QT 对莫西沙星反应的遗传学 (MOXIGEN)

I. 背景和意义 A. 历史背景和科学基础 已经上市的药物停药或受限的最常见原因是 QT 间期延长，以及随之而来的可能致命的心律失常、尖端扭转型室性心动过速 1。 在 1960 年代首次描述奎尼丁疗法2，尖端扭转型室性心动过速最常见于抗心律失常药物3，尽管使用非心脏 QT 间期延长药物可使心源性猝死风险增加 270%4。

心电图的QT间期反映心室心肌复极，QT间期异常是复极异常最常见的指标。 尽管存在许多关于异常复极化，特别是 QT 间期延长如何导致室性心律失常的假设，但最一致的发现似乎是在延长的去极化过程中钠通道从失活中恢复并重新激活，导致所谓的早期后除极化。 当与复极的异质性相结合时，这些早期的后除极为折返创造了有利的心肌基质，导致心肌内折返波和尖端扭转型室性心动过速的传播 5。

药物诱导的 QT 间期延长是新治疗药物上市的第一大障碍。 虽然许多药物、环境因素和遗传因素与 QT 延长有关，但我们在个体基础上预测谁会发生 QT 延长的能力有限，更不用说尖端扭转型室性心动过速了。

预防毒性的个性化遗传方法很重要，因为心脏毒性药物反应并非特定于一类药物；致心律失常性的风险预测可应用于各种情况下使用的药物。 从狭义上讲，这项研究可以使目前具有边际风险/收益概况的药物推向市场，从而避免那些处于危险中的人并为那些没有危险的人提供获得新疗法的机会。 从公共卫生的角度来看，它将减少潜在的致命毒性，从而通过识别特定的高危个体来改善人类健康。

B. 以前的研究 在对三个前瞻性队列——心血管健康研究、弗雷明汉心脏研究和鹿特丹研究——的荟萃分析中，作为 QTGEN 联盟的一部分的 13,685 名欧洲血统白人，Newton-Cheh 及其同事确定以前与 QT 间期相关的五个位点的常见变异关联 (p < 5x10-8)：NOS1AP、KCNQ1、KCNE1、KCNH2 和 SCN5A，以及以前未识别的影响心肌复极化的其他 5 个位点的新关联 10。 在这 10 个位点，14 个独立变异解释了 5.4-6.5% 的 QT 间期变异，这超过了性别或年龄（最强的非遗传临床因素）10 的解释。 基于这些变异的 QT 基因型评分与荟萃分析样本中顶部五分之一的 QTc 比底部五分之一长 9.7 - 12.4 毫秒相关，其中包括异质性年龄、风险因素和药物暴露情况 10-12。 这些影响在欧洲和非裔美国人血统的个体中是一致的。 该 QT 评分在芬兰人口样本中得到独立验证，其中完全药物确定能够排除那些接受 QT 改变治疗的患者，并且其中 QT 评分与顶部和底部五分位数之间 15.6 毫秒的 QT 间期差异相关13。

莫西沙星非常适合研究药物诱导的 QT 间期延长，因为已知它会导致短暂和轻度的 QT 间期延长。 与安慰剂相比，口服 400 毫克莫西沙星可使心率校正 QT 间期延长约 10 毫秒 14, 15。 尽管 QT 间期有所增加，但没有报道口服单剂量莫西沙星会增加猝死风险 16，因此它是一种安全且经过充分验证的药物，可用于研究健康人类受试者的心脏毒性药物反应。 此外，它已被制药行业广泛用作 FDA 要求的阳性对照，以证明一种足够灵敏的方法来检测 QT 延长。

C. 研究拟议益处的基本原理 药物引起的 QT 延长是一项重大的公共健康风险，也是药物开发的主要障碍 19-21。 例如，西沙必利是一种用于治疗胃食管反流的食管动力剂，在被撤市之前可能已经导致 80 多人死亡 22。 除了识别罪魁祸首药物外，还有易受伤害患者的特征，包括女性 23、心动过缓 24、低钾血症 25 和罕见突变的遗传易感性 3、6、26，这些特征使某些个体处于致命性心律失常的更高风险中。 使用遗传标记识别这些高危个体将代表朝着更安全的药物治疗方向迈出重要的一步7。 这项研究的基础是通过基因分型（检测特定变异）扩大遗传学的使用范围，使其超越易患 QT 延长风险的罕见家族突变，以对可能增加 QT 风险的相对常见的多态性进行基因分型（特定变异检测）延长，以及随后的尖端扭转型室速。

二。具体目标 我们假设对静息 QT 有中间影响的常见遗传变异，当总体检查时，可以识别出对 QT 延长药物有反应的 QT 间期过度延长风险的个体亚组。

该假设将通过以下具体目标进行检验：

评估常见遗传变异总体预测健康受试者药物诱导的 QT 延长的能力。 我们将从 QT 基因型评分的最高和最低五分位数中抽取 80 名健康志愿者，以评估与麻省总医院 (MGH) 安慰剂相比对莫西沙星的 QT 反应。

三、受试者选择 A. 纳入/排除标准：通过单独的方案，Newton-Cheh 博士迄今已招募了 1000 多名年龄在 18 至 40 岁之间的健康志愿者，并同意根据初步筛选访问后确定的基因型重新接触，所有谁接受了脱氧核糖核酸提取。 在现有的 1000 名受试者中，大约 75% 是自称欧洲人/高加索人，8% 是非裔美国人。 这些都是 18 岁及以上的健康人。 对于这项研究，我们将使用 MGH 人类遗传研究中心 Sequenom 核心的 Sequenom 基因分型芯片对这些样本进行 68 个独立 QT SNP 的基因分型。 基因型得分是每个基因型对 QT 间期的预测影响的总和。 根据基因型评分，我们将确定属于 QT 基因型风险评分最高或最低五分位数的一组个体，以符合我们莫西沙星研究的条件（基因型评分计算的详细信息见下文）。 具有欧洲和非裔美国人血统的健康男性和女性志愿者，年龄在 18 至 50 岁之间，如果没有已知的心血管、肾脏、肝脏疾病，没有个人或家族心源性猝死史，则符合资格；不使用处方药或非处方药以及消遣性药物；没有心动过缓（定义为静息心率 < 50 bpm）、传导疾病（QRS > 100ms）或心电图上的 QTc 延长（QTc > 500msec）；并且血清钾 (K>3.3) 和镁 (Mg>1.8) 正常， 以及肾和肝功能测试。 我们将排除在研究期间正在哺乳、怀孕或计划怀孕的妇女，就研究期间使用避孕措施的重要性向她们提供咨询，并在筛查访视时检查血清 HCG。 我们估计将有 266 人（最高和最低五分位数分别为 133 人）符合条件。

四、学科招生

A. 知情同意的登记方法和程序：

有关注册主题标识的详细信息，请参见上文。 符合条件的个人将被邀请参加莫西沙星研究的筛选访视，每个基因型组的目标招募人数为 40 人。 我们计划联系最多 266 名处于 QT 基因型评分上下五分位数的个体来进行筛选访视。 我们预计邀请大约 160 人进行筛选访问，目标登记样本量为 80 人。 将通过电话联系这些受试者关于参与本研究，然后将在到达筛选访视时获得知情同意，并在随后的访视中验证他们是否符合研究方案的条件。

V. 研究方案 A. 数据收集：受试者将被带到 MGH 临床研究中心进行初步筛查访问，其中将审查资格标准（排除/纳入适用），并向他们提供 ECG 记录。 符合条件的研究访问者将在以后的两天内被带回 MGH 临床研究中心，间隔至少一周（以确保清除）。 每次访问时，他们将在禁食状态下的上午 10 点接受通过双盲块随机化（分别按性别和基因型组）分配的研究药物（400 毫克口服莫西沙星或安慰剂）（统计学家将掌握随机化密钥；所有其他研究人员在研究结束之前将被蒙蔽）。 在两次研究访问时，将使用尿液 HCG 对女性进行妊娠筛查。 他们将在时间 0 和之后每隔 30 分钟接受 6 次 ECG，在至少 15 分钟的休息后使用固定电极放置在坐姿，总共 6 小时后服用研究药物。 在 2、4 和 6 小时，我们将抽取血样，通过质谱法测定血浆莫西沙星。 所有 ECG 都上传到马萨诸塞州综合医院 GE MUSE 7 ECG 数据库的研究分区，并且 12 SL 算法应用于间隔测量，正如我们小组先前研究中使用的那样。 我们将在整个协议中每 30 分钟监测一次 QT，并将识别任何具有明显 QT 延长的受试者。 任何 QTc >500 ms 的受试者将留在 HCRC 进行进一步观察，并根据程度决定每天早上在 HCRC 进行随访直至小于 500 ms 或入院进行遥测延长和临床医生的判断。

B. 静脉穿刺：将使用标准技术进行静脉穿刺以获得血浆以定量莫西沙星水平。 我们将在研究药物给药后 2 小时、4 小时和 6 小时采集 10 mL 血液（总共 30mL）。

C. 基因分型：基因分型将通过 MGH 人类遗传研究中心 Sequenom 核心中的 Sequenom 基因分型阵列对分离的现有基因组 DNA 进行。

六。生物统计分析：

QT 基因型评分。 我们计划使用对 QT 基因型评分的修改，该评分已在之前建立 11、12 并由我们在单独的芬兰队列 13 中验证。 该分数是使用等位基因拷贝数乘以效应估计值构建的 根据基因型分数，我们将确定属于 QT 基因型风险分数最高或最低五分之一的个体集（其中，我们预计 75%（n=133 每根据我们之前的试点工作，quintile)) 有资格参加我们的莫西沙星研究。 我们将邀请这些人来进行莫西沙星研究的筛选访问（见上文），每个基因型组的目标招募人数为 40 人。

结果评估：在两次研究访视期间，任何心电图中超过 50% 的人患有窦性心律失常，将从分析中剔除。 具有室性早搏或心房搏动的心电图将从分析中删除（这些在健康志愿者中非常罕见）。 使用 Fridericia 心率校正的 QTc (QTc = QT/3√RR) 将被视为每个时间点所有符合条件的 ECG 的平均值。 ΔQTc 将计算为每个时间点的 QTc 与基线（研究药物/安慰剂给药后）的差异。 然后，根据 ΔQTc，还将在每个时间点 (ΔΔQTc) 计算莫西沙星后和安慰剂后 ΔQTc 之间的差异。 180-300 分钟时间点的平均 ΔΔQTc（根据我们的试点工作和已发表的报告，预计为 10 毫秒）然后将使用未配对的 t 检验在两个基因型组（顶部和底部和五分位数）之间进行比较。 根据我们的试验数据（表 2），我们估计每组需要 40 人才能具有足够的功效来检测两组之间 QT 间期延长的临床意义（6.3 毫秒）差异。 与安慰剂相比，接触药物后增加 6 毫秒是 FDA 对药物引起尖端扭转型室速的可能性表示关注的阈值，因此具有临床意义。

二次分析。 我们计划进行三项二次分析。 首先，我们将检查单个 SNP 对莫西沙星 QT 反应的影响。 由于功效计算和研究注册是基于汇总的基因型评分，我们预计这些二次分析的功效不足。 其次，如果我们观察到 QT 基因型评分的顶部和底部五分位数之间的 QT 响应存在显着差异，我们将检查十分位数对观察结果的影响，比较第 9 个十分位数 (80-90%ile) 和第 10 个十分位数 (>90%ile)分数到底部十分位数或五分位数，尽管考虑到基因型分数的复合性质和变体的加性性质，我们不期望阈值效应。 最后，我们将确定基线 QTc 对 QT 反应的影响，并测试对基线 QTc 的额外调整是否会改变基因型评分对莫西沙星 QT 反应的任何观察到的影响。