Studie korelace mezi metabolomikou a úzkostí a depresí u bronchiektázie

Bronchiektázie bez cystické fibrózy je běžná plicní porucha. Opakované akutní exacerbace bronchiektázií mohou vážně poškodit funkci plic, urychlit pokles plicní kapacity, snížit kvalitu života a zkrátit dobu přežití. Zatímco předchozí studie identifikovaly faktory, jako je zhoršující se funkce plic a infekce Pseudomonas aeruginosa, které přispívají k akutním exacerbacím, eliminace těchto faktorů zcela nezabrání takovým epizodám u pacientů s bronchiektáziemi. Současný výzkum naznačuje, že 20-40 % pacientů s bronchiektáziemi zažívá úzkost a/nebo depresi. Tyto stavy jsou spojeny se zvýšeným rizikem exacerbace onemocnění, přičemž deprese je konkrétně spojena s kratší dobou do první exacerbace. Proto je zkoumání vnitřní role úzkosti a deprese v progresi onemocnění klíčové.

Podle kritérií pro zařazení a vyloučení bude tato studie zahrnovat účastníky diagnostikované s bronchiektáziemi v Union Hospital, Tongji Medical College of Huazhong University of Science and Technology, Guizhou Provincial People's Hospital a Yichang Central Hospital mezi 20. prosincem 2025 a 31. prosincem 2030. Studijní protokol byl schválen etickými komisemi pro výzkum v každé nemocnici. Při zařazení budou shromážděny následující demografické informace: pohlaví, věk, výška (v metrech) a hmotnost (v kilogramech). Anamnéza, předchozí exacerbace a výsledky krevních testů (včetně kompletního krevního obrazu a biochemických parametrů) budou také získány během úvodní konzultace. Výsledky patogenního vyšetření budou také zaznamenány. Dále budou provedeny testy plicní funkce (např. FEV1% predikováno) a vysoce rozlišovací výpočetní tomografie (HRCT) plic. Dušnost pacientů bude hodnocena pomocí modifikované škály dušnosti Medical Research Council (mMRC), zatímco stav úzkosti a deprese bude hodnocen pomocí škály Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). S informovaným souhlasem byly odebrány biologické vzorky, včetně krve, sputa a stolice. Účastníci podstoupili sledování každé tři měsíce po zařazení, s vedením záznamů o frekvenci exacerbací, epizodách hospitalizace a stavu přežití. Po dokončení sběru dat bude provedena metabolomická analýza vzorků včetně krve, sputa a stolice, aby se prozkoumalo, zda jsou stavy úzkosti a deprese pacientů spojeny s výše uvedenými metabolomickými nálezy, identifikovaly odpovídající biomarkery a analyzovala se role úzkosti a deprese v progresi bronchiektázií.

Materiály a metody

1. Sběr dat Kritéria pro zařazení a vyloučení

   Kritéria pro zařazení:

   • Věk ≥18 let
   • Nálezy z plicního zobrazování a klinický obraz účastníků splňovaly diagnostická kritéria pro bronchiektázie
   • Klinicky stabilní (žádná antibiotika nebo perorální kortikosteroidy do 4 týdnů před zařazením);
   • Pacienti, kteří jsou ochotni podepsat formulář souhlasu a účastnit se studie.

   Kritéria pro vyloučení:

   • Věk <18 let
   • Nesplňuje diagnostická kritéria pro bronchiektázie
   • Účastníci s cystickou fibrózou nebo předchozí transplantací plic
   • Účastníci, kteří nemohou spolupracovat se studií kvůli dysfunkci vitálních systémů, jako je srdce, mozek, játra a ledviny, nebo kteří se nemohou studie účastnit kvůli komorbidním závažným onemocněním
   • Účastníci s aktivními poruchami, včetně aktivní tuberkulózy, aktivní alergické bronchopulmonální aspergilózy, aktivní netuberkulózní mykobakteriální infekce a malignity nebo sekundární trakční bronchiektázie spojené s plicní fibrózou
   • Těhotné nebo kojící ženy
   • Ti, kteří nejsou schopni poskytnout informovaný souhlas nebo kteří odmítají účastnit se klinické studie

   Shromažďování demografických ukazatelů pacientů a výsledků laboratorních testů. Demografické ukazatele (věk, výška, hmotnost), skóre mMRC, výsledky laboratorních testů, plicní funkce (FEV1% predikováno), radiologická skóre (modifikované Reiff, Bhalla skóre) byly shromážděny při zařazení účastníka.

   Hodnocení stavu úzkosti a deprese: Všichni pacienti byli požádáni, aby na výchozím bodě vyplnili škálu Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). Skóre pro každou subškálu (HADS deprese a úzkost) se pohybuje od 0 do 21 bodů, přičemž skóre ≥8 indikuje pravděpodobnou depresi nebo úzkost.

   Hodnocení závažnosti onemocnění: Závažnost onemocnění byla hodnocena pomocí indexu závažnosti bronchiektázií (BSI).

2. Metabolomické experimentální metody Metabolomické experimentální metody 2.1 Příprava vzorků 50 μL odebraného vzorku bylo rozmraženo na ledu a smícháno s 200 μL studeného methanolu:acetonitrilu (1:1, v/v) obsahujícího IS (1 μg/mL). Směs byla intenzivně vortexována, inkubována při -20°C po dobu 2 h a poté centrifugována při 14 000 g po dobu 15 minut při 4°C. Supernatant byl přenesen do nové lahvičky pro analýzu LC-MS. Sdružený kontrolní vzorek kvality (QC) byl připojen kombinací stejných aliquotů ze všech jednotlivých vzorků.

   2.2 Analýza LC-MS Chromatografická separace byla provedena na systému Waters ACQUITY UPLC pomocí kolony HSS T3 (2,1 × 100 mm, 1,8 μm) udržované při 40°C. Mobilní fáze se skládala z (A) vody s 0,1% kyseliny mravenčí a (B) acetonitrilu s 0,1% kyseliny mravenčí. Byl aplikován lineární gradient následovně: 0-2 min, 2% B; 2-10 min, 2% až 98% B; 10-12 min, 98% B; 12-12,1 min, 98% až 2% B; 12,1-15 min, 2% B. Průtok byl 0,4 mL/min a objem injekce byl 2 μL.

   Hmotnostní spektrometrie byla provedena na systému SCIEX TripleTOF 6600+ provozovaném v obou pozitivních a negativních ESI režimech. Parametry byly nastaveny následovně: Ion Source Gas 1: 60 psi, Ion Source Gas 2: 60 psi, Curtain Gas: 35 psi, Source Temperature: 550°C, Ion Spray Voltage: ±5500 V. Data byla získána v režimu informačně závislé akvizice (IDA).

   2.3 Zpracování dat a multivariační statistická analýza Nezpracované datové soubory byly zpracovány pomocí softwaru MS-DIAL pro detekci píků, zarovnání a normalizaci vůči IS. Výsledná datová matice byla importována do softwaru SIMCA-P (v16.0, Umetrics, Švédsko) pro multivariační analýzu. Před PCA a OPLS-DA byla aplikována škálování jednotkového rozptylu a středování. Model OPLS-DA byl validován 200násobným permutačním testem.

   Metabolity s proměnnou důležitostí v projekci (VIP) > 1,0 z modelu OPLS-DA a p-hodnotou < 0,05 z univariačního Studentova t-testu byly považovány za statisticky významné.

   2.4 Identifikace metabolitů Významné metabolity byly identifikovány porovnáním jejich přesné hmotnosti (chyba hmotnosti < 10 ppm) a MS/MS spekter se záznamy v databázi HMDB. Kdykoli to bylo možné, identifikace byla potvrzena porovnáním s autentickými standardy (úroveň důvěry 1).

3. Statistická analýza a metody klinických dat:

Data získaná během studie byla předem uspořádána. Pro spojitá data byla nejprve provedena testy normality. Pokud všechny skupiny splňovaly normalitu, pro porovnání mezi skupinami byl použit Studentův t-test. V opačném případě byl zvažován neparametrický Wilcoxonův pořadový test. Pro kategorické proměnné byl použit χ² test. Statisticky významná data byla podrobena multivariační logistické regresní analýze. P < 0,05 bylo považováno za statisticky významné.

Statistická analýza všech dat byla provedena pomocí SPSS (IBM SPSS Statistics 26.0, SPSS Inc., Chicago, IL) a jazyka R (verze 4.1.3, www.R-project.org/). Všechny statistické testy byly oboustranné a statistická významnost byla nastavena na 0,05.