Генетика ответа QT на моксифлоксацин (MOXIGEN)

I. Исходная информация и значение A. Историческая справка и научная основа Наиболее частой причиной отмены или ограничения препаратов, уже находящихся на рынке, является удлинение интервала QT и, как следствие, потенциально фатальная аритмия, пируэтная желудочковая тахикардия1. Впервые описанная в 1960-х годах при терапии хинидином2, пируэтная желудочковая тахикардия чаще всего возникает при приеме антиаритмических средств3, хотя риск внезапной сердечной смерти увеличивается на 270% при использовании несердечных препаратов, удлиняющих интервал QT4.

Интервал QT на электрокардиограмме отражает реполяризацию миокарда желудочков, а нарушения продолжительности интервала QT являются наиболее частым индикатором аномальной реполяризации. Хотя существует ряд гипотез о том, как аномальная реполяризация, и в частности удлинение интервала QT, приводит к желудочковым аритмиям, наиболее устойчивым открытием, по-видимому, является то, что во время длительной деполяризации натриевые каналы восстанавливаются после инактивации и реактивируются, вызывая так называемую раннюю постдеполяризацию. В сочетании с гетерогенностью реполяризации эти ранние афтердеполяризации создают благоприятный миокардиальный субстрат для ре-энтри, что приводит к распространению внутримиокардиальных ре-энтри-волн и пируэтной тахикардии5.

Медикаментозное удлинение интервала QT является барьером номер один для выхода на рынок новых терапевтических средств. Хотя ряд лекарств, факторы окружающей среды и генетические факторы связаны с удлинением интервала QT, наша способность прогнозировать на индивидуальной основе, у кого разовьется удлинение интервала QT, не говоря уже о torsade de pointes, ограничена.

Индивидуальный генетический подход к предотвращению токсичности был бы важен, поскольку реакция кардиотоксического препарата не специфична для одного класса препаратов; Прогнозирование риска аритмогенности может применяться для лекарств, используемых при различных состояниях. В узком смысле это исследование может позволить вывести на рынок лекарства с минимальными в настоящее время профилями риска и пользы, избавив тех, кто подвергается риску, и предоставив доступ к новым методам лечения тем, кто этого не делает. С точки зрения общественного здравоохранения это уменьшит потенциально смертельную токсичность и, таким образом, улучшит здоровье человека за счет выявления конкретных лиц, подвергающихся риску.

B. Предыдущие исследования В метаанализе трех проспективных когорт — исследования сердечно-сосудистых заболеваний, исследования сердца Framingham и исследования Rotterdam — у 13 685 белых людей европейского происхождения в рамках консорциума QTGEN Ньютон-Чех и его коллеги выявили распространенные варианты ассоциаций (p < 5x10-8) в пяти локусах, ранее связанных с интервалом QT: NOS1AP, KCNQ1, KCNE1, KCNH2 и SCN5A, а также новые ассоциации в 5 других локусах, влияние которых на реполяризацию миокарда ранее не признавалось10. По этим 10 локусам 14 независимых вариантов объясняли 5,4-6,5% вариации интервала QT, что больше, чем объясняется полом или возрастом, сильнейшими негенетическими клиническими факторами10. Оценка генотипа QT, основанная на этих вариантах, была связана с удлинением QTc на 9,7–12,4 мс в верхнем квинтиле по сравнению с нижним квинтилем в выборках метаанализа, которые включали разнородный возраст, факторы риска и профили воздействия лекарств10–12. Эти эффекты были одинаковыми у лиц как европейского, так и афроамериканского происхождения. Эта оценка QT была независимо подтверждена в финской выборке населения, в которой полное определение лекарственного средства позволило исключить пациентов, получающих терапию, изменяющую интервал QT, и в которой оценка QT была связана с разницей интервала QT в 15,6 мс между верхним и нижним квинтилями13.

Моксифлоксацин хорошо подходит для изучения лекарственного удлинения интервала QT, поскольку известно, что он вызывает преходящее и легкое удлинение интервала QT. По сравнению с плацебо прием 400 мг перорального моксифлоксацина связан с увеличением интервала QT с поправкой на частоту сердечных сокращений примерно на 10 мс14, 15. Несмотря на это увеличение интервала QT, нет сообщений о повышенном риске внезапной смерти при пероральном приеме однократной дозы моксифлоксацина16, поэтому это безопасный и хорошо проверенный препарат для использования при изучении кардиотоксического ответа на лекарственные препараты у здоровых людей. Кроме того, он широко используется фармацевтической промышленностью в качестве положительного контроля, как того требует FDA, для демонстрации достаточно чувствительного метода обнаружения удлинения интервала QT.

C. Обоснование предполагаемой пользы исследования Удлинение интервала QT, вызванное лекарственными препаратами, представляет собой значительный риск для здоровья населения и серьезное препятствие для разработки лекарственных средств19-21. Например, цизаприд, препарат для моторики пищевода, применяемый при гастроэзофагеальном рефлюксе, мог привести к более чем 80 смертельным исходам до того, как был изъят из продажи22. В дополнение к определению виновных лекарств, существуют также характеристики уязвимого пациента, включая женский пол23, брадикардию24, гипокалиемию25 и генетическую предрасположенность за счет редких мутаций3, 6, 26, которые подвергают определенных людей более высокому риску фатальной аритмии. Идентификация этих лиц, входящих в группу риска, с использованием генетических маркеров представляет собой важный шаг на пути к более безопасной фармакотерапии7. Основой этого исследования является расширение использования генетики за пределы редких семейных мутаций, предрасполагающих к риску удлинения интервала QT, до крупномасштабного скрининга населения в целом путем генотипирования (анализа конкретных вариантов) относительно распространенных полиморфизмов, которые могут увеличить риск удлинения интервала QT. пролонгация и последующая torsade de pointes.

II. Конкретная цель Мы предполагаем, что распространенные генетические варианты с промежуточным влиянием на интервал QT в покое, при рассмотрении в совокупности, могут выявить подгруппу лиц с риском чрезмерного удлинения интервала QT в ответ на лекарство, удлиняющее интервал QT.

Эта гипотеза будет проверена с помощью следующей конкретной цели:

Оценить способность общих генетических вариантов в совокупности предсказывать вызванное лекарствами удлинение интервала QT у здоровых людей. Мы наберем 80 здоровых добровольцев, отобранных из верхнего и нижнего квинтилей генотипа QT, для оценки ответа QT на моксифлоксацин по сравнению с плацебо в Массачусетской больнице общего профиля (MGH).

III. Отбор субъектов A. Критерии включения/исключения. С помощью отдельного протокола д-р Ньютон-Че набрал на сегодняшний день более 1000 здоровых добровольцев в возрасте от 18 до 40 лет, давших согласие на повторный контакт на основе генотипов, определенных после первоначального визита для скрининга, все из них прошли экстракцию ДНК. Из существующей коллекции из 1000 субъектов примерно 75% называют себя европейцами/кавказцами, а 8% - афроамериканцами. Это в остальном здоровые люди в возрасте 18 лет и старше. Для этого исследования мы будем генотипировать 68 независимых SNP QT, используя массив генотипирования Sequenom в ядре Sequenom Центра генетических исследований человека MGH на этих образцах. Оценка генотипа представляет собой сумму предсказанных эффектов на интервал QT для каждого генотипа. На основании оценки генотипа мы определим группу лиц, принадлежащих к верхнему или нижнему квинтилю оценки риска генотипа QT, которые будут иметь право на участие в нашем исследовании моксифлоксацина (подробности расчета оценки генотипа см. ниже). Очевидно здоровые мужчины и женщины-добровольцы европейского и афроамериканского происхождения в возрасте от 18 до 50 лет будут иметь право на участие, если они не имеют известных сердечно-сосудистых, почечных, печеночных заболеваний, не имеют личного или семейного анамнеза внезапной сердечной смерти; не используйте прописанные или безрецептурные лекарства, а также рекреационные наркотики; не имеют брадикардии (определяемой как частота сердечных сокращений в покое < 50 ударов в минуту), нарушения проводимости (QRS > 100 мс) или удлинения интервала QTc на электрокардиографии (QTc > 500 мс); и имеют нормальный сывороточный калий (K>3,3) и магний (Mg>1,8), а также функциональные пробы почек и печени. Мы исключаем женщин, которые кормят грудью, беременны или планируют забеременеть в период исследования, информируем их о важности использования противозачаточных средств в период исследования и проверяем уровень ХГЧ в сыворотке во время скринингового визита. По нашим оценкам, 266 человек (133 в самом высоком и самом низком квинтилях соответственно) будут иметь право на участие.

IV. Регистрация субъекта

A. Методы регистрации и процедуры информированного согласия:

Подробную информацию об идентификации субъекта для регистрации см. выше. Подходящие лица будут приглашены на скрининговый визит для исследования моксифлоксацина с целевым набором 40 человек в каждой группе генотипа. Мы планируем связаться с 266 людьми, которые находятся в верхнем и нижнем квинтилях оценки генотипа QT, чтобы прийти на скрининговый визит. Мы ожидаем пригласить около 160 человек для скринингового визита с целевым размером выборки 80 человек. С этими субъектами свяжутся по телефону по поводу участия в этом исследовании, а затем по прибытии на скрининговый визит будет получено информированное согласие, а при последующих посещениях будет проверено, имеют ли они право на участие в протоколе исследования.

V. Протокол исследования A. Сбор данных: Субъекты будут доставлены в Центр клинических исследований MGH для первоначального скринингового посещения, в ходе которого будут рассмотрены критерии приемлемости (с исключением/включением, если применимо), и им будет предоставлена ​​запись ЭКГ. Лица, имеющие право на участие в ознакомительных поездках, будут позже возвращены в Центр клинических исследований MGH в два отдельных дня, разделенных по крайней мере одной неделей (для обеспечения вымывания). При каждом посещении они будут получать исследуемый препарат (моксифлоксацин перорально в дозе 400 мг или плацебо), распределенный методом двойной слепой блочной рандомизации (отдельно по группам пола и генотипа) в 10:00 натощак (ключ рандомизации будет находиться у статистика; весь остальной исследовательский персонал будут ослеплены до закрытия исследования). Женщины будут проходить скрининг на беременность с использованием ХГЧ в моче во время обоих визитов в рамках исследования. Они будут проходить 6 ЭКГ в момент времени 0 и с 30-минутными интервалами после этого в положении сидя после не менее 15 минут отдыха с фиксированным размещением электродов в общей сложности 6 часов после введения исследуемого препарата. Через 2, 4 и 6 часов возьмут кровь для определения моксифлоксацина в плазме методом масс-спектрометрии. Все ЭКГ загружаются в исследовательский раздел базы данных ЭКГ GE MUSE 7 Массачусетской больницы общего профиля, а для измерения интервалов применяется алгоритм 12 SL, который использовался в предыдущих исследованиях нашей группы. Мы будем контролировать QT каждые 30 минут на протяжении всего протокола и выявлять любых субъектов с выраженным удлинением интервала QT. Любой субъект, у которого QTc> 500 мс, будет оставлен в HCRC для дальнейшего наблюдения с решением либо о последующем наблюдении в HCRC каждое утро до тех пор, пока он не станет менее 500 мс, либо будет госпитализирован для телеметрии в зависимости от степени пролонгации и решения клинициста.

B. Венепункция: Венепункция будет выполняться с использованием стандартных методов для получения плазмы для количественного определения уровня моксифлоксацина. Мы соберем 10 мл крови через 2 часа, 4 часа и 6 часов после введения исследуемого препарата (всего 30 мл).

C. Генотипирование: Генотипирование будет проводиться с помощью массива генотипирования Sequenom в ядре Sequenom Центра генетических исследований человека MGH на существующей геномной ДНК, выделенной в.

VI. Биостатистический анализ:

Оценка генотипа QT. Мы планируем использовать модификацию оценки генотипа QT, которая была установлена ​​ранее11, 12 и подтверждена нами в отдельной финской когорте13. Оценка строится с использованием числа копий аллеля, умноженного на оценки эффекта. Из оценки генотипа мы определим группу лиц, которые принадлежат к верхнему или нижнему квинтилю оценки риска генотипа QT (из которых мы ожидаем, что 75% (n = 133 на квинтиль)) для участия в нашем исследовании моксифлоксацина на основании нашей предыдущей экспериментальной работы. Мы пригласим этих людей на скрининговый визит (см. выше) для исследования моксифлоксацина с целевым набором 40 человек в каждой группе генотипа.

Оценка результатов: любой человек с синусовой аритмией, присутствующий более чем в 50% ЭКГ во время двух визитов в рамках исследования, будет исключен из анализа. ЭКГ с преждевременными желудочковыми или предсердными сокращениями будут исключены из анализа (это очень редко встречается у здоровых добровольцев). QTc с использованием коррекции частоты сердечных сокращений Фридериции (QTc = QT/3√RR) будет приниматься как среднее значение всех подходящих ЭКГ в каждый момент времени. ΔQTc будет рассчитываться как разница QTc от исходного уровня (после введения исследуемого препарата/плацебо) для каждой временной точки. Исходя из ΔQTc, разница между ΔQTc после приема моксифлоксацина и плацебо также будет рассчитываться в каждый момент времени (ΔΔQTc). Среднее значение ΔΔQTc для временных точек 180–300 минут (которое, согласно нашей пилотной работе и опубликованным отчетам, должно составлять 10 мс) затем будет сравниваться между двумя группами генотипов (верхней и нижней и квинтильной) с использованием непарного t-критерия. По нашим оценкам, на основе наших экспериментальных данных потребуется 40 человек в каждой группе, чтобы иметь достаточную мощность для обнаружения клинически значимой (6,3 мс) разницы в удлинении интервала QT между двумя группами (таблица 2). Увеличение на 6 мсек после воздействия препарата по сравнению с плацебо является порогом, при котором FDA выражает обеспокоенность по поводу способности препарата вызывать пируэтную желудочковую тахикардию и, таким образом, является клинически значимым.

Вторичные анализы. Мы планируем провести три вторичных анализа. Во-первых, мы рассмотрим влияние одиночных SNP с более сильным эффектом на ответ QT на моксифлоксацин. Поскольку расчеты мощности и зачисление в исследование основаны на совокупной оценке генотипа, мы ожидаем, что эти вторичные анализы будут недостаточными. Во-вторых, если мы наблюдаем значительную разницу в ответе QT между верхним и нижним квинтилями оценки генотипа QT, мы изучим влияние децилей на наблюдаемые результаты, сравнивая 9-й (80-90% ile) и 10-й децили (> 90% ile) оценки к нижнему децилю или квинтилю, хотя, учитывая сложный характер оценки генотипа и аддитивный характер вариантов, мы не ожидаем порогового эффекта. Наконец, мы определим влияние исходного QTc на ответ QT и проверим, изменяет ли дополнительная корректировка исходного QTc какой-либо наблюдаемый эффект оценки генотипа на ответ QT на моксифлоксацин.