Badanie Durban Diabetes: badanie epidemiologii cukrzycy u mieszkańców południowoafrykańskich miast pochodzenia afrykańskiego (DDS) (DDS)

CELE STUDIÓW

• Ocena częstości występowania cukrzycy i związanych z nią czynników ryzyka kardiometabolicznego i zakaźnego w tej populacji
• Zapewnienie etiologicznego wglądu w zmienność kardiometabolicznych i zakaźnych czynników ryzyka u dorosłych przy użyciu zarówno genetyki populacyjnej, jak i podejścia epidemiologicznego
• Porównanie testów diagnostycznych w kierunku cukrzycy w tej populacji
• Stworzenie unikalnych ram do zbudowania przekrojowego badania na dużą skalę w populacji afrykańskiej w celu zbadania szerokiego zakresu wskaźników zdrowotnych - i stworzenia podstaw dla dodatkowych badań długoterminowych
• informowanie o polityce zdrowotnej i programach zdrowia publicznego mających na celu przeciwdziałanie wzrostowi liczby chorób niezakaźnych (NCD) w Afryce Południowej, które mogą również kształtować strategie zdrowia publicznego w innych krajach afrykańskich

PROJEKT BADANIA

DDS obejmuje kilka etapów:

Etap 1: Geograficzny operat losowania Gmina eThekwini (miasto Durban) zostaje wybrana jako początkowy operat losowania i podzielona na dziewięć klastrów jednostek planowania (PUC), reprezentujących dziewięć gmin (Umlazi, Inanda, KwaMashu, Ntuzuma, Mpumalanga Complex, Cato Manor , Clermont, Lamontville i Chesterville) o łącznej populacji około 1 378 750 osobników. Ulice są wybierane losowo w każdym PUC proporcjonalnie do wielkości PUC i proporcji formalnych i nieformalnych mieszkań w każdym PUC. Gospodarstwa domowe są wybierane poprzez systematyczny dobór klastrów domów zlokalizowanych na losowo wybranych ulicach.

Etap 2: Świadomość społeczna Po uzyskaniu lokalnej zgody Komitetu ds. Etyki Badań Biomedycznych na Uniwersytecie KwaZulu-Natal (UKZN) i uzyskaniu wsparcia Prowincjonalnego Departamentu Zdrowia KwaZulu-Natal lokalne władze ds. skontaktujemy się z każdym z dziewięciu PUC w celu zatwierdzenia.

Etap 3: Rejestracja uczestników Po uwrażliwieniu wybranych obszarów PUC na badanie (zakończenie etapu 2) ponownie odwiedza je zespół DDS. Na tym etapie zespół DDS odwiedza gospodarstwa domowe w wybranych dzielnicach i zaprasza do udziału w badaniu wszystkich członków rodziny, którzy są pochodzenia afrykańskiego, nie są w ciąży i mają ukończone 18 lat. Zgodę uzyskuje się od mieszkańców wyrażających zgodę na udział. Wszyscy mieszkańcy są zaproszeni do udziału w centralnym miejscu (tj. lokalny dom kultury/szkoła) w następnym tygodniu, podczas którego zespół DDS zbiera informacje z kwestionariusza dotyczącego zdrowia i stylu życia, przeprowadza proste pomiary biofizyczne oraz pobiera próbki krwi i moczu. Podczas rekrutacji członków społeczności zespół DDS wykorzystuje techniki mapowania systemu informacji geograficznej (GIS) w celu zebrania dokładnych danych geograficznych i granicznych na wybranych obszarach PUC.

Etap 4: Pobieranie danych i próbek, testowanie i analiza danych Dane i pobieranie próbek są przeprowadzane w określone poranki w centralnym miejscu. Jest to ważne, ponieważ uczestnicy muszą pościć przez noc przed doustnym testem obciążenia glukozą (OGTT). Kwestionariusz i dane biofizyczne z badania są gromadzone, przechowywane w formie elektronicznej i analizowane. Próbki krwi i moczu są transportowane do University of KwaZulu-Natal w Durbanie w celu przechowywania. Badania laboratoryjne wykonywane są w prywatnym laboratorium. Niektóre próbki są wysyłane do specjalistycznych ośrodków w Wielkiej Brytanii, Europie, USA i innych krajach w celu analizy genomicznej.

Etap 5: Informacja zwrotna o wynikach dla uczestników badania Po ośmiu tygodniach od pobrania próbek wyniki uczestników będą dostępne w biurze informacji zwrotnych DDS. Wszystkie wyniki OGTT i lipidogramu zostaną wysłane z powrotem do uczestników, chyba że zdecydują się ich nie otrzymywać. Aby otrzymać wszystkie inne wyniki (np. HIV, wirusowe zapalenie wątroby typu C [HCV], testy czynnościowe wątroby) uczestnicy muszą umówić się na wizytę w biurze informacji zwrotnej DDS w celu odebrania swoich wyników. Jest to opcjonalne, a uczestnicy, którzy nie chcą zbierać swoich wyników, mogą zrezygnować z kontaktowania się z biurem zwrotnym DDS. W stosownych przypadkach uczestnikom zbierającym wyniki, które są nieprawidłowe lub potencjalnie szkodliwe, zostanie zalecona wizyta w lokalnej przychodni lub szpitalu w celu przeprowadzenia dalszych badań i leczenia w ramach standardowej opieki klinicznej.

POBIERANIE DANYCH I PRÓBEK A. Pobieranie próbek

1. Przegląd próbek krwi Tylko uczestnicy na czczo są uprawnieni do pełnego pobrania próbki krwi. Uczestnicy niebędący na czczo są uprawnieni jedynie do pobrania 10 ml zwykłej surowicy i czterech próbek krwi zawierających kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA). Aseptyczne nakłucie żyły jest wykonywane przez zarejestrowaną pielęgniarkę badawczą za pośrednictwem zamkniętego, próżniowego systemu pobierania krwi, przy użyciu standardowych procedur w celu zminimalizowania ryzyka infekcji.

2. Wymagane próbki krwi Od każdego uczestnika na czczo pobiera się jedenaście probówek: probówkę o pojemności 10 ml z czystą surowicą, dwie probówki z krwią pełną z dodatkiem EDTA o pojemności 10 ml, dwie probówki z krwią pełną z dodatkiem EDTA o pojemności 2 ml oraz, w przypadku OGTT, trzy probówki o pojemności 2 ml z fluorkiem sodu (NaF) i trzy 2 ml probówki z czystą surowicą krwi. W ten sposób od każdego uczestnika pobiera się maksymalnie 46 ml krwi żylnej (około trzech łyżek stołowych krwi). W przypadku uczestników niebędących na czczo pobiera się tylko 10 ml próbki czystej surowicy i cztery próbki krwi pełnej EDTA. Ponieważ w ramach tego badania przeprowadza się powiązane anonimowe testy na obecność wirusa HIV, pielęgniarka uczestnicząca w badaniu jest przeszkolona w zakresie poradnictwa w zakresie HIV i postępuje zgodnie z odpowiednimi krajowymi wytycznymi.

   W przypadku uczestników na czczo OGTT 75 g zostanie przeprowadzony zgodnie z zaleceniami WHO. Kategorie tolerancji glukozy będą zgodne z klasyfikacją WHO z 1998 roku.

   Probówka o pojemności 10 ml służy do badania krwi pod kątem chorób zakaźnych i biomarkerów kardiometabolicznych. Pierwsza 10-mililitrowa probówka z krwią pełną EDTA jest wysyłana do Wielkiej Brytanii w celu przeprowadzenia analizy genetycznej. Druga probówka z pełną krwią EDTA o pojemności 10 ml jest poddawana ekstrakcji osocza w celu zbadania miana wirusa HCV i ekstrakcji RNA. Dwie probówki z pełną krwią EDTA o pojemności 2 ml są używane odpowiednio do badania HbA1c i pełnej morfologii krwi.

   Powiązane anonimowe testy na obecność wirusa HIV W ramach tego badania, wyrażający zgodę uczestnicy zostaną przetestowani na obecność wirusa HIV za pomocą połączonych anonimowych testów. Odbędzie się to zgodnie z krajowymi wytycznymi.

3. Pobranie próbki moczu Punktowa (bezterminowa) próbka moczu zostanie pobrana w celu zmierzenia stosunku albumin do kreatyniny oraz sodu i potasu w moczu.

B. Zbieranie danych kwestionariuszowych Po uzyskaniu odpowiedniej zgody i rozpoczęciu pobierania krwi uczestnicy przechodzą do stanowiska kwestionariuszowego. Kwestionariusz wykorzystany w tym badaniu jest kwestionariuszem elektronicznym (EQ) i jest adaptacją wystandaryzowanego i zatwierdzonego narzędzia WHO STEPwise approach to Surveillance (STEPS) przeznaczonego do zbierania czynników ryzyka chorób przewlekłych, w tym wskaźników społeczno-demograficznych, stylu życia, zakaźnych czynniki ryzyka choroby i wywiad kardiometaboliczny.

C. Zbieranie pomiarów biofizycznych

Uczestnicy badania przechodzą do stanowiska pomiarów biofizycznych, które są wykonywane za pomocą skalibrowanego i zwalidowanego sprzętu. Następujące środki są podejmowane przy użyciu standardowych protokołów:

• Wzrost i waga (stosowane do obliczania wskaźnika masy ciała)
• Obwód talii i obwód bioder (stosowany do obliczania stosunku talii do bioder)
• Średni obwód ramienia
• Ciśnienie krwi i tętno

ANALIZY PRÓBEK KRWI

Wszystkie próbki krwi są badane pod kątem biomarkerów zakaźnych i kardiometabolicznych w prywatnym laboratorium w Durbanie. Zostaną wykonane potwierdzające testy na obecność wirusa HIV. Poniżej znajduje się lista metod laboratoryjnych stosowanych w badaniach serologicznych i biochemicznych:

• Glukoza w osoczu: Metoda enzymatyczna, oparta na enzymach heksokinazy i dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej
• Stężenie kreatyniny w surowicy: Na podstawie reakcji kwasu pikrynowego z kreatyniną w środowisku alkalicznym

• Lipidy surowicy:

  • Cholesterol: metoda enzymatyczna, wykorzystująca konwersję esterazy cholesterolowej i oksydazy cholesterolowej, a następnie punkt końcowy Trindera
  • Triglicerydy: W oparciu o trzyetapową reakcję enzymatyczną Fossati z punktem końcowym Trindera. Procedura z jednym odczynnikiem określa ilościowo całkowitą ilość triglicerydów, w tym mono- i diglicerydów oraz frakcje wolnego glicerolu
  • HDL: Reakcja enzymatyczna oparta na procedurach opracowanych przez Izawę, Okadę i Matsui
  • LDL: Obliczony za pomocą wzoru Friedewalda lub metodą enzymatyczną
  • Lipoproteina (a): turbidymetryczna (Beckmann)
• HbA1c: Wysokosprawna chromatografia cieczowa. Instrument: BioRad Variant II
• HIV: ELISA czwartej generacji (Abbott Architect)
• Wirusowe zapalenie wątroby typu B i C: ELISA

Ekstrakcja DNA i RNA odbędzie się na Uniwersytecie KwaZulu-Natal, Uniwersytecie Cambridge, Wellcome Trust Sanger Institute lub autoryzowanym ośrodku zewnętrznym w Wielkiej Brytanii. Koordynator badania jest odpowiedzialny za wysyłkę próbek do Wielkiej Brytanii w celu ekstrakcji DNA i RNA. Oczyszczone DNA i RNA są następnie wysyłane do Wellcome Trust Sanger Institute w Wielkiej Brytanii w celu przeprowadzenia analizy genetycznej.

ANALIZA GENETYCZNA

1. Przegląd Biorąc pod uwagę zapotrzebowanie na zautomatyzowane potoki na dużą skalę oraz technologię sekwencjonowania i genotypowania Illumina nowej generacji, całe genotypowanie i sekwencjonowanie odbywa się w Wellcome Trust Sanger Institute w Wielkiej Brytanii (http://www.sanger.ac.uk/). Wellcome Trust Sanger Institute to międzynarodowe centrum genomu z rozległym doświadczeniem i wiedzą specjalistyczną w zakresie postępowania z próbkami DNA i RNA pochodzącymi z globalnych inicjatyw badań genetycznych, w tym krwi i próbek z kilku krajów w SSA. Opracowano umowę o przekazaniu materiałów w celu wysyłki próbek biologicznych do Wielkiej Brytanii.
2. Ekstrakcja i ocena ilościowa DNA i RNA DNA i RNA są ekstrahowane na Uniwersytecie KwaZulu-Natal, Uniwersytecie w Cambridge, Wellcome Trust Sanger Institute lub przez autoryzowanego usługodawcę zewnętrznego w Wielkiej Brytanii, np. GenProbe, Manchester. Oczyszczone DNA lub RNA jest następnie wysyłane do Wellcome Trust Sanger Institute. Cały wyekstrahowany kwas nukleinowy jest oznaczany ilościowo za pomocą elektroforezy żelowej lub picogreen (dla próbek DNA) lub rybogreen (dla próbek RNA) i oznaczany ilościowo względem wzorców o znanym stężeniu. Wszystkie próbki kwasów nukleinowych są przechowywane w Wellcome Trust Sanger Institute w bezpiecznych zamrażarkach w temperaturze -80˚C.

3 Genotypowanie i sekwencjonowanie Obecne macierze różnorodności obejmujące cały genom człowieka nie oddają w wystarczającym stopniu wysokiego poziomu różnorodności genetycznej i struktury populacji występujących w populacjach afrykańskich, co ogranicza ich użyteczność. Dlatego wykorzystamy sekwencjonowanie nowej generacji, macierze genotypowania i imputację, aby pomóc określić związek między ludzką zmiennością genetyczną w badanej populacji a ilościowymi czynnikami ryzyka i chorobami oraz różnorodnością wirusów. Całe genotypowanie i sekwencjonowanie odbywa się w Wellcome Trust Sanger Institute. Ponadto, ze względu na ogromne wymagania dotyczące przechowywania i przechowywania danych genomowych z metody sekwencjonowania nowej generacji, wszystkie surowe dane genomowe są przechowywane w Wellcome Trust Sanger Institute w Wielkiej Brytanii.

4 Transfer danych, przechowywanie i zarządzanie Wszystkie surowe dane genomowe będą przechowywane w Wellcome Trust Sanger Institute w Wielkiej Brytanii oraz w Europejskim Archiwum Genomu i Fenomu (EGA) w Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej – Europejskim Instytucie Bioinformatyki (EBI) w Wielkiej Brytanii.