Mekanismer af N-acetylcystein-medierede vaskulære bivirkninger

I denne undersøgelse tester efterforskerne følgende hypoteser:

1. NAC forårsager dosisafhængig vasodilatation forbundet med histaminfrigivelse in vivo.
2. Frigivelse af andre mediatorer, der vides at være forbundet med anafylaksi, forekommer ikke under anafylaktoide reaktioner på NAC.
3. Paracetamol har en beskyttende rolle mod NAC-bivirkninger.

Det er vanskeligt at undersøge disse hypoteser hos mennesker. Mens lokale hudforandringer til intradermal NAC er blevet brugt til at undersøge dosis-respons hos patienter, egner denne tilgang sig ikke til detaljeret undersøgelse af den underliggende mekanisme og kan ikke bruges til at udforske effekten af ​​høje paracetamolkoncentrationer. Vi foreslår at bruge en alternativ veletableret model, som vi tidligere har brugt til at undersøge de mekanismer, der er involveret i morfins farmakodynamik hos mennesker ved måling af underarms blodgennemstrømning og hudrespons efter intraarteriel infusion. Den foreslåede model tillader administration af doser, der er langt mindre end dem, der anvendes systemisk, og minimerer dermed risikoen for uønskede systemiske effekter fra enten NAC eller paracetamol. Sikker administration af intraarteriel NAC (op til 300 mg/min, større end det tilsigtede her) er tidligere blevet påvist. Lokale ændringer kan bruges som et surrogat for systemiske effekter, som beskrevet tidligere.

Vi vil tage en struktureret 3-delt tilgang til forskningshypoteserne. Studie 1 og 2 vil sigte mod at etablere en dosis-respons-kurve og søge bevis for takyfylakse, mens niveauet af histaminfrigivelse måles. Tilstedeværelsen af ​​takyfylakse kan være med til at forklare, hvorfor NAC i kliniske omgivelser ofte kan genindføres sikkert efter en reaktion. I undersøgelse 3 har efterforskerne til hensigt at udføre en 4-vejs randomiseret kontrolleret crossover-mekanistisk undersøgelse. Dette vil undersøge den farmakodynamiske effekt af NAC i både tilstedeværelse og fravær af histaminantagonister (antihistaminer) og lav- og højdosis paracetamol. Denne undersøgelse vil også muliggøre undersøgelse af en mulig beskyttende rolle af paracetamol.

For alle undersøgelser vil efterforskerne rekruttere raske mandlige frivillige mellem 18 og 64 år. Forsøgspersonerne vil være ikke-rygere på ingen samtidig medicin. Personer med klinisk signifikant komorbiditet såsom hjertesvigt, hypertension, hyperlipidæmi, diabetes mellitus, astma, koagulopati eller blødningsforstyrrelser vil blive udelukket. Eksklusionskriterier vil også omfatte de personer, der har haft nylige infektions- eller inflammatoriske tilstande eller nyligt doneret blod (inden for de sidste 3 måneder).

Hver undersøgelse vil blive udført i et stille, temperaturkontrolleret rum, der holdes ved 22-24ºC med forsøgspersoner liggende på ryggen. Deltagerne vil have fastet og afstået fra koffein og tobak i mindst 4 timer og fra alkohol i 24 timer før hver undersøgelse.

Forsøgspersonerne vil gennemgå kanylering af brachialisarterien i den ene arm med en steril 27-standard stålnål. Studiemedicin vil blive infunderet via denne kanyle. Blod vil blive udtaget fra både den infunderede arm og kontrolarmen via 17-gauge venekanyler indsat i hver arm under lokalbedøvelse.

Efter en indføringsperiode på 30 minutter vil underarmens blodgennemstrømning blive målt med 6-10 minutters intervaller i de infunderede og ikke-infunderede arme ved venøs okklusionsplethysmografi ved brug af kviksølv-i-silastic strain gauges som beskrevet tidligere.

Forsøgspersoner kan rekrutteres til mere end én undersøgelse, forudsat at der er gået mindst 1 uge mellem undersøgelserne.

Undersøgelse 1: Dosis-respons-undersøgelse Der vil blive rekrutteret tilstrækkeligt mange frivillige til at gennemføre 8 undersøgelser med en trinvis stigende dosis-infusion af intraarteriel NAC (6 doser) for at bestemme en dosis-respons-kurve for arteriel vasodilatation i underarmen. Efter en udvaskningsperiode på 30 minutter for at sikre en tilbagevenden til normal tilstand, vil dette blive gentaget for at afgøre, om responsen er konsistent over tid. Undersøgelse 1 vil identificere en dosis, der skal bruges i undersøgelse 2, der forårsager maksimal lokal vasodilatation af underarmen uden systemiske effekter (stigning i kontralateral underarms blodgennemstrømning, blodtryk, hjertefrekvens, ansigtsrødme).

Vores hypotese er, at mens en stigning i histamin kan observeres som reaktion på NAC, vil ingen ændring i de andre mediatorer, der almindeligvis er forbundet med anafylaktiske reaktioner, blive påvist. Blodprøver vil blive udtaget ved baseline, i slutningen af ​​undersøgelsen og med 10-minutters intervaller under den trinvise dosisinfusion af NAC for at inkludere hver af de 6 administrerede doser (i alt 14 gange). For at maksimere effektiviteten i forhold til vores hypotese har vi til hensigt at måle histamin og NAC på hvert tidspunkt. Der vil også blive udtaget nok blod ved hver lejlighed til måling af andre potentielle inflammatoriske mediatorer, herunder tryptase, vWF, tPA, IL-6, PGD2 og PGI2.

Undersøgelse 2: Akut toleranceundersøgelse Akut tolerance vil blive undersøgt i undersøgelse 2. Otte undersøgelser vil blive afsluttet med en konstant infusion af NAC over 60 minutter ved en dosis identificeret i undersøgelse 1. Underarms vasodilatation og niveauet af histaminfrigivelse vil blive målt hvert 10. minut. Denne undersøgelse kan hjælpe med at forklare, hvorfor NAC i kliniske omgivelser ofte kan genindføres sikkert uden komplikationer efter en reaktion.

Blodprøver vil blive taget ved baseline, i slutningen af ​​undersøgelsen og med 10 minutters intervaller under infusionen af ​​NAC (i alt 8 gange). Histamin og NAC vil blive målt på hvert tidspunkt, og blod opbevares til senere måling af andre potentielle mediatorer, hvis det er relevant efter resultaterne af undersøgelse 1.

Studie 3: Mekanistisk undersøgelse

Undersøgelse 3 er en 4-vejs randomiseret kontrolleret crossover-undersøgelse for at undersøge potentielle mediatorer. Tilstrækkelige forsøgspersoner vil blive rekrutteret til at gennemføre 8 undersøgelser, hvor hver frivillig deltager 4 gange. Ved hvert besøg vil forsøgspersoner modtage en stigende dosis infusion af NAC som beskrevet i undersøgelse 1. Derudover vil de også modtage en af:

1. Co-infusion af normalt saltvand (kontrol)
2. Co-infusion af histaminantagonister (H1 og H2 antagonist)
3. Samtidig infusion af lavdosis paracetamol for at give en lokal koncentration på <50 mg/l
4. Samtidig infusion af højere dosis paracetamol for at give en lokal koncentration på ~200 mg/l

Blodprøver vil blive taget ved baseline, i slutningen af ​​undersøgelsen og med 10-minutters intervaller under den trinvise dosisinfusion af NAC for at inkludere hver af de 6 administrerede doser (i alt 8 gange). Histamin, NAC og paracetamol analyser vil blive målt på alle tidspunkter. Blod vil også blive opbevaret til senere analyse af de andre mediatorer, hvis det er relevant i henhold til resultaterne af undersøgelse 1.

Lægemidler Vi har tidligere administreret intraarteriel NAC uden komplikationer. Hvis man antager en blodgennemstrømning i underarmen på 50 ml/min, vil en infusion på 25 mg/min forventes at opnå en lokal koncentration ~500 mg/l, svarende til topkoncentrationer nået under den standard 20-timers intravenøse NAC-protokol, der anvendes på hospitalet afdelinger. Vi har til hensigt at bruge en række af 6 trinvise doser med 10 minutters intervaller for at inkludere denne koncentration: 1 mg/min, 5 mg/min, 10 mg/min, 50 mg/min, 100 mg/min og 200 mg/min. Den samlede infusionshastighed vil blive holdt 1 ml/min.

Histaminantagonister i nuværende klinisk brug er endnu ikke blevet administreret i intraarterielle undersøgelser. Vi agter at bruge chlorphenamin (H1-antagonist) og ranitidin (H2-antagonist). Intravenøs (IV) administration af 10 mg chlorphenamin resulterer i en plasmakoncentration på ~14 mcg/l. IA-administration på 1 mcg/min ville opnå en lignende underarmskoncentration. Forudsat at NAC forårsager vasodilatation med en stigning i underarmens blodgennemstrømning, foreslår efterforskerne at administrere 5 mcg/min for at sikre maksimal H1-blokade. På samme måde resulterer IV administration af 50 mg ranitidin i en plasmakoncentration på ~150 mcg/l. IA-administration på 7,5 mcg/min forventes at opnå en lignende underarmskoncentration. Ved tilstedeværelse af øget blodgennemstrømning i underarmen foreslår efterforskerne at administrere 37,5 mcg/min.

Terapeutisk IV administration af 1 g paracetamol resulterer i en plasmakoncentration på ~12 mg/l. For at opnå en ønsket koncentration på ~25 mg/l, i nærvær af et underarmsblodslag på 50 ml/min, ville efterforskerne have til hensigt at administrere en IA-infusion på 1,25 mg/min. For at tage højde for tilstedeværelsen af ​​øget blodgennemstrømning i underarmen, foreslår efterforskerne at administrere 4 mg/min IA paracetamol. For at opnå en højere lokal PA-koncentration på ~200 mg/l, en koncentration, der kan sammenlignes med potentielt hepatotoksiske koncentrationer efter PA-overdosering, foreslår efterforskerne at administrere 30 mg/min PA.

Hudændringer Hudændringer vil blive vurderet gennem vurdering af erytem eller ødem i underarmen registreret ved hjælp af Modified Draize Scale. Forsøgspersoner vil også blive bedt om subjektivt at udtrykke intensiteten af ​​enhver kløe på en skala fra 1 (ingen kløe) til 7 (intens kløe).

Tilgængelig ekspertise Undersøgelserne vil blive udført i Clinical Research Facility på Royal Infirmary of Edinburgh, som har stor erfaring med at udføre sådanne undersøgelser. De fleste af assays vil blive udført i University of Edinburgh laboratorier, som har ekspertise i disse assays. Den primære investigator er en klinisk toksikolog i praktik med de nødvendige færdigheder til at udføre forskningen.