Undersøgelsen af ​​elektronisk cigarettoksicitet i en menneskelig model in vivo model for inflammation og vaskulær dysfunktion (SELECT)

Baggrund. Siden deres introduktion er brugen af ​​elektroniske cigaretter (EC) steget betydeligt. Det mest bekymrende er måske den øgede brug blandt unge. Mange e-cigaretbrugere mener, at elektroniske cigaretter er sikrere end konventionelle cigaretter [1]. Dog er toksiciteten af ​​elektroniske cigaretter, herunder dem i lungerne, relativt dårligt undersøgt. Især tyder tidlige undersøgelser på, at elektroniske cigaretter ikke er harmløse. De fine og ultrafine partikler kan aflejre sig i lungerne og føre til skade. Dyreundersøgelser af elektroniske cigaretter er blevet forbundet med en række lungetoksiciteter, herunder øget inflammation og oxidativt stress i lungen [2] samt nedsat pulmonal immunitet [3, 4]. EC-damp reducerer indendørs luftkvalitet ved at øge koncentrationerne af partikler, partikelantalkoncentrationer, polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH), som er kendte kræftfremkaldende stoffer [5]. Tidlige undersøgelser af kardiovaskulær funktion tyder også på skade fra bestanddelene af EC-damp, såsom de direkte virkninger af nikotin, carbonyler samt fine og ultrafine partikler [6].

Der er begrænset forståelse for de negative virkninger af EC-damp i lunge- eller kardiovaskulær fysiologi, og yderligere undersøgelser, især på mennesker, er nødvendige for bedre at karakterisere den akutte toksicitet af elektroniske cigaretter

Hypotese Vores hypotese er, sammenlignet med cigaret eller e-cigaret naive sunde frivillige;

1. E-cigaretbrugere vil have en højere baseline lungebetændelse
2. E-cigaretbrugere vil have et overdrevet immunrespons efter LPS-inhalation
3. E-cigaretter brugere vil have endotel dysfunktion målt ved MKS i brachialis arterien

Forsøgsdesign Prospektiv kohorteundersøgelse af raske forsøgspersoner udsat for inhaleret LPS.

Befolkning Sunde forsøgspersoner, herunder brugere af elektroniske cigaret, cigaretrygere og kontrolpersoner vil blive rekrutteret af annoncer.

Intervention Bronkoskopi og blodprøvetagning for at vurdere baseline pulmonal og systemisk inflammation og skade og som reaktion på inhaleret LPS 50 mcg. Flowmedieret dilatation (FMD) af brachialisarterie for at studere endoteldysfunktion.

Efter informeret samtykke vil deres baseline FMD af brachialis arterie blive målt samt lungefunktion. MKS i brachialisarterien vil blive målt inden for 5 minutter efter brug af e-cigaret for at afspejle de akutte virkninger af e-cigaret på systemisk endotel dysfunktion. Der vil blive udført bronkoskopi med BAL, blod- og urinprøvetagning. Dette vil gøre os i stand til at måle grundlinien inflammation og markører for cellulær skade uden inhaleret LPS. Efter 24 timer vil forsøgspersonen vende tilbage, og lungefunktionen vil blive målt, og der vil blive taget blodprøver.

Seks uger senere vil ovenstående procedure blive gentaget, men med LPS-stimulering. Forsøgspersonen skal igen på hospitalet, og lungefunktionen vil blive målt, blod- og urinprøvetagning vil blive udført. Forsøgspersoner vil inhalere LPS (fra Escherichia coli O26:B6, 50 μg; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) ved hjælp af et dosimeter. Bronkoskopi med BAL vil blive udført 6 timer efter LPS-inhalation. Inden bronkoskopi vil lungefunktionen blive målt for at sikre, at de sikkert kan gennemgå LPS-inhalation. Efter 24 timer vil forsøgspersonerne vende tilbage, og lungefunktionen vil blive målt, og der vil blive taget blodprøver. Tidspunkterne for BAL- og plasmaprøvetagning er valgt for at opnå indsigt i både cytokin/kemokinfrigivelse og neutrofilrekruttering efter pulmonal levering af LPS.

Statistiske overvejelser Den primære eksponeringsvariabel vil være eksponering for e-cigaret; den primære udfaldsvariabel vil være plasma- og BAL-biomarkører for skade og inflammation. I betragtning af at tidlige undersøgelser af elektroniske cigaretter tyder på, at de kan være forbundet med betændelse, har vi brugt BAL absolut neutrofiltal, en nøglemarkør for inflammation, til at informere om vores prøvestørrelse. Baseret på data fra kontroller i vores tidligere undersøgelse, skulle en kohorte på 10 e-cigaretbrugere og 10 kontroller være i stand til at detektere en minimal forskel på 7,09 x 105 celler i BAL efter LPS-inhalation mellem grupper med 80 % effekt ved brug af Wilcoxon Rank Sum afprøvning. Det skal bemærkes, at dette svarer til den forskel, vi observerede mellem rygere og ikke-rygere efter LPS i vores tidligere undersøgelse [7]. Derudover vil vi sammenligne biomarkører for betændelse og skade hos brugere af elektroniske cigaret med dem fra konventionelle cigaretrygere ved hjælp af Wilcoxon Rank Sum-test. Alle data vil blive analyseret ved hjælp af STATA 13.1 (StataCorp LP, College Station, TX).

Undersøgelsesmonitorering Stedsovervågning vil blive styret af sponsoren i henhold til undersøgelsens risikovurdering. Besøg på stedet vil blive udført regelmæssigt efter behov fra sponsoren for at sikre, at alle lovmæssige krav er opfyldt, og for at overvåge kvaliteten af ​​de indsamlede data. CRF'en vil blive brugt til kildedataverifikation.