Abstract

La duloxétine est un inhibiteur sélectif de la recapture de la sérotonine et de la noradrénaline de deuxième génération utilisé principalement pour le traitement de la dépression. Relativement peu de décès ont été rapportés en lien avec son utilisation. De même, il n’existe pas de rapports connus présentant une analyse complète des échantillons de sang, de liquide et de tissu dans un contexte de surdosage. Nous présentons ici un cas mortel de toxicité de la duloxétine avec à la fois la plus forte concentration sanguine post-mortem rapportée et une analyse toxicologique complète de la duloxétine dans le sang fémoral, l’humeur vitrée, le tissu hépatique, l’urine et le contenu gastrique. Ce faisant, nous espérons fournir des données qui pourront aider à la fois les toxicologues et les pathologistes médico-légaux à évaluer la toxicité de la duloxétine à l’avenir.

Introduction

La duloxétine (Cymbalta®) est un inhibiteur puissant et sélectif de la recapture de la sérotonine et de la noradrénaline (IRSN), disponible sous forme de gélule à libération retardée. Sa désignation chimique est le chlorhydrate de (+)-(S)-N-méthyl-γ-(1-naphtyloxy)-2-thiophènepropylamine (1) (Figure 1). La formule empirique est C18H19NOS-HCl, ce qui correspond à un poids moléculaire de 333,88 g/mol (2).

Il bénéficie d’une autorisation réglementaire pour la prise en charge d’un certain nombre d’affections du système nerveux central (SNC), notamment comme analgésique pour les douleurs neuropathiques périphériques diabétiques, la fibromyalgie et les douleurs musculo-squelettiques chroniques. Ce médicament de deuxième génération est également utilisé dans le traitement du trouble dépressif majeur, du trouble anxieux généralisé et de l’incontinence urinaire d’effort chez les femmes (1). L’élargissement du champ d’utilisation de ce médicament, ainsi que plusieurs interactions médicamenteuses connues, peuvent susciter de nouvelles préoccupations en matière de toxicologie post-mortem. La duloxétine a été associée à une toxicité sérotoninergique en association avec certains médicaments, mais il existe encore peu de cas connus de toxicité uniquement due à un surdosage de duloxétine (3). Comme les autres IRSN de deuxième génération, la duloxétine a moins d’effets secondaires que les antidépresseurs tricycliques (ATC) et est moins susceptible d’entraîner la mort suite à un surdosage (3). Les symptômes d’un surdosage de duloxétine peuvent inclure la somnolence, le coma, le syndrome sérotoninergique, les convulsions, la syncope, la tachycardie, l’hypotension, l’hypertension et les vomissements (2).

Le chlorhydrate de duloxétine est prescrit à des doses quotidiennes de 60 à 120 mg, les doses pour le traitement de l’anxiété et/ou de la dépression allant généralement de 40 à 60 mg, en une fois par jour ou en deux doses fractionnées . La concentration plasmatique maximale survient après 6 heures, et l’état d’équilibre est atteint en 3 jours. La duloxétine est fortement liée (>90 %) aux protéines du plasma humain, le volume apparent de distribution étant en moyenne de ∼1 640 L (1). Le métabolisme se produit principalement dans le foie avec une biotransformation impliquant le système du cytochrome P450 avec 80-90% par les iso-enzymes CYP1A2 et CYP2D6 en de nombreux métabolites non actifs (4). La cinétique présente un mode linéaire dans les limites des doses recommandées, au-delà desquelles la saturation est évidente avec un taux cinétique non linéaire. La demi-vie d’élimination moyenne (t1/2) est d’environ 12 h, allant de 8 à 17 h dans les essais cliniques (4).

L’Association américaine des centres antipoison (AAPCC) a rapporté 3 428 cas d’empoisonnement impliquant la duloxétine en 2013 (5). De plus, ils rapportent que le nombre de décès liés à la duloxétine est passé de 1 cas en 2004 à 14 en 2007 (4). Malgré ce fait, relativement peu de cas de toxicité mortelle liée à la duloxétine ont été décrits dans la littérature. Dans un rapport australien, entre 2009 et 2012, il y a eu 19 décès liés à des drogues mixtes où la duloxétine était présente. La plus forte concentration de duloxétine rapportée dans le sang fémoral dans cette série était de 1,42 mg/L (3). Anderson et al. ont examiné les niveaux de duloxétine post-mortem dans 12 décès avec des concentrations dans le sang périphérique allant de 0,0 à 0,26 mg/L (6). De même, Vey et Kovelman ont fait état de six décès dans lesquels la duloxétine a été détectée, la concentration sanguine centrale post-mortem la plus élevée étant de 2,5 mg/L (4). Bien que ces rapports isolés décrivent les concentrations sanguines, il n’existe pas de données connues sur les concentrations de duloxétine dans les tissus et les liquides organiques dans le contexte d’un surdosage ou d’une toxicité. Par conséquent, nous rapportons un cas de décès lié à un médicament mixte où la duloxétine a été mesurée dans le sang fémoral, le liquide vitreux, le tissu hépatique, l’urine et le contenu gastrique.

Rapport de cas

Une femme caucasienne de 70 ans ayant des antécédents médicaux significatifs de cardiopathie valvulaire avec remplacement valvulaire à distance, d’hypertension, de douleurs chroniques au dos avec de multiples chirurgies et de surdosage antérieur de médicaments et d’abus d’alcool à distance a été trouvée allongée sur le sol dans sa résidence lorsqu’un voisin a effectué une vérification de l’état de bien-être. Elle était réveillée, mais confuse, et se plaignait d’avoir la bouche sèche. Elle a également dit qu’elle était sur le sol depuis plus tôt ce matin-là. Une bouteille de vodka vide a été trouvée près d’elle, et elle était incontinente d’urine. Elle a été transportée dans un hôpital voisin où elle était afébrile (37,2°C), normotendue (130/101 mmHg), tachycardique (104 battements par minute) et tachypnéique (22 respirations par minute). Les analyses initiales ont révélé un nombre élevé de globules blancs, une légère élévation de l’azote uréique du sang (BUN) et de la créatinine, ainsi qu’une acidose métabolique à trou anionique. Une radiographie pulmonaire a révélé une suspicion de pneumonie du poumon droit et un scanner de la tête n’a révélé aucun traumatisme. Peu de temps après son retour des tests radiologiques, elle a subi un arrêt cardio-pulmonaire et n’a pas pu être réanimée avec succès.

Un examen autopsique a été effectué le jour suivant et a montré une femme obèse pesant 168 livres et 61 pouces de hauteur (IMC = 31,7 kg/m2) avec des preuves d’un remplacement antérieur de la valve aortique bio-prothétique ne montrant pas de végétations grossières ou microscopiques. Aucun micro-organisme n’a été isolé des cultures sanguines post-mortem. Il y avait une légère athérosclérose systémique et de l’hypertension avec un cœur hypertrophié et dilaté (450 g). Le contenu gastrique consistait en 40 cc de liquide épais, brun-jaune, sans corps étrangers ni pilules détectables. Aucune blessure n’était présente, à l’exception de fractures des côtes antérieures liées à la réanimation cardio-pulmonaire. Aucune pneumonie n’a été observée de manière macroscopique ou microscopique.

Un échantillon de sang fémoral de 50 ml a été prélevé lors de l’admission du corps au bureau du médecin légiste (∼3 h après le décès) via un prélèvement trans-cutané. Les échantillons toxicologiques supplémentaires prélevés lors de l’examen de l’autopsie (∼20 h après le décès) étaient les suivants : humeur vitrée, contenu gastrique, tissu hépatique et urine. Aucun sang central n’a été prélevé. Les médicaments/contenants recueillis par le personnel médical d’urgence sur les lieux sont énumérés dans le tableau I.

Expérimental

Post-mortem

Le sang fémoral a été prélevé ∼3 h après la mort comme décrit ci-dessus. Le vitré, l’urine, le foie et le contenu gastrique ont été collectés au moment de l’autopsie ∼20 h après la mort. Tous les échantillons ont été réfrigérés jusqu’à leur analyse.

Analyse toxicologique

Le sang fémoral post-mortem a été dépisté pour l’alcool et les composés volatils (GC-FID headspace), le monoxyde de carbone (UV-Vis), l’éthylène glycol (GC-MS), les drogues d’abus courantes par ELISA (amphétamine, barbituriques, benzodiazépines, cannabinoïdes, cocaïne/métabolite, fentanyl, méthamphétamine, méthadone, opiacés, oxycodone/oxymorphone et phencyclidine) (Immunalysis Inc., Pomona, CA), un dépistage standard des drogues acides/neutres après une extraction liquide-liquide similaire à celle publiée par Lo et al. (7) et un dépistage standard des drogues alcalines par GC-MS après une extraction liquide-liquide similaire à celle publiée par Foerster et Mason (8). Les résultats positifs ont été confirmés et quantifiés par des techniques ultérieures et spécifiques.

Matériaux

Solvants ; Le méthanol a été obtenu auprès d’EMD Chemicals (Allemagne), la qualité OmniSolv a été achetée par l’intermédiaire de VWR International (Randor, PA) et JT Baker par l’intermédiaire de Fisher Scientific (Hampton, NH), l’acétonitrile (20%) dans l’eau d’EMD (Allemagne) a été obtenu auprès de Fisher Scientific (Hampton, NH), le chlorure de n-butyle a été obtenu auprès d’EMD Chemicals (Allemagne), la qualité OmniSolv a été achetée par l’intermédiaire de VWR International (Randor, PA), 80 :20 eau-acétonitrile, bicarbonate d’ammonium 5 mM (Fluka) et 0.2 % d’acide acétique dans l’acétonitrile (Sigma) ont été achetés chez Sigma (St. Louis, MO). L’hydroxyde d’ammonium concentré (NH4OH), l’acide chlorhydrique concentré (HCl) et l’acide sulfurique 0,5 M (H2SO4) ont été achetés chez JT Baker par l’intermédiaire de Fisher Scientific (Hampton, NH) et le HCL méthanolique (1 % v/v) a été préparé en interne.

Calibrateurs positifs/contrôle : la diphénhydramine a été obtenue auprès de Cerilliant (Round Rock, TX). Contrôle de diphénhydramine de seconde source obtenu auprès de Lipomed (Cambridge, MA), préparé dans du méthanol. Etalon interne : diphénhydramine-d3 obtenu auprès de Cerilliant (Round Rock, TX), préparé dans du méthanol. Calibrateurs/contrôles positifs : cyclobenzaprine obtenue auprès de Cerilliant (Round Rock, TX). Deuxième contrôle de source obtenu de Lipomed (Cambridge, MA), préparé dans du méthanol. Etalon interne : cyclobenzaprine-d3 obtenu auprès de Toronto Research (North York, ON, Canada) dans du méthanol.

Méthodes

Dépistage alcalin des drogues

En utilisant la mépivacaïne comme étalon interne et une extraction liquide-liquide modifiée similaire à celle publiée par Foerster et Mason (8), l’échantillon de cas et les contrôles correspondants ont été analysés par GC-MS en mode de balayage complet. La diphénhydramine, la cyclobenzaprine et la duloxétine ont été identifiées sur la base du temps de rétention relatif et des spectres de masse à balayage complet.

L’identification présomptive des analytes par le mode MS à balayage complet comprend une correspondance du temps de rétention (RRT) par rapport à un standard de référence et une correspondance de bibliothèque contenant au moins les trois ions les plus abondants dans des proportions appropriées.

La diphénhydramine et la cyclobenzaprine ont été quantifiées en interne. Le sang fémoral, le vitré, le foie, l’urine et le gastrique ont été envoyés à NMS Laboratories pour quantifier la duloxétine.

Analyse de quantification de la diphénhydramine (GC-MS SIM)

La diphénhydramine a été mesurée à l’aide d’un étalon interne deutéré et d’une procédure d’extraction Foerster (8) modifiée. Les étalons de Cerilliant (Round Rock, TX) et les contrôles de Lipomed (Cambridge, MA) ont été préparés dans du méthanol à partir d’étalons de 1,0 mg/mL. La diphénhydramine-d3 a été achetée à Cerilliant (Round Rock, TX). L’analyse a été réalisée par un chromatographe en phase gazeuse Agilent Technologies 7890A et un MSD XL inerte Agilent Technologies 5975C. La colonne analytique était une HP-1 MS (15 m, 0,25 mm de diamètre et 0,25 µm d’épaisseur) avec de l’hélium comme gaz porteur (0,9 mL/min). Le four a été programmé à une température initiale de 100°C pendant 1 min, avec une rampe de 20°C/min jusqu’à 320°C. Les ions suivis pour la diphénhydramine étaient 58,1 m/z (ion de quantification) et 73,0 m/z ; pour la diphénhydramine-d3 61 m/z (ion de quantification) et 76 m/z. Un étalonnage en six points a été préparé à partir des étalons de stock allant de 20 à 750 ng/mL avec un contrôle de 400 ng/mL.

Analyse de quantification de la cyclobenzaprine (LC-MS-MS dynamic multiple reaction monitoring, DMRM)

La cyclobenzaprine a été mesurée en utilisant un étalon interne deutéré et une procédure d’extraction Foerster (8) modifiée. Les étalons de Cerilliant (Round Rock, TX) et les contrôles de Lipomed (Cambridge, MA) ont été préparés dans du méthanol à partir d’étalons de 1,0 mg/mL. La cyclobenzaprine-d3 a été achetée auprès de Toronto Research (North York, ON, Canada). L’analyse a été effectuée par spectrométrie de masse LC-tandem (MS-MS) constituée d’un spectromètre de masse triple quadripolaire Agilent 6410 LC (Santa Clara, CA) fonctionnant en ionisation électrospray (ESI) en mode positif, et d’un système HPLC Agilent 1290 Infinity. La chromatographie a été réalisée à l’aide d’une colonne X-Bridge BEH Phenyl de Waters (2,1 × 50 mm × 2,5 µm) avec élution par gradient. Les phases mobiles étaient constituées de bicarbonate d’ammonium 5 mM (pH 10) dans de l’eau DI (phase mobile A) et d’acide acétique 0,2 % dans de l’acétonitrile de qualité LC-MS (phase mobile B). Le débit est de 0,6 mL/min. Le gradient de phase mobile était de 0,0-9,0 min, la phase mobile B passant de 25 à 50 % ; 9,0-9,1, la phase mobile B passant à 75 % et restant isocratique jusqu’à 10,5 min, suivi d’une période d’équilibrage post-injection de 2 min. Le volume d’injection était de 4 µL, et la température de la colonne était maintenue à 55°C. Le spectromètre de masse en mode ESI a fonctionné avec de l’azote gazeux dans les conditions suivantes : température, 350°C ; débit de gaz, 8 L/min ; pression du gaz du nébuliseur, 45 psi ; tension de l’interface capillaire, 1 500 V ; delta EMV +20 ; la polarité était positive. Les ions surveillés pour la cyclobenzaprine étaient 276,2 m/z > 84,1 m/z (ion de quantification), 276,2 m/z > 58,2 m/z et 276,2 m/z > 231,1 ; pour la cyclobenzaprine-d3 279,2 m/z > 87,1 m/z (ion de quantification) et 279,2 m/z > 61,2 m/z. Un étalonnage en six points a été préparé à partir des étalons de stock allant de 20 à 1 500 ng/mL avec trois niveaux de contrôle.

Analyse de quantification de la duloxétine (LC-MS-MS) aux laboratoires NMS

La duloxétine a été mesurée en utilisant un étalon interne deutéré avec précipitation des protéines au moyen d’une solution de sulfate de zinc. Les calibrateurs et les solutions de contrôle ont été préparés dans du méthanol à partir d’étalons de 1,0 mg/mL achetés chez Cerilliant (Round Rock, TX). La duloxétine-d4 a été obtenue auprès de Eli Lilly & Co. (Indianapolis, IN). L’analyse a été effectuée par un spectromètre de masse en tandem TQD de Waters (Milford, MA) avec un système LC Ultra Performance Acquity de Waters. La colonne utilisée était une Phenomenex Synergi Hydro-RP (2,0 × 50 mm, 2,5 µm) (Torrance, CA), avec une cartouche de précolonne Thermo Aquasil C18, 2,1 × 10 mm, 5,0 µm (Bellefonte, PA). Les ions surveillés pour la duloxétine-d4 étaient 302,1 m/z > 46,9 m/z (ion de quantification) et 302,1 m/z > 158 m/z ; et pour la duloxétine 298 m/z > 43,8 m/z (ion de quantification) et 298 m/z > 154 m/z. Un étalonnage en six points a été préparé à partir de la solution standard stock allant de 3,0 à 300 ng/mL. Le dosage de la duloxétine dans l’urine, l’homogénat de tissu hépatique, le liquide de contenu gastrique et l’humeur vitrée a été effectué en utilisant deux niveaux d’ajout d’étalon pour chaque spécimen.

Résultats

Le dépistage alcalin des médicaments a révélé la présence de diphénhydramine, de cyclobenzaprine et de duloxétine. Le tableau II énumère les résultats quantitatifs.

Discussion

La cause du décès dans ce cas a été déterminée comme étant une toxicité médicamenteuse mixte de duloxétine, cyclobenzaprine et diphenhydramine. Le composant le plus significatif de la toxicité était la duloxétine. Il est intéressant de noter que la plainte initiale du défunt concernant la  » bouche sèche « , bien que non spécifique, a été décrite comme un effet secondaire du traitement par la duloxétine (9), probablement par ses effets noradrénergiques.

La duloxétine est un médicament relativement nouveau, et des rapports limités de surdosage et de décès associés existent dans la littérature. Dans une revue de 2010, Vey et Kovelman ont fourni des données post-mortem sur six décès impliquant la duloxétine, soit seule, soit en association avec d’autres médicaments (4). Les concentrations rapportées dans ces cas étaient toutes obtenues à partir de sang central, la concentration la plus élevée de duloxétine (2,5 mg/L) représentant moins de la moitié de la concentration trouvée dans le sang périphérique dans le cas présent (6,1 mg/L). Les travaux de Vey abordent également la question de la redistribution post-mortem et citent un rapport de 1,98 entre le sang central et le sang fémoral pour la duloxétine, tel qu’obtenu par Anderson et al. (6). Compte tenu de cela, il est possible que la concentration trouvée dans notre cas soit presque six fois plus élevée que le niveau le plus élevé rapporté. Malheureusement, aucun échantillon de sang central n’a été prélevé pour être analysé dans le cas présent.

Dans le cas présent, un certain nombre d’autres fluides et échantillons de tissus ont également été analysés. Bien que les échantillons analysés (tissu hépatique, contenu gastrique, urine et humeur vitrée) soient similaires à ceux examinés dans le travail d’Anderson et al. en 2006 (6), notre rapport illustre les concentrations dans divers tissus dans un contexte de surdose/toxicité. En revanche, Anderson a décrit 12 cas dans lesquels la duloxétine a été identifiée dans des échantillons post-mortem, sans être  » impliquée comme la seule cause du décès « . Des résultats similaires ont été rapportés par Pilgrim et al. en 2014 dans une revue de la prévalence de la duloxétine dans les enquêtes médico-légales sur les décès (3). Ils rapportent des niveaux de duloxétine dans 34 décès avec du sang fémoral post-mortem allant de 0,01 à 1,42 mg/L avec une moyenne de 0,14 mg/L. Dix-neuf de ces décès ont été attribués à la toxicité du médicament, mais pas spécifiquement à la duloxétine. Dans un rapport de cas d’un décès lié à la duloxétine, un taux urinaire de 670 µg/L (0,67 mg/L) a été trouvé en association avec une concentration sanguine fémorale post-mortem de 910 µg/L (0,91 mg/L) (10). Avec ceux-ci et notre rapport actuel, la gamme des niveaux thérapeutiques et toxiques de la duloxétine devient de plus en plus définie.

Conclusion

Présentée ici est une étude de cas post-mortem avec les concentrations de duloxétine les plus élevées rapportées à ce jour, dans une variété d’échantillons sources. Ces résultats sont en bonne corrélation avec le volume de distribution élevé que la duloxétine est connue pour présenter. Malgré l’obtention de concentrations de duloxétine à partir de nombreuses sources, le profil pharmaco-toxicologique complexe de la duloxétine n’est toujours pas entièrement compris. Avec l’émergence de ce cas et d’autres cas post-mortem, il est probable que la duloxétine sera un facteur plus important à considérer pour établir la cause du décès. Par conséquent, il sera important pour le toxicologue et le pathologiste médico-légal d’avoir une meilleure compréhension de la gamme des niveaux de duloxétine dans le sang et d’autres échantillons toxicologiques.

Remerciements

Les auteurs remercient les personnes suivantes pour leur assistance technique dans l’analyse de ces spécimens : Amanda Cooke, Thanh Huynh, Anthony Rodriguez, Justin Spatafore, Jennifer Turri et Jackie Venarchick.