Vrácení genetických výsledků na citlivost na arsen

Abstrakt: V posledních letech se navracení genetických výsledků účastníkům výzkumu stalo tématem diskusí, s rostoucí shodou, že by výzkumníci měli nabídnout navrácení náhodných zjištění a výsledků výzkumu účastníkům. Výzkum a debaty týkající se návratnosti výsledků (ROR) se primárně odehrávaly v zemích s vysokými příjmy. Menší pozornost byla věnována ROR v zemích s nižšími zdroji. Vyšetřovatelé navrhují prozkoumat dopad ROR na změny chování související se snížením expozice arsenu v rámci kohorty The Health Effects of Arsenic Longitudinal Study (HEALS) (IRB18-1331). Tato kohortová studie se nachází v Araihazaru v Bangladéši, ve venkovské oblasti Bangladéše s značnou expozicí arsenu prostřednictvím přirozeně kontaminované pitné vody z místních studní. V této kohortě mají výzkumníci k dispozici data účastníků o zděděných genetických variacích, o nichž je známo, že ovlivňují účinnost metabolismu arsenu a riziko toxicity arsenu. Tato genetická data nám umožňují identifikovat účastníky, kteří jsou neefektivní (vs. účinné) metabolizátory arsenu. Vyšetřovatelé dříve zkoumali 200 účastníků HEALS ohledně jejich postojů k přijímání informací o jejich genetické náchylnosti k toxicitě arsenu a 100 % účastníků uvedlo, že chtějí tyto informace dostávat. Vyšetřovatelé navrhují studii, do které zařadí dospělé, kteří měli trvale vysoké hladiny arsenu v moči (≥200 µg/g kreatininu) na základě 15-20 let sledování. 2 intervenční skupiny (n=200) budou vybrány na základě genotypu (tj. neúčinnými a účinnými metabolizátory arsenu, což umožňuje výběr skupin, které mají být kvazináhodné (na základě zděděných genotypů). Kontrolní skupina (n=100) bude vybrána náhodně mezi účastníky HEALS, kteří měli trvale vysoké hladiny arsenu v moči. Intervence se bude skládat ze tří ramen: 2 intervenční skupiny (n=200) a 1 kontrolní skupina (n=100). Intervenční rameno se bude skládat ze dvou skupin; intervence 1 a intervence 2. Účastníci intervence 1 skupiny budou vybráni na základě toho, že jsou neefektivní metabolizátoři arsenu, zatímco účastníci intervence 2 skupiny budou vybráni na základě toho, že jsou efektivními metabolizátory arsenu. Kontrolní skupinu bude tvořit náhodný vzorek účastníků HEALS. Intervenčním i kontrolním skupinám bude poskytnut standardní informační zásah, který jim připomene účinky expozice arsenu a strategie ke snížení jejich expozice. Intervenčním skupinám budou navíc nabídnuty informace o jejich účinnosti metabolismu arsenu (tj. jejich genetické výsledky naznačující, že jsou neefektivní/výkonní metabolizátoři a mají zvýšené/snížené riziko toxicity arsenu). Šest měsíců po zákroku budou měřeny hladiny arsenu v moči všech skupin. Výzkumníci předpokládají, že intervenční skupina 1 (nevýkonní metabolizátoři arsenu) bude mít větší pokles hladin arsenu v moči ve srovnání s kontrolní skupinou. Vyšetřovatelé předpokládají, že intervenční skupina 2 bude mít hladiny arsenu v moči odlišné od intervence 1 skupiny

Konkrétní cíle:

Cíl 1 Zahrnout jedince vystavené arsenu do intervenční studie k posouzení dopadu vracení informací o genetické citlivosti na úrovně expozice arsenu. K dosažení tohoto cíle vyšetřovatelé nejprve naberou účastníky HEALS (bydlící v Araihazaru v Bangladéši) s trvale vysokou expozicí arsenu (na základě údajů o expozici > 15 let). Pomocí genetické informace k provedení kvazirandomizace pak vyšetřovatelé přiřadí nízkoúčinné metabolizátory do ramene s intervencí 1 a vysokovýkonné metabolizátory do ramene s intervencí 2 (návrat genetických výsledků + informace o snížení expozice) a kontrolního ramene (snížení expozice pouze informace).

Cíl 2. Aby bylo možné posoudit dopad intervence ROR na úrovně expozice arsenu, vyšetřovatelé odeberou vzorky moči 6 měsíců po intervenci a porovnají úrovně arsenu s úrovněmi arsenu stanovenými v moči na začátku studie. Vyšetřovatelé budou testovat souvislost mezi intervenčními rameny a změnou hladin arsenu mezi výchozí hodnotou a následným sledováním.

Pozadí Vracení genetických výsledků účastníkům výzkumu se v posledních letech stalo tématem debat, částečně díky rostoucí dostupnosti dat o genotypování a sekvenování celého genomu a lepšímu pochopení genetických příčin onemocnění. Údaje o sekvenování celého genomu mohou obsahovat informace relevantní pro zdravotní péči o účastníka výzkumu, i když nemusí být nutně relevantní pro výzkumné otázky; toto bylo nazváno „náhodné nálezy“. Stále více panuje shoda v tom, že by výzkumní pracovníci měli nabídnout vrácení takových náhodných zjištění účastníkům výzkumu. Skupiny jako American College of Medical Genetics (ACMG) poskytly doporučení ohledně toho, které geny a varianty by měly být považovány za „lékařsky relevantní a nabízené účastníkům jako součást náhodných zjištění. Mezi výzkumnými pracovníky a sponzory také existuje trend zpřístupňovat genetická data účastníků výzkumu volně, pokud by k nim účastníci chtěli mít přístup. Těmito typy dat mohou být konkrétní výsledky výzkumu (tj. specifické genetické varianty, které jsou studovány při plnění cílů výzkumného projektu) nebo měření genetické variace v rámci celého genomu (potenciálně sdělované jako polygenní odhady rizika pro konkrétní onemocnění nebo jako interpretace genetického původu účastníků). Bylo navrženo, že poskytnutí genetických výsledků účastníkům je jedním ze způsobů, jak mohou výzkumníci prokázat úctu k účastníkům a zvýšit zapojení účastníků do výzkumu.

Přehled studie Primárním cílem této studie je otestovat proveditelnost a přínosy navrácení genetických výsledků populaci ve venkovském prostředí s nízkými zdroji. K dosažení konkrétních cílů využijí vyšetřovatelé data z kohorty HEALS, od které dříve získali informace týkající se expozice arsenu, jakož i genomické informace od bangladéšských dospělých (ve věku 18–70 let). Účastníci v této kohortě budou způsobilí pro tuto intervenční studii, pokud měli trvale vysoké hladiny arsenu v moči po celou dobu sledování (15-20 let informací). Informace a znalosti získané z této studie jsou zásadní pro pokrok v pochopení potenciálních výhod vracení genetických výsledků v prostředí s nízkými zdroji.

Vyšetřovatelé budou spolupracovat s UChicago Research Bangladesh (URB), aby zaregistrovali jednotlivce z kohorty HEALS v Araihazar, Bangaldesh. URB identifikuje účastníky HEALS, kteří měli trvale vysoké hladiny arsenu v moči (≥200 µg/g kreatininu) na základě 15-20 let sledování. Skupiny intervence 1 a intervence 2 budou vybrány na základě genotypu (tj. neúčinnými a účinnými metabolizátory arsenu, což umožňuje výběr skupin, které mají být kvazináhodné (na základě zděděných genotypů). Kontrolní skupina bude vybrána náhodně z účastníků HEALS. Při prvním kontaktu (Čas 1) zaměstnanci URB v Araihazaru získají vzorky moči od všech účastníků. Intervenčním a kontrolním skupinám bude poskytnut standardní informační zásah, který jim připomene účinky expozice arsenu a strategie ke snížení jejich expozice. Intervenčním skupinám budou navíc nabídnuty informace o účinnosti metabolismu (tj. jejich genetických výsledcích). Šest měsíců po zahájení intervence (čas 2) budou hladiny arsenu v moči jak intervenčních, tak kontrolních skupin znovu měřeny.

Trvání Délka období sběru dat pro každého účastníka bude 6 měsíců. Inicializace studie bude v čase 1, kdy bude získán první vzorek moči, o 6 měsíců později (čas 2) budou výzkumníci URB sledovat účastníky, aby získali poslední vzorek moči pro tuto studii. Vzhledem k tomu, že sběr dat bude rozložen mezi účastníky, očekává se, že sběr všech vzorků moči bude trvat 1 rok. Měření arsenu v těchto vzorcích bude trvat 6 měsíců a následné analýzy dat budou trvat dalších 6 měsíců. Vyšetřovatelé tedy očekávají ~2 roky pro tuto studii, jakmile začne sběr dat.

Místo Sběr biovzorků a údajů z dotazníků bude probíhat v Araihazaru v Bangladéši. URB má v této oblasti místní kanceláře. Měření arsenu bude probíhat na University of Illinois v Chicagu. Analýza dat bude probíhat na University of Chicago.

Metodologie:

Studijní populace a výběr účastníků: Všichni účastníci budou rekrutováni ze studie Health Effects of Arsenic Longitudinal Study (HEALS) v Araihazaru, Bangladéš, studie, která má více než 20 000 účastníků. HEALS je prospektivní studie zdravotních výsledků spojených s expozicí arsenu prostřednictvím pitné vody u kohorty dospělých v Araihazaru v Bangladéši, venkovské oblasti východně od hlavního města Dháky. Vyškolený lékař studie provedl osobní pohovory, klinická hodnocení (včetně zjištění kožních lézí) a sběr moči při výchozích a následných návštěvách (každé 2 roky). Účastníkům byly na začátku také odebrány vzorky krve.

Typ a počet experimentálních subjektů: V této současné studii budou pracovníci studie Uchicago Research Bangladesh (URB) pracovat na identifikaci pacientů, kteří splňují kritéria pro zařazení a vyloučení ze zavedené kohortové studie HEALS, během níž pracovníci URB získají informovaný souhlas. Kritéria pro zařazení do studie jsou členové kohorty HEALS (ve věku 18–70 let), kteří měli trvale vysoké hladiny arsenu v moči (≥ 200 µg/g kreatininu) na základě údajů z 15–20 let sledování a účastníci, kteří mají genetické informace týkající se varianta AS3MT, která je klasifikuje jako neúčinné nebo účinné metabolizátory arsenu. Kritériem vyloučení pro tuto studii by byli členové HEALS, kterým chybí základní vzorky moči, stejně jako ti, kterým chybí nejnovější následné vzorky moči. Celkem bude zapsáno 300 subjektů, 100 pro skupinu s intervencí 1, 100 pro skupinu s intervencí 2 a 100 pro kontrolní skupinu. Vyšetřovatelé odeberou vzorky moči od každého účastníka, aby posoudili aktuální úrovně expozice arsenu. Vzorky moči budou odeslány na University of Chicago. Informace týkající se využití studny každého účastníka HEALS budou aktualizovány na začátku.

Genetické informace a klasifikace pomalých vs. rychlých metabolizátorů: Anorganický arsen se po konzumaci přemění na mono- a di-methylované (DMA) formy. DMA, vyjádřený jako procento arsenu v moči, je měřítkem účinnosti metabolismu arsenu (AME). Běžná variace v 10q24.32 Oblast, obsahující gen arsen methyltransferázy (AS3MT), je spojena s AME. Kromě toho je s AME spojena genetická varianta genu formiminotransferse cyklodeaminázy (FTCD). FTCD je rozhodující pro katabolismus histidinu, což je proces, který vytváří jednotky s jedním uhlíkem, které mohou vstoupit do cyklu jeden uhlík/folát, který poskytuje methylové skupiny pro metabolismus arsenu. V kohortě HEALS tyto genetické varianty v FTCD a AS3MT společně vysvětlují ~ 10 % variace v DMA % a mají jasné účinky na riziko toxicity arsenu (tj. kožní léze vyvolané arsenem). Tyto zděděné genetické varianty budou použity v této studii ke klasifikaci účastníků jako účinné nebo neefektivní metabolizátory arsenu.

Intervence (získání informací o arsenu): V této studii obdrží intervenční a kontrolní skupiny standardní informační intervenci, která jim připomene účinky expozice arsenu a potenciální strategie, které lze zavést ke snížení jejich expozice. Intervenční skupiny navíc obdrží informace o jejich genetických výsledcích, které je informují o účinnosti jejich metabolismu arsenu. Intervenční skupiny obdrží tyto informace prostřednictvím informačního listu vhodného pro laické publikum. Informační list bude obsahovat informace týkající se metabolismu arsenu a jeho role při odstraňování arsenu z těla. Informační list popíše, jak mezi jednotlivci existuje variabilita s ohledem na účinnost, s jakou je arsen z těla odstraňován, kvůli zděděným rozdílům v genech, které ovlivňují metabolismus arsenu. Informační list spojí rychlost metabolismu s rizikem toxicity. Jinými slovy, pomalejší metabolizátoři odstraňují arsen z těla pomaleji ve srovnání s ostatními, zatímco rychlí metabolizátoři odstraňují arsen z těla rychleji než ostatní. To vede ke zvýšenému riziku toxicity arsenu, normální metabolizátoři arsenu odstraňují arsen z těla průměrnou rychlostí a rychlí metabolizátoři arsenu odstraňují arsen z těla rychleji než většina ostatních lidí, což vede ke snížení rizika toxicity. A konečně, informační list informuje účastníky v intervenčních skupinách, že byli identifikováni jako pomalí/rychlí metabolizátoři arsenu na základě svých genů. Tyto informace budou účastníkům poskytnuty zaměstnanci URB, přičemž během studijní návštěvy bude k dispozici studijní lékař, který bude schopen zodpovědět další otázky a obavy účastníka. Kontrolní skupina neobdrží informace o svých genetických výsledcích, které by ji informovaly o účinnosti metabolismu arsenu.

Hodnocení arsenu a vzorek moči: Vzorky moči budou odebrány zaměstnanci studie URB v Čas 1 (počáteční kontakt) a Čas 2 (šest měsíců po zahájení intervence). Vyšetřovatelé plánují vyhodnotit expozici arsenu ze vzorků moči od všech přijatých účastníků. Předchozí studie prokázaly vysokou korelaci mezi hladinami arsenu ve vodě a arsenu v moči. Arsen v moči bude měřen pomocí hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICPMS) v základním zařízení biomarkerů CACHET (Chicagské centrum pro zdraví a životní prostředí) na UIC (University of Illinois v Chicagu).

Dotazníky: Všichni účastníci podstoupí genetický dotazník o porozumění. Genetické informace představují výzvy pro všechny účastníky studií, ale zejména pro ty s nízkou a okrajovou genetickou gramotností. Nízké genetické porozumění může být překážkou pro účastníky, aby pochopili užitečnost zpětné informace o genetických výsledcích, proto budou vyšetřovatelé měřit genetické porozumění pomocí dotazníku Measure of Genetic Susceptibility Knowledge. Tento dotazník bude účastníkům studie poskytnut ústně pracovníky URB, kteří budou postupovat podle strukturovaných protokolů. Tento dotazník byl vytvořen výběrem otázek z předchozích dotazníků, které měří genetické znalosti v obecné populaci, a také vytvořením otázek pro porozumění z předchozího dotazníku, který byl použit u této populace s názvem Návratnost výsledků (genetický) dotazník z IRB18-1331.

Účastníci intervenčních ramen také dostanou dotazník k měření jakéhokoli psychického stresu v důsledku obdržení ROR. Je důležité porozumět psychologickým důsledkům pro pacienty, kteří dostávají výsledky genomických testů v různých podmínkách, a proto budou vyšetřovatelé měřit psychický stres pomocí dotazníku Pocity o výsledcích genomického testování (FACToR), který byl navržen k měření psychologický dopad obdržení výsledků genomických testů v široké škále podmínek.

Kromě toho účastníci identifikovali studniční vodu používanou jako jejich primární zdroj pitné vody na začátku kohortové studie HEALS, vyšetřovatelé budou na tuto otázku navazovat, aby měli nejaktuálnější informace.

Potenciální rizika a přínosy: Účast v této studii představuje pouze minimální fyzické riziko. Vyšetřovatelé žádají o získání vzorků moči a údajů z dotazníku od všech účastníků. Přestože studie nepředstavuje více než minimální fyzické riziko/poškození, vyšetřovatelé budou mít četná opatření na ochranu důvěrnosti.

Kromě toho může existovat určité riziko stigmatu nebo stresu u jedinců v intervenční větvi, kteří jsou identifikováni jako pomalí metabolizátoři arsenu, toto je však kompenzováno potenciálním zdravotním přínosem získaným na základě znalostí. Podle modelu přesvědčení o zdraví, pokud informace o genetickém riziku změní vnímanou vnímavost jedince k toxicitě arsenu, může se změnit pravděpodobnost přijetí zdravotního chování. Proto pro účastníky této specifické studie, kteří jsou vystaveni vyššímu riziku toxicity arsenu kvůli vyšším hladinám arsenu v moči během 15-20 let sledování v kohortě HEALS, může získat informace o tom, že jsou pomalejšími metabolizátory arsenu, navíc motivovat k úpravě životního stylu, pokud zvyšuje individuální vnímání rizika, a tím kompenzovat potenciální riziko prostřednictvím tohoto přínosu. Kromě toho byla podskupina 200 účastníků studie HEALS dříve dotázána, zda by chtěli získat své genetické informace týkající se účinnosti metabolismu arsenu, 100 % dotázaných účastníků uvedlo, že by tyto informace chtěli.

Monitorování bezpečnosti: Tato studie nezahrnuje žádná fyzická rizika. Intervence má informační charakter a probíhá v jediném okamžiku (tj. základní návštěva). Pokud by jednotlivci chtěli dále diskutovat o obdržené genetické informaci se zdravotnickým pracovníkem, bude všem účastníkům poskytnuto kontaktní číslo na lékaře studie HEALS. Kromě toho mají všichni účastníci HEALS přístup k bezplatné primární zdravotní péči prostřednictvím místní kliniky HEALS, pokud mají účastníci jakékoli zdravotní obavy související s informacemi o arsenu, které obdrželi během účasti v této studii.

Postup pro získání a zaznamenání informovaného souhlasu: Pro tuto studii budou pracovníci studie Uchicago Research Bangladesh (URB) pracovat na identifikaci pacientů, kteří splňují kritéria pro zařazení a vyloučení ze zavedené kohortové studie HEALS, během níž pracovníci URB získají informovaný souhlas.

Důvěrnost: Přestože studie nepředstavuje více než minimální fyzické riziko/poškození, vyšetřovatelé budou mít četná opatření na ochranu důvěrnosti. Studie nezahrnuje sběr identifikovatelných informací a pracovníci studie URB přidělí kódované jedinečné ID studie všem datům a vzorkům účastníků. Vyšetřovatelé zajistí, že všechny vzorky budou kódovány a všechna data budou chráněna, uložena a analyzována na zabezpečených serverech chráněných heslem na katedře studií veřejného zdraví (PHS) na University of Chicago.