Durban Diabetes Study: een studie van de epidemiologie van diabetes mellitus bij stedelijke Zuid-Afrikanen van Afrikaanse afkomst (DDS) (DDS)

STUDIE DOELSTELLINGEN

• Om de prevalentie van diabetes mellitus en geassocieerde cardiometabolische en infectieuze risicofactoren in deze populatie te schatten
• Etiologische inzichten verschaffen in de variatie in cardiometabole en infectieuze risicofactoren bij volwassenen met behulp van zowel populatiegenetische als epidemiologische benaderingen
• Diagnostische tests voor diabetes in deze populatie vergelijken
• Een uniek raamwerk creëren voor het bouwen van een grootschalige cross-sectionele studie in een Afrikaanse bevolking om een ​​breed scala aan gezondheidsindices te onderzoeken - en de basis leggen voor aanvullende langetermijnstudies
• om gezondheidsbeleid en volksgezondheidsprogramma's te informeren die gericht zijn op het aanpakken van de toename van niet-overdraagbare ziekten (NCD's) in Zuid-Afrika, die ook de volksgezondheidsstrategieën in andere Afrikaanse landen kunnen bepalen

STUDIE ONTWERP

De DDS omvat een aantal fasen:

Fase 1: Geografisch steekproefkader De gemeente eThekwini (stad Durban) wordt geselecteerd als het eerste steekproefkader en opgesplitst in negen planningseenheidclusters (PUC's), die negen townships vertegenwoordigen (Umlazi, Inanda, KwaMashu, Ntuzuma, Mpumalanga Complex, Cato Manor , Clermont, Lamontville en Chesterville) met een totale bevolking van ongeveer 1.378.750 individuen. Straten worden willekeurig geselecteerd in elke PUC in verhouding tot de grootte van de PUC en het aandeel formele en informele woningen in elke PUC. Huishoudens worden geselecteerd door middel van systematische clustersteekproeven van woningen gelegen in de willekeurig geselecteerde straten.

Fase 2: Bewustwording van de gemeenschap Zodra lokale ethische goedkeuring is verkregen van de BioMedical Research Ethics Committee van de Universiteit van KwaZulu-Natal (UKZN) en de steun van het KwaZulu-Natal Provincial Department of Health is verkregen, zullen de lokale gezondheidsautoriteiten en gemeenschapsleiders van elk van de negen PUC's zal ter goedkeuring worden gecontacteerd.

Fase 3: Inschrijving van deelnemers Zodra de geselecteerde PUC-gebieden gesensibiliseerd zijn voor het onderzoek (einde van fase 2), worden ze opnieuw bezocht door het DDS-team. Tijdens deze fase bezoekt het DDS-team huishoudens in de geselecteerde buurten en worden alle gezinsleden van Afrikaanse afkomst, niet zwanger en 18 jaar of ouder uitgenodigd om deel te nemen aan het onderzoek. Toestemming wordt verkregen van bewoners die ermee instemmen deel te nemen. Alle bewoners worden uitgenodigd om een ​​centrale locatie bij te wonen (d.w.z. plaatselijk gemeenschapscentrum/school) de volgende week waar het DDS-team informatie over gezondheid en levensstijl verzamelt, eenvoudige biofysische metingen uitvoert en bloed- en urinemonsters verzamelt. Bij het werven van deelnemers aan de gemeenschap gebruikt het DDS-team technieken voor het in kaart brengen van geografische informatiesystemen (GIS) om nauwkeurige geografische en grensgegevens over de geselecteerde PUC-gebieden te verzamelen.

Fase 4: Gegevens- en monsterverzameling, testen en gegevensanalyse Gegevens- en monsterverzameling vindt plaats op specifieke ochtenden op een centrale locatie. Dit is belangrijk omdat deelnemers 's nachts moeten vasten voor een orale glucosetolerantietest (OGTT). Vragenlijst en biofysische gegevens van het onderzoek worden verzameld, elektronisch opgeslagen en geanalyseerd. Bloed- en urinemonsters worden voor opslag naar de Universiteit van KwaZulu-Natal in Durban vervoerd. Laboratoriumtesten worden gedaan in een privélaboratorium. Sommige monsters worden voor genomische analyses naar gespecialiseerde centra in het VK, Europa, de VS en andere landen gestuurd.

Fase 5: Terugkoppeling van de resultaten aan de deelnemers aan de studie Vanaf acht weken na het verzamelen van de monsters zijn de resultaten van de deelnemers beschikbaar bij het DDS-feedbackbureau. Alle OGTT- en lipidenresultaten worden teruggestuurd naar deelnemers, tenzij ze ervoor kiezen deze niet te ontvangen. Om alle andere resultaten te ontvangen (bijv. hiv, hepatitis C-virus [HCV], leverfunctietesten) moeten deelnemers een afspraak maken bij het DDS-feedbackbureau om hun uitslag op te halen. Dit is optioneel en deelnemers die hun resultaten niet willen ophalen, kunnen ervoor kiezen om geen contact op te nemen met het DDS-feedbackbureau. Indien van toepassing, zullen deelnemers die resultaten verzamelen die abnormaal of mogelijk schadelijk zijn, worden geadviseerd om hun plaatselijke kliniek of ziekenhuis te bezoeken voor verder onderzoek en beheer als onderdeel van hun standaard klinische zorg.

GEGEVENS EN MONSTERVERZAMELING A. Verzameling van monsters

1. Overzicht bloedmonsters Alleen nuchtere deelnemers komen in aanmerking voor volledige bloedafname. Niet-nuchtere deelnemers komen alleen in aanmerking voor de afname van het 10 ml gewone serum en de vier ethyleendiaminetetra-azijnzuur (EDTA) bloedmonsters. Aseptische venapunctie wordt uitgevoerd door een geregistreerde onderzoeksverpleegkundige via een gesloten, geëvacueerd bloedafnamesysteem, met behulp van gestandaardiseerde procedures om het risico op infectie te minimaliseren.

2. Vereiste bloedmonsters Er worden elf bloedbuisjes afgenomen van elke nuchtere deelnemer: een 10 ml gewoon serumbuisje, twee 10 ml EDTA volbloedbuisjes, twee 2 ml EDTA volbloedbuisjes en, voor de OGTT, drie 2 ml natriumfluoride (NaF) buisjes en drie bloedbuisjes van 2 ml gewoon serum. Zo wordt bij elke deelnemer maximaal 46 ml veneus bloed (ongeveer drie eetlepels bloed) afgenomen. Voor niet-nuchtere deelnemers wordt alleen een gewoon serummonster van 10 ml en de vier EDTA-volbloedmonsters verzameld. Aangezien gekoppelde anonieme hiv-testen worden uitgevoerd als onderdeel van deze studie, is de onderzoeksverpleegkundige getraind in hiv-counseling en volgt zij de relevante nationale richtlijnen.

   Voor nuchtere deelnemers wordt de OGTT van 75 g uitgevoerd zoals aanbevolen door de WHO. Categorieën van glucosetolerantie zijn volgens de WHO-classificatie van 1998.

   De gewone serumbuis van 10 ml wordt gebruikt om bloed te testen op infectieziekten en cardiometabole biomarkers. De eerste 10 ml EDTA-volbloedbuis wordt naar het VK verscheept voor genetische analyse. De tweede 10 ml EDTA-volbloedbuis ondergaat plasma-extractie voor HCV-virale belastingstests en RNA-extractie. De twee 2 ml EDTA-volbloedbuisjes worden gebruikt voor respectievelijk HbA1c-testen en volledige bloedtelling.

   Gekoppelde anonieme hiv-testen Als onderdeel van dit onderzoek zullen deelnemers die daar toestemming voor geven via gekoppelde anonieme tests op hiv worden getest. Dit zal gebeuren volgens de landelijke richtlijnen.

3. Verzameling van urinemonsters Er wordt een spot (ongetimed) urinemonster genomen voor het meten van de albumine-tot-creatinineverhouding en het urine-natrium en -kalium.

B. Verzameling van vragenlijstgegevens Zodra de juiste toestemming is verkregen en het verzamelen van bloedmonsters is begonnen, gaan de deelnemers naar het vragenlijststation. De vragenlijst die in deze studie wordt gebruikt, is een elektronische vragenlijst (EQ) en is een aanpassing van de gestandaardiseerde en gevalideerde WHO STEPwise approach to Surveillance (STEPS)-tool, ontworpen voor het verzamelen van risicofactoren voor chronische ziekten, waaronder sociaal-demografische indices, levensstijl, infectieuze ziekterisicofactoren en cardiometabolische geschiedenis.

C. Verzameling van biofysische metingen

Studiedeelnemers gaan naar het biofysische meetstation, dat wordt uitgevoerd met behulp van gekalibreerde en gevalideerde apparatuur. De volgende maatregelen worden genomen met behulp van gestandaardiseerde protocollen:

• Lengte en gewicht (gebruikt om de body mass index te berekenen)
• Tailleomtrek en heupomtrek (gebruikt om de taille-heupverhouding te berekenen)
• Middelgrote bovenarmomtrek
• Bloeddruk en hartslag

BLOEDMONSTERANALYSES

Alle bloedmonsters worden getest op infectieuze en cardiometabolische biomarkers in een privélaboratorium in Durban. Bevestigende HIV-tests zullen worden gedaan. Hieronder vindt u een lijst met laboratoriummethoden die worden gebruikt voor serologische en biochemische tests:

• Plasmaglucose: Enzymatische methode, gebaseerd op hexokinase en glucose-6-fosfaatdehydrogenase-enzymen
• Serumcreatinine: Gebaseerd op de reactie van picrinezuur met creatinine in een alkalisch milieu

• Serumlipiden:

  • Cholesterol: Enzymatische methode, met behulp van cholesterolesterase en cholesteroloxidaseconversie, gevolgd door een Trinder-eindpunt
  • Triglyceriden: Gebaseerd op de driestaps-enzymatische reactie van Fossati met een Trinder-eindpunt. De enkele reagensprocedure kwantificeert de totale triglyceriden inclusief de mono- en diglyceriden en de vrije glycerolfracties
  • HDL: Enzymatische reactie gebaseerd op de procedures ontwikkeld door Izawa, Okada en Matsui
  • LDL: berekend met behulp van de Friedewald-formule of de enzymatische methode
  • Lipoproteïne (a): turbidometrisch (Beckmann)
• HbA1c: hogedrukvloeistofchromatografie. Instrument: BioRad Variant II
• HIV: 4e generatie ELISA (Abbott Architect)
• Hepatitis B en C: ELISA

DNA- en RNA-extractie zal plaatsvinden aan de Universiteit van KwaZulu-Natal, de Universiteit van Cambridge, het Wellcome Trust Sanger Institute of een geautoriseerde derde partij in het VK. De studiecoördinator is verantwoordelijk voor het verzenden van monsters naar het VK voor DNA- en RNA-extractie. Gezuiverd DNA en RNA wordt vervolgens naar het Wellcome Trust Sanger Institute, VK, gestuurd voor genetische analyse.

GENETISCHE ANALYSE

1. Overzicht Gezien de behoefte aan grootschalige geautomatiseerde pijplijnen en de volgende generatie Illumina-sequencing- en genotyperingstechnologie, wordt alle genotypering en sequencing uitgevoerd door het Wellcome Trust Sanger Institute, VK (http://www.sanger.ac.uk/). Het Wellcome Trust Sanger Institute is een internationaal genoomcentrum met uitgebreide ervaring en expertise in het omgaan met DNA- en RNA-monsters van wereldwijde genetische onderzoeksinitiatieven, waaronder bloed en monsters uit verschillende landen in SSA. Er is een materiaaloverdrachtsovereenkomst opgesteld voor de verzending van biologische monsters naar het VK.
2. Extractie en kwantificering van DNA en RNA DNA en RNA worden geëxtraheerd aan de Universiteit van KwaZulu-Natal, de Universiteit van Cambridge, het Wellcome Trust Sanger Institute of door een geautoriseerde externe dienstverlener in het VK, b.v. Gen Probe, Manchester. Gezuiverd DNA of RNA wordt vervolgens naar het Wellcome Trust Sanger Institute gestuurd. Al het geëxtraheerde nucleïnezuur wordt gekwantificeerd door gelelektroforese of picogreen (voor DNA-monsters) of ribogreen (voor RNA-monsters) en gekwantificeerd ten opzichte van standaarden met een bekende concentratie. Alle nucleïnezuurmonsters worden bij het Wellcome Trust Sanger Institute opgeslagen in veilige vriezers van -80 ˚C.

3 Genotypering en sequentiëring De huidige genoombrede menselijke diversiteitsarrays geven niet voldoende de hoge niveaus van genetische diversiteit en populatiestructuur weer die in Afrikaanse populaties worden aangetroffen, waardoor hun bruikbaarheid wordt beperkt. Daarom zullen we next-generation sequencing, genotypering-arrays en imputatie gebruiken om de associatie tussen menselijke genetische variatie in de studiepopulatie en kwantitatieve risicofactoren en ziekten en virale diversiteit te helpen bepalen. Alle genotypering en sequencing wordt gedaan bij het Wellcome Trust Sanger Institute. Bovendien worden alle onbewerkte genomische gegevens opgeslagen bij Wellcome Trust Sanger Institute, VK, vanwege de enorme vereisten voor opslag en beheer van de genomische gegevens van de volgende generatie sequencing-methode.

4 Gegevensoverdracht, opslag en beheer Alle onbewerkte genomische gegevens worden bewaard in het Wellcome Trust Sanger Institute, VK en het European Genome-phenome Archive (EGA) in het European Molecular Biology Laboratory-European Bioinformatics Institute (EBI), VK.