Charakteristika primárního a sekundárního stresu takOtsubo (MAESTRO)

Pozadí a zdůvodnění Takotsubo syndrom (TTS) je akutní a reverzibilní forma poškození myokardu, kterému často předchází fyzický nebo emocionální spouštěč. Ačkoli byl TTS pro svou reverzibilní povahu obecně považován za benigní onemocnění, dnes je jasné, že hemodynamická a elektrická nestabilita během akutní fáze vystavuje pacienty častým závažným nepříznivým nemocničním komplikacím. Patofyziologie TTS však není zdaleka zcela pochopena. Konzistentní důkazy prokázaly, že environmentální události, které většina těchto pacientů zažívá a jsou vnímány jako stresující (fyzické nebo emocionální), vyvolávají aktivaci mozku a reakci související se stresem se zvyšující se biologickou dostupností lokálních a cirkulujících mediátorů stresu, jako je katecholamin a kortizol. který ukázal, že hraje hlavní roli v etiologii "neurogenního omračujícího myokardu" odpovědného za tento klinický stav. Nedávné studie posílily hypotézu vynikajícího spojení mezi mozkovým stresovým systémem a srdcem u pacientů s TTS pomocí neurozobrazovacího přístupu. Základními anatomickými strukturami zapojenými do stresové reakce jsou neokortex, limbický systém, retikulární formace, mozkový kmen a mícha spolu s osou hypotalamus-hypofýza-nadledviny, která nakonec vede k sekreci kortizolu. V tomto ohledu byly prokázány podstatné strukturální rozdíly v neokortexu a limbické síti (insula, amygdala, cingulární kůra a hippocampus) mezi pacienty s TTS ve srovnání se zdravými kontrolami pomocí zobrazování mozkové funkční magnetické rezonance (fMRI) spolu s hypokonektivitou centrálních oblastí mozku, které mají regulační funkci autonomního a limbického systému. Nedávná studie PET/TC navíc prokázala, že zvýšená limbická aktivita předchází rozvoji TTS a že u pacientů s nejvyšší aktivitou amygdaly se syndrom rozvine nejdříve, což podporuje hypotézu, že neurobiologický substrát je může predisponovat k tomuto klinickému syndromu.

Je zajímavé, že vzhledem k tomu, že TTS byl identifikován u rostoucího počtu hospitalizovaných pacientů, mezi postiženými se objevila důležitá klinická heterogenita a klinické charakteristiky, jako jsou fyzické spouštěče spolu s akutním neurologickým nebo psychiatrickým onemocněním, vysoké hladiny troponinu a nízká ejekční frakce identifikovat specifickou kategorii jedinců s TTS s vyšším rizikem mortality a nemocničních komplikací. Proto se v poslední době ukazuje, že byly dosud popsány dvě různé kategorie pacientů s TTS s různými klinickými rysy a rizikovým profilem: primární TTS, který postihuje především pacienty po emočním stresoru, při absenci epikardiálního koronárního onemocnění, s malým uvolňováním troponinu , mírně snížená a rychle zvrácená dysfunkce levé komory (LV) a benigní prognóza; druhý sekundární TTS, který se vyskytuje po fyzickém stresoru, v přítomnosti epikardiální koronární arterie (CAD), s velkým uvolňováním troponinu, se závažnější nebo přetrvávající dysfunkcí LK a spojený s horší prognózou. Zajímavou hypotézou, kterou zbývá otestovat, je, že pouze primární TTS může být výsledkem reverzibilní dysfunkce levé komory neurogenního původu prostřednictvím aktivace neuronů pocházejících z limbického systému, což může způsobit reverzibilní vazokonstrikci koronární mikrovaskulatury, zatímco sekundární TTS může být způsoben přímé poškození myokardu vyvolané katecholaminy vyvolané fyzickým spouštěčem u pacientů se souběžnou ICHS. Patofyziologické determinanty primárního a sekundárního TTS však nebyly dosud nikdy zkoumány, stejně jako odlišná aktivace osy mozek-srdce u těchto dvou kategorií pacientů s TTS nebyla nikdy prokázána.

Dysfunkce myokardu po fyzickém stresoru byla popsána také u sepsí indukované kardiomyopatie, dobře známé systémové komplikace cytokinové bouře po imunitní reakci hostitele na infekci, která může významně ovlivnit prognózu těchto pacientů. Systolická dysfunkce levé komory (LVSD) i diastolická dysfunkce levé komory (LVDD) byly popsány v prvním období těžkého septického šoku jako u sekundárního TTS, ale s výjimkou reverzibilní povahy myokardiální dysfunkce, klinických a echokardiografických charakteristik (např. typické kinetické abnormality levé komory, elektrokardiografické rysy a možné škodlivé účinky použití vazopresorů) zřejmě odlišují sekundární TTS od kardiomyopatie vyvolané sepsí, což naznačuje odlišnou systémovou odpověď hostitele na stejné "stresory" a různé patofyziologické mechanismy, které jsou základem těchto klinických stavů.

Biochemické profily primárních vs. sekundárních pacientů s TTS jsou stále do značné míry neidentifikovány a zda existuje odlišný profil spojený s těmito dvěma kategoriemi pacientů, zůstává neznámé. Známé mechanismy spojené s rozvojem TTS zahrnují zvýšené hladiny cirkulujících plazmatických katecholaminů a jejich metabolitů. Bylo popsáno, že TTS je charakterizován zánětlivým infiltrátem myokardu a makrofágem a zvýšením systémových prozánětlivých cytokinů. Nedávné studie skutečně uvedly, že pacienti s akutním TTS měli zvýšené hladiny prozánětlivých cytokinů IL-6, IL-8 a CXCL1 v krvi, avšak podle našich nejlepších znalostí žádná studie dosud nezkoumala zánětlivou zátěž na primární a sekundární TTS.

Prozánětlivá odpověď je také známá jako klíčový patogenetický mechanismus kardiomyopatie indukované sepsí. Prozánětlivé cytokiny, jako je tumor nekrotizující faktor-alfa (TNF-α), interleukin-1-beta (IL-1β) a chemokiny aktivované molekulárními vzory asociovanými s patogeny (PAMP), se skutečně podílejí na patogenezi onemocnění. dysfunkce myokardu po sepsi, stejně jako endoteliální dysfunkce a zhoršené uvolňování NO pocházející z endotelu, které může změnit fyziologickou regulaci distribuce krevního toku. Je třeba poznamenat, že u kardiomyopatie vyvolané sepsí vede změněná imunitní odpověď na patogeny k down-regulaci β-adrenergních receptorů a k oslabení adrenergní odpovědi na úrovni kardiomyocytů, což je opak toho, co bylo prokázáno u TTS . Pokud však různé biologické odpovědi na stejné stresory mohou být základem různých klinických rysů sekundárního TTS, sepsí indukovaná kardiomyopatie a pacienti se sepsí/septickým šokem bez myokardiální dysfunkce nebyli dosud nikdy zkoumáni.

Navíc, protože význam mediátorů akutního stresu je jasný, zůstává role vystavení chronickému stresu v patogenezi TTS a zda existuje rozdíl u pacientů s primárním a sekundárním TTS neprozkoumaná. V tomto ohledu se nedávno objevil vlasový kortizol jako nový biomarker dlouhodobé aktivity HPA, který poskytuje alternativní metodu pro hodnocení stupně vystavení psychosociálnímu stresu měsíce před akutní stresovou událostí. Bylo skutečně prokázáno, že kortizol, stejně jako jiné lipofilní složky séra, může procházet kapilárami, které vyživují folikul difúzí, a zabudovat se do rostoucího vlasu úměrně jeho cirkulující koncentraci. Protože vlasy rostou rychlostí asi 1 cm/měsíc, odběr vzorků vlasů ve vzdálenosti 6 cm od pokožky hlavy může umožnit odhadnout hladiny plazmatického kortizolu až o šest měsíců dříve. Proto se vyšetřovatelé zaměřují na zkoumání, zda různé chronické vystavení stresu, hodnocené pomocí analýzy vlasového kortizolu, může hrát roli v patogenezi primárního vs. sekundárního TTS.

Odůvodnění Primární a sekundární TTS vykazovaly významnou klinickou heterogenitu identifikující dva různé podtypy pacientů s různými výsledky a rizikovým profilem. vyšetřovatelé předpokládají, že odlišná aktivace mozkových struktur zapojených do akutní stresové reakce, stejně jako odlišná expozice chronickému stresu, může potlačit rozdílné klinické a rizikové profily pozorované u primárních a sekundárních pacientů s TTS. Kromě toho vyšetřovatelé předpokládají, že odlišné signatury cirkulujících biomarkerů mohou být spojeny s těmito dvěma kategoriemi pacientů s TTS. Identifikace těchto specifických signatur proto může pomoci při diagnostice těchto pacientů a připravit cestu pro identifikaci specifických patofyziologických drah a vývoj budoucích terapií. Navíc, protože primární a sekundární TTS vykazovaly odlišné klinické výsledky, vyšetřovatelé předpokládají, že identifikace takových specifických signatur může pomoci při prognostické stratifikaci pacientů s TTS.

Výzkumníci chtějí také posoudit různé klinické rysy pacientů se sekundárním TTS, sepsí indukovanou kardiomyopatií a sepsí/septickým šokem bez myokardiální dysfunkce, aby zjistili, zda odlišná biologická odpověď na stejnou stresující událost (infekci) může být v základu odlišná. patofyziologické mechanismy.

Naše hypotézy jsou tedy následující:

• Odlišná aktivace mozkových struktur zapojených do akutní stresové reakce může potlačit rozdílné klinické profily a profily výsledků pozorované u primárního vs. sekundárního TTS.
• Odlišná expozice chronickému stresu, hodnocená pomocí testu vlasového kortizolu, může predisponovat buď k primárnímu nebo sekundárnímu TTS.
• Specifické biomarkery cirkulující v plazmě by mohly rozlišovat mezi primárním a sekundárním TTS, což pomáhá identifikovat základní patofyziologické mechanismy.
• Specifické biomarkery cirkulující v plazmě by mohly rozlišovat mezi kardiomyopatií vyvolanou sepsí, sekundárním TTS a pacienty se sepsí/septickým šokem bez dysfunkce myokardu, která by pomohla identifikovat základní patofyziologické mechanismy.

CÍLE Primární cíl Primárním cílem studie je zhodnotit aktivaci mozkových struktur zapojených do akutní stresové reakce u primárního vs. sekundárního TTS pomocí analýzy pozitronové emisní tomografie (PET).

Sekundární cíle

1. Posoudit vystavení chronickému stresu prostřednictvím hladin vlasového kortizolu v primárním vs. sekundárním TTS.
2. Identifikovat plazmatické cirkulující biomarkery u primárního vs. sekundárního TTS jak v akutním nastavení, tak po 3 měsících sledování.
3. Identifikovat, zda mohou být identifikovány různé biomarkery cirkulující v plazmě u sepse/septického šoku bez srdeční dysfunkce oproti kardiomyopatii vyvolané sepsí;
4. Identifikovat, zda mohou být identifikovány různé biomarkery cirkulující v plazmě u sepse/septického šoku bez srdeční dysfunkce vs. sekundární TTS;
5. Identifikovat, zda mohou být identifikovány různé biomarkery cirkulující v plazmě u kardiomyopatie indukované sepsí oproti sekundárnímu TTS, které jsou základem různých patofyziologických mechanismů.

Design studie Jednocentrové prospektivní intervenční studie kvůli postupu (bez léku nebo zařízení)

Délka studie Studie bude trvat 42 měsíců po schválení místní etickou komisí, z nichž prvních 24 bude doporučováno do fáze zápisu, 12 do následného sledování a následujících 6 do analýzy dat a vědeckého návrhu.

Postupy Vyšetřovatelé vyhodnotí demografická data (tj. věk, pohlaví, rasa), klasické kardiovaskulární rizikové faktory, anamnézu předchozích akutních koronárních syndromů, anamnézu malignity, psychiatrickou anamnézu a léčebné postupy.

V době koronární angiografie u pacientů s primárním nebo sekundárním TTS a během prvních 48 hodin u pacientů se sepsí nebo septickým šokem budou vzorky arteriální krve odebírány do 1 zkumavky Vacuette® 9 mL CAT Serum Clot Activator a 4 Vacuette® 6 mL EDTA trubice. Dále bude odebrán vzorek vlasů o délce 6 cm pro stanovení vlasového kortizolu.

U pacientů s primárním nebo sekundárním TTS budou vzorky krve odebírány venepunkcí pomocí 1 zkumavky Vacuette® 9 ml CAT Serum Clot Activator a 4 zkumavek Vacuette® 6 ml EDTA také po 3 měsících sledování.

Vzorky krve budou okamžitě odstředěny, aby se získaly vzorky plné krve, séra a plazmy, a poté alikvotně rozděleny do zkumavek typu Eppendorf. Všechny vzorky pak budou až do analýzy skladovány při -80 °C.

Hladiny cirkulujících biomarkerů pro a protizánětlivé dráhy (IL-6, IL-1beta, IL-10, IL-18) budou měřeny pomocí komerčně dostupné kvantitativní enzymatické imunosorbentní zkoušky (ELISA). Výzkumníci budou také hodnotit hladiny endotelinu-1 a BDNF a nakonec budou hodnotit expresi katecholaminů a relativních receptorů pomocí testu ELISA.

Následná návštěva Účast v této studii vyžaduje u pacientů s primárním vs. sekundárním TTS následnou návštěvu 3 měsíce (90 +/- 5 gg) po zařazení za účelem posouzení analýzy pozitronové emisní tomografie (PET) a během stejné návštěvy bude dále prováděn odběr venózní krve, jak je popsáno výše.

Analýza pozitronovou emisní tomografií (PET) 18F-FDG-PET/CT zobrazení bude provedeno 3 měsíce po akutní příhodě na Klinice nukleární medicíny Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS pomocí integrovaného skeneru (např. Biograph 64 Siemens Healthcare, Erlangen , Německo nebo podobně). Po celonočním hladovění bude podán intravenózně 18F-FDG (370 MBq). Trojrozměrné PET zobrazování bude provedeno po 1 hodině tichého čekání. Pro korekci útlumu bude pořízeno negované, nekontrastní CT. Analyzované mozkové struktury budou zahrnovat neokortex, limbický systém (insula, amygdala, cingulární kortex a hippocampus), retikulární formaci, mozkový kmen a míchu.

Analýza nervové aktivity související se stresem bude provedena v retrospektivní analýze za použití ověřených výzkumných metod vyšetřovateli zaslepenými klinickými údaji. Absorpce amygdalar 18F-FDG bude měřena umístěním kruhových oblastí zájmu (ROI) nad pravou a levou amygdala a měřením akumulace indikátoru jako standardizované hodnoty příjmu (SUV).

Bilaterální amygdalární střední SUV budou hodnoceny jak jako průměr, tak individuálně vydělením regulačním regionálním neurálním vychytáváním, aby se vytvořil poměr amygdalaru k regulační aktivitě (20). Primární měřítko pro amygdalární aktivitu (AmygA) bude odvozeno zprůměrováním SUV pravé a levé amygdaly a vydělením této hodnoty středním SUV spánkového laloku (TL) (20). Navíc, protože ventromediální prefrontální kortex (vmPFC) slouží jako regulační centrum za stresových podmínek, bude AmygA také upravena na střední hodnotu vmPFC SUV v sekundární analýze.

Výpočet velikosti vzorku Podle našich nejlepších znalostí neexistuje žádná předchozí literatura porovnávající primární a sekundární TTS. Proto se tato studie konfiguruje jako pilotní studie. Jako takový není potřeba žádný formální výpočet velikosti vzorku. Na základě obecných pravidel pro pilotní studie Juliouse (2005), který uvádí 12 subjektů na skupinu, a na základě ročního počtu pacientů s TTS pozorovaných na našem oddělení vyšetřovatelé plánují zapsat 60 pacientů do 24 měsíců, z nichž 15 s primárním TTS a 15 se sekundárním TTS a také 15 se sepsí/septickým šokem a 15 se sepsí indukovanou kardiomyopatií.

Statistická analýza Vzorek bude popsán v jeho demografických, antropometrických, klinických, instrumentálních, proměnných pomocí deskriptivních statistických technik. Kvalitativní proměnné budou vyjádřeny jako absolutní a relativní procentní četnost, zatímco kvantitativní proměnné jako průměr a směrodatná odchylka (SD) nebo medián a interkvartilní rozmezí (IQR), podle potřeby. Gaussova distribuce bude předem hodnocena Shapiro-Wilkovým testem. V případě chybějících dat budou tato zpracována metodami imputace dat prostřednictvím balíčku imputeR, pomocí vícenásobné imputace s metodami laso-centrované regrese v případě kvantitativních dat, zatímco klasifikační stromy pro imputaci funkcí „RpartC“, zaměřené na módu , což je nejvíce zastoupený objekt třídy na kvalitativních datech.

Srovnání mezi skupinami na začátku bude vyhodnoceno Chi-kvadrát testem nebo Fisherovým exaktním testem, s Freeman-Haltonovým rozšířením, kde je to vhodné, v případě kvalitativních dat, zatímco srovnání mezi kvantitativními daty bude provedeno jednosměrnou ANOVA nebo Kruskal-Wallis test. Párová srovnání budou vypočítána buď Studentovým t-testem nebo Mann Whitneyho U testem. V tomto druhém případě se při použití balíčku „coin“ R použije Wilcoxon-Prattův podepsaný rank test, aby se vypořádal s přítomností remíz.

Hodnocení primárního koncového bodu, pokud jde o rozdíly v hodnotách SUV mezi primárním a sekundárním TTS, bude hodnoceno buď Studentovým t-testem nebo Mann Whitneyho U testem.

Mezi sekundárními cílovými body bude v jednotlivých skupinách primárně hodnocen rozdíl vlasového kortizolu a biomarkerů po 3 měsících ve srovnání s výchozí hodnotou pomocí párového Studentova t testu nebo Wilcoxonova rank sum testu pro párová data.

Rozdíly mezi skupinami a uvnitř skupin v průběhu času a na začátku v biomarkerech a hladinách kortizolu budou dále reprezentovány „houslemi“, pomocí R balíčků „ggpubr“, „ggstatsplot“, „ggplot2“, „ggprism“ a „ggsignif“ .

Primární koncový bod, stejně jako sekundární koncové body zaměřené na srovnání variací ve výše uvedených indexech mezi těmito dvěma skupinami, budou provedeny pomocí modelů lineárních smíšených efektů pro opakovaná měření (LMMRM), s balíčkem „glmmTMB“ R, včetně výsledných dat v dlouhých -formát jako závislá proměnná. Pevné efekty budou zahrnovat alokaci dílčích vzorků, čas jako kvalitativní proměnnou a jejich interakci, zatímco náhodné efekty ID pacientů. V hloubce budou korelace mezi opakovanými měřeními modelovány buď pomocí složené symetrické struktury nebo nestrukturované kovarianční matice, jinak. Nejlepší přizpůsobení modelů bude testováno balíkem "DHARMa" R, který využívá přístup založený na simulaci k vytvoření snadno interpretovatelných škálovaných (kvantilních) reziduí pro přizpůsobené LMM a poskytuje test na nadměrnou/nedostatečnou disperzi modelu. Výsledná rezidua jsou standardizována na hodnoty mezi 0 a 1 a lze je intuitivně interpretovat jako rezidua z lineární regrese.

Aby bylo možné tyto modely použít na malých vzorcích, provede se úprava podobná Bartlettovi převzorkováním bootstrapu pomocí balíčku „pbkrtest“ R. Ve skutečnosti, vezmeme-li v úvahu, že aproximace statistiky testu maximální věrohodnosti (LR) T k rozdělení chí-kvadrát ve velkých vzorcích není na malém měřítku přesná, dělí se Bartlettova korekce korekčním členem, přičemž člen úpravy, který je odhad prvního okamžiku nulového rozdělení T-statistiky.

P-hodnoty <0,05 budou považovány za statisticky významné. Uvedou se také sugestivní hodnoty p (0,05 ≤ p < 0,10). Všechny analýzy budou provedeny pomocí softwaru R, verze 4.2.0 (CRAN®, R Core 2022, Vídeň, Rakousko).