Durban Diabetes Study: En undersøgelse af epidemiologien af ​​diabetes mellitus i urbane sydafrikanere af afrikansk afstamning (DDS) (DDS)

STUDIEMÅL

• At estimere forekomsten af ​​diabetes mellitus og associerede kardiometaboliske og infektiøse risikofaktorer i denne population
• At give ætiologisk indsigt i variationen i kardiometaboliske og infektiøse risikofaktorer hos voksne ved brug af både populationsgenetiske og epidemiologiske tilgange
• At sammenligne diagnostiske test for diabetes i denne population
• At skabe en unik ramme for opbygning af en storstilet tværsnitsundersøgelse i en afrikansk befolkning for at undersøge en bred vifte af sundhedsindekser - og lægge grunden til yderligere langsigtede undersøgelser
• at informere om sundhedspolitik og folkesundhedsprogrammer, der tager sigte på at imødegå stigningen i ikke-smitsomme sygdomme (NCD'er) i Sydafrika, hvilket også kan forme folkesundhedsstrategier i andre afrikanske lande

STUDERE DESIGN

DDS involverer en række faser:

Fase 1: Geografisk prøvetagningsramme eThekwini kommune (byen Durban) er valgt som den indledende prøvetagningsramme og opdelt i ni planlægningsenhedsklynger (PUC'er), der repræsenterer ni townships (Umlazi, Inanda, KwaMashu, Ntuzuma, Mpumalanga Complex, Cato Manor , Clermont, Lamontville og Chesterville) med i alt en befolkning på cirka 1.378.750 individer. Gader er tilfældigt udvalgt i hver PUC proportionalt med PUC-størrelsen og andelen af ​​formelle og uformelle boliger i hver PUC. Husstande udvælges ved systematiske klyngeprøver af boliger beliggende i de tilfældigt udvalgte gader.

Fase 2: Fællesskabsbevidsthed Når lokal etisk godkendelse er opnået fra BioMedical Research Ethics Committee ved University of KwaZulu-Natal (UKZN), og støtten fra KwaZulu-Natal Provincial Department of Health er opnået, vil de lokale sundhedsmyndigheder og lokale ledere fra hver af de ni PUC'er, vil blive kontaktet for godkendelse.

Trin 3: Deltagertilmelding Når de udvalgte PUC-områder er blevet sensibiliseret over for undersøgelsen (slutningen af ​​trin 2), besøges de igen af ​​DDS-teamet. I denne fase besøger DDS-teamet husstande i de udvalgte kvarterer, og alle familiemedlemmer, der er af afrikansk afstamning, ikke gravide og er 18 år eller ældre, inviteres til at deltage i undersøgelsen. Samtykke indhentes fra beboere, der accepterer at deltage. Alle beboere inviteres til at deltage i et centralt mødested (dvs. lokalt medborgerhus/skole) den følgende uge, hvor DDS-teamet indsamler oplysninger om sundheds- og livsstilsspørgeskemaer, udfører simple biofysiske tiltag og indsamler blod- og urinprøver. Mens DDS-teamet rekrutterer deltagere i fællesskabet, bruger det geografiske informationssystem (GIS) kortlægningsteknikker til at indsamle nøjagtige geografiske og grænsedata om de udvalgte PUC-områder.

Fase 4: Data- og prøveindsamling, test og dataanalyse Data- og prøveindsamling foretages på bestemte morgener på et centralt sted. Dette er vigtigt, da deltagerne skal faste natten over til en oral glucosetolerancetest (OGTT). Spørgeskema og biofysiske data fra undersøgelsen indsamles, opbevares elektronisk og analyseres. Blod- og urinprøver transporteres til University of KwaZulu-Natal i Durban til opbevaring. Laboratorieundersøgelser udføres på et privat laboratorium. Nogle prøver sendes til specialistcentre i Storbritannien, Europa, USA og andre lande til genomiske analyser.

Fase 5: Feedback af resultater til undersøgelsesdeltagere Fra og med otte uger efter prøveindsamlingen vil deltagerresultaterne være tilgængelige på DDS feedback-kontoret. Alle OGTT- og lipidresultater vil blive sendt tilbage til deltagerne, medmindre de vælger ikke at modtage dem. For at modtage alle andre resultater (f.eks. HIV, hepatitis C-virus [HCV], leverfunktionsprøver) skal deltagere bestille tid på DDS feedback-kontoret for at indsamle deres resultater. Dette er valgfrit, og deltagere, der ikke ønsker at indsamle deres resultater, kan vælge ikke at kontakte DDS feedback-kontoret. Hvis det er relevant, vil deltagere, der indsamler resultater, der er unormale eller potentielt skadelige, blive bedt om at besøge deres lokale klinik eller hospital for yderligere undersøgelse og behandling som en del af deres standard kliniske behandling.

DATA OG PRØVEINDSAMLING A. Indsamling af prøver

1. Blodprøveoversigt Kun fastende deltagere er berettiget til fuldstændig blodprøvetagning. Ikke-fastende deltagere er kun berettiget til indsamling af 10 ml almindeligt serum og de fire ethylendiamintetraeddikesyre (EDTA) blodprøver. Aseptisk venepunktur udføres af en registreret forskningssygeplejerske via et lukket evakueret blodopsamlingssystem, ved hjælp af standardiserede procedurer for at minimere risikoen for infektion.

2. Blodprøver påkrævet Elleve blodrør udtages fra hver fastende deltager: et 10 ml almindeligt serumrør, to 10 ml EDTA fuldblodsrør, to 2 ml EDTA fuldblodsrør og, for OGTT, tre 2 ml natriumfluorid (NaF) rør og tre 2 ml almindelige serumblodrør. Der udtages således maksimalt 46 ml veneblod (ca. tre spiseskefulde blod) fra hver deltager. For ikke-fastende deltagere udtages kun en 10 ml almindelig serumprøve og de fire EDTA fuldblodsprøver. Da forbundet anonym HIV-test udføres som en del af denne undersøgelse, er undersøgelsessygeplejersken uddannet i HIV-rådgivning og følger relevante nationale retningslinjer.

   For fastende deltagere udføres 75 g OGTT som anbefalet af WHO. Kategorier af glukosetolerance vil være i overensstemmelse med WHO 1998-klassifikationen.

   10 ml almindeligt serumrør bruges til at teste blod for infektionssygdomme og kardiometaboliske biomarkører. Det første 10 ml EDTA fuldblodsrør sendes til Storbritannien til genetisk analyse. Det andet 10 ml EDTA fuldblodsrør gennemgår plasmaekstraktion til HCV viral load test og RNA ekstraktion. De to 2 ml EDTA fuldblodsrør bruges til henholdsvis HbA1c-testning og fuld blodtælling.

   Linket anonym HIV-testning Som en del af denne undersøgelse vil samtykkende deltagere blive testet for HIV via linket anonym test. Dette vil ske i overensstemmelse med nationale retningslinjer.

3. Urinprøvetagning Der vil blive taget en plet-urinprøve (utidsbestemt) til måling af albumin-til-kreatinin-forholdet og urin-natrium og kalium.

B. Indsamling af spørgeskemadata Når først passende samtykke er opnået, og blodprøveindsamling er begyndt, flytter deltagerne til spørgeskemastationen. Spørgeskemaet brugt i denne undersøgelse er et elektronisk spørgeskema (EQ) og er en tilpasning af det standardiserede og validerede WHO STEPwise tilgang til overvågning (STEPS) værktøj designet til indsamling af kroniske sygdomsrisikofaktorer, herunder sociodemografiske indekser, livsstil, smitsom sygdomsrisikofaktorer og kardiometabolisk historie.

C. Indsamling af biofysiske målinger

Studiedeltagere flytter til den biofysiske målestation, som udføres ved hjælp af kalibreret og valideret udstyr. Følgende foranstaltninger tages ved hjælp af standardiserede protokoller:

• Højde og vægt (bruges til at beregne body mass index)
• Taljeomkreds og hofteomkreds (bruges til at beregne talje-hofteforhold)
• Midt på overarmens omkreds
• Blodtryk og puls

BLODPRØVEANALYSER

Alle blodprøver analyseres for infektiøse og kardiometaboliske biomarkører på et privat laboratorium i Durban. Bekræftende HIV-test vil blive udført. Nedenfor er en liste over laboratoriemetoder, der anvendes til serologiske og biokemiske tests:

• Plasma glucose: Enzymatisk metode baseret på hexokinase og glucose-6-phosphat dehydrogenase enzymer
• Serumkreatinin: Baseret på reaktionen mellem picrinsyre og kreatinin i et alkalisk medium

• Serumlipider:

  • Kolesterol: Enzymatisk metode, der anvender kolesterolesterase og kolesteroloxidasekonvertering, efterfulgt af et Trinder-endepunkt
  • Triglycerider: Baseret på Fossati tretrins enzymreaktion med et Trinder-endepunkt. Enkeltreagensproceduren kvantificerer det samlede antal triglycerider inklusive mono- og diglyceriderne og de frie glycerolfraktioner
  • HDL: Enzymatisk reaktion baseret på procedurerne udviklet af Izawa, Okada og Matsui
  • LDL: Beregnes ved hjælp af Friedewald-formlen eller enzymatisk metode
  • Lipoprotein (a): Turbidometrisk (Beckmann)
• HbA1c: Højtydende væskekromatografi. Instrument: BioRad Variant II
• HIV: 4. generations ELISA (Abbott Architect)
• Hepatitis B og C: ELISA

DNA- og RNA-ekstraktion vil finde sted på University of KwaZulu-Natal, University of Cambridge, Wellcome Trust Sanger Institute eller en autoriseret tredjepartsfacilitet i Storbritannien. Studiekoordinatoren er ansvarlig for at sende prøver til Storbritannien til DNA- og RNA-ekstraktion. Oprenset DNA og RNA sendes derefter til Wellcome Trust Sanger Institute, UK, til genetisk analyse.

GENETISK ANALYSE

1. Oversigt I betragtning af behovet for automatiserede pipelines i stor skala og næste generation af Illumina-sekventerings- og genotypningsteknologi, udføres al genotyping og sekventering på Wellcome Trust Sanger Institute, UK (http://www.sanger.ac.uk/). Wellcome Trust Sanger Institute er et internationalt genomcenter med omfattende erfaring og ekspertise i håndtering af DNA- og RNA-prøver fra globale genetiske forskningsinitiativer, herunder blod og prøver fra flere lande i SSA. En materialeoverførselsaftale er blevet udtænkt for forsendelse af biologiske prøver til Storbritannien.
2. Ekstraktion og kvantificering af DNA og RNA DNA og RNA ekstraheres på University of KwaZulu-Natal, University of Cambridge, Wellcome Trust Sanger Institute eller af en autoriseret tredjepartstjenesteudbyder i Storbritannien, f.eks. GenProbe, Manchester. Oprenset DNA eller RNA sendes derefter til Wellcome Trust Sanger Institute. Al ekstraheret nukleinsyre kvantificeres ved enten gelelektroforese eller picogreen (til DNA-prøver) eller ribogreen (for RNA-prøver) og kvantificeres i forhold til standarder med kendt koncentration. Alle nukleinsyreprøver opbevares på Wellcome Trust Sanger Institute i sikre -80 ˚C frysere.

3 Genotyping og sekventering Nuværende arrays af menneskelig mangfoldighed, der dækker hele genomet, fanger ikke tilstrækkeligt de høje niveauer af genetisk diversitet og befolkningsstruktur, der findes i afrikanske populationer, hvilket begrænser deres anvendelighed. Derfor vil vi bruge næste generations sekventering, genotype-arrays og imputation til at hjælpe med at bestemme sammenhængen mellem human genetisk variation i undersøgelsespopulationen og kvantitative risikofaktorer og sygdomme og viral diversitet. Al genotyping og sekventering udføres på Wellcome Trust Sanger Institute. På grund af de massive lagrings- og kurationskrav til de genomiske data fra næste generations sekventeringsmetode lagres alle rå genomiske data på Wellcome Trust Sanger Institute, Storbritannien.

4 Dataoverførsel, lagring og styring Alle rå genomiske data vil blive opbevaret på Wellcome Trust Sanger Institute, UK og European Genome-phenome Archive (EGA) på European Molecular Biology Laboratory-European Bioinformatics Institute (EBI), UK.