Durban Diabetes Study:A Study of the Epidemiology of Diabetes Mellitus in Urban South Africans of African Descent (DDS) (DDS)

STUDIEMÅL

• For å estimere prevalensen av diabetes mellitus og tilhørende kardiometabolske og smittsomme risikofaktorer i denne populasjonen
• Å gi etiologisk innsikt i variasjonen i kardiometabolske og smittsomme risikofaktorer hos voksne ved bruk av både populasjonsgenetiske og epidemiologiske tilnærminger
• For å sammenligne diagnostiske tester for diabetes i denne populasjonen
• Å skape et unikt rammeverk for å bygge en storskala tverrsnittsstudie i en afrikansk befolkning for å undersøke et bredt spekter av helseindekser - og legge grunnlaget for ytterligere langsiktige studier
• å informere helsepolitikk og folkehelseprogrammer som tar sikte på å adressere økningen i ikke-smittsomme sykdommer (NCD) i Sør-Afrika, som også kan forme folkehelsestrategier i andre afrikanske land

STUDERE DESIGN

DDS involverer en rekke stadier:

Trinn 1: Geografisk prøvetakingsramme eThekwini kommune (byen Durban) er valgt som den første prøvetakingsrammen og delt inn i ni planleggingsenhetsklynger (PUCs), som representerer ni townships (Umlazi, Inanda, KwaMashu, Ntuzuma, Mpumalanga Complex, Cato Manor , Clermont, Lamontville og Chesterville) med til sammen en befolkning på omtrent 1 378 750 individer. Gater velges tilfeldig i hver PUC proporsjonal med PUC-størrelsen og andelen formelle og uformelle boliger i hver PUC. Husholdninger velges ut ved systematisk klyngeutvalg av boliger som ligger i de tilfeldig utvalgte gatene.

Trinn 2: Fellesskapsbevissthet Når lokal etikkgodkjenning er innhentet fra BioMedical Research Ethics Committee ved University of KwaZulu-Natal (UKZN) og støtte fra KwaZulu-Natal Provincial Department of Health er innhentet, vil lokale helsemyndigheter og samfunnsledere fra hver av de ni PUCene, vil bli kontaktet for godkjenning.

Trinn 3: Deltakerregistrering Når de valgte PUC-områdene har blitt sensibilisert for studien (slutten av trinn 2), besøkes de igjen av DDS-teamet. I løpet av denne fasen besøker DDS-teamet husstander i de utvalgte nabolagene, og alle familiemedlemmer som er av afrikansk avstamning, ikke gravide og er 18 år eller eldre, inviteres til å delta i studien. Samtykke innhentes fra beboere som samtykker i å delta. Alle beboere inviteres til å delta på et sentralt sted (dvs. lokalsamfunnssenter/skole) den påfølgende uken hvor DDS-teamet samler informasjon om helse- og livsstilsspørreskjema, utfører enkle biofysiske tiltak og samler inn blod- og urinprøver. Mens de rekrutterer deltakere i fellesskapet, bruker DDS-teamet kartleggingsteknikker for geografisk informasjonssystem (GIS) for å samle nøyaktige geografiske og grensedata om de valgte PUC-områdene.

Trinn 4: Data og prøveinnsamling, testing og dataanalyse Data og prøveinnsamling utføres på bestemte morgener på et sentralt sted. Dette er viktig siden deltakerne må faste over natten for en oral glukosetoleransetest (OGTT). Spørreskjema og biofysiske data fra studien samles inn, lagres elektronisk og analyseres. Blod- og urinprøver fraktes til University of KwaZulu-Natal i Durban for lagring. Laboratorietester gjøres på et privat laboratorium. Noen prøver sendes til spesialistsentre i Storbritannia, Europa, USA og andre land for genomiske analyser.

Trinn 5: Tilbakemelding av resultater til studiedeltakere Fra åtte uker etter prøveinnsamling vil deltakerresultater være tilgjengelige på DDS tilbakemeldingskontor. Alle OGTT- og lipidresultater vil bli publisert tilbake til deltakerne, med mindre de velger å ikke motta dem. For å motta alle andre resultater (f.eks. HIV, hepatitt C-virus [HCV], leverfunksjonstester) må deltakere avtale på DDS tilbakemeldingskontor for å samle inn resultatene. Dette er valgfritt, og deltakere som ikke ønsker å samle inn resultatene sine, kan velge å ikke kontakte DDS tilbakemeldingskontor. Hvis det er aktuelt, vil deltakere som samler inn resultater som er unormale eller potensielt skadelige, bli bedt om å besøke sin lokale klinikk eller sykehus for videre utredning og behandling som en del av deres standard kliniske behandling.

DATA OG PRØVEINNSAMLING A. Samling av prøver

1. Blodprøveoversikt Kun fastende deltakere er kvalifisert for fullstendig blodprøvetaking. Ikke-fastende deltakere er kun kvalifisert for innsamling av 10 ml vanlig serum og de fire etylendiamintetraeddiksyre (EDTA) blodprøver. Aseptisk venepunktur utføres av en registrert forskningssykepleier via et lukket evakuert blodinnsamlingssystem, ved bruk av standardiserte prosedyrer for å minimere risikoen for infeksjon.

2. Blodprøver kreves Elleve blodrør samles inn fra hver fastende deltaker: et 10 ml vanlig serumrør, to 10 ml EDTA fullblodrør, to 2 ml EDTA fullblodrør og, for OGTT, tre 2 ml natriumfluorid (NaF) rør og tre 2 ml vanlige serumblodrør. Det tas altså maksimalt 46 ml veneblod (ca. tre spiseskjeer blod) fra hver deltaker. For ikke-fastende deltakere samles kun en 10 ml vanlig serumprøve og de fire EDTA-fullblodprøvene. Siden koblet anonym HIV-testing foretas som en del av denne studien, er studiesykepleieren utdannet i HIV-rådgivning og følger relevante nasjonale retningslinjer.

   For fastende deltakere vil 75 g OGTT utføres som anbefalt av WHO. Kategorier av glukosetoleranse vil være i henhold til WHO 1998-klassifiseringen.

   10 ml vanlig serumrør brukes til å teste blod for infeksjonssykdommer og kardiometabolske biomarkører. Det første 10 ml EDTA-helblodsrøret sendes til Storbritannia for genetisk analyse. Det andre 10 ml EDTA-helblodrøret gjennomgår plasmaekstraksjon for HCV-virusbelastningstesting og RNA-ekstraksjon. De to 2 ml EDTA fullblodsrørene brukes til henholdsvis HbA1c-testing og full blodtelling.

   Koblet anonym HIV-testing Som en del av denne studien vil samtykkende deltakere bli testet for HIV via koblet anonym testing. Dette vil skje i henhold til nasjonale retningslinjer.

3. Urinprøvetaking Det vil bli tatt en flekk (utidsbestemt) urinprøve for å måle albumin-til-kreatinin-forholdet og natrium og kalium i urinen.

B. Innsamling av spørreskjemadata Når passende samtykke er innhentet og blodprøvesamlingen har begynt, flytter deltakerne til spørreskjemastasjonen. Spørreskjemaet som brukes i denne studien er et elektronisk spørreskjema (EQ) og er en tilpasning av det standardiserte og validerte WHO STEPwise-tilnærmingen til overvåking (STEPS)-verktøyet designet for innsamling av kroniske sykdomsrisikofaktorer, inkludert sosiodemografiske indekser, livsstil, smittefare. sykdomsrisikofaktorer og kardiometabolsk historie.

C. Innsamling av biofysiske målinger

Studiedeltakere flytter til den biofysiske målestasjonen som gjøres ved hjelp av kalibrert og validert utstyr. Følgende tiltak tas ved hjelp av standardiserte protokoller:

• Høyde og vekt (brukes til å beregne kroppsmasseindeks)
• Midjeomkrets og hofteomkrets (brukes til å beregne midje-hofteforhold)
• Midt på overarmens omkrets
• Blodtrykk og hjertefrekvens

BLODPRØVEANALYSER

Alle blodprøver blir analysert for smittsomme og kardiometabolske biomarkører ved et privat laboratorium i Durban. Bekreftende HIV-tester vil bli tatt. Nedenfor er en liste over laboratoriemetoder som brukes for serologiske og biokjemiske tester:

• Plasmaglukose: Enzymatisk metode, basert på heksokinase og glukose-6-fosfatdehydrogenaseenzymer
• Serumkreatinin: Basert på reaksjonen av pikrinsyre med kreatinin i et alkalisk medium

• Serumlipider:

  • Kolesterol: Enzymatisk metode, ved bruk av kolesterolesterase og kolesteroloksidasekonvertering, etterfulgt av et Trinder-endepunkt
  • Triglyserider: Basert på Fossati tre-trinns enzymreaksjon med et Trinder-endepunkt. Enkeltreagensprosedyren kvantifiserer de totale triglyseridene inkludert mono- og di-glyseridene og de frie glyserolfraksjonene
  • HDL: Enzymatisk reaksjon basert på prosedyrene utviklet av Izawa, Okada og Matsui
  • LDL: Beregnes ved hjelp av Friedewald-formelen eller enzymatisk metode
  • Lipoprotein (a): Turbidometrisk (Beckmann)
• HbA1c: Høyytelses væskekromatografi. Instrument: BioRad Variant II
• HIV: 4. generasjons ELISA (Abbott Architect)
• Hepatitt B og C: ELISA

DNA- og RNA-ekstraksjon vil finne sted ved University of KwaZulu-Natal, University of Cambridge, Wellcome Trust Sanger Institute, eller et autorisert tredjepartsanlegg i Storbritannia. Studiekoordinatoren er ansvarlig for å sende prøver til Storbritannia for DNA- og RNA-ekstraksjon. Renset DNA og RNA sendes deretter til Wellcome Trust Sanger Institute, Storbritannia, for genetisk analyse.

GENETISK ANALYSE

1. Oversikt Gitt behovet for automatiserte rørledninger i stor skala og neste generasjons Illumina-sekvenserings- og genotypingsteknologi, utføres all genotyping og sekvensering ved Wellcome Trust Sanger Institute, Storbritannia (http://www.sanger.ac.uk/). Wellcome Trust Sanger Institute er et internasjonalt genomsenter med lang erfaring og ekspertise innen håndtering av DNA- og RNA-prøver fra globale genetiske forskningsinitiativer, inkludert blod og prøver fra flere land i SSA. En materialoverføringsavtale er utviklet for forsendelse av biologiske prøver til Storbritannia.
2. Ekstraksjon og kvantifisering av DNA og RNA DNA og RNA ekstraheres ved University of KwaZulu-Natal, University of Cambridge, Wellcome Trust Sanger Institute eller av en autorisert tredjeparts tjenesteleverandør i Storbritannia, f.eks. GenProbe, Manchester. Renset DNA eller RNA sendes deretter til Wellcome Trust Sanger Institute. All ekstrahert nukleinsyre kvantifiseres enten ved gelelektroforese eller picogreen (for DNA-prøver) eller ribogreen (for RNA-prøver) og kvantifiseres i forhold til standarder med kjent konsentrasjon. Alle nukleinsyreprøver lagres på Wellcome Trust Sanger Institute i sikre -80 ˚C frysere.

3 Genotyping og sekvensering Gjeldende genomomfattende menneskelig mangfoldsarray fanger ikke tilstrekkelig opp de høye nivåene av genetisk mangfold og populasjonsstruktur som finnes i afrikanske populasjoner, noe som begrenser deres nytte. Derfor vil vi bruke neste generasjons sekvensering, genotyping-arrayer og imputering for å hjelpe til med å bestemme sammenhengen mellom menneskelig genetisk variasjon i studiepopulasjonen og kvantitative risikofaktorer og sykdommer og viralt mangfold. All genotyping og sekvensering gjøres ved Wellcome Trust Sanger Institute. I tillegg, på grunn av de enorme lagrings- og kureringskravene for genomiske data fra neste generasjons sekvenseringsmetode, lagres alle rå genomiske data hos Wellcome Trust Sanger Institute, Storbritannia.

4 Dataoverføring, lagring og håndtering Alle rå genomiske data vil bli oppbevart ved Wellcome Trust Sanger Institute, Storbritannia og European Genome-phenome Archive (EGA) ved European Molecular Biology Laboratory-European Bioinformatics Institute (EBI), Storbritannia.