Durbanin diabetestutkimus: Tutkimus diabeteksen epidemiologiasta afrikkalaista syntyperää olevilla eteläafrikkalaisilla kaupunkialueilla (DDS) (DDS)

OPINTOJEN TAVOITTEET

• Arvioida diabetes mellituksen ja siihen liittyvien kardiometabolisten ja infektioriskitekijöiden esiintyvyys tässä populaatiossa
• Antaa etiologisia näkemyksiä kardiometabolisten ja tarttuvien riskitekijöiden vaihteluista aikuisilla käyttäen sekä populaatiogeneettisiä että epidemiologisia lähestymistapoja
• Vertaa diabeteksen diagnostisia testejä tässä populaatiossa
• Luoda ainutlaatuinen kehys laajamittaisen poikkileikkaustutkimuksen rakentamiseksi afrikkalaiseen väestöön, jotta voidaan tutkia monenlaisia ​​terveysindeksejä – ja luoda pohja lisätutkimuksille pitkäaikaisille tutkimuksille.
• tiedottaa terveyspolitiikasta ja kansanterveysohjelmista, joilla pyritään puuttumaan ei-tarttuvien tautien lisääntymiseen Etelä-Afrikassa, mikä voi myös muokata kansanterveysstrategioita muissa Afrikan maissa

OPINTUSUUNNITTELU

DDS sisältää useita vaiheita:

Vaihe 1: Maantieteellinen otantakehys eThekwinin kunta (Durbanin kaupunki) valitaan alkuperäiseksi otantakehykseksi ja jaetaan yhdeksään suunnitteluyksikköklusteriin (PUC), jotka edustavat yhdeksää kaupunkia (Umlazi, Inanda, KwaMashu, Ntuzuma, Mpumalanga Complex, Cato Manor). , Clermont, Lamontville ja Chesterville), joiden kokonaispopulaatio on noin 1 378 750 yksilöä. Kadut valitaan satunnaisesti kussakin PUC:ssa suhteessa PUC:n kokoon ja virallisten ja epävirallisten asuntojen osuuteen kussakin PUC:ssa. Kotitaloudet valitaan satunnaisesti valituilla kaduilla sijaitsevista kodeista systemaattisella klusteriotoksella.

Vaihe 2: Yhteisön tietoisuus Kun paikallinen eettinen hyväksyntä on saatu KwaZulu-Natalin yliopiston biolääketieteellisen tutkimuksen eettiseltä komitealta (UKZN) ja KwaZulu-Natalin maakunnan terveysministeriön tuki on saatu, paikalliset terveysviranomaiset ja yhteisön johtajat kuhunkin yhdeksästä PUC:sta otetaan yhteyttä hyväksyntää varten.

Vaihe 3: Osallistujien ilmoittautuminen Kun valitut PUC-alueet on herkistetty tutkimukselle (vaiheen 2 lopussa), DDS-tiimi vierailee niillä uudelleen. Tässä vaiheessa DDS-tiimi vierailee kotitalouksissa valituilla asuinalueilla ja kaikki perheenjäsenet, jotka ovat afrikkalaista syntyperää, eivät ole raskaana ja ovat vähintään 18-vuotiaita, kutsutaan osallistumaan tutkimukseen. Suostumus hankitaan asukkailta, jotka suostuvat osallistumaan. Kaikki asukkaat ovat tervetulleita keskustelemaan (esim. paikallinen yhteisökeskus/koulu) seuraavalla viikolla, jossa DDS-tiimi kerää terveys- ja elämäntapakyselytietoja, suorittaa yksinkertaisia ​​biofyysisiä mittauksia ja kerää veri- ja virtsanäytteitä. Rekrytoiessaan osallistujia yhteisöön DDS-tiimi käyttää maantieteellisen tietojärjestelmän (GIS) kartoitustekniikoita kerätäkseen tarkkoja maantieteellisiä ja rajatietoja valituilta PUC-alueilta.

Vaihe 4: Tietojen ja näytteiden keruu, testaus ja data-analyysi Data ja näytteenotto suoritetaan tiettyinä aamuina keskitetyssä paikassa. Tämä on tärkeää, koska osallistujien on paastottava yön yli oraalista glukoositoleranssitestiä (OGTT) varten. Tutkimuksen kysely- ja biofysikaaliset tiedot kerätään, tallennetaan sähköisesti ja analysoidaan. Veri- ja virtsanäytteet kuljetetaan KwaZulu-Natalin yliopistoon Durbanissa säilytettäväksi. Laboratoriotutkimukset tehdään yksityisessä laboratoriossa. Jotkut näytteet lähetetään erikoiskeskuksiin Isossa-Britanniassa, Euroopassa, Yhdysvalloissa ja muissa maissa genomianalyysejä varten.

Vaihe 5: Palaute tuloksista tutkimukseen osallistuville Osallistujien tulokset ovat saatavilla DDS-palautetoimistossa kahdeksan viikon kuluttua näytteenoton jälkeen. Kaikki OGTT- ja lipiditulokset lähetetään takaisin osallistujille, elleivät he päätä olla vastaanottamatta niitä. Saadaksesi kaikki muut tulokset (esim. HIV, C-hepatiittivirus [HCV], maksan toimintakokeet) osallistujien tulee varata aika DDS-palautetoimistoon tulosten keräämiseksi. Tämä on valinnaista, ja osallistujat, jotka eivät halua kerätä tuloksiaan, voivat olla ottamatta yhteyttä DDS:n palautetoimistoon. Tarvittaessa osallistujia, jotka keräävät epänormaaleja tai mahdollisesti haitallisia tuloksia, neuvotaan vierailemaan paikallisella klinikalla tai sairaalassa lisätutkimuksia ja hoitoa varten osana normaalia kliinistä hoitoaan.

TIETOJEN JA NÄYTTEEN KERÄÄMINEN A. Näytteiden kerääminen

1. Verinäytteiden yleiskatsaus Vain paastonneet osallistujat voivat ottaa täydellisen verinäytteen. Ei-paastonneet osallistujat ovat oikeutettuja ottamaan vain 10 ml:n tavallista seerumia ja neljää etyleenidiamiinitetraetikkahappo (EDTA) -verinäytettä. Rekisteröity tutkimussairaanhoitaja suorittaa aseptisen venepunktion suljetun evakuoidun verenkeräysjärjestelmän kautta käyttäen standardoituja menetelmiä infektioriskin minimoimiseksi.

2. Vaaditut verinäytteet Jokaiselta paastonneelta osallistujalta kerätään yksitoista veriputkia: 10 ml:n tavallinen seerumiputki, kaksi 10 ml:n EDTA-kokoveriputkea, kaksi 2 ml:n EDTA-kokoveriputkea ja OGTT:tä varten kolme 2 ml:n natriumfluoridiputkea (NaF) ja kolme 2 ml:n tavallista seerumiveriputkea. Näin ollen jokaiselta osallistujalta otetaan enintään 46 ml laskimoverta (noin kolme ruokalusikallista verta). Paastomattomilta osallistujilta kerätään vain 10 ml:n tavallinen seeruminäyte ja neljä EDTA-kokoverinäytettä. Koska linkitetty anonyymi HIV-testaus tehdään osana tätä tutkimusta, tutkimushoitaja on koulutettu HIV-neuvontaan ja noudattaa asiaankuuluvia kansallisia ohjeita.

   Paastonneille osallistujille 75 g:n OGTT suoritetaan WHO:n suosittelemalla tavalla. Glukoositoleranssiluokat ovat WHO:n vuoden 1998 luokituksen mukaan.

   10 ml:n tavallista seerumiputkea käytetään veren testaamiseen tartuntatautien ja kardiometabolisten biomarkkerien varalta. Ensimmäinen 10 ml:n EDTA-kokoveriputki toimitetaan Isoon-Britanniaan geneettistä analyysiä varten. Toisesta 10 ml:n EDTA-kokoveriputkesta tehdään plasmauutto HCV-viruskuormitustestausta ja RNA-uutosta varten. Kahta 2 ml:n EDTA-kokoveriputkea käytetään HbA1c-testaukseen ja täyden verenkuvaan.

   Linkitetty anonyymi HIV-testaus Osana tätä tutkimusta suostumuksensa antaneet osallistujat testataan HIV:n varalta linkitetyn anonyymin testauksen avulla. Tämä tehdään kansallisten ohjeiden mukaisesti.

3. Virtsanäyte Otetaan pistemäinen (ajastamaton) virtsanäyte albumiinin ja kreatiniinin suhteen sekä virtsan natrium- ja kaliumpitoisuuden mittaamiseksi.

B. Kyselytietojen kerääminen Kun asianmukainen suostumus on saatu ja verinäytteenotto on aloitettu, osallistujat siirtyvät kyselylomakkeelle. Tässä tutkimuksessa käytetty kyselylomake on sähköinen kyselylomake (EQ) ja se on muunnelma standardoidusta ja validoidusta WHO STEPwise -lähestymistavasta valvontaan (STEPS) -työkalusta, joka on suunniteltu keräämään kroonisten sairauksien riskitekijöitä, mukaan lukien sosio-demografiset indeksit, elämäntapa, tarttuvuus. sairauden riskitekijät ja kardiometabolinen historia.

C. Biofysikaalisten mittausten kerääminen

Tutkimukseen osallistujat siirtyvät biofysikaaliselle mittausasemalle, joka tehdään kalibroiduilla ja validoiduilla laitteilla. Seuraavat toimenpiteet suoritetaan käyttämällä standardoituja protokollia:

• Pituus ja paino (käytetään painoindeksin laskemiseen)
• Vyötärön ympärysmitta ja lantion ympärysmitta (käytetään vyötärön ja lantion suhteen laskemiseen)
• Keskimmäinen olkavarren ympärysmitta
• Verenpaine ja syke

VERINÄYTTEANALYYSI

Kaikista verinäytteistä analysoidaan tarttuvia ja kardiometabolisia biomarkkereita yksityisessä laboratoriossa Durbanissa. Varmistetaan HIV-testejä. Alla on luettelo serologisissa ja biokemiallisissa testeissä käytetyistä laboratoriomenetelmistä:

• Plasman glukoosi: Entsymaattinen menetelmä, joka perustuu heksokinaasi- ja glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasientsyymeihin
• Seerumin kreatiniini: Perustuu pikriinihapon ja kreatiniinin reaktioon emäksisessä väliaineessa

• Seerumin lipidit:

  • Kolesteroli: Entsymaattinen menetelmä, jossa käytetään kolesteroliesteraasin ja kolesterolioksidaasin konversiota, jota seuraa Trinder-päätepiste
  • Triglyseridit: Perustuu Fossatin kolmivaiheiseen entsymaattiseen reaktioon Trinder-päätepisteellä. Yksittäinen reagenssimenetelmä määrittää triglyseridien kokonaismäärän, mukaan lukien mono- ja diglyseridit ja vapaat glyserolifraktiot
  • HDL: Entsymaattinen reaktio, joka perustuu Izawan, Okadan ja Matsuin kehittämiin menetelmiin
  • LDL: Laskettu Friedewaldin kaavalla tai entsymaattisella menetelmällä
  • Lipoproteiini (a): turbidometrinen (Beckmann)
• HbA1c: Korkean suorituskyvyn nestekromatografia. Laite: BioRad Variant II
• HIV: 4. sukupolven ELISA (Abbott Architect)
• Hepatiitti B ja C: ELISA

DNA:n ja RNA:n uuttaminen tapahtuu KwaZulu-Natalin yliopistossa, Cambridgen yliopistossa, Wellcome Trust Sanger Institutessa tai valtuutetussa kolmannen osapuolen laitoksessa Isossa-Britanniassa. Tutkimuskoordinaattori vastaa näytteiden toimittamisesta Isoon-Britanniaan DNA- ja RNA-erotusta varten. Puhdistettu DNA ja RNA lähetetään sitten Wellcome Trust Sanger Institute -instituuttiin, Iso-Britanniaan, geneettistä analyysiä varten.

GENEETTINEN ANALYYSI

1. Yleiskatsaus Koska tarvitaan laajamittaisia ​​automatisoituja putkistoja ja seuraavan sukupolven Illumina-sekvensointi- ja genotyyppitekniikkaa, kaikki genotyypit ja sekvensointi tehdään Wellcome Trust Sanger Institutessa, Yhdistyneessä kuningaskunnassa (http://www.sanger.ac.uk/). Wellcome Trust Sanger Institute on kansainvälinen genomikeskus, jolla on laaja kokemus ja asiantuntemus DNA- ja RNA-näytteiden käsittelystä maailmanlaajuisista geneettisistä tutkimushankkeista, mukaan lukien verta ja näytteitä useista SSA:n maista. Biologisten näytteiden lähettämisestä Isoon-Britanniaan on tehty materiaalin siirtosopimus.
2. DNA:n ja RNA:n uuttaminen ja kvantifiointi DNA ja RNA uutetaan KwaZulu-Natalin yliopistossa, Cambridgen yliopistossa, Wellcome Trust Sanger Institutessa tai valtuutetun kolmannen osapuolen palveluntarjoajan toimesta Isossa-Britanniassa, esim. GenProbe, Manchester. Puhdistettu DNA tai RNA lähetetään sitten Wellcome Trust Sanger Institutelle. Kaikki uutettu nukleiinihappo kvantifioidaan joko geelielektroforeesilla tai picogreenillä (DNA-näytteet) tai ribogreenillä (RNA-näytteet) ja kvantifioidaan suhteessa tunnetun pitoisuuden standardeihin. Kaikki nukleiinihapponäytteet säilytetään Wellcome Trust Sanger Institutessa turvallisissa -80 ˚C pakastimissa.

3 Genotyypitys ja sekvensointi Nykyiset genominlaajuiset ihmisen monimuotoisuustaulukot eivät riitä kuvaamaan afrikkalaisissa populaatioissa esiintyvää korkeaa geneettistä monimuotoisuutta ja populaatiorakennetta, mikä rajoittaa niiden käyttökelpoisuutta. Siksi käytämme seuraavan sukupolven sekvensointia, genotyyppien määrittämistä ja imputointia auttaaksemme määrittämään tutkimuspopulaation ihmisen geneettisen variaation ja kvantitatiivisten riskitekijöiden sekä sairauksien ja virusten monimuotoisuuden välisen yhteyden. Kaikki genotyypit ja sekvensointi tehdään Wellcome Trust Sanger Institutessa. Lisäksi, koska seuraavan sukupolven sekvensointimenetelmän genomitiedoilla on suuria säilytys- ja kuratointivaatimuksia, kaikki raaka genominen data säilytetään Wellcome Trust Sanger Institutessa, Isossa-Britanniassa.

4 Tiedonsiirto, varastointi ja hallinta Kaikki raakagenomidata säilytetään Wellcome Trust Sanger Institutessa Isossa-Britanniassa ja European Genome-phenome Archivessa (EGA) European Molecular Biology Laboratory-European Bioinformatics Institutessa (EBI), Iso-Britannia.