Genetika QT odpovědi na moxifloxacin (MOXIGEN)

I. Pozadí a význam A. Historické pozadí a vědecký základ Nejčastější příčinou vysazení nebo omezení léků, které jsou již na trhu, je prodloužení QT intervalu a následná, potenciálně smrtelná, arytmie, torsade de pointes1. Torsade de pointes, poprvé popsané v 60. letech 20. století při léčbě chinidinem2, se nejčastěji vyskytuje u antiarytmik3, ačkoli riziko náhlé srdeční smrti je zvýšené o 270 % při použití nekardiální medikace prodlužující QT4.

QT interval elektrokardiogramu odráží repolarizaci komorového myokardu a abnormality v trvání QT intervalu jsou nejčastějším indikátorem abnormální repolarizace. Ačkoli existuje řada hypotéz o tom, jak abnormální repolarizace, a konkrétně prodloužení QT intervalu, vede ke ventrikulárním arytmiím, nejkonzistentnějším zjištěním se zdá být to, že během prodloužené depolarizace se sodíkové kanály zotavují z inaktivace a reaktivují se, což způsobuje to, co se nazývá časné následné depolarizace. V kombinaci s heterogenitou v repolarizaci také tyto časné následné depolarizace vytvářejí příznivý substrát myokardu pro reentry, což vede k šíření intramyokardiálních reentry vln a torsade de pointes5.

Prodloužení QT intervalu vyvolané léky je překážkou číslo jedna pro nová terapeutická činidla, která se dostávají na trh. Zatímco s prodloužením QT je spojena řada léků, environmentálních faktorů a genetických faktorů, naše schopnost individuálně předvídat, u koho dojde k prodloužení QT, nemluvě o torsade de pointes, je omezená.

Personalizovaný genetický přístup k prevenci toxicity by byl důležitý, protože reakce na kardiotoxické léky není specifická pro jedinou třídu léků; predikci rizika arytmogenity lze použít u léků používaných u různých stavů. Tento výzkum může umožnit uvedení na trh léků s aktuálně marginálním profilem rizika/přínosu, čímž ušetří ty, kteří jsou ohroženi, a poskytne přístup k novým terapiím těm, kteří nejsou. Z hlediska veřejného zdraví sníží potenciálně smrtelnou toxicitu, a tím zlepší lidské zdraví prostřednictvím identifikace konkrétních rizikových jedinců.

B. Předchozí studie V metaanalýze tří prospektivních kohort - Cardiovascular Health Study, Framingham Heart Study a Rotterdam Study - u 13 685 bílých lidí evropského původu v rámci konsorcia QTGEN, Newton-Cheh a kolegové identifikovali společné variantní asociace (p < 5x10-8) v pěti lokusech dříve asociovaných s QT intervalem: NOS1AP, KCNQ1, KCNE1, KCNH2 a SCN5A, stejně jako nové asociace v 5 dalších lokusech, o kterých se dříve nevědělo, že ovlivňují repolarizaci myokardu10. Na těchto 10 lokusech vysvětlilo 14 nezávislých variant 5,4 – 6,5 % variace QT intervalu, což bylo více, než se vysvětluje pohlavím nebo věkem, nejsilnějšími negenetickými klinickými faktory10. Skóre genotypu QT založené na těchto variantách bylo spojeno s o 9,7 – 12,4 ms delším QTc v horním kvintilu ve srovnání se spodním kvintilem ve vzorcích metaanalýzy, které zahrnovaly heterogenní profily věku, rizikového faktoru a drogové expozice10-12. Tyto účinky byly konzistentní u jedinců evropského i afroamerického původu. Toto skóre QT bylo nezávisle ověřeno ve vzorku finské populace, ve kterém úplné zjištění medikace umožnilo vyloučit pacienty s léčbou pozměňující QT a ve kterém bylo skóre QT spojeno s rozdílem intervalu QT 15,6 ms mezi horním a dolním kvintilem13.

Moxifloxacin je vhodný ke studiu prodloužení QT intervalu vyvolaného léky, protože je známo, že způsobuje přechodné a mírné prodloužení QT intervalu. Ve srovnání s placebem je 400 mg perorálního moxifloxacinu spojeno s přibližně 10 msec zvýšením QT intervalu korigovaného na srdeční frekvenci14, 15. Navzdory tomuto prodloužení QT intervalu není hlášeno žádné zvýšené riziko náhlé smrti při perorálním podání jedné dávky moxifloxacinu16, takže jde o bezpečný a dobře validovaný lék pro použití ve studii kardiotoxické lékové odpovědi u zdravých lidí. Kromě toho byl široce používán farmaceutickým průmyslem jako pozitivní kontrola, jak to požaduje FDA k prokázání dostatečně citlivé metody pro detekci prodloužení QT.

C. Zdůvodnění navrhovaného přínosu výzkumu Prodloužení QT intervalu vyvolané léky je významným rizikem pro veřejné zdraví a hlavní překážkou pro vývoj léků19-21. Například cisaprid, prostředek na motilitu jícnu používaný pro gastroezofageální reflux, mohl mít za následek více než 80 úmrtí, než byl stažen z trhu22. Kromě identifikace medikace viníka existují také charakteristiky vulnerabilního pacienta, včetně ženského pohlaví23, bradykardie24, hypokalemie25 a genetické predispozice vzácnými mutacemi3, 6, 26, které vystavují určité jedince vyššímu riziku fatální arytmie. Identifikace těchto rizikových jedinců pomocí genetických markerů by představovala zásadní pokrok směrem k bezpečnější farmakoterapii7. Základem této studie je rozšířit využití genetiky nad rámec vzácných rodinných mutací, které predisponují k riziku prodloužení QT, k rozsáhlému screeningu obecné populace genotypizací (testování specifických variant) na relativně běžné polymorfismy, které by mohly zvýšit riziko QT prodloužení a následné torsade de pointes.

II. Specifický cíl Předpokládáme, že běžné genetické varianty se středními účinky na klidové QT, jsou-li zkoumány souhrnně, mohou identifikovat podskupinu jedinců s rizikem nadměrného prodloužení QT intervalu v reakci na medikaci prodlužující QT.

Tato hypotéza bude testována s ohledem na následující konkrétní cíl:

Posoudit schopnost běžných genetických variant v souhrnu předpovídat lékem indukované prodloužení QT u zdravých subjektů. Přijmeme 80 zdravých dobrovolníků vybraných z horního a dolního kvintilu skóre genotypu QT pro hodnocení odpovědi QT na moxifloxacin ve srovnání s placebem v Massachusetts General Hospital (MGH).

III. Výběr subjektů A. Kritéria zahrnutí/vyloučení: Dr. Newton-Cheh dosud přijal prostřednictvím samostatného protokolu více než 1 000 zdravých dobrovolníků ve věku 18 až 40 let se souhlasem k opětovnému kontaktu na základě genotypů určených po úvodní screeningové návštěvě. z nichž prošla extrakcí DNA. Ze stávajícího souboru 1000 subjektů je přibližně 75 % Evropanů/bělochů s vlastním popisem a 8 % jsou Afroameričané. Jde o jinak zdravé jedince ve věku 18 let a starší. Pro tuto studii budeme na těchto vzorcích genotypovat 68 nezávislých QT SNP pomocí genotypizačního pole Sequenom v centru MGH Center for Human Genetic Research Sequenom. Genotypové skóre je součtem předpokládaných účinků na QT interval pro každý genotyp. Ze skóre genotypu určíme soubor jedinců, kteří patří do horního nebo dolního kvintilu skóre rizika genotypu QT, aby byli způsobilí pro naši studii s moxifloxacinem (podrobnosti o výpočtu skóre genotypu viz níže). Zdánlivě zdraví dobrovolníci mužského a ženského pohlaví evropského a afroamerického původu ve věku od 18 do 50 let budou způsobilí, pokud nemají známé kardiovaskulární, ledvinové nebo jaterní onemocnění, nemají žádnou osobní nebo rodinnou anamnézu náhlé srdeční smrti; neužívat žádné léky na předpis ani volně prodejné léky ani rekreační drogy; nemají bradykardii (definovanou jako klidová srdeční frekvence < 50 tepů/min), převodní poruchu (QRS > 100 ms) nebo prodloužení QTc na elektrokardiografii (QTc > 500 ms); a mají normální hladinu draslíku v séru (K>3,3) a hořčíku (Mg>1,8), stejně jako testy funkce ledvin a jater. Vyloučíme ženy, které kojí, těhotné nebo plánují otěhotnět během období studie, poradíme jim o důležitosti užívání antikoncepce během období studie a zkontrolujeme sérové ​​HCG při screeningové návštěvě. Odhadujeme, že způsobilých bude 266 jedinců (133 v nejvyšším a nejnižším kvintilu).

IV. Zápis předmětu

A. Způsoby registrace a postupy pro informovaný souhlas:

Podrobnosti o identifikaci subjektu pro zápis viz výše. Způsobilí jedinci budou pozváni na screeningovou návštěvu pro studii moxifloxacinu s cílovým počtem 40 v každé genotypové skupině. Plánujeme kontaktovat až 266 jedinců, kteří jsou v horním a dolním kvintile skóre genotypu QT, aby se dostavili na screeningovou návštěvu. Předpokládáme, že na screeningovou návštěvu pozveme přibližně 160 osob s cílovou velikostí vzorku 80 osob. Tyto subjekty budou telefonicky kontaktovány ohledně účasti v této studii a poté bude při příjezdu na screeningovou návštěvu získán informovaný souhlas a při následujících návštěvách ověřen, zda jsou způsobilí pro protokol studie.

V. Protokol studie A. Sběr dat: Subjekty budou přivedeny do Centra klinického výzkumu MGH na úvodní screeningovou návštěvu, při které budou přezkoumána kritéria způsobilosti (s vyloučením/zahrnutím podle potřeby) a bude jim poskytnut záznam EKG. Osoby způsobilé pro studijní návštěvy budou později přivedeny zpět do Centra klinického výzkumu MGH ve dvou oddělených dnech oddělených alespoň jedním týdnem (pro zajištění vymývání). Při každé návštěvě dostanou studovaný lék (buď 400 mg perorálního moxifloxacinu nebo placebo) přidělený dvojitě zaslepenou blokovou randomizací (odděleně podle pohlaví a genotypové skupiny) v 10 hodin nalačno (statistik bude mít randomizační klíč; všichni ostatní zaměstnanci studie bude zaslepena až do ukončení studie). Ženy budou vyšetřovány na těhotenství pomocí HCG v moči v době obou studijních návštěv. Podrobí se 6 EKG v čase 0 a poté ve 30minutových intervalech, v sedě po alespoň 15 minutovém odpočinku s použitím pevného umístění elektrod po dobu celkem 6 hodin po podání studovaného léčiva. Ve 2, 4 a 6 hodinách odebereme vzorek krve pro stanovení plazmatického moxifloxacinu hmotnostní spektrometrií. Všechna EKG jsou nahrána do výzkumného oddílu databáze EKG GE MUSE 7 Massachusetts General Hospital a algoritmus 12 SL byl použit pro měření intervalů, jak byl použit v předchozích studiích naší skupiny. Budeme monitorovat QT každých 30 minut v průběhu protokolu a identifikujeme všechny subjekty s výrazným prodloužením QT. Každý subjekt, který má QTc >500 ms, bude ponechán v HCRC k dalšímu pozorování s rozhodnutím buď sledovat v HCRC každé ráno, dokud nebude kratší než 500 ms, nebo bude přijat do nemocnice k telemetrii na základě stupně prodloužení a úsudku lékaře.

B. Venipunkce: Venipunkce bude provedena za použití standardních technik pro získání plazmy pro kvantifikaci hladin moxifloxacinu. Odebereme 10 ml krve za 2 hodiny, 4 hodiny a 6 hodin po podání studovaného léku (celkem 30 ml).

C. Genotypizace: Genotypizace bude provedena pomocí genotypizačního pole Sequenom v centru MGH Center for Human Genetic Research Sequenom core na existující genomové DNA izolované v.

VI. Biostatistická analýza:

Skóre genotypu QT. Plánujeme použít modifikaci skóre genotypu QT, která byla dříve stanovena11, 12 a námi ověřena v samostatné finské kohortě13. Skóre je konstruováno pomocí počtu kopií alely vynásobeného odhady účinku Ze skóre genotypu určíme soubor jedinců, kteří patří do horního nebo dolního kvintilu skóre rizika genotypu QT (z nichž očekáváme 75 % (n=133 na kvintil)), aby byly způsobilé pro naši studii moxifloxacinu na základě naší předchozí pilotní práce. Tyto jedince pozveme, aby se dostavili na screeningovou návštěvu (viz výše) pro studii moxifloxacinu s cílovým počtem 40 v každé genotypové skupině.

Hodnocení výsledku: Každý jedinec se sinusovou arytmií přítomnou ve více než 50 % EKG během dvou studijních návštěv bude z analýzy vyřazen. EKG s předčasnými komorovými nebo síňovými tepy budou z analýzy vyřazeny (toto je u zdravých dobrovolníků velmi neobvyklé). QTc pomocí korekce srdeční frekvence Fridericia (QTc = QT/3√RR) bude považováno za průměr všech vhodných EKG z každého časového bodu. ΔQTc se vypočte jako rozdíl v QTc od výchozí hodnoty (po podání studovaného léku/placeba) pro každý časový bod. Z ΔQTc se pak v každém časovém bodě (ΔΔQTc) vypočte také rozdíl mezi ΔQTc po moxifloxacinu a po placebu. Průměrná hodnota ΔΔQTc z časových bodů 180-300 minut (která z naší pilotní práce a publikovaných zpráv se očekává, že bude 10 ms) bude poté porovnána mezi dvěma genotypovými skupinami (horní a spodní a kvintil) pomocí nepárového t-testu. Odhadujeme, že na základě našich pilotních údajů bude zapotřebí 40 lidí v každé skupině, aby měli dostatečnou sílu k detekci klinicky významného (6,3 ms) rozdílu v prodloužení QT intervalu mezi těmito dvěma skupinami (tabulka 2). Nárůst o 6 ms po expozici léku ve srovnání s placebem je prahem, při kterém FDA vyvolává obavy z potenciálu léku způsobit torsade de pointes, a je tedy klinicky významný.

Sekundární analýzy. Plánujeme provést tři sekundární analýzy. Nejprve budeme zkoumat vliv jednotlivých SNP se silnějším účinkem na QT odpověď na moxifloxacin. Vzhledem k tomu, že výpočty výkonu a zařazení do studie jsou založeny na agregovaném skóre genotypu, očekáváme, že tyto sekundární analýzy budou podhodnocené. Za druhé, pokud pozorujeme významný rozdíl v odpovědi QT mezi horním a dolním kvintilem skóre genotypu QT, budeme zkoumat vliv decilů na pozorované výsledky porovnáním 9. (80-90 % ile) a 10. decilu (> 90 % ile) skóre na spodní decil nebo kvintil, ačkoli vzhledem ke složené povaze skóre genotypu a aditivní povaze variant neočekáváme prahový efekt. Nakonec určíme dopad výchozí hodnoty QTc na odpověď QT a otestujeme, zda další úprava výchozí hodnoty QTc změní jakýkoli pozorovaný účinek skóre genotypu na odpověď QT na moxifloxacin.