Predikce a prevence infekcí krevního řečiště po transplantaci ledvin (PREDICT)

PŘEDCHOZÍ STAV Je odhadováno, že v Dánsku žije s chronickým onemocněním ledvin >500 000 dospělých. Chronické onemocnění ledvin může progredovat a nejzávažnější projev chronického onemocnění ledvin je selhání ledvin. Transplantace ledviny (KTx) je preferovanou léčbou pro pacienty se selháním ledvin díky delší střední délce života ve srovnání s jinými možnostmi léčby, včetně dialýzy

(1). Téměř 3500 osob v Dánsku žije s transplantovanou ledvinou a 250-300 osob každý rok podstoupí KTx. Nicméně KTx s sebou nese riziko rejekce alotransplantátu, která se vyskytuje u více než 20 % příjemců KTx a může vést k selhání štěpu (2). Proti riziku rejekce štěpu dostávají příjemci KTx celoživotní imunosupresivní medikaci, což zase zvyšuje riziko infekcí (3).

Infekce jsou po KTx časté a mohou být závažnými komplikacemi. Incidence jakékoli infekce v prvním roce po KTx je >80 % a infekce jsou hlavní příčinou mortality (4,5). Infekce krevního řečiště (BSI) jsou obzvláště znepokojivé kvůli vysoké mortalitě a BSI jsou spojeny se zvýšeným rizikem selhání štěpu (6,7). Výzkumníci dříve zjistili kumulativní incidenci BSI u příjemců KTx 11,8 % v prvním roce po transplantaci, s 30denní mortalitou BSI u příjemců KTx jsou často sekundární k infekcím močových cest a dominují bakterie řádu Enterobacterales (6,8,9). Infekce močových cest jsou nejčastější infekční komplikací u příjemců KTx a >20 % příjemců KTx má rekurentní infekce močových cest (10). Výzkumníci a další dříve zjistili, že infekce močových cest, vyšší věk, komorbidity, akutní rejekce a neutropenie jsou rizikovými faktory pro BSI po transplantaci (7,8). Pro prevenci BSI u příjemců KTx bylo navrženo screeningové vyšetření na bakteriurii. Nicméně randomizovaná klinická studie, která zahrnovala 112 příjemců KTx, neprokázala účinek univerzálního screeningu na bakteriurii a systematické léčby asymptomatické bakteriurie na incidenci pyelonefritidy (11). Dále Americká společnost pro transplantaci (AST) Infectious Diseases Community of Practice doporučuje omezit screening na asymptomatickou bakteriurii u příjemců KTx na první měsíc po transplantaci kvůli nedostatku důkazů o účinnosti (12). Závěrem, univerzální screening na bakteriurii nefunguje a nové metody prevence BSI u příjemců KTx jsou vysoce žádoucí. Tuto mezeru ve znalostech budeme řešit pomocí rizikově založeného přístupu, kde identifikujeme a léčíme vysoce rizikové jedince.

HLÁVNÍ CÍL A NOVOST Výzkumníci provedou celostátní multicentrickou randomizovanou dvojitě slepou placebem kontrolovanou studii, aby otestovali účinek profylaktického pivmecilinamu u vysoce rizikových příjemců KTx (n=150) na incidenci BSI v prvních 6 měsících po transplantaci.

Vysoce rizikoví příjemci KTx budou vybráni pomocí již vyvinutého predikčního modelu k identifikaci příjemců KTx s incidencí BSI 25 % v prvním roce po transplantaci. Tento přístup nebyl dosud zkoumán a studie je vysoce novátorská s vysokým potenciálem prevence BSI a zlepšení zdraví příjemců KTx.

HLÁVNÍ HYPOTÉZA Výzkumníci předpokládají, že použití cílené profylaktické antibiotické léčby u vysoce rizikových příjemců KTx sníží incidenci BSI po transplantaci.

DESIGN STUDIE Studie je celostátní multicentrická randomizovaná dvojitě slepá placebem kontrolovaná studie. Účastníci jsou randomizováni individuálně s alokačním poměrem 1:1 stratifikovaným podle studijních míst. Klinické charakteristiky budou získány z národních registrů, registru Scandiatransplant a pacientských záznamů a mikrobiologie z dánské mikrobiologické databáze MiBa (13).

STUDIJNÍ PROSTŘEDÍ Studie je zakotvena v Rigshospitalet a bude prováděna ve všech třech centrech v Dánsku odpovědných za KTx: Rigshospitalet, Aarhus University Hospital a Odense University Hospital. Účastníci budou rekrutováni během následných kontrol v těchto centrech.

KRITÉRIA ZPŮSOBILOSTI Inkluzní kritéria: Dospělí (>18 let) příjemci KTx s vysokým rizikem BSI v prvním roce po KTx. Příjemci s vysokým rizikem BSI budou definováni jako příjemci patřící do skupiny s predikovanou incidencí BSI 25 % v prvním roce po transplantaci podle predikčního modelu.

Exkluzní kritéria: Příjemci, kteří nemohou dát informovaný souhlas nebo mají kontraindikace pro léčbu pivmecilinamem, včetně alergie na beta-laktamová antibiotika.

INTERVENCE BSI v prvním roce po KTx jsou hlavně způsobeny bakteriemi řádu Enterobacterales (6,8,9) a v našem centru >65 % všech BSI je způsobeno Enterobacterales (Obr.2B, 8). Léčbou volby v Dánsku jsou beta-laktamová antibiotika pokrývající gramnegativní bakterie, jako je pivmecilinam. Navzdory rostoucím problémům s rozšířenou spektrální beta-laktamázou (ESBL) je >80 % Enterobacterales v našem centru citlivých na pivmecilinam. V této studii výzkumníci proto vybrali pivmecilinam jako intervenci. Délka intervence je založena na incidenci BSI u KTx v Rigshospitalet v letech 2010-2019. Intervence začne jeden měsíc po transplantaci, protože mnoho KTx dostává profylaktická antibiotika bezprostředně po transplantaci a složení patogenů je v prvním měsíci rozmanitější, s méně bakteriemi citlivými na pivmecilinam (8).

Jeden měsíc po transplantaci bude 150 vysoce rizikových příjemců randomizováno 1:1 buď:

• Intervenční skupina (n=75), která bude dostávat pivmecilinam 400 mg jednou denně od měsíce 1-6 po transplantaci.
• Kontrolní skupina (n=75), která bude dostávat placebo jednou denně od měsíce 1-6 po transplantaci.

VÝSLEDKY

Primárním výsledkem je Enterobacterales BSI během prvních 1-6 měsíců po transplantaci. Sekundární výsledky zahrnují následující a jsou hodnoceny 6 měsíců po transplantaci, pokud není uvedeno jinak:

• Závažné výsledky: Úmrtnost ze všech příčin, hospitalizace a ztráta štěpu nebo pokles funkce štěpu o 50 % měřený jako eGFR.
• Infekční výsledky: Enterobacterales infekce močových cest a incidence všech infekcí močových cest a BSI.
• Výsledky související s užíváním antibiotik: Incidence infekcí s multirezistentními organismy nebo Clostridium difficile (C. diff)
• Závažné nežádoucí příhody v souladu s pokyny International Council of Harmonisation-Good Clinical Practice (ICH-GCP).
• Výsledky související s pacientem: Kvalita života hlášená pacientem (14).

Obavou při používání dlouhodobých antibiotik je rozvoj rezistence. Jako explorativní výsledek výzkumníci určí vliv pivmecilinamu na močový mikrobiom a rezistom, aby dále posoudili subklinické změny v mikrobiomu a rezistenci.

ÚČASTNÍCI A DESIGN STUDIE (OBR. 1) Způsobilost pro studii je hodnocena jeden měsíc po transplantaci, kdy jsou vysoce rizikoví příjemci zařazeni a randomizováni.

Studijní účastníci budou sledováni po dobu 5 měsíců po zařazení (do 6 měsíců po transplantaci).

Studijní účastníci budou mít tři studijní návštěvy: Při zařazení, po dvou měsících a po 5 měsících.

Močové kultury s rezistenčními vzory budou odebrány na všech třech návštěvách.

Navíc:

1. Při zařazení účastníci odpoví na dotazník týkající se kvality života (14). Navíc prohlídka pacientských záznamů.
2. Ve dvou měsících bude hodnocena compliance se studijní medikací a potenciální vedlejší účinky.
3. V pěti měsících všichni účastníci odpoví na dotazníky týkající se kvality života (14), compliance a vedlejších účinků.

Prohlídka pacientských záznamů pro funkci štěpu, medikaci, epizody rejekce, mikrobiologii (BSI, infekce močových cest, multirezistentní organismy a C. diff) a úmrtnost ze všech příčin a hospitalizace bude provedena na začátku a na návštěvě v 5 měsících.

MIKROBIOM A REZISTOM Na začátku a na návštěvách v 5 měsících bude odebráno 5 ml středního proudu moči pro hodnocení mikrobiomu a rezistomu. Metagenomická DNA bude extrahována pomocí sady Qiagen Biostic Bacteremia Kit a bude provedeno shotgun metagenomické sekvenování. Po extrakci DNA a přípravě knihovny Illumina bude sekvenování provedeno na Illumina NovaSeqXPlus v Norském sekvenačním centru v Oslu, Norsko. Metagenomické čtení bude zpracováno, jak je popsáno (15). Diverzita a funkční charakterizace střevního a močového mikrobiomu: Výzkumníci posoudí vliv pivmecilinamu na globální taxonomické složení močového mikrobiomu pomocí shotgun metagenomického sekvenování. Taxonomické profilování bude provedeno s MetaPhlAn a funkční a pathway profilování s HUMAnN3. Mikrobiální alfa diverzita bude kvantifikována pomocí čtyř indexů: bohatost, Shannon, Simpson a Gini. Beta diverzita bude hodnocena pomocí jak vážených, tak nevážených metrik vzdálenosti UniFrac, jak bylo dříve popsáno (16).

Močový rezistom bude profilován pomocí doplňujících přístupů na úrovni čtení a na úrovni rozlišení genomu. Na úrovni čtení bude profilování rezistomu provedeno s ARGs-OAP v3.0 a databází Structured Antibiotic Resistance Gene (SARG) (17), která klasifikuje geny rezistence na antibiotika (ARG) podle typu a podtypu. Abundance ARG budou normalizovány na abundanci genu 16S rRNA.

VELIKOST VZORKU A SÍLA Výzkumníci vyvinuli predikční model sestávající z věku, pohlaví, typu indukční imunosupresivní léčby a infekcí močových cest v prvních měsících po KTx. Tento model může identifikovat podskupinu vysoce rizikových příjemců KTx s incidencí BSI 25 % v prvním roce po KTx ve srovnání s nízkorizikovou skupinou 6 %. V intervenčním období (2-6 měsíců po KTx) je incidence ve vysoce rizikové skupině 23 %. Prevence antibiotiky je obvykle vysoce účinná a na základě předchozích BSI u příjemců KTx (8) výzkumníci očekávají 76% snížení BSI v prvních 2-6 měsících. Pro srovnání, použití Bactrimu snižuje výskyt Pneumocystis jirovecii o 85 %. Za předpokladu incidence BSI 23 % u vysoce rizikových příjemců v 2-6 měsících po KTx a alfa 0,05 (oboustranné) budou výzkumníci schopni detekovat pokles o 76 % s 61 příjemci v každém rameni (celkem n=122) se silou (1-beta) 0,80. Pro zohlednění výpadků a jednoročního přežití pacienta a štěpu 98 % a 96 %, respektive (8,15), se výzkumníci snaží zařadit 75 příjemců v každém rameni (celkem 150).

STATISTIKA Primární výsledky (incidence Enterobacterales BSI) budou vypočítány jak jako analýza záměru k léčbě, tak jako analýza podle protokolu pomocí Grayova testu pro rozdíly v kumulativních incidencích.

Navíc výzkumníci provedou analýzy záměru k léčbě pro sekundární výsledky.

Plány statistických analýz budou specifikovány a zveřejněny před analýzami dat.

Plány statistických analýz budou zahrnovat seznamy kovariát, hodnocení sekundárních měřítek účinnosti, přidání potenciálních interakcí a podskupinových analýz. Základní data budou popsána podle léčebné skupiny a výzkumníci zváží variabilitu v odpovědi na léčbu podle místa rekrutace.