Sleep apnea: towards precision medicine

18 gen.
Ferran Barbé

Obstructive sleep apnea is a chronic disorder characterised by recurrent episodes of a blockage of the upper airways during sleep which affects between 5% and 14% of adults from 30 to 70 years of age, mainly men. In addition, sleep apnea leads to a reduction of the intake of oxygen (hypoxia) during sleep. In order to counteract this lack of oxygen, the brain reacts by forcing a short awakening known as arousal which reactivates the muscles in the upper airway and allows air to pass through (reoxygenation).

These cycles of hypoxia-reoxygenation produce stress to the circulatory system and leads to an increase in the risk of cardiovascular, hypertensive, metabolic, cerebrovascular, or neoplastic diseases, and lastly, a risk of death. At the same time, the arousals prevent a person from having a good night’s rest, produce the feeling of tiredness and an excessive desire to sleep during the day, which is associated with an increase in road accident rates and a decrease in life quality.

A standardised approach in the treatment of sleep apnoea exists: the use of continuous positive airway pressure (CPAP) during the night in order to keep the upper airways open which helps the person rest.

However, treatment with CPAP shows contradictory results. On the one hand, it has been demonstrated that the use of a CPAP for at least 4h per night increases quality of life and reduces blood pressure among population groups with high blood pressure. In contrast, it has not been demonstrated that the use of CPAP reduces the risk of major cardiovascular events or deaths. Therefore, sleep apnea is a heterogeneous disorder and the use of CPAP is not equally effective with all patients. Which patients can benefit most from the treatment? Should all patients be treated in the same way?

We believe it is important to look for patients with sleep apnea profiles that can benefit from a treatment with CPAP. The creation of the PADRIS programme (Public Data Analysis for Health Research and Innovation Programme in Catalonia), whose aim it is to make related health data available to the scientific community to drive research, innovation and assessment in health, has given us the opportunity to be able to analyse all subjects with sleep apnea treated with CPAP in Catalonia. We are talking about 71,217 people, approximately 1% of the general population who were attended by the public health system in Catalonia (primary care, hospital care, social health and/or pharmacy) in the period 2012-2013.

To establish these profiles (that is, groups of patients having similarities with each other but at the same time very different from the remainder) the most frequent comorbidities of patients with sleep apnea have been taken into consideration as well as the clinically relevant comorbidities. Six different profiles of patients were identified among patients with sleep apnea and treated with CPAP in Catalonia.

 

Despite defining these six different patient profiles, we can safely say that the population of Catalonia receiving CPAP is divided into two large basic groups: on the one hand, old age patients, with a high mortality rate and a frequent use of resources, and on the other, patients with fewer comorbidities, a low mortality rate and an infrequent use of resources. You can read it in an article in Plos ONE.

Do both groups need to be treated in the same way? It seems not. In the group with fewer comorbidities, a low mortality rate and an infrequent use of resources, it seems that sleep apnea is the most important determinant in the prognosis of these patients and there is evidence that this would be the group that could most benefit from treatment with CPAP. In contrast, it seems that in the other group sleep apnoea is at a secondary level, given that the predominant diseases are more serious.

The study has allowed us to assess the association between treatment with CPAP and mortality; that is, whether more people die who are being treated with CPAP or whether more people die having the same comorbidities but without sleep apnea.

To be able to achieve this objective, for each patient treated with CPAP we looked for three people with similar characteristics but without sleep apnea. What we observed was surprising, namely that despite presenting a greater number of comorbidities, treatment with CPAP is associated with a decrease in mortality rate at a population level (Am J Crit Care Med 2018).

We now need to continue working to find out what occurs in each of the patient profiles. Having access to this volume of data helps us to make an estimate of the groups of patients with sleep apnoea that will benefit more with CPAP treatment and this means that we are getting closer and closer to precision medicine.

Diseases do not exist, ill people do

Post written by Ferran Barbé, Hospital Institut de Recerca Biomèdica de Lleida.

Apnea del son: cap a la medicina de precisió

18 gen.
Ferran Barbé

L’apnea obstructiva del son és un trastorn crònic que es caracteritza per episodis recurrents de bloqueig de la via aèria superior durant el son i afecta entre el 5% i el 14% d’adults de 30 a 70 anys, majoritàriament en els homes. A més a més, l’apnea del son implica una disminució de l’entrada d’oxigen (hipòxia) durant el son. Per tal de contrarestar aquesta falta d’oxigen, el cervell reacciona causant un microdespertar, anomenat arousal, que reactiva els músculs de la via aèria superior i permet el pas de l’aire (reoxigenació).

Aquests cicles d’hipòxia-reoxigenació produeixen un estrès a nivell del sistema circulatori i fan que augmenti el risc de malalties cardiovasculars, hipertensives, metabòliques, cerebrovasculars, neoplàsies i, per últim, el risc de mort. Al mateix temps, els arousal impedeixen un bon descans, produeixen sensació de fatiga i de somnolència diürna excessiva, la qual cosa s’associa a un augment de la taxa d’accidentabilitat vial i a una pitjor qualitat de vida.

Existeix una aproximació estandarditzada en el tractament de l’apnea del son: l’aplicació nocturna de pressió positiva continua en la via aèria (CPAP) per tal de mantenir obertes les vies respiratòries superiors i, per tant, ajudar a descansar.

No obstant això, el tractament amb CPAP mostra resultats contradictoris. Per una banda, s’ha demostrat que l’ús de la CPAP d’almenys 4 h/nit augmenta la qualitat de vida i disminueix la pressió arterial en certes poblacions d’hipertensos. D’altra banda, no s’ha arribat a demostrar que l’ús de la CPAP disminueixi el risc d’esdeveniments cardiovasculars majors ni la mortalitat. Per tant, l’apnea del son és un trastorn heterogeni i l’ús de la CPAP no és igual d’efectiu en tots els pacients. Quins són els pacients que es poden beneficiar més del tractament? S’haurien de tractar tots els pacients de la mateixa manera?

Pensem que és important buscar perfils de pacients amb apnea del son que puguin beneficiar-se del tractament amb CPAP. La creació del programa PADRIS (Programa públic d’analítica de dades per a la recerca i la innovació en salut) que té com a missió posar a disposició de la comunitat científica les dades sanitàries relacionades per impulsar la recerca, la innovació i l’avaluació de salut, ens ha donat l’oportunitat de poder analitzar tots els subjectes amb apnea del son i tractats amb CPAP a Catalunya. Parlem de 71.217 persones, aproximadament l’1% de la població general, que van ser ateses pel sistema sanitari públic a Catalunya (atenció primària, hospital, sociosanitari i/o farmàcia) entre el 2012-2013.

Per establir aquests perfils (és a dir, grups de pacients similars entre ells, però alhora molt diferents de la resta) s’han tingut en compte les comorbiditats més freqüents dels pacients amb apnea del son i les comorbiditats clínicament rellevants. Es van identificar sis perfils de pacients diferents entre els pacients amb apnea del son i tractats amb CPAP a Catalunya.

Tot i haver definit aquests sis perfils de pacients diferents podem dir que la població  de Catalunya amb CPAP es distribueix majoritàriament en dos grans grups: per una banda pacients d’edats avançades, alta mortalitat i un ús de recursos elevat i, d’altra banda, pacients amb menys comorbiditats, baixa mortalitat i poc ús de recursos, tal com podem llegir en aquest article publicat a la revista Plos ONE recentment.

Cal tractar ambdós grups de la mateixa manera? Sembla que no. En el grup amb menys comorbiditats, baixa mortalitat i poc ús de recursos sembla que l’apnea del son sigui el determinant més important del pronòstic d’aquests pacients i dóna indicis que aquest seria el grup que més podria beneficiar-se del tractament amb CPAP. En canvi, en l’altre grup sembla que l’apnea del son es troba en segon pla, ja que les malalties predominants són més greus.

L’estudi ens ha permès avaluar l’associació entre el tractament amb CPAP i la mortalitat; és dir, moren més aquelles persones que estan tractades amb CPAP o moren més les persones amb les mateixes comorbiditats però sense apnea del son?

Per poder dur a terme aquest objectiu es va buscar per a cada pacient tractat amb CPAP tres persones de característiques similars però sense apnea del son. El que vàrem observar, de forma sorprenent, va ser que malgrat presentar un major nombre de comorbiditats, el tractament amb CPAP està associat a una reducció de la mortalitat a nivell poblacional (Am J Respir Crit Care Med 2018).

Ara cal continuar treballant per estudiar què passa en cada un dels perfils de pacients. Disposar d’aquest volum de dades ens ajuda a donar una aproximació dels grups de pacients amb apnea de la son que tindran millors beneficis amb el tractament amb CPAP i això fa que cada dia estiguem més a prop de la medicina de precisió.

No existeixen malalties, sinó malalts

Entrada elaborada per Ferran Barbé, Hospital Institut de Recerca Biomèdica de Lleida.