Studie k určení, zda je u pacientů infikovaných těžkým akutním respiračním syndromem koronavirem 2 (SARS-CoV-2) narušeno snímání kyslíku

Mnoho pacientů infikovaných SARS-CoV-2 je hypoxických (saturace krve O2 pod 92 %). Mnozí si ani neuvědomují, že jsou hypoxičtí, protože dýchání může zůstat pohodlné. U těchto pacientů se zdá, že normální fyziologické reakce na nedostatek kyslíku, zvýšené dýchání, chybí (Couzin-Frankel, 2020).

Široká škála typů buněk v těle exprimuje receptor ACE2, který virus vyžaduje k infekci buněk. To zahrnovalo buňky karotického těla, což jsou O2 senzory těla. Vyšetřovatelé předpokládají, že glomus buňky karotického těla jsou mezi prvními infikovanými buňkami kvůli jejich extrémně vysoké rychlosti prokrvení. Po infekci jsou „offline“ a tělo už nepozná, že je hypoxické. To může být extrémně škodlivé pro pacienty, kteří mohou vyžadovat mechanickou ventilaci k obnovení normální hladiny O2 v krvi (>95% saturace). Úmrtnost pacientů používajících mechanické ventilátory je velmi vysoká a je třeba vynaložit veškeré úsilí, aby se pacienti nedostali k těmto přístrojům.

Je zajímavé, že hypoxie se zdá být běžným stavem u lidí infikovaných SARS-CoV-2, přičemž někteří vykazují vážné respirační stavy (syndrom akutní respirační tísně - ARDS), ale jiní ne. Zdá se, že většina umírá na „cytokinovou bouři“, což je masivní reakce imunitního systému na infekci (Xie et al., 2020). Ale mnoho dalších je hypoxických a nemocných. Mnoho lékařských středisek léčí pacienty SARS-Cov-2 identicky a umísťují je na mechanické respirátory. Níže je uveden krátký popis německé skupiny z úvodníku, který byl nedávno publikován (Gattinoni et al., 2020), který naznačuje, že ne všichni hypoxičtí pacienti SARS-CoV-2 jsou stejní, a proto by neměli být léčeni stejně.

Již dlouhou dobu je známo, že mechanická ventilace u pacientů na JIP, která nesouvisí se SARS-CoV-2, může být velmi obtížná pro pacienty s úmrtností nad 50 % (Fialkow et al., 2014) a s velmi dlouhou dobou zotavení. (Griffiths & Jones, 1999). Očekává se, že pacienti přijatí na JIP, kteří potřebují mechanickou ventilaci, budou mít vyšší úmrtnost ve srovnání s těmi, kteří nevyžadují respirační podporu (Vincent et al., 2002) v důsledku ventilátorem indukovaného poškození plic (VILI). Intubovaní pacienti infikovaní SARS-CoV-2 mají také velmi vysokou úmrtnost (Richardson et al., 2020). Jsou nepochybně nejnemocnějšími z nemocných. Nicméně by se mělo udělat vše, co je v našich silách, aby se zabránilo intubaci, což je politika konzistentní s používáním vysokoprůtokové nosní kanylace na University of Chicago. Cílem vyšetřovatelů v tomto podání IRB je identifikovat kohortu pacientů se SARS-CoV-2, kteří jsou hypoxičtí, ale jejich dýchání nereaguje správně na hypoxii („tichá hypoxie“). Je možné, že tito pacienti mohou být léčeni léky, aby se co nejdéle zdrželi intubace.

Fáze I – Studie tiché hypoxie u pacientů infikovaných SARS-CoV-2. Fáze 1 přijme 40 subjektů s dokumentovanou infekcí SARS-CoV-2 a dalších 40 zdravých subjektů jako kontrolní skupinu. Celkem 80 subjektů v první fázi. Tato velká skupina není nutná k určení, zda existuje "tichá hypoxie", spíše k určení procenta pacientů vykazujících změněné vnímání kyslíku v této populaci pacientů.

Tato fáze bude zahrnovat pozorování a sběr klinických dat, která jsou běžně zachycována u hospitalizovaných pacientů s COVID. Všichni pacienti s COVID-19 na University of Chicago Medical Center (UCMC) jsou připojeni k telemetrickým monitorům, které měří vitální funkce. Telemetrické monitory nepřetržitě měří periferní saturaci kyslíkem (SpO2), dechovou frekvenci (RR) a srdeční frekvenci (HR). Krevní tlak je přerušovaně kontrolován a měřen telemetrickým monitorem v intervalu, který stanoví lékař při příjmu.

Před tím, než subjekt provede test, bude mít možnost zhlédnout krátké instruktážní video vytvořené PI o tom, jak správně provést test první fáze. Tuto možnost budou mít jak COVID, tak zdraví jedinci, pokud budou mít pocit, že potřebují další instrukci, než jaké již poskytl lékař provádějící test. Jakmile se subjekt bude cítit připraven, bude požádán, aby zadržel dech až na 60 sekund nebo dokud nebude schopen zadržet dech. Každý pacient bude požádán, aby zadržel dech 3krát s 5 minutami odpočinku mezi zkouškami. Subjekty budou instruovány k zadržování dechu a jejich životní funkce budou zaznamenány před, během a po zadržení dechu ošetřujícím lékařem pacienta na oddělení COVID. Cílem je zjistit, zda je zadržování dechu subjektu nepříjemné, jako by tomu bylo u normálního subjektu. Pokud je jejich snímání O2 narušeno, pud k dechu může chybět nebo se může snížit. Po zastavení zadržování dechu se očekává, že pacient může začít lapat po dechu a dýchat rychleji, aby se vyrovnal kyslíkový deficit. Budou všechny subjekty reagovat na hypoxii správně? Nebo budou některé subjekty ignorovat hypoxii, protože nevědí, že musí přestat? V tom případě je zastaví člen studijního týmu.

Aby byla zajištěna bezpečnost pacientů, ošetřující lékaři budou instruovat a sledovat subjekty, když se účastní této studie. Změny v saturaci O2 pod 85 % nebo absolutní pokles o více než 8 % způsobí, že lékař dá pacientovi pokyn, aby začal dýchat. Tabulka 1 níže uvádí kritéria pro zadržení dechu.

Fáze II – Studie tiché hypoxie u pacientů infikovaných SARS-CoV-2. Fáze 2 přijme 10 subjektů a požádá je, aby chodily šest minut v jejich nemocničním pokoji. Tato doba je upravena z testu šestiminutové chůze (6MWT), který je dobře ověřeným měřítkem aerobní i funkční kapacity (Troosters et al., 2002; Enright, 2003). Účelem experimentu je otestovat, zda jednoduchá fyzická námaha u ambulantních pacientů s COVID souvisí se snížením SpO2 a/nebo fyziologickými změnami vitálních funkcí. 6MWT bude přizpůsoben a požádá subjekty, aby se pohybovaly tam a zpět ve svém pokoji (spíše než po 100m chodbě), protože tato studie se primárně zajímá o fyziologické reakce na námahu (spíše než o celkovou ušlou vzdálenost). Studijní tým také změří na začátku a po dokončení chůze sadu vitálních funkcí a zeptá se subjektů na jejich vnímanou námahu pomocí Borgova hodnocení vnímané námahy. V této fázi budou pacienti poučeni a průběžně sledováni ošetřujícími lékaři působícími na COVID jednotce. Ošetřující lékaři budou tyto pacienty sledovat tak, že budou stát mimo pacientský pokoj, ale s plným výhledem na pacienta oknem a/nebo dveřmi na jednotce COVID.

Pro tuto fázi budou zařazeni pacienti s dokumentovaným skóre AM-PAC ≥19. Skóre AM-PAC je denně dokumentováno sestrami UCMC ve schématech ošetřovatelství a terapie v rámci EPIC. Skóre ≥19 používají jak sestry UCMC, tak fyzioterapeuti k označení funkční nezávislosti pacientů. Je vyžadováno denní hodnocení pacientů AM-PAC sestrami na UCMC a je založeno na upravené verzi nástroje Activity Measure for Post-Acute Care (AM-PAC) (Haley et al., 2004). Tento ošetřovatelský požadavek a přizpůsobené bodování AM-PAC byly společnou iniciativou UCMC v oblasti ošetřovatelství a fyzikální terapie, Project Walk, s cílem lépe zacílit pacienty, kteří mohou nebo nemusí potřebovat PT během přijetí na základě jejich funkční mobility.

Aby byla zajištěna bezpečnost pacientů, ošetřující lékaři budou instruovat a sledovat pacienty, když se účastní této studie. Změny v saturaci O2 pod 85 % nebo absolutní pokles o více než 5 % způsobí, že lékař dá pacientovi pokyn, aby začal dýchat.

Co když mají všichni pacienti se SARS-CoV-2 zhoršené snímání O2? To nemusí být vyloučeno, protože se zdá, že ztráta čichu a chuti jsou spolehlivými indikátory infekce (Menni et al.). V takovém případě populační studie výzkumníků naznačí, že každý je ve stresu hypoxický.

Identifikace subjektu, nábor a platba Všechny subjekty COVID budou rekrutovány a zapsány z jednotky COVID na University of Chicago Medical Center (UCMC). Zdravé subjekty budou pocházet z fakulty a zaměstnanců z UCMC. Aby se předešlo jakémukoli možnému zkreslení, zdraví dobrovolníci nebudou mít žádný vztah k této studii před nebo nebudou pod dohledem zkoušejících v době, kdy se této studie účastní. Zdravé subjekty nebudou hospitalizovány v době, kdy jsou přijímány do této studie. Subjekty nebudou za účast ve studii kompenzovány.