腎移植後の血流感染の予測と予防 (PREDICT)

背景 デンマークでは、50万人以上の成人が慢性腎臓病を患っていると推定されています。慢性腎臓病は進行する可能性があり、その最も重度の症状は腎不全です。腎移植（KTx）は、透析を含む他の治療法と比較して長い余命が期待できるため、腎不全患者の優先される治療法です（1）。デンマークでは約3500人が移植された腎臓で生活しており、毎年250〜300人が腎移植を受けています。しかし、腎移植には移植片拒絶反応のリスクがあり、これは腎移植受容者の20％以上で発生し、移植片不全につながる可能性があります（2）。移植片拒絶反応のリスクに対抗するため、腎移植受容者は生涯にわたる免疫抑制薬を服用しますが、これが逆に感染症のリスクを高めます（3）。

腎移植後の感染症は頻繁に発生し、重篤な合併症となる可能性があります。実際、腎移植後最初の1年間の感染症発生率は80％を超え、感染症は主要な死亡原因の一つです（4,5）。血液感染症（BSI）は、高い死亡率と移植片不全のリスク増加に関連しているため、特に懸念されます（6,7）。研究者らは以前、腎移植受容者における移植後1年以内のBSI累積発生率が11.8％であることを発見し、30日以内のBSIはしばしば尿路感染症に続発し、腸内細菌科の細菌が優勢であると報告しました（6,8,9）。尿路感染症は腎移植受容者で最も一般的な感染性合併症であり、20％以上の腎移植受容者が再発性尿路感染症を経験します（10）。研究者らや他の研究グループは以前、尿路感染症、高齢、併存疾患、急性拒絶反応、および好中球減少症が移植後BSIのリスク因子であることを発見しました（7,8）。腎移植受容者のBSIを予防するため、細菌尿のスクリーニングが提案されています。しかし、112名の腎移植受容者を含む無作為化臨床試験では、無症候性細菌尿の普遍的なスクリーニングと系統的な治療が腎盂腎炎の発生率に影響を与えないことが示されました（11）。さらに、米国移植学会（AST）感染症実践コミュニティは、有効性の証拠が不足しているため、腎移植受容者における無症候性細菌尿のスクリーニングを移植後最初の1ヶ月に限定することを推奨しています（12）。結論として、細菌尿の普遍的なスクリーニングは効果がなく、腎移植受容者のBSI予防のための新たな方法が強く求められています。我々は、高リスク個体を特定し治療するリスクベースのアプローチを用いて、この知識のギャップに対処します。

主目的と新規性 研究者らは、高リスク腎移植受容者（n=150）における予防的ピブメシリナムの投与が、移植後6ヶ月以内のBSI発生率に及ぼす効果を検証するため、全国的多施設共同無作為化二重盲検プラセボ対照試験を実施します。

高リスク腎移植受容者は、移植後1年以内のBSI発生率が25％の腎移植受容者を特定するために既に開発された予測モデルを用いて選択されます。このアプローチはこれまで調査されたことがなく、BSIを予防し腎移植受容者の健康を改善する高い可能性を秘めた非常に新規性の高い研究です。

主要仮説 研究者らは、高リスク腎移植受容者に対する標的予防的抗生物質の使用が、移植後BSIの発生率を減少させると仮定します。

試験デザイン 本研究は、全国的多施設共同無作為化二重盲検プラセボ対照試験です。参加者は、研究施設ごとに層別化された1:1の割合で個別に無作為化されます。臨床特性は、全国レジストリ、Scandiatransplantレジストリ、患者記録、およびデンマーク微生物学データベースMiBa（13）から得られる微生物学データから取得されます。

研究設定 本研究はリグスホスピタレットを拠点とし、デンマークで腎移植を担当する3つのセンターすべて（リグスホスピタレット、オーフス大学病院、オーデンセ大学病院）で実施されます。参加者はこれらのセンターでのフォローアップ期間中に募集されます。

適格基準 包含基準：腎移植後1年以内にBSIの高リスクがある成人（18歳以上）の腎移植受容者。BSIの高リスク受容者は、予測モデルにより移植後1年以内のBSI発生率が25％と予測されるグループに属する受容者と定義されます。

除外基準：インフォームドコンセントを提供できない受容者、またはベータラクタム系抗生物質へのアレルギーを含むピブメシリナム治療の禁忌がある受容者。

介入 腎移植後1年以内のBSIは主に腸内細菌科の細菌によって引き起こされます（6,8,9）。我々のセンターでは、すべてのBSIの65％以上が腸内細菌科によって引き起こされています（図2B、8）。デンマークでの第一選択治療は、グラム陰性菌をカバーするベータラクタム系抗生物質、例えばピブメシリナムです。基質特異性拡張型ベータラクタマーゼ（ESBL）の問題が増加しているにもかかわらず、我々のセンターでは腸内細菌科の80％以上がピブメシリナムに感受性があります。したがって、本研究では研究者らは介入としてピブメシリナムを選択しました。介入期間は、2010年から2019年までのリグスホスピタレットにおける腎移植後のBSI発生率に基づいています。多くの腎移植患者が移植直後に予防的抗生物質を投与されること、および最初の1ヶ月間は病原体の構成がより多様でピブメシリナム感受性の細菌が少ない（8）ため、介入は移植後1ヶ月から開始されます。

移植後1ヶ月時点で、150名の高リスク受容者が1:1で以下のいずれかに無作為化されます：

• 介入群（n=75）：移植後1〜6ヶ月間、ピブメシリナム400 mgを1日1回投与。
• 対照群（n=75）：移植後1〜6ヶ月間、プラセボを1日1回投与。

アウトカム

主要アウトカムは、移植後1〜6ヶ月以内の腸内細菌科BSIです。副次アウトカムは以下の通りで、特に明記されていない限り移植後6ヶ月時点で評価されます：

• 重篤なアウトカム：全死因死亡率、入院、および移植片喪失またはeGFRで測定した移植機能の50％減少。
• 感染性アウトカム：腸内細菌科尿路感染症、およびすべての尿路感染症とBSIの発生率。
• 抗生物質使用に関連するアウトカム：多剤耐性菌またはクロストリジオイデス・ディフィシル（C. diff）感染症の発生率。
• 国際医薬品規制調和会議-医薬品の臨床試験の実施に関する基準（ICH-GCP）ガイドラインに従った重篤な有害事象。
• 患者関連アウトカム：患者報告による生活の質（14）。

長期抗生物質使用における懸念は耐性の発生です。探索的アウトカムとして、研究者らはピブメシリナムが尿中マイクロバイオームとレジストームに及ぼす影響を評価し、マイクロバイオームと耐性における潜在的な変化をさらに調査します。

参加者と研究デザイン（図1） 試験適格性は移植後1ヶ月時点で評価され、高リスク受容者が包含され無作為化されます。

研究参加者は、包含後5ヶ月間（移植後6ヶ月まで）追跡されます。

研究参加者は3回の研究訪問を行います：包含時、2ヶ月後、および5ヶ月後。

耐性パターンを含む尿培養は、3回すべての訪問時に採取されます。

さらに：

1. 包含時、参加者は生活の質に関する質問票（14）に回答します。また、患者記録の調査も行います。
2. 2ヶ月時点で、研究薬の遵守状況と潜在的な副作用が評価されます。
3. 5ヶ月時点で、すべての参加者が生活の質（14）、遵守状況、および副作用に関する質問票に回答します。

移植機能、薬剤、拒絶反応エピソード、微生物学（BSI、尿路感染症、多剤耐性菌、C. diff）、全死因死亡率、および入院に関する患者記録の調査は、ベースライン時と5ヶ月時の訪問で実施されます。

マイクロバイオームとレジストーム ベースライン時と5ヶ月時の訪問で、マイクロバイオームとレジストームの評価のために5 mlの中間尿を採取します。メタゲノムDNAはQiagen Biostic Bacteremia Kitを用いて抽出され、ショットガンメタゲノムシーケンシングが実施されます。DNA抽出とIlluminaライブラリー調製の後、シーケンシングはノルウェー・オスロのノルウェーシーケンシングセンターでIllumina NovaSeqXPlusを用いて行われます。メタゲノムリードは既述の方法（15）で処理されます。腸内および尿中マイクロバイオームの多様性と機能的特性評価：研究者らは、ショットガンメタゲノムシーケンシングを用いて、ピブメシリナムが尿中マイクロバイオームの全体的な分類学的構成に及ぼす影響を評価します。分類学的プロファイリングはMetaPhlAnで、機能的および経路プロファイリングはHUMAnN3で実施されます。微生物アルファ多様性は、豊富さ、シャノン指数、シンプソン指数、ジニ指数の4つの指標を用いて定量化されます。ベータ多様性は、既述の方法（16）に従い、加重および非加重ユニフラック距離尺度を用いて評価されます。

尿中レジストームは、相補的なリードレベルとゲノム分解アプローチを用いてプロファイリングされます。リードレベルでは、レジストームプロファイリングはARGs-OAP v3.0および構造化抗生物質耐性遺伝子（SARG）データベース（17）を用いて実施され、これは抗生物質耐性遺伝子（ARG）をタイプおよびサブタイプで分類します。ARGの存在量は16S rRNA遺伝子存在量で正規化されます。

サンプルサイズと検出力 研究者らは、年齢、性別、導入免疫抑制治療のタイプ、および腎移植後最初の数ヶ月間の尿路感染症から構成される予測モデルを開発しました。このモデルは、低リスクグループの6％と比較して、腎移植後1年以内のBSI発生率が25％の高リスク腎移植受容者のサブグループを特定できます。介入期間（腎移植後2〜6ヶ月）では、高リスクグループの発生率は23％です。抗生物質による予防は通常非常に効果的であり、過去の腎移植受容者におけるBSI（8）に基づき、研究者らは最初の2〜6ヶ月間でBSIが76％減少すると予想しています。比較として、バクトリムの使用はニューモシスチス・イロベチイの発生を85％減少させます。腎移植後2〜6ヶ月における高リスク受容者のBSI発生率が23％、アルファが0.05（両側）と仮定すると、研究者らは各群61名（合計n=122）で76％の減少を検出する能力（検出力1-ベータ）が0.80となります。脱落および1年後の患者生存率と移植片生存率がそれぞれ98％と96％（8,15）であることを考慮し、研究者らは各群75名（合計150名）の包含を目指します。

統計 主要アウトカム（腸内細菌科BSIの発生率）は、インテンション・トゥ・トリート解析とプロトコル解析の両方で、累積発生率の差に対するグレイ検定を用いて計算されます。

さらに、研究者らは副次アウトカムについてインテンション・トゥ・トリート解析を実施します。

統計解析計画は、データ解析前に詳細に規定され公開されます。

統計解析計画には、共変量のリスト、副次的有効性評価、潜在的な交互作用の追加、およびサブグループ解析が含まれます。ベースラインデータは治療群ごとに記述され、研究者らは募集施設による治療反応の変動を考慮します。