モキシフロキサシンに対する QT 反応の遺伝学 (MOXIGEN)

I. 背景と意義 A. 歴史的背景と科学的根拠 すでに市場に出回っている薬剤の中止または制限の最も一般的な原因は、QT 間隔の延長であり、その結果、致命的となる可能性のある不整脈、torsade de pointes1. 1960 年代にキニジン療法で最初に報告された 2 トルサード ド ポワントは、抗不整脈薬で最も一般的に発生しますが 3、非心臓 QT 延長薬の使用では心臓突然死のリスクが 270% 増加します 4。

心電図の QT 間隔は心室心筋の再分極を反映しており、QT 間隔の異常は異常な再分極の最も一般的な指標です。 異常な再分極、特に QT 延長がどのように心室性不整脈を引き起こすかについては多くの仮説が存在しますが、最も一貫した発見は、長期間の脱分極中にナトリウムチャネルが不活性化から回復して再活性化し、早期後脱分極と呼ばれるものを引き起こすことであると思われます。 同様に再分極の不均一性と組み合わせると、これらの初期の後脱分極は、リエントリーに有利な心筋基質を作成し、心筋内リエントリー波とトルサード ド ポワントの伝播をもたらします。

薬物誘発性の QT 延長は、新しい治療薬を市場に出すための最大の障壁です。 多くの薬物療法、環境要因、および遺伝的要因が QT 延長に関連付けられていますが、トルサード ド ポアントは言うまでもなく、誰が QT 延長を発症するかを個別に予測する私たちの能力は限られています。

心毒性薬物応答は単一クラスの薬物に特異的ではないため、毒性予防に対する個別化された遺伝的アプローチが重要になります。不整脈原性のリスク予測は、さまざまな状態で使用される医薬品全体に適用できます。 狭い範囲で言えば、この研究により、現在限界リスク/ベネフィット プロファイルを持つ医薬品を市場に投入し、リスクのある人を温存し、そうでない人に新しい治療法へのアクセスを提供することができます。 公衆衛生の観点からは、潜在的に致命的な毒性を軽減し、リスクのある特定の個人を特定することで人間の健康を改善します。

B. 以前の研究 QTGEN コンソーシアムの一部としてヨーロッパ系の白人 13,685 人を対象とした 3 つの前向きコホート (心血管健康研究、フラミンガム心臓研究、ロッテルダム研究) のメタ分析で、Newton-Cheh とその同僚が特定した以前は QT 間隔に関連付けられていた 5 つの遺伝子座での一般的なバリアントの関連付け (p < 5x10-8): NOS1AP、KCNQ1、KCNE1、KCNH2、および SCN5A、ならびに以前は心筋の再分極に影響を与えることが認識されていなかった他の 5 つの遺伝子座での新しい関連付け。 これらの 10 の遺伝子座では、14 の独立したバリアントが、QT 間隔の変動の 5.4 ～ 6.5% を説明しました。これは、性別や年齢によって説明されるよりも多く、最も強力な非遺伝的臨床要因です10。 これらのバリアントに基づく QT 遺伝子型スコアは、不均一な年齢、危険因子、および薬物曝露プロファイルを含むメタ分析サンプルの下位五分位と比較して、上位五分位で 9.7 ～ 12.4 ミリ秒長い QTc と関連していました10-12。 これらの効果は、ヨーロッパ系アメリカ人とアフリカ系アメリカ人の両方の祖先の個人で一貫していました. この QT スコアは、フィンランドの集団サンプルで個別に検証されました。このサンプルでは、​​QT 変更療法を受けている患者を除外して、完全な投薬状況の確認が可能であり、QT スコアは、上位と下位の 5 分位間の 15.6 ミリ秒の QT 間隔の差に関連付けられていました 13。

モキシフロキサシンは、一過性および軽度の QT 延長を引き起こすことが知られているため、薬物誘発性 QT 延長の研究に適しています。 プラセボと比較して、経口モキシフロキサシン 400mg は、心拍数補正 QT 間隔の約 10 ミリ秒の増加と関連しています14, 15。 この QT 間隔の増加にもかかわらず、単回投与のモキシフロキサシンの経口投与による突然死のリスクの増加は報告されていないため 16、健康なヒト被験者における心毒性薬物反応の研究に使用するのに安全で十分に検証された薬物です。 さらに、QT延長を検出するための十分に感度の高い方法を実証するためにFDAが要求する陽性対照として、製薬業界で広く使用されています。

C. 提案された研究の利点の理論的根拠 薬物誘発性の QT 延長は重大な公衆衛生上のリスクであり、薬物開発に対する主要な障壁である 19-21。 たとえば、胃食道逆流症に使用される食道運動剤であるシサプリドは、市場から撤退する前に 80 人以上の死亡をもたらした可能性があります 22。 原因となる薬の特定に加えて、脆弱な患者の特徴もあり、女性の性 23、徐脈 24、低カリウム血症 25、まれな突然変異による遺伝的素因 3、6、26 など、特定の個人を致命的な不整脈のリスクが高くなります。 遺伝子マーカーを使用してこれらの危険にさらされている個人を特定することは、より安全な薬物療法に向けた重要な進歩となるでしょう7。 この研究の基礎は、QT のリスクを高める可能性のある比較的一般的な多型のジェノタイピング (特定のバリアントのアッセイ) による一般集団の大規模なスクリーニングに、QT 延長のリスクの素因となるまれな家族の突然変異を超えて遺伝学の使用を拡大することです。延長、およびその後の torsade de pointes。

Ⅱ．特定の目的 安静時の QT に中間的な影響を与える一般的な遺伝子変異を総合的に調べると、QT 延長薬に反応して QT 間隔が誇張されて延長するリスクのある個人のサブグループを特定できるという仮説を立てています。

この仮説は、次の特定の目的を通じてテストされます。

健康な被験者の薬物誘発性QT延長を予測する一般的な遺伝的変異の能力を総合的に評価すること。 マサチューセッツ総合病院 (MGH) でプラセボと比較したモキシフロキサシンに対する QT 応答を評価するために、QT 遺伝子型スコアの上位および下位の 5 分位数から抽出された 80 人の健康なボランティアを募集します。

III.被験者の選択 A. 包含/除外基準: 別のプロトコルを通じて、Dr. Newton-Cheh はこれまでに 18 歳から 40 歳までの 1000 人を超える健康なボランティアを募集しました。うち DNA 抽出を行った。 既存の 1000 人の被験者のコレクションから、約 75% が自称ヨーロッパ人/白人であり、8% がアフリカ系アメリカ人です。 これらは、18 歳以上のその他の点では健康な個人です。 この研究では、MGH Center for Human Genetic Research Sequenom コアの Sequenom ジェノタイピング アレイを使用して、68 個の独立した QT SNP のジェノタイピングを行います。 遺伝子型スコアは、各遺伝子型の QT 間隔に対する予測効果の合計です。 遺伝子型スコアから、QT 遺伝子型リスク スコアの上位または下位の 5 分位に属する一連の個人が、モキシフロキサシン研究に適格であると判断します (遺伝子型スコア計算の詳細については、以下を参照してください)。 ヨーロッパ系およびアフリカ系アメリカ人を祖先とする 18 歳から 50 歳までの外見上健康な男女のボランティアは、心血管疾患、腎臓疾患、肝臓疾患がなく、心臓突然死の個人歴または家族歴がない場合に適格となります。処方薬や市販薬、レクリエーショナル ドラッグを使用しない。 -徐脈（安静時心拍数<50 bpmと定義）、伝導疾患（QRS> 100ms）、または心電図でのQTc延長（QTc> 500msec）がない;正常な血清カリウム (K>3.3) とマグネシウム (Mg>1.8) を持ち、 腎機能や肝機能の検査も。 研究期間中に授乳中、妊娠中、または妊娠を計画している女性を除外し、研究期間中に避妊を使用することの重要性について助言し、スクリーニング訪問時に血清HCGを確認します。 266 人 (最高および最低の五分位数でそれぞれ 133 人) が適格であると推定されます。

IV.科目登録

A. インフォームド コンセントの登録方法と手順:

登録のための被験者識別の詳細については、上記を参照してください。 適格な個人は、各遺伝子型グループに40人の目標登録を伴うモキシフロキサシン研究のスクリーニング訪問に招待されます。 QT遺伝子型スコアの上位および下位五分位にある最大266人の個人に連絡して、スクリーニング訪問に参加する予定です。 スクリーニング訪問には約 160 人を招待する予定で、登録サンプル数の目標は 80 人です。 これらの被験者は、この研究への参加について電話で連絡を受け、その後、スクリーニング訪問のために到着時にインフォームドコンセントが得られ、研究プロトコルに適格であるかどうか、その後の訪問で確認されます。

V. 研究プロトコル A. データ収集: 被験者は、最初のスクリーニング訪問のために MGH 臨床研究センターに連れて行かれ、適格基準がレビューされ (該当する場合は除外/包含を含む)、ECG 記録が与えられます。 研究訪問の適格な個人は、後で少なくとも1週間離れた2つの別々の日にMGH臨床研究センターに戻されます（ウォッシュアウトを確実にするため）。 各訪問で、彼らは二重盲検ブロック無作為化によって割り当てられた治験薬（400 mgの経口モキシフロキサシンまたはプラセボのいずれか）を受け取ります（性別および遺伝子型グループ別に）絶食状態の午前10時（統計学者が無作為化キーを保持します;他のすべての治験担当者研究が終了するまで盲検化されます）。 女性は、両方の研究訪問時に尿HCGを使用して妊娠についてスクリーニングされます。 彼らは、治験薬の投与後、合計6時間、固定電極配置を使用して少なくとも15分間休んだ後、座位で時間0およびその後30分間隔で6回のECGを受ける。 2、4、および 6 時間後に、質量分析による血漿モキシフロキサシン測定のために血液サンプルを採取します。 すべての ECG は、マサチューセッツ総合病院の GE MUSE 7 ECG データベースの研究パーティションにアップロードされ、グループによる以前の研究で使用されているように、間隔測定に 12 SL アルゴリズムが適用されます。 プロトコル全体で30分ごとにQTを監視し、QT延長が著しい被験者を特定します。 QTcが500ミリ秒を超える被験者は、さらなる観察のためにHCRCに保管され、500ミリ秒未満になるまで毎朝HCRCでフォローアップするか、程度に基づいてテレメトリーのために入院するかを決定します延長と臨床医の判断。

B. 静脈穿刺: 静脈穿刺は、モキシフロキサシン レベルの定量化のための血漿を取得する標準的な手法を使用して実行されます。 治験薬投与後 2 時間、4 時間、6 時間後に 10 mL の血液を採取します (合計 30 mL)。

C. ジェノタイピング: ジェノタイピングは、MGH センター フォー ヒューマン ジェネティック リサーチ シーケノム コアのシーケノム ジェノタイピング アレイによって、分離された既存のゲノム DNA に対して実行されます。

Ⅵ．生物統計分析:

QT 遺伝子型スコア。 以前に確立された 11, 12 で、別のフィンランドのコホートで検証された QT 遺伝子型スコアの修正を使用する予定です 13。 スコアは、対立遺伝子コピー数に効果の推定値を乗じて構築されます。遺伝子型スコアから、QT 遺伝子型リスク スコアの上位または下位の 5 分位に属する個人のセットを決定します (そのうち、75% (n=133/五分位)) 以前のパイロット研究に基づいて、モキシフロキサシン研究の対象となります。 これらの個人を、各遺伝子型グループに 40 人の目標登録者を持つモキシフロキサシン研究のスクリーニング訪問 (上記参照) に招待します。

結果の評価：2回の研究訪問中にECGの50％以上に洞性不整脈が存在する個人は、分析から除外されます。 早期心室または心房拍動を伴う ECG は分析から除外されます (これらは健康なボランティアでは非常にまれです)。 フリデリシアの心拍数補正を使用した QTc (QTc = QT/3√RR) は、各時点からのすべての適格な ECG の平均として取得されます。 ΔQTc は、各時点のベースライン (治験薬/プラセボ投与後) からの QTc の差として計算されます。 ΔQTc から、モキシフロキサシン投与後とプラセボ投与後の ΔQTc の差も各時点で計算されます (ΔΔQTc)。 次に、対応のない t 検定を使用して、180 ～ 300 分の時点からの平均 ΔΔQTc (パイロット作業および公開されたレポートからは 10 ミリ秒と予想されます) を 2 つの遺伝子型グループ (上下および五分位) 間で比較します。 パイロット データに基づいて、2 つのグループ間の QT 延長の臨床的に意味のある (6.3 ミリ秒) 差を検出するのに十分な検出力を得るには、各グループに 40 人が必要であると推定されます (表 2)。 プラセボと比較した薬物曝露後の 6 ミリ秒の増加は、薬物がトルサード ド ポワントを引き起こす可能性について FDA が懸念を提起するしきい値であり、したがって臨床的に重要です。

二次分析。 二次解析は 3 回行う予定です。 まず、モキシフロキサシンに対する QT 応答に対する単一の SNP の影響を調べます。 検出力の計算と研究の登録は、集計された遺伝子型スコアに基づいているため、これらの二次分析は不十分であると予想されます。 第 2 に、QT 遺伝子型スコアの上位 5 分位と下位 5 分位の間で QT 反応に有意な差が観察された場合、9 番目 (80-90%ile) と 10 番目の十分位 (>90%ile) を比較して、観察された結果に対する十分位の影響を調べます。遺伝子型スコアの複合的な性質とバリアントの相加的な性質を考えると、しきい値効果は期待できません。 最後に、QT応答に対するベースラインQTcの影響を決定し、ベースラインQTcの追加調整がモキシフロキサシンに対するQT応答に対する遺伝子型スコアの観察された効果を変えるかどうかをテストします.