Undersøgelser til at afgøre, om iltsansen er svækket hos patienter, der er inficeret med alvorligt akut respiratorisk syndrom, Coronavirus 2 (SARS-CoV-2)

Mange patienter inficeret med SARS-CoV-2 er hypoxiske (O2-blodmætning under 92%). Mange er ikke engang klar over, at de er hypoksiske, da vejrtrækningen kan forblive behagelig. Hos disse patienter ser de normale fysiologiske reaktioner på lavt iltindhold, øget respiration ud til at være fraværende (Couzin-Frankel, 2020).

En bred vifte af celletyper i kroppen udtrykker ACE2-receptoren, der kræves af virussen for at inficere celler. Dette omfattede cellerne i carotislegemet, som er kroppens O2-sensorer. Forskerne antager, at glomusceller i carotiskroppen er blandt de første celler, der er inficeret på grund af deres ekstremt høje blodperfusionshastigheder. Efter infektion er de "offline", og kroppen erkender ikke længere, at den er hypoksisk. Dette kan være ekstremt skadeligt for patienter, der kan kræve mekanisk ventilation for at genetablere normale blod O2-niveauer (>95 % mætning). Dødsraterne for patienter, der bruger mekaniske ventilatorer, er meget høje, og der bør gøres alt for at holde patienter væk fra disse maskiner.

Interessant nok ser hypoxi ud til at være en almindelig tilstand hos SARS-CoV-2-inficerede mennesker, hvor nogle viser alvorlige åndedrætssygdomme (akut respiratory distress syndrome - ARDS), men andre ikke. Størstedelen ser ud til at dø af en "cytokinstorm", en massiv reaktion på infektionen fra immunsystemet (Xie et al., 2020). Men mange andre er hypoksiske og syge. Mange medicinske centre behandler SARS-Cov-2-patienter identisk og placerer dem i mekaniske åndedrætsværn. Nedenfor er en kort beskrivelse fra en tysk gruppe fra en leder, der for nylig blev offentliggjort (Gattinoni et al., 2020), der tyder på, at ikke alle SARS-CoV-2 hypoksiske patienter er ens og derfor ikke bør behandles ens.

Det har været kendt i lang tid, at mekanisk ventilation hos ICU-patienter, ikke relateret til SARS-CoV-2, kan være meget hårdt for patienter med dødsrater over 50 % (Fialkow et al., 2014) og med meget lange restitutionstider (Griffiths & Jones, 1999). Patienter indlagt på intensivafdelinger, som har behov for mekanisk ventilation, forventes at have højere dødelighed sammenlignet med dem, der ikke har behov for respiratorisk støtte (Vincent et al., 2002) som følge af ventilator-induceret lungeskade (VILI). Intuberede patienter inficeret med SARS-CoV-2 har også meget høje dødsrater (Richardson et al., 2020). De er uden tvivl de sygeste af de syge. Ikke desto mindre bør alt muligt gøres for at forhindre intubation, en politik, der er i overensstemmelse med University of Chicagos brug af high flow nasal kanylering. Efterforskernes mål med denne IRB-indsendelse er at identificere en kohorte af SARS-CoV-2-patienter, der er hypoksiske, men deres vejrtrækning reagerer ikke korrekt på hypoxien ("stille hypoksi"). Det er muligt, at disse patienter kan behandles med lægemidler, for at holde dem fra intubation så længe som muligt.

Fase I - Undersøgelse af stille hypoxi hos SARS-CoV-2-inficerede patienter. Fase 1 vil rekruttere 40 forsøgspersoner med dokumenteret SARS-CoV-2-infektion og yderligere 40 raske forsøgspersoner som kontrolgruppe. I alt 80 fag i første fase. Denne store gruppe er ikke påkrævet for at afgøre, om "tavs hypoxi" eksisterer, snarere for at bestemme procentdelen af ​​patienter, der udviser ændret iltsans blandt denne patientpopulation.

Denne fase vil omfatte observation og indsamling af kliniske data, der rutinemæssigt er indfanget hos indlagte COVID-patienter. Alle COVID-19-patienter ved University of Chicago Medical Center (UCMC) er forbundet til telemetrimonitorer, der måler vitale tegn. Perifer iltmætning (SpO2), respirationsfrekvens (RR) og hjertefrekvens (HR) måles kontinuerligt af telemetrimonitorerne. Blodtrykket kontrolleres og måles intermitterende af telemetrimonitoren med et interval, der bestemmes af lægens ordre ved indlæggelsen.

Inden forsøgspersonen udfører testen, vil de have mulighed for at se en kort instruktionsvideo, skabt af PI, om hvordan man korrekt udfører fase 1-testen. Både COVID- og raske forsøgspersoner vil have denne mulighed, hvis de føler, at de har brug for yderligere instruktion udover det, som klinikeren, der administrerer testen, allerede har givet. Når forsøgspersonen føler sig klar, vil han blive bedt om at holde vejret i op til 60 sekunder, eller indtil de ikke længere kan holde vejret. Hver patient vil blive bedt om at holde vejret 3 gange med 5 minutters hvile mellem forsøgene. Forsøgspersoner vil blive instrueret i at holde vejret, og deres vitale tegn vil blive registreret før, under og efter at have holdt vejret af patientens behandlende læge i COVID-enheden. Målet er at se, om det at holde vejret gør emnet ubehageligt, som det ville gøre i et normalt emne. Hvis deres O2-sansning er svækket, kan drivkraften til at trække vejret være fraværende eller formindsket. Efter at vejrtrækningen er stoppet, forventes det, at patienten kan begynde at gispe og trække vejret hurtigere for at kompensere for iltmangelet. Vil alle forsøgspersoner reagere korrekt på hypoxi? Eller vil nogle forsøgspersoner ignorere hypoxien, fordi de ikke ved, at de skal stoppe? I så fald vil et medlem af studieholdet stoppe dem.

For at sikre patientsikkerheden vil de behandlende læger instruere og overvåge forsøgspersoner, mens de deltager i denne undersøgelse. Ændringer i O2-mætning under 85 % eller et absolut fald på mere end 8 % vil få lægen til at instruere patienten om at begynde at trække vejret. Tabel 1 nedenfor vil vejlede kriterier for at holde vejret.

Fase II - Studier af stille hypoxi hos SARS-CoV-2-inficerede patienter. Fase 2 vil rekruttere 10 forsøgspersoner og bede dem ambulere i seks minutter på deres hospitalsstue. Denne tidslængde er tilpasset fra seks minutters gangtest (6MWT), som er et velvalideret mål for både aerob og funktionel kapacitet (Troosters et al., 2002; Enright, 2003). Formålet med forsøget er at teste, om simpel fysisk anstrengelse hos ambulante COVID-patienter er forbundet med reduktioner i SpO2 og/eller fysiologiske ændringer i vitale tegn. 6MWT vil blive tilpasset og bede forsøgspersoner om at ambulere frem og tilbage i deres værelse (i stedet for langs en 100m korridor), da denne undersøgelse primært er interesseret i de fysiologiske reaktioner på anstrengelse (i stedet for den samlede distance, der er gået). Undersøgelsesholdet vil også ved baseline og efter afslutning af gang måle et sæt vitale tegn samt spørge forsøgspersoner om deres opfattede anstrengelse ved hjælp af Borg Rating of Perceived anstrengelsesinstrumentet. I denne fase vil patienter blive instrueret og løbende overvåget af behandlende læger, der arbejder i COVID-enheden. De behandlende læger vil overvåge disse patienter ved at stå uden for patientens værelse, men med fuldt overblik over patienten gennem vinduet og/eller døråbningen i COVID-enheden.

Til denne fase vil patienter blive rekrutteret med en dokumenteret AM-PAC score ≥19. AM-PAC-scoren dokumenteres dagligt af UCMC-sygeplejersker i sygepleje- og terapiforløbsskemaerne i EPIC. Scoren på ≥19 bruges af både UCMC-sygeplejersker og fysioterapeuter til at angive patienters funktionelle uafhængighed. Den daglige AM-PAC-scoring af patienter af sygeplejersker på UCMC er påkrævet og baseret på en tilpasset version af Activity Measure for Post-Acute Care (AM-PAC) instrumentet (Haley et al., 2004). Dette sygeplejekrav og den tilpassede AM-PAC-scoring var et fælles UCMC-sygepleje- og fysioterapiinitiativ, Project Walk, for bedre at målrette patienter, som måske eller måske ikke har brug for PT under deres indlæggelse baseret på deres funktionelle mobilitet.

For at sikre patientsikkerheden vil de behandlende læger instruere og overvåge patienter, mens de deltager i denne undersøgelse. Ændringer i O2-mætning under 85 % eller et absolut fald på mere end 5 % vil få lægen til at instruere patienten om at begynde at trække vejret.

Hvad hvis alle SARS-CoV-2-patienter har nedsat O2-sansning? Dette er måske ikke udelukket, da det ser ud til, at tab af lugt og smag er pålidelige indikatorer for infektion (Menni et al.). I så fald vil efterforskernes befolkningsundersøgelser indikere, at alle er hypoksiske, når de er stressede.

Emneidentifikation, rekruttering og betaling Alle COVID-personer vil blive rekrutteret og tilmeldt COVID-enheden ved University of Chicago Medical Center (UCMC). De raske forsøgspersoner vil komme fra fakultetet og personale fra UCMC. For at undgå enhver mulig skævhed vil raske frivillige ikke have nogen relation til denne undersøgelse før eller være under opsyn af efterforskerne på det tidspunkt, de deltager i denne undersøgelse. De raske forsøgspersoner vil ikke blive indlagt på det tidspunkt, hvor de rekrutteres til denne undersøgelse. Forsøgspersoner vil ikke blive kompenseret for at deltage i undersøgelsen.