Laboratorní biomarkery a plicní intersticiální emfyzém u ARDS (PIE-ARDS) (PIE-ARDS)

Barotrauma se často vyskytuje u syndromu akutní respirační tísně (ARDS) a má obtížnou, nestandardní léčbu. Bohužel úmrtnost zůstává vysoká (> 60 % u COVID-19 ARDS, kolem 46 % u non-COVID-19 ARDS). Zajímavé je, že údaje od pacientů s COVID-19 naznačují, že barotrauma se může objevit také u spontánně dýchajících pacientů s ARDS. V důsledku toho křehkost plicního parenchymu představuje hlavní problém u ARDS. Ochranné mechanické větrání (tj. ventilace s nízkým dechovým objemem a nízkými tlaky v dýchacích cestách) zůstává základním kamenem podpůrné léčby ARDS. Bohužel, mechanická ventilace může zhoršit plicní poškození (ventilátorem indukované poškození plic) a u vysoce rizikových pacientů může vyvolat barotrauma, i když je nastavení ventilátoru udržováno v „bezpečném“ limitu ochranného ARDS. Včasná identifikace vysoce rizikových funkcí by proto mohla lékařům umožnit individualizovat léčbu vysoce rizikových pacientů přizpůsobením respirační podpory a potenciálně vybrat kandidáty pro pokročilou podporu (tj. mimotělní membránová oxygenace) před rozvojem zjevného barotraumatu.

Macklinův efekt je dobře popsaný radiologický znak původně určený k rozlišení mezi "periferními" (ruptura distálních dýchacích cest, "respirační" barotrauma) a "centrálními" (léze velkých dýchacích cest/poškození jícnu) příčinami úniku vzduchu v mediastinu. Vyšetřovatelé však nedávno identifikovali Macklinův efekt jako silný radiologický prediktor rozvoje barotraumatu u mechanicky ventilovaných pacientů s COVID-19 ARDS (senzitivita: 89,2 %; specificita: 95,6 %). V našem souboru byl rentgenologicky zjištěný Macklinův efekt identifikován 8–12 dní před rozvojem pneumomediastina/pneumotoraxu. Tyto předběžné výsledky byly potvrzeny v následné multicentrické studii (velikost vzorku 697 pacientů; senzitivita: 100 %; specificita: 99,8 %).

Kromě toho předběžné údaje naznačují, že časná aplikace bdělé veno/venózní mimotělní membránové oxygenace (ECMO) před invazivní mechanickou ventilací u pacientů s COVID-19 s těžkým ARDS a s vysokým rizikem barotraumatu (definovaného jako přítomnost Macklinova efektu na CT zobrazení hrudníku) může mít za následek žádné barotraumatické příhody s nízkou intubací.

Současně byl hyperzánětlivý subfenotyp spojen s celkově horšími výsledky jak z hlediska mortality, tak dnů bez ventilátoru u ARDS. Navíc bylo prokázáno, že výskyt poškození plic během mechanické ventilace významně souvisí s náborem žírných buněk prostřednictvím signalizace CXCL10/CXCR3.

Z tohoto pohledu by potvrzení prediktivní role Macklinova efektu a identifikace dalších, nových laboratorních biomarkerů mohly poskytnout nástroje pro časnou stratifikaci rizika u pacientů s ARDS.

Celkově vzato, i) kvantitativní zobrazovací analýza a ii) systémové profilování zánětu by mohly dešifrovat různé biologické aspekty stejného klinického problému, což by mohlo položit základ pro definici multimodálního podpisu plicní slabosti u pacientů s ARDS.

V souladu s tím hlavní hypotézou této retrospektivní/prospektivní studie je, že identifikace nového subfenotypu ARDS charakterizovaného bez ohledu na základní etiologii zvýšenou křehkostí plic by mohla podstatně zlepšit špatnou prognózu běžně spojovanou s tímto stavem, což by mohlo být mezníkem pro personalizované strategie řízení.

Aby dále potvrdili roli Macklinova efektu, vyšetřovatelé:

• vyhodnotit přesnost Macklinova efektu v retrospektivní kohortě 350 pacientů s ARDS (COVID-19 a non-COVID-19)
• identifikovat prostřednictvím denzitometrie, strojového učení a přístupů založených na umělé inteligenci nové zobrazovací biomarkery charakteristiky vyšší křehkosti plic ve stejné kohortě.

V hlavní prospektivní studii zkoušející:

• analyzovat následující biomarkery v séru a tekutině z bronchoalveolární laváže 100 prospektivně zařazených pacientů s ARDS: Interleukin-8 (IL-8), Interleukin (IL)-6, IL-1Ra, IL-18, interferon (IFN), Angiopoetin-2 (Ang-2), Tumor Necrosis Factor Receptor-1 (TNFr1), Plasminogen Activator Inhibitor-1 (PAI-1), Receptor for Advanced Glycation Endproducts (RAGE), Intercelulární adhezní molekula-1 (ICAM-1), Surfactant Protein D (SPD), protein C, von Willebrandův faktor (VWF), CXCL10/CXCR3 a metaloproteázy (MMP9, MMP10).
• Vyvinout specifický algoritmus léčby pro pacienty s ARDS s vysokým rizikem barotraumatu sběrem klinických a výsledných dat od 10 pacientů s ARDS, kteří dostávají nekonvenční léčbu (např. bdělé ECMO, ultraprotektivní ventilace atd.)