Mechanismen voor het effect van acetylcysteïne op de nierfunctie na blootstelling aan radiografisch contrastmateriaal

In deze studie zullen we de hypothese testen dat acetylcysteïne een nierbeschermend effect uitoefent in RCIN door middel van een antioxidant en/of niervasodilatatiemechanisme.

We zullen een gestructureerde 4-delige benadering hanteren, waarbij we gebruik maken van gerandomiseerde gecontroleerde cross-over studies om het effect van acetylcysteïne op de nierfunctie in zowel normale als zieke nieren te beoordelen, en vervolgens het effect van contrastmiddel op normale nieren, met en zonder behandeling met acetylcysteïne. We zullen ook een gerandomiseerde, gecontroleerde trial met angiografie met parallelle groepen uitvoeren bij CKD-patiënten met en zonder behandeling met acetylcysteïne. De vier groepen worden tegelijkertijd bestudeerd. Volgens de beslissing van de MHRA is deze studie een fase IV-studie van een goedgekeurd medicijn in plaats van een fase I-studie.

De studie zal gelijktijdig worden uitgevoerd in vier groepen deelnemers, waarbij wordt bestudeerd:

1. gezonde vrijwilligers die acetylcysteïne PO, acetylcysteïne IV of placebo kregen
2. vrijwilligers met stadium III CKD die acetylcysteïne PO, acetylcysteïne IV of placebo kregen
3. gezonde vrijwilligers die radiografisch contrast kregen plus acetylcysteïne PO, acetylcysteïne IV of placebo
4. patiënten met stadium III CKD die radiografisch contrastmiddel krijgen voor electieve coronaire angiografie plus acetylcysteïne PO, acetylcysteïne IV of placebo.

De studie zal worden uitgevoerd in de Wellcome Trust Clinical Research Facility aan de Royal Infirmary of Edinburgh (RIE). Vrijwilligers krijgen £ 120 betaald om reis- en andere onkosten voor elke studietak te dekken.

STUDIES 1 EN 2 Deze studies zullen het effect beoordelen van acetylcysteïne alleen bij gezonde vrijwilligers of bij vrijwilligers met stadium III CKD. Vrijwilligers zullen worden gerandomiseerd naar een drieweg, cross-over, dubbelblinde vergelijking van gematchte placebo met orale en intraveneuze regimes van acetylcysteïne. Het primaire resultaat is verandering in RBF (gemeten als para-aminohippuric acid [PAH] klaring). Daarnaast zullen GFR (gemeten als inulineklaring), tubulaire functie (fractionele uitscheiding van kalium en natrium), oxidatieve balans (totale oxidatieve capaciteit, plasma- en urinaire isoprostanen) en plasma- en urinaire endotheline-1 worden getest. De farmacokinetiek van acetylcysteïne zal worden gemeten om IV- en PO-regimes te vergelijken.

Vrijwilligers worden gerandomiseerd om bij drie gelegenheden, met een tussenpoos van ten minste twee weken, een van de volgende te ontvangen:

A) placebo-capsules PO, plus een IV-infuus acetylcysteïne in normale zoutoplossing. B) acetylcysteïne capsules PO, plus een infuus van normale zoutoplossing. C) placebo-capsules PO, plus een infuus van normale zoutoplossing.

RECHTVAARDIGING VAN DE DOSIS Er zijn momenteel geen gegevens om de keuze van een optimaal oraal of intraveneus acetylcysteïneregime te begeleiden. Deze studie zal de effecten beoordelen van een intraveneuze en een orale dosis acetylcysteïne (IV 200 mg/kg; PO 68,6 mg/kg) die sterk lijken op die welke momenteel in de klinische praktijk worden gebruikt. De orale dosis zal naar verwachting een plasmaconcentratie opleveren die veel lager is dan de intraveneuze dosis; er wordt echter aangenomen dat een first-pass-effect na orale toediening de omzetting in de lever van acetylcysteïne in cysteïne en vervolgens glutathion kan verhogen, waardoor de werkzaamheid van een orale dosis toeneemt. De eerste klinische studies in RCIN gebruikten een willekeurig laag gedoseerd oraal regime van acetylcysteïne - 600 mg tweemaal daags (BD) gedurende 2 dagen, beginnend op de dag vóór de kleurstoftoediening (totale dosis 2,4 g, 34,3 mg/kg bij een patiënt van 70 kg). Recente onderzoeken hebben hogere totale doses tot 1500 mg tweemaal daags gedurende 2 dagen gebruikt (totale dosis 6 g, 85,7 mg/kg bij een patiënt van 70 kg). IV-regimes zijn ook beoordeeld, aangezien is voorgesteld dat ze effectief zijn wanneer ze op dezelfde dag worden gestart als de kleurstoftoediening, in plaats van de dag ervoor. Bij de eerste proef werd een dosis gebruikt die vergelijkbaar is met de dosis die wordt gebruikt voor vroege behandeling van door paracetamol geïnduceerde hepatotoxiciteit - 150 mg/kg gedurende 30 minuten, daarna 50 mg/kg gedurende 4 uur (totale dosis 200 mg/kg) - en er werd minder nefropathie gerapporteerd. Andere studies gebruikten lagere doses (bijv. 500 mg gedurende 15 minuten [7,1 mg/kg bij patiënt van 70 kg] of 1000 mg tweemaal, voor en na de procedure [28,5 mg/kg bij patiënt van 70 kg]) en vond geen enkel voordeel. Over het algemeen lijkt de keuze van het acetylcysteïneregime voor eerdere onderzoeken gebaseerd te zijn op gemak en eerdere praktijk bij paracetamolvergiftiging in plaats van op kennis van de effecten van acetylcysteïne op de nier.

We hebben om twee redenen gekozen voor een herzien IV-regime met hoge dosis, afgeleid van PK-gegevens gepubliceerd door Dr. L. Prescott na Monte Carlo-simulaties (Dr. R. Thanacoody, Consultant Clinical Pharmacologist, Edinburgh Royal Infirmary, niet gepubliceerd):

1. de RCT die voordeel liet zien met IV acetylcysteïne gebruikte een hoog doseringsregime vergelijkbaar met dat gebruikt voor paracetamolvergiftiging (150 mg/kg gedurende 30 minuten, daarna 50 mg/kg gedurende 4 uur). De daaropvolgende negatieve onderzoeken gebruikten veel lagere doses, wat suggereert dat IV acetylcysteïne mogelijk in hoge doses moet worden gegeven.
2. de hoge piekplasmaconcentratie die het gevolg is van de snelle initiële infusie van acetylcysteïne voor paracetamolvergiftiging veroorzaakt misselijkheid bij ongeveer 40% van de patiënten en anafylactoïde reacties bij ongeveer 20%. Hoewel deze reacties routinematig zijn en normaal gesproken gemakkelijk te behandelen zijn, is het belangrijk om de frequentie van dergelijke reacties bij deelnemers aan de studie te verminderen. Het herziene regime biedt een vergelijkbare hoeveelheid acetylcysteïne, maar dient deze gelijkmatiger toe over 7 uur, waardoor een lagere piekconcentratie van acetylcysteïne ontstaat en de kans op misselijkheid en anafylactoïde reacties kleiner wordt (Dr. R. Thanacoody, niet gepubliceerd).

De keuze van een oraal acetylcysteïneregime is noodzakelijkerwijs arbitrair. We zullen 1200 mg gebruiken, omdat er enig bewijs is dat het effectiever is dan de meer gebruikelijke toegediende 600 mg.

STUDIE 3 Deze studie zal het effect beoordelen van acetylcysteïne op de nierfunctie bij gezonde vrijwilligers die een enkelvoudige intraveneuze dosis van 100 ml Visipaque 320 (iodixanol, overeenkomend met 320 mg jodium/ml), een iso-osmolair niet-ionisch radiocontrastmiddel, krijgen via een perifere canule. We hebben voor deze dosis gekozen omdat 100 ml routinematig wordt gebruikt in de Royal Infirmary voor coronaire angiografie bij CKD-patiënten (afdeling Radiologie, persoonlijke mededeling). Grotere doses tot 400 ml worden dan gebruikt als vervolgens een angioplastiek nodig is. Dergelijke doses vallen binnen de aanbevolen doses in de samenvatting van de productkenmerken, Martindale en de literatuur. Het veiligheidsprofiel van dergelijke doses bij gezonde volwassenen is uitstekend; bij patiënten met CKD is iodixanol minstens zo veilig als andere contrastmiddelen.

Vrijwilligers zullen in deze studie worden gerandomiseerd naar een drievoudige, cross-over, dubbelblinde vergelijking van placebo met orale en intraveneuze regimes van acetylcysteïne. Ze krijgen geen coronaire angiografie, alleen het intraveneuze contrast.

We zullen gezonde vrijwilligers bestuderen om de effecten van NAC en contrast op gezonde nieren te identificeren. Dit levert basisgegevens op voor de interpretatie van de onderzoeken bij CKD-patiënten. Bovendien, terwijl gezonde patiënten zelden RCIN krijgen na toediening van contrastmiddel, is de momenteel gebruikte marker van RCIN (verhoogd serumcreatinine) een ruwe maatstaf voor nierdisfunctie - aangezien de GFR pas daalt nadat de nier-RBF aanzienlijk is verminderd gedurende een aanzienlijke periode. . Het is waarschijnlijk dat bij gezonde patiënten kleine subklinische veranderingen zullen optreden die zullen helpen bepalen hoe contrast en NAC de nier beïnvloeden.

STUDIE 4 Deze studie zal het effect van acetylcysteïne op de nierfunctie beoordelen bij patiënten met een stabiel stadium III CKD die 100 ml iodixanol krijgen tijdens routinematige coronaire angiografie. Gerekruteerde patiënten zullen geen meerdere angiografieën ontvangen, dus onderzoek 4 zal geen cross-oververgelijking zijn, maar een gerandomiseerde gecontroleerde studie van orale acetylcysteïne vs. IV acetylcysteïne vs. placebo. Resultaten van studies 1-3 zullen de analyse en interpretatie van deze studie informeren.

METINGEN VAN DE NIERFUNCTIE De meeste eerdere RCT's hebben veranderingen in de serumcreatinineconcentratie gemeten in plaats van directe metingen van nierfalen. De serumcreatinineconcentratie kan informatie geven over de GFR. Het is echter niet nauwkeurig omdat het wordt beïnvloed door voeding, veroudering en spiermassa. Bovendien verlaagt acetylcysteïne zelf ook de serumcreatinineconcentratie, wat suggereert dat de lagere creatinine die in de RCT's wordt opgemerkt, mogelijk niet echt een weerspiegeling is van een verbeterde nierfunctie. GFR is de beste marker van de globale nierfunctie. Het kan direct worden gemeten met behulp van de 51Cr-EDTA-methode, maar dit is een ingewikkelde techniek. We zullen een alternatieve methode gebruiken door de plasmaklaring van inuline te meten. Serumcystatine C-concentratie kan een betere marker van GFR zijn dan creatinine. Cystatine C is een klein cysteïneprotease dat met een vaste snelheid wordt uitgescheiden door alle kernhoudende cellen en niet wordt beïnvloed door voeding of spiermassa. Bij RCIN piekt en normaliseert de serumcystatineconcentratie sneller dan creatinine. We zullen cystatine C bij deze patiënten meten om te beoordelen of het een betere marker van GFR zou zijn in toekomstige RCT's.

Veranderingen in de renale doorbloeding na toediening van acetylcysteïne en/of contrastmiddel zullen worden beoordeeld door plasma-PAK-klaring te meten. Endotheline-1 (ET-1) is een krachtige endogene vasoconstrictor en verhoogde urinaire ET-1 is in verband gebracht met de ontwikkeling van RCIN. Veranderingen in de renale ET-1-productie zullen worden gemeten na acetylcysteïne en/of contrast door de ET-1-concentraties in plasma en urine te meten en de fractionele excretie ervan te berekenen. De functie van de niertubuli wordt beoordeeld door de fractionele uitscheiding van natrium en kalium door de nieren te meten. Verlagingen van de fractionele uitscheiding van deze ionen zullen informatie opleveren over de nierperfusie en de tubulaire functie, en zijn eerder vermeld in RCIN. We zullen ook de urinespiegels meten van eiwitten die vrijkomen uit beschadigde tubulaire cellen.

Aangezien acetylcysteïne de oxidatieve toestand zou moeten veranderen, zullen we de oxidatieve balans meten door middel van assays voor plasma- en urinaire isoprostanen, plasma-N-acetylcysteïne, glutathion van perifere bloedcellen en de totale antioxidantcapaciteit.

TOEDIENING VAN ORALE ACETYLCYSTEINE/PLACEBO Deelnemers ontvangen 3 blisterverpakkingen met acetylcysteïne- of placebocapsules en worden gevraagd de juiste capsules in te nemen om 08.00 uur en 20.00 uur op de dag vóór de studiedag (dag 1; dag 2 is de dag doorgebracht in het CRF) . Ze zullen ook worden gevraagd om 500 ml extra water te drinken om voldoende hydratatie te garanderen. Tayside Pharmaceuticals, Dundee, zal harde capsules met acetylcysteïne 600 mg of gematchte placebo (Lactose PhEur 600 mg) bereiden en in patiëntenverpakkingen van 8 capsules verpakken. De capsules worden afgeleverd bij de ziekenhuisapotheek en volgens de gerandomiseerde toewijzingsvolgorde aan de deelnemers verstrekt.

INTRAVENEUZE TOEDIENING VAN GENEESMIDDELEN Inuline en PAH worden toegediend via een 20G veneuze canule die in de onderarm wordt ingebracht. Inuline en PAH zullen gedurende de 8 uur durende onderzoeksperiode met een constante infusiesnelheid worden toegediend. Acetylcysteïne/placebo wordt toegediend via een tweede 20G veneuze canule die in dezelfde onderarm wordt ingebracht. We zullen het intraveneuze acetylcysteïnepreparaat gebruiken dat momenteel wordt gebruikt in de Royal Infirmary of Edinburgh (Parvolex, UCB Pharma Limited). Placebo wordt natriumchloride-oplossing voor infusie. Actieve of placebo-infusies worden op elke studiedag bereid door de Clinical Research Facility volgens de gerandomiseerde toewijzingsvolgorde.

VENEUZE BLOEDMONSTERING Bloedmonsters worden verkregen via een 17G veneuze canule die in de andere onderarm wordt ingebracht. Er worden 10 keer per uur monsters genomen van -1 uur (begin van de inuline/PAK-infusie) tot 8 uur; er wordt in totaal 120 ml ingenomen. Er wordt ook bloed afgenomen om 24 uur (09.00 uur op dag 3) en om 72 uur 09.00 uur op dag 5); 24 ml per keer.

URINEBEMONSTERING Na het urineren wordt om de twee uur een urinemonster van 40 ml genomen, van 0 tot 8 uur op dag 1 en opnieuw om 24 uur (09.00 uur op dag 3) en 72 uur (09.00 uur op dag 5). Deelnemers wordt gevraagd om urine te legen bij het ontwaken op dag 3 en 5. Aan het einde van elk onderzoek worden de veneuze canules verwijderd en wordt de hemostase bevestigd. Proefpersonen krijgen toast en een warme drank en worden gedurende 30 minuten geobserveerd voordat ze de eenheid verlaten.