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Dynamics of atherosclerosis progression in HIV-infected and HIV-uninfected persons - a longitudinal study using coronary computed tomography angiography

English title Dynamics of atherosclerosis progression in HIV-infected and HIV-uninfected persons - a longitudinal study using coronary computed tomography angiography
Applicant Tarr Philip
Number 144209
Funding scheme Project funding (special)
Research institution Medizinische Universitätsklinik Kantonsspital Bruderholz
Institution of higher education University of Basel - BS
Main discipline Internal Medicine
Start/End 01.07.2013 - 30.06.2018
Approved amount 346'000.00
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Keywords (9)

Atherosclerosis Progression; Antiretroviral Therapy; HIV Infection; Coronary Imaging; Coronary Artery Disease; Coronary CT angiography; CCTA; large nested project; Swiss HIV Cohort Study

Lay Summary (German)

Lead
In dieser klinischen Studie werden wir der Frage nachgehen, ob bei HIV-positiven Personen die Atherosklerose (Verengung der Herzkranzgefässe durch Cholesterin, Kalk usw) schneller fortschreitet als bei HIV-negativen Personen. Dazu werden schonende, nicht-invasive Koronar-Computertomographien (Koronar-CT, CCTA) zweimal im Abstand von 2 Jahren durchgeführt. Diese Studie soll helfen, die Frage zu beantworten, ob HIV-positive Personen schneller (“vorzeitig”) altern als HIV-negative Personen.
Lay summary

Dank der hochwirksamen HIV-Medikamente (antiretrovirale Therapie), die seit 1995 eingesetzt werden, hat sich die Lebenserwartung von HIV-positiven Personen dramatisch verbessert. Seither sind allerdings bei HIV-positiven Personen auch neue Probleme aufgetaucht. Dazu gehören sogenannte “metabolische” Komplikationen wie hohes Cholesterin, hoher Blutdruck, Zuckerkrankheit und, was besonders beunruhigend ist, ein erhöhtes Risiko, vorzeitig einen Herzinfarkt zu erleiden.

Eine Anzahl von Studien belegt bereits, dass die Ablagerung von Cholesterin, Kalzium usw. in den Herzkranzgefässen (Koronararterien), die das normale Älterwerden begleitet und zu einer Verengung der Herzkranzgefässe führt, bei HIV-positiven Personen ausgeprägter ist; man redet bei HIV-positiven Personen deshalb von einer “beschleunigten” Atherosklerose, verglichen mit HIV-negativen Personen. In Studien, wo diese Vorgänge allerdings im Detail untersucht wurden, z.B. mit Ultraschalluntersuchungen der Hals-Arterien oder Messungen des Kalkgehalts der Herzkranzgefässe, gab es keine einheitlichen Resultate.

Die computertomographische Koronarangiographie (Koronar-CT oder CCTA) ist eine Methode, mit der weltweit bei vielen Patienten schon die Atherosklerose in den Herzkranzgefässen sehr genau und schonend gemessen werden kann. Im Gegensatz zum herkömmlichen Koronarangiogramm braucht es keine Nadel und keinen Herzkatheter, die in eine grosse Arterie in der Leistengegend eingeführt werden. Darum wird das CCTA als “nicht-invasiv” bezeichnet, verglichen mit dem “invasiven” Koronarangiogramm. Mit einem CCTA kann die Atherosklerose zudem in einem frühen Stadium bereits erkannt werden, bevor es überhaupt zu Kalziumablagerungen kommt. Wichtig ist auch, dass durch Forschungsbemühungen von uns und anderen Forschern eine CCTA Methode mit einer sehr kleinen Strahlenbelastung entwickelt wurde.

Weil es bei HIV-positiven Personen nur sehr beschränkte Informationen über die Zunahme der Atherosklerose über die Zeit gibt, werden wir eine Studie durchführen, wo das Ausmass und die Art der Atherosklerose mittels CCTA zwei mal gemessen wird. Wir werden die Atherosklerose in den Herzkranzgefässen bei HIV-positiven und HIV-negativen Personen vergleichen und messen, wie schnell die Atherosklerose bei HIV-positiven und HIV-negativen Personen über einen Zeitraum von 2 Jahren zunimmt.

Die HIV-positiven TeilnehmerInnen dieser Studie werden bereits 2x pro Jahr im Rahmen der gut etablierten, erfolgreich durchgeführten Schweizerischen HIV Kohortenstudie (SHCS; siehe www.shcs.ch) evaluiert. In der SHCS werden bereits zahlreiche Informationen bezüglich “metabolischen” Problemen, die für die Gesundheit unserer Patienten wichtig sind, im Detail erfasst, so z.B. das Rauchen, der Blutdruck, Übergewicht, körperliche Betätigung, die HIV Medikamente, die zum Einsatz kommen, wie sehr sich die Funktion des Immunsystems unter HIV Therapie verbessert hat usw.

Zudem erforschen wir seit kurzem diese “metabolischen” Komplikationen noch detaillierter im Rahmen eines “Hauptprojekts Metabolismus und Älterwerden” im Rahmen der SHCS. Die Resultate der CCTA Studie sollten uns deshalb nicht nur erlauben, die Frage zu beantworten, ob die Atherosklerose bei HIV-positiven Personen schneller als bei HIV-negativen Personen zunimmt. Sondern wir hoffen auch auf wichtige Erkenntnisse über die möglichen Ursachen dafür.

Die Resultate der CCTA Studie, die durch den Schweizerischen Nationalfonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (www.snf.ch) finanziert wird, sollten  auch helfen, die übergeordnete Frage zu beantworten, ob HIV-positive Personen schneller (“vorzeitig”) altern als HIV-negative Personen. Denn dies ist eine Frage, die viele HIV-Spezialisten beschäftigt und HIV-positive Personen beunruhigt – auch wenn momentan die wissenschaftlichen Daten sehr spärlich sind, das dem wirklich so ist. Dies ist auch der Grund dafür, wieso PatientInnen und  ForscherInnen den Resultaten unserer CCTA Studie mit grossem Interesse entgegensehen. 


Direct link to Lay Summary Last update: 07.06.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
HIV and Aging – Perhaps Not as Dramatic as We Feared?
Engel Tanja, Raffenberg Marieke, Marzolini Catia, Cavassini Matthias, Kovari Helen, Hasse Barbara, Tarr Philip E. (2018), HIV and Aging – Perhaps Not as Dramatic as We Feared?, in Gerontology, 64(5), 446-456.
Subclinical coronary artery disease in Swiss HIV-positive and HIV-negative persons
Tarr Philip E, Ledergerber Bruno, Calmy Alexandra, Doco-Lecompte Thanh, Marzel Alex, Weber Rainer, Kaufmann Philipp A, Nkoulou René, Buechel Ronny R, Kovari Helen (2018), Subclinical coronary artery disease in Swiss HIV-positive and HIV-negative persons, in European Heart Journal, 39(23), 2147-2154.
Incidental Findings on Coronary Computed Tomography Angiography in Human Immunodeficiency Virus (HIV)-Positive and HIV-Negative Persons
Reinschmidt Sara, Turk Teja, Tarr Philip E, Kouyos Roger, Hauser Christoph, Schmid Patrick, Weber Rainer, Kaufmann Philipp, Buechel Ronny R, Kovari Helen (2018), Incidental Findings on Coronary Computed Tomography Angiography in Human Immunodeficiency Virus (HIV)-Positive and HIV-Negative Persons, in Open Forum Infectious Diseases, 5(5), 1-7.
Dietary Patterns and Physical Activity Correlate With Total Cholesterol Independently of Lipid-Lowering Drugs and Antiretroviral Therapy in Aging People Living With Human Immunodeficiency Virus
Marzel Alex, Kouyos Roger D, Reinschmidt Sara, Balzer Katharina, Garon Fabienne, Spitaleri Monica, Matthes Nicolas, Suter Paolo, Weber Rainer, Staehelin Cornelia, Lecompte Thanh Doco, Tarr Philip, Kovari Helen (2018), Dietary Patterns and Physical Activity Correlate With Total Cholesterol Independently of Lipid-Lowering Drugs and Antiretroviral Therapy in Aging People Living With Human Immunodeficiency Virus, in Open Forum Infectious Diseases, 5(4), 1-8.

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
15th Innsbruck HIV Update Talk given at a conference The challenges of co-morbidities - Are things perhaps not quite as bad as we feared ? 27.04.2017 Kühtai, Austria Tarr Philip;


Associated projects

Number Title Start Funding scheme
134277 Swiss HIV Cohort Study (SHCS) 01.01.2011 Cohort Studies Large
127631 Contribution of multiple genetic variants, identified in genome-wide association studies, to coronary artery disease in HIV-infected individuals 01.12.2009 Project funding (special)
108787 Swiss HIV Cohort Study 01.04.2006 Cohort Studies Large
148522 Swiss HIV Cohort Study (SHCS) 01.01.2014 Cohort Studies Large

Abstract

Background: Evidence is emerging that HIV-infected (HIV+) individuals may potentially have accelerated atherosclerosis progression compared to HIV-negative persons. Prior studies, however, assessing carotid intima media thickness or coronary artery calcification (CAC), have been mostly cross-sectional and have shown mixed results. Coronary CT angiography (CCTA) affords accurate, reproducible and non-invasive detection of calcified and non-calcified CAD. CCTA is well validated in the general population and uptake of this non-invasive procedure into routine use is rapidly increasing, due to novel low radiation dose CCTA protocols (1-2 mSv). To date, there is limited data on atherosclerosis progression in the context of HIV infection and longitudinal studies are not available.Aims: Detailed characterization of calcified and non-calcified coronary plaque in HIV+ persons, using CCTA and CAC; integration of imaging results with extensive clinical, immunological, antiretroviral, genetic and HIV-related data captured within the framework of a well-established, successfully ongoing observational study, the Swiss HIV Cohort Study (SHCS) and its recent Core Project Metabolism and Aging; comparison of prevalence and longitudinal CAD progression by CCTA/CAC in HIV+ and carefully selected HIV-negative persons.Design: Prospective observational study.Individuals: 418 HIV+ SHCS participants >45 years of age will be invited to undergo CCTA/CAC twice, at baseline and >24 months later. Controls include >700 HIV-uninfected patients referred for CCTA/CAC, >45 years of age, most of whom will have minimal, non-obstructive CAD at baseline CCTA/CAC (cross-sectional analyses). Among this pool, 125 controls will be matched on age, gender and Framingham risk score to the HIV+ patients and invited to undergo a second CCTA/CAC >24 months later (longitudinal analyses). All participants are without known cardiovascular disease prior to baseline CCTA/CAC.Primary Endpoint: Atherosclerosis (calcified or non-calcified coronary plaque) at the follow-up CCTA/CAC, in HIV+ and HIV-negative study participants, in comparison to baseline CCTA/CAC, assessed by an experienced observer blinded to the HIV status of participants.Data management: Database management at the University Hospital Zurich, with support and surveillance by the Institute for Social and Preventive Medicine at University of Bern that will be responsible for statistical analysis.Data analysis: Multivariable regression models will be applied to estimate the contribution of demographic, traditional CAD risk factors, HIV-related immunological, virological, antiretroviral, and genetic variables to atherosclerosis progression at the individual level and percent CAD variance explained at the level of the study population.Significance: The potential for accelerated coronary atherosclerosis progression and the mechanisms leading to the increased cardiovascular risk in HIV+ persons are a major unresolved research question. Results from the proposed study are likely to represent an important contribution to the field, based on its large sample size, longitudinal design, carefully matched HIV-negative control group, and by integration of extensive clinical, HIV-related, and genetic data captured within the framework of the well-established SHCS.
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