Exploring infliximab serum level variability in inflammatory bowel disease: Comprehensive analysis of patient subgroups and treatment outcomes

Abstract

Background and aims

Inflammatory bowel disease (IBD) features diverse clinical presentations and progressions, impacting IFX exposure. Understanding IFX serum concentration changes is crucial for tailored monitoring in specific patient groups. The main objective of this study was to analyze ITL trajectories in patients with IBD to identify distinct groups and subgroups, revealing heterogeneity in treatment responses.

Methods

A retrospective cohort study was conducted involving IBD patients treated with infliximab in a regional reference hospital in Spain. Latent class linear mixed models were applied to identify subgroups based on serum infliximab measurements over time. To analyze the factors associated with IFX discontinuation, we employed both logistic regression and Cox regression models.

Results

The study included 165 IBD patients, and a total of 799 ITL samples were analyzed. The selected model included three clusters, with a random intercept and a random effect on both time and natural cubic spline time in the linear mixed model. Cluster 1 (20.6%) had lower IFX exposure, with 93.9% experiencing treatment discontinuation, compared to 45.1% in Cluster 2 (43.0%) and 43.3% in Cluster 3 (36.4%) (p < 0.001). Treatment discontinuation was observed in 91 individuals (55.2%) out of the total patients. In the multivariate analysis, the presence of cluster 1 was a significant predictor (OR: 7.25, 95% CI: 1.45–36.12). Bayesian dose adjustment was found to significantly reduce the risk of IFX discontinuation (OR: 0.19, 95% CI: 0.46–1.96).

Conclusions

The lack of TDM during induction and a lower proportion of adjustments made through Bayesian methods were associated with a subgroup demonstrating suboptimal pharmacokinetic profiles and reduced drug persistence. These findings highlight the clinical relevance of model-informed TDM in optimizing IFX exposure and minimizing treatment discontinuation in IBD.

Resumen

Antecedentes y objetivos

La enfermedad inflamatoria intestinal (EII) presenta una gran heterogeneidad en su manifestación clínica y evolución, lo que impacta en la exposición a infliximab (IFX). Comprender la variabilidad en las concentraciones séricas de IFX es fundamental para una monitorización personalizada en subgrupos específicos de pacientes. El objetivo principal de este estudio fue analizar las trayectorias de concentraciones séricas de IFX en pacientes con EII, identificando distintos grupos y subgrupos que reflejen la heterogeneidad en la respuesta al tratamiento.

Métodos

Se realizó un estudio de cohorte retrospectivo en pacientes con EII tratados con infliximab en un hospital de referencia en España. Se aplicaron modelos mixtos lineales de clases latentes para identificar subgrupos basados en las concentraciones séricas de infliximab a lo largo del tiempo. Para evaluar los factores asociados con la discontinuación de IFX, se emplearon modelos de regresión logística y de Cox.

Resultados

Se incluyeron 165 pacientes con EII, con un total de 799 muestras de concentraciones séricas de IFX analizadas. El modelo seleccionado identificó tres clústeres, con un intercepto aleatorio y un efecto aleatorio en el tiempo y en la función spline cúbica natural en el modelo mixto lineal. El Clúster 1 (20,6%) presentó una menor exposición a IFX, con un 93,9% de fracaso terapéutico, en comparación con el 45,1% en el Clúster 2 (43,0%) y el 43,3% en el Clúster 3 (36,4%) (p< 0,001). En total, 91 pacientes (55,2%) experimentaron fracaso terapéutico. En el análisis multivariante, la pertenencia al Clúster 1 fue un predictor significativo (OR: 7,25; IC 95%: 1,45-36,12). El ajuste de dosis mediante un método bayesiano redujo significativamente el riesgo de discontinuación de IFX (OR: 0,19; IC 95%: 0,46-1,96).

Conclusiones

La ausencia de monitorización terapéutica de fármacos durante la inducción y un menor uso de ajustes de dosis mediante métodos bayesianos se asociaron con un subgrupo de pacientes con perfiles farmacocinéticos subóptimos y menor persistencia al tratamiento.