DNA-sekvensering av MDR TB i Øst-Sibir

Den multiresistente tuberkulose-epidemien (MDR-TB) i Irkutsk oblast i Øst-Sibir er uten tvil den mest alvorlige i verden. Etterforskerne har funnet ut at i Irkutsk TB Dispensary, henvisningssykehuset for oblasten (staten), fikk pasienter med HIV og primær MDR-TB (ingen tidligere TB-behandling) et dårlig resultat under den innlagte fasen av behandlingen. Det ble også funnet at genotypiske medikamentresistensmutasjoner bare delvis forklarer omfanget av fenotypisk resistens som er så utbredt i Irkutsk. Suboptimale konsentrasjoner av anti-TB medikamenter i serum forsterker slik fenotypisk resistens, og arbeid i andre omgivelser har vist viktigheten av å optimalisere farmakokinetikken for å forbedre TB-resultatet. Slikt grunnarbeid i anti-TB/antiretrovirale legemiddelkonsentrasjoner mangler for legemidler som brukes i behandling av MDR-TB, og mangler i den HIV-infiserte befolkningen. Videre har etterforskerne funnet at HIV-infeksjon i Irkutsk var assosiert med Beijing TB genotypen som ligner på andre høybelastningsinnstillinger, og at total dødelighet var hyppigere hos de med M. tuberculosis sublineage Beijing MIT17. Sammenlagt antar derfor etterforskerne at den høye tidlige tuberkulosedødeligheten i Irkutsk skyldes en kombinasjon av kompleks MDR og omfattende legemiddelresistent (XDR)-TB som er ufullstendig diagnostisert og ufullstendig behandlet, dårlig anti-TB/antiretroviral farmakokinetikk som fører til lav effekt og økt sirkulasjon av hyper-overførbare og virulente M. tuberculosis sublineages.

For forsøkspersoner mistenkt for TB, vil sputumprøver eller andre rester av sputum/blodprøver bli screenet av GeneXpert, og hvis de er positive, dyrket for TB, og den dyrkede prøven blir utsatt for medikamentfølsomhetstesting med konvensjonell kvalitativ resistens og minimum hemmende konsentrasjon (MIC), sekvensering for medikamentresistensmutasjon og spoligotyping for sublineage-identifikasjon. Primæranalyse vil inkludere standard sensitivitet/spesifisitet for hver medikamentmutasjon sammenlignet med konvensjonell kvalitativ resistens og deretter median/område MIC-verdier blant isolater med/uten mutasjon for forbedret diskriminering. Sublineage-analyse vil være av mykobakteriell interspersed repeterende enhet/variabelt antall tandem-repetisjoner (MIRU24-VNTR) og korrelert med medikamentresistens ved konvensjonell følsomhet, MIC og sekvenseringsresultatene for medikamentresistensmutasjoner. Overføringskapasiteten til sublineages vil bli evaluert etter nivået på deres klynging via 24-loci MIRU-typing.

For forsøkspersoner som til slutt starter TB-behandling, inkluderer de farmakokinetiske parametrene som skal testes mot MIC for hvert TB-legemiddel i pasientens regime topp (Cmax) og areal under konsentrasjon-tid-kurven (AUC). Parametre vil bli sammenlignet med de forventede områdene for hvert legemiddel og uttrykt som både en populasjonsverdi og på individnivå (andel pasienter under forventet område for hvert legemiddel). Det kliniske resultatet av TB-behandlingssvikt vil bli sammenlignet med andelen av forsøkspersoner med en baseline (2 uker) Cmax/MIC under minimumsmålet (laveste µg/ml konsentrasjon/ høyeste MIC av et isolat som fortsatt anses som mottakelig) for 2 nøkkelmedisiner i regimet. Det forventes at TB-behandlingssvikt vil være hyppigere hos pasienter behandlet for medikamentfølsom tuberkulose når Cmax/MIC-verdier er lavere enn målet for både rifampin og isoniazid, og hos pasienter behandlet for MDR-TB når verdiene er under minimumsmålet for både ofloksacin og kanamycin. En binær logistisk regresjonsmodell vil bli brukt for å bestemme mulige risikofaktorer for TB-behandlingssvikt i tillegg til de farmakokinetiske parameterne.

Etterforskerne tar sikte på at medikamentresistens og sublineage-analyse skal utføres på M. tuberculosis-isolater fra 250 forsøkspersoner, hvorav 200 vil gjennomgå farmakokinetiske studier.

Mellom Irkutsk Dispensary og Irkutsk AIDS Center anslås det at mer enn 700 forsøkspersoner vil være kvalifisert. Flertallet påmeldte fra Irkutsk Dispensary vil ha M. tuberculosis positive prøver (forventet ~175 totalt påmeldte) og fullstendig farmakokinetisk analyse. Det forventes at færre forsøkspersoner (forventet ca. 25) av de som er påmeldt fra Irkutsk AIDS-senteret vil begynne TB-behandling ved Irkutsk Dispensary og fullføre farmakokinetisk analyse. Utvalgsstørrelsen er begrenset av det utforskende/observasjonsfokuset til R21-finansieringskilden, og dermed estimert på emner som er rekruttert/registrert over en 12 måneders periode.

All mikrobiologisk testing vil bli utført på stedet i TB-laboratoriet ved Irkutsk Dispensary. DNA-prøver vil bli videre analysert ved Institutt for epidemiologi og mikrobiologi/Russian Academy of Medical Sciences i Irkutsk. Undergruppen av pasienter som er positive for M. tuberculosis og som starter TB-behandling ved Irkutsk Dispensary, vil ha farmakokinetisk prøvetaking (for forskning) for plasmakonsentrasjoner av anti-TB medikamenter 2 uker og 12 uker etter oppstart av anti-TB-behandling (se skissen nedenfor). ). Hvis aktuelt, vil antiretrovirale konsentrasjoner (efavirenz eller nevirapin) også bli utført. I tillegg vil alle forsøkspersonene ha et strukturert intervju og gjennomgang av sykehus-/klinikkskjemaet for følgende data: demografi (alder, kjønn, land/region av opprinnelse), tidligere TB-historie inkludert tidligere TB-behandlingsregimer, stedet for TB-sykdommen ( lunge, sentralnervesystem (CNS), lymfeknute, bein/ledd, genitourinært eller annet), andre medisinske komorbiditeter enn HIV (diabetes, kronisk nyresykdom, leversykdom, røyking, bruk av alkohol eller injeksjonsmedisin), aktuelle røntgenavvik i thorax, og baseline laboratorieverdier (CBC, kjemi, leverfunksjonstester, erytrocyttsedimentasjonshastighet (ESR) og hvis aktuelt siste CD4+ T-celletall og HIV-1 RNA-nivå). For undergruppen som starter anti-TB-behandling, vil oppfølgingskartgjennomgang bli utført på tidspunktet for utskrivning eller død, for å fastslå resultatet av tuberkulosebehandling.

Ytterligere detaljer om farmakokinetisk prøvetaking: Alle forsøkspersoner som starter anti-TB-behandling vil få tatt venøse blodprøver for farmakokinetiske studier 2 uker og 12 uker etter oppstart. Tidspunktet på 2 uker tillater steady state akkumulering av anti-TB medikamentnivåer, og 12 ukers merket sammenligner endringer i respons på behandlet sykdom, forbedret malabsorpsjon eller vektøkning og/eller initiering av antiretroviral (anti-HIV) behandling.

All medisinering vil bli direkte administrert og observert av pleiepersonell i fastende tilstand per sykehusrutine. Alle anti-TB medisiner gis som morgendose. For antiretrovirale legemidler (som kan analyseres hos en undergruppe av pasienter ved 12 ukers merking), doseres nevirapin hver 12 timer og for efavirenz som en kveldsdose, hvorved for efavirenz C2t-nivået (i forhold til tidspunktet for anti-TB-medisiner) fungerer som bunnnivå og C12hr som topp. Denne prøvetakingsstrategien minimerer pasientens bloduttak, og ligner på tidligere farmakokinetiske studier. Maksimalt 10 ml vil bli oppnådd i hepariniserte rør ved hver uttak, da opptil 6 legemidler vil være nødvendig for å bli analysert ved HPLC. Blod vil umiddelbart bli sentrifugert på stedet ved dispensatoren og plasma lagret i forseglede rør med skrukork ved -80°C med forsøkspersonens identifikasjonsnummer og uke/tidspunkt for bloduttak. Batchede plasmaprøver vil deretter bli sendt til University of Virginia for høyytelses væskekromatografi (HPLC) testing i henhold til etablerte protokoller.

Ytterligere detaljer om innsamling av sputumprøver: En utdannet studiesykepleier som bruker luftbårne forholdsregler, vil samle opp ekspektorert sputum fra påmeldte forsøkspersoner. Sputumet vil bli samlet i en forseglbar beholder merket med forsøkspersonens studie-ID-nummer og sikkert transportert samme dag til Irkutsk Dispensary TB Laboratory for GeneXpert MTB/RIF-testing som tilgjengelig. Siden GeneXpert er en validert, WHO-godkjent test for M. tuberculosis-screening, vil disse resultatene bli kommunisert direkte til den behandlende legen av den utdannede studiesykepleieren, i henhold til omsorgsstandard. Resten av undersøkelsene, inkludert MIC-testing, sekvensering for medikamentresistensmutasjon og spoligotyping for sublineage-identifikasjon, vil være eksperimentelle.