Interakce stavu kobalaminu s oxidem dusným ve vztahu k pooperačním kognitivním změnám u starších osob

Studovat design:

• Dvojitě zaslepená, randomizovaná studie starších pacientů s plánovanou elektivní operací v celkové anestezii.
• Lékařské, kobalaminové a demografické informace;
• Krevní testy metabolického stavu souvisejícího s kobalaminem a genotypizace na 4 relevantní mutace;
• Psychoneurologické vyšetření před operací;
• Randomizace k podání standardního anestetického režimu s oxidem dusným (N2O) nebo stejného režimu bez N2O;
• Shromažďují se intraoperační a perioperační údaje;
• Testování na delirium 2-3 hodiny po operaci.
• Všechny předoperační studie se opakují po 2 týdnech a 4 týdnech.
• Pacienti s abnormálním kognitivním stavem přetrvávajícím po 4 týdnech dostávají kobalamin a jsou znovu testováni po 3 měsících.

Kritéria pro zařazení:

• Věk >60 let;
• Předpokládaná délka celkové anestezie >1 hodina;
• Dobré porozumění angličtině.

Kritéria vyloučení:

• Chirurgie zahrnující mozek, prokrvení hlavy a krku nebo srdce;
• demence, psychóza nebo onemocnění mozku;
• Kontraindikace použití N2O;
• Klinický stav jiný než ASA třída 1 nebo 2;
• Bronchospastická nebo obstrukční plicní nemoc;
• expozice N2O v posledních 6 měsících;
• injekce kobalaminu v posledních 6 měsících;
• RBC střední korpuskulární objem >95 fl;
• Kreatinin >1,8 mg/dl.
• Anamnéza nebo známky parestézie, necitlivost nohou nebo rukou, problémy s chůzí a rovnováhou, problémy s pamětí a myšlením.

Pokud předoperační kognitivní test poskytne podezřelý výsledek (dva nebo více nesouvisejících výsledků testu > 1,5 x standardní odchylka pod normálním průměrem), provede se okamžitá kontrola, aby se rozhodlo o vyloučení pacienta ze studie.

Všichni zkoušející a testeři jsou zaslepeni vůči expozici N2O (kromě anesteziologa) a stavu kobalaminu.

Počty subjektů: Statistická analýza síly provedená naším statistikem předpokládala potřebu 386 subjektů dosáhnout síly 80 % s chybou typu I 0,05. Na základě možné 15% míry ztráty subjektů je plánováno 444 subjektů.

Dotazník Informace pro pacienty obsahuje:

• Demografická informace;
• Relevantní anamnéza;
• Historie související s kobalaminem;
• Faktory vyloučení.

Randomizace:

• Počítačově generovaný číselný systém;
• Oznámeno těsně před operací pouze anesteziologovi.

Anestetický protokol:

• Jeden ze dvou účinných, běžně používaných protokolů anestetických režimů;
• Používají se standardní monitory ASA, analyzátor kyslíku a kapnograf oxidu uhličitého.
• Celková anestezie je indukována jak ve skupinách N2O, tak non-N2O pomocí fentanylu (2-5 µg/kg) a propofolu (1-3 mg/kg), což umožňuje vhodnou titraci do požadovaného koncového bodu bez nežádoucích reakcí. Na uvolnění svalů se podává cisatrakurium (0,15 mg/kg).
• Anestezie je poté udržována buď 40% kyslíkem/60% N2O (skupina studie N2O) nebo 40% kyslíkem ve vzduchu (skupina bez N2O), s desfluranem pro obě studijní skupiny, titrovaným do hloubky anestezie. Fentanyl se používá v obou skupinách (1 µg/kg/h) jako primární narkotikum až těsně před koncem operace;
• Po intubaci monitorovaná ventilace udržuje normokapnoe a adekvátní oxygenaci. Teplota, krevní tlak a srdeční frekvence jsou udržovány předepsanými standardními metodami.
• Na konci operace se vysadí desfluran a N2O (nebo v druhém rameni studie desfluran a O2/vzduch v místnosti), reziduální neuromuskulární blokáda je farmakologicky antagonizována, dolasetron je podáván jako profylaxe proti nevolnosti a zvracení a je poskytnuta pooperační analgezie podle potřeby s opioidy.
• Protokoly umožňují kdykoli klinicky indikované úpravy.
• Vše výše uvedené zajišťuje, že řízení anestetik není ohroženo, umožňuje, aby zahrnutí N2O (vs. vzduch v místnosti) byl jediným rozdílem mezi těmito dvěma rameny, a nepoužívá žádné jiné látky, o kterých je známo, že ovlivňují kobalamin kromě N2O.

Sběr dat během operace:

• Doba expozice N2O;
• Dávky všech anestetik;
• Chirurgie skutečně provedena;
• saturace kyslíkem, jak je nepřetržitě monitorováno;
• CO2 na konci přílivu;
• Desfluran na konci přílivu;
• Ztráta krve a transfuze;
• Teplota při výstupu z anestezie a minimální teplota;
• Rozsah perioperačních krevních tlaků;
• Přítomnost emergentního deliria;
• Nežádoucí pooperační příhody;
• Pooperačně nutné léky.

Krevní testy stavu kobalaminu a související testy:

• Hladiny kobalaminu a folátu v séru;
• Homocystein imunotestem EDTA-antikoagulované plazmy separován během 1 hodiny v laboratoři PI;
• Sérová methylmalonová kyselina (MMA) plynovou chromatografií-hmotnostní spektrometrií;
• Plazmatické metabolity (methionin, glutathion, S-adenosylmethionin, S-adenosylhomocystein, cystein a cysteinylglycin; viz dále);
• Sérový kreatinin, kompletní krevní obraz a krevní nátěr.

Diagnóza subklinického deficitu kobalaminu se stanoví, pokud jsou splněna OBĚ z následujících kritérií:

• Dvě nebo více z následujících 3 abnormalit: nízký kobalamin, vysoký homocystein nebo vysoké hladiny MMA. Všichni vyšetřovatelé zůstávají zaslepeni vůči těmto zjištěním, která nevyžadují žádnou akci.
• Klinicky zjevný nedostatek kobalaminu je vyloučen. To je vždy vědcům známo před operací, což umožňuje okamžité vyloučení pacienta ze studie, pokud je pozitivní.

Stanovení metabolitů homocysteinu a methioninu:

• Plazma se oddělí během 15 minut po venepunkci, udržuje se na ledu až do centrifugace a skladuje se v alikvotech při -80 °C.
• Nerozmrazené alikvoty se zasílají na suchém ledu na University of Arkansas k testování pomocí HPLC s coulometrickou detekcí.
• Vzhledem k tomu, že některé metabolity jsou ovlivněny stavem ledvin, je provedena úprava na kreatinin.
• Analýzy se zaměřují na výsledky metabolitů ve vztahu (a) k sobě navzájem; b) původní stav kobalaminu; c) hladiny folátu; d) expozice N2O, a to jak ve vztahu k původnímu stavu kobalaminu, tak ke genovým polymorfismům; (e) přítomnost genových polymorfismů (včetně kombinací); a (f) výskyt kognitivní dysfunkce vs žádná. Zkoumají se podélné metabolické změny po celou dobu sledování.

Analýza genového polymorfismu:

• DNA je extrahována z předoperačních vzorků krve a purifikovaná DNA je skladována při -80 °C.
• Mutace 677C-T a 1298A-C MTHFR jsou určeny standardními technikami;
• Mutace methionin syntázy 2756A-G (D919G) je identifikována pomocí HaeIII a mutace MTRR 66A-G (I22M) pomocí Ndel.
• Analýza bude zvažovat homozygotní mutační stavy a kombinovanou heterozygotnost, která způsobuje zhoršenou enzymatickou aktivitu, kombinované mutace různých enzymů, stejně jako frekvence alel.
• Studie se zaměřují na tyto otázky: (a) Liší se metabolický nebo klinický účinek N2O s genotypem? (b) Ovlivňují polymorfismy výskyt subklinického deficitu kobalaminu? (c) Jak jsou změny metabolitů ovlivněny každou mutací?

Testování kognitivních funkcí a deprese:

• Provádí vyškolený tester v tiché kanceláři bez rušivých vlivů;
• Je podávána soustředěná baterie neuropsychologických testů, která vyžaduje 1,5 hodiny.

• Testy hodnotí:

  • Pozornost/koncentrace: (a) Test tempa sériového přidávání, který vyžaduje aktivní pozornost a rychlé zpracování informací; (b) Kalifornský balíček počítačového hodnocení měří výkon citlivý na pozornost a rozhodování.
  • Kognitivní flexibilita je testována pomocí Letter-Number Sequencing, subtestu z Wechsler Adult Intelligence Scale-III.
  • Paměť a učení jsou testovány Kalifornským testem verbálního učení-2.
  • Deprese se hodnotí pomocí Beckova inventáře deprese.

Všechny testy jsou hodnoceny do 48 hodin a přezkoumány s neuropsychologem, přičemž oba jsou zaslepení ohledně stavu pacientů. Očekává se, že všechna opatření prokážou určitý "praktický (seznamovací) efekt" ve 3 správách a jsou provedeny příslušné úpravy a analýzy.

Pokud jsou výsledky kteréhokoli testu ve dvou ze čtyř kategorií testů >1,5 SD pod normálním průměrem v předoperačním hodnocení, provede se okamžitá kontrola pro možné vyloučení ze studie. Pokles výsledků pooperačních testů o >1,5 x SD normálního průměru oproti předchozímu výsledku ve 2 jednotlivých testech je také upozorněn PI a monitorující bezpečnost, aby mohli rozhodnout o léčbě kobalaminem.

Vyšetření na delirium se provádí 2-3 hodiny po operaci pomocí Mini-Mental State Examination a CAM-ICU testu. Při analýze se berou v úvahu potenciální zmatky, jako jsou léky, hypoxie a infekce.

Dlouhodobé sledování delší než 4 týdny se provádí u těch pacientů s jakoukoli kognitivní funkcí (včetně testování deprese) významně horší ve 4týdenním testu než před operací. Pokles v jakémkoli testu ekvivalentní 1 SD normálního průměru pro tento test se používá jako rozhodovací měřítko.

Analýza dat:

• Primární otázkou je, zda pacienti se subklinickým deficitem vykazují neuropsychologické postižení po expozici N2O větší než u pacientů bez deficitu. Analýza těchto rozdílů zahrnuje srovnání mezi deficitními a nedeficientními pacienty zařazenými do ramene bez N2O. Konfounery se řeší úpravou o relevantní proměnné.
• Statistik provádí veškeré rozbory a průběžně konzultuje po celou dobu studie. Před analýzou jsou spojité proměnné podrobeny logaritmické transformaci. Jednorozměrné analýzy, po nichž následují vybrané vícerozměrné analýzy, zahrnují délku expozice anestetiku, úroveň předoperačních a pooperačních metabolických deficitů a také koexistující poruchy. Bonferroniho úprava se tam, kde je to vhodné, používá pro vícenásobná srovnání. Vícenásobná logická regrese se používá k vyhodnocení významných nezávislých prediktorů abnormálních výsledků.
• Průběžná analýza bude provedena po 3,5 letech s použitím alfa 0,005.
• Analýzy metabolických a genetických nálezů budou prováděny jednorozměrnými analýzami, po kterých budou následovat vícerozměrné analýzy ke stanovení účinků mutací.

Rizika pro subjekty:

• Všichni jedinci podstupují klinicky indikovaný, elektivní chirurgický zákrok v celkové anestezii. Jejich účast neovlivní žádný aspekt jejich chirurgického řízení. Jedinou změnou v jejich klinickém řízení související se studií bude náhodné přiřazení k vynechání nebo zařazení N2O z téměř identických standardních anestezií.
• Jediné další manipulace jsou odběr krve a neuropsychologické vyšetření několik dní před operací a 3-4krát po operaci (kromě genetických testů, které se provádějí pouze jednou).
• Shromažďování lékařských informací relevantních pro studii podléhá ochraně důvěrnosti ve všech ohledech nařízených HIPAA.
• Rizika související s kobalaminem/N2O jsou ve skutečnosti menší u účastníků než u nezúčastněných. Několik vrstev ochrany proti malým rizikům spojeným se studií zahrnuje hodnocení související s kobalaminem, které se jinak rutinně neprovádí před anestezií N2O, aby se identifikovali pacienti, u kterých je známé riziko N2O; pokračující pooperační sledování změn stavu kobalaminu a významného kognitivního poklesu; intervence kobalaminovou terapií u možná postižených pacientů; zavedení plánu monitorování bezpečnosti dat s nezávislým monitorem bezpečnosti; a průběžná analýza výsledků studie.

Monitorování bezpečnosti:

• Předoperační zjištění dysfunkce kognitivních testů vylučuje pacienty ze studie před jakýmkoli vystavením riziku.
• Pooperační pokles přesahující ekvivalent 1,5 x SD normálního průměru ve dvou nesouvisejících měřeních kognitivních funkcí je okamžitě upozorněn PI, spolupracující neuropsycholog a nezávislý vědec-klinický pracovník, který není součástí naší studie.