Взаимосвязь между резистентностью к инсулину и диабетом 2 типа, индуцированным статинами, и интегративное личное профилирование омиков

1. ЗНАЧЕНИЕ

   Статины и риск развития СД2. Лечение статинами связано с увеличением частоты случаев СД2.1-4 5

   Механизм СД2, индуцированного статинами. Неясно, повышают ли статины риск СД2 за счет снижения действия инсулина, его секреции или того и другого. Опубликовано несколько рукописей, которые существенно улучшают понимание связи между приемом статинов и возникновением СД2. Swerdlow et al.2, основываясь на данных генетического анализа и рандомизированных исследований, пришли к выводу, что повышенный риск СД2, отмеченный при приеме статинов, по крайней мере «частично объясняется ингибированием ГМГ-кофермента А-редуктазы (HMGCR)». Они также отметили связь увеличения веса с вариантами HMGCR у пациентов, получавших статины, что привело к представлению о том, что снижение чувствительности к инсулину способствует диабету, вызванному статинами. В этом контексте Седерберг и др. 9 показали в большом проспективном исследовании (n = 8749 мужчин), что у участников, получавших статины (n = 2142), было 46% увеличение числа случаев СД2, связанное со снижением уровня инсулина на 24%. чувствительность и снижение секреции инсулина на 12%, оцененное суррогатными показателями.

   Выявление лиц с повышенным риском статин-индуцированного СД2: исследования 3 рандомизированных клинических испытаний аторвастатина группой Дэвида Уотерса 1,3,4 продемонстрировали, что «исходный уровень глюкозы натощак, индекс массы тела, гипертония и триглицериды натощак были независимыми предикторами». T2D». Эти аномалии образуют кластер, связанный с резистентностью к инсулину.10 Поскольку резистентность к инсулину является предиктором развития СД2, представляется вероятным, что чем более резистентны к инсулину люди до начала лечения, тем больше у них риск развития СД2, индуцированного статинами.

   В этом контексте относительно мало внимания уделялось роли, которую может играть метаболическая гетерогенность у пациентов с повышенными концентрациями Х-ЛПНП в индуцированном статинами СД2. В частности, субъекты с повышенными концентрациями Х-ЛПНП, у которых также повышены концентрации триглицеридов (ТГ) в плазме, обладают резистентностью к инсулину, гиперинсулинемией и непереносимостью глюкозы по сравнению с субъектами с изолированными уровнями Х-ЛПНП. Таким образом, эту подгруппу пациентов с повышенными концентрациями Х-ЛПНП можно рассматривать как находящихся в «переломном моменте», и любое неблагоприятное влияние статинов на действие и/или секрецию инсулина, независимо от того, как оно опосредовано, подвергает их повышенному риску развивается диабет, вызванный статинами. Действительно, мы показали (Kohli et al)1, что пациенты как с резистентностью к инсулину (о чем свидетельствует высокий уровень ТГ), так и с предиабетом подвержены особенно высокому риску статино-индуцированного СД2.

   Мы стремимся ответить на два важных вопроса, оставшихся без ответа: влияют ли статины в первую очередь на резистентность к инсулину или на секрецию инсулина?; Существуют ли подгруппы людей с самым высоким риском развития статин-индуцированного СД2?

2. ОБОСНОВАНИЕ, ГИПОТЕЗА

   Обоснование:

   СД2 развивается, когда люди с резистентностью к инсулину не могут поддерживать степень компенсаторной гиперинсулинемии, необходимую для поддержания нормальной толерантности к глюкозе. Однако остаются важные фундаментальные вопросы. Например, какова клеточная/молекулярная связь между лечением статинами и изменениями в действии и секреции инсулина?

   Это предложение основано на предположении, что изучение влияния статинов на действие инсулина и секрецию инсулина с использованием методов «золотого стандарта» поможет определить, влияют ли статины неблагоприятно на риск развития СД2, повышая резистентность к инсулину или снижая секрецию инсулина. Мы используем тест на супрессию инсулина (с определением стационарного уровня глюкозы в плазме, SSPG) для определения чувствительности к инсулину и тест градуированной инфузии глюкозы (с определением скорости секреции инсулина, ISR) для определения секреции инсулина как до, так и после лечение статинами у лиц без диабета.

   Мы предполагаем, что лечение аторвастатином в дозе 40 мг/сутки в течение приблизительно 10 недель ухудшит чувствительность к инсулину и/или секрецию инсулина и что этот эффект может усугубиться у пациентов с резистентностью к инсулину. Таким образом, мы планируем изучить влияние аторвастатина не только на всех участников, но и на подгруппы лиц с исходной резистентностью к инсулину (которые будут расширены за счет набора добровольцев с повышенным уровнем ТГ в плазме (≥150 мг/дл) на исходном уровне). Обоснованием этого является то, что ТГ плазмы являются суррогатным показателем резистентности к инсулину с умеренной корреляцией с прямым показателем резистентности к инсулину (стабильное состояние глюкозы в плазме), измеряемым тестом на подавление инсулина. Клинически субъекты с повышенным уровнем ТГ до лечения статинами могли бы получить существенную клиническую пользу от статинов, и одна из второстепенных целей исследователей состоит в том, чтобы продемонстрировать, что простое измерение концентрации ТГ в плазме (как суррогат резистентности к инсулину) может помочь выявить тех, у кого повышен уровень ТГ. риск индуцированных статинами нарушений гликемического контроля. Следовательно, мы предлагаем включить добровольцев, не страдающих диабетом, с высоким риском развития СД2, без известных атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний (АСССЗ), не получающих статины, имеющих право на терапию статинами в соответствии с рекомендациями ACC/AHA (Американского колледжа кардиологии/Американской кардиологической ассоциации) 2013 г. .11 Мы также будем нацеливать усилия по набору на обогащение для субъектов с концентрацией ТГ в плазме ≥ 150 мг/дл, чтобы гарантировать, что мы регистрируем субъектов в диапазоне чувствительности к инсулину.

   Гипотеза. Мы предполагаем, что интенсивная терапия аторвастатином в течение примерно 10 недель будет нарушать чувствительность к инсулину и/или секрецию инсулина и что этот эффект может усугубляться у пациентов с резистентностью к инсулину.

3. ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ

   Размер образца

   • Мы стремимся набрать и удержать в этом исследовании 75 участников.

   Место учебы

   • Отдел клинических и трансляционных исследований (CTRU) по адресу: 800 Welch Road, Palo Alto, CA 94304.

   Продолжительность

   • Мы ожидаем, что все исследование займет 4-5 лет до окончания анализа данных. Каждый отвечающий требованиям кандидат, добровольно давший согласие на участие в исследовании, будет активен в нем в общей сложности в течение 5 месяцев с момента скрининга до окончания их последнего визита.

4. ПРОЦЕДУРЫ ИЗУЧЕНИЯ

   Набор персонала

   Предварительные стратегии найма будут включать:

   Добровольцы будут набираться из района залива Сан-Франциско с помощью объявлений в газетах, расклеенных листовках и на сайте социальной сети NextDoor, а также из клиник профилактической кардиологии Stanford Health Care. Наша цель состоит в том, чтобы обеспечить набор в широком диапазоне чувствительности к инсулину. Предыдущая работа нашей и других групп показала, что высокие концентрации ТГ в плазме связаны с повышенной резистентностью к инсулину, что оценивается по эталонным показателям. Поэтому мы будем ориентировать рекламу на людей с высоким уровнем ТГ (> 150 мг/дл) в качестве суррогата повышенной резистентности к инсулину.

   Посещения участников и процедуры

   Потенциальные участники будут первоначально проверены, когда они позвонят или отправят электронное письмо в ответ на объявления о наборе персонала или письмо от своего доктора медицины, описывающее исследование следующим образом:

   Предварительный прием будет происходить по телефону.

   Визит 1 Скрининговый визит.

   Визит 2: Пероральный тест на толерантность к глюкозе (ОГТТ): этот тест займет около 3 часов.

   i) Гликемический статус: Участники будут классифицированы как имеющие нормальную толерантность к глюкозе (NGT), изолированное нарушение гликемии натощак (IFG), изолированное нарушение толерантности к глюкозе (IGT) или комбинированное IFG/IGT12. Кроме того, общий интегрированный ответ уровня глюкозы в плазме во время ПГТТ будет рассчитываться трапециевидным методом (глюкоза-AUC).

   ii) функция β-клеток: расчет индекса чувствительности к секреции инсулина-2 (ISSI-2) будет использоваться для количественной оценки секреторной функции инсулина 13, если по какой-либо причине не будет проведено поэтапное исследование инфузии глюкозы. ISSI-2 — это валидированный основанный на OGTT метод измерения функции β-клеток, аналогичный индексу диспозиции, полученному при внутривенном тесте на толерантность к глюкозе 14. Он рассчитывается путем умножения секреторной реакции инсулина во время OGTT (инсулин-AUC/глюкоза-AUC) на резистентность к инсулину (индекс Мацуда).

   Результаты измерения уровня глюкозы натощак и через 2 часа будут обсуждаться с участником исследования, и ему будет предоставлена ​​копия результатов.

   Посещение 3. Инфузия глюкозы, GGIT 15,16: Этот тест займет около 6 часов.

   Этот тест предназначен для оценки способности поджелудочной железы вырабатывать инсулин в ответ на дозированную инфузию глюкозы. Во время этого теста испытуемым будут установлены два небольших внутривенных катетера, по одному в каждую руку. Одна капельница будет использоваться для забора образцов, а другая — для инфузии глюкозы. Во время GGIT будут проводиться непрерывные внутривенные инфузии глюкозы с постепенно увеличивающейся скоростью: 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 8 кг/мин в течение шести периодов инфузии продолжительностью 40 минут. Образцы крови будут собираться для измерения концентрации глюкозы, инсулина и С-пептида натощак, а также через 30 и 40 минут каждого периода инфузии. Два значения за последние 10 минут каждого периода инфузии будут усреднены. Объем крови, взятой для этого анализа, составит 47,5 мл.

   Посетите 4. Тест на подавление инсулина, IST 17,18: этот тест займет около 6 часов.

   Этот тест предназначен для определения чувствительности всего организма к инсулину. После ночного голодания испытуемым вводят капельницу в каждую руку. Один для забора крови, другой для инфузии октреотида (0,27 мкг/м2/мин), инсулина (32 мЕд/м2/мин) и глюкозы (267 мг/м2/мин) в течение 180 минут. Во время теста подавляется эндогенный инсулин, и всем людям вводят одинаковую концентрацию инсулина в зависимости от площади поверхности их тела. Кровь берут каждые 30 минут в течение 150 минут, а затем с 10-минутными интервалами от 150 до 180 минут инфузии для измерения концентрации глюкозы и инсулина в плазме. Среднее из последних четырех значений используется в качестве стационарных концентраций инсулина в плазме (SSPI) и глюкозы (SSPG) для каждого человека. Поскольку концентрации SSPI одинаковы у всех испытуемых во время IST, концентрация SSPG обеспечивает прямое измерение способности инсулина опосредовать удаление инфузионной нагрузки глюкозой; чем выше концентрация SSPG, тем более резистентным к инсулину является человек. Лаборатории для проверки функции почек и печени, а также панель липидов и тест мочи на беременность (при необходимости) будут выполнены во время этого визита. Взятая кровь или IST будут составлять 58,5 мл и 5 мл для лабораторий SHC.

   В это время будут отобраны лаборатории для iPOP, и будут получены дополнительные образцы для анализа транскриптома, микробиома, метаболома и протеома в крови; мазки из носа, языка, поверхности кожи; моча; и стул.

   Исследуемый препарат, аторвастатин 40 мг, будет дан участникам исследования после того, как все лабораторные исследования будут проверены и участник пройдет квалификацию.

   Посещение 5-7: посещения будут проводиться каждые 2 недели, в общей сложности 10 недель приема исследуемого препарата (статины). Участники будут оцениваться на предмет любых побочных эффектов или нежелательных явлений (НЯ) при приеме статинов. Соблюдение режима приема исследуемого препарата будет оцениваться при каждом посещении.

   Визит 8: вес, жизненные показатели и ПГТТ, описанные выше.

   Визит 9: Повторите GGIT, как описано выше.

   Визит 10: повторите лабораторные исследования IST и iPOP и образцы, как описано выше. В конце этого визита прием статинов будет прекращен, и участнику исследования будут назначены контрольные визиты через 4 и 8 недель.

   Визит 11: Один месяц перерыва в визите для исследования статинов - вес, основные показатели жизнедеятельности, лабораторные анализы iPOP и образцы будут проводиться, как описано выше.

   Визит 12: Последний визит в рамках исследования - вес, основные показатели жизнедеятельности, лабораторные анализы iPOP и образцы будут проводиться, как описано выше.

   Участников попросят заполнить анкету о ее/его статусе физической активности, еде и пищевых привычках, а также о стрессе во время каждого iPOP.

5. СТАТИСТИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ

Основываясь на нашей предыдущей работе19, мы подсчитали, что с 60 субъектами мы сможем обнаружить 8%-ное изменение концентрации SSPG и 8%-е изменение ISRAUC после терапии аторвастатином с мощностью 80% и уровнем двусторонней значимости 5%, используя t-тест для парных выборок. Таким образом, мы подсчитали, что необходимо зарегистрировать 75 субъектов с ожидаемым уровнем отсева 20%.

Сводная статистика будет представлена ​​в виде медианы (межквартильный размах) или числа (в процентах) участников, если не указано иное. Тесты Шапиро-Уилка будут использоваться для оценки нормальности данных, а переменные, которые не имеют нормального распределения, будут логарифмически преобразованы. Процентные изменения переменных будут рассчитываться по формуле: [(значение в конце исследования) - (базовое значение) / исходное значение] x 100. Тесты парных выборок будут использоваться для сравнения исходных и конечных средних значений. Один выборочный t-критерий будет использоваться для оценки того, значительно ли процентные изменения переменных отличаются от нуля (без изменений). Коэффициенты корреляции Пирсона будут рассчитаны для определения силы связи между интересующими переменными. Заранее определенные анализы подгрупп будут проводиться путем стратификации субъектов с резистентностью к инсулину и субъектов с чувствительностью к инсулину. Медиана концентрации SSPG будет использоваться для определения субъектов как инсулинорезистентных или инсулиночувствительных. Средние значения групп с резистентностью к инсулину и чувствительностью к инсулину будут сравниваться с помощью независимых выборочных тестов t, а пропорции - с помощью тестов хи-квадрат или точных тестов Фишера. Статистический анализ будет выполняться с использованием статистического программного обеспечения IBM SPSS версии 26.0.