A Prospective, Two-Phase Study of Intravenous Immunoglobulin (IVIG) in Hypogammaglobulinemia: Pharmacokinetic Characterization and a Dosing Nomogram

Abstract

ABSTRACT

Background: Shortages of IV immunoglobulin (IVIG) and other blood products are a concern. Individualized IVIG dosing is needed to ensure optimal patient outcomes and to minimize wasting of IVIG.

Objective: To characterize IVIG pharmacokinetics in patients with primary hypogammaglobulinemia and to apply this information in testing the validity of a dosing nomogram.

Methods: In phase I of the study, the pharmacokinetics of IVIG were determined by obtaining blood from 15 patients for testing of serum immunoglobulin G (IgG) concentration 30 min before an IVIG dose and 30 min and 1, 2, 3, and 4 weeks after. In phase II of the study, steady-state trough serum IgG concentration was measured for 16 patients, and individualized doses were determined according to a nomogram designed to target a serum IgG concentration of 7 g/L. Serum IgG concentrations were determined before each of 6 infusions of IVIG, and the IVIG dose was adjusted if necessary. A health-related questionnaire was completed by each patient.

Results: The decline in serum IVIG concentrations was monoexponential (displaying first-order pharmacokinetics). In phase II, the IVIG dose was decreased for 7 patients and increased for 1 patient on the basis of the nomogram. There was a significant relationship between predicted and actual trough serum IgG concentrations (r 2 = 0.656, p < 0.05), with a relatively low percent prediction error (8.7%). No notable trends were observed in the answers to health-related questions for the patients in the study.

Conclusions: The sampling strategy used in this study indicated that IVIG elimination follows first-order pharmacokinetic principles. A nomogram derived from these pharmacokinetic data can be used to individualize IVIG dosing.

RÉSUMÉ

Historique : Les pénuries d’immunoglobuline pour administration intraveineuse (IGIV) et d’autres produits du sang soulèvent des inquiétudes. Il est essentiel d’individualiser les posologies d’IGIV pour optimiser l’évolution de l’état de santé des patients et pour réduire au minimum le gaspillage d’IGIV.

Objectif : Caractériser la pharmacocinétique de l’IGIV chez les patients présentant une hypogammaglobulinémie primaire et utiliser les renseignements obtenus pour tester la validité d’un nomogramme posologique.

Méthodes : Au cours de la phase I de l’étude, on a déterminé la pharmacocinétique de l’IGIV chez 15 patients en évaluant les concentrations plasmatiques d’immunoglobuline G (IgG) à partir d’échantillons de sang obtenus 30 minutes avant puis 30 minutes et 1, 2, 3 et 4 semaines après l’administration de la dose d’IGIV. Au cours de la phase II de l’étude, on a mesuré la concentration plasmatique minimale de l’IgG à l’état d’équilibre chez 16 patients, puis déterminé la posologie individuelle selon un nomogramme conçu pour atteindre une concentration plasmatique d’IgG de 7 g/L. Les concentrations plasmatiques d’IgG ont été mesurées avant chacune des six perfusions d’IGIV, et la dose d’IGIV a été ajustée, au besoin. Chaque patient a rempli un questionnaire lié à la santé.

Résultats : La diminution des concentrations plasmatiques d’IGIV était monoexponentielle (suivant une cinétique de premier ordre). Dans la phase II, la dose d’IGIV a été réduite chez 7 patients et augmentée chez 1 patient, d’après le nomogramme. On a observé une relation significative entre les concentrations plasmatiques minimales d’IgG prévues et réelles (r 2 = 0,656, p < 0.05), et un taux d’erreur de prévision relativement faible (8,7 %). On n’a cependant observé aucune tendance remarquable dans les réponses des patients de l’étude au questionnaire lié à la santé.

Conclusion : La stratégie d’échantillonnage utilisée dans cette étude montre que l’élimination de l’IGIV suit les principes de cinétique de premier ordre. Un nomogramme dérivé de ces données pharmacocinétiques peut être utilisé pour individualiser la posologie de l’IGIV.