Prognostics and precision imaging with advanced CMR in pulmonary hypertension

Precapillary pulmonary hypertension (PH) is a rare disease where patients have severely impaired quality of life and poor survival. The overall purpose of this project is to develop precision medicine in PH by novel cardiac magnetic resonance imaging (CMR) and patient-specific modelling to improve outcome. Specifically, we aim to increase the precision of diagnosis, early detection of structural deterioration in the pulmonary vessels and the heart, and to improve treatment response by identifying the right patient getting the right treatment at the right time.

Bakgrund
Prekapillär pulmonell arteriell hypertension (PH) är en ovanlig och kronisk sjukdom där lungornas blodkärl blir trånga. Patienter med PH har allvarligt försämrad livskvalitet och dålig överlevnad. Efter fem års sjukdom lever endast 55 % trots sjukdomsspecifika läkemedel och i vissa fall lungtransplantation. PH-specifik behandling är komplicerad eftersom den balanserar optimal behandlingseffekt mot betydande biverkningar av behandlingen. Sjukdomen kan uppkomma i alla åldrar, och en tredjedel är yngre än 50 år vid diagnos. Sjukdomen drabbar såväl kvinnor som män, men hos personer under 70 år är den vanligare hos kvinnor. Symptomen är ofta ospecifika och delas med flera andra mer vanliga åkommor.
För att förbättra livskvalitet och överlevnad för patienter med PH måste vi
• upptäcka strukturella och mekanistiska förändringar i lungkärl och hjärtat eftersom de kan uppstå långt innan patienten känner symtom och söker vård,
• undvika feldiagnostik av vänster hjärtsjukdom som orsak till PH; detta är avgörande eftersom PH-riktad behandling kan vara ogynnsam och t.o.m. dödlig när den ges till patienter med vänstersidig hjärtsjukdom, samt
• ha patientspecifik behandling och öka behandlingseffekten genom att identifiera vilken patient som kommer att svara på vilken behandling och vid rätt tid i sjukdomsförloppet.
Förändringarna i lungkärlen gör att blodtrycket i lungorna ökar eftersom samma volym blod ska ta sig fram genom de allt trängre kärlen. Högersidan av hjärtat pumpar blodet ut i lungkärlen och måste då arbeta mot högre motstånd och högerkammarfunktionen försvagas på sikt. Detta medför sämre prognos. Men höger hjärthalva är svår att bedöma och detta fordrar utredning med tryckmätningar inuti hjärtat utfört med katetrisering för att säkerställa diagnosen PH. Vi kan dock med magnetresonans av hjärtat (hjärt-MR) mäta hjärtats volymer och blodflöden med stor noggrannhet.

Målsättning
Det övergripande syftet med projektet är att förbättra överlevnaden för patienter med PH genom att använda nyutvecklad hjärt-MR-avbildning. Detta innebär tidigare upptäckt av strukturella förändringar i lungkärlen och hjärtat, ökad precision i diagnosticering, och därmed att rätt patient får rätt behandling vid rätt tidpunkt. Specifikt, vi kommer med hjälp av hjärt-MR utveckla avancerade bilddiagnostiska biomarkörer av hjärtfunktion och mekanik för bättre precision av diagnosen. Vi kommer bedöma dessa markörers prognostiska betydelse. Vi kommer dessutom undersöka hur dessa nya hjärt-MR-biomarkörer kan underlätta tidig upptäckt av försämrat tillstånd, bättre förutsäga överlevnad och på sikt förbättra behandlingsstrategier.

Arbetsplan
Vi har idag i vår databas hjärt-MR-bilder från 350 patienter med PH, nydiagnostiserade och under uppföljning, insamlade sedan 2002. Insamlingen pågår fortsatt. Nya avancerade hjärt-MR-bildsekvenser har utvecklats och validerats i vår forskargrupp i Lund. Sedan 2017 har dessa nya, avancerade hjärt-MR-bildsekvenser samlats in i samband med klinisk utredning av PH. En specialiserad mjukvara, utvecklad inom egna forskargruppen, används till utvärdering av de nya mått på hjärtfunktion och blodflöde som ingår i projektet.

Betydelse
Detta projekt kommer att avsevärt öka vår förståelse för hur man kan förlänga livslängden för patienter med PH. Vi kommer uppnå detta genom att använda hjärt-MR i kombination med avancerad bildbehandling och patientspecifik modellering till personstyrda behandlingsstrategier. Detta har potential att påtagligt gynna den enskilda patientens välbefinnande samt ge kostnadsnytta för hälso- och sjukvårdssystemet. Vi förväntar oss att den kunskap som erhållits från de nya hjärt-MR bilddiagnostiska biomarkörerna i detta projekt bör kunna införas i klinisk praxis och leda till förbättrad livskvalitet och ökad överlevnad för patienterna inom cirka 5 år.