have profound impact on antiviral drugs' clinical response. The possibility of measuring plasma concentration of antiviral drugs enables to guide antiviral drug therapy and ensure optimal drug exposure. The overall objective of this research was to widen up the current knowledge on pharmacokinetic and pharmacogenetic factors that influence the clinical response and toxicity of current and newly approved antiretroviral and anti-HCV drugs. To that endeavour, analytical methods using liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry have been developed and validated for the precise and accurate measurement of new antiretroviral and anti-HCV drugs . These assays have been applied for the TDM of ARVs and anti-HCV in patients infected with either HIV or HCV respectively, and co-infected with HIV- HCV. A pharmacokinetic population model was developed to characterize inter and intra-patient variability of rilpivirine, the latest marketed Non Nucleoside Reverse transcriptase (NNRTI) Inhibitor of HIVand to identify genetic and non genetic covariates influencing rilpivirine exposure. None of the factors investigated so far showed however any influence of RPV clearance. Importantly, we have found that the standard daily dosage regimen (25 mg QD) proposed for rilpivirine results in concentrations below the proposed therapeutic target in about 40% of patients. In these conditions, virologie escape is a potential risk that remains to be further investigated, notably via the TDM approach that can be a useful tool to identify patients who are at risk for being exposed to less than optimal levels of rilpivirine in plasma. Besides the last generation NNRTI rilpivirine, we have studied efavirenz, the major NNRTI clinically used so far. Namely for efavirenz, we aimed at identifying a potential new marker of toxicity that may be incriminated for the neuropsychological sides effects and hence discontinuation of efavirenz therapy. To that endeavour, a comprehensive analysis of phase I and phase II metabolites profiles has been performed in plasma, CSF and in urine from patients under efavirenz therapy. We have found that phase II metabolites of EFV constitute the major species circulating in blood, sometimes exceeding the levels of the parent drug efavirenz. Moreover we have identified a new metabolite of efavirenz in humans, namely the 8-OH-EFV- sulfate which is present at high concentrations in all body compartments from patients under efavirenz therapy. These investigations may open the way to possible alternate phenotypic markers of efavirenz toxicity. Finally, the specific influence of P-glycoprotein on the cellular disposition of a series ARVs (NNRTIs and Pis] has been studies in in vitro cell systems using the siRNA silencing approach. -- Depuis l'introduction de la thérapie antirétrovirale (ARVs) la morbidité et la mortalité liées au VIH ont considérablement diminué. En parallèle le traitement contre le virus de l'hépatite C (VHC) a connu récemment d'énormes progrès avec l'arrivée de nouveaux médicaments puissants, ce qui a permis une augmentation considérable de la guérison de l'infection par le VHC. En dépit de l'efficacité de ces traitements antiviraux, les échecs thérapeutiques ainsi que les effets secondaires des traitements restent un problème important. Une réponse imparfaite ou la toxicité du traitement est certainement multifactorielle. Le suivi thérapeutique des médicaments [Therapeutic Drug Monitoring TDM) à travers la mesure des concentrations plasmatiques constitue une approche importante pour guider le traitement médicamenteux et de s'assurer que les patients sont exposés à des concentrations optimales des médicaments dans le sang, et puissent tirer tout le bénéfice potentiel du traitement. L'objectif global de cette thèse était d'étudier les facteurs pharmacocinétiques et pharmacogénétiques qui influencent l'exposition des médicaments antiviraux (ARVs et anti- VHC) récemment approuvés. A cet effet, des méthodes de quantification des concentrations plasmatiques des médicaments antirétroviraux, anti-VHC ainsi que pour certains métabolites ont été développées et validées en utilisant la Chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse tandem. Ces méthodes ont été utilisées pour le TDM des ARVs et pour les agents anti-VHC chez les patients infectés par le VIH, et le VHC, respectivement, mais aussi chez les patients co-infectés par le VIH-VHC. Un modèle de pharmacocinétique de population a été développé pour caractériser la variabilité inter-et intra-patient du médicament rilpivirine, un inhibiteur non nucléosidique de la transcriptase de VIH et d'identifier les variables génétiques et non génétiques influençant l'exposition au médicament. Aucun des facteurs étudiés n'a montré d'influence notable sur la clairance de la rilpivirine. Toutefois, la concentration résiduelle extrapolée selon le modèle de pharmacocinétique de population qui a été développé, a montré qu'une grande proportion des patients présente des concentrations minimales inférieures à la cible thérapeutique proposée. Dans ce contexte, la relation entre les concentrations minimales et l'échappement virologique nécessite une surveillance étroite des taux sanguins des patients recevant de la rilpivirine. A cet effet, le suivi thérapeutique est un outil important pour l'identification des patients à risque soient sous-exposés à lai rilpivirine. Pour identifier de nouveaux marqueurs de la toxicité qui pourraient induire l'arrêt du traitement, le profil des métabolites de phase I et de phase II a été étudié dans différentes matrices [plasma, LCR et urine) provenant de patients recevant de l'efavirenz. Les métabolites de phase II, qui n'avaient à ce jour jamais été investigués, constituent les principales espèces présentes dans les matrices étudiées. Au cours de ces investigations, un nouveau métabolite 8- OH-EFV-sulfate a été identifié chez l'homme, et ce dernier est. présent à des concentrations importantes. L'influence de certains facteurs pharmacogénétique des patients sur le profil des métabolites a été étudiée et ouvre la voie à de possibles nouveaux marqueurs phénotypiques alternatifs qui pourraient possiblement mieux prédire la toxicité associée au traitement par l'efavirenz. Finalement, nous nous sommes intéressés à étudier dans un modèle in vitro certains facteurs, comme la P-glycoprotéine, qui influencent la disposition cellulaire de certains médicaments antirétroviraux, en utilisant l'approche par la technologie du siRNA permettant de bloquer sélectivement l'expression du gène de cette protéine d'efflux des médicaments. -- Depuis l'introduction de la thérapie antiretrovirale (ARVs] la morbidité et la mortalité liées au VIH ont considérablement diminué. En parallèle le traitement contre le virus de l'hépatite C (VHC) a connu récemment d'énormes progrès avec l'arrivée de nouveaux médicaments puissants, ce qui a permis une augmentation considérable de la guérison de l'infection par le VHC. En dépit de l'efficacité de ces traitements antiviraux, les échecs thérapeutiques ainsi que les effets secondaires des traitements restent un problème important. Il a pu être démontré que la concentration de médicament présente dans l'organisme est corrélée avec l'efficacité clinique pour la plupart des médicaments agissant contre le VIH et contre le VHC. Les médicaments antiviraux sont généralement donnés à une posologie fixe et standardisée, à tous les patients, il existe cependant une importante variabilité entre les concentrations sanguines mesurées chez les individus. Cette variabilité peut être expliquée par plusieurs facteurs démographiques, environnementaux ou génétiques. Dans ce contexte, le suivi des concentrations sanguines (ou Therapeutic Drug Monitoring, TDM) permet de contrôler que les patients soient exposés à des concentrations suffisantes (pour bloquer la réplication du virus dans l'organisme) et éviter des concentrations excessives, ce qui peut entraîner l'apparition d'intolérence au traitement. Le but de ce travail de thèse est d'améliorer la compréhension des facteurs pharmacologiques et génétiques qui peuvent influencer l'efficacité et/ou la toxicité des médicaments antiviraux, dans le but d'améliorer le suivi des patients. A cet effet, des méthodes de dosage très sensibles et ont été mises au point pour permettre de quantifier les médicaments antiviraux dans le sang et dans d'autres liquides biologiques. Ces méthodes de dosage sont maintenant utilisées d'une part dans le cadre de la prise en charge des patients en routine et d'autre part pour diverses études cliniques chez les patients infectés soit par le HIV, le HCV ou bien coinfectés par les deux virus. Une partie de ce travail a été consacrée à l'investigation des différents facteurs démographiques, génétiques et environnementaux qui pourraient l'influencer la réponse clinique à la rilpivirine, un nouveau médicament contre le VIH. Toutefois, parmi tous les facteurs étudiés à ce jour, aucun n'a permis d'expliquer la variabilité de l'exposition à la rilpivirine chez les patients. On a pu cependant observer qu'à la posologie standard recommandée, un pourcentage relativement élevé de patients pourrait présenter des concentrations inférieures à la concentration sanguine minimale actuellement proposée. Il est donc utile de surveiller étroitement les concentrations de rilpivirine chez les patients pour identifier sans délai ceux qui risquent d'être sous-exposés. Dans l'organisme, le médicament subit diverses transformations (métabolisme) par des enzymes, notamment dans le foie, il est transporté dans les cellules et tissus par des protéines qui modulent sa concentration au site de son action pharmacologique. A cet effet, différents composés (métabolites) produits dans l'organisme après l'administration d'efavirenz, un autre médicament anti-VIH, ont été étudiés. En conclusion, nous nous sommes intéressés à la fois aux facteurs pharmacologiques et génétiques des traitements antiviraux, une approche qui s'inscrit dans l'optique d'une stratégie globale de prise en charge du patient. Dans ce contexte, le suivi des concentrations sanguines de médicaments constitue une des facettes du domaine émergent de la Médecine Personnalisée qui vise à maximiser le bénéfice thérapeutique et le profil de tolérance des médicaments antiviraux