インスリン抵抗性とスタチン誘発性 2 型糖尿病との関係、および統合パーソナル オミックス プロファイリング

1. 意義

   スタチンと 2 型糖尿病のリスク: スタチン治療は 2 型糖尿病の発生率の増加と関連しています.1-4 5

   スタチン誘発 T2D のメカニズム: スタチンがインスリン作用、分泌、またはその両方を減少させることによって T2D のリスクを高めるかどうかは不明です。 スタチンの使用と T2D の発生との関連性についての理解を大幅に深めるいくつかの原稿が公開されています。 Swerdlow ら 2 は、遺伝子解析と無作為化試験からの証拠に基づいて、スタチンで認められた T2D のリスク増加は、少なくとも「HMG-コエンザイム A レダクターゼ (HMGCR) 阻害によって部分的に説明される」と結論付けました。 彼らはまた、スタチン治療を受けた患者の体重増加とHMGCRバリアントとの関連性に注目し、インスリン感受性の低下がスタチン誘発性糖尿病の一因であるという考えにつながりました. その文脈において、Cederberg, at al.9 は、大規模な前向き研究 (n=8749 男性) で、スタチンで治療された参加者 (n=2142) は、24% のインスリンの減少と関連して、T2D の発生が 46% 増加したことを示しました。感度と代理測定によって評価されたインスリン分泌の 12% の減少。

   スタチン誘発 T2D のリスクが高い人を特定する: David Waters のグループ 1,3,4 によるアトルバスタチンを用いた 3 つの無作為化臨床試験の研究は、「ベースラインの空腹時血糖、体格指数、高血圧、および空腹時トリグリセリドが独立した予測因子である」ことを実証しました。 T2Dの。」 これらの異常は、インスリン抵抗性に起因するクラスターを形成します.10 インスリン抵抗性は T2D 発症の予測因子であるため、治療前の患者のインスリン抵抗性が高いほど、スタチン誘発性 T2D のリスクが高くなるようです。

   その文脈では、LDL-C濃度が上昇した患者の代謝の不均一性がスタチン誘発T2Dで果たす可能性がある役割には、比較的ほとんど注意が向けられていません。 具体的には、血漿トリグリセリド（TG）濃度も上昇しているLDL-C濃度が上昇している被験者は、孤立したLDL-Cレベルの被験者と比較して、インスリン抵抗性、高インスリン血症、および耐糖能異常です。 そのため、LDL-C 濃度が上昇した患者のこのサブセットは「転換点」にあると見なすことができ、どのように仲介されたかに関係なく、インスリン作用および/または分泌に対するスタチンの悪影響は、スタチン誘発性糖尿病を発症します。 実際、私たちは (Kohli et al)1 、インスリン抵抗性 (高い TG によって推定される) と糖尿病前症の両方を持つ患者が、スタチン誘発 T2D のリスクが特に高いことを示しました。

   スタチンは主にインスリン抵抗性またはインスリン分泌に影響を与えますか?; スタチン誘発 T2D のリスクが最も高い個人のサブセットはありますか?

2. 理論的根拠、仮説

   根拠:

   T2D は、インスリン抵抗性の個体が、正常な耐糖能を維持するために必要な代償性高インスリン血症の程度を維持できない場合に発症します。 しかし、重要な根本的な問題が残っています。 たとえば、スタチン治療とインスリンの作用と分泌の変化との間の細胞/分子のつながりは何ですか?

   この提案は、「ゴールド スタンダード」法を使用してスタチンがインスリン作用とインスリン分泌に及ぼす影響を研究することが、スタチンがインスリン抵抗性を増加させるかインスリン分泌を減少させることによって T2D のリスクに悪影響を与えるかどうかを判断するのに役立つという前提に基づいています。 インスリン抑制試験 (定常状態の血漿グルコース、SSPG の読み取りによる) を使用してインスリン感受性を確認し、段階的グルコース注入試験 (インスリン分泌率 (ISR) の読み取りによる) を使用して、前後のインスリン分泌を確認します。非糖尿病患者におけるスタチン治療。

   アトルバスタチン 40 mg/日を約 10 週間投与すると、インスリン感受性および/またはインスリン分泌が損なわれ、インスリン抵抗性が根底にある患者ではこの影響が悪化する可能性があるという仮説を立てています。 したがって、すべての参加者だけでなく、ベースラインのインスリン抵抗性を持つ個人のサブセット (ベースラインで血漿 TG レベルが上昇した (≥150 mg/dL) のボランティアを募集することによって強化される) アトルバスタチンの効果を調べる予定です。 この理論的根拠は、血漿 TG が、インスリン抑制試験によって測定されるインスリン抵抗性の直接測定値 (定常状態の血漿グルコース) との適度な相関関係を持つ、インスリン抵抗性の代理測定値であるということです。 臨床的には、スタチン治療前に TG が上昇した被験者は、スタチンから実質的な臨床的利益を得ることができ、研究者の二次的な目標の 1 つは、血漿 TG 濃度の簡単な測定 (インスリン抵抗性の代理として) が、血糖コントロールにおけるスタチン誘発性混乱のリスク。 その結果、T2Dのリスクが高く、既知のアテローム性動脈硬化性心血管疾患（ASCVD）がなく、スタチンを受けておらず、ACC / AHA（American College for Cardiology / American Heart Association）2013ガイドラインに従ってスタチン療法の対象となる非糖尿病ボランティアを登録することを提案します.11 また、血漿 TG 濃度が 150 mg/dL 以上の被験者を対象として、インシュリン感受性の範囲全体で被験者を確実に登録するための募集努力を目標とします。

   仮説: 約 10 週間の高強度アトルバスタチン治療は、インスリン感受性および/またはインスリン分泌を損ない、この効果は基礎となるインスリン抵抗性を持つ患者で悪化する可能性があるという仮説を立てています。

3. 研究デザイン

   サンプルサイズ

   • この研究では、合計 75 人の参加者を募集し、維持することを目指しています。

   研究場所

   • 800 Welch Road, Palo Alto, CA 94304 の Clinical and Translational Research Unit (CTRU)。

   間隔

   • データ分析が終了するまで、調査全体に 4 ～ 5 年かかると予想しています。 研究への参加に自発的に同意した各適格な候補者は、スクリーニングから最後の訪問の終わりまで合計5か月間、研究に積極的に参加します。

4. 学習手順

   募集

   予備採用戦略には以下が含まれます。

   ボランティアは、新聞の広告、掲示チラシ、ソーシャル ネットワーキング サイト NextDoor を通じて、サンフランシスコ ベイエリアから、またスタンフォード ヘルス ケアの予防心臓病クリニックから募集されます。 私たちの目標は、幅広いインスリン感受性にわたってリクルートメントを確実にすることです。 私たちのグループや他のグループの以前の研究では、参照測定値によって評価されるように、高い血漿 TG 濃度がインスリン抵抗性の増加と関連していることが示されています。 したがって、インスリン抵抗性の増加の代理として、TG レベルが高い (> 150 mg/dL) 人を対象とする広告をターゲットにします。

   参加者の訪問と手順

   潜在的な参加者は、募集広告に応じて電話または電子メールで送信するか、MDから次のように研究を説明する手紙を受け取ったときに、最初にスクリーニングされます。

   事前受付は電話にて行います。

   1回のスクリーニング来院。

   訪問 2: 経口ブドウ糖負荷試験 (OGTT): この試験には約 3 時間かかります。

   i）血糖状態：参加者は、正常な耐糖能（NGT）、孤立した空腹時血糖障害（IFG）、孤立した耐糖能障害（IGT）、またはIFG / IGT12の組み合わせ。 さらに、OGTT 中の総統合血漿グルコース応答は、台形法 (グルコース-AUC) によって計算されます。

   ii) β細胞機能: インスリン分泌感受性指数-2 (ISSI-2) の計算は、何らかの理由で段階的グルコース注入研究が行われない場合、インスリン分泌機能を定量化するために使用されます 13。 ISSI-2 は、β 細胞機能を測定するための検証済みの OGTT 由来の方法であり、静脈内耐糖能試験から得られる素因指数に類似しています 14。 これは、OGTT 中のインスリン分泌応答 (Insulin-AUC/Glucose-AUC) にインスリン抵抗性 (Matsuda index) を乗じて計算されます。

   絶食時および 2 時間血糖値の結果について研究参加者と話し合い、結果のコピーを渡されます。

   訪問 3. 段階的ブドウ糖注入、GGIT 15、16: この検査には約 6 時間かかります。

   このテストは、段階的なグルコース注入に反応して膵臓がインスリンを産生する能力を評価するように設計されています。 このテスト中、被験者は、各腕に 1 つずつ、2 つの小さな IV カテーテルを配置します。 1 つの IV はサンプルの描画に使用され、もう 1 つの IV はグルコースの注入に使用されます。 GGIT の間、ブドウ糖の連続静脈内注入は、40 分間の 6 回の注入期間で 1、2、3、4、5、6、および 8 kg/min の速度で徐々に増加します。 血液サンプルは、絶食時、および各注入期間の 30 分および 40 分で、グルコース、インスリン、および C-ペプチド濃度を測定するために収集されます。 各注入期間の最後の 10 分間の 2 つの値が平均化されます。 この検査のために採取した血液の量は 47.5 ml になります。

   訪問 4.インスリン抑制検査、IST 17、18: この検査には約 6 時間かかります。

   この検査は、全身のインスリン感受性を測定するように設計されています。 一晩絶食した後、被験者は各腕にIVを配置します。 1 つは採血用で、もう 1 つはオクトレオチド (0.27 μg/m2/分)、インスリン (32 mU/m2/分)、およびグルコース (267 mg/m2/分) を 180 分間注入するためのものです。 テスト中、内因性インスリンが抑制され、体表面積に基づいて、すべての個人に同じ濃度のインスリンが投与されます。 150 分間は 30 分ごとに採血し、注入の 150 分から 180 分までは 10 分間隔で採血して、血漿グルコースとインスリン濃度を測定します。 最後の 4 つの値の平均は、各個人の定常状態の血漿インスリン (SSPI) およびグルコース (SSPG) 濃度として使用されます。 SSPI濃度はIST中のすべての被験者で類似しているため、SSPG濃度は、注入されたグルコース負荷の処理を仲介するインスリンの能力の直接的な尺度を提供します。 SSPG 濃度が高いほど、個人のインスリン抵抗性が高くなります。 この訪問では、腎臓と肝臓の機能をチェックするためのラボに加えて、脂質パネルと尿妊娠検査（適切な場合）が行われます。 採血または IST は 58.5 ml で、SHC ラボでは 5 ml です。

   iPOP のラボはこの時点で抽出され、血液中のトランスクリプトーム、マイクロバイオーム、メタボローム、およびプロテオーム分析用に追加のサンプルが取得されます。鼻、舌、皮膚表面のスワブ。尿;そしてスツール。

   治験薬であるアトルバスタチン 40 mg は、すべてのラボが審査され、参加者の資格が得られると、治験参加者に投与されます。

   通院5～7: 治験薬(スタチン)で合計10週間、通院は2週間ごとになります。 参加者は、スタチンの副作用または有害事象（AE）について評価されます。 治験薬へのアドヒアランスは、各来院時に評価されます。

   訪問 8: 上記の体重、バイタル サイン、および OGTT。

   訪問 9: 上記のように GGIT を繰り返します。

   訪問 10: 上記の IST および iPOP ラボ テストとサンプルを繰り返します。 この訪問の終わりに、スタチンは中止され、研究参加者は4週間および8週間のフォローアップ訪問が予定されます。

   来院１１：スタチン研究来院から１ヶ月離れて - 体重、バイタルサイン、およびｉＰＯＰ実験室試験およびサンプルは、上記のように行われる。

   来院 12: 最後の調査来院 - 体重、バイタル サイン、および iPOP 検査室での検査とサンプルは、上記のように行われます。

   参加者は、各 iPOP の際に身体活動の状態、食事や食生活、ストレスについてアンケートに記入するよう求められます。

5. 統計上の考慮事項

以前の研究 19 に基づいて、60人の被験者で、アトルバスタチン療法後のSSPG濃度の8％の変化とISRAUCの8％の変化を、検出力80％、両側有意水準5％で検出できると計算しました。対応のある標本の t 検定。 したがって、ドロップアウト率が 20% になると予想される 75 人の被験者を登録する必要があると推定しました。

要約統計は、特に指定がない限り、参加者の中央値 (四分位範囲) または数 (パーセント) として報告されます。 データの正規性を評価するために Shapiro-Wilk 検定が使用され、正規分布していない変数は対数変換されます。 変数の変化率は、[(研究終了時の値) - (ベースライン値) / ベースライン値] x 100 という式で計算されます。 対応のあるサンプルの t 検定を使用して、ベースラインと研究終了時の平均を比較します。 1 サンプル t 検定を使用して、変数の変化率がゼロと有意に異なる (変化なし) かどうかを評価します。 ピアソン相関係数を計算して、関心のある変数間の関連の強さを決定します。 事前に指定されたサブグループ分析は、インスリン抵抗性とインスリン感受性の被験者を層別化することによって実行されます。 SSPG濃度の中央値を使用して、被験者をインスリン抵抗性またはインスリン感受性であると定義します。 インスリン抵抗性群とインスリン感受性群の平均は、独立したサンプル t 検定によって比較され、割合はカイ 2 乗検定またはフィッシャーの正確確率検定によって比較されます。 統計分析は、統計ソフトウェア IBM SPSS バージョン 26.0 を使用して実行されます。