Markører for KOL-eksacerbationer (MARKED)

MARKED-studiet er et eksplorativt, prospektivt, single-center, longitudinelt, observationsstudie med otte ugers opfølgning. Det primære formål er at undersøge, hvilke biomarkører fra et panel af hyppigt målte biomarkører (symptomer, vitale tegn, lungefunktionsparametre og spontant opspyt, nasopharyngeale podninger, afføring og blodprøver) forudsiger en eksacerbation og/eller luftvejsinfektion hos patienter med KOL. Derudover er sekundære mål:

I. at undersøge longitudinelle ændringer i mikrobiel sammensætning og vært-mikrobiom interaktioner i stabil tilstand, ved AECOPD og under genopretning.

II. at studere heterogeniteten af ​​AECOPD ved omfattende klinisk, funktionel, mikrobiel, proteomisk, transkriptomisk, genetisk, metabolomisk, inflammatorisk og biokemisk karakterisering af disse begivenheder.

III. at bestemme sammenhængen mellem mikrobielle ændringer i luftveje/tarm og inflammatoriske biomarkører i blod under langsgående opfølgning.

IV. at longitudinelt undersøge biomarkører for AECOPD i klinisk relevante undergrupper af patienter med KOL (f. nuværende versus tidligere rygere, høje versus lave eosinofiler i blodet, hyppige versus sjældne eksacerbatorer).

V. omfattende at undersøge, om værts-mikrobiom-interaktioner, biomarkører og prædiktive modeller identificerer de patienter, der ikke forværres på trods af at de har en luftvejsinfektion.

Al AECOPD vurderet af lægen i Ciro som moderat eller svær vil blive registreret i denne undersøgelse. Moderat AECOPD er defineret ved en forværring af symptomer >2 på hinanden følgende dage, hvilket fører til behandling med systemiske glukokortikoider, antibiotika eller begge dele. Alvorlige hændelser er karakteriseret ved (forstærket) iltbehandling, non-invasiv ventilation (NIV) eller hospitalsindlæggelse, der varede >24 timer, foruden behandling med systemiske glukokortikoider, antibiotika eller begge dele.

Mens der sigtes mod at inkludere mindst 50 patienter, der oplever en AECOPD og mindst 50 patienter uden en AECOPD, vil op til 150 på hinanden følgende patienter med en primær diagnose af KOL indlagt til indlagt lungerehabilitering på Ciro blive rekrutteret til undersøgelsen. Selvom der findes tommelfingerregler for stikprøvestørrelse for multivariabel regressionsmodellering og forudsigelsesmodelleringsstrategier, er denne undersøgelse af eksplorativ karakter. Derfor overstiger mængden af ​​biomarkører mængden, når man anvender tommelfingerreglen, der siger, at for hver potentiel prædiktiv variabel skal der observeres 10 hændelser. Studiet sigter mod at inkludere mindst 50 unikke individuelle patienter, der oplever ≥1 AECOPD, og ​​mindst 50 individuelle patienter uden AECOPD, for at give nøjagtige benchmarkdata (dvs. tilstrækkelig præcision til at estimere middelværdi og standardafvigelse [SD]) for eksplorative biomarkører. Fra tidligere undersøgelser i Ciro vides det, at ca. 42 % af patienterne vil udvikle mindst én AECOPD under indlæggelsen (16). Fordi AECOPD er uforudsigelige og variable, hvilket er en vigtig begrundelse for nærværende undersøgelse, vil undersøgelsen forventes at have brug for 100-150 patienter til at blive inkluderet. Målet med denne undersøgelse er ikke at udvikle en multivariat model, men snarere at udforske sammenhængene mellem biomarkører og forekomsten af ​​en begivenhed.

Baseline-karakteristika vil blive rapporteret som middelværdi og SD eller som median og interkvartilområde (IQR) for kontinuerte variabler, alt efter hvad der er relevant, og som antal og procent for kategoriske karakteristika. Prædiktorer for tid til første AECOPD i løbet af undersøgelsesperioden vil blive modelleret ved hjælp af univariat og multivariabel Cox proportional hazards regression. Associationer vil blive præsenteret som hazard ratio (HR) og 95% konfidensinterval (CI). Afhængigheden af ​​biomarkørers forudsigende ydeevne vil blive testet ved hjælp af interaktionsbegreber. Konkordans-statistikken eller c-statistikken vil blive estimeret for at vurdere diskriminerende evne. Tidsafhængige AUC-Receiver Operating Characteristics (ROC) plots vil desuden blive oprettet. Kalibrering vil blive vurderet ved at sammenligne den forudsagte sandsynlighed med den observerede sandsynlighed for en AECOPD og undersøges med et kalibreringsplot og kalibreringshældning, forudsat at ingen datacensurering før afslutningen af ​​opfølgningen.

Karakterisering af mikrobiomet vil blive bestemt af alfa- og beta-diversitet og relativ forekomst af bakterielle taxa. Alfa-diversitet vil blive behandlet som en kontinuerlig variabel og analyseret ved hjælp af passende statistiske test, hvorimod ordinering af beta-diversitetsafstande vil blive udført ved hjælp af principal komponentanalyse. Multiomiske analyser vil blive brugt til at generere hypoteser om de drivere, der fremmer progression til AECOPD. Differentialberigelsesanalyse for funktionsvalg på tværs af alle 'omics' vil blive udført efter at have taget højde for multiple hypotesetest ved hjælp af en robust model, der overvejer fordelingsantagelser. Forbindelsen mellem genetiske varianter og (AE)KOL og mikrobielle infektioner vil blive undersøgt ved hjælp af hel-eksom sekventeringsdata.

Selvorganiserende kort (SOM'er, også kaldet Kohonen-kort) vil blive brugt til at skabe en ordnet repræsentation af de valgte attributter på tidspunktet for AECOPD ved at bruge Viscovery Profiler 7.1 (Viscovery Software GmbH, Wien, Østrig). Baseret på de identificerede homogene datagrupper, der er oprettet i SOM-modellen, vil klynger blive genereret ved hjælp af Viscoverys SOM-Ward Cluster-algoritme. Sammenfattende variabler for kliniske karakteristika for den samlede prøve og for klynger vil blive præsenteret som middelværdi og SD for kvantitative variabler og som procenter for diskrete variable. Forskelle mellem grupper vil blive vurderet ved hjælp af integrerede tosidede t-tests. Gentagne målingskorrelationer vil blive brugt til at bestemme intern-individuel sammenhæng mellem mikrobielle ændringer i luftveje/tarm og systemiske inflammatoriske biomarkører på tværs af patienter.

I tilfælde af manglende data om prædiktorer, vil stokastisk regressionsimputation med fuldt betinget specifikation blive brugt til at imputere datasættet for at tillade brugen af ​​alle inkluderede patienter til analyserne. Værdier vil blive tegnet ved hjælp af prædiktiv middelværdimatching. Statistisk signifikans vil blive betegnet med p

Den aktuelle undersøgelse er klassificeret som forskning med ubetydelig risiko. Der er ingen alvorlige risici forbundet med deltagelse i denne undersøgelse. Hæmatomer kan forekomme ved venøs blodprøvetagning. Nasal ubehag kan opleves under næseprøvetagning. Patienter kan opleve åndenød og træthed på grund af yderligere daglige målinger (f. spørgeskemaer, lungefunktion) og/eller kan nægte at deltage eller droppe ud af undersøgelsen på grund af byrden med hyppige prøveudtagninger og andre vurderinger. Der er etableret omfattende retningslinjer for at overvåge videnskabelig forskning på en struktureret og protokolbaseret måde på Ciro. I forbindelse med NFU-rapporten 'Kvalitetssikring for menneskerelateret forskning' blev den nuværende efterforsker iværksat forskning klassificeret som forskning med ubetydelig risiko. Den tildelte undersøgelsesstedmonitor vil overvåge deltagernes sikkerhed og nøjagtigheden af ​​at følge procedurer som beskrevet i protokollen af ​​forskningspersonalet på årsbasis. Overvågning vil blive udført i overensstemmelse med Good Clinical Practice (GCP) for at opnå forskning af høj kvalitet og sikre patientsikkerheden.

I overensstemmelse med Medical Research Involving Human Subjects Act (WMO) vil undersøgelsen blive suspenderet, hvis forsøgspersonernes sundhed eller sikkerhed vil blive sat i fare. Den akkrediterede medicinske etiske undervisningskomité (Medical Research Ethics Committees United [MEC-U], Nieuwegein, Holland) vil blive underrettet uden unødig forsinkelse efter at have fået kendskab til disse begivenheder. Uønskede og alvorlige bivirkninger vil blive registreret. Hospitalsindlagt AECOPD vil ikke blive betragtet som alvorlige bivirkninger. Eksacerbationer og indlagt AECOPD vil årligt blive rapporteret til MEC-U. Ciro har etableret protokoller til styring af AECOPD; disse protokoller vil også blive fulgt for patienter inkluderet i undersøgelsen. Moderat AECOPD behandles på Ciro, lungerehabiliteringsprogrammet vil blive tilpasset efter behov. Patienter med svær AECOPD, der kræver hospitalsindlæggelse, vil blive henvist til et nærliggende hospital.

Etisk godkendelse til undersøgelsen er givet af MEC-U (NL71364.100.19). Undersøgelsen vil blive udført i overensstemmelse med principperne i Helsinki-erklæringen (64. WMA General Assembly, Fortaleza, Brasilien, oktober 2013 (17)) og i overensstemmelse med WMO. Der vil blive indhentet skriftligt informeret samtykke fra alle deltagere før undersøgelsesdeltagelse. Resultaterne af undersøgelsen vil blive offentliggjort i peer-reviewede videnskabelige tidsskrifter og vil blive præsenteret på (inter)nationale konferencer. Hvis det ønskes, vil deltagerne blive informeret om resultaterne af undersøgelsen.