신장 이식 후 혈류 감염의 예측 및 예방 (PREDICT)

배경 덴마크에서는 50만 명 이상의 성인이 만성 신장 질환을 앓고 있는 것으로 추정됩니다. 만성 신장 질환은 진행될 수 있으며, 가장 심각한 증상은 신부전입니다. 신장 이식(KTx)은 다른 치료 옵션(투석 포함)에 비해 기대 수명이 더 길기 때문에 신부전 환자에게 선호되는 치료법입니다(1). 덴마크에서는 거의 3500명이 이식된 신장으로 살고 있으며, 매년 250~300명이 신장 이식을 받습니다. 그러나 신장 이식은 동종 이식편 거부 반응의 위험을 수반하며, 이는 신장 이식 수혜자의 20% 이상에서 발생하여 이식편 실패로 이어질 수 있습니다(2). 이식편 거부 반응의 위험을 막기 위해 신장 이식 수혜자는 평생 면역억제제를 복용하며, 이는 감염 위험을 증가시킵니다(3).

감염은 신장 이식 후 흔히 발생하며 심각한 합병증일 수 있습니다. 따라서 신장 이식 후 첫 해 감염 발생률은 80%를 초과하며, 감염은 주요 사망 원인입니다(4,5). 혈류 감염(BSI)은 높은 사망률로 인해 특히 우려되며, BSI는 이식편 실패 위험 증가와 관련이 있습니다(6,7). 연구진은 이전에 신장 이식 수혜자에서 이식 후 첫 해 BSI 누적 발생률이 11.8%이며, 30일 BSI는 종종 요로 감염의 이차 감염으로 발생하고 Enterobacterales 목의 박테리아가 우세하다는 것을 발견했습니다(6,8,9). 요로 감염은 신장 이식 수혜자에서 가장 흔한 감염 합병증이며, 20% 이상의 신장 이식 수혜자가 재발성 요로 감염을 앓고 있습니다(10). 연구진과 다른 연구자들은 이전에 요로 감염, 고령, 동반 질환, 급성 거부 반응 및 호중구 감소증이 이식 후 BSI의 위험 요인임을 발견했습니다(7,8). 신장 이식 수혜자에서 BSI를 예방하기 위해 세균뇨 검사가 제안되었습니다. 그러나 112명의 신장 이식 수혜자를 포함한 무작위 임상 시험에서는 세균뇨에 대한 보편적 검사와 무증상 세균뇨의 체계적 치료가 신우신염 발생률에 효과가 없음을 보여주었습니다(11). 또한 미국 이식 학회(AST) 감염병 실무 공동체는 효과성에 대한 증거 부족으로 신장 이식 수혜자에서 무증상 세균뇨 검사를 이식 후 첫 달로 제한할 것을 권장합니다(12). 결론적으로, 세균뇨에 대한 보편적 검사는 효과가 없으며, 신장 이식 수혜자에서 BSI 예방을 위한 새로운 방법이 절실히 필요합니다. 우리는 고위험 개인을 식별하고 치료하는 위험 기반 접근법을 사용하여 이 지식 격차를 해결할 것입니다.

주요 목적 및 참신성 연구진은 고위험 신장 이식 수혜자(n=150)에서 예방적 피브메실리남이 이식 후 첫 6개월 동안 BSI 발생률에 미치는 효과를 테스트하기 위해 전국적 다기관 무작위 이중 맹검 위약 대조 시험을 수행할 것입니다.

고위험 신장 이식 수혜자는 이미 개발된 예측 모델을 사용하여 선별되며, 이 모델은 이식 후 첫 해 BSI 발생률이 25%인 신장 이식 수혜자를 식별합니다. 이 접근법은 이전에 조사된 바 없으며, 연구는 매우 참신하고 BSI 예방 및 신장 이식 수혜자의 건강 개선에 높은 잠재력을 가지고 있습니다.

주요 가설 연구진은 고위험 신장 이식 수혜자에게 표적 예방 항생제 사용이 이식 후 BSI 발생률을 감소시킬 것이라고 가정합니다.

시험 설계 이 연구는 전국적 다기관 무작위 이중 맹검 위약 대조 시험입니다. 참가자는 연구 장소별로 층화된 1:1 할당 비율로 개별적으로 무작위 배정됩니다. 임상 특성은 국가 등록부, Scandiatransplant 등록부, 환자 기록 및 덴마크 미생물학 데이터베이스 MiBa(13)의 미생물학 자료에서 얻을 것입니다.

연구 환경 연구는 Rigshospitalet에 기반을 두며, 덴마크에서 신장 이식을 담당하는 세 군데 모든 센터에서 수행될 것입니다: Rigshospitalet, Aarhus University Hospital, Odense University Hospital. 참가자는 이러한 센터의 추적 관찰 중에 모집될 것입니다.

적격 기준 포함 기준: 신장 이식 후 첫 해 BSI 고위험 성인(>18세) 신장 이식 수혜자. BSI 고위험 수혜자는 예측 모델에 의해 이식 후 첫 해 예측 BSI 발생률이 25%인 그룹에 속하는 수혜자로 정의됩니다.

제외 기준: 동의를 제공할 수 없거나 피브메실리남 치료에 대한 금기증(베타-락탐 항생제 알레르기 포함)이 있는 수혜자.

중재 신장 이식 후 첫 해 BSI는 주로 Enterobacterales 목의 박테리아에 의해 발생하며(6,8,9), 우리 센터에서는 모든 BSI의 65% 이상이 Enterobacterales에 의해 발생합니다(그림 2B, 8). 덴마크에서 선택된 치료법은 그람 음성 박테리아를 포함하는 베타-락탐 항생제(예: 피브메실리남)입니다. 확장 스펙트럼 베타-락타마제(ESBL)와 관련된 문제가 증가함에도 불구하고, 우리 센터의 Enterobacterales 중 80% 이상이 피브메실리남에 민감합니다. 따라서 이 연구에서 연구진은 중재로서 피브메실리남을 선택했습니다. 중재 기간은 2010-2019년 Rigshospitalet의 신장 이식 BSI 발생률을 기반으로 합니다. 중재는 이식 후 한 달부터 시작될 것입니다. 많은 신장 이식 수혜자가 이식 직후 예방 항생제를 받으며, 첫 달에는 병원체 구성이 더 다양하고 피브메실리남에 민감한 박테리아가 적기 때문입니다(8).

이식 후 한 달에 150명의 고위험 수혜자가 1:1로 무작위 배정됩니다:

• 중재 그룹(n=75): 이식 후 1~6개월 동안 하루에 한 번 피브메실리남 400mg을 복용합니다.
• 대조 그룹(n=75): 이식 후 1~6개월 동안 하루에 한 번 위약을 복용합니다.

결과

주요 결과는 이식 후 첫 1~6개월 동안의 Enterobacterales BSI입니다. 2차 결과는 다음과 같으며, 달리 명시되지 않는 한 이식 후 6개월에 평가됩니다:

• 심각한 결과: 전원 사망률, 입원, 이식편 손실 또는 eGFR로 측정된 이식편 기능의 50% 감소.
• 감염 결과: Enterobacterales 요로 감염 및 모든 요로 감염과 BSI 발생률.
• 항생제 사용 관련 결과: 다제내성 유기체 또는 Clostridium difficile(C. diff) 감염 발생률.
• 국제조화회의-임상시험관리기준(ICH-GCP) 지침에 따른 심각한 이상 반응.
• 환자 관련 결과: 환자 보고 삶의 질(14).

장기간 항생제 사용 시 우려 사항은 내성 발생입니다. 탐색적 결과로서, 연구진은 피브메실리남이 요로 미생물군집 및 저항체에 미치는 영향을 결정하여 미생물군집 및 내성의 아임상적 변화를 추가 평가할 것입니다.

참가자 및 연구 설계(그림 1) 시험 적격성은 이식 후 한 달에 평가되며, 이때 고위험 수혜자가 포함되어 무작위 배정됩니다.

연구 참가자는 포함 후 5개월 동안(이식 후 6개월까지) 추적 관찰됩니다.

연구 참가자는 세 번의 연구 방문을 가질 것입니다: 포함 시, 2개월 후, 5개월 후.

내성 패턴이 있는 요배양은 세 번의 방문 모두에서 수집됩니다.

추가로:

1. 포함 시, 참가자는 삶의 질에 관한 설문지(14)에 답할 것입니다. 또한 환자 기록 검사가 수행됩니다.
2. 2개월 시, 연구 약물 순응도 및 잠재적 부작용이 평가됩니다.
3. 5개월 시, 모든 참가자는 삶의 질(14), 순응도 및 부작용과 관련된 설문지에 답할 것입니다.

이식편 기능, 약물, 거부 반응 에피소드, 미생물학(BSI, 요로 감염, 다제내성 유기체, C. diff) 및 전원 사망률, 입원에 대한 환자 기록 검사는 기준선 및 5개월 방문 시 수행됩니다.

미생물군집 및 저항체 기준선 및 5개월 방문 시, 미생물군집 및 저항체 평가를 위해 중간뇨 5ml를 수집합니다. 메타게놈 DNA는 Qiagen Biostic Bacteremia Kit를 사용하여 추출되고 shotgun 메타게놈 시퀀싱이 수행됩니다. DNA 추출 및 Illumina 라이브러리 준비 후, 시퀀싱은 노르웨이 오슬로의 Norwegian Sequencing Centre에서 Illumina NovaSeqXPlus에서 수행됩니다. 메타게놈 리드는 설명된 대로 처리됩니다(15). 장 및 요로 미생물군집의 다양성 및 기능적 특성화: 연구진은 shotgun 메타게놈 시퀀싱을 사용하여 피브메실리남이 요로 미생물군집의 전반적인 분류학적 구성에 미치는 영향을 평가할 것입니다. 분류학적 프로파일링은 MetaPhlAn으로 수행되며, 기능 및 경로 프로파일링은 HUMAnN3로 수행됩니다. 미생물 알파 다양성은 네 가지 지수(풍부도, Shannon, Simpson, Gini)를 사용하여 정량화됩니다. 베타 다양성은 이전에 설명된 대로 가중 및 비가중 UniFrac 거리 메트릭을 사용하여 평가됩니다(16).

요로 저항체는 상보적인 리드 수준 및 게놈 해결 접근법을 사용하여 프로파일링됩니다. 리드 수준에서, 저항체 프로파일링은 ARGs-OAP v3.0 및 구조화된 항생제 내성 유전자(SARG) 데이터베이스(17)로 수행되며, 이는 항생제 내성 유전자(ARG)를 유형 및 하위 유형별로 분류합니다. ARG 풍부도는 16S rRNA 유전자 풍부도로 정규화됩니다.

표본 크기 및 검정력 연구진은 연령, 성별, 유도 면역억제 치료 유형 및 신장 이식 후 첫 달 요로 감염으로 구성된 예측 모델을 개발했습니다. 이 모델은 저위험 그룹의 6%에 비해 신장 이식 후 첫 해 BSI 발생률이 25%인 고위험 신장 이식 수혜자 하위 그룹을 식별할 수 있습니다. 중재 기간(신장 이식 후 2~6개월) 동안, 고위험 그룹의 발생률은 23%입니다. 항생제 예방은 일반적으로 매우 효과적이며, 이전 신장 이식 수혜자 BSI(8)를 기반으로 연구진은 신장 이식 후 첫 2~6개월 동안 BSI가 76% 감소할 것으로 예상합니다. 비교를 위해, Bactrim 사용은 Pneumocystis jirovecii 발생을 85% 감소시킵니다. 신장 이식 후 2~6개월 동안 고위험 수혜자에서 BSI 발생률이 23%이고 알파가 0.05(양측)라고 가정할 때, 연구진은 각 군 61명의 수혜자(총 n=122)로 76% 감소를 검출력(1-베타) 0.80으로 감지할 수 있습니다. 탈락 및 1년 환자 및 이식편 생존율이 각각 98% 및 96%(8,15)임을 고려하여, 연구진은 각 군 75명의 수혜자(총 150명)를 포함하는 것을 목표로 합니다.

통계 주요 결과(Enterobacterales BSI 발생률)는 누적 발생률 차이에 대한 Gray 검정을 사용하여 의도치 치료 및 프로토콜 준수 분석으로 계산됩니다.

또한, 연구진은 2차 결과에 대한 의도치 치료 분석을 수행할 것입니다.

통계 분석 계획은 데이터 분석 전에 명시되고 공개적으로 제공될 것입니다.

통계 분석 계획에는 공변량 목록, 2차 효능 측정 평가, 잠재적 상호작용 추가 및 하위 그룹 분석이 포함됩니다. 기준선 데이터는 치료 그룹별로 설명되며, 연구진은 모집 장소별 치료 반응 변이를 고려할 것입니다.