Doksycyklina wspomagająca w leczeniu gruźlicy ośrodkowego układu nerwowego (DIRECT)

Badacze stawiają hipotezę, że u pacjentów z gruźlicą OUN dodanie doksycykliny do SOC poprawia wyniki kliniczne.

Celem szczegółowym jest określenie:

1. Czy pierwotny wynik, czyli współczynnik śmiertelności lub ciężkie deficyty neurologiczne u pacjentów z gruźlicą OUN w grupie otrzymującej doksycyklinę, poprawia się po 8 tygodniach. Deficyty neurologiczne będą definiowane przy użyciu zmodyfikowanej skali Rankina wynoszącej 3 lub więcej, aby zmierzyć stopień niepełnosprawności lub zależności w codziennych czynnościach osób, które cierpiały na niepełnosprawność neurologiczną.
2. Czy MMP i transkryptomika genów zapalnych w ramieniu doksycykliny są zmniejszone. Poziomy MMP i TIMP w osoczu i płynie mózgowo-rdzeniowym (CSF) będą mierzone przy użyciu technologii matrycy kulek luminex. Aktywność funkcjonalna MMP CSF będzie oceniana przy użyciu degradacji żelatyny wygaszanej barwnikiem (DQ). Transkrypty genów zapalnych będą mierzone za pomocą sekwencjonowania masowego RNA z pełnej krwi i sekwencjonowania RNA jednokomórkowego. Płyn mózgowo-rdzeniowy będzie również profilowany za pomocą sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek.
3. Czy jednoczesne leczenie SOC i doksycykliną w leczeniu gruźlicy OUN jest bezpieczne. Badacze będą monitorować pacjentów pod kątem działań niepożądanych, włączając badania czynności wątroby, aby ocenić wszelkie istotne zmiany w profilu bezpieczeństwa pacjentów po podaniu wspomagającej doksycykliny w porównaniu z grupą placebo. Określone zostaną standardowe środki, takie jak zdarzenia niepożądane stopnia 3 lub 4 lub poważne zdarzenia niepożądane.

Te szczegółowe cele pozwolą określić, czy doksycyklina poprawi wyniki kliniczne w leczeniu gruźlicy OUN, zmniejszy długoterminowe deficyty neurologiczne, wykazując jednocześnie porównywalny profil bezpieczeństwa. Cele te mają kluczowe znaczenie dla stworzenia podstawy zakrojonego na dużą skalę randomizowanego, kontrolowanego badania III fazy dotyczącego CNS-TB, które będzie miało pozytywny wpływ na praktykę kliniczną i międzynarodowe wytyczne.

Tło i znaczenie kliniczne

Globalne obciążenie gruźlicą i następstwami gruźlicy

Pomimo uznania gruźlicy (TB) za stan nadzwyczajny w 1993 r. przez Światową Organizację Zdrowia (WHO) pozostaje ona globalną epidemią zdrowotną. Znaczna część światowej populacji jest zarażona gruźlicą, szczególnie w krajach o niskich i średnich dochodach, w których zasoby są ograniczone. Pomimo strategii ukierunkowanych na kontrolę infekcji i leczenie gruźlicy, szacuje się, że roczna liczba zgonów z powodu gruźlicy na całym świecie wynosi 1,3 miliona. Co więcej, pandemia choroby koronawirusowej 2019 (COVID-19) również wpłynęła na gruźlicę i oczekuje się, że zapadalność na gruźlicę znacznie wzrośnie. W Singapurze zapadalność na gruźlicę utrzymuje się na stałym poziomie po znacznej poprawie, przy rocznej zapadalności wynoszącej około 39 zakażeń gruźlicą na 100 000 osób, co przekłada się na mniej niż 3000 chorych na gruźlicę rocznie. Ponadto w regionie i na świecie rośnie liczba przypadków gruźlicy wielolekoopornej (MDR) i szeroko lekoopornej (XDR), co stwarza wyzwania kliniczne. Gruźlica MDR i XDR często wymaga przedłużonego leczenia lekami, które często są niedostępne w warunkach ograniczonych zasobów. Singapur nie jest wyłączony z plagi przypadków gruźlicy MDR i XDR, które opisywano w więzieniach, salonach gier, a nawet na osiedlach mieszkaniowych. Globalna i lokalna epidemiologia wskazuje, że gruźlica pozostaje zagrożeniem w postaci choroby zakaźnej.

Jedną z najcięższych postaci gruźlicy jest gruźlica ośrodkowego układu nerwowego, która może prowadzić do znacznej zachorowalności i śmiertelności. W gruźlicy OUN zniszczenie tkanki może skutkować długotrwałymi następstwami neurologicznymi z trwałymi deficytami neurologicznymi. Nawet przy odpowiednim leczeniu gruźlicy OUN i wyleczeniu mikrobiologicznym, śmiertelność z powodu gruźlicy OUN pozostaje wysoka i sięga 30–50%; Gruźlica CNS może nadal pozostawiać resztkowe deficyty neurologiczne. Pacjenci mogą stać się przykuci do łóżka i uzależnieni od codziennych czynności. Nawet przy dobrym standardzie opieki, u aż 55% pacjentów nadal stwierdza się upośledzenie funkcji poznawczych, a u aż 40% pacjentów deficyty motoryczne, ze znacznymi resztkowymi deficytami neurologicznymi. Sterydy stosowane w leczeniu wspomagającym znacząco zmniejszają śmiertelność (41,3% w grupie placebo w porównaniu do 31,8% w grupie leczonej sterydami), lecz wskaźniki zgonów pozostają niedopuszczalnie wysokie. Co najważniejsze, sterydy nie wykazały znaczącej poprawy w przypadku ciężkiej niepełnosprawności spowodowanej deficytami neurologicznymi. Następstwa gruźlicy powodują znaczną zachorowalność długo po leczeniu samej gruźlicy, ponieważ obecnie nie ma leczenia zapobiegającego poważnej niepełnosprawności neurologicznej.

Immunopatologia gospodarza i niszczenie tkanki gruźlicy

Wcześniejsze opublikowane prace wykazały, że przyczyną zniszczenia tkanek w gruźlicy i skutkującego jej następstwami jest nadmierny stan zapalny gospodarza i nabyta odpowiedź immunologiczna. Chociaż immunopatologia gruźlicy nie jest w pełni poznana, wykazano, że kluczową rolę mogą odgrywać cytokiny prozapalne, takie jak czynnik martwicy nowotworu alfa (TNF-α). Proteazy powodują zniszczenie tkanki u pacjentów z gruźlicą, przy czym MMP mają wyjątkową zdolność do zbiorowej degradacji wszystkich włókienek macierzy zewnątrzkomórkowej przy obojętnym pH wodoru, którego wydzielanie MMP w gruźlicy jest nadmierne. Aktywność MMP jest rozregulowana w gruźlicy, co jest kluczem w patofizjologii. Wydzielanie wielu MMP jest zwiększone, co wynika z ludzkich makrofagów, komórek nabłonkowych i neutrofili, co wykazaliśmy. W kilku modelach zwierzęcych gruźlicy wykazano zwiększenie poziomu MMP wraz ze zniszczeniem tkanki, co dostarcza dalszych dowodów na rolę patogennych MMP in vivo.

Doksycyklina jest jedynym inhibitorem MMP licencjonowanym przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków, który ma zarówno właściwości antybakteryjne, jak i immunomodulujące. Jest to antybiotyk stosowany od dziesięcioleci w szeregu wskazań klinicznych, w tym w chorobach przyzębia (choroby dziąseł), działający na szczeliny przyzębia poprzez zmniejszenie stężenia kolagenaz. Wykazano również, że doksycyklina działa bakteriostatycznie na Mycobacterium tuberculosis (Mtb). Ma doskonały profil bezpieczeństwa, nawet jeśli jest podawany przez dłuższy czas. Można go także podawać przez sondę nosowo-żołądkową u osób z trudnościami w połykaniu. Co więcej, jest to lek powszechnie dostępny i tani, dzięki czemu jest łatwo dostępny nawet w warunkach ograniczonych zasobów. Dodanie terapii wspomagającej doksycykliną do kortykosteroidów i standardowego leczenia gruźlicy może zmniejszyć ekspresję MMP gospodarza i odpowiedź genów zapalnych w ludzkiej gruźlicy OUN, poprawiając w ten sposób wyniki kliniczne i następstwa neurologiczne.

Doksycyklina moduluje niszczenie tkanki gruźlicy

Przeprowadziliśmy pierwsze na świecie badanie dotyczące gruźlicy płuc z doksycykliną. W podwójnie ślepym, randomizowanym badaniu klinicznym II fazy z udziałem 30 pacjentów z gruźlicą płuc, oceniającym terapię doksycykliną ukierunkowaną na gospodarza, finansowaną przez National Medical Research Council, badacze wykazali, że 2 tygodnie doksycykliny poprawiają rozdzielczość jamy płucnej, na co wskazują pacjenci wykazujący znacząco mniejsze ubytki. Ponadto zaobserwowano również korzystny efekt immunologiczny gospodarza, który utrzymywał się 6 tygodni po odstawieniu doksycykliny, przyspieszając powrót do zdrowej ekspresji genów transkryptomu gospodarza. Poziom MMP był również obniżony poprzez supresję MMP-1 w osoczu i dalsze zmniejszenie stężenia MMP kolagenazy i żelatynazy w plwocinie. Jednakże wpływ doksycykliny na śmiertelność i wyniki neurologiczne w gruźlicy OUN nie jest znany. To randomizowane, kontrolowane badanie fazy 2 ma na celu określenie, czy uzupełniające leczenie doksycykliną można rozszerzyć na gruźlicę OUN w celu poprawy wyników klinicznych i następstw neurologicznych. Zmniejszenie niepełnosprawności neurologicznej odciążyłoby placówki opieki zdrowotnej i zmaksymalizowałoby ekonomicznie produktywne życie jednostki. Jeśli wyniki te będą pozytywne, dostarczą wstępnych danych do badania RCT fazy 3. Wyniki zostaną szybko przekazane WHO, z którą badacze ściśle współpracują, aby wpłynąć na międzynarodowe wytyczne i praktykę kliniczną.

Konkretne cele i hipotezy

Badacze stawiają hipotezę, że u pacjentów z gruźlicą OUN dodanie doksycykliny do SOC poprawia wyniki kliniczne.

Celem szczegółowym jest określenie:

1. Czy pierwotny wynik, czyli współczynnik śmiertelności lub ciężkie deficyty neurologiczne u pacjentów z gruźlicą OUN w grupie otrzymującej doksycyklinę, poprawia się po 8 tygodniach. Deficyty neurologiczne będą definiowane przy użyciu zmodyfikowanej skali Rankina wynoszącej 3 lub więcej, aby zmierzyć stopień niepełnosprawności lub zależności w codziennych czynnościach osób, które cierpiały na niepełnosprawność neurologiczną.
2. Czy MMP i transkryptomika genów zapalnych w ramieniu doksycykliny są zmniejszone. Poziomy MMP i TIMP w osoczu i płynie mózgowo-rdzeniowym (CSF) będą mierzone przy użyciu technologii matrycy kulek luminex. Aktywność funkcjonalna MMP CSF będzie oceniana przy użyciu degradacji żelatyny wygaszanej barwnikiem (DQ). Transkrypty genów zapalnych będą mierzone za pomocą sekwencjonowania masowego RNA z pełnej krwi i sekwencjonowania RNA jednokomórkowego. Płyn mózgowo-rdzeniowy będzie również profilowany za pomocą sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek.
3. Czy jednoczesne leczenie SOC i doksycykliną w leczeniu gruźlicy OUN jest bezpieczne. Badacze będą monitorować pacjentów pod kątem działań niepożądanych, włączając badania czynności wątroby, aby ocenić wszelkie istotne zmiany w profilu bezpieczeństwa pacjentów po podaniu wspomagającej doksycykliny w porównaniu z grupą placebo. Określone zostaną standardowe środki, takie jak zdarzenia niepożądane stopnia 3 lub 4 lub poważne zdarzenia niepożądane.

Te szczegółowe cele pozwolą określić, czy doksycyklina poprawi wyniki kliniczne w leczeniu gruźlicy OUN, zmniejszy długoterminowe deficyty neurologiczne, wykazując jednocześnie porównywalny profil bezpieczeństwa. Cele te mają kluczowe znaczenie dla stworzenia podstawy zakrojonego na dużą skalę randomizowanego, kontrolowanego badania III fazy dotyczącego CNS-TB, które będzie miało pozytywny wpływ na praktykę kliniczną i międzynarodowe wytyczne.