DNA-sequentiebepaling van MDR-tbc in Oost-Siberië

De multiresistente tuberculose-epidemie (MDR-tbc) in de Irkoetsk-oblast in Oost-Siberië is misschien wel de ernstigste ter wereld. De onderzoekers hebben geconstateerd dat in de Irkutsk TB Dispensary, het verwijzingsziekenhuis voor de oblast (staat), patiënten met hiv en primaire MDR-tbc (geen voorgeschiedenis van tbc-behandeling) een slecht resultaat hadden tijdens de intramurale fase van de behandeling. Er werd ook gevonden dat genotypische mutaties in geneesmiddelresistentie slechts gedeeltelijk de mate van fenotypische resistentie verklaren die zo wijdverspreid is in Irkoetsk. Suboptimale anti-tbc-geneesmiddelconcentraties in serum versterken dergelijke fenotypische resistentie en werk in andere settings heeft het belang aangetoond van het optimaliseren van de farmacokinetiek om de uitkomst van tbc te verbeteren. Dergelijk fundamenteel werk op het gebied van concentraties van anti-tbc/antiretrovirale geneesmiddelen ontbreekt voor geneesmiddelen die worden gebruikt bij de behandeling van MDR-tbc, en ontbreekt bij de hiv-geïnfecteerde bevolking. Bovendien hebben de onderzoekers ontdekt dat HIV-infectie in Irkoetsk geassocieerd was met het tbc-genotype van Beijing, vergelijkbaar met andere zware belastingsituaties, en dat de algehele mortaliteit vaker voorkwam bij mensen met de M. tuberculosis-sublijn Beijing MIT17. Aldus veronderstellen de onderzoekers dat de hoge vroege tbc-sterfte in Irkoetsk te wijten is aan een combinatie van complexe MDR en extensief resistente (XDR)-tbc die onvolledig is gediagnosticeerd en onvolledig behandeld, slechte anti-tbc/antiretrovirale farmacokinetiek die leidt tot lage werkzaamheid en verhoogde circulatie van hyperoverdraagbare en virulente sublijnen van M. tuberculosis.

Voor proefpersonen die verdacht worden van tuberculose, zullen sputummonsters of andere overgebleven sputum-/bloedmonsters worden gescreend door GeneXpert en, indien positief, gekweekt op tuberculose en het gekweekte monster wordt onderworpen aan testen op geneesmiddelgevoeligheid door middel van conventionele kwalitatieve resistentie en minimale remmende concentratie (MIC), sequencing voor medicijnresistentiemutatie en spoligotypering voor sublineaire identificatie. Primaire analyse omvat standaardgevoeligheid/specificiteit van elke geneesmiddelmutatie in vergelijking met conventionele kwalitatieve resistentie en vervolgens mediaan/range MIC-waarden tussen isolaten met/zonder mutatie voor verbeterde discriminatie. Sublineage-analyse zal worden uitgevoerd door middel van mycobacteriële afgewisselde repetitieve eenheid/variabel aantal tandemherhalingen (MIRU24-VNTR) en gecorreleerd met geneesmiddelresistentie door conventionele gevoeligheid, MIC en de sequentieresultaten voor geneesmiddelresistentiemutaties. De transmissiecapaciteit van sublijnen zal worden geëvalueerd door het niveau van hun clustering via de 24-loci MIRU-typering.

Voor proefpersonen die uiteindelijk met tbc-behandeling beginnen, omvatten de farmacokinetische parameters die moeten worden getest tegen de MIC voor elk tbc-medicijn in het regime van de patiënt piek (Cmax) en gebied onder de concentratie-tijdcurve (AUC). De parameters zullen worden vergeleken met de verwachte waarden voor elk geneesmiddel en worden uitgedrukt als zowel een populatiewaarde als op individueel niveau (percentage patiënten onder de verwachte waarden voor elk geneesmiddel). Het klinische resultaat van het falen van de tbc-behandeling zal worden vergeleken met het aantal proefpersonen met een basislijn (2 weken) Cmax/MIC onder de minimale doelstelling (laagste µg/ml-concentratie/hoogste MIC van een isolaat dat nog steeds als vatbaar wordt beschouwd) voor 2 belangrijke geneesmiddelen in het regime. Verwacht wordt dat tbc-behandelingsfalen vaker zal voorkomen bij personen die worden behandeld voor geneesmiddelgevoelige tbc wanneer de Cmax/MIC-waarden lager zijn dan de streefwaarde voor zowel rifampicine als isoniazide, en bij personen die worden behandeld voor MDR-tbc wanneer de waarden onder de minimale streefwaarde voor tuberculose liggen. zowel ofloxacine als kanamycine. Naast de farmacokinetische parameters zal een binair logistisch regressiemodel worden gebruikt om de mogelijke risicofactoren voor het falen van de tbc-behandeling te bepalen.

De onderzoekers streven ernaar om geneesmiddelresistentie en sublineage-analyse uit te voeren op M. tuberculosis-isolaten van 250 proefpersonen, van wie er 200 een farmacokinetisch onderzoek zullen ondergaan.

Tussen de Irkoetsk-apotheek en het Irkutsk AIDS-centrum zouden naar schatting meer dan 700 proefpersonen in aanmerking komen. De meerderheid die is ingeschreven bij de Irkoetsk-apotheek zal M. tuberculosis-positieve monsters hebben (naar verwachting ~ 175 in totaal ingeschreven) en volledige farmacokinetische analyse. Verwacht wordt dat minder proefpersonen (naar verwachting ~ 25) van degenen die zijn ingeschreven vanuit het Irkutsk AIDS-centrum, zullen beginnen met de behandeling van tbc bij de Irkutsk Dispensary en de farmacokinetische analyse zullen voltooien. De steekproefomvang wordt beperkt door de verkennende/observerende focus van de R21-financieringsbron, en wordt dus geschat op basis van geworven/ingeschreven proefpersonen over een periode van 12 maanden.

Alle microbiologische tests worden ter plaatse uitgevoerd in het tbc-laboratorium van de Irkoetsk-apotheek. DNA-monsters zullen verder worden geanalyseerd in het Instituut voor Epidemiologie en Microbiologie/Russische Academie voor Medische Wetenschappen in Irkoetsk. De subgroep van proefpersonen die positief zijn voor M. tuberculosis en die tbc-behandeling starten bij de Irkutsk Dispensary, zal farmacokinetische bemonstering (voor onderzoek) ondergaan voor plasma-anti-tbc-geneesmiddelconcentraties op 2 weken en 12 weken na de start van de anti-tbc-behandeling (zie onderstaand overzicht ). Indien van toepassing worden ook antiretrovirale concentraties (efavirenz of nevirapine) uitgevoerd. Bovendien zullen alle proefpersonen een gestructureerd interview hebben en de ziekenhuis-/kliniekkaart bekijken voor de volgende gegevens: demografische gegevens (leeftijd, geslacht, land/regio van herkomst), eerdere tbc-geschiedenis inclusief eerdere tbc-behandelingsregimes, plaats van tbc-ziekte ( long, centraal zenuwstelsel (CZS), lymfeklieren, bot/gewricht, urogenitale of andere), medische comorbiditeiten anders dan HIV (diabetes, chronische nierziekte, leverziekte, roken, alcohol of drugsgebruik), huidige afwijkingen op de thoraxfoto, en baseline laboratoriumwaarden (CBC, chemie, leverfunctietesten, bezinkingssnelheid van erytrocyten (ESR) en indien van toepassing meest recente CD4+ T-celtelling en HIV-1 RNA-niveau). Voor de subgroep die anti-tbc-behandeling start, zal een follow-upkaartonderzoek worden uitgevoerd op het moment van ontslag of overlijden van de patiënt, om het resultaat van de tbc-behandeling te bepalen.

Verdere details van farmacokinetische bemonstering: Bij alle proefpersonen die een behandeling tegen tuberculose starten, worden 2 weken en 12 weken na de start veneuze bloedmonsters afgenomen voor farmacokinetisch onderzoek. Het tijdspunt van 2 weken maakt steady-state accumulatie van anti-tbc-medicatieniveaus mogelijk, en het 12-weekse merk vergelijkt veranderingen in respons op behandelde ziekte, verbeterde malabsorptie of gewichtstoename en/of start van antiretrovirale (anti-HIV) therapie.

Alle medicatie wordt direct toegediend en geobserveerd door verplegend personeel in nuchtere toestand volgens de ziekenhuisroutine. Alle medicijnen tegen tuberculose worden gegeven als een ochtenddosis. Voor de antiretrovirale middelen (zoals kan worden getest bij een subgroep van patiënten na 12 weken), wordt nevirapine om de 12 uur gedoseerd en voor efavirenz als een avonddosis, waarbij voor efavirenz het C2uur-niveau (ten opzichte van de timing van anti-tbc-medicijnen) wordt ingenomen. dient als dalniveau en de C12hr als piek. Deze bemonsteringsstrategie minimaliseert de bloedafname bij de patiënt en is vergelijkbaar met eerdere farmacokinetische onderzoeken. Bij elke afname wordt maximaal 10 ml in gehepariniseerde buisjes verkregen, aangezien er maximaal 6 geneesmiddelen nodig zijn om met HPLC te worden getest. Het bloed wordt onmiddellijk ter plaatse in de Dispensary gecentrifugeerd en het plasma wordt opgeslagen in afgesloten buisjes met schroefdop bij -80°C met het onderzoeksidentificatienummer van de proefpersoon en de week/tijd van bloedafname. Gegroepeerde plasmaspecimens worden vervolgens verzonden naar de Universiteit van Virginia voor testen met hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) volgens vastgestelde protocollen.

Nadere details over het verzamelen van sputumspecimens: een getrainde onderzoeksverpleegkundige die voorzorgsmaatregelen in de lucht gebruikt, zal opgehoest sputum verzamelen van ingeschreven proefpersonen. Het sputum wordt verzameld in een afsluitbare container met het onderzoeks-ID-nummer van de proefpersoon en op dezelfde dag veilig vervoerd naar het Irkutsk Dispensary TB Laboratory voor GeneXpert MTB/RIF-testen, indien beschikbaar. Aangezien GeneXpert een gevalideerde, door de WHO goedgekeurde test is voor screening op M. tuberculosis, zullen deze resultaten rechtstreeks aan de behandelend arts worden meegedeeld door de getrainde onderzoeksverpleegkundige, volgens de zorgstandaard. De rest van de onderzoeken, waaronder MIC-testen, sequencing voor mutatie voor resistentie tegen geneesmiddelen en spoligotypering voor identificatie van sublineaire geslachten, zullen experimenteel zijn.