Moxifloxacin에 대한 QT 반응의 유전학 (MOXIGEN)

I. 배경 및 의의 A. 역사적 배경 및 과학적 근거 이미 시판 중인 약물의 사용을 중단하거나 제한하는 가장 흔한 원인은 QT 간격의 연장과 그에 따른 잠재적으로 치명적인 부정맥인 torsade de pointes1입니다. 퀴니딘 요법으로 1960년대에 처음 기술된 torsade de pointes는 항부정맥제3와 함께 가장 흔하게 발생하지만 비심장성 QT 연장 약물을 사용하면 심장 돌연사의 위험이 270% 증가합니다4.

심전도의 QT 간격은 심실 심근 재분극을 반영하며, QT 간격의 지속 시간 이상은 비정상 재분극의 가장 일반적인 지표입니다. 비정상적 재분극, 특히 QT 연장이 어떻게 심실 부정맥을 초래하는지에 대한 많은 가설이 존재하지만, 가장 일관된 발견은 연장된 탈분극 동안 나트륨 채널이 비활성화에서 회복되고 재활성화되어 조기 탈분극이라고 불리는 것을 유발한다는 것입니다. 재분극의 이질성과 결합할 때 이러한 초기 탈분극 후 재진입에 유리한 심근 기질을 생성하여 심근 내 재진입 파동 및 비틀림 de pointes5 전파를 초래합니다.

약물 유발 QT 연장은 새로운 치료제를 시장에 출시하는 데 가장 큰 장애물입니다. 많은 약물, 환경적 요인 및 유전적 요인이 QT 연장과 관련되어 있지만, Torsade de Pointes는 말할 것도 없고 누가 QT 연장을 일으킬 것인지 개별적으로 예측할 수 있는 능력은 제한적입니다.

심장 독성 약물 반응이 단일 클래스의 약물에 특이적이지 않기 때문에 독성 예방에 대한 개인화된 유전적 접근이 중요할 것입니다. 부정맥 유발성에 대한 위험 예측은 다양한 조건에서 사용되는 약물에 적용될 수 있습니다. 좁게는, 이 연구는 현재 위험/유익 프로파일이 미미한 약물을 시장에 출시할 수 있게 하여 위험에 처한 사람들을 보호하고 그렇지 않은 사람들에게 새로운 치료법에 대한 접근을 제공할 수 있습니다. 공중 보건의 관점에서 잠재적으로 치명적인 독성을 줄이고 위험에 처한 특정 개인을 식별하여 인간의 건강을 향상시킬 것입니다.

B. 이전 연구 QTGEN 컨소시엄의 일부로 유럽계 백인 13,685명을 대상으로 심혈관 건강 연구, 프레이밍햄 심장 연구, 로테르담 연구 등 세 가지 전향적 코호트 메타 분석에서 Newton-Cheh와 동료들은 다음을 확인했습니다. 이전에 QT 간격과 관련된 5개의 유전자좌(NOS1AP, KCNQ1, KCNE1, KCNH2 및 SCN5A)에서 일반적인 변이 연관성(p < 5x10-8)과 이전에 심근 재분극에 영향을 미치는 것으로 인식되지 않은 5개의 다른 유전자좌에서 새로운 연관성이 확인되었습니다10. 이 10개의 loci에서 14개의 독립적인 변이가 QT 간격의 변이의 5.4~6.5%를 설명했는데, 이는 가장 강력한 비유전적 임상 요인인 성별이나 연령에 의해 설명되는 것보다 많았습니다10. 이러한 변이를 기반으로 한 QT 유전자형 점수는 이질적인 연령, 위험 요인 및 약물 노출 프로필을 포함하는 메타 분석 샘플의 하위 5분위와 비교하여 상위 5분위에서 9.7 - 12.4ms 더 긴 QTc와 연관되었습니다10-12. 이러한 효과는 유럽계 미국인과 아프리카계 미국인 조상 모두에게 일관되었습니다. 이 QT 점수는 QT 변경 요법을 제외하고 완전한 약물 확인이 가능하고 QT 점수가 상위 5분위와 하위 5분위 사이의 15.6ms QT 간격 차이와 관련이 있는 핀란드 인구 표본에서 독립적으로 검증되었습니다13.

Moxifloxacin은 일시적이고 가벼운 QT 연장을 유발하는 것으로 알려져 있으므로 약물 유발 QT 연장 연구에 매우 적합합니다. 위약과 비교하여 경구용 moxifloxacin 400mg은 심박수 보정 QT 간격이 약 10msec 증가하는 것과 관련이 있습니다14, 15. 이러한 QT 간격의 증가에도 불구하고 moxifloxacin16 단일 용량을 경구 투여했을 때 돌연사의 위험이 증가한 것으로 보고되지 않았으므로 건강한 사람을 대상으로 심장 독성 약물 반응 연구에 사용하기에 안전하고 잘 검증된 약물입니다. 또한 QT 연장을 감지할 수 있는 충분히 민감한 방법을 입증하기 위해 FDA에서 요구하는 양성 대조군으로서 제약 산업에서 널리 사용되었습니다.

C. 연구의 제안된 이점의 이론적 근거 약물 유발 QT 연장은 상당한 공중 보건 위험이며 약물 개발의 주요 장벽입니다19-21. 예를 들어, 위식도 역류에 사용되는 식도 운동제인 cisapride는 시장에서 철수되기 전에 80명 이상의 사망을 초래했을 수 있습니다22. 범인 약물의 식별 외에도 여성23, 서맥24, 저칼륨혈증25 및 희귀 돌연변이3, 6, 26에 의한 유전적 소인을 포함하여 특정 개인을 치명적인 부정맥의 위험이 더 높은 취약한 환자의 특성도 있습니다. 유전자 마커를 사용하여 이러한 위험에 처한 개인을 식별하는 것은 보다 안전한 약물 요법7을 향한 중요한 발전을 나타낼 것입니다. 이 연구의 기초는 QT 연장의 위험을 초래할 수 있는 희귀한 가족 돌연변이를 넘어 QT의 위험을 증가시킬 수 있는 비교적 일반적인 다형성에 대한 유전형 분석(특정 변이에 대한 분석)을 통해 일반 인구의 대규모 스크리닝으로 유전학의 사용을 확장하는 것입니다. 연장 및 후속 torsade de pointes.

II. 구체적인 목표 우리는 휴지기 QT에 중간 효과가 있는 일반적인 유전적 변이를 총체적으로 검사할 때 QT 연장 약물에 대한 반응으로 QT 간격의 과장된 연장 위험이 있는 개인의 하위 그룹을 식별할 수 있다고 가정합니다.

이 가설은 다음과 같은 특정 목표를 통해 테스트됩니다.

건강한 피험자에서 약물 유발 QT 연장을 예측하기 위해 총체적으로 일반적인 유전 변이의 능력을 평가합니다. MGH(Massachusetts General Hospital)에서 moxifloxacin과 위약에 대한 QT 반응을 평가하기 위해 QT 유전자형 점수의 상위 5분위와 하위 5분위에서 뽑은 80명의 건강한 지원자를 모집할 예정입니다.

III. 피험자 선택 A. 포함/제외 기준: Newton-Cheh 박사는 별도의 프로토콜을 통해 현재까지 1000명 이상의 18세에서 40세 사이의 건강한 지원자를 초기 스크리닝 방문 후 결정된 유전자형에 기초하여 재접촉에 동의하고 모두 모집했습니다. 그 중 DNA 추출을 거쳤습니다. 기존 1000명의 피험자 모음에서 약 75%는 자칭 유럽/백인이고 8%는 아프리카계 미국인입니다. 이들은 18세 이상의 건강한 개인입니다. 이 연구를 위해 우리는 이러한 샘플에 대한 MGH Center for Human Genetic Research Sequenom 코어의 Sequenom 유전자형 배열을 사용하여 68개의 독립적인 QT SNP를 유전자형으로 지정합니다. 유전자형 점수는 각 유전자형에 대한 QT 간격에 대한 예상 효과의 합계입니다. 유전자형 점수에서 Moxifloxacin 연구에 적합한 QT 유전자형 위험 점수의 상위 또는 하위 5분위에 속하는 개인 집합을 결정합니다(유전자형 점수 계산에 대한 자세한 내용은 아래 참조). 18세에서 50세 사이의 유럽 및 아프리카계 미국인 혈통의 건강한 남성 및 여성 지원자는 알려진 심혈관, 신장, 간 질환이 없고 심장 돌연사의 개인 또는 가족력이 없는 경우 자격이 있습니다. 처방약이나 비처방약, 기분전환용 약을 사용하지 않습니다. 서맥(휴식 심박수 < 50bpm으로 정의), 전도 질환(QRS > 100ms) 또는 심전도상 QTc 연장(QTc > 500msec)이 없으며; 정상적인 혈청 칼륨(K>3.3)과 마그네슘(Mg>1.8)을 가지고 있으며, 뿐만 아니라 신장 및 간 기능 검사. 우리는 연구 기간 동안 수유 중이거나 임신 중이거나 임신을 계획 중인 여성을 제외하고 연구 기간 동안 피임 사용의 중요성에 대해 상담하고 스크리닝 방문에서 혈청 HCG를 확인합니다. 우리는 266명의 개인(각각 최고 및 최저 5분위에서 133명)이 자격이 있을 것으로 추정합니다.

IV. 과목 등록

A. 정보에 입각한 동의를 위한 등록 방법 및 절차:

등록을 위한 피험자 식별에 대한 자세한 내용은 위를 참조하십시오. 적격한 개인은 각 유전자형 그룹에 40명의 등록을 목표로 moxifloxacin 연구를 위한 스크리닝 방문을 위해 초대될 것입니다. QT 유전자형 점수 상위 및 하위 5분위에 해당하는 최대 266명에게 선별 방문을 위해 연락할 계획입니다. 약 160명의 개인을 스크리닝 방문에 초대할 것으로 예상하며 목표 등록 샘플 크기는 80명입니다. 이 피험자들은 본 연구 참여에 대해 전화로 연락을 받은 후 스크리닝 방문을 위해 도착 시 정보에 입각한 동의를 얻고 그들이 연구 프로토콜에 적격한지 여부를 후속 방문에서 확인합니다.

V. 연구 프로토콜 A. 데이터 수집: 피험자는 적격성 기준이 검토되는 초기 스크리닝 방문을 위해 MGH 임상 연구 센터로 이동되고(해당하는 경우 제외/포함) ECG 기록이 제공됩니다. 연구 방문에 적격한 개인은 나중에 최소 1주일 간격으로 분리된 이틀에 걸쳐 MGH 임상 연구 센터로 다시 데려오게 됩니다(워시아웃을 보장하기 위해). 방문할 때마다 공복 상태에서 오전 10시에 이중 맹검 블록 무작위화(성별 및 유전자형 그룹별)에 의해 할당된 연구 약물(400mg 경구용 목시플록사신 또는 위약)을 받게 됩니다(통계학자가 무작위화 키를 보유하고 다른 모든 연구 인력은 연구가 종료될 때까지 눈이 멀게 됩니다). 여성은 두 번의 연구 방문 시에 소변 HCG를 사용하여 임신 여부를 선별할 것입니다. 그들은 연구 약물 투여 후 총 6시간 동안 고정 전극 배치를 사용하여 적어도 15분 휴식 후 앉은 자세에서 시간 0과 그 후 30분 간격으로 6회의 ECG를 받게 됩니다. 2, 4, 6시간에 질량분석기로 혈장 moxifloxacin 측정을 위해 혈액 샘플을 채취합니다. 모든 ECG는 Massachusetts General Hospital의 GE MUSE 7 ECG 데이터베이스의 연구 파티션에 업로드되며, 우리 그룹의 이전 연구에서 사용된 간격 측정에 적용된 12 SL 알고리즘입니다. 프로토콜 전반에 걸쳐 30분마다 QT를 모니터링하고 표시된 QT 연장이 있는 피험자를 식별합니다. QTc가 >500ms인 피험자는 추가 관찰을 위해 HCRC에 보관되며, 500ms 미만이 될 때까지 매일 아침 HCRC에서 후속 조치를 취하거나 정도에 따라 원격 측정을 위해 병원에 입원하도록 결정됩니다. 연장 및 임상의의 판단.

B. 정맥 천자: 목시플록사신 수치의 정량화를 위해 혈장을 얻기 위해 표준 기술을 사용하여 정맥 천자를 수행합니다. 연구 약물 투여 후 2시간, 4시간 및 6시간에 10mL의 혈액을 채취합니다(총 30mL).

C. 유전형 분석: 유전형 분석은 MGH Center for Human Genetic Research Sequenom 코어의 Sequenom 유전형 배열에서 분리된 기존 게놈 DNA에 대해 수행됩니다.

VI. 생물통계학적 분석:

QT 유전자형 점수. 우리는 이전에 설정되고 별도의 핀란드 코호트13에서 검증된 QT 유전자형 점수의 수정을 사용할 계획입니다. 점수는 효과 추정치를 곱한 대립유전자 카피 수를 사용하여 구성됩니다. 유전자형 점수에서 QT 유전자형 위험 점수의 상위 또는 하위 5분위에 속하는 개인 집합을 결정할 것입니다(이 중 75%(n=133 per 5분위)) 이전 파일럿 작업을 기반으로 moxifloxacin 연구 대상이 됩니다. 우리는 각 유전자형 그룹에 40명의 등록을 목표로 moxifloxacin 연구를 위한 스크리닝 방문(위 참조)을 위해 이들 개인을 초대할 것입니다.

결과 평가: 두 번의 연구 방문 동안 ECG의 50% 이상에 부비동 부정맥이 있는 개인은 분석에서 제외됩니다. 조기 심실 또는 심방 박동이 있는 ECG는 분석에서 제외됩니다(건강한 지원자에게는 매우 드뭅니다). Fridericia의 심박수 보정(QTc = QT/3√RR)을 사용하는 QTc는 각 시점에서 모든 적격 ECG의 평균으로 간주됩니다. ΔQTc는 각 시점에 대해 기준선(연구 약물/위약 투여 후)으로부터 QTc의 차이로 계산됩니다. ΔQTc에서 목시플록사신 투여 후와 위약 투여 후 ΔQTc 간의 차이는 각 시점(ΔΔQTc)에서도 계산됩니다. 180-300분 시점(파일럿 작업 및 게시된 보고서에서 10msec일 것으로 예상됨)의 평균 ΔΔQTc는 페어링되지 않은 t-테스트를 ​​사용하여 두 유전자형 그룹(상단 및 하단 및 5분위수) 간에 비교됩니다. 파일럿 데이터를 기반으로 두 그룹 간의 QT 연장에서 임상적으로 의미 있는(6.3msec) 차이를 감지하기 위해 적절한 검정력을 갖기 위해서는 각 그룹에서 40명이 필요하다고 추정합니다(표 2). 위약과 비교하여 약물에 노출된 후 6msec의 증가는 FDA가 약물이 Torsade de Pointes를 유발할 가능성에 대한 우려를 제기하는 임계값이므로 임상적으로 중요합니다.

2차 분석. 세 가지 2차 분석을 수행할 계획입니다. 먼저, 우리는 moxifloxacin에 대한 QT 반응에 더 강한 영향을 미치는 단일 SNP의 영향을 조사할 것입니다. 검정력 계산 및 연구 등록은 집계된 유전자형 점수를 기반으로 하므로 이러한 2차 분석의 검정력이 부족할 것으로 예상됩니다. 둘째, QT 유전자형 점수의 상위 5분위와 하위 5분위 간에 QT 반응의 유의한 차이가 관찰되는 경우 9번째(80-90%ile)와 10번째 10번째(>90%ile)를 비교하여 관찰된 결과에 대한 10분위의 영향을 조사합니다. 유전자형 점수의 복합적 특성과 변이체의 가산적 특성을 감안할 때 하위 10분위 또는 5분위 점수의 점수는 임계값 효과를 기대하지 않습니다. 마지막으로 기준선 QTc가 QT 반응에 미치는 영향을 확인하고 기준선 QTc에 대한 추가 조정이 moxifloxacin에 대한 QT 반응에서 관찰된 유전자형 점수의 영향을 변경하는지 여부를 테스트합니다.