Moksifloksasiinin QT-vasteen genetiikka (MOXIGEN)

I. Tausta ja merkitys A. Historiallinen tausta ja tieteellinen perusta Yleisin syy jo markkinoilla olevien lääkkeiden vetäytymiseen tai rajoittamiseen on QT-ajan pidentyminen ja siitä johtuva, mahdollisesti kuolemaan johtava rytmihäiriö, torsade de pointes1. Ensimmäisen kerran 1960-luvulla kinidiinihoidolla2 kuvattu torsade de pointes esiintyy yleisimmin rytmihäiriölääkkeillä3, vaikka äkillisen sydänkuoleman riski kasvaa 270 % käytettäessä ei-sydämen QT-aikaa pidentävää lääkitystä4.

Elektrokardiogrammin QT-aika heijastaa kammioiden sydänlihaksen repolarisaatiota, ja QT-ajan poikkeavuudet ovat yleisin epänormaalin repolarisaation indikaattori. Vaikka on olemassa useita hypoteeseja siitä, kuinka epänormaali repolarisaatio ja erityisesti QT-ajan pidentyminen johtaa kammioiden rytmihäiriöihin, johdonmukaisin havainto näyttää olevan, että pitkittyneen depolarisaation aikana natriumkanavat toipuvat inaktivoitumisesta ja aktivoituvat uudelleen, mikä aiheuttaa niin sanottuja varhaisia ​​jälkidepolarisaatioita. Yhdistettynä myös repolarisaation heterogeenisyyteen nämä varhaiset jälkidepolarisaatiot luovat suotuisan sydänlihassubstraatin palautumiselle, mikä johtaa sydänlihaksensisäisten paluuaaltojen ja torsade de pointesin leviämiseen5.

Lääkkeiden aiheuttama QT-ajan piteneminen on ykköseste uusien terapeuttisten aineiden pääsylle markkinoille. Vaikka useita lääkkeitä, ympäristötekijöitä ja geneettisiä tekijöitä on liitetty QT-ajan pidentymiseen, kykymme ennustaa yksilöllisesti, kenelle QT-ajan piteneminen kehittyy, puhumattakaan torsade de pointesista, on rajallinen.

Henkilökohtainen geneettinen lähestymistapa toksisuuden ehkäisyyn olisi tärkeä, koska kardiotoksinen lääkevaste ei ole spesifinen yhdelle lääkeryhmälle; Arytmogeenisuuden riskin ennustetta voidaan soveltaa useissa eri olosuhteissa käytettäviin lääkkeisiin. Suppeasti sanottuna tämä tutkimus voi mahdollistaa lääkkeiden, joilla on tällä hetkellä marginaalinen riski/hyötyprofiili, tuomisen markkinoille, säästäen riskiryhmiin kuuluvia ja tarjoamalla uusia hoitomuotoja niille, jotka eivät sitä ole. Kansanterveyden näkökulmasta se vähentää mahdollisesti hengenvaarallista myrkyllisyyttä ja parantaa siten ihmisten terveyttä tunnistamalla erityisiä riskiryhmiä.

B. Aiemmat tutkimukset Kolmen mahdollisen kohortin – Cardiovascular Health Study, Framingham Heart Study ja Rotterdam Study – meta-analyysissä 13 685 eurooppalaisesta syntyperää olevasta valkoisesta ihmisestä osana QTGEN-konsortiota, Newton-Cheh ja kollegat tunnistivat. yhteiset varianttiassosiaatiot (p < 5x10-8) viidessä lokuksessa, jotka aiemmin liittyivät QT-väliin: NOS1AP, KCNQ1, KCNE1, KCNH2 ja SCN5A, sekä uudet assosiaatiot 5 muussa lokuksessa, joiden ei aiemmin tunnistettu vaikuttavan sydänlihaksen repolarisaatioon10. Näissä 10 lokuksessa 14 riippumatonta varianttia selittivät 5,4 - 6,5 % QT-ajan vaihtelusta, mikä oli enemmän kuin mitä sukupuoli tai ikä selittää, voimakkaimmat ei-geneettiset kliiniset tekijät10. Näihin variantteihin perustuva QT-genotyyppipistemäärä liittyi 9,7 - 12,4 ms pidempään QTc-aikaan ylimmässä kvintiilissä verrattuna alempaan kvintiiliin meta-analyysinäytteissä, jotka sisälsivät heterogeenisen iän, riskitekijän ja lääkealtistusprofiilit10-12. Nämä vaikutukset olivat johdonmukaisia ​​sekä eurooppalaisilla että afroamerikkalaisperheillä. Tämä QT-pistemäärä validoitiin itsenäisesti suomalaisessa populaatiootoksessa, jossa täydellinen lääkityksen varmistus mahdollisti QT-arvoa muuttavaa hoitoa saaneiden jättämisen pois ja jossa QT-pisteet liittyivät 15,6 ms:n QT-välin eroon ylä- ja alaviiteen välillä13.

Moksifloksasiini soveltuu hyvin lääkkeiden aiheuttaman QT-ajan pitenemisen tutkimiseen, koska sen tiedetään aiheuttavan ohimenevää ja lievää QT-ajan pitenemistä. Verrattuna lumelääkkeeseen 400 mg oraalista moksifloksasiinia liittyy noin 10 ms:n pitenemiseen sykekorjatussa QT-välissä14, 15. Tästä QT-ajan pidentymisestä huolimatta ei ole raportoitu lisääntynyttä äkillisen kuoleman riskiä, ​​kun kerta-annos moksifloksasiinia annettiin suun kautta16, joten se on turvallinen ja hyvin validoitu lääke terveiden ihmisten sydäntoksisen lääkevasteen tutkimuksessa. Lisäksi lääketeollisuus on käyttänyt sitä laajalti positiivisena kontrollina FDA:n edellyttämällä tavalla osoittaakseen riittävän herkän menetelmän QT-ajan pitenemisen havaitsemiseksi.

C. Tutkimuksen ehdotetun hyödyn perustelut Huumeiden aiheuttama QT-ajan piteneminen on merkittävä kansanterveysriski ja merkittävä este lääkekehitykselle19-21. Esimerkiksi sisapridi, ruokatorven liikkuvuutta parantava aine, jota käytetään gastroesofageaaliseen refluksiin, on saattanut aiheuttaa yli 80 kuolemaa ennen kuin se vedettiin markkinoilta22. Syyllisten lääkkeiden tunnistamisen lisäksi on olemassa myös haavoittuvan potilaan ominaisuuksia, kuten naissukupuoli23, bradykardia24, hypokalemia25 ja geneettinen taipumus harvinaisiin mutaatioihin3, 6, 26, jotka lisäävät tiettyjen henkilöiden kuolemaan johtavan rytmihäiriön riskiä. Näiden riskiryhmien tunnistaminen geneettisten markkereiden avulla olisi tärkeä edistysaskel kohti turvallisempaa lääkehoitoa7. Tämän tutkimuksen perustana on laajentaa genetiikan käyttöä harvinaisten perhemutaatioiden lisäksi, jotka altistavat QT-ajan pidentymisen riskille, laajamittaiseen väestön seulomiseen genotyypitämällä (määrittäen tiettyjä variantteja) suhteellisen yleisten polymorfismien varalta, jotka voivat lisätä QT-riskiä. piteneminen ja sitä seuraava torsade de pointes.

II. Erityinen tavoite Oletamme, että yleiset geneettiset variantit, joilla on keskimääräisiä vaikutuksia lepo-QT:hen, voivat kokonaisuutena tarkasteltuna tunnistaa yksilöiden alaryhmän, jolla on riski QT-ajan liioitellusta pidentymisestä vastauksena QT-aikaa pidentävälle lääkkeelle.

Tätä hypoteesia testataan seuraavalla erityisellä tavoitteella:

Arvioida yhteisten geneettisten varianttien kykyä ennustaa lääkkeiden aiheuttamaa QT-ajan pitenemistä terveillä koehenkilöillä. Rekrytoimme Massachusettsin yleissairaalassa (MGH) 80 tervettä vapaaehtoista, jotka valitaan QT-genotyyppipisteiden ylä- ja alakvintiileistä arvioimaan QT-vastetta moksifloksasiinille verrattuna lumelääkkeeseen.

III. Kohteen valinta A. Sisällys-/poissulkemiskriteerit: Tohtori Newton-Cheh on rekrytoinut tähän mennessä erillisen protokollan kautta yli 1000 tervettä 18–40-vuotiasta vapaaehtoista, jotka ovat suostuneet ottamaan uudelleen yhteyttä alkuperäisen seulontakäynnin jälkeen määritettyjen genotyyppien perusteella. joista on tehty DNA-erotus. Nykyisestä 1000 koehenkilön kokoelmasta noin 75 % on eurooppalaisia/valkoihoisia ja 8 % afroamerikkalaisia. Nämä ovat muuten terveitä, vähintään 18-vuotiaita henkilöitä. Tätä tutkimusta varten genotyypisimme 68 itsenäistä QT SNP:tä käyttämällä Sequenom-genotyypitysjärjestelmää MGH Center for Human Genetic Researchin Sequenom-ytimessä näissä näytteissä. Genotyyppipistemäärä on kunkin genotyypin QT-ajan ennustettujen vaikutusten summa. Genotyyppipisteytyksen perusteella määritämme joukon henkilöitä, jotka kuuluvat QT-genotyypin riskipisteiden ylimpään tai alimpaan kvintiiliin, jotta he voivat osallistua moksifloksasiinitutkimukseemme (katso genotyyppipisteiden laskennan yksityiskohdat jäljempänä). Ilmeisesti terveet 18–50-vuotiaat eurooppalaiset ja afroamerikkalaiset syntyperäiset vapaaehtoiset mies- ja naispuoliset vapaaehtoiset ovat kelvollisia, jos heillä ei ole tunnettuja sydän- ja verisuoni-, munuais- tai maksasairauksia, heillä ei ole henkilökohtaista tai suvussa esiintynyt äkillinen sydänkuolema. älä käytä resepti- tai käsikauppalääkkeitä tai virkistyslääkkeitä; sinulla ei ole bradykardiaa (määritelty leposykeeksi < 50 bpm), johtumishäiriötä (QRS > 100 ms) tai QTc-ajan pidentymistä elektrokardiografiassa (QTc > 500 ms); ja niillä on normaali seerumin kalium (K>3,3) ja magnesium (Mg>1,8), sekä munuaisten ja maksan toimintakokeet. Suljemme pois imettävät, raskaana olevat tai raskautta suunnittelevat naiset tutkimusjakson aikana, neuvomme ehkäisyn käytön tärkeydestä tutkimusjakson aikana ja tarkistamme seerumin HCG:n seulontakäynnillä. Arvioimme, että 266 yksilöä (133 korkeimmassa ja alimmassa kvintiileissä) on tukikelpoinen.

IV. Aiheen ilmoittautuminen

A. Ilmoittautumistavat ja tietoisen suostumuksen menettelyt:

Katso yllä olevat tiedot oppiaineen tunnistamisesta ilmoittautumista varten. Tukikelpoiset henkilöt kutsutaan tulemaan seulontakäynnille moksifloksasiinitutkimuksessa, ja tavoite on 40 jokaisessa genotyyppiryhmässä. Suunnittelemme ottavan yhteyttä jopa 266 henkilöön, jotka ovat QT-genotyyppipisteiden ylemmissä ja alemmissa kvintiileissä tullaksemme seulontakäynnille. Odotamme kutsuvamme seulontavierailulle noin 160 henkilöä, ja tavoitekokonaisuus on 80 henkilöä. Näihin koehenkilöihin otetaan yhteyttä puhelimitse tähän tutkimukseen osallistumisesta, minkä jälkeen tietoinen suostumus hankitaan saapuessaan seulontakäynnille ja tarkistetaan myöhemmillä vierailuilla, ovatko he oikeutettuja tutkimussuunnitelmaan.

V. Tutkimusprotokolla A. Tiedonkeruu: Koehenkilöt tuodaan MGH Clinical Research Centeriin ensimmäiselle seulontakäynnille, jossa tarkistetaan kelpoisuuskriteerit (soveltuvin osin poissulkeminen/sisällyttäminen) ja heille annetaan EKG-tallenne. Opintokäynneille oikeutetut henkilöt tuodaan myöhemmin takaisin MGH Clinical Research Centeriin kahtena erillisenä päivänä, joiden välissä on vähintään yksi viikko (huuhtumisen varmistamiseksi). Jokaisella käynnillä he saavat tutkimuslääkettä (joko 400 mg oraalista moksifloksasiinia tai lumelääkettä), joka on jaettu kaksoissokkoutetulla satunnaistuksella (sukupuolen ja genotyyppiryhmien mukaan erikseen) klo 10.00 paastotilassa (tilastohenkilöllä on satunnaistusavain; kaikki muu tutkimushenkilöstö) sokeaksi opintojen päättymiseen asti). Naiset seulotaan raskauden varalta virtsan HCG:llä molempien tutkimuskäyntien aikana. Heille tehdään 6 EKG:ta ajanhetkellä 0 ja 30 minuutin välein sen jälkeen istuma-asennossa vähintään 15 minuutin levon jälkeen käyttäen kiinteää elektrodien paikkaa yhteensä 6 tunnin ajan tutkimuslääkkeen annon jälkeen. 2, 4 ja 6 tunnin kohdalla otetaan verinäyte plasman moksifloksasiinimääritykseen massaspektrometrialla. Kaikki EKG:t ladataan Massachusettsin yleissairaalan GE MUSE 7 -EKG-tietokannan tutkimusosioon, ja intervallimittaukseen sovellettu 12 SL -algoritmi, jota ryhmämme on käyttänyt aikaisemmissa tutkimuksissa. Tarkkailemme QT-aikaa 30 minuutin välein koko protokollan ajan ja tunnistamme kaikki henkilöt, joilla on merkittävä QT-ajan pidentyminen. Kaikki koehenkilöt, joiden QTc on > 500 ms, pidetään HCRC:ssä lisätarkkailua varten, ja päätetään joko seurata HCRC:ssä joka aamu, kunnes se on alle 500 ms, tai päästä sairaalaan telemetriaan tutkinnon perusteella. pidentämisestä ja lääkärin arvioinnista.

B. Suonenpunktio: Suonenpunktio suoritetaan standarditekniikoilla plasman saamiseksi moksifloksasiinitasojen kvantifiointia varten. Keräämme 10 ml verta 2 tunnin, 4 tunnin ja 6 tunnin kuluttua tutkimuslääkkeen antamisesta (yhteensä 30 ml).

C. Genotyypitys: Genotyypityksen suorittaa Sequenom-genotyypitystaulukko MGH Center for Human Genetic Researchin Sequenom-ytimessä olemassa olevalle genomiselle DNA:lle, joka on eristetty.

VI. Biostatistinen analyysi:

QT genotyyppipisteet. Suunnittelemme käyttämään QT-genotyyppipisteytyksen modifikaatiota, joka on aiemmin vahvistettu11, 12 ja jonka olemme validoineet erillisessä suomalaisessa kohortissa13. Pisteet muodostetaan alleelin kopiomäärällä kerrottuna vaikutusestimaateilla Genotyyppipisteistä määritämme joukon yksilöitä, jotka kuuluvat QT-genotyypin riskipisteen ylimpään tai alimpaan kvintiiliin (joista odotamme 75 % (n = 133 per). kvintiili)) voidakseen osallistua moksifloksasiinitutkimukseemme aikaisemman pilottityömme perusteella. Kutsumme nämä henkilöt tulemaan seulontakäynnille (katso yllä) moksifloksasiinitutkimusta varten. Tavoitteena on 40 osallistujaa jokaiseen genotyyppiryhmään.

Tuloksen arviointi: Jokainen henkilö, jolla on sinusarytmia esiintyy yli 50 prosentissa EKG:stä kahden tutkimuskäynnin aikana, jätetään pois analyysistä. EKG:t, joissa on ennenaikaisia ​​kammio- tai eteislyöntejä, jätetään pois analyysistä (nämä ovat hyvin harvinaisia ​​terveillä vapaaehtoisilla). Friderician sykekorjausta (QTc = QT/3√RR) käyttävä QTc otetaan kaikkien hyväksyttävien EKG:iden keskiarvona kussakin ajankohdassa. ΔQTc lasketaan QTc:n erona lähtötasosta (tutkimuslääkkeen/plasebon antamisen jälkeen) kullakin aikapisteellä. ΔQTc:stä lasketaan myös ero moksifloksasiinin ja lumelääkkeen jälkeisen ΔQTc:n välillä kussakin ajankohdassa (ΔΔQTc). Keskimääräistä ΔΔQTc:tä 180-300 minuutin aikapisteistä (jonka pilottityöstämme ja julkaistuista raporteistamme odotetaan olevan 10 ms) verrataan sitten kahden genotyyppiryhmän (ylä- ja alaosa ja kvintiili) välillä käyttämällä paritonta t-testiä. Arvioimme pilottitietojemme perusteella, että kussakin ryhmässä tarvitaan 40 henkilöä, jotta heillä olisi riittävä teho havaitakseen kliinisesti merkittävä (6,3 ms) ero QT-ajan pitenemisessä kahden ryhmän välillä (taulukko 2). 6 ms:n lisäys lääkkeelle altistumisen jälkeen plaseboon verrattuna on kynnys, jolla FDA ilmaisee huolensa lääkkeen mahdollisuudesta aiheuttaa torsade de pointes, ja on siten kliinisesti merkittävä.

Toissijaiset analyysit. Aiomme tehdä kolme toissijaista analyysiä. Ensinnäkin tutkimme yksittäisten SNP:iden vaikutusta voimakkaammin QT-vasteeseen moksifloksasiinille. Koska teholaskelmat ja tutkimukseen ilmoittautuminen perustuvat aggregoituun genotyyppipisteeseen, odotamme näiden toissijaisten analyysien olevan alitehoisia. Toiseksi, jos havaitsemme merkittävän eron QT-vasteessa QT-genotyyppipisteiden ylimmän ja alemman kvintiilin välillä, tutkimme desiilien vaikutusta havaittuihin tuloksiin vertaamalla 9. (80-90 %ile) ja 10. desiiliä (>90 %ile) pistemäärästä alimmalle desiilille tai kvintiilille, vaikka genotyyppipisteiden yhdistelmäluonne ja varianttien additiivinen luonne huomioon ottaen emme odota kynnysvaikutusta. Lopuksi määritämme lähtötilanteen QTc:n vaikutuksen QT-vasteeseen ja testaamme, muuttaako lähtötason QTc:n lisäsäätö mitään havaittua genotyyppipisteiden vaikutusta moksifloksasiinin QT-vasteeseen.