Stanfordin tutkimus tunnistaa kuusi masennuksen biotyyppiä yksilöllistä hoitoa varten.

Lähitulevaisuudessa nopeaa aivokuvantamista voidaan käyttää masennuksen seulontaan parhaan hoidon määrittämiseksi.

Stanfordin lääketieteen tutkijoiden johtaman uuden tutkimuksen mukaan aivokuvantamisen ja koneoppimisen yhdistelmä voi tunnistaa masennuksen ja ahdistuksen alatyyppejä. Nature Medicine -lehdessä julkaistava tutkimus jakaa masennuksen kuuteen biologiseen alatyyppiin eli "biotyyppiin" ja tunnistaa, mitkä hoidot ovat todennäköisemmin tai vähemmän tehokkaita kolmelle näistä alatyypeistä.

Tarve parempien hoitovalintamenetelmien löytämiseksi

Parempia menetelmiä hoitojen räätälöimiseksi tarvitaan kiireellisesti, totesi tutkimuksen johtava kirjoittaja Lynn Williams, psykiatrian ja käyttäytymistieteiden professori sekä Stanford Medicinen tarkkuuspsykiatrian ja hyvinvoinnin keskuksen johtaja. Williams, joka menetti kumppaninsa masennukseen vuonna 2015, on keskittänyt työnsä uraauurtavaan tutkimukseen tarkkuuspsykiatrian alalla.

Noin 30 prosentilla masennuksesta kärsivistä on niin sanottu hoitoresistentti masennus, mikä tarkoittaa, että useat lääkkeet tai terapiat eivät ole parantaneet heidän oireitaan. Kahdella kolmasosalla masennuksesta kärsivistä hoito ei onnistu poistamaan oireita kokonaan terveelle tasolle.

Tämä johtuu osittain siitä, ettei ole olemassa luotettavaa tapaa määrittää, mikä masennuslääke tai hoitomuoto auttaa tiettyä potilasta. Lääkkeet määrätään yrityksen ja erehdyksen kautta, joten tehokkaan hoidon löytäminen, jos sitä ylipäätään tapahtuu, voi kestää kuukausia tai vuosia. Ja eri hoitojen kokeileminen pitkään ilman helpotusta voi pahentaa masennusoireita.

"Työmme tavoitteena on selvittää, miten asiat tehdään oikein ensimmäisellä kerralla. On hyvin turhauttavaa työskennellä masennuksen alalla ilman parempaa vaihtoehtoa kaikille sopivalle lähestymistavalle", tohtori Williams sanoi.

Biotyypit ennustavat hoitovasteen

Ymmärtääkseen paremmin masennuksen ja ahdistuksen biologiaa Williams ja hänen kollegansa arvioivat 801 aiemmin masennus- tai ahdistusdiagnoosin saanutta tutkimushenkilöä käyttäen funktionaalista magneettikuvausta (fMRI) aivotoiminnan mittaamiseksi. He skannasivat vapaaehtoisten aivot levossa ja heidän suorittaessaan erilaisia tehtäviä, joiden tarkoituksena oli testata heidän kognitiivisia ja emotionaalisia toimintojaan. Tutkijat keskittyivät aivojen alueisiin ja niiden välisiin yhteyksiin, joiden tiedetään jo olevan osallisina masennuksessa.

Käyttämällä koneoppimismenetelmää, joka tunnetaan klusterianalyysinä, potilaiden aivokuvien ryhmittelyyn he tunnistivat kuusi erillistä aktiivisuusmallia tutkituilla aivoalueilla.

Tutkijat jakoivat myös satunnaisesti 250 tutkimusosallistujaa saamaan yhtä kolmesta laajalti käytetystä masennuslääkkeestä tai käyttäytymisterapiasta. Yhteen biotyyppiin kuuluneet potilaat, joilla oli lisääntynyt aktiivisuus aivojen kognitiivisilla alueilla, reagoivat parhaiten masennuslääke venlafaksiiniin (tunnetaan nimellä Effexor) verrattuna muihin biotyyppeihin. Toiseen alatyyppiin kuuluneet, joiden lepoaivot osoittivat lisääntynyttä aktiivisuutta kolmella masennukseen ja ongelmanratkaisuun liittyvällä alueella, reagoivat paremmin käyttäytymisterapiaan. Ja kolmannen alatyypin potilaat, joilla oli vähentynyt lepoaktiivisuus aivopiirissä, joka kontrolloi tarkkaavaisuutta, näkivät oireiden paranemista käyttäytymisterapiasta vähemmän todennäköisesti verrattuna muihin biotyyppeihin.

Tutkimuksen merkitys

"Tietojemme mukaan tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme pystyneet osoittamaan, että masennus voidaan selittää erilaisilla aivotoiminnan poikkeavuuksilla", Williams sanoi. "Tämä on pohjimmiltaan osoitus yksilöllisen lääketieteen lähestymistavasta mielenterveyteen, joka perustuu aivotoiminnan objektiivisiin mittauksiin."

Toisessa tuoreessa tutkimuksessa Williams ja hänen tiiminsä osoittivat, että fMRI:n käyttö aivojen kuvantamiseen parantaa heidän kykyään tunnistaa ihmisiä, jotka todennäköisesti reagoivat masennuslääkkeisiin. Tässä tutkimuksessa tutkijat keskittyivät masennuksen kognitiiviseen biotyyppiin, joka vaikuttaa yli neljännekseen masennuksesta kärsivistä ja jolla on pienempi todennäköisyys reagoida tavanomaisiin masennuslääkkeisiin. Tunnistamalla kognitiivisen biotyypin omaavat ihmiset fMRI:n avulla tutkijat ennustivat tarkasti remission todennäköisyyden 63 %:lla potilaista verrattuna 36 %:n tarkkuuteen ilman aivokuvantamista. Tämä tarkkuuden parannus tarkoittaa, että lääkärit määräävät todennäköisemmin oikean hoidon ensimmäisellä kerralla. Tutkijat tutkivat nyt uusia hoitoja tälle biotyypille toivoen löytävänsä lisää vaihtoehtoja niille, jotka eivät reagoi tavanomaisiin masennuslääkkeisiin.

Lisätutkimusta masennuksesta

Eri biotyypit korreloivat myös oireiden ja tehtävien suorittamisen erojen kanssa tutkimukseen osallistuneiden välillä. Esimerkiksi niillä, joilla oli lisääntynyttä aktiivisuutta aivojen kognitiivisilla alueilla, oli korkeampi anhedonian (kyvyttömyys kokea mielihyvää) taso kuin muilla biotyypeillä; he myös suoriutuivat huonommin toiminnanohjaustehtävissä. Ne, joilla oli parhaiten käyttäytymisterapiaan reagoiva alatyyppi, tekivät myös virheitä toiminnanohjaustehtävissä, mutta suoriutuivat hyvin kognitiivisissa tehtävissä.

Yhdessä tutkimuksessa tunnistetuista kuudesta biotyypistä ei havaittu havaittavia eroja aivojen aktiivisuudessa kuvautuneilla alueilla verrattuna aktiivisuuteen ihmisillä, joilla ei ole masennusta. Williamsin mielestä he eivät todennäköisesti ole tutkineet häiriön taustalla olevaa aivobiologiaa kokonaisuudessaan. Heidän tutkimuksensa keskittyi alueisiin, joiden tiedetään liittyvän masennukseen ja ahdistukseen, mutta kyseisessä biotyypissä saattaa olla muunlaisia toimintahäiriöitä, joita heidän kuvantamisensa ei havainnut.

Williams ja hänen tiiminsä laajentavat kuvantamistutkimusta ottamaan mukaan enemmän osallistujia. Hän haluaa myös testata lisää hoitoja kaikissa kuudessa biotyypissä, mukaan lukien lääkkeitä, joita ei ole perinteisesti käytetty masennukseen.

Hänen kollegansa, psykiatrian ja käyttäytymistieteiden apulaisprofessori ja lääketieteen tohtori Laura Hack, on alkanut käyttää kuvantamistekniikkaa kliinisessä työssään Stanfordin lääketieteellisessä yliopistossa kokeellisen protokollan kautta. Tiimi haluaa myös laatia menetelmälle helposti käyttöönotettavat standardit, jotta muut mielenterveysalan ammattilaiset voivat alkaa ottaa sitä käyttöön.

"Jotta ala todella siirtyisi kohti täsmäpsykiatriaa, meidän on tunnistettava hoidot, jotka todennäköisimmin tehoavat potilaille, ja saatava heidät näihin hoitoihin mahdollisimman pian", Ma sanoi. "Tieto heidän aivotoiminnastaan, erityisesti tässä tutkimuksessa arvioimistamme todistetuista piirteistä, auttaa meitä laatimaan tarkempia hoitoja ja lääkemääräyksiä yksilöille."