Studiu comparativ între efectele terapeutice din experimentele pe animale şi cele din studiile clinice: analiză sistematică

Rezumat

Obiective: Examinarea concordanţei între efectele terapeutice obţinute în experimentele pe animale şi cele din studiile clinice.

Structura studiului: Analiză sistematică.

Sursele datelor: Medline, Embase, SIGLE, NTIS, Science Citation Index, CAB, BIOSIS.

Criteriul de selecţie a studiilor: Experimentele pe animale care au testat eficacitatea intervenţiilor cu efecte terapeutice (benefice sau nocive) susţinute de rezultatele studiilor clinice: administrarea de corticosteroizi în traumatismele cerebrale, agenţi antifibrinolitici în hemoragii, tromboliză sau tirilazad în accidentele vasculare cerebrale (AVC) ischemice acute, corticosteroizi administraţi prenatal pentru prevenirea sindromului neonatal de detresă respiratorie şi bisfosfonaţii în tratamentul osteoporozei.

Metoda de analiză: Au fost selectate date despre structura studiului, distribuţia necunoscută, numărul animalelor randomizate, tipul de model, intervenţia utilizată şi efectele obţinute.

Rezultate: Corticosteroizii nu au determinat efecte benefice în studiile clinice privitoare la traumatismele cerebrale, dar au fost eficienţi în cazul modelelor pe animale (valoarea cumulată a riscului relativ estimat pentru efectele adverse funcţionale 0,58; interval de încredere 95% între 0,41 şi 0,83). Tratamentul antifibrinolitic a redus sângerările în studiile clinice, dar datele au fost neconcludente în experimentele pe animale. Tromboliza a îmbunătăţit evoluţia pacienţilor cu AVC ischemic. În cazul modelelor pe animale, activatorul tisular al plasminogenului a redus volumul infarctizat cu 24% (interval de încredere 95% între 20% şi 28%) şi a ameliorat scorurile neurocomportamentale cu 23% (între 17% şi 29%). La pacienţii cu AVC ischemic, administrarea de tirilazad a fost asociată cu o evoluţie nefavorabilă. La animale, tirilazad a redus volumul infarctizat cu 29% (între 21% şi 37%) şi a îmbunătăţit scorurile neurocomportamentale cu 48% (între 29% şi 67%). Corticosteroizii administraţi prenatal au scăzut incidenţa sindromului de detresă respiratorie şi mortalitatea la nou-născuţi; ei au acţionat asemănător şi în studiile pe animale, caz în care, însă, au avut efecte incerte în privinţa mortalităţii (risc relativ estimat 4,2; interval de încredere 95% între 0,85 şi 20,9). Bisfosfonaţii au crescut densitatea minerală osoasă la pacienţii cu osteoporoză. În modelele pe animale, administrarea de bisfosfonat alendronat a mărit densitatea minerală osoasă din zona articulaţiei şoldului, faţă de placebo, cu 11,0% (interval de încredere 95% între 9,2% şi 12.9%). Efectul terapeutic similar de la nivelul coloanei lombare a fost de 8,5% (între 5,8% şi 11,2%), iar în regiunea antebraţelor (doar la maimuţe), de 1,7% (între -1,4% şi 4,7%).

Concluzii: Neconcordanţele dintre studiile efectuate pe animale şi cele cu subiecţi umani pot fi datorate erorilor de sistematizare sau incapacităţii modelelor de a simula corespunzător afecţiunile clinice.

INTRODUCERE

Înaintea iniţierii studiilor clinice, noile medicamente sunt testate, de obicei, din punct de vedere al eficienţei şi al siguranţei, pe modele cu animale.1 Unii specialişti, însă, consideră că rezultatele obţinute în cadrul unor astfel de experimente nu sunt aplicabile oamenilor, datorită diferenţelor biologice între specii şi tipului de model animal utilizat.2 În articolul de faţă am comparat efectele terapeutice identificate în analizele sistematice ale studiilor clinice, cu o lucrare similară, realizată pe baza experimentelor corespunzătoare, efectuate pe animale.6-8

METODE

Am identificat şase intervenţii în cazul cărora au existat dovezi clare ale rezultatelor terapeutice (benefice sau nocive), prezentate în analizele sistematice ale studiilor clinice: administrarea corticosteroizilor pentru traumatismele cerebrale,6-8 tratamentele cu antifibrinolitice în hemoragii,10, 11 cele cu trombolitice în AVC10, 11 şi cu tirilazad în AVC,12 administrarea prenatală a corticosteroizilor pentru prevenirea sindromului neonatal de detresă respiratorie,13 bisfosfonaţii pentru tratamentul osteoporozei.14 Ulterior, am căutat sistematic studii controlate randomizate şi nerandomizate, referitoare la cele şase intervenţii pe modele cu animale (vezi bmj.com). În cazul scalelor dihotomice am determinat riscul relativ estimat şi intervalul de încredere, iar în cel al scalelor proporţionale am măsurat amploarea efectului (vezi bmj.com). Am calculat, pe baza modelului euristic, riscul relativ estimat, mărimea efectului şi intervalele de încredere 95%. Am aplicat testul statistic I2 pentru a examina heterogenitatea.15 Am analizat şi posibilitatea existenţei erorilor de publicare, cu ajutorul unei reprezentări grafice şi al metodelor statistice.16

REZULTATE

Calitatea experimentelor în cazul fiecărei intervenţii a fost slabă (a se vedea bmj.com).

Administrarea corticosteroizilor în traumatismele cerebrale

Studiile clinice care au analizat efectele corticosteroizilor în traumatismele cerebrale nu au constatat nici un beneficiu terapeutic şi au demonstrat creşterea riscului mortalităţii.6 Am identificat 17 comunicări referitoare la modelele pe animale de traumatisme cerebrale.w1-w17 Trei dintre ele au utilizat corespunzător distribuţia "în orb". Două au raportat influenţa corticosteroizilor asupra mortalităţii, dar rezultatul terapeutic estimat nu a putut fi calculat, datorită faptului că într-unul dintre experimente lipseau nişte valori, iar în celălalt muriseră toate animalele.

Şapte studii au relatat manifestarea unor efecte neurologice. Statusul neurologic a fost evaluat cu ajutorul testului de apucare (vezi bmj.com) şi al scorului severităţii afectării neurologice. Patru experimente au utilizat testul de apucare: risc relativ estimat 0,58 (interval de încredere 95% între 0,41 şi 0,83; vezi bmj.com). Nu a existat heterogenitate (I2=0%). În trei studii a fost aplicat scorul de severitate neurologică, dar nici unul dintre ele nu a precizat ce scoruri se obţinuseră în cadrul fiecărui lot.

Administrarea agenţilor antifibrinolitici în hemoragii

Studiile clinice au arătat că agenţii antifibrinolitici reduc pierderile sangvine din timpul intervenţiilor chirurgicale.9 Am identificat opt studii referitoare la efectele antifibrinoliticelor pe modele cu animale.w18-w25 Într-unul nu a fost precizat numărul de animale. Altul a raportat mortalitatea, cinci, timpul de sângerare şi un altul, scăderea hemoglobinei. Nici unul nu a menţionat că ar fi folosit metoda de distribuţie în orb. Patru au utilizat evaluarea în orb, dar nu au descris metoda. Unul a analizat efectele antifibrinoliticelor asupra mortalităţii, dar nu s-au înregistrat decese. Cinci au evaluat efectele asupra pierderilor sangvine, dar numai unul a avut suficiente date pentru a permite calcularea efectului estimat. Altul a identificat o scădere a sângerărilor gastrice cu 0,09 ml (interval de încredere 95% între 0,08 şi 0,10). Un studiu a raportat o scădere a pierderilor sangvine (în medie de 523 ml), dar a omis să precizeze deviaţia standard. Un altul a menţionat o reducere a pierderilor de sânge cu 0,83 ml, însă nu a specificat numărul subiecţilor din lotul de control.

Tromboliza în accidentele vasculare cerebrale ischemice acute

Tromboliza cu activatori ai plasminogenului tisular recombinant reduce mortalitatea sau invaliditatea după AVC ischemice, în ciuda creşterii hemoragiilor intracraniene.10, 11 În total, am identificat 113 studii referitoare la efectele utilizării activatorilor plasminogenului tisular sau a agenţilor similari, pentru tromboliză, pe modele cu animale de AVC.w26-w138 Volumul infarctizat a fost raportat în 212 cazuri comparative (3 301 animale), scorurile neurocomportamentale, în 84 şi hemoragiile, în 146. Reprezentarea grafică a sugerat existenţa unui excedent de studii care au exagerat eficacitatea (vezi bmj.com). Activatorul tisular al plasminogenului a redus volumul infarctizat cu 24% (interval de încredere 95% între 20% şi 28%), a ameliorat scorurile neurocomportamentale cu 23% (între 17% şi 29%) şi a crescut probabilitatea producerii unei hemoragii (risc relativ estimat 1,96; interval de încredere 95% între 1,63 şi 2,35; vezi bmj. com). Heterogenitatea a fost semnificativă în cazul volumului infarctizat (I2=78,2%) şi al scorurilor neurocomportamentale (I2=75,2%).

Tirilazad în accidentele vasculare cerebrale ischemice acute

Tirilazad creşte riscul mortalităţii şi invalidităţii la pacienţii cu AVC.12 Am identificat 18 studii în care medicamentul a fost utilizat pentru tratamentul AVC în modelele pe animale;w139-w156 toate au precizat volumele infarctizate, iar opt au menţionat şi efectele neurocomportamentale (vezi bmj.com). Cu ajutorul reprezentării grafice a fost identificat un excedent de studii mici care au exagerat eficacitatea. Tirilazad a redus volumul infarctizat cu 29% (interval de încredere 95% între 21% şi 37%) şi a ameliorat scorurile neurocomportamentale cu 48% (între 29% şi 67%). Heterogenitatea a fost substanţială atât în cazul volumului infarctizat (I2=73,3%), cât şi în cel al scorurilor neurocomportamentale (I2=58,1%).

Corticosteroizii administraţi prenatal pentru prevenirea sindromului neonatal de detresă respiratorie

Corticosteroizii administraţi prenatal reduc, la nou-născuţi, incidenţa sindromului de detresă respiratorie şi mortalitatea.13 Am identificat 56 de studii controlate în care s-au administrat corticosteroizi la animale cu risc de naştere prematură.w157-212 Ei au fost injectaţi fie la mame, intramuscular sau subcutanat (în 32 de studii) ori intraperitoneal (în şase studii), fie direct la făt (în 18 studii). Doar în trei experimente a fost evaluat efectul administrării injectabile prenatale a corticosteroizilor asupra sindromului neonatal de detresă respiratorie, însă rezultatele au fost evaluate diferit.

Sindromul de detresă respiratorie a fost redus în lotul în care s-au administrat corticosteroizi în toate cele trei studii. Într-unul dintre ele, afecţiunea a apărut la doi din cei 15 pui din lotul corticosteroizilor, comparativ cu nouă din lotul de control (P=0,01). Într-un alt studiu, standardizarea capacităţii pulmonare totale, la puii de iepure din lotul tratat cu corticosteroizi, a fost de 1,8 (0,4) ml/g, faţă de 1,4 (0,4) ml/g, cât s-a înregistrat în grupul de control. În al treilea studiu, doar şase din cele 12 maimuţe din lotul în care a fost instituită corticoterapia au dezvoltat sindrom sever de detresă respiratorie, în comparaţie cu 11 din lotul de control (P=0,03). În şapte dintre studii au fost raportate efectele corticosteroizilor asupra mortalităţii neonatale: risc relativ estimat 4,2 (interval de încredere 95% între 0,85 şi 20,9). Heterogenitatea a fost semnificativă (I2=72,7).

Bisfosfonaţii utilizaţi pentru osteoporoza

Bisfosfonaţii cresc densitatea minerală osoasă la femeile aflate la menopauză, care asociază osteoporoză.14 Am identificat 16 studii controlate în care s-au administrat bisfosfonaţi la animale (două la maimuţe şi 14 la şoareci).w213-228 Efectele bisfosfonaţilor asupra densităţii minerale osoase au fost raportate în 11 studii (vezi bmj.com). În 11 din 11 s-a identificat o creştere a densităţii minerale osoase, iar în şase din şase, o ameliorare a masei osoase.

Metaanaliza a arătat că, în comparaţie cu placebo, alendronatul creşte densitatea minerală osoasă cu 11,0% (interval de încredere 95% între 9,2% şi 12,9%), la nivelul articulaţiei şoldului, cu 8,5% (între 5,8% şi 11,2%), în zona coloanei lombare şi cu 1,7% (între -1,4% şi 4,7%), în regiunea antebraţelor (doar la maimuţe).

DISCUŢII

În cadrul celor şase intervenţii au existat diferenţe în ceea ce priveşte corelaţiile dintre rezultatele studiilor pe animale şi ale celor pe subiecţi umani. Tromboliza cu activatorul plasminogenului tisular, pentru terapia AVC, a fost eficientă în experimentele pe animale, datele obţinute fiind concordante cu cele ale studiilor clinice. Experimentele realizate pe animale au avut o calitate slabă şi s-a dovedit că au existat unele erori legate de publicarea concluziilor lor, ceea ce poate să fi influenţat şi datele noastre cu privire la concordanţa rezultatelor. Am identificat mai mult de 100 de studii ale căror loturi experimentale totalizau peste 3 000 de animale. Prin urmare, rezultatele au fost exacte, dar nu neapărat valide, din punct de vedere statistic. Asemănarea lor poate fi explicată de volumul mare de dovezi şi de reproducerea unor studii similare pe animale şi în laboratoare diferite. În plus, efectele activatorului plasminogenului tisular au fost testate pe animale mai vârstnice ori care prezentau comorbidităţi şi la diferite intervale de timp de la momentul instalării AVC-ului, asigurându-se, astfel, un grad rezonabil al similitudinii cu pacienţii din studiile clinice. Rezultatele administrării bisfosfonaţilor la animale au fost asemănătoare cu cele obţinute în studiile clinice. Am mai constatat şi faptul că administrarea prenatală de corticosteroizi a redus frecvenţa de apariţie a sindromului neonatal de detresă respiratorie, în studiile pe animale şi în cele clinice, dar datele au fost puţine şi nu au existat dovezi care să ateste rata mortalităţii.

În cele patru experimente din metaanaliza noastră, referitoare la efectele corticosteroizilor în tratamentul traumatismelor cerebrale, în modelele pe animale, au fost utilizate tipare ponderale.17 Alocarea subiecţilor a fost corespunzătoare, iar evaluarea efectelor s-a făcut în orb. Analizate împreună, rezultatele au fost favorabile. Cu toate acestea, experimentele au fost realizate în acelaşi laborator, au existat informaţii puţine despre reacţiile adverse şi nu a fost analizată influenţa comorbidităţilor. Am mai identificat efecte diferite şi în cazul tirilazadului administrat în AVC. Din experimentele realizate pe animale reiese că acţiunea lui a fost asociată cu obţinerea unor rezultate favorabile; în schimb, studiile clinice nu numai că nu-i confirmă beneficiile ci, dimpotrivă, îi evidenţiază unele efecte nocive. Totuşi, intervalul dintre debutul AVC şi iniţierea tratamentului a fost mai mare în cazul studiilor clinice (mediana a fost de cinci ore) decât în modelele pe animale (mediana de 10 minute). Unele dintre studiile clinice au inclus pacienţi cu AVC debutat în ultimele 24 de ore. În cazul antifibrinoliticelor administrate în hemoragii, studiile clinice au înregistrat dovezi clare ale beneficiilor terapeutice, pe când în modelele animale nu existau asemenea date.

Deseori, experimentele pe modele pe animale sunt efectuate pentru a înţelege mecanismele biologice şi nu le putem contesta valoarea. Deşi am încercat să-i contactăm pe unii dintre autori, noi am analizat strict informaţiile prezentate, neavând cum să excludem datele nepublicate. Sinteza noastră sistematică menţionează, însă, limitele studiilor pe animale, inclusiv gradul de reproducere a bolii la oameni.

Recenziile sistematice ar putea facilita aplicarea, la oameni, a rezultatelor obţinute pe animale. Din punct de vedere al calităţii metodologice şi al dimensiunii eşantioanelor au existat variaţii ale experimentelor realizate pe animale. Doar rareori s-a precizat dacă au aplicat metoda randomizării şi a distribuţiei pe grupe de tratament în orb, ceea ce poate avea implicaţii serioase, deoarece în experimentele pe animale nerandomizate şi fără alocare pe grupuri în orb, probabilitatea de a raporta efecte terapeutice pozitive este de cinci ori mai mare.18

În analiza sistematică a trombolizei în AVC ischemic acut am identificat dovezi clare ale erorilor de publicare. Evaluarea lor a fost greu de realizat în celelalte sinteze sistematice, datorită numărului mare de experimente. În majoritatea cazurilor, am analizat rezultatele pentru a estima cât mai exact eficacitatea, deşi acurateţea rămâne îndoielnică, din cauza heterogenităţii. Erorile de publicare ar putea fi reduse prin înregistrarea prospectivă a cercetărilor pe animale. Ministerul de Interne al Regatului Unit, căruia i-am solicitat informaţii suplimentare, relevante pentru studiul nostru, nu ne-a putut oferi un astfel de sprijin (vezi bmj.com).

Dovezile empirice referitoare la erori, obţinute din protocolul de lucru, au contribuit la ameliorarea calităţii studiilor clinice şi ar putea avea acelaşi impact şi asupra experimentelor pe animale. Impunerea unor standarde pentru cercetările bazate pe dovezi ar putea asigura raportarea caracteristicilor importante ale metodologiei utilizate.19

Analizele sistematice pot sublinia limitele studiilor animale. În cazul AVC, intervalul de timp dintre instalarea ocluziei şi iniţierea terapiei a fost similar în studiile pe animale şi în cele umane. În cazul traumatismelor cerebrale, tratamentul a fost administrat în următoarele cinci minute la animale, iar în studiile clinice, într-un interval de maximum opt ore. În nici unul dintre experimentele pe animale nu au existat modele care să simuleze situaţia complexă post-traumatism cerebral. Comorbidităţile sunt grave atât la persoanele cu leziuni cerebrale cât şi la cele cu traumatisme cerebrale, dar au fost analizate doar în modele de AVC.

Analizele sistematice ale experimentelor pe animale ar putea să impulsioneze colaborarea între colectivele de cercetare şi să încurajeze abordarea iterativă, menită să îmbunătăţească relevanţa modelelor pe animale pentru protocolul aplicat în cazul studiilor clinice. În situaţiile în care modelele nu oglindesc în mod corespunzător contextul clinic, ar trebui încercată stricta lor adaptare la cazul analizat.

Mulţumim domnului Iain Chalmers pentru comentariile constructive.

Pe http://www.crash.ishtm.uk/este prezentat un tabel care conţine date referitoare la calitatea experimentelor pe animale incluse în prezenta analiză sistematică.

Contribuţii: Vezi bmj.com.

Finanţare: Lucrarea de faţă a fost finanţată de programul de evaluare a cercetării şi dezvoltării tehnologiilor medicale din cadrul National Health Service. Opiniile exprimate în acest articol sunt cele ale autorilor şi nu le reprezintă în mod obligatoriu pe cele ale programului metodologic, ale programului de evaluare a tehnologiei medicale sau ale Departamentului Medical. Finanţarea cercetării de către NHS nu trebuie considerată un suport implicit al recomandărilor exprimate de către autori.

Conflicte de interese: IR a fost cercetător în studiul clinic controlat statistic al administrării corticosteroizilor după traumatisme cerebrale semnificative. Studiul a fost finanţat de UK Medical Research Council. Pharmacia and Upjohn (Pfizer din 2003) a furnizat către Medical Research Council metilprednisolonul (gratuit) necesar studiului, un grant pentru pregătirea substanţei placebo şi sprijin în întâlnirile dintre colegi. PS este investigator asociat al celui de-al treilea studiu clinic internaţional de AVC şi a testat efectele utilizării intravenoase a activatorului plasminogenului tisular recombinant în AVC ischemic acut; prima fază (terminată în 2005) a acestui studiu clinic a fost finanţată de Boehringer Ingelheim, producătorul activatorului plasminogenului tisular, care a donat medicamentul şi placebo pentru primii 300 de pacienţi. Actuala fază a studiului clinic este finanţată de Medical Research Council şi Health Foundation. Nici unul dintre autori nu are conflicte de interese financiare importante.

Aprobare etică: Nu a fost necesară.

Comparison of treatment effects between animal experiments and clinical trials: systematic review

BMJ 2007:334:197-200

1Crash Trials Coordinating Centre, London School of Hygiene and Tropical Medicine, London WC1E 7HT
2Clinical Neurosciences, University of Edinburgh
3Centro Rosarino de Estudios Perinatales, WHO Collaborative Centre in Maternal and Child Health, Rosario 2000, Argentina
4Division of Reproductive and Child Health, Birmingham Womenţs Hospital, University of Birmingham

Correspondence to:P Perel mailto:pablo.perel@lshtm.ac.uk

Bibliografie

1 Sibbald WJ. An alternative pathway for preclinical research in fluid management. Crit Care 2000;4(suppl 2):S8-15.

2 Croce P. Vivisection or science? An investigation into testing drugs and safeguarding health. London: Zed Books, 1999.

3 Pound P, Ebrahim S. Supportive evidence is lacking for report on animal studies. BMJ 2002;325:1038.

4 Roberts I, Kwan I, Evans P, Haig S. Does animal experimentation inform human health care? Observations from a systematic review of international animal experiments on fluid resuscitation. BMJ 2002;324:474-6.

5 Pound P, Ebrahim S, Sandercock P, Bracken M, Roberts I. Where is the evidence that animal research benefits humans? BMJ 2004;328:514-7.

6 Alderson P, Roberts I. Corticosteroids for acute traumatic brain injury. Cochrane Database Syst Rev 2005; (1):CD000196. DOI:10.1002/14651858.CD000196. pub2.

7 The CRASH Trial Collaborators. Final results of MRC CRASH, a randomised placebo-controlled trial of intravenous corticosteroid in adults with head injury-outcomes at 6 months. Lancet 2005;365:1957-9.

8 The CRASH Trial Collaborators. Effect of intravenous corticosteroids on death within 14 days in 10,008 adults with clinically significant head injury (MRC CRASH Trial): a randomised placebo-controlled trial. Lancet 2004;364: 1321-8.

9 Henry DA, Moxey AJ, Carless PA, O'Connell D, McClelland B, Henderson KM, et al. Anti-fibrinolytic use for minimising perioperative allogeneic blood transfusion. Cochrane Database Syst Rev 1999;(4):CD001886. DOI:10.1002/ 14651858.CD001886.

10 Mielke O, Wardlaw J, Liu M. Thrombolysis (different doses, routes of administration and agents) for acute ischaemic stroke. Cochrane Database Syst Rev 2004;(4):CD000514. DOI:10.1002/14651858.CD000514.pub2.

11 The ATLANTIS, ECASS, and NINDS rt-PA Study Group Investigators. Association of outcome with early stroke treatment: pooled analysis of ATLANTIS, ECASS, and NINDS rt-PA stroke trials. Lancet 2004;363:768-74.

12 The Tirilazad International Steering Committee. Tirilazad for acute ischaemic stroke. Cochrane Database Syst Rev 2001;(4):CD002087. DOI:10.1002/14651858.CD002087.

13 Roberts D, Dalziel S. Antenatal corticosteroids for accelerating fetal lung maturation for women at risk of preterm birth. Cochrane Database Syst Rev 2006; (3):CD004454. DOI:10.1002/14651858.CD004454. pub2

14 Cranney A, Wells G, Willan A, Griffith L, Zytaruk N, Robinson V, et al. Meta-analyses of therapies for postmenopausal osteoporosis. II. Meta-analysis of alendronate for the treatment of postmenopausal women. Endocr Rev 2002;23:508-16.

15 Higgins J, Thompson S, Deeks J, Altman D. Measuring inconsistency in meta-analyses. BMJ 2003;327:557-60.

16 Egger M, Davey Smith G, Schneider M, Minder C. Bias in meta-analyses detected by a simple graphical test. BMJ 1997;315:629-34.

17 Cernak I. Animal models of head trauma. NeuroRx 2005;2:410-22.

18 Bebarta B, Luyten D, Heard K. Emergency medicine animal research: does use of randomization and blinding affect the results? Acad Emerg Med 2003;10:684-7.

19 Moher D, Schulz KF, Altman DG. .TheCONSORT statement: revised The CONSORT statement: revised recommendations for improving the quality of reports of parallel-group randomised trials. Lancet 2001;357:1191-4.

Rate this article: 
Încă nu sunt voturi
Bibliografie: 
Traducere: 
Dr. Olguţa Iliescu
Autor: