DNA-sekvensering av MDR-TB i östra Sibirien

Den multiresistenta tuberkulosepidemin (MDR-TB) i Irkutsk oblast i östra Sibirien är utan tvekan den allvarligaste i världen. Utredarna har funnit att i Irkutsk TB Dispensary, remisssjukhuset för oblasten (staten), drabbades patienter med HIV och primär MDR-TB (ingen tidigare historia av TB-behandling) dåligt under den slutna fasen av behandlingen. Man fann också att genotypiska läkemedelsresistensmutationer endast delvis förklarar omfattningen av fenotypisk resistens som är så utbredd i Irkutsk. Suboptimala anti-TB-läkemedelskoncentrationer i serum förstärker sådan fenotypisk resistens och arbete i andra sammanhang har visat vikten av att optimera farmakokinetiken för att förbättra TB-resultatet. Sådant grundarbete i anti-TB/antiretrovirala läkemedelskoncentrationer saknas för läkemedel som används vid behandling av MDR-TB och saknas i den HIV-infekterade befolkningen. Vidare har utredarna funnit att HIV-infektion i Irkutsk var associerad med Beijing TB genotyp liknande andra hög belastning inställningar, och att den totala dödligheten var vanligare hos dem med M. tuberculosis sublineage Beijing MIT17. Sålunda sammantaget antar utredarna att den höga tidiga TB-dödligheten i Irkutsk beror på en kombination av komplex MDR och omfattande läkemedelsresistent (XDR)-TB som är ofullständigt diagnostiserad och ofullständigt behandlad, dålig anti-TB/antiretroviral farmakokinetik som leder till låg effektivitet och ökad cirkulation av hypertransmissibla och virulenta M. tuberculosis sublineages.

För försökspersoner som misstänks för tuberkulos kommer sputumprover eller andra överblivna sputum-/blodprover att screenas av GeneXpert och om de är positiva, odlas för tuberkulos och det odlade provet utsätts för läkemedelskänslighetstestning med konventionell kvalitativ resistens och minsta hämmande koncentration (MIC), sekvensering för läkemedelsresistensmutation och spoligotypning för sublineage-identifiering. Primär analys kommer att inkludera standardkänslighet/specificitet för varje läkemedelsmutation jämfört med konventionell kvalitativ resistens och sedan median/intervall MIC-värden bland isolat med/utan mutation för förbättrad diskriminering. Sublineage-analys kommer att vara genom mykobakteriella interspersed repetitiva enhet/variabelt antal tandemupprepningar (MIRU24-VNTR) och korrelerad med läkemedelsresistens genom konventionell känslighet, MIC och sekvenseringsresultaten för läkemedelsresistensmutationer. Överföringskapaciteten för sublineages kommer att utvärderas utifrån nivån på deras klustring via 24-loci MIRU-typning.

För försökspersoner som slutligen påbörjar TB-behandling inkluderar de farmakokinetiska parametrarna som ska testas mot MIC för varje TB-läkemedel i patientens regim topp (Cmax) och area under koncentration-tidskurvan (AUC). Parametrar kommer att jämföras med de förväntade intervallen för varje läkemedel och uttrycks som både ett populationsvärde och på individnivå (andel patienter under det förväntade intervallet för varje läkemedel). Det kliniska resultatet av TB-behandlingsmisslyckande kommer att jämföras med andelen försökspersoner med en baslinje (2 veckor) Cmax/MIC under det minimala målet (lägsta µg/ml koncentration/högsta MIC för ett isolat som fortfarande anses mottagligt) för 2 nyckelläkemedel i kuren. Det förväntas att misslyckande med tuberkulosbehandling kommer att vara mer frekvent hos patienter som behandlas för läkemedelskänslig tuberkulos när Cmax/MIC-värdena är lägre än målet för både rifampin och isoniazid, och hos patienter som behandlas för MDR-TB när värdena ligger under det minimala målet för både ofloxacin och kanamycin. En binär logistisk regressionsmodell kommer att användas för att fastställa möjliga riskfaktorer för misslyckande av tuberkulosbehandling utöver de farmakokinetiska parametrarna.

Utredarna strävar efter att analys av läkemedelsresistens och sublineage ska utföras på M. tuberculosis-isolat från 250 försökspersoner, varav 200 kommer att genomgå farmakokinetiska studier.

Mellan Irkutsk Dispensary och Irkutsk AIDS Center beräknas mer än 700 försökspersoner vara berättigade. Majoriteten inskrivna från Irkutsk Dispensary kommer att ha M. tuberculosis-positiva prover (förväntat ~175 totalt inskrivna) och fullständig farmakokinetisk analys. Det förväntas att färre försökspersoner (förväntat ca 25) av de inskrivna från remissen Irkutsk AIDS Center kommer att påbörja TB-behandling vid Irkutsk Dispensary och genomföra farmakokinetisk analys. Urvalsstorleken begränsas av R21-finansieringskällans utforskande/observationsfokus och uppskattas därför på ämnen som rekryterats/registrerats under en 12-månadersperiod.

Alla mikrobiologiska tester kommer att utföras på plats i TB-laboratoriet vid Irkutsk Dispensary. DNA-prover kommer att analyseras ytterligare vid institutet för epidemiologi och mikrobiologi/Ryska akademin för medicinska vetenskaper i Irkutsk. Undergruppen av försökspersoner som är positiva för M. tuberculosis och som påbörjar TB-behandling vid Irkutsk Dispensary kommer att ha farmakokinetisk provtagning (för forskning) för plasmakoncentrationer av anti-TB-läkemedel 2 veckor och 12 veckor från det att anti-TB-behandlingen påbörjats (se översikten nedan). ). Om tillämpligt kommer antiretrovirala koncentrationer (efavirenz eller nevirapin) också att utföras. Dessutom kommer alla försökspersoner att ha en strukturerad intervju och genomgång av sjukhus-/klinikdiagrammet för följande data: demografi (ålder, kön, ursprungsland/region), tidigare TB-historia inklusive tidigare TB-behandlingsregimer, plats för TB-sjukdom ( lung, centrala nervsystemet (CNS), lymfkörtel, ben/led, genitourinärt eller annat), andra medicinska komorbiditeter än HIV (diabetes, kronisk njursjukdom, leversjukdom, rökning, alkohol eller injektionsdroger), aktuella avvikelser från röntgen av bröstet, och baslinjelaboratorievärden (CBC, kemi, leverfunktionstester, erytrocytsedimentationshastighet (ESR) och om tillämpligt senaste CD4+ T-cellantal och HIV-1 RNA-nivå). För den delmängd som initierar anti-TB-behandling kommer en uppföljningsdiagram att utföras vid tidpunkten för patientens utskrivning eller död, för att fastställa resultatet av tuberkulosbehandlingen.

Ytterligare detaljer om farmakokinetisk provtagning: Alla försökspersoner som påbörjar anti-TB-behandling kommer att få venösa blodprover för farmakokinetiska studier 2 veckor och 12 veckor efter påbörjad. Tidpunkten på 2 veckor tillåter stabil ackumulering av anti-TB-läkemedelsnivåer, och 12-veckorsmärket jämför förändringar som svar på behandlad sjukdom, förbättrad malabsorption eller viktökning och/eller initiering av antiretroviral (anti-HIV) behandling.

All medicinering kommer att administreras direkt och observeras av vårdpersonal i fastande tillstånd per sjukhusrutin. Alla läkemedel mot tuberkulos ges som morgondos. För antiretrovirala medel (som kan analyseras hos en undergrupp av patienter vid 12-veckorsstrecket), doseras nevirapin var 12 timmar och för efavirenz som en kvällsdos, varvid för efavirenz C2h-nivån (relativt tidpunkten för anti-TB-läkemedel) fungerar som dalnivå och C12hr som topp. Denna provtagningsstrategi minimerar patientens bloduttag och liknar tidigare farmakokinetiska studier. Maximalt 10 ml kommer att erhållas i hepariniserade rör vid varje dragning, eftersom upp till 6 läkemedel kommer att krävas för att analyseras med HPLC. Blod kommer omedelbart att centrifugeras på plats på dispensären och plasma förvaras i förseglade rör med skruvlock vid -80°C med försökspersonens identifikationsnummer och vecka/tid för blodtagning. Batchade plasmaprover kommer sedan att skickas till University of Virginia för högpresterande vätskekromatografi (HPLC)-testning enligt etablerade protokoll.

Ytterligare detaljer om insamling av sputumprover: En utbildad studiesköterska som använder luftburna försiktighetsåtgärder kommer att samla upp sputum från inskrivna försökspersoner. Sputumet kommer att samlas in i en förslutningsbar behållare märkt med försökspersonens studie-ID-nummer och transporteras säkert samma dag till Irkutsk Dispensary TB Laboratory för GeneXpert MTB/RIF-testning som tillgängligt. Eftersom GeneXpert är ett validerat, WHO-godkänt test för M. tuberculosis-screening, kommer dessa resultat att meddelas direkt till den behandlande läkaren av den utbildade studiesjuksköterskan, enligt vårdstandard. Resten av undersökningarna, inklusive MIC-testning, sekvensering för läkemedelsresistensmutation och spoligotypning för identifiering av sublineage, kommer att vara experimentella.