Beatmung und Lungenendothel-Toxizität von E-Zigaretten: Eine randomisierte Crossover-Pilotstudie (VaPE-Tox)
Beatmung und Lungenendotheltoxizität (VaPE-Tox) von E-Zigaretten: Eine randomisierte Crossover-Pilotstudie
Die Bestimmung der akuten pulmonalen Toxizität von E-Zigaretten bei jungen Erwachsenen ist von großer Bedeutung für die öffentliche Gesundheit, da E-Zigaretten-Dampf etablierte Giftstoffe enthält, die vermutlich akute Schäden an den Atemwegen und den pulmonalen Mikrogefäßen verursachen, die die Entwicklung von CLD fördern können, z Es gibt nur noch wenige wirksame Therapien.
Die Studie schlägt daher eine Pilotstudie mit einem randomisierten Crossover-Design bei zehn gesunden jungen Erwachsenen vor, um die akuten Auswirkungen einer standardisierten E-Zigaretten-Exposition auf zwei empfindliche, sichere, nicht-invasive Bildgebungsmaßnahmen zu testen: (1) Ventilationsdefekte bei hyperpolarisiertem Helium- verbesserte Magnetresonanztomographie und (2) pulmonaler mikrovaskulärer Blutfluss bei Gadolinium-verstärkter pulmonaler Magnetresonanzangiographie.
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
Magnetresonanztomographie (MRT) und Angiographie (MRA)-Messungen sind vielversprechende Ansätze zur Erkennung und Charakterisierung der zu erwartenden akuten Lungentoxizität von E-Zigaretten. Die mit hyperpolarisiertem Helium (3He) verstärkte MRT kann zur Bestimmung von Atemwegstoxizitäten empfindlicher sein als die Spirometrie, ein globales Lungenfunktionsmaß. 3He-verstärkte MRT wurde verwendet, um das Ausmaß von Beatmungsdefekten bei gesunden Personen mit normaler Spirometrie zu zeigen; um Ventilationsänderungen bei Asthmatikern vor und nach der Belastung mit Bronchodilatatoren und Methacholin zu messen; und um pulmonale Krankenhausaufenthalte bei Personen mit COPD vorherzusagen. Unterdessen fehlten bis vor Kurzem nicht-invasive Messungen pulmonaler Gefäßtoxizitäten. Die Forscher haben eine innovative Messung des pulmonalen mikrovaskulären Blutflusses auf der mit Gadolinium (Gd) verstärkten MRA entwickelt, die sich nach Ansicht der Forscher bei früher chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und Emphysem als deutlich abnormal erwies und mit erhöhten endothelialen Mikropartikeln verbunden war. ein Marker für eine endotheliale Dysfunktion. Dennoch wurde keine dieser empfindlichen, nicht-invasiven, wiederholbaren und reproduzierbaren Maßnahmen jemals zur Bewertung der Toxizität von E-Zigaretten eingesetzt.
Es wird angenommen, dass die Inhalation von E-Zigaretten-Dampf zu einem akuten Anstieg globaler und regionaler Ventilationsdefekte und einem akuten Rückgang der globalen und regionalen mikrovaskulären Perfusion der Lunge führt.
Diese Pilotarbeit wird die Erfahrungen und Daten liefern, um spätere Förderanträge zu unterstützen, um die akute Toxizität von E-Zigaretten-Dampf verschiedener Zusammensetzungen (z. B. mit und ohne Nikotin, mit und ohne Aroma) bei Personen mit und ohne chronische Lungenerkrankungen endgültig festzustellen (z. B. Asthma) auf Lungenventilation und mikrovaskuläre Perfusion. Darüber hinaus würde die Bestätigung der Hypothesen in dieser Stichprobe wichtige vorläufige Beweise für die Lungentoxizität von E-Zigaretten liefern, um vorläufige Regulierungsentscheidungen zu unterstützen und möglicherweise anschauliche Bilder von Schäden durch E-Zigaretten zu erzeugen, die für die breite Öffentlichkeit von Bedeutung sein könnten und daher geeignet sind Verwendung in öffentlichen Aufklärungskampagnen.
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Phase
- Frühphase 1
Kontakte und Standorte
Studienorte
-
-
New York
-
New York, New York, Vereinigte Staaten, 10032
- Columbia University Irving Medical Center
-
-
Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Studienberechtigte Geschlechter
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- aktuelle Nutzung von E-Zigaretten (>1x/Monat, aber <4 Tage/Woche)
Ausschlusskriterien:
- alle chronischen medizinischen oder schwerwiegenden psychiatrischen Probleme, einschließlich aktuellem Asthma
- Selbstberichtetes starkes Schnarchen/Schlafapnoe
- FEV1 oder FVC vor der Bronchodilatation <80 % des Solls oder FEV1/FVC < untere Normgrenze
- MRT-Ausschlüsse (Schwangerschaft, Klaustrophobie, Metall im Körper, Gadoliniumallergie, eGFR <60 ml/min/1,73 m2)
- MRT-Untersuchung mit Kontrastmittel innerhalb der letzten 12 Monate oder geplante MRT-Untersuchung mit Kontrastmittel in den nächsten 6 Monaten
- Konsum einer der folgenden Substanzen in den letzten 30 Tagen: herkömmliche Zigaretten, Marihuana >10 Tage, illegale Drogen, Medikamente oder Inhalatoren (ausgenommen hormonelle Verhütungsmittel)
- Rauschtrinken (≥5 alkoholische Getränke über 2 Stunden) in den letzten zwei Wochen
- unerwünschte symptomatische Reaktion auf die E-Zigaretten-Exposition in der Studie (z. B. Herzklopfen, Kurzatmigkeit, Brustschmerzen, Kopfschmerzen, Schwindel)
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Sonstiges
- Zuteilung: Zufällig
- Interventionsmodell: Crossover-Aufgabe
- Maskierung: Doppelt
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
|---|---|
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Experimental: Zuerst die E-Zigarette
Die Teilnehmer werden vor den ersten beiden MRT-Messungen einer E-Zigaretten-Exposition unterzogen und anschließend vor den letzten beiden MRT-Messungen einer Schein-Exposition.
Die beiden MRTs, die unter beiden experimentellen Expositionen (E-Zigarette und Schein) durchgeführt werden, werden durch (1) Gadolinium und dann (2) hyperpolarisiertes 3-Helium verstärkt.
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Die E-Zigaretten-Exposition der Studie beträgt 10 Züge mit Abständen von 30 Sekunden zwischen den Zügen, wie sie direkt von einem ausgebildeten Forschungsassistenten unter Verwendung einer standardisierten E-Zigarette beobachtet werden.
Cartomizer, Batterien und E-Liquids werden von kommerziellen Anbietern bezogen.
Das E-Zigaretten-Gerät wird mit 1 ml geschmacksneutralem E-Liquid mit einem Verhältnis von PG zu pflanzlichem Glycerin von 70:30 und 1,8 mg/dl Nikotin beladen.
Der „unbelichtete“ Zustand ist das Atmen aus der Studien-E-Zigarette (10 Züge mit 30-sekündigen Zugintervallen) bei ausgeschalteter Batterie.
Hyperpolarisiertes 3-Helium wird als experimentelles Kontrastmittel für die Beatmungs-MRTs verwendet, die in beiden experimentellen Armen zweimal pro Teilnehmer durchgeführt werden.
Ungefähr 250–600 ml hyperpolarisiertes 3He, gemischt mit 300–750 ml Stickstoff, werden durch ein Einwegventil in einer Inhalation eingeatmet, beginnend ungefähr beim Restvolumen.
Andere Namen:
Gadolinium-Kontrastmittel wird über eine 18-20-Gauge-Infusion in die Vena antecubitalis injiziert.
Die Art des Gadoliniums beträgt 0,03 mmol/kg Körpergewicht Dotarem (Gadoterat-Meglumin).
Andere Namen:
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Experimental: Zuerst Schein
Die Teilnehmer werden vor den ersten beiden MRT-Messungen einer Schein-Exposition unterzogen und anschließend vor den letzten beiden MRT-Messungen einer E-Zigaretten-Exposition.
Die beiden MRTs, die unter beiden experimentellen Expositionen (E-Zigarette und Schein) durchgeführt werden, werden durch (1) Gadolinium und dann (2) hyperpolarisiertes 3-Helium verstärkt.
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Die E-Zigaretten-Exposition der Studie beträgt 10 Züge mit Abständen von 30 Sekunden zwischen den Zügen, wie sie direkt von einem ausgebildeten Forschungsassistenten unter Verwendung einer standardisierten E-Zigarette beobachtet werden.
Cartomizer, Batterien und E-Liquids werden von kommerziellen Anbietern bezogen.
Das E-Zigaretten-Gerät wird mit 1 ml geschmacksneutralem E-Liquid mit einem Verhältnis von PG zu pflanzlichem Glycerin von 70:30 und 1,8 mg/dl Nikotin beladen.
Der „unbelichtete“ Zustand ist das Atmen aus der Studien-E-Zigarette (10 Züge mit 30-sekündigen Zugintervallen) bei ausgeschalteter Batterie.
Hyperpolarisiertes 3-Helium wird als experimentelles Kontrastmittel für die Beatmungs-MRTs verwendet, die in beiden experimentellen Armen zweimal pro Teilnehmer durchgeführt werden.
Ungefähr 250–600 ml hyperpolarisiertes 3He, gemischt mit 300–750 ml Stickstoff, werden durch ein Einwegventil in einer Inhalation eingeatmet, beginnend ungefähr beim Restvolumen.
Andere Namen:
Gadolinium-Kontrastmittel wird über eine 18-20-Gauge-Infusion in die Vena antecubitalis injiziert.
Die Art des Gadoliniums beträgt 0,03 mmol/kg Körpergewicht Dotarem (Gadoterat-Meglumin).
Andere Namen:
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Pulmonaler mikrovaskulärer Blutfluss (PMBF), gemessen mit Gadolinium-verstärkter MRT, zwischen E-Zigaretten-exponierten und nicht-exponierten Bedingungen
Zeitfenster: Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Der PMBF wird mittels Gadolinium-verstärkter MRT nach E-Zigaretten- und Schein-Expositionen gemessen.
Zwischen den Messungen von PMBF (E-Zigarette) und PMBF (Schein) lagen vier Tage.
PMBF wird in ml (Blut)/min/ml (Lungenvolumen) gemessen.
Bei Erwachsenen mit COPD und Emphysem wurde ein niedrigerer PMBF beobachtet.
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Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Prozentsatz der Beatmungsdefekte (VDP), gemessen mit hyperpolarisierter 3-Helium-verstärkter MRT
Zeitfenster: Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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VDP wird mittels hyperpolarisierter 3Helium-verstärkter MRT nach E-Zigaretten- und Schein-Expositionen gemessen.
Aufgrund der Einschränkungen früherer qualitativer/visueller Beurteilungen der MRT haben wir einen neuen Deep-Learning-Ansatz zur präzisen Messung von Beatmungsdefekten entwickelt und validiert und geben mit dieser Methode den Prozentsatz der nicht vollständig belüfteten Lunge an.
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Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Regionaler PMBF, gemessen mit Gadolinium-verstärkter MRT
Zeitfenster: Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Der regionale PMBF (dh im rechten versus linken, oberen versus unteren Lappen) wird mittels Gadolinium-verstärkter MRT nach E-Zigaretten- und Schein-Expositionen gemessen.
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Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Regionaler VDP, gemessen mit hyperpolarisiertem 3-Helium-verstärktem MRT
Zeitfenster: Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Der regionale VDP in der unteren Lunge wurde mittels hyperpolarisierter 3Helium-verstärkter MRT nach E-Zigaretten- und Schein-Expositionen gemessen.
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Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Lungenfunktion, gemessen mit Spirometrie
Zeitfenster: Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Die Lungenfunktion wird mittels Spirometrie gemessen.
Zwei Teilnehmer hatten nur einen gültigen FEV1-Messwert und ein Teilnehmer hatte keinen gültigen FEV1-Messwert.
Daher wurden 3 Teilnehmer (2 bei „E-Zigarette zuerst“ und 1 bei „Sham first“) nicht analysiert.
Die Analyse kombiniert die Gruppen, um die Auswirkungen der Randomisierungsgruppe (Reihenfolge) und der Exposition zu trennen.
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Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Diffusionskapazität der Lunge für Kohlenmonoxid (DLCO)
Zeitfenster: Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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DLCO wird gemessen.
Es gab eine Fehlfunktion der Maschine, mit der der DLCO gemessen wurde.
Daher hatte nur ein Teilnehmer gepaarte DLCO-Werte und drei hatten ungepaarte Messwerte.
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Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Herzzeitvolumen, gemessen im Herz-MRT
Zeitfenster: Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Das Herzzeitvolumen wird im Herz-MRT gemessen.
Im „E-Zigarette zuerst“-Arm hatten zwei Teilnehmer keine zwei gültigen CO-Messungen (ein Paar fehlte, eines war ungültig).
Im „Sham First“-Arm hatten drei Teilnehmer eine ungültige CO-Messung.
Die Analyse kombiniert die Gruppen, um die Auswirkungen der Randomisierungsgruppe (Reihenfolge) und der Exposition zu trennen.
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Nach der Belichtung (ca. 30 Sekunden)
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Ermittler
- Hauptermittler: Elizabeth Oelsner, MD, MPH, Columbia University
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss (Tatsächlich)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Schätzen)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
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Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
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Andere Studien-ID-Nummern
- AAAQ8089
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Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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