경구 피임약 중단의 세로토닌 신경전달에 대한 가역적 영향 (REVERSE)

• 배경:

대규모 등록 기반 연구에 따르면 복합 경구 피임약(COC)의 시작이 우울증 발병 위험 증가와 연관되어 있음이 밝혀졌습니다. 이 연관성의 생물학적 기전은 아직 명확하지 않지만, 세로토닌 뇌 시스템의 변화가 역할을 할 수 있습니다. 연구진은 건강한 여성에서 COC 사용이 전반적인 뇌 세로토닌 4 수용체(5-HT4R) 수준을 감소시킨다는 것을 입증했습니다. 이 차이의 크기는 건강한 대조군에 비해 우울증 환자에서 관찰된 것과 유사합니다.

본 연구는 COC 중단(COCd)이 5-HT4R 뇌 수준의 회복을 가져오는지, 그리고 그 회복이 발생하는 데 걸리는 시간대를 규명하는 것을 목표로 합니다. 또한 COCd의 다른 잠재적 신경생물학적 효과와 이러한 효과가 기분, 기억 기능 및 성적 욕구를 포함한 정신 상태의 관련 징후에 어떻게 대응하는지 조사합니다. 우리는 이 작업이 COC가 세로토닌 뇌 생물학에 미치는 영향이 가역적인지에 대한 이해를 크게 진전시키고, 이러한 통찰력이 우울증에서 새로운 예방 및 치료 기회를 제공할 수 있는지 여부를 밝힐 것으로 기대합니다.

- 연구 설계: 연구진은 최대 1년의 기간 동안 COCd 후의 뇌 변화를 평가하는 무작위 대조 시험을 수행할 것입니다. 연구진은 18~39세의 건강한 여성으로, 2세대 COC(레보노르게스트렐 150ug 및 에티닐에스트라디올 30ug 함유)를 최소 3개월 이상 사용한 여성 최대 60명(또는 각 군에서 25명의 여성이 추적 관찰을 완료할 때까지)을 포함할 것입니다. 참가자는 기저선 및 추적 관찰에서 동일한 조사 프로그램을 거치게 되며, 이 프로그램에는 뇌의 PET(COC 중단자만 해당) 및 MRI/fMRI 스캔, 경구 포도당 내성 검사, 신경심리학적 검사, 혈액, 타액 및 대변 샘플 수집, 다양한 특성 및 상태 관련 측정에 관한 설문지 작성이 포함되며, 여기에는 기분/정동, 성적 욕구 및 수면 질의 심리 측정을 측정하는 일일 설문지의 기저선 1개월 및 추적 관찰이 포함됩니다.

추적 관찰 평가의 시기는 채택된 그룹 순차 설계에 의해 결정됩니다. 첫 15명의 COC 중단자와 15명의 COC 계속 사용자는 중단/계속 후 8~24주에 걸쳐 분포될 것입니다. 이후, PET 결과의 계획된 평가는 마지막 10명의 COC 중단자와 10명의 계속 사용자가 중단 후 1~7주 또는 8~52주 내에 추적 관찰을 분포시킬지 여부를 결정할 것입니다(자세한 내용은 "통계 분석 계획" 참조). 이 절차를 통해 후속 스캔의 시기를 정보에 입각하여 결정하여 5-HT4R 수준의 회복 시간 추정치를 더 잘 포착할 수 있게 될 것입니다. COC 계속 사용(COCc)에 할당된 여성은 추적 관찰 시점을 COC 중단자와 대략 일치시킬 것입니다. 또한, 추적 관찰 시기는 COC 계속 사용자의 경우 활성 약 복용 단계 중에, COC 중단자의 경우 월경 주기가 돌아온 경우 난포기 동안에 이루어질 것입니다. 이는 약 복용 주기(COC 계속 사용자)와 보고된 첫 출혈일, 월경 주기 길이 및 추적 관찰 중 LH 검사(COC 중단자)를 기반으로 계획될 것입니다. 후자의 경우 불규칙한 주기로 인해 추적 관찰 날짜가 조정될 수 있습니다. 각 참가자의 추적 관찰 평가 시기는 개인 일정 및 스캔 슬롯 가용성과도 일치해야 하므로, 추적 관찰이 계획된 주기 일수에서 벗어나는 것을 허용합니다.

- 무작위 배정: 참가자는 COCd 또는 COCc에 무작위 블록 크기(예: 2, 4, 6 및 8)로 1:1 비율로 무작위 배정될 것입니다. 무작위 배정은 연구 또는 등록에 관여하지 않는 Neurobiology Research Unit(Rigshospitalet, 덴마크)의 행정 직원이 수행할 것입니다.

- 순응도 평가: 모든 약 복용 주기에서 약 카운트가 수행될 것입니다. 참가자는 연구 중 약 복용을 잊은 경우 연구진에게 보고해야 합니다. 비순응은 한 주기에서 2회 이상 약 복용을 놓친 것으로 정의됩니다. 기저선 또는 추적 관찰 약 복용 주기 동안 2알 이상의 약을 놓친 경우, 참가자에게 다음 약 복용 주기까지 평가를 연기할 의사가 있는지 묻습니다.

- 통계 분석 계획: 연구진은 그룹 순차 설계를 사용하며, 여기서 두 번의 순차적 분석을 계획하고 있습니다. 이 중 하나는 PET 스캔의 60%가 획득된 후(즉, 15명의 참가자가 기저선 및 추적 관찰 8~24주에 PET 스캔을 받은 후) 중간 분석을 수행하여 마지막 10명을 1~7주 내에 재스캔할지 또는 8~52주 내에 할지 결정합니다. 중간 분석에서 귀무가설이 기각되면(즉, 기저선에서 변화가 관찰되면) 마지막 10명은 COCd 후 1~7주 내에 스캔될 것이지만, 기각되지 않으면(즉, 기저선에서 변화가 관찰되지 않으면) COCd 후 8~52주 내에 스캔될 것입니다. 후자의 경우에만 모든 스캔이 주요 목적 검사에 포함됩니다. 즉, COCd 후 기저선에서 8주 이상 후에 미상핵, 피각 및 해마에서 5-HT4R 결합이 증가하는지 여부를 결정합니다(전자의 경우, 귀무가설은 이미 15명의 참가자로 기각될 것입니다). 계획된 두 검사로 인한 제1종 오류 증가를 고려하기 위해, 연구진은 각 검사에 대해 알파 소비 함수(α*(t) = α ln(1 + (e - 1)t)를 사용하여 알파 수준(유의 수준)을 보정할 것입니다. 이는 Pocock 보정과 유사하지만, 분석 시기를 사전에 지정할 필요가 없습니다. 즉, 데이터 획득에서 예상치 못한 문제가 발생한 경우 더 유연합니다. 마지막 10개의 스캔을 일찍 또는 늦게 분포시키기로 한 결정을 통해, 연구진은 스캔 시기를 최적화하여 5-HT4R 수준이 호르몬 피임을 사용한 적이 없는 약 18명의 폐경 전 여성에서 관찰된 연령 보정 수준으로 돌아오는 시간대를 결정할 수 있게 합니다(2차 가설).

주요 가설을 검증하기 위해, 연구진은 미상핵, 피각 및 해마에서 로그 변환된 5-HT4R 결합 잠재력에 대한 잠재 변수 모델을 사용하여 단측 검정을 수행하여 체중 kg당 주입된 추적자 질량의 변화를 조정한 COCd 후 기저선에서의 변화를 추정할 것입니다. 조정된 p-값, 신뢰 구간 및 중앙값 불편 추정치는 단계별 순서에 따라 계산될 것입니다.

2차 가설을 검증하기 위해, 연구진은 먼저 두 개의 잠재 변수 모델을 모델링할 것입니다. 하나는 추적 관찰과 기저선 사이의 전역 5-HT4R 결합 로그의 역변환 변화를 결정하고, 다른 하나는 호르몬 피임을 사용한 적이 없는 폐경 전 여성(즉, 다른 코호트)과 기저선(즉, 현재 코호트에서) 사이의 전역 5-HT4R 결합 로그의 역변환 차이를 결정합니다. 두 잠재 변수는 미상핵, 피각 및 해마에 걸쳐 추정될 것이며, 첫 번째 모델에서는 체중 kg당 주입된 추적자 질량의 변화에 대해 조정되고, 두 번째 모델에서는 체중 kg당 주입된 추적자 질량과 추적 관찰 시 평균 연령을 중심으로 한 연령(즉, 현재 코호트에 대해)에 대해 조정될 것입니다. 이후, 연구진은 다음 로그 모델을 사용하여 중단 이후 시간(표시: x)의 함수로서 변화(표시: Y)의 역변환 추정치를 사용하여 시간에 따른 전역 5-HT4R 결합의 변화를 평가할 것입니다: Y(x)=(Ymax*Y0)/((Ymax-Y0)*e^((-k*x))+Y0), 여기서 속도 상수 k만 '전역 결합 변화'와 비선형 최소 제곱법을 사용하여 적합됩니다. 다른 두 매개변수 Y0 및 Ymax는 각각 1과 두 번째 잠재 변수 모델의 전역 5-HT4R 차이의 역변환 평균으로 설정됩니다. 적합된 모델을 기반으로, 모델링된 평균 변화 Y(x)가 두 번째 잠재 변수 모델에서 관찰된 평균 전역 차이의 90%(Y0+0.9∙(Ymax-Y0)/Y0)와 같아지는 시간 x를 추정하여 5-HT4R 결합이 "회복된" 시점을 추정할 것입니다. 모델 적합이 좋지 않으면, 미리 정의된 Ymax를 사용하지 않는 로그 모델(즉, 모델에 의해 추정됨) 또는 시간을 로그 척도로 사용하거나 사용하지 않는 선형 모델을 포함한 대체 모델이 평가될 것입니다. 선형 모델이 사용되면, 회복 시간은 선형 함수가 Ymax와 같아지는 시점이 될 것입니다.

영역별 가설(아래 가설 참조)의 경우, 기저선 값으로 조정된 변화 점수를 비교할 것입니다(기억 인코딩 fMRI 영역의 경우 추적 관찰 데이터만 수집됨). 원래 통계 계획에서 벗어나는 것이 관련성이 있는 것으로 판명되면, 이 연구의 모든 출판물에서 이를 상세히 보고할 것입니다.

- 표본 크기 계산: 40명의 폐경 전 여성의 5-HT4R 결합의 피험자 내 변동성을 기반으로 한 계산에 따르면, 각각 계획된 스캔의 60% 및 100%를 포함하는 두 번의 계획된 순차 분석과 80%의 검정력, 0.05(단측)의 전체 원하는 제1종 오류율을 가질 때, 알파 수준은 중간 분석 및 최종 분석에 대해 각각 0.035 및 0.028이 될 것입니다. 이를 통해, 중간 분석 및 최종 분석에 대해 각각 미상핵, 피각 및 해마에서 결합 잠재력의 8.2-9.5%(중간 분석) 및 6.5-7.5%(최종 분석) 차이를 검출할 수 있습니다. 연구진은 중도 탈락률 20%를 허용하기 위해 최대 60명의 참가자(또는 양 군에서 최소 25명이 기저선 및 추적 관찰을 완료할 때까지)를 포함할 것입니다. 주요 분석은 완전 사례 분석으로 처리될 것입니다. 결측 데이터 및 중도 탈락은 관련 출판물에 보고될 것입니다.

• 가설:

• 주요 가설:

  COCd 후 8주 이상에서 미상핵, 피각 및 해마의 5-HT4R 결합이 기저선에서 증가합니다.

• 2차 가설:

  COCd 후 12개월 이내에 미상핵, 피각 및 해마의 5-HT4R 결합이 호르몬 피임을 사용한 적이 없는 폐경 전 여성에서 관찰된 수준으로 '회복'됩니다.

• 추가 영역별 가설
• 기억 인코딩 I. COCd는 COCc에 비해 언어 기억 수행을 향상시킵니다. II. COCd는 COCc에 비해 기억 인코딩 작업 중 더 큰 해마 뇌 활성화를 초래합니다.
• 인슐린 민감도 III. COCd는 COCc에 비해 말초 및 뇌 인슐린 민감도를 향상시킵니다. IV. COCd는 COCC에 비해 경구 포도당 부하 후 더 큰 시상하부 BOLD 신호 감소를 초래합니다.
• 쾌락 건강 V. COCd는 COCc에 비해 선조체 보상 반응을 증가시킵니다 VI. COCd는 COCc에 비해 성적 욕구를 증가시킵니다
• 불안 VII. COCd는 COCc에 비해 불안 수준을 감소시킵니다.
• 시상하부-뇌하수체-부신 축 역학 VIII. COCd는 COCc에 비해 코티솔 각성 반응을 증가시킵니다.
• 염증 시스템 IX. COCd는 COCc에 비해 신경 외 평균 확산도를 감소시킵니다. XI: COCd는 COCc에 비해 키뉴렌산 및 키뉴렌산/퀴놀린산 비율을 증가시키고 염증 촉진 마커를 감소시킵니다.
• 뇌 구조 XII. COCd는 COCc에 비해 (부)해마 및 전전두엽 피질의 회백질 부피 증가를 초래합니다.
• 비목표 지향 뇌 네트워크 조직 XIII. COCd는 COCc에 비해 휴지 상태 기능적 연결성 뇌 네트워크를 변화시킵니다.
• 장 미생물군집 XIV. COCd는 COCc에 비해 장 미생물군집 및 장 미생물 유래 대사산물을 변화시킵니다.
• 수면:

XV: COCd는 COCc에 비해 수면을 개선합니다.

• 윤리적 고려 사항:

PET 스캔 중 방사선 노출: 총 노출량은 덴마크의 자연 배경 방사선 3년에 해당하는 10 mSv를 초과하지 않을 것이며, 이는 본 연구가 생성할 수 있는 새로운 지식과 비교하여 평가되어야 합니다.

COCd 군에서 의도하지 않은 임신 위험. COC를 중단하는 사람들은 다른 예방 조치를 취할 수 있으며, 성교 중 보호 장비 사용에 대해 철저히 안내받을 것입니다. 이를 위해 연구 기간 동안 무료 콘돔을 제공할 것입니다.

본 연구는 헬싱키 선언에 따라 수행될 것입니다.