Pochopení faktorů, které ovlivňují dodávku nikotinu u elektronických cigaret prostřednictvím PET zobrazování beta-2 nikotinových acetylcholinových receptorů

C.2 Zařazení subjektů a hodnocení Celkový design studie: Kuřáci nebo uživatelé elektronických cigaret, kteří nejsou dosud v ES, nebo uživatelé elektronických cigaret (n=20) se zdrží kouření tabáku/nikotinových produktů po dobu 5 dnů před každým PET skenem. V náhodném pořadí (vyváženém), po základní kvantifikaci dostupnosti receptoru, budou subjekty skenovány pomocí EC: (1) „JUUL“ 5 %, běžná komerčně dostupná nemodifikovaná nikotinová sůl EC, a (2) JUUL 3 %, produkt s nižší silou nikotinu. Třetí volitelný sken, kdy subjekty kouří cigaretu, může být proveden, ale není vyžadován. Během skenování budou subjekty podrobeny měření hladiny nikotinu v arteriální krvi po použití EC a budou měřena měření abstinence nikotinu, bažení a účinků drog. Před každým PET skenem bude vyžadováno 5-7 dní abstinence od kouření, aby se zajistilo, že žádný zbytkový nikotin neobsadí receptory. Subjekty se vrátí ke kouření jako obvykle po prvním skenování po dobu 2-3 týdnů před následným skenováním abstinence kouření/PET. Subjektům budou na vyžádání poskytnuty prostředky na odvykání kouření.

C.2.b Subjekty: Do studie bude přijato dvacet kuřáků nebo uživatelů elektronických cigaret, kteří nejsou naivními v ES. Všechny výzkumné subjekty budou přijímány podle pokynů Institucionálního kontrolního výboru Yale University (Human Investigation Committee). Kuřáci se budou rekrutovat z komunity prostřednictvím reklamy schválené IRB. Po vyplnění informovaného souhlasu bude subjektům provedeno psychiatrické, fyzikální a neurologické vyšetření, laboratorní testy a elektrokardiogram (EKG) (viz C.2.c Klinická hodnocení níže). Toto je považováno za fázi screeningu. Subjekty budou vyloučeny pro závažné lékařské, neurologické nebo psychiatrické onemocnění, abnormální laboratorní testy nebo kontraindikaci k PET nebo MR zobrazování. Při screeningu a před každým zobrazovacím vyšetřením se provádí screening drog v moči a těhotenský test a účastníci jsou vyloučeni z důvodu pozitivního testu. Podrobná kritéria pro zařazení/vyloučení lze nalézt v sekci Ochrana lidských subjektů. Všechny ženy budou muset mít negativní těhotenský test z moči a všechny subjekty musí mít negativní toxikologický test moči na drogy před podáním radioindikátoru.

C.2.c Klinická hodnocení: Všem subjektům bude při příjmu podána standardizovaná baterie, včetně dotazníku o zdraví, SCID, hodnocení demografie, měření užívání tabáku, užívání alkoholu a drog, rodinné anamnézy kouření, nálady (zkrácené formy PROMIS pro depresi, úzkost a hněv), Centrum pro epidemiologické studie Škála deprese, úzkost (Státní inventář úzkosti), impulzivita (Stručná - Barrattova škála impulzivity, závislost na kouření (škála PROMIS nikotinové závislosti), touha po kouření (Tiffany QSU) a abstinenční příznaky (Minnesotská stupnice odnětí nikotinu). Hodnocení nálady a kouření se bude opakovat při každém skenování den před a po stimulaci. Oblíbenost produktu, craving a dotazník o účincích léků (DEQ) budou posouzeny na subjektivní stupnici (0-100, nízká-vysoká) bezprostředně po použití produktu. DEQ bude měřit akutní účinky sestávající ze sedmi položek: síla drogy, vysoká, pocit stimulace, dobré účinky, špatné účinky, chtít více drog a záliba v drogách.

Výchozí stav a po každém vyšetření PET/e-cig:

• Zdravotní dotazník
• PROMIS Závažnost dušnosti Položka Položka
• PROMIS Charakteristika dušnosti
• PROMIS Únava Krátká forma
• Funkční hodnocení terapie chronického onemocnění (FACIT) Kašel položka
• Zdravotní dotazník nazvaný „posouzení zdravotních problémů“ (a poskytnutý jako příloha prostřednictvím komentáře v IRES) bude přidán k protokolu a bude vyplněn při příjmu a před každou expozicí. Upozorňujeme, že potenciální subjekty s chronickými symptomy, které by narušovaly monitorování komplikací spojených s vapingem, nebudou zařazeni.

Pozitivní nález změny příznaku nebo jediného závažného příznaku by vyvolal klinické odeslání k ošetřujícímu lékaři nebo na pohotovost.

C.2.d Contingency Management: Všem kuřákům/uživatelům e-cigaret bude poskytnuta pomoc, aby zůstali abstinenti po dobu 5-7 dnů před každým PET skenem pomocí vysoce úspěšných technik řízení nepředvídaných událostí, které byly dříve v laboratoři široce používány. Subjekty se vrátí ke kouření jako obvykle po prvním PET skenu a zopakují abstinenci před dalším PET skenem. Tato technika byla v minulosti úspěšná při studiu obsazení receptorů nikotinem po mnoha výzvách náborem kuřáků, kteří nevyhledávají léčbu. Subjekty se budou setkávat denně v průběhu abstinence, poskytují podporu a získávají hladiny CO a kotininu v moči, aby zajistily abstinenci kouření. Jedinci, kteří nejsou schopni abstinovat od kouření tabáku (2 po sobě jdoucí dny bez snížení hladin kotininu v moči nebo náhlého zvýšení hladin kotininu v moči nebo CO), budou ze studie vyřazeni.

C.2.e – MRI/kognitivní testování Subjekty budou požádány, aby šly do MRRC v The Anlyan Center for Medical Research & Education (TAC, 300 Cedar Street), kde si nechaly udělat MRI (Magnetic Resonance Imaging) sken mozku. Účelem MRI je pomoci nám identifikovat různé oblasti jejich mozku na PET skenech.

MRI sken je rutinní způsob, jak získat snímky vnitřku těla. Subjekty budou dotázány, zda nesou nějaké kovové předměty, než se přesunou k systému MRI. Tyto předměty pro ně budou drženy v uzamčené skříni v centru magnetické rezonance, aby se zabránilo tomu, že by tyto předměty létaly směrem k magnetu, když se k němu přiblíží. Budou také požádáni, aby prošli detektorem kovů. Budou požádáni, aby klidně leželi v MRI skeneru asi 30 minut. Skener vypadá jako hluboký tunel. Budou uvnitř tunelu od hlavy po kolena. Nebudou z toho vidět, ale budou nás moci slyšet a být slyšeni, pokud budou chtít něco říct. Když fotoaparát pořizuje snímky jejich mozku, uslyší bubnování. Pokud se během skenování cítí nepříjemně, skenování bude ukončeno, kdykoli si to přejí. Pokud však nemohou dokončit vyšetření magnetickou rezonancí, nebudou se moci účastnit žádné další z těchto studií.

Mohou proběhnout dvě sezení testování jejich paměti, pozornosti a koncentrace. Celkem to zabere přibližně 1 hodinu. Mezi těmito sezeními budou mít přestávku. To se může uskutečnit ve stejný den jako vyšetření magnetickou rezonancí nebo v jiný den před vyšetřením PET, pokud to lépe vyhovuje jejich rozvrhu a rozvrhu personálu.

Během této návštěvy si mohou zahrát počítačovou hru s názvem Face Game. Cílem Face Game je vyhrát co nejvíce peněz. Mohou vydělávat peníze rychlým a správným stisknutím jedné ze dvou kláves na klávesnici pokaždé, když na obrazovce uvidí obličej. Stisknou jednu klávesu, pokud si myslí, že ústa na obličeji jsou dlouhá, a druhou, pokud si myslí, že jsou krátká.

Úloha studeného tlaku Subjekty mohou být také požádány, aby se účastnily úlohy studeného tlaku během studie, aby se otestovala fyziologická reakce těla na studenou vodu. Budou požádáni, aby ponořili vaši ruku do kbelíku s ledovou vodou udržovanou na 0-4°C. Bude jim řečeno, aby zvedli druhou ruku, když začnou pociťovat bolest, a aby vytáhli ruku z vody, když už bolest nesnesou. Zatímco je jejich ruka ponořena ve vodě, budou také požádáni, aby ohodnotili svou bolest na stupnici od 0 do 100 a bude monitorována jejich srdeční frekvence a krevní tlak.

Impulzivita Subjekty mohou být požádány, aby si zahrály hru, ve které budou pomocí počítačové myši klikat na pumpu balónku, která nafoukne balónek na obrazovce. Cílem úkolu je získat co největší množství peněz a přitom se vyhnout výbuchům balónků. Toto hodnocení testuje jejich impulzivitu. Mohou být požádáni, aby hráli tuto hru také v den jejich PET skenu.

C.3. PET zobrazovací postupy PET procedury budou prováděny v Yale University PET Center. Před zahájením jakýchkoli zobrazovacích postupů bude ženám proveden těhotenský test z moči. Pokud je test pozitivní, skenování bude zrušeno. Subjekty obdrží minimálně 2 a maximálně 3 PET skeny. 3. skenování je nepovinné.

PET skeny: Před PET skeny bude u všech subjektů pořízeno T1 vážené MRI na kameře 3.0 Tesla Siemens Trio, aby se vyloučily jakékoli mozkové abnormality a pro anatomickou referenci při analýze obrazu.

PET skeny se pořizují, když subjekty leží na zádech na lůžku skeneru. Žilní katétry budou použity pro intravenózní aplikaci radioindikátoru, případně pro další odběry venózní krve. Před PET skenem zavede zkušený lékař katétr do radiální tepny za účelem odebrání vzorků arteriální krve pro analýzu metabolitů a pro stanovení frakce radioaktivity plazmy nenavázané na protein.

Infuze radioindikátoru trvá 210 minut (3,5 hodiny). Subjekty budou skenovány po dobu 2 hodin (počínaje 90 minutami po zahájení infuze radioaktivního indikátoru).

[18F]NCFHEB bude syntetizován a podáván ve dnech PET skenování jako bolus plus konstantní infuze s Kbol 360 minut po dobu 3,5 hodiny. PET data budou získána na MCT. Na začátku nebo na konci každého PET skenu bude pořízen 6minutový přenosový sken pro korekci zeslabení. Budou odebrány vzorky arteriální krve, aby se získala vstupní funkce [18F]NCFHEB korigovaná na metabolit. Základní dostupnost receptoru bude měřena 90-120 minut po infuzi radioindikátoru. Poté subjekty zahájí výzvu (NIDA EC nebo JUUL EC, vyvážená objednávka) ve 125 minutách po dobu 5 minut ve skeneru. Poté bude skenování po nikotinu pokračovat až do konce 4 hodin infuze. Vitální funkce (krevní tlak, puls, dýchání) a EKG budou získány před a po podání radioindikátoru. Stejný postup bude následovat pro 2. PET sken.

Použití EC: Subjekty obdrží 2 různé skeny a vyfouknou jeden ze dvou produktů EC (v náhodném pořadí, vyvážené): "JUUL" 5% (50 mg/ml), běžná komerčně dostupná nemodifikovaná nikotinová sůl EC, a (2 ) JUUL 3% (30 mg/ml), produkt s nižší silou nikotinu. Použije se pouze tabákové aroma. Před PET skeny bude na schůzce provedeno školení pro seznámení kuřáků s produktem EC použitým ve studii. Subjektům bude doporučeno, aby potahovaly z EC déle a pomaleji (alespoň 3-4 sekundy) ve srovnání s potahováním cigarety. Během každého skenování budou subjekty instruovány, aby natahovaly EC po dobu až 5 minut. Všichni uživatelé budou během používání EC přímo sledováni, aby bylo zajištěno, že nebudou mít problémy s ovládáním zařízení. Pokud je k dispozici, lze použít náustek pro měření topografie potáhnutí, jak bylo popsáno výše.

Užívání běžné cigarety: Třetí PET sken s použitím běžné cigarety může být nabídnut kuřákům cigaret, ale není vyžadován pro dokončení studia.

Vzorky krve: Ve dnech PET skenování budou vzorky arteriální krve odebírány před podáním radioindikátoru a ve více časových bodech (t = 0, 0,3, 1, 3, 5, 10, 20, 30, 60, 90 minut po stimulaci) EC/cigareta použití ke stanovení koncentrací nikotinu v krvi, které budou analyzovány pomocí kapalinové chromatografie tandemově-hmotnostní spektrometrie s deuterovanými vnitřními standardy.47 Tato data se použijí k výpočtu farmakokinetických vzorců dodávání nikotinu za každé podmínky (Cmax, Tmax a AUC pro nikotin).

Analýza obrazu a měření výsledku: Data PET v režimu seznamu budou rekonstruována pomocí OSEM s vestavěnými korekcemi pro útlum, normalizaci, rozptyl, náhody, mrtvý čas a pohyb předmětu.53,54 Po rekonstrukci obrazu bude souhrnný obraz registrován na MRI subjektu. Oblasti zájmu (ROI) budou anatomicky definovány pomocí šablony [Anatomical Automatic Labeling (AAL)] společně registrované k obrazu MRI subjektu. ROI použité pro výpočet obsazení receptorů budou: mozeček, frontální, parietální, temporální a okcipitální kůra, caudate, putamen, hippocampus a amygdala. Tyto oblasti jsou vybrány, protože byly dříve zkoumány ve studiích β2*-nAChR, mají významnou hustotu v lidském mozku a jsou relevantní pro chuť k jídlu a abstinenční vlastnosti nikotinu. Talamus nebude zahrnut, protože v této oblasti není dosaženo rovnováhy s paradigmatem bolusové infuze. Distribuční objem VT bude odhadnut pomocí rovnovážného poměru mezi celkovou koncentrací radioaktivity ve tkáni a původní koncentrací v arteriální plazmě. Základní VT bude odhadnuta od 90-120 min po zahájení infuze, dříve prokázáno, že nastoluje dobrou rovnováhu v mozku Post-ECig VT bude odhadnuta od 180-210 minut po zahájení infuze (55-85 minut po stimulaci). Předchozí předběžné údaje ukazují, že toto je dostatečná doba pro dosažení nového ustáleného stavu. Obsazenost receptorů a VND budou odhadnuty pomocí přístupu Lassenova grafu.