Verenkierrutulehdusten ennustaminen ja ehkäisy munuaissiirron jälkeen (PREDICT)

TAUSTA Arvioidaan, että yli 500 000 aikuista Tanskassa elää kroonisen munuaissairauden kanssa. Krooninen munuaissairaus voi edetä, ja vakavin kroonisen munuaissairauden ilmenemismuoto on munuaisten vajaatoiminta. Munuaissiirto (KTx) on suositeltu hoito munuaisten vajaatoimintaa sairastaville potilaille, sillä sen yhteydessä elinajanodote on pidempi verrattuna muihin hoitovaihtoehtoihin, mukaan lukien dialyysi

(1). Lähes 3500 henkilöä Tanskassa elää siirretyn munuaisen kanssa, ja 250–300 henkilöä saa KTx:n vuosittain. KTx kuitenkin sisältää riskin allografiittien hylkimisestä, joka esiintyy yli 20 prosentilla KTx:n saajista ja voi johtaa siirtoelinvaurioon (2). Hylkimisriskin vastustamiseksi KTx:n saajat saavat elinikäistä immunosupressiivista lääkehoitoa, mikä puolestaan lisää infektioriskiä (3).

Infektiot ovat yleisiä KTx:n jälkeen ja voivat olla vakavia komplikaatioita. Siten minkä tahansa infektion esiintyvyys ensimmäisen vuoden aikana KTx:n jälkeen on yli 80 prosenttia, ja infektiot ovat johtava kuolleisuuden aiheuttaja (4,5). Verenkiertoinfektiot (BSI) ovat erityisen huolenaiheita korkean kuolleisuuden vuoksi, ja BSI:t liittyvät lisääntyneeseen riskiin siirtoelinvaurioon (6,7). Tutkijat ovat aiemmin havainneet kumulatiivisen BSI:n esiintyvyyden KTx:n saajilla 11,8 prosenttia ensimmäisen vuoden aikana siirron jälkeen, 30 päivän BSI:n KTx:n saajilla ollen usein toissijainen virtsatietulehduksille ja hallitsevat Enterobacterales-lahkon bakteerit (6,8,9). Virtsatietulehdukset ovat yleisin infektioon liittyvä komplikaatio KTx:n saajilla, ja yli 20 prosentilla KTx:n saajista on toistuvia virtsatietulehduksia (10). Tutkijat ja muut ovat aiemmin havainneet virtsatietulehdukset, korkeamman iän, komorbiditeetin, akuutit hylkimiset ja neutropenian olevan riskitekijöitä BSI:lle siirron jälkeen (7,8). BSI:n ehkäisemiseksi KTx:n saajilla on ehdotettu bakteeriturian seulontaa. Kuitenkin satunnaistettu kliininen tutkimus, joka sisälsi 112 KTx:n saajaa, ei osoittanut universaalin bakteeriturian seulonnan ja oireettoman bakteeriturian systemaattisen hoidon vaikutusta pyelonefriitin esiintyvyyteen (11). Lisäksi American Society of Transplantation (AST) Infectious Diseases Community of Practice suosittaa rajoittamaan oireettoman bakteeriturian seulontaa KTx:n saajilla ensimmäiseen kuukauteen siirron jälkeen tehokkuuden puutteen vuoksi (12). Yhteenvetona universaali bakteeriturian seulonta ei toimi, ja uudet menetelmät BSI:n ehkäisemiseksi KTx:n saajilla ovat erittäin tarpeellisia. Täytämme tämän tiedon aukon käyttämällä riskipohjaista lähestymistapaa, jossa tunnistamme ja hoidamme korkean riskin yksilöitä.

PÄÄTARKOITUS JA UUTUUS Tutkijat suorittavat valtakunnallisen monikeskuksellisen satunnaistetun kaksoissokkokontrolloidun tutkimuksen testatakseen profylaktisen pivmekillinaamin vaikutusta korkean riskin KTx:n saajilla (n=150) BSI:n esiintyvyyteen ensimmäisen 6 kuukauden aikana siirron jälkeen.

Korkean riskin KTx:n saajat valitaan käyttäen jo kehitettyä ennustemallia tunnistaakseen KTx:n saajat, joilla on 25 prosentin BSI:n esiintyvyys ensimmäisen vuoden aikana siirron jälkeen. Tätä lähestymistapaa ei ole aiemmin tutkittu, ja tutkimus on erittäin uudenlainen ja sillä on suuri potentiaali ehkäistä BSI:tä ja parantaa KTx:n saajien terveyttä.

PÄÄHYPOTEESI Tutkijat olettavat, että kohdennettujen profylaktisten antibioottien käyttö korkean riskin KTx:n saajilla vähentää BSI:n esiintyvyyttä siirron jälkeen.

TUTKIMUSSUUNNITTELU Tutkimus on valtakunnallinen monikeskuksellinen satunnaistettu kaksoissokkokontrolloitu tutkimus. Osallistujat satunnaistetaan yksilöllisesti 1:1 allokaatiosuhteella stratifioituna tutkimuspaikkojen mukaan. Kliiniset ominaisuudet saadaan kansallisista rekistereistä, Scandiatransplant-rekisteristä sekä potilasasiakirjoista ja mikrobiologiasta Tanskan mikrobiologiatietokannasta MiBa (13).

TUTKIMUSYMPÄRISTÖ Tutkimus on ankkuroitu Rigshospitaletiin, ja se toteutetaan kaikissa kolmessa Tanskassa KTx:stä vastaavassa keskuksessa: Rigshospitaletissa, Aarhusin yliopistollisessa sairaalassa ja Odensen yliopistollisessa sairaalassa. Osallistujat rekrytoidaan seurannan aikana näissä keskuksissa.

KELPOISUUSKRITEERIT Sisällytyskriteerit: Aikuiset (yli 18 vuotta) KTx:n saajat, joilla on korkea BSI-risk ensimmäisen vuoden aikana KTx:n jälkeen. Korkean BSI-riskin saajat määritellään saajiksi, jotka kuuluvat ennustemallin mukaan ryhmään, jolla on 25 prosentin ennustettu BSI:n esiintyvyys ensimmäisen vuoden aikana siirron jälkeen.

Poissulkemiskriteerit: Saajat, jotka eivät voi antaa tietoista suostumusta tai joilla on kontraindikaatioita pivmekillinaamihoidolle, mukaan lukien allergia beetalaktamiantibiooteille.

INTERVENTIO BSI:t ensimmäisen vuoden aikana KTx:n jälkeen aiheutuvat pääasiassa Enterobacterales-lahkon bakteereista (6,8,9), ja keskuksessamme yli 65 prosenttia kaikista BSI:stä aiheutuu Enterobacteralesista (KUVA 2B, 8). Suosittu hoito Tanskassa on beetalaktamiantibiootit, jotka kattavat gramnegatiiviset bakteerit, kuten pivmekillinaami. Laajennettu spektrin beetalaktamaasi (ESBL) -ongelmien kasvusta huolimatta yli 80 prosenttia Enterobacteralesista keskuksessamme on herkkiä pivmekillinaamille. Tässä tutkimuksessa tutkijat valitsivat siksi pivmekillinaamin interventioksi. Intervention kesto perustuu KTx:n BSI:n esiintyvyyteen Rigshospitaletissa vuosina 2010–2019. Interventio alkaa kuukausi siirron jälkeen, koska monet KTx:n saajat saavat profylaktisia antibiootteja välittömästi siirron jälkeen, ja patogeenikoostumus on monipuolisempi ensimmäisen kuukauden aikana, vähemmän pivmekillinaamiherkkien bakteerien kanssa (8).

Kuukausi siirron jälkeen 150 korkean riskin saajaa satunnaistetaan 1:1 joko:

• Interventioryhmään (n=75), joka saa pivmekillinaamia 400 mg kerran päivässä kuukausista 1–6 siirron jälkeen.
• Kontrolliryhmään (n=75), joka saa plaseboa kerran päivässä kuukausista 1–6 siirron jälkeen.

TULOKSET

Ensisijainen lopputulos on Enterobacterales-BSI ensimmäisten 1–6 kuukauden aikana siirron jälkeen. Toissijaiset lopputulokset sisältävät seuraavat ja arvioidaan 6 kuukautta siirron jälkeen, ellei toisin mainita:

Huolenaihe pitkäaikaisessa antibioottien käytössä on resistenssin kehittyminen. Tutkijat määrittävät pivmekillinaamin vaikutuksen virtsan mikrobiomiin ja resistomiin tutkivana lopputuloksena arvioidakseen edelleen subkliinisia muutoksia mikrobiomissa ja resistenssissä.

OSALLISTUJAT JA TUTKIMUSSUUNNITTELU (KUVA 1) Tutkimuskelpoisuus arvioidaan kuukausi siirron jälkeen, jolloin korkean riskin saajat sisällytetään ja satunnaistetaan.

Tutkimusosallistujia seurataan 5 kuukautta sisällyttämisen jälkeen (kunnes 6 kuukautta siirron jälkeen).

Tutkimusosallistujilla on kolme tutkimuskäyntiä: Sisällyttämisessä, kahden kuukauden jälkeen ja viiden kuukauden jälkeen.

Virtsaviljelmiä resistenssikuvioineen kerätään kaikissa kolmessa käynnissä.

Lisäksi:

Potilasasiakirjojen tarkastus siirtoelimen toimintaa, lääkitystä, hylkimisjaksoja, mikrobiologiaa (BSI, virtsatietulehdukset, monilääkeresistentit organismit ja C. diff) sekä kaikkien syiden kuolleisuutta ja sairaalahoitoja varten suoritetaan perustasolla ja 5 kuukauden käynnissä.

MIKROBIOMI JA RESISTOMI Perustasolla ja 5 kuukauden käynneillä kerätään 5 ml keski-virtsaa mikrobiomin ja resistomin arviointia varten. Metagenominen DNA eristetään käyttäen Qiagen Biostic Bacteremia -sarjaa, ja suoritetaan shotgun-metagenominen sekvensointi. DNA-eristyksen ja Illumina-kirjaston valmistelun jälkeen sekvensointi suoritetaan Illumina NovaSeqXPlus-laitteella Norjan sekvensointikeskuksessa Oslossa, Norjassa. Metagenomiset lukemat käsitellään kuvatulla tavalla (15). Suoliston ja virtsan mikrobiomien monimuotoisuus ja toiminnallinen karakterisointi: Tutkijat arvioivat pivmekillinaamin vaikutusta virtsan mikrobiomin globaaliin taksonomiseen koostumukseen käyttäen shotgun-metagenomista sekvensointia. Taksonominen profilointi suoritetaan MetaPhlAnilla, ja toiminnallinen sekä reittiprofilointi HUMAnN3:lla. Mikrobien alfamonimuotoisuus kvantifioidaan käyttäen neljää indeksiä: rikkautta, Shannonia, Simpsonia ja Giniä. Betamonimuotoisuus arvioidaan käyttäen sekä painotettuja että painottomia UniFrac-etäisyysmittareita kuten aiemmin kuvattu (16).

Virtsan resistomi profiloidaan käyttäen täydentäviä lukematason ja genomi-ratkaistuja lähestymistapoja. Lukematasolla resistomin profilointi suoritetaan ARGs-OAP v3.0:lla ja Structured Antibiotic Resistance Gene (SARG) -tietokannalla (17), joka luokittelee antibioottiresistenssigeenit (ARG) tyypin ja alatypin mukaan. ARG:n runsaudet normalisoidaan 16S rRNA-geenin runsauteen.

OTOSKOKO JA TEHO Tutkijat ovat kehittäneet ennustemallin, joka koostuu iästä, sukupuolesta, induktio-immunosupressiivisen hoidon tyypistä ja virtsatietulehduksista ensimmäisten kuukausien aikana KTx:n jälkeen. Tämä malli voi tunnistaa korkean riskin KTx:n saajien alaryhmän, jolla on 25 prosentin BSI:n esiintyvyys ensimmäisen vuoden aikana KTx:n jälkeen verrattuna 6 prosentin matalan riskin ryhmään. Interventiojakson aikana (2–6 kuukautta KTx:n jälkeen) esiintyvyys on 23 prosenttia korkean riskin ryhmässä. Antibioottien ehkäisy on yleensä erittäin tehokasta, ja perustuen aiempiin BSI:hin KTx:n saajilla (8), tutkijat odottavat 76 prosentin vähennystä BSI:ssä ensimmäisten 2–6 kuukauden aikana. Vertailun vuoksi Bactrimin käyttö vähentää Pneumocystis jirovecii:n esiintymistä 85 prosentilla. Olettaen 23 prosentin BSI:n esiintyvyyden korkean riskin saajilla 2–6 kuukautta KTx:n jälkeen ja alfan 0,05 (kaksisuuntainen), tutkijat pystyvät havaitsemaan 76 prosentin vähennyksen 61 saajalla kummassakin ryhmässä (yhteensä n=122) tehdellä (1-beeta) 0,80. Vastaamaan pudotuksia ja yhden vuoden potilas- ja siirtoelimen selviytymistä 98 prosenttia ja 96 prosenttia, vastaavasti (8,15), tutkijat pyrkivät sisällyttämään 75 saajaa kumpaankin ryhmään (yhteensä 150).

TILASTOT Ensisijaiset lopputulokset (Enterobacterales-BSI:n esiintyvyys) lasketaan sekä intention-to-treat- että per-protocol-analyysien avulla käyttäen Gray'n testiä kumulatiivisten esiintyvyyksien eroille.

Lisäksi tutkijat suorittavat intention-to-treat-analyysit toissijaisille lopputuloksille.

Tilastolliset analyysisuunnitelmat määritellään ja tehdään julkisesti saatavilla ennen tietojen analysointia.

Tilastolliset analyysisuunnitelmat sisältävät kovariaattiluettelot, toissijaisten tehokkuusmittareiden arvioinnin, mahdollisten interaktioiden lisäyksen ja alaryhmäanalyysit. Perustietoja kuvataan hoitoryhmittäin, ja tutkijat ottavat huomioon hoidon vastauksen vaihtelun rekrytointipaikan mukaan.