小児バセドウ病に対する放射性ヨウ化物療法

主な目的。 研究者らは、バセドウ病 (GD) による甲状腺機能亢進症の小児における 131I 使用の安全性を評価することを提案しています。 治験責任医師は、GD の治療を受けている小児の 131II 治療後の全身放射線被曝を測定します。 研究者は、染色体構造に対する GD 治療の影響を評価します。

これらの研究には、131I線量測定の専門家であるPatrick Zanzonico博士（Memorial Sloan-Kettering Cancer Center）および放射線の細胞遺伝学的影響の専門家であるDr. James Tucker（Wayne State University）との共同作業が含まれます。 この研究には、フロリダ大学とベイラー大学で GD の治療を受けている子供が含まれます。 これらの研究は、データ分析に関与するフロリダ大学臨床調査センター生物統計学支援ユニットの助けを借りて設計されました。

研究集団の特徴。 治験責任医師は、18 歳未満で GD と診断された合計 150 人の患者を募集します。 すべての被験者は 131I で治療されます。 この試験では、小児は無作為に治療を受けることはありませんが、医師の処方に従って治療を受けます。 2 つのグループの子供の間で年齢と性別が均等に分布するようにするために、研究者は性別 (男性対女性) と年齢 (5 ～ 10 歳、10 ～ 15 歳、15 ～ 18 歳) によって登録を階層化します。

ベイラー医科大学とフロリダ大学の 2 つの施設で患者を登録し、希望するサンプル サイズを達成します。 これらのサイトは、次の理由で選択されています。 (1) これらは、放射性ヨウ化物が何十年も使用されてきた大きなセンターです。 (2) 各施設は、多数の子供たちを放射性ヨウ素で治療してきました。 (3) 各サイトにはコンピューター化された患者データベースがあり、131I で治療された子供の連絡先情報が知られています。 (4) 研究者は、これらのサイトの共同研究者と仕事上の関係を持っています。 ベイラーとフロリダ大学の相対的な患者数に基づいて、研究者は、患者の 70% がベイラーから、30% がフロリダ大学から来ると予想しています。 サンプル サイズをサポートする計算については、以下の 2 つの目的のそれぞれで詳しく説明します。

患者の適格性。 適格基準には次のものが含まれます。

1. 甲状腺刺激ホルモン (TSH) の抑制を示す最初の臨床検査に基づく GD の診断 (すなわち、 <0.01);高総トリヨードサイロニン (T3)、高総チロキシン (T4) および/または遊離 T4 レベル;甲状腺刺激免疫グロブリン（TSI）力価の上昇;甲状腺における 123I、131I、または 99Tc の取り込みの増加および拡散。
2. -GD疾患の診断時の年齢が18歳未満。
3. 非喫煙の両親。 科目登録。 フロリダ大学小児甲状腺センターおよびベイラー小児内分泌科の医師は、研究参加の適格な個人を特定します。 患者は、適切な同意/同意手順が満たされた後に登録されます。 コレクションの時点で、研究者は年齢、性別、現在の治療、バセドウ病の治療歴 (すなわち、抗甲状腺薬 (ATD) および/または用量を含む 131I 治療) を記録します。

これらの研究は、医師が処方した臨床ケアの一環として 131I で治療された子供に対してのみ実施されます。 子供は、この研究の被験者を生み出すことのみを目的として 131I で治療されません。

治療が医師と患者によって決定された後、各治療/年齢/性別カテゴリーにバランスの取れた登録を提供するために、患者は参加を提案されます。

1. 主な目的 (1) および副次的な目的 (i): 線量測定を実施して、131I で治療された小児の全身および組織固有の放射線被ばくを評価し、これらのデータから潜在的ながんリスクを判断します。 現在のところ、GD に対して 131I で治療された子供の全身および組織特異的な放射線被ばくを評価するためのデータはありません。 理論的なモデリングは行われていますが、これは実際のデータに基づいていません。 特定の臓器の放射能への曝露を知ることは、悪性腫瘍の組織固有のリスクを決定するために使用できます。 したがって研究者らは、組織特異的および全身の放射線被ばくを決定するために、131I で治療されている子供に対して横断的線量測定研究を実施することを提案しています。 これらの研究は、Dr. David Cheng (University of Florida University)、Dr. Patrick Zanzonico (Memorial Sloan-Kettering Cancer Center; NY)、Dr. James Dziura (University of Florida University) によってデザインされました。

   患者の全身質量および投与された活動。 １３１Ｉの治療投与活性の投与日に、患者の体重を測定する。 投与の直前に、治療的に投与された 131 Ｉの活性を 131 Ｉ設定の用量較正器で測定し、活性およびアッセイの日時および投与時間を記録する。 このアクティビティは、フロリダ大学またはベイラー大学の担当医によって処方されます。

   ガンマ カメラ イメージング。 すべての 131I ガンマ カメラによる全身スキャンは、20% の光ピーク エネルギー ウィンドウを使用して実行されます (つまり、 364 keV + 10% = 328 ～ 400 keV)、すべてのスキャンで 10 cm/分のスキャン速度。 スキャンの長さは、患者全体を含むように各患者に設定され、特定の患者のすべてのスキャンに同じスキャン長が使用されます。 各全身スキャンの正確な日時が記録されます。 各全身スキャンの投与後の時間は、131I 投与の日時と全身スキャンの日時からの時間間隔 (時間単位) として計算されます。

   器官および全身活動の決定。 器官および全身活動の測定では、各患者を独自のキャリブレーション基準として使用します。 患者は、131I 投与後 30 ～ 60 分以内に共役ビュー全身スキャンを受けます (つまり、 名目上は時間 0 として指定されているが、投与後の最初の排尿または排便の前。 さらに、投与後 1 日目と 4 日目にスキャンを行います。 これらの時点で血液中の放射性ヨウ化物の量を測定し、DNA 損傷マーカーを評価するために、血液サンプル (10cc) も採取されます。 患者ごとに、ネット（つまり したがって、この最初のスキャンの全身の幾何平均カウント率は、投与された活動の 100% に相当します。 前述のように、このスキャンは、投与後 30 ～ 60 分で実行され、体全体に活動がいくらか分散されるため、散乱と減衰の影響は、患者のその後のスキャンとこの最初のスキャンで全体的に同じになります。 . 時間 0 および後続の各共役ビュー全身スキャンでは、後方 (下部検出器) ガンマ カメラ画像が「ミラーリング」されて、前方 (上部検出器) 画像と位置合わせされます。

   関心領域 (ROI) は、関心のある臓器 (甲状腺、唾液腺、肝臓、腸、胃、膀胱) と全身の周りに手動で描画されます。 各臓器の ROI は、最もよく視覚化されたスキャンで描画され、他の全身スキャンにコピー アンド ペーストされ、必要に応じてこれらの他のスキャンで ROI を移動および/または回転させて、器官。 スキャンごとに、身体の外側で身体の近くに描かれた単一の背景 (BG) ROI を使用できることに注意してください。

   統計分析。 臓器吸収線量と実効線量の OLINDA ベースの計算。 OLINDA 線量測定プログラムは、吸収線量を評価するために使用されます (11, 76)。 OLINDA では、研究者は「Fraction and Half-times」オプション (OLINDA の「Kinetics Input Form」内) を選択し、それぞれの時間活動関数 (A/100% および Ta および、甲状腺、唾液腺、肝臓、腸内容物、胃内容物、膀胱内容物、赤色骨髄、および全身。 OLINDA では、投与された活動の分数 (% ではない) でのゼロ時間インターセプト値が必要であることに注意してください。 「Half-life Units」の「hr」ラジオボタンと「Half-life」の「Biological」ラジオボタンをクリックします。 また、OLINDA では、研究者はヨウ素 131 (I-131") を核種として (OLINDA の「Nuclide Input Form」で) 選択し、患者の年齢または全身質量に最も近い解剖学的モデルをモデルとして選択します ( OLINDA の「モデル入力フォーム」)。 次に、「メイン入力フォーム」を選択し、「線量」ボタンをクリックして臓器線量と実効線量を計算します。

   放射線被ばくの評価。 全身および臓器固有の放射線被ばく（上記）の主要アウトカム測定値の分布は、グラフ（箱ひげ図）および数値（平均、標準偏差、中央値、四分位範囲）で要約されます。

   放射線被ばく (例: 全身および特定の臓器における 131I の吸収線量) は、分散分析 (ANOVA) を使用して、131I の投与線量の特定のカテゴリ、年齢層、および性別にわたって比較されます。 治験責任医師は、治験実施施設によって結果に違いがあったかどうかも評価します。 データが ANOVA に必要な分布の仮定に準拠していない場合は、代替のノンパラメトリック手法 (つまり、 Kruskal-Wallis 検定) が考慮されます。 調査員は、スピアマンの順位相関を使用して、131I の投与線量と放射性物質の吸収線量を相関させます。 すべての分析で、0.05 のアルファが使用されます。

2. 主な目的 (2) および副次的な目的 (ii): 131I で治療された子供の染色体転座を評価し、患者の年齢と 131I 曝露に関連する染色体転座を評価する。 低レベルの全身照射は、がんの危険因子です 58 。 特定の薬の長期使用は、状況によってはがんのリスクにも関連しています。 小児および成人のバセドウ病に対する現在の 131I 治療は、甲状腺機能低下状態になるのに十分な量の甲状腺を切除することを目的としています。 ただし、この治療は低レベルの全身照射にも関連付けられます 11。 131I による治療を受けた成人の研究では、胃がんと乳がんの発生率がわずかに増加したことが明らかになりました。 子供は低レベルの放射線照射により発がんリスクが高くなることが示唆されていますが58、131I で治療された子供の長期的ながんリスクを評価するのに十分なサンプルサイズの研究はありません。

最近のデータは、染色体転座が長期のがんリスクと関連していることを説得力をもって示しています。 染色体転座は、電離放射線被ばくの分子的徴候です。 重要なことに、転座は放射線被ばく後数十年間持続します 22。 この持続性により、染色体転座は、被ばく時間と評価の間にタイムラグがある場合に放射線線量測定を実行するためのゴールドスタンダードの異常タイプになります。 年齢と性別に関連する染色体転座の規範的データが利用可能です20。

したがって研究者らは、バセドウ病の治療を受けた子供たちの観察コホート研究を実施して、染色体転座を評価することを提案しています。 これらの研究は、上記で詳述したように、線量測定が実施される小児に対して実施されます。 研究者は、これらの特性の比較可能な分布を確保するために、性別と年齢によって登録を階層化します。 ベースライン時および 12 か月後のフォローアップ時の染色体転座研究。

131Iによる治療。 上記のように、患者は 131I で治療されます。 サンプル コレクション。 ベースライン時および 131I による治療の 12 か月後、または手術または ATD を受けた後に、染色体転座分析のために血液が採取されます。 採血には、ヘパリン化バキュテナーを使用して 5 ml の血液を採取します。 血液は、甲状腺ホルモンレベルの評価のための通常の瀉血時に採取されます。

1. サンプルサイズの計算。 研究者は、GD の代替治療 (ATD または手術のみ) を受けた被験者と比較して、131I を受けた被験者の方が転座頻度が高いという仮説を検証します。 健康な子供では染色体切断のレベルが低いため 20、染色体転座が増加した場合、比較的小さなサンプルサイズで有意な増加を検出できるはずです。 サンプルサイズの推定値は、20 歳未満の子供で 100 細胞当量あたり 0.2 転座率を観察した Sigurdson によって記述された転座率に基づいています。 これらのベースライン率を考慮し、ポアソン回帰に PASS 2005 モジュールを使用すると、131I で治療された 135 人の子供と、ATD または手術で治療された 135 人の子供のサンプル サイズが、両側 0.05 有意水準で 80% の検出力を提供すると推定されました。 tre後12か月で、2つの患者グループ間の染色体転座率が2倍になりました。 調査員は、子供の 3 分の 1 が次の各年齢グループに属することを目指します: 5 ～ 10 歳、10 ～ 15 歳、15 ～ 18 歳。 研究者は、フォローアップの潜在的な 10% の損失に対応するために、各グループに 150 人の被験者を登録します。
2. 染色体異常の FISH アッセイ。 タッカー博士の研究室の担当者は、蛍光インサイチュ ハイブリダイゼーション (FISH) 全染色体ペインティング プローブを使用して、染色体転座の頻度を決定します。 タッカー研究所が被験体の放射線被ばく履歴を知ることがないように、すべてのサンプルはコード化されます。 細胞培養は、タッカー博士の研究室で瀉血後 24 ～ 48 時間で開始され、通常の細胞遺伝学的方法に従って処理されます。 被験者ごとに約 1,800 個の中期細胞が評価され、これは 1,800 x 0.56 = 1,000 個の中期細胞 (細胞等価物として定義; CE) に相当し、あたかも完全なゲノムが記録されたかのようになります。 細胞内のすべての転座が列挙され、100 CEあたりの転座の頻度が統計分析の従属変数として使用されます。

3. データ分析。 データ分析は、フロリダ大学臨床調査センターの生物統計ユニットと協力して実施されます。 すべての分析は、SAS v9.2 (SAS Institute, Cary, NC) を使用して実行され、統計的有意性を評価するために使用される両側 0.05 タイプ I エラーが使用されます。 各変数の度数分布と欠損値を調べます。 研究者は、均一な分布または高度の欠落を伴う変数をさらに分析する際の考慮から除外し、過小評価されたレベルのカテゴリ変数を崩壊させます。 独立変数間の関連性は、Spearman 相関係数、主成分、および階層的クラスタリング (PROC VARCLUS) を使用して調べられます。

   人口統計学（子供と主介護者の年齢、性別、人種）、社会経済学（親の教育と収入）、および臨床変数（バセドウ病の期間、ATD治療、および131I線量など）は、ベースラインで2つの治療群間で比較されます連続変数には t 検定を、カテゴリ変数にはカイ 2 乗検定を使用します。 以下に説明する染色体転座の多変量解析で、有意な臨床的差異が報告され、調整されます。

   (ii) 染色体転座頻度の比較。 ベースライン時および治療後12か月の染色体転座の数は、平均および信頼区間を使用して決定されます。 これらのデータは、健康な子供のデータとも比較されます。

   研究者は、ゼロ膨張ポアソン混合モデル分析を使用して、多変量モデルのグループ間でベースライン時と 12 か月時の染色体転座の数を比較します69。 ゼロ膨張ポアソン モデルは、ゼロの割合が大きいカウント データに典型的な増加した分散に対応します。 さらに、ランダム効果を含めることにより、混合モデル分析では、繰り返し観察からの相関が可能になります。 混合モデルは、観察が不完全な個人にも対応します (つまり、 観察されたデータが与えられた場合、欠損データは観察されていない値に依存しないという仮定の下で。

   次の固定効果が使用されます: 治療グループ (131I 治療 vs. 手術または ATD グループ)、選択された共変量 (例: 子供の年齢と性別、131I 投与量、親の教育または収入)、時間 (ベースラインおよび 12 か月時)、および時間治療グループの相互作用によって。 ランダム効果を使用して、ベースラインでの染色体転座の数と同じ被験者の12か月間の相関の可能性を説明します。 研究者はまた、治療、年齢と時間または治療、放射線量と時間の間の三元相互作用項を含めることにより、染色体転座に対する治療の効果が子供の年齢と受けた放射線量によって変更されるかどうかを調査します。

   この研究中に欠落データが発生する可能性に対応するために、いくつかの戦略が課されます。 予防は、データの欠落による偏りや電力損失を制御するための最も明白で効果的な方法です。 はがきと電話での訪問リマインダーは、プロトコルで指定された収集時間の前に参加者に配信されます。 フォローアップの損失を最小限に抑えるために、研究への参加時に代替の連絡先が特定されます。 タイムリーなデータ入力と毎週の欠損データ レポートを組み合わせることで、欠損データ項目または結果評価を追跡および取得するためのプロトコルがトリガーされます。 これらの予防努力にもかかわらず、欠落データが発生すると想定することは合理的です。 主要な分析方法では、不完全な観測に対応し、欠損データが無作為に欠損しているという仮定 (MAR) の下で動作する尤度ベースの混合モデルを使用します69。 欠損データのパターンとドロップアウトの理由は、治療グループ間で比較されます。 T検定、クロス集計、およびロジスティック回帰を使用して、離脱が観察された変数に依存しているかどうかを評価します。

4. 統計的考察: 研究デザインをサポートする統計分析について説明します。

研究者は、検出力分析とサンプル サイズ ソフトウェア (PASS 2005) を使用して、放射線被ばくの平均付近の精度を推定しました (たとえば、臓器/全身における投与された活動の平均パーセントとして表される、またはオリンダに基づく平均臓器吸収線量および平均実効線量として表されます)。 ）。 150 人の被験者のサンプルは、平均プラスマイナス 0.16 標準偏差に等しい 95% 信頼区間を生成します。 以前に発表されたバセドウ病の小児（7～18 歳）の研究から、研究者らは、150 人の患者サンプルを 150～200 Gy と 200～300 Gy を受ける患者に層別化できると推定しました。 これらの比率が与えられると、研究者は、2 つの小さい層では 0.32 標準偏差、大きい層では 0.16 標準偏差の精度で、平均値周辺の層固有の 95% 信頼区間を推定できます。