Studie toxicity elektronických cigaret na lidském modelu in vivo zánětu a vaskulární dysfunkce (SELECT)

Pozadí. Od jejich zavedení se používání elektronických cigaret (EC) podstatně zvýšilo. Snad nejvíce znepokojující je zvýšené užívání u dospívajících. Mnoho uživatelů e-cigaret se domnívá, že elektronické cigarety jsou bezpečnější než klasické cigarety [1]. Toxicita elektronických cigaret, včetně těch v plicích, je však poměrně málo studována. Pozoruhodné je, že rané studie naznačují, že elektronické cigarety nejsou neškodné. Jemné a ultrajemné částice by se mohly ukládat v plicích a vést k poškození. Studie elektronických cigaret na zvířatech byly spojeny s řadou plicních toxicit, včetně zvýšeného zánětu a oxidačního stresu v plicích [2] a také s poruchou plicní imunity [3, 4]. EC páry snižují kvalitu vnitřního ovzduší zvýšením koncentrací pevných částic, koncentrací částic, polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH), které jsou známými karcinogeny [5]. Časné studie kardiovaskulárních funkcí také naznačují poškození ze složek výparů EC, jako jsou přímé účinky nikotinu, karbonylů a také jemných a ultrajemných částic [6].

O nepříznivých účincích výparů EC na plicní nebo kardiovaskulární fyziologii je známo jen omezené množství a jsou zapotřebí další studie, zejména u lidí, aby bylo možné lépe charakterizovat akutní toxicitu elektronických cigaret.

Hypotéza Naše hypotéza je ve srovnání s naivními zdravými dobrovolníky cigaret nebo e-cigaret;

1. Uživatelé e-cigaret budou mít vyšší výchozí plicní zánět
2. Uživatelé e-cigaret budou mít po inhalaci LPS přehnanou imunitní odpověď
3. Uživatelé e-cigaret budou mít endoteliální dysfunkci měřenou FMD brachiální tepny

Uspořádání studie Prospektivní kohortová studie zdravých subjektů vystavených inhalačnímu LPS.

Populace Zdravé subjekty, včetně uživatelů elektronických cigaret, kuřáků cigaret a kontrol, budou získávány prostřednictvím reklamy.

Intervence Bronchoskopie a odběr krve k posouzení výchozího stavu plicního a systémového zánětu a poranění a jako odpověď na inhalovaný LPS 50 mcg. Průtokem zprostředkovaná dilatace (FMD) brachiální tepny ke studiu endoteliální dysfunkce.

Po informovaném souhlasu bude změřena jejich výchozí FMD brachiální tepny a také funkce plic. Slintavka a kulhavka brachiální arterie bude měřena do 5 minut od použití elektronické cigarety, aby se odrážely akutní účinky elektronické cigarety na systémovou endoteliální dysfunkci. Bude provedena bronchoskopie s BAL, odběr krve a moči. To nám umožní měřit základní zánět a markery buněčného poškození bez inhalovaného LPS. Za 24 hodin se subjekt vrátí a změří se funkce plic a provede se odběr krve.

O šest týdnů později bude výše uvedený postup opakován, ale se stimulací LPS. Subjekt se opět dostaví do nemocnice a změří se funkce plic, provede se odběr krve a moči. Subjekty budou inhalovat LPS (z Escherichia coli O26:B6, 50 μg; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) pomocí dozimetru. Bronchoskopie s BAL bude provedena 6 hodin po inhalaci LPS. Před bronchoskopií bude změřena funkce plic, aby bylo zajištěno, že mohou bezpečně podstoupit inhalaci LPS. Za 24 hodin se subjekty vrátí a bude jim změřena funkce plic a proveden odběr krve. Časové body pro BAL a odběr vzorků plazmy jsou zvoleny tak, aby se získal přehled o uvolňování cytokinů/chemokinů a náboru neutrofilů po plicním podání LPS.

Statistické úvahy Primární proměnnou expozice bude expozice elektronické cigaretě; primární výslednou proměnnou budou plazmatické a BAL biomarkery poranění a zánětu. Vzhledem k tomu, že rané studie elektronických cigaret naznačují, že mohou být spojeny se zánětem, použili jsme absolutní počet neutrofilů BAL, klíčový marker zánětu, abychom informovali o velikosti našeho vzorku. Na základě údajů z kontrol v naší předchozí studii by kohorta 10 uživatelů e-cigaret a 10 kontrol měla být schopna detekovat minimální rozdíl 7,09 x 105 buněk v BAL po inhalaci LPS mezi skupinami s 80% výkonem pomocí Wilcoxon Rank Sum testování. Je třeba poznamenat, že je to podobné rozdílu, který jsme pozorovali mezi kuřáky a nekuřáky po LPS v naší předchozí studii [7]. Kromě toho porovnáme biomarkery zánětu a poranění u uživatelů elektronických cigaret s biomarkery konvenčních kuřáků cigaret pomocí testování Wilcoxon Rank Sum. Všechna data budou analyzována pomocí STATA 13.1 (StataCorp LP, College Station, TX).

Monitorování studie Monitorování místa bude řízeno zadavatelem podle hodnocení rizik studie. Návštěvy na místě budou prováděny pravidelně podle požadavků zadavatele, aby bylo zajištěno, že jsou splněny všechny regulační požadavky a monitorována kvalita shromážděných údajů. CRF bude použit pro ověření zdrojových dat.