A moxifloxacinra adott QT-válasz genetikája (MOXIGEN)

I. Háttér és jelentősége A. Történelmi háttér és tudományos alapok A már forgalomban lévő gyógyszerek kivonásának vagy korlátozásának leggyakoribb oka a QT-intervallum megnyúlása, és az ebből következő, potenciálisan végzetes aritmia, torsade de pointes1. Először az 1960-as években írták le a kinidinterápiával2, a torsade de pointes leggyakrabban antiarrhythmiás szerek mellett fordul elő3, bár a hirtelen szívhalál kockázata 270%-kal nő a nem szív QT-meghosszabbító gyógyszerrel4.

Az elektrokardiogram QT-intervalluma a kamrai szívizom repolarizációját tükrözi, és a QT-intervallum időtartamának eltérései a kóros repolarizáció leggyakoribb mutatói. Bár számos hipotézis létezik arra vonatkozóan, hogy az abnormális repolarizáció, és különösen a QT-szakasz megnyúlása miként eredményez kamrai aritmiákat, a legkövetkezetesebb megállapításnak az tűnik, hogy a hosszan tartó depolarizáció során a nátriumcsatornák helyreállnak az inaktivációból és újraaktiválódnak, ami korai utódepolarizációt okoz. A repolarizáció heterogenitásával kombinálva ezek a korai utódepolarizációk kedvező szívizom szubsztrátot teremtenek a reentry számára, ami intramyocardialis reentry hullámok és torsade de pointes terjedését eredményezi5.

A gyógyszerek által kiváltott QT-megnyúlás az első számú akadály az új terápiás szerek piacra kerülése előtt. Míg számos gyógyszert, környezeti tényezőt és genetikai tényezőt összefüggésbe hoznak a QT-megnyúlással, korlátozott az a képességünk, hogy egyéni alapon megjósoljuk, kinél alakul ki QT-megnyúlás, nem is beszélve a torsade de pointes-ről.

A toxicitás megelőzésének személyre szabott genetikai megközelítése fontos lenne, mert a kardiotoxikus gyógyszeres válasz nem specifikus egyetlen gyógyszercsoportra; Az aritmogenitás kockázatának előrejelzése a különféle körülmények között alkalmazott gyógyszerekre alkalmazható. Szűkebb értelemben ez a kutatás lehetővé teheti a jelenleg marginális kockázat/haszon profillal rendelkező gyógyszerek piacra kerülését, megkímélve a veszélyeztetetteket, és hozzáférést biztosítva új terápiákhoz azok számára, akik nem. Közegészségügyi szempontból csökkenti a potenciálisan végzetes toxicitást, és ezáltal javítja az emberi egészséget azáltal, hogy azonosítja a veszélyeztetett egyéneket.

B. Korábbi tanulmányok Három leendő kohorsz – Cardiovascular Health Study, Framingham Heart Study és Rotterdam Study – metaanalízisében 13 685 európai származású fehér ember bevonásával a QTGEN konzorcium részeként Newton-Cheh és munkatársai azonosították. közös variáns asszociációk (p < 5x10-8) öt, korábban QT-intervallumhoz kötődő lókuszban: NOS1AP, KCNQ1, KCNE1, KCNH2 és SCN5A, valamint új asszociációk 5 másik lókuszban, amelyekről korábban nem ismerték fel, hogy befolyásolják a szívizom repolarizációját10. Ennél a 10 lókusznál 14 független variáns magyarázta a QT-intervallum változásának 5,4-6,5%-át, ami több volt, mint amennyit a nem vagy az életkor, a legerősebb nem genetikai klinikai tényezők magyaráznak10. Az ezeken a variánsokon alapuló QT genotípus pontszám 9,7-12,4 ms-mal hosszabb QTc-időt jelentett a felső kvintilisben, mint az alsó kvintilisben a metaanalízis mintákban, amelyek heterogén életkort, kockázati tényezőt és gyógyszerexpozíciós profilokat tartalmaztak10-12. Ezek a hatások konzisztensek voltak mind az európai, mind az afroamerikai felmenőkkel rendelkező egyedeknél. Ezt a QT-pontszámot függetlenül validálták egy finn populációs mintán, amelyben a teljes gyógyszeres megállapítás lehetővé tette a QT-módosító terápiában részesülők kizárását, és amelyben a QT-pontszám a felső és alsó kvintilis közötti 15,6 ms-os QT-intervallum-különbséggel járt13.

A moxifloxacin jól alkalmazható a gyógyszerek által kiváltott QT-megnyúlás vizsgálatára, mivel ismert, hogy átmeneti és enyhe QT-megnyúlást okoz. A placebóhoz képest 400 mg orális moxifloxacin a pulzusszámmal korrigált QT-intervallum körülbelül 10 msec-os növekedésével jár14, 15. A QT-intervallum e növekedése ellenére nem számoltak be a hirtelen halál fokozott kockázatáról egyetlen adag moxifloxacin szájon át történő beadása esetén16, így biztonságos és jól validált gyógyszer az egészséges emberi alanyok kardiotoxikus gyógyszerválaszának vizsgálatához. Ezenkívül a gyógyszeripar széles körben alkalmazta pozitív kontrollként, ahogy azt az FDA megköveteli, hogy bemutasson egy kellően érzékeny módszert a QT-megnyúlás kimutatására.

C. A kutatás javasolt előnyeinek indoklása A kábítószer által kiváltott QT-megnyúlás jelentős közegészségügyi kockázatot jelent, és a gyógyszerfejlesztés egyik fő akadálya19-21. Például a ciszaprid, a nyelőcső-motilitást elősegítő szer, amelyet gyomor-nyelőcső reflux kezelésére használnak, több mint 80 halálesetet okozhatott, mielőtt kivonták a forgalomból22. A vétkes gyógyszerek azonosításán túlmenően a veszélyeztetett beteg jellemzői is vannak, köztük a női nem23, a bradycardia24, a hypokalaemia25 és a ritka mutációk által okozott genetikai hajlam3, 6, 26, amelyek bizonyos személyeknél nagyobb kockázatot jelentenek a fatális aritmia kialakulására. Ezeknek a veszélyeztetett egyéneknek a genetikai markerek használatával történő azonosítása kritikus előrelépést jelentene a biztonságosabb farmakoterápia felé7. Ennek a tanulmánynak az alapja, hogy a genetika alkalmazását a ritka családi mutációkon túl, amelyek hajlamosítanak a QT-megnyúlás kockázatára, kiterjeszteni az általános populáció nagyszabású szűrésére genotipizálással (specifikus variánsok vizsgálata) a viszonylag gyakori polimorfizmusok kimutatására, amelyek növelhetik a QT kockázatát. meghosszabbodása, és az azt követő torsade de pointes.

II. Konkrét cél Feltételezzük, hogy a nyugalmi QT-re köztes hatást gyakorló genetikai variánsok, ha összesítve vizsgáljuk, azonosítani tudják azoknak az egyéneknek az alcsoportját, akiknél fennáll a QT-intervallum túlzott megnyúlásának kockázata QT-megnyújtó gyógyszeres kezelés hatására.

Ezt a hipotézist a következő konkrét céllal teszteljük:

Annak felmérése, hogy a közös genetikai variánsok összességében képesek-e előre jelezni a gyógyszer okozta QT-megnyúlást egészséges alanyokban. A Massachusettsi Általános Kórházban (MGH) 80 egészséges önkéntest veszünk fel a QT genotípus pontszám felső és alsó kvintiliséből, hogy értékeljük a moxifloxacinra adott QT-választ a placebóval összehasonlítva.

III. Az alany kiválasztása A. Bevételi/kizárási kritériumok: Dr. Newton-Cheh egy külön protokollon keresztül több mint 1000 egészséges, 18 és 40 év közötti önkéntest vett fel, akik beleegyeztek az újbóli kapcsolatfelvételbe a kezdeti szűrővizsgálat után meghatározott genotípusok alapján. akik közül DNS-kivonáson estek át. A jelenlegi 1000 alanyból álló gyűjtemény körülbelül 75%-a európai/kaukázusi, 8%-a pedig afro-amerikai. Ezek egyébként egészséges, 18 éves vagy annál idősebb egyének. Ehhez a vizsgálathoz 68 független QT SNP-t genotipizálunk az MGH Humán Genetikai Kutatási Központ Sequenom magjában található Sequenom genotipizálási tömb segítségével ezeken a mintákon. A genotípus pontszám az egyes genotípusok QT-intervallumára gyakorolt ​​előrejelzett hatások összege. A genotípus pontszám alapján meghatározzuk a QT genotípus kockázati pontszám felső vagy alsó kvintilisébe tartozó egyéneket, hogy alkalmasak legyenek a moxifloxacin vizsgálatunkra (a genotípus pontszám számításának részleteit lásd alább). Az európai és afro-amerikai felmenőkkel rendelkező, 18 és 50 év közötti, látszólag egészséges férfi és női önkéntesek akkor vehetők igénybe, ha mentesek ismert szív- és érrendszeri, vese-, májbetegségtől, és nincs személyes vagy családi kórtörténetük hirtelen szívhalálról; ne használjon felírt vagy vény nélkül kapható gyógyszereket, valamint rekreációs szereket; nincs bradycardiája (nyugalmi szívfrekvencia < 50 bpm), vezetési zavar (QRS > 100 ms) vagy QTc-megnyúlás az elektrokardiográfián (QTc > 500 msec); és normális szérum kálium (K>3,3) és magnézium (Mg>1,8), valamint vese- és májfunkciós vizsgálatok. Kizárjuk azokat a nőket, akik szoptatnak, terhesek vagy terhességet terveznek a vizsgálati időszak alatt, tanácsot adunk nekik a fogamzásgátlás használatának fontosságáról a vizsgálati időszak alatt, és a szűrővizsgálaton ellenőrizzük a szérum HCG-t. Becsléseink szerint 266 személy (133 a legmagasabb, illetve a legalacsonyabb kvintilisben) lesz jogosult.

IV. Tantárgy beiratkozás

A. A beiratkozás módszerei és a tájékoztatáson alapuló beleegyezés eljárásai:

A beiratkozáshoz szükséges tantárgyazonosítás részleteit lásd fent. A jogosult személyeket felkérik, hogy jöjjenek el a moxifloxacin vizsgálathoz, és minden genotípus csoportba 40 fő kerüljön be. Legfeljebb 266 olyan személlyel kívánjuk felvenni a kapcsolatot, akik a QT genotípus pontszám felső és alsó kvintilisébe tartoznak, hogy jelentkezzenek a szűrővizsgálatra. A szűrővizsgálatra körülbelül 160 főt várunk, a beiratkozási minta létszáma 80 fő. Ezekkel az alanyokkal telefonon felvesszük a kapcsolatot a vizsgálatban való részvételről, majd a szűrővizsgálatra való érkezéskor tájékozott beleegyezést kapnak, és a későbbi látogatások alkalmával ellenőrzik, hogy jogosultak-e a vizsgálati protokollra.

V. Vizsgálati protokoll A. Adatgyűjtés: Az alanyokat az MGH Klinikai Kutatóközpontba viszik egy kezdeti szűrővizsgálatra, amelynek során felülvizsgálják a jogosultsági kritériumokat (adott esetben kizárással/bevonással), és EKG-felvételt készítenek. A tanulmányi látogatásra jogosult személyeket később visszahozzák az MGH Klinikai Kutatóközpontba két külön napon, legalább egy héttel elválasztva (a kimosódás biztosítása érdekében). Minden látogatás alkalmával éhgyomorra 10 órakor kettős-vak blokk randomizálással (nem és genotípus csoportonként külön-külön) kapnak vizsgálati gyógyszert (400 mg orális moxifloxacin vagy placebo) (a randomizációs kulcsot a statisztikus tartja; a többi vizsgálati személyzet a tanulmány bezárásáig vak lesz). Mindkét vizsgálat alkalmával a nőket vizelet HCG-vel terhességre szűrik. 6 EKG-n esnek át a 0. időpontban, majd 30 perces időközönként, ülő helyzetben, legalább 15 perces pihenő után, rögzített elektródák elhelyezésével, összesen 6 órán keresztül a vizsgált gyógyszer beadását követően. 2, 4 és 6 órában vérmintát veszünk a moxifloxacin plazma tömegspektrometriás meghatározásához. Az összes EKG a Massachusetts General Hospital GE MUSE 7 EKG adatbázisának kutatási partíciójára és az intervallummérésre alkalmazott 12 SL algoritmusra van feltöltve, ahogyan azt csoportunk korábbi tanulmányaiban is használtuk. A protokoll teljes időtartama alatt 30 percenként figyeljük a QT-időt, és azonosítjuk azokat az alanyokat, akiknél a QT-szakasz megnyúlt. Bármely alanyt, akinek QTc-je >500 ms, a HCRC-ben kell tartani további megfigyelésre, azzal a döntéssel, hogy vagy minden reggel követik a HCRC-t, amíg az kevesebb, mint 500 ms, vagy a diploma alapján beviszik a kórházba telemetria céljából. a meghosszabbítás és a klinikus megítélése.

B. Véna szúrás: A vénapunkciót standard technikákkal kell elvégezni, hogy plazmát nyerjenek a moxifloxacin szintjének mennyiségi meghatározásához. 10 ml vért gyűjtünk a vizsgálati gyógyszer beadása után 2 órával, 4 órával és 6 órával (összesen 30 ml).

C. Genotipizálás: A genotipizálást a Sequenom genotipizálási tömb végzi az MGH Center for Human Genetic Research Sequenom magjában a bennük izolált meglévő genomiális DNS-en.

VI. Biostatisztikai elemzés:

QT genotípus pontszám. Terveink szerint a QT genotípus pontszám egy korábban megállapított11, 12 és általunk külön finn kohorszban validált módosítását13 alkalmazzuk. A pontszámot az allél kópiaszám és a hatásbecslések szorzata alapján állítjuk össze. A genotípus pontszámból meghatározzuk azoknak az egyéneknek a halmazát, akik a QT genotípus kockázati pontszám felső vagy alsó kvintilisébe tartoznak (amelyek közül 75%-ra számítunk (n=133 per kvintilis)), hogy alkalmasak legyenek a moxifloxacin vizsgálatunkra, korábbi kísérleti munkánk alapján. Meghívjuk ezeket az egyéneket egy szűrővizsgálatra (lásd fent) a moxifloxacin-vizsgálathoz, minden genotípus-csoportba 40 fő beiratkozással.

Eredményértékelés: A két vizsgálati látogatás során az EKG-k több mint 50%-ában szinusz aritmiában szenvedő egyént kihagyják az elemzésből. A korai kamrai vagy pitvari szívveréssel járó EKG-k kikerülnek az elemzésből (ezek nagyon ritkák egészséges önkénteseknél). A Fridericia-féle szívfrekvencia-korrekciót alkalmazó QTc (QTc = QT/3√RR) az egyes időpontokból származó összes alkalmas EKG átlagaként lesz figyelembe véve. A ΔQTc-t a kiindulási értékhez viszonyított QTc különbségeként számítják ki (vizsgálati gyógyszer/placebo beadása után) minden egyes időpontban. A ΔQTc-ből a poszt-moxifloxacin és a placebo utáni ΔQTc közötti különbséget is kiszámítják minden időpontban (ΔΔQTc). A 180-300 perces időpontok átlagos ΔΔQTc értékét (amely kísérleti munkánk és közzétett jelentéseink alapján várhatóan 10 msec) ezután összehasonlítjuk a két genotípus-csoport (felső és alsó és kvintilis) között egy páratlan t-teszt segítségével. Becsléseink szerint minden csoportban 40 emberre lesz szükség ahhoz, hogy megfelelő erővel rendelkezzen a két csoport közötti QT-megnyúlás klinikailag jelentős (6,3 msec) különbségének kimutatásához a kísérleti adataink alapján (2. táblázat). A placebóhoz képest a gyógyszerrel való érintkezés utáni 6 msec-os növekedés az a küszöb, amelynél az FDA aggodalmát fejezi ki a gyógyszer torsade de pointes-t okozó potenciálja miatt, és így klinikailag jelentős.

Másodlagos elemzések. Három másodlagos elemzést tervezünk. Először is megvizsgáljuk az erősebb hatású SNP-k hatását a moxifloxacinra adott QT-válaszra. Mivel a teljesítményszámítások és a tanulmányok felvétele az összesített genotípus pontszámon alapul, arra számítunk, hogy ezek a másodlagos elemzések alulteljesítenek. Másodszor, ha szignifikáns különbséget észlelünk a QT-válaszban a QT genotípus pontszám felső és alsó kvintilisei között, megvizsgáljuk a decilisek hatását a megfigyelt eredményekre, összehasonlítva a 9. (80-90%ile) és a 10. deciliseket (>90%ile) az alsó decilisbe vagy kvintilisbe, bár tekintettel a genotípus pontszám összetett jellegére és a változatok additív jellegére, nem számítunk küszöbhatásra. Végül meghatározzuk a kiindulási QTc hatását a QT-válaszra, és megvizsgáljuk, hogy a kiindulási QTc további módosítása megváltoztatja-e a genotípus pontszám bármely megfigyelt hatását a moxifloxacinra adott QT-válaszra.