Eksplorativ undersøgelse af den molekylære patologi af lungefibrose ved kombination af klinisk vurdering og systembiologi

Baggrund

Efter at have nået voksenalderen bevarer organerne i den menneskelige krop deres form og funktion over en lang periode, hvilket gør rettet reparation til en af ​​de vigtigste mekanismer gennem hele livet. Regelmæssig sårheling efter en skade består af en velordnet sekvens af overlappende faser: betændelse, dannelse af nyt støttende væv, re-epitelisering og endelig regenerering af epitel- og endotelbeklædningsceller og gentager i det væsentlige den komplekse proces med organudvikling. Hos unge voksne besvares beskadigelse af et organ ofte af fuldt regenerativ sårheling, gentagne mekanismer for embryonal organvækst, kaldet "primær" sårheling. Gentagen skade hos yngre individer kan forårsage "sekundær" sårheling i form af ardannelse, der tjener som et redningsprogram for at bevare overfladens integritet, når epitel- og/eller endotelreorganisering er mislykket.

Organsvigt i den aldrende organisme er imidlertid anderledes og repræsenterer i det væsentlige tabet af dens evne til at opnå en ordnet reaktivering af organudvikling. Denne anderledes kvalitet af sårheling består af en kombination af kronisk inflammation og fibroproliferativ, ikke-regenerativ reparation. Dens patologi refererer til en stor gruppe af sygdomme, der involverer hvert organ i den menneskelige krop.

I lungen er dens mest fremtrædende form karakteriseret ved en veldefineret histopatologi kaldet sædvanlig interstitiel pneumoni (UIP). Desværre tillader denne histopatologi, selvom den identificerer en særlig aggressiv fænotype af selve det fibroproliferative reparationsrespons, ikke en entydig klinisk diagnose, da UIP-"mønsteret" kan findes i forskellige fibrotiske sygdomme i lungen, såsom hypersensitivitetspneumonitis (HP) ), især i sin kroniske form.

Derudover kan forskellige inflammationsmekanismer, som delvist er relateret til selve sårhelingsresponsen, dybt intensivere den afvigende sårhelingsrespons. Som følge heraf er de mekanismer, der fører til denne tilstand og opretholder dens karakteristiske kliniske udseende, ukendte.

Den aktuelle undersøgelse hører til arbejdspakke 2 i RESOLVE-undersøgelsessystemet (FP7-HEALTH-F4-2008 Kontraktnr. 202047), som indeholder den kliniske undersøgelsesprotokol, der evaluerer forskellige former for fibrotisk reparation i den menneskelige lunge. RESOLVEs hovedformål er at identificere og karakterisere klinisk validerede molekylære mål, der er i stand til at flytte primær organreparation mod fibroproliferativ sårheling. I dette pilotstudie vil forskellige former for reparation af lungen blive analyseret prospektivt ved hjælp af en samtidig klinisk og biologisk analyse styret af evaluerede funktionelle og radiologiske mål for klinisk udvikling. Vurderingerne vil blive foretaget i begyndelsen af ​​undersøgelsesperioden (besøg 1), efter tre måneders prospektiv observation (besøg 2) og efter 12 måneder (slut af undersøgelsen), hvilket giver mulighed for en klinisk relevant korrelation af alle opnåede biologiske data.

Tre generelle betingelser for reparation vil blive valgt til systematisk biologisk analyse som et resultat af deres kliniske diagnose (histopatologi, radiologi) og deres sammenhæng med alder:

• Almindelig interstitiel lungebetændelse (UIP) forekommer næsten udelukkende i en alder af 55-80 år,
• Overfølsomhed Pneumonitis (HP), både akut og kronisk, opstår i en alder af 20-55 år, og
• Normal reparation hos unge (18-40 år) og gamle (ældre end 55 år) individer.

Metoder

Efter sikring af diagnosen (se nedenfor: inklusions-/udelukkelseskriterier) og efter informeret samtykke under screeningsbesøget, vil patienter, der mangler tidligere immunsuppressiv behandling (terapi-naive patienter), modtage en immunsuppressiv behandling med prednisolon (daglig dosis på 1 mg/kg lgv. ) i mindst tre måneder for at udelukke patologier domineret af inflammationsmekanismer. Under screeningsbesøget vil resultaterne af den histopatologiske analyse blive sikret, og sygdommens kliniske og funktionelle historie registreres. Dette vil omfatte tidligere medicinering, resultaterne af tidligere lungefunktionsundersøgelser (PFT) samt resultaterne af radiologisk analyse (computertomografi inklusive HR-CT) og laboratorietest (eksklusive kollagen vaskulær sygdom og sikring af HP-serologi).

Tre måneder efter screeningsbesøget, ved besøg 1, vil det funktionelle og radiologiske stadie af lungefibrosen blive vurderet igen, og patienterne vil endelig blive optaget i undersøgelsen. I overensstemmelse med resultaterne opnået ved screeningsbesøget og på grund af de funktionelle og radiologiske resultater opnået ved besøg 1, vil patienterne blive stratificeret i følgende undersøgelsesgrupper:

Gruppe A:

(Begrænset UIP) Patienter med dokumenteret UIP og funktionelt og radiologisk mindre fremskreden lungefibrose (n=12) som defineret af histopatologi (vurdering af to uafhængige og erfarne patologer, der ikke er involveret i undersøgelsen) og/eller radiologi (computertomografi [CT]-scanninger inkl. højopløsnings-CT, uafhængigt vurderet af en erfaren radiolog, der ikke er involveret i undersøgelsen) og lungefunktionstest (PFT). PFT vil bestå af spirometri, måling med bodyplethysmograf, enkelt-åndedrætsmåling af kulilte diffusionskapacitet og fuld kardiopulmonal træningstest inklusive vurdering af pulmonal ventilation og gasudveksling i hvile og ved anstrengelse;

Gruppe B:

(Avanceret UIP) Patienter med dokumenteret UIP (n=12) i et signifikant mere fremskredent stadium af sygdommen som bestemt ved PFT (FVC mindst 10 procent og DLCO mindst 15 procent lavere end i gruppe A) og CT-scanning;

Gruppe C:

(Kronisk fibroserende hypersensitivitetspneumonitis, HP) Patienter med kronisk fibroserende HP (n=12) diagnosticeret ved histopatologi, radiologi og laboratorietests;

Gruppe D:

(Akut HP) Patienter med akut HP (n=9) diagnosticeret ved histopatologi, radiologi og laboratorietest (Gruppe D: akut HP);

Gruppe E:

Regelmæssig lungereparation 9 unge (18-40 år) uden nogen klinisk tydelig patologi og 9 gamle frivillige (55-80 år) uden lungefibrose vil fungere som kontroller.

Alle patienter med UIP og HP vil blive fulgt i en undersøgelsesperiode på 12 måneder. Studieperioden starter med besøg 1. Ud over besøg 1 vil der blive udført to yderligere besøg efter 3 måneder (besøg 2, funktionsvurdering) og efter 12 måneder (besøg 3, studieslut).

Ved alle tre besøg vil følgende undersøgelser blive udført:

• Klinisk undersøgelse
• EKG
• PFT
• Kardiopulmonal træningstest
• Blodtegning
• CT-scanning
• Bronkoskopi med fjernelse af 5 transbronchiale biopsier til biologisk vurdering fra områder, der tyder på maksimal sygdomsaktivitet i CT-scanningen, vil kun blive udført ved besøg 1 og 3.

Relevante inklusionskriterier, der gælder for gruppe A (begrænset UIP):

• Informeret samtykke
• Histologisk bevis for læsioner i overensstemmelse med UIP i kirurgiske lungebiopsier og/eller
• Radiologiske tegn, der tyder på UIP
• Ingen tegn på udbredt uklarhed i slebet glas i CT-scanninger
• Ingen symptomer, der tyder på kronisk bronkitis/bronchiolitis, såsom hoste og tegn på bronkial obstruktion eller hyperinflation
• Forskel på værdier for forceret eksspiratorisk vitalkapacitet (FVC) ≤ 10 % forudsagt til normal
• Forskel i carbonmonoxiddiffusionskapacitet (DLCO) i hvile på ≤ 15 % forudsagt til normal
• Tidligere eller nuværende behandling med immunsuppressive lægemidler

Relevante inklusionskriterier, der gælder for gruppe B (avanceret UIP) (bortset fra gruppe A):

• Tegn på udbredt uklarhed i slebet glas i CT-scanninger
• Symptomer, der tyder på kronisk bronkitis, såsom hoste og tegn på bronkial obstruktion eller hyperinflation, kan være til stede
• Forced ekspiratorisk vitalkapacitet (FVC) værdier i forskel > 10 % forudsagt til normal
• Reduktion af carbonmonoxiddiffusionskapacitet (DLCO) i hvile på < 15 % forudsagt

Relevante inklusionskriterier, der gælder for gruppe C:

• Informeret samtykke
• Histologiske og/eller cytologiske bevis for læsioner i overensstemmelse med kronisk HP i transbronchiale og/eller kirurgiske lungebiopsier, transbronchiale biopsier eller bronchoalveolar lavage (BAL) prøver
• Radiologiske tegn, der tyder på kronisk HP
• Tegn på udbredt uklarhed i slebet glas i CT-scanninger
• Symptomer, der tyder på aktiv bronkitis/bronchiolitis, såsom hoste og tegn på bronkial obstruktion eller hyperinflation, kan være til stede
• Serologisk bevis for overfølsomhed, hvis muligt
• Forced expiratory vital capacity (FVC) værdier i forskel ≥ 10 % forudsagt til normal
• Reduktion af carbonmonoxiddiffusionskapacitet (DLCO) i hvile på ≥ 15 % forudsagt
• Tidligere eller nuværende behandling med immunsuppressive lægemidler

Relevante inklusionskriterier, der gælder for gruppe D (bortset fra gruppe C):

• Informeret samtykke
• Histologisk og/eller cytologisk bevis for læsioner, der stemmer overens med akut HP i transbronchiale og biopsier og/eller bronkoalveolære lavage (BAL) prøver
• Radiologiske tegn, der tyder på akut HP

Generelle udelukkelseskriterier

• Funktionelt signifikant kardiovaskulær morbiditet
• Respiratorisk insufficiens (PaO2 < 55 mmHg; PaCO2 > 50 mmHg)
• Betydelig pulmonal hypertension
• Betydelig lungeemfysem
• Ikke-funktionel kontralateral lunge
• Kræft
• Betydelig koronar hjertesygdom
• Koagulationsdysfunktion
• Graviditet eller planlægning af graviditet under forsøget eller inden for tre måneders periode derefter
• Kendt stof- eller alkoholmisbrug inden for 3 år efter screening
• Formodet manglende overholdelse
• Kendt juridisk inhabilitet eller begrænset retsevne ved screening

Biopsier

Lungeprøverne til biologisk analyse vil blive afledt af både diagnostiske kirurgiske lungebiopsier og transbronchiale lungebiopsier taget under bronkoskopierne udført ved besøg 1 og 3. I alt vil der blive taget fem transbronchiale biopsier ved hvert besøg til biologisk analyse. Alle transbronchiale lungeprøver vil blive fjernet under radiologisk kontrol fra tidligere specificerede perifere lungeområder i overensstemmelse med den seneste CT-scanning. Biopsierne taget ved besøg 3 vil blive udført i samme lungesegment som dem, der blev taget ved besøg 1.

Bortset fra resultaterne af den seneste CT-scanning vil investigatoren, der udfører bronkoskopien, blive blindet for alle kliniske resultater opnået under besøgene.

Molekylærbiologisk vurdering

Biologisk analyse vil blive udført uafhængigt. Alle efterforskere involveret i biologisk analyse vil blive blindet for diagnose og kliniske forløb hos patienter og frivillige. Deltagerne vil udelukkende kunne identificeres ved deres undersøgelses identifikationsnummer (ID). Undersøgelsesprøverne vil blive nummereret i henhold til patient-ID og prøvebeskrivelse fra LIMS. Biologisk vurdering vil omfatte måling af hele genomets transkriptomik, proteinanalyse ved massespektrometri og EIA, analyse af DNA-methyleringsstatus og mikroRNA-analyse. Målingerne vil være baseret på lungeprøver udledt af diagnostiske kirurgiske lungebiopsier, hvis det er muligt, og/eller fra transbronchiale biopsier (TbX) taget under en bronkoskopi ved besøg 1 og 3 i undersøgelsen (måned 0 og måned 12). Derudover vil BAL væske blive lagret og brugt til påvisning af proteiner og lipider. Materialer til DNA-methyleringsanalyse vil blive opnået fra både lungevævs- og fuldblodsprøver.