Præcisionsmedicin til Nociception, Sngception og Proprioception.

Præcisionsmedicin er defineret som "en ny tilgang til sygdomsbehandling og forebyggelse, der tager højde for individuel variation i gener, miljø og livsstil for hver person" af Precision Medicine Initiative.

Smerte er defineret som "en ubehagelig sensorisk og følelsesmæssig oplevelse forbundet med faktisk eller potentiel vævsskade eller beskrevet i form af sådan skade" af International Association for the Study of Pain (IASP). Traditionelt er ømhed eller sng også inkluderet som en af ​​smertefornemmelserne. For nylig definerede vi sngception som syre- og/eller ømhedsfornemmelse i det somatosensoriske system og afslørede, at analgesi i muskler er gennem substans P og Tac1.

Ifølge det kliniske resultat reagerede nogle patienter godt på fysiske midler, og nogle foretrak injektioner. De genetiske varianter af de ovennævnte gener kan være de bestemmende faktorer for differentielle terapeutiske virkninger. Det tog dog omkring 4-8 uger for en patient at skifte fra en behandlingsmulighed til en anden. Hvis vi kan bestemme den optimale behandlingsmodalitet ved hjælp af genetiske biomarkører, vil behandlingsforløbet og den samlede udstrækning falde meget.

Vi antager, at de genetiske varianter af de foreslåede gener (TRPV1, ASIC1a, ASIC3, Tac1, COMT, TCL1A, POMC, RGS4, ASIC2, ASIC4, TRPA1, NK1R, G2A, GPR4, OGR1, TDAG8, TASK1, TASK2, TREK1SK3 , P2X2, P2X3, P2X5, TRPV4, KCNK1, NTSR1, NTSR2, CaV3.2, Nav1.1, Piezo1 og Piezo2, Runx3 eller Egr3, endotelinkonverterende enzym-lignende 1 (ECEL1), myosin tung kæde gener MYH8,3 og MYH8,3 myosin-bindende protein C-gen, MYBPC1 og TNNI2, TNNT3 og TPM2, der koder for de muskelregulerende proteiner troponin I, troponin T og beta-tropomyosin) kunne være de prognostiske biomarkører for sng/smertebehandlinger eller proprioceptiv funktion.

1. Specifikke mål

1. At opsætte næste generations sekvensering (NGS)-baseret tilgang til at finde genetiske varianter, som kan bestemme responsen af ​​sng/smertebehandlingsmodaliteter og fænotypen af ​​idiopatisk skoliose.
2. At finde mulig metabolomik og proteomiske markører for sng/smerte.
3. At bestemme algoritmen for præcisionsmedicin til sng/smertekontrol via de genetiske markører.

2.I de seneste år har vores team opnået nogle præstationer for at retfærdiggøre søgningen efter genetiske varianter til udvikling af en ny øm-/smertebehandlingsalgoritme.

1. Analgesi af LLLT er gennem TRPV1.
2. Analgesi ved terapeutisk ultralyd er gennem ASIC3.
3. Dextrose-injektion reducerede kroniske muskelsmerter gennem ASIC1a.
4. Biomarkør for sng/smerte ved fibromyalgi.

3.Studiedesign

(1) Deltagere fra kohorte A-Myofascial smertesyndrom: Vi vil rekruttere 80 patienter fra National Taiwan University Hospital og dets afdelingshospital.

A. Patientberettigelse:

1. Inklusionskriterier: (1) Alder mellem 18-100 år. (2) VAS>=30 eller VAS>=30 ved 4 kg tryk (3) Diagnosticeret som patienter med myofascial smertesyndrom og villige til at modtage behandling (inklusive LLLT, terapeutisk ultralyd og lokal dextrose-injektionsterapi). Diagnosen MPS blev bekræftet af hovedforskeren ved hjælp af kriterierne stramt bånd, triggerpunkt og udstrålende smerte.
2. Eksklusionskriterier: De med aktiv infektion, malignitet og hæmatologiske sygdomme blev udelukket. Patienterne, der havde modtaget lokal injektion ved øvre trapezius inden for 6 måneder, er også udelukket.

B. Studiedesign:

1. Efter at have indhentet det informerede samtykke, indsamles de grundlæggende demografiske data, herunder alder, køn, job, uddannelsesniveau og tidligere sygehistorie for kvalificerede patienter.
2. De kvalificerede patienter modtog først LLLT med en bølgelængde på 685 nm og et output på 30 mW (BTL-5000 Laser, BTL, Stevenage, UK) ved energitætheder på 8 J/cm2 ved triggerpunktet for øvre trapezius-muskel. VAS-smerten før og efter behandling og VAS-sng indsamles til henholdsvis LLLT-fænotypebestemmelse.
3. Derefter opdeles de bekvemt i to grupper (40 forsøgspersoner i hver gruppe): A. terapeutisk ultralydsgruppe; B. proloterapi gruppe. Gruppe A modtager 1 MHz terapeutisk ultralyd i 5 minutter med en frekvens på 2-3 gange om ugen ved den smertefulde øvre trapezius-muskel. Gruppe B modtager hypertonisk proloterapi ved perimysium af øvre trapezius-muskel. Injektionsvæsken er 5 ml 5 % dextroseopløsning. For at sikre, at nålen ikke var i et blodkar, blev nålen aspireret før injektion. Den samme læge (hovedinvestigator) injicerer alle patienter for at undgå variation mellem lægerne. Ingen anden medicin eller fysisk modalitet blev givet for at undgå effektinterferens i begge grupper.
4. De rekrutterede patienter modtager evaluering før og efter injektion og 2 uger efter injektion. Det primære resultat er VAS-smerte og VAS-sng (visuel analog skala) med en score på 0-100, hvor 100 er den værdi, der repræsenterer den højeste grad af smerte. De sekundære resultater er smertetærskel, muskeltonus og SF-36 - et spørgeskema består af 36 punkter og 8 domæner, der adresserer patientens opfattelse af deres QoL (livskvalitet). Venøse blod- og urinprøver blev udtaget ved henholdsvis første besøg og 2-ugers besøg. Blodprøverne blev mærket med et anonymiseret ID-nummer, centrifugeret og opbevaret ved -80 ºC i en aflåst fryser indtil tidspunktet for fremtidig behandling. Buffy coaten adskilles efter centrifugering og opbevares også. Urinprøverne blev alikvoteret og opbevaret ved -80 ºC i en aflåst fryser til fremtidig analyse.
5. Redningsterapi (krydsbehandling): Hvis deltageren ikke er tilfreds med deres første behandlingsrunde, og forbedringen af ​​VAS er mindre end 10, er de berettiget til at modtage redningsterapien - behandlingen i den anden gruppe. Og de vender tilbage til klinikken i yderligere 2 uger. Udfaldsvariablerne vil også blive indsamlet ved 3. besøg.

(2) Deltagere fra kohorte B-idiopatisk skoliose: Vi vil rekruttere 80 patienter fra National Taiwan University Hospital og dets afdelingshospital og Taichung Veteran Hospital.

A. Patientberettigelse:

1. Inklusionskriterier: (1) Alder mellem 10-65 år. (2) Diagnosticeret som idiopatisk skoliose Diagnosen skoliose blev bekræftet ved antero-posterior almindelig røntgen med Cobbs vinkel større end 10 grader.
2. Eksklusionskriterier: (1) De med aktiv infektion, malignitet og hæmatologiske sygdomme blev udelukket. (2) Dem med specifikke ætiologier af skoliose, herunder medfødt skoliose på grund af misdannelse eller fejlagtig segmentering af hvirvlerne og neuromuskulær skoliose på grund af muskulær ubalance, syndromisk skoliose eller degenerativ skoliose.

B. Studiedesign:

1. Efter at have indhentet det informerede samtykke indsamles de grundlæggende demografiske data, herunder alder, køn, job, uddannelsesniveau, fysisk aktivitetsniveau og tidligere sygehistorie for berettigede patienter.
2. De rekrutterede patienter får kun evaluering én gang. De indsamlede parametre omfatter Cobbs vinkel, rygsøjlens rotationsvinkel, VAS-smerte og VAS-sng (visuel analog skala) med en score på 0-100, hvor 100 er den værdi, der repræsenterer den højeste grad af smerte, smertetærskel (Park, Kim et al. al. 2011), styrke og tonus af paraspinal muskel, og SF-36-et spørgeskema består af 36 emner og 8 domæner, der omhandler patientens opfattelse af deres QoL (livskvalitet) (Li, Wang et al. 2003). Der blev også udtaget venøse blod- og urinprøver. Blodprøverne blev mærket med et anonymiseret ID-nummer, centrifugeret og opbevaret ved -80 ºC i en aflåst fryser indtil tidspunktet for fremtidig behandling. Buffy coaten adskilles efter centrifugering og opbevares også. Urinprøverne blev alikvoteret og opbevaret ved -80 ºC i en aflåst fryser til fremtidig analyse.

(3) DNA-ekstraktion og NGS-baseret sekventering og genotypebestemmelse Genomisk DNA vil blive ekstraheret fra perifere blodmononukleære celler fra deltagerne ved hjælp af Gentra Puregene-kittet efter protokol fra producenten (Qiagen, Hilden, Mettmann, Tyskland) og udsat for agarose gel og O.D. forholdstest for at bekræfte dets renhed og koncentration. DNA vil blive fragmenteret ved hjælp af Covaris (Covaris, Woburn, MA, USA), med sigte på spidslængden på 800 bp. Illumina-biblioteker vil blive genereret fra gDNA ved hjælp af TruSeq Library Preparation Kit (Illumina, San Diego, CA, USA).

DNA-indfangningsprober vil blive specialdesignet til at målrette TRPV1, ASIC1a, ASIC3, Tac1, COMT, TCL1A, POMC og RGS4 og vil blive syntetiseret ved hjælp af Roche KAPA HyperChoice-protokollen (Roche, Madison, WI, USA). Alle de kodende regioner og ikke-kodende regioner (promotorer, introner, 5' og 3' utranslaterede regioner) af disse 8 gener vil blive inkluderet.

NGS-målregionberigelse vil blive anvendt til at berige/indfange målregionen (~148 Kb). De berigede biblioteker vil derefter blive sekventeret ved hjælp af Illumina MiSeq for at generere parrede ende-læsninger på 300 bp. Den forventede dybde af de målrettede regioner vil være 200x i gennemsnit.

Dataanalyser vil blive udført som tidligere beskrevet. Kort fortalt vil de rå sekventeringsdata blive tilpasset det humane referencegenom (feb. 2009, GRCh37/hg19) ved brug af BWA-MEM. Vi vil bruge Picard til at udføre nødvendig datakonvertering, sortering og indeksering. Hovedvariantopkaldsprocessen, for både enkeltnukleotidvarianter og indels, vil blive betjent med GATK-softwarepakken. Strukturelle varianter vil også blive identificeret. Vi vil anvende ANNOVAR til passende at kommentere de genetiske varianter; dette omfatter mindst genannotering, aminosyreændringsannotering, SIFT-score, PolyPhen2-score, dbSNP-identifikatorer, 1000 Genome Project-allelfrekvenser, gnomAD-allelfrekvenser og ClinVar-database med varierende klinisk betydning. Vi vil derefter bruge IGV til at se kortlægningen og annoteringen af ​​sekvenser på en grafisk grænseflade.

Allelfrekvenserne af varianter af interesse vil blive sammenlignet mellem forskellige grupper af deltagere. Vi vil se efter mulige sjældne varianter med meget stærke effekter (single-gen-modellen) samt relativt almindelige varianter med moderat til kraftig effekt (den komplekse fænotypemodel).