Palaavat geneettiset tulokset arseeniherkkyydestä

Tiivistelmä: Viime vuosina geneettisten tulosten palauttamisesta tutkijoille on tullut keskustelunaihe, ja yhä enemmän yksimielisyys siitä, että tutkijoiden tulee tarjota satunnaisten löydösten ja tutkimustulosten palauttamista osallistujille. Tulosten palautusta (ROR) koskeva tutkimus ja keskustelut ovat käyneet pääasiassa korkean tulotason maissa. ROR:iin on kiinnitetty vähemmän huomiota vähäresursseissa maissa. Tutkijat ehdottavat, että ROR:n vaikutusta arseenialtistuksen vähentämiseen liittyviin käyttäytymismuutoksiin tutkitaan The Health Effects of Arsenic Longitudinal Study (HEALS) -kohortissa (IRB18-1331). Tämä kohorttitutkimus sijaitsee Araihazarissa, Bangladeshissa, Bangladeshin maaseutualueella, joka altistuu merkittävästi arseenille paikallisten kaivojen luonnollisesti saastuneen juomaveden kautta. Tässä kohortissa tutkijoilla on osallistujatietoja perinnöllisistä geneettisistä variaatioista, joiden tiedetään vaikuttavan arseenin aineenvaihdunnan tehokkuuteen ja arseenin toksisuuden riskiin. Näiden geneettisten tietojen avulla voimme tunnistaa tehottomia osallistujia (vs. tehokkaat) arseenin metaboloijat. Tutkijat tutkivat aiemmin 200 HEALS-osallistujaa heidän asenteistaan ​​saada tietoa geneettisestä herkkyydestään arseenimyrkyllisyydelle, ja 100 % osallistujista ilmoitti haluavansa saada tämän tiedon. Tutkijat ehdottavat tutkimusta, johon he ottavat mukaan aikuiset, joilla on ollut jatkuvasti korkea virtsan arseenipitoisuus (≥ 200 µg/g kreatiniinia) 15–20 vuoden seurantatietojen perusteella. Kaksi interventioryhmää (n=200) valitaan genotyypin perusteella (ts. tehottomat ja tehokkaat arseenin metaboloijat, vastaavasti), mikä mahdollistaa ryhmien valinnan lähes satunnaisesti (perinnettyjen genotyyppien perusteella). Kontrolliryhmä (n=100) valitaan satunnaisesti niistä HEALS-osallistujista, joilla on ollut jatkuvasti korkeat virtsan arseenitasot. Interventio koostuu kolmesta haarasta: 2 interventioryhmästä (n=200) ja 1 kontrolliryhmästä (n=100). Interventioryhmä koostuu kahdesta ryhmästä; interventio 1 ja interventio 2. Intervention 1 osallistujat valitaan sen perusteella, että he ovat tehottomat arseenin metaboloijat, kun taas interventio 2 ryhmän osallistujat valitaan sen perusteella, ovatko tehokkaita arseenin metaboloijia. Kontrolliryhmä koostuu satunnaisesta otoksesta HEALS-osallistujista. Sekä interventio- että kontrolliryhmille tarjotaan vakiomuotoinen tiedotusinterventio, joka muistuttaa heitä arseenialtistuksen vaikutuksista ja strategioista altistumisen vähentämiseksi. Interventioryhmille tarjotaan lisäksi tietoa niiden arseeniaineenvaihdunnan tehokkuudesta (eli heidän geneettisistä tuloksistaan, jotka osoittavat, että he ovat tehottomia/tehokkaita metaboloijia ja niillä on lisääntynyt/vähentynyt arseenitoksisuuden riski). Kuusi kuukautta toimenpiteen jälkeen kaikkien ryhmien virtsan arseenitasot mitataan. Tutkijat olettavat, että interventio 1 -ryhmällä (tehottomat arseenin metaboloijat) on suurempi virtsan arseenitasojen lasku kuin kontrolliryhmässä. Tutkijat olettavat, että interventio 2 ryhmässä virtsan arseenitasot eroavat interventio 1 ryhmästä

Erityiset tavoitteet:

Tavoite 1. Arseenille altistuneiden henkilöiden rekisteröiminen interventiotutkimukseen, jolla arvioidaan geneettiseen herkkyyteen liittyvien tietojen palauttamisen vaikutus arseenialtistuksen tasoihin. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi tutkijat värväävät ensin HEALS-osallistujia (asuvat Araihazarissa, Bangladeshissa), joilla on jatkuvasti korkea arseenialtistus (> 15 vuoden altistustietojen perusteella). Käyttämällä geneettistä tietoa kvasisatunnaistamisen suorittamiseen, tutkijat osoittavat sitten matalatehoiset metaboloijat interventiohaaralle 1 ja tehokkaat metaboloijat interventiohaaralle 2 (geneettisten tulosten palautus + altistumisen vähentämistiedot) ja kontrollihaaralle (altistuksen vähentäminen). vain tiedot).

Tavoite 2. ROR-intervention vaikutuksen arvioimiseksi arseenialtistustasoihin tutkijat keräävät virtsanäytteitä 6 kuukautta toimenpiteen jälkeen ja vertaavat arseenitasoja virtsan arseenitasoihin lähtötilanteessa. Tutkijat testaavat interventiohaarojen välistä yhteyttä ja arseenitasojen muutosta lähtötilanteen ja seurannan välillä.

Tausta Geneettisten tulosten palauttamisesta tutkimukseen osallistuville on tullut keskustelunaihe viime vuosina, mikä johtuu osittain koko genomin genotyyppi- ja sekvensointitietojen saatavuuden lisääntymisestä ja sairauksien geneettisten syiden parantumisesta. Koko genomin sekvensointidata voi sisältää tutkimukseen osallistuvan terveydenhuollon kannalta merkityksellistä tietoa, vaikkakaan ei välttämättä oleellista tutkimuskysymysten kannalta; tätä on kutsuttu "satunnaisiksi löydöksiksi". Kasvava yksimielisyys vallitsee siitä, että tutkijoiden tulisi tarjota tällaisten satunnaisten löydösten palauttamista tutkimukseen osallistuville. Ryhmät, kuten American College of Medical Genetics (ACMG) ovat antaneet suosituksia siitä, mitkä geenit ja variantit tulisi pitää "lääketieteellisesti merkityksellisinä ja tarjottava osallistujille osana satunnaisia ​​löydöksiä". Tutkijoiden ja rahoittajien keskuudessa on myös trendi tuoda tutkimukseen osallistuneiden geneettisiä tietoja vapaasti heidän saatavilleen, mikäli osallistujat haluavat saada niitä käsiinsä. Tämäntyyppiset tiedot voivat olla erityisiä tutkimustuloksia (eli tiettyjä geneettisiä muunnelmia, joita tutkitaan tutkimusprojektin tavoitteiden saavuttamiseksi) tai genomin laajuisia geneettisen variaation mittareita (jotka voidaan välittää polygeenisinä arvioina tietyn sairauden riskistä tai osallistujien geneettisen sukujuuren tulkinta). On ehdotettu, että geneettisten tulosten tarjoaminen osallistujille on yksi tapa, jolla tutkijat voivat osoittaa kunnioitusta osallistujia kohtaan ja lisätä osallistujien sitoutumista tutkimukseen.

Tutkimuksen yleiskatsaus Tämän tutkimuksen ensisijaiset tavoitteet ovat testata geneettisten tulosten palauttamisen toteutettavuutta ja hyötyjä maaseutuympäristössä, jossa on vähän resursseja. Erityistavoitteiden saavuttamiseksi tutkijat käyttävät tietoja HEALS-kohortista, josta he ovat aiemmin saaneet tietoa arseenille altistumisesta sekä genomitietoja bangladeshilaisilta aikuisilta (18–70-vuotiaat). Tämän kohortin osallistujat ovat kelvollisia tähän interventiotutkimukseen, jos heillä on ollut jatkuvasti korkea virtsan arseenipitoisuus koko seurantajakson ajan (15–20 vuoden tiedot). Tästä tutkimuksesta saadut tiedot ja tiedot ovat ratkaisevan tärkeitä, jotta voidaan ymmärtää mahdollisia etuja, joita geneettisten tulosten palauttaminen vähäresursseissa.

Tutkijat tekevät yhteistyötä UChicago Research Bangladeshin (URB) kanssa rekisteröidäkseen henkilöitä HEALS-kohortista Araihazarissa, Bangaldeshissa. URB tunnistaa HEALS-osallistujat, joilla on ollut jatkuvasti korkeat virtsan arseenitasot (≥200 µg/g kreatiniinia) 15–20 vuoden seurantatietojen perusteella. Interventio1- ja Interventio 2 -ryhmät valitaan genotyypin perusteella (ts. tehottomat ja tehokkaat arseenin metaboloijat, vastaavasti), mikä mahdollistaa ryhmien valinnan lähes satunnaisesti (perinnettyjen genotyyppien perusteella). Kontrolliryhmä valitaan satunnaisesti HEALS-osallistujista. Ensimmäisen yhteydenoton yhteydessä (aika 1) Araihazarin URB-rekisteröity henkilökunta ottaa virtsanäytteitä kaikilta osallistujilta. Interventio- ja kontrolliryhmille tarjotaan tavallinen tiedotusinterventio, joka muistuttaa heitä arseenialtistuksen vaikutuksista ja strategioista altistumisen vähentämiseksi. Interventioryhmille tarjotaan lisäksi tietoa aineenvaihdunnan tehokkuudesta (eli niiden geneettisistä tuloksista). Kuusi kuukautta toimenpiteen alkamisen jälkeen (aika 2) sekä interventio- että kontrolliryhmien virtsan arseenitasot mitataan uudelleen.

Kesto Tiedonkeruujakson pituus kunkin osallistujan osalta on 6 kuukautta. Tutkimuksen alustus on aika 1, jolloin otetaan ensimmäinen virtsanäyte, ja 6 kuukautta myöhemmin (aika 2) URB-tutkijat seuraavat osallistujia saadakseen viimeisen virtsanäytteen tätä tutkimusta varten. Koska tietojen kerääminen porrastetaan osallistujien kesken, kaikkien virtsanäytteiden keräämisen odotetaan kestävän yhden vuoden. Arseenin mittaaminen näissä näytteissä kestää kuusi kuukautta, ja tietojen myöhempään analyysiin kuluu vielä kuusi kuukautta. Joten tutkijat odottavat ~2 vuotta tälle tutkimukselle, kun tiedonkeruu on alkanut.

Sijainti Bionäytteiden ja kyselytietojen kerääminen tapahtuu Araihazarissa, Bangladeshissa. URB:llä on paikallistoimistoja tällä alueella. Arseenin mittaus suoritetaan Illinoisin yliopistossa Chicagossa. Tietojen analysointi suoritetaan Chicagon yliopistossa.

Metodologia:

Tutkimuspopulaatio ja osallistujien valinta: Kaikki osallistujat rekrytoidaan Araihazarissa, Bangladeshissa sijaitsevasta Health Effects of Arsenic Longitudinal Study (HEALS) -tutkimuksesta, jossa on yli 20 000 osallistujaa. HEALS on prospektiivinen tutkimus juomaveden kautta tapahtuvaan arseenille altistumiseen liittyvistä terveysvaikutuksista aikuisten ryhmässä Araihazarissa, Bangladeshissa, maaseutualueella pääkaupungista Dhakasta itään. Koulutettu tutkimuslääkäri teki henkilöhaastatteluja, kliinisiä arviointeja (mukaan lukien ihovaurioiden toteaminen) ja virtsankeräämisen lähtötilanteessa ja seurantakäynneillä (2 vuoden välein). Osallistujilta otettiin myös verinäytteitä lähtötilanteessa.

Koehenkilöiden tyyppi ja lukumäärä: Tässä tutkimuksessa Uchicago Research Bangladeshin (URB) tutkimushenkilöstö pyrkii tunnistamaan potilaat, jotka täyttävät HEALS-kohorttitutkimuksen sisällyttämis- ja poissulkemiskriteerit, jonka aikana URB-henkilöstö saa tietoisen suostumuksen. Tutkimuksen mukaanottokriteerit ovat HEALS-kohortin jäsenet (18–70-vuotiaat), joilla on ollut jatkuvasti korkeat virtsan arseenipitoisuudet (≥ 200 µg/g kreatiniinia) 15–20 vuoden seurantatietojen perusteella ja osallistujat, joilla on geneettistä tietoa AS3MT-variantti, joka luokittelee ne tehottomaksi tai tehokkaaksi arseenin metaboloijaksi. Tämän tutkimuksen poissulkemiskriteerit olisivat HEALS-jäsenet, joilta puuttuu lähtötilanteen virtsanäytteet sekä ne, joilta puuttuvat viimeisimmät seurantavirtsanäytteet. Mukaan otetaan yhteensä 300 koehenkilöä, 100 interventioryhmässä 1, 100 interventioryhmässä 2 ja 100 kontrolliryhmässä. Tutkijat keräävät virtsanäytteitä jokaiselta osallistujalta arvioidakseen arseenialtistuksen nykyistä tasoa. Virtsanäytteet lähetetään Chicagon yliopistoon. Tiedot kunkin HEALS-osallistujan kaivon käytöstä päivitetään lähtötilanteessa.

Geneettinen tieto ja hitaiden vs. nopeiden metaboloijien luokittelu: Kun epäorgaaninen arseeni on kulutettu, se muuttuu mono- ja dimetyloituneiksi (DMA) muotoiksi. DMA, ilmaistuna prosentteina virtsan arseenista, on arseenin aineenvaihdunnan tehokkuuden (AME) mitta. Yleinen vaihtelu 10q24.32:ssa alue, joka sisältää arseenimetyylitransferaasi (AS3MT) -geenin, liittyy AME:hen. Lisäksi formiminotransferse-syklodeaminaasigeenin (FTCD) geneettinen variantti liittyy AME:hen. FTCD on kriittinen histidiinin katabolialle, prosessille, joka tuottaa yhden hiilen yksiköitä, jotka voivat päästä yhden hiilen/folaattisykliin, mikä tarjoaa metyyliryhmiä arseenin aineenvaihduntaan. HEALS-kohortissa nämä FTCD:n ja AS3MT:n geneettiset variantit yhdessä selittävät noin 10 % DMA-prosenttien vaihtelusta ja niillä on selvät vaikutukset arseenitoksisuuden riskiin (ts. arseenin aiheuttamat ihovauriot). Näitä perinnöllisiä geneettisiä variantteja käytetään tässä tutkimuksessa osallistujien luokitteluun tehokkaiksi tai tehottomaksi arseenin metaboloijiksi.

Interventio (tietojen vastaanottaminen arseenista): Tässä tutkimuksessa interventio- ja kontrolliryhmät saavat tavallisen tiedotustoimenpiteen, joka muistuttaa heitä arseenialtistuksen vaikutuksista ja mahdollisista strategioista, joita voidaan toteuttaa altistumisen vähentämiseksi. Lisäksi interventioryhmät saavat tietoa geneettisistä tuloksistaan, jotka kertovat heidän arseeniaineenvaihdunnan tehokkuudestaan. Interventioryhmät saavat nämä tiedot maallikkoyleisölle sopivan tietolomakkeen kautta. Tietolehti sisältää tietoa arseenin aineenvaihdunnasta ja sen roolista arseenin poistamisessa elimistöstä. Tietosivulla kuvataan, kuinka yksilöiden välillä on vaihtelua arseenin poistumisen tehokkuudessa elimistöstä johtuen perinnöllisistä eroista geeneissä, jotka vaikuttavat arseenin aineenvaihduntaan. Tietolehti yhdistää aineenvaihdunnan nopeuden myrkyllisyysriskiin. Toisin sanoen hitaammat metaboloijat poistavat arseenia elimistöstä hitaammin kuin muut, kun taas nopeat aineenvaihduntatekijät poistavat arseenia elimistöstä nopeammin kuin muut. Tämä johtaa lisääntyneeseen arseenin toksisuuden riskiin, normaali arseenin metaboloija poistaa arseenia kehosta keskimääräisellä nopeudella ja nopeat arseenin metaboloijat poistavat arseenia kehosta nopeammin kuin useimmat muut ihmiset, mikä johtaa toksisuusriskin vähenemiseen. Lopuksi tietolehti kertoo interventioryhmien osallistujille, että heidät on tunnistettu geeniensä perusteella arseenin hitaiksi/nopeaksi metaboloijaksi. Nämä tiedot antavat osallistujille URB:n henkilökunta, ja tutkimuskäynnin aikana on käytettävissä tutkimuslääkäri, joka voi vastata osallistujan lisäkysymyksiin ja huolenaiheisiin. Kontrolliryhmä ei saa geneettisistä tuloksistaan ​​tietoja, jotka kertovat heidän arseeniaineenvaihdunnan tehokkuudestaan.

Arseenin arviointi ja virtsanäyte: URB-tutkimuksen henkilökunta ottaa virtsanäytteet kellonaikana 1 (ensimmäinen kontakti) ja ajankohtana 2 (kuusi kuukautta toimenpiteen alkamisen jälkeen). Tutkijat aikovat arvioida arseenialtistuksen kaikkien värvättyjen osallistujien virtsanäytteistä. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet korkean korrelaation veden ja virtsan arseenin välillä. Virtsan arseeni mitataan käyttämällä induktiivisesti kytkettyä plasmamassaspektrometriaa (ICPMS) CACHETin (Chicago Center for Health and Environment) biomarkkereiden ydinlaitoksessa UIC:ssä (Illinoisin yliopisto Chicagossa).

Kyselylomakkeet: Kaikille osallistujille suoritetaan geneettisen ymmärtämisen kyselylomake. Geneettinen tieto asettaa haasteita kaikille tutkimukseen osallistuville, mutta erityisesti niille, joilla on alhainen ja marginaalinen geneettinen lukutaito. Alhainen geneettinen ymmärtäminen voi olla esteenä osallistujille ymmärtämään geneettisten tulostietojen palauttamisen hyödyllisyyttä, joten tutkijat mittaavat geneettistä ymmärtämistä Geneettisen herkkyystiedon mittauskyselyn avulla. URB:n henkilökunta, joka noudattaa strukturoituja protokollia, antaa tämän kyselylomakkeen suullisesti tutkimuksen osallistujille. Tämä kyselylomake luotiin valitsemalla kysymyksiä aiemmista kyselylomakkeista, jotka mittaavat geneettistä tietoa yleisessä populaatiossa, sekä luomalla ymmärtämiskysymyksiä aiemmasta kyselystä, jota käytettiin tässä populaatiossa nimeltä Return of Results (Genetic) Questionnaire IRB18-1331.

Interventioryhmien osallistujille annetaan myös kyselylomake, jolla mitataan ROR:n saamisesta aiheutuvaa psykologista stressiä. On tärkeää ymmärtää psykologiset seuraukset potilaille, jotka saavat genomitestien tuloksia erilaisissa ympäristöissä, ja siksi tutkijat mittaavat psykologista stressiä Feelings About genomiC Testing Results (FACToR) -kyselylomakkeen avulla, joka on suunniteltu mittaamaan genomitestien tulosten saamisen psykologinen vaikutus monissa olosuhteissa.

Lisäksi osallistujat tunnistivat lähtötilanteessa käytetyn kaivon veden ensisijaiseksi juomaveden lähteeksi HEALS-kohorttitutkimuksessa. Tutkijat seuraavat tätä kysymystä saadakseen ajantasaisimmat tiedot.

Mahdolliset riskit ja hyödyt: Tähän tutkimukseen osallistumiseen liittyy vain minimaalinen fyysinen riski. Tutkijat pyytävät hankkimaan virtsanäytteitä ja kyselylomaketietoja kaikilta osallistujilta. Vaikka tutkimus on vain minimaalinen fyysinen riski/haita, tutkijoilla on useita varotoimia luottamuksellisuuden suojelemiseksi.

Lisäksi interventioryhmään kuuluvilla henkilöillä, jotka on tunnistettu hitaiksi arseenin metaboloijiksi, saattaa olla jonkin verran leimautumisen tai stressin riskiä, ​​mutta tätä kompensoi tiedon avulla saavutettu mahdollinen terveyshyöty. Terveysuskomuksen mallin mukaan, jos geneettinen riskiinformaatio muuttaa yksilön koettua herkkyyttä arseenitoksisille vaikutuksille, todennäköisyys omaksua terveyskäyttäytymistä voi muuttua. Siksi tämän erityisen tutkimuksen osallistujille, joilla on suurempi riski saada arseenitoksisuus johtuen korkeammista virtsan arseenipitoisuuksista 15–20 vuoden seurantatietojen aikana HEALS-kohortissa, tietojen saaminen hitaammin arseenin metaboloijista voi lisäksi olla motivoida elämäntapojen muuttamista, jos se lisää yksilön riskikäsitystä, mikä kompensoi mahdollisen riskin tällä hyödyllä. Lisäksi HEALS-tutkimukseen osallistuneelta 200 osanottajalta on aiemmin kysytty, haluaisivatko he saada geneettisiä tietojaan arseenin aineenvaihdunnan tehokkuudesta. 100 % kyselyyn vastanneista ilmoitti haluavansa tämän tiedon.

Turvallisuuden seuranta: Tämä tutkimus ei sisällä fyysisiä riskejä. Interventio on luonteeltaan informatiivinen, ja se tapahtuu yhtenä ajankohtana (eli lähtötilanteessa). Jos henkilö haluaa keskustella saamistaan ​​geneettisistä tiedoista tarkemmin terveydenhuollon ammattilaisen kanssa, kaikille osallistujille annetaan HEALS-tutkimuksen lääkärin yhteysnumero. Lisäksi kaikki HEALS-osallistujat voivat saada ilmaisen perusterveydenhuollon paikallisen HEALS-klinikan kautta, jos osallistujilla on terveydellisiä huolenaiheita liittyen tähän tutkimukseen osallistumisen aikana saatuihin arseeniin liittyviin tietoihin.

Menettely tietoisen suostumuksen saamiseksi ja kirjaamiseksi: Tässä tutkimuksessa Uchicago Research Bangladeshin (URB) tutkimushenkilöstö pyrkii tunnistamaan potilaat, jotka täyttävät HEALS-kohorttitutkimuksen mukaan ottaminen ja poissulkeminen, jonka aikana URB-henkilöstö saa tietoisen suostumuksen.

Luottamuksellisuus: Vaikka tutkimus on vain minimaalinen fyysinen riski/haita, tutkijoilla on useita varotoimia luottamuksellisuuden suojelemiseksi. Tutkimukseen ei liity tunnistettavien tietojen keräämistä, ja URB-tutkimushenkilöstö antaa koodatun yksilöllisen tutkimustunnuksen kaikille osallistujan tiedoille ja näytteille. Tutkijat varmistavat, että kaikki näytteet on koodattu ja kaikki tiedot suojataan, tallennetaan ja analysoidaan turvallisilla salasanalla suojatuilla palvelimilla Chicagon yliopiston kansanterveystieteen laitoksella (PHS).