Integrovaná multi-omics analýza séra a sputa k odhalení klíčových determinant prognózy u pacientů s ARDS

Tato studie je prospektivní observační výzkum navržený k systematické charakterizaci klíčových mikrobiálních signatur, metabolických profilů a rysů genové exprese v séru a sputu pacientů s akutním respiračním distress syndromem (ARDS) a k vyhodnocení jejich asociací s odpovědí na invazivní mechanickou ventilaci a klinickými výsledky. Celkem bude zařazeno 411 dospělých pacientů s ARDS splňujících Berlínskou definici a přijímajících invazivní mechanickou ventilaci; jednotlivci s významným preexistujícím plicním onemocněním nebo anamnézou imunosuprese budou vyloučeni. Krevní a sputové vzorky podstoupí high-throughput sekvenování a metabolomiku, včetně mikrobiomového profilování založeného na 16S rRNA, sekvenování celého transkriptomu RNA a cíleného/necíleného kvantifikování metabolitů pomocí LC-MS/MS. Parametry související s ventilátorem (např. dechový objem, pozitivní end-expirační tlak [PEEP] a compliance respiračního systému) a klinické koncové body (např. 28denní mortalita) budou integrovány k vytvoření komplexního multi-omics analytického rámce.

Předzpracování dat bude zahrnovat korekci šaržového efektu, normalizaci a úpravu pro vícenásobné testování s kontrolou míry falešných objevů (FDR < 0,05). Diferenciální mikroby, metabolity a transkripty budou funkčně interpretovány pomocí KEGG pathway a Gene Ontology (GO) enrichment analýz. K vyšetření asociací mezi omics rysy a parametry ventilátoru budou provedeny Spearmanovy korelační analýzy. Klíčové rysy budou vybrány pomocí LASSO regrese, následované vývojem modelů náhodného lesa a podpůrných vektorových strojů (SVM) k predikci odpovědi na mechanickou ventilaci a rizika ventilátorem indukovaného plicního poškození (VILI). Výkon modelu bude hodnocen pomocí ROC křivek, plochy pod křivkou (AUC), kalibračních grafů a analýzy rozhodovacích křivek.

Integrací multi-omics dat ze séra a sputu si tato studie klade za cíl identifikovat molekulární biomarkery, které ovlivňují účinnost mechanické ventilace a prognózu u ARDS, čímž poskytne důkazy na podporu precizních ventilačních strategií a individualizovaného klinického managementu ke zlepšení výsledků pacientů. Očekává se, že výsledky prohloubí mechanistické porozumění patobiologii ARDS a položí základy pro budoucí vývoj multi-omics řízených diagnostických a terapeutických přístupů.