Laboratoriebiomarkører og pulmonal interstitiel emfysem i ARDS (PIE-ARDS) (PIE-ARDS)

Barotrauma forekommer hyppigt ved akut respiratorisk distress syndrom (ARDS) og har en vanskelig, ikke-standardiseret behandling. Desværre er dødeligheden fortsat høj (> 60 % i COVID-19 ARDS, omkring 46 % i ikke-COVID-19 ARDS). Interessant nok antydede data fra COVID-19-patienter, at barotraume også kan forekomme hos patienter med spontant vejrtrækning med ARDS. Følgelig repræsenterer skrøbelighed af lungeparenkym et stort problem i ARDS. Beskyttende mekanisk ventilation (dvs. ventilation med lavt tidalvolumen og lavt luftvejstryk) er fortsat en hjørnesten i støttende håndtering af ARDS. Desværre kan mekanisk ventilation forværre lungeskade (ventilator-induceret lungeskade) og kan hos højrisikopatienter fremkalde barotrauma, selv når ventilatorindstillingerne holdes inden for den "sikre" grænse for beskyttende ARDS. Tidlig identifikation af højrisikofunktioner kunne derfor give klinikere mulighed for at individualisere håndteringen af ​​højrisikopatienter ved at skræddersy respiratorisk støtte og potentielt udvælge kandidater til avanceret støtte (dvs. ekstrakorporal membraniltning) før udvikling af åbenlyst barotraume.

Macklin-effekten er et velbeskrevet radiologisk tegn, der oprindeligt var beregnet til at skelne mellem "perifere" (distal luftvejsruptur, "respiratorisk" barotrauma) og "central" (læsion til store luftveje/øsofaegal skade) årsager til luftlækage i mediastinum. Efterforskerne har dog for nylig identificeret Macklin-effekten som en stærk radiologisk prædiktor for barotraumeudvikling hos mekanisk ventilerede COVID-19 ARDS-patienter (sensitivitet: 89,2 %; specificitet: 95,6 %). I vores kohorte blev radiologisk påvist Macklin-effekt identificeret 8-12 dage før udvikling af pneumomediastinum/pneumothorax. Disse foreløbige resultater er blevet bekræftet i en efterfølgende multicenterundersøgelse (prøvestørrelse 697 patienter; sensitivitet: 100 %; specificitet: 99,8 %).

Ydermere tyder foreløbige data på, at tidlig anvendelse af vågen veno/venøs ekstrakorporal membraniltning (ECMO) før invasiv mekanisk ventilation hos COVID-19-patienter med svær ARDS og med høj risiko for barotraume (defineret som tilstedeværelse af Macklin-effekt på CT-scanning af brystet) kan resultere i ingen barotraumehændelser med en lav intubationshastighed.

Samtidig er en hyperinflammatorisk underfænotype blevet forbundet med et generelt dårligere resultat både med hensyn til dødelighed og ventilatorfri dage i ARDS. Desuden har forekomsten af ​​lungeskade under mekanisk ventilation vist sig at være signifikant relateret til rekruttering af mastceller via CXCL10/CXCR3-signalering.

Efter denne opfattelse kunne bekræftelse af Macklin-effektens forudsigende rolle og identifikation af yderligere, nye laboratoriebiomarkører give instrumenter til tidlig risikostratificering hos ARDS-patienter.

Tilsammen kunne i) kvantitativ billeddannelsesanalyse og ii) systemisk inflammatorisk profilering dechifrere forskellige biologiske aspekter af det samme kliniske problem, hvilket muligvis kan lægge grundlaget for definitionen af ​​en multimodalitetssignatur af lungesvaghed hos ARDS-patienter.

Følgelig er drivhypoteserne for denne retrospektive/prospektive undersøgelse, at identifikation af en ny ARDS-underfænotype karakteriseret, uanset den underliggende ætiologi, af øget lungesvaghed væsentligt kunne forbedre den dårlige prognose, der rutinemæssigt er forbundet med denne tilstand, hvilket muligvis er et vartegn for personaliseret ledelsesstrategier.

For yderligere at validere Macklin-effektens rolle vil efterforskerne:

• evaluere nøjagtigheden af ​​Macklin-effekten i en retrospektiv kohorte på 350 ARDS-patienter (COVID-19 og ikke-COVID-19)
• identificere, gennem densitometri, maskinlæring og kunstig intelligens-baserede tilgange, nye billeddannende biomarkørers karakteristika for højere lungesvaghed i samme kohorte.

I den prospektive hovedundersøgelse vil efterforskerne:

• analysere følgende biomarkører i serum og bronkoalveolær skyllevæske hos 100 ARDS-patienter, der er prospektivt inkluderet: Interleukin-8 (IL-8), Interleukin (IL)-6, IL-1Ra, IL-18, interferon (IFN), Angiopoietin-2 (Ang-2), Tumor Necrosis Factor receptor-1 (TNFr1), Plasminogen Activator Inhibitor-1 (PAI-1), Receptor for Advanced Glycation Endproducts (RAGE), Intercellulært adhæsionsmolekyle-1 (ICAM-1), Surfactant Protein D (SPD), protein C, Von Willebrand Factor (VWF), CXCL10/CXCR3 og metalloproteaser (MMP9, MMP10).
• Udvikle en specifik håndteringsalgoritme for ARDS-patienter med høj risiko for barotrauma ved at indsamle kliniske data og resultatdata fra 10 ARDS-patienter, der modtager ukonventionel behandling (f. vågen ECMO, ultrabeskyttende ventilation osv.)