Biomarker für akute schwere Erkrankungen bei Kindern (BASIC)

Hierbei handelt es sich um eine prospektive Kohortenstudie, bei der klinische Daten und biologische Proben gesammelt werden. Es werden keine Eingriffe an Patienten durchgeführt.

Probenentnahme Blut- und Urinproben werden zu zwei Zeitpunkten entnommen. Wenn möglich, werden auch Stuhl- und Rachenabstriche gesammelt.

Zeitpunkt 1: Während der Stabilisierung durch das CATS-Team (erster Kontakt mit einem Intensivpflegeteam) Das CATS-Team wird während der Routineprobenahme Proben sammeln, priorisiert in der folgenden Reihenfolge: DNA (2 ml); RNA (2 ml); Serum (2 ml); Plasma (2 ml) und Urin (10 ml).

Zeitpunkt 2: Innerhalb von 24–48 Stunden nach der Aufnahme auf die Intensivstation. Das Forschungsteam auf der teilnehmenden Intensivstation sammelt Proben während der Routineprobenahme, priorisiert in der folgenden Reihenfolge: DNA (2 ml); RNA (2 ml); Serum (2 ml); Plasma (2 ml) und Urin (10 ml). Darüber hinaus werden auf der Intensivstation Stuhl- und Rachenabstrichproben entnommen.

Bei Säuglingen mit einem Gewicht von weniger als 10 kg beschränken wir das zu jedem Zeitpunkt entnommene Gesamtblutvolumen gemäß den MCRN Clinical Trials Guidelines vom 25. Juli 2008 auf 0,8 ml/kg Körpergewicht.

Darüber hinaus werden bei der Aufnahme auf die Intensivstation (Tag 1) und 24–48 Stunden nach der Aufnahme auf die Intensivstation Stuhlproben entnommen. Wenn kein Stuhl vorhanden ist, wird ein Analabstrich zur mikrobiologischen Analyse entnommen. SCFA wird anhand der ersten verfügbaren Stuhlprobe gemessen.

Probentransport, -verarbeitung und -lagerung Die Proben werden vom CATS-Team in Kühlboxen (4 °C) zu den aufnehmenden Intensivstationen transportiert. Die Probenverarbeitung und -lagerung erfolgt im Krankenhaus, in dem der Patient aufgenommen wird. Die Verarbeitung umfasst die Anonymisierung der Probe durch Generierung einer eindeutigen Studiennummer, die anschließend für alle Verweise auf die Proben verwendet wird.

Klinische Datenerfassung Es werden ein standardisiertes Fallberichtsformular und ein Datenerfassungshandbuch mit Definitionen und Regeln erstellt. Die Daten werden vom Forschungspersonal jeder Einheit gesammelt. Klinische Daten werden die wichtigsten Phasen des Patientenverlaufs abdecken – Überweisung und Transport auf die Intensivstation, Verlauf und Ergebnis auf der Intensivstation. Wir führen eine detaillierte klinische Phänotypisierung des Patienten durch, einschließlich der Gründe für die Überweisung/Aufnahme auf die Intensivstation (Infektion, Trauma, neurologische, kardiale, respiratorische und andere), Schweregrad der Erkrankung (PIM-2-Score), Schweregrad des Organversagens (PELOD) und Ergebnis bei Entlassung aus der Intensivstation (Tod, schwere Behinderung). Wir sind uns bewusst, dass das kurzfristige Ergebnis bei der Entlassung aus der Intensivstation möglicherweise nicht das aussagekräftigste Ergebnis für Eltern/Betreuer ist oder ein genaues Bild des langfristigen Ergebnisses bei Kindern liefert. Deshalb werden wir auch die Zustimmung der Eltern/Betreuer einholen, ein Jahr nach der Intensivstation kontaktiert zu werden Zulassung zum Ausfüllen kurzer Fragebögen zur Beurteilung des Funktionsstatus und der Lebensqualität des Kindes. Die Fragebögen werden je nach Präferenz der Eltern entweder per Telefon, E-Mail oder webbasiert bearbeitet.

Um Doppelarbeit zu vermeiden, werden nach Möglichkeit klinische Daten aus der CATS-Abfrage und der Aufnahme auf die Intensivstation durch elektronische Verknüpfung mit dem nationalen klinischen Audit für pädiatrische Intensivpflege (PICANet, University of Leeds und Leicester) abgerufen. Die Datenverknüpfung wird am Ende des Studienzeitraums unter Verwendung der CATS-Abrufnummer durchgeführt. Die Erhebung dieser Daten erfolgt nach einem Standardverfahren – jede Datenübertragung (Datenanfragen und Rückgabe des vollständigen Datensatzes) erfolgt sicher (mit vollständiger Verschlüsselung).

Datenanalyse Zunächst wird jede Art von Information, d. h. genetische, transkriptomische, proteomische, epigenetische und klinische Informationen, separat analysiert, um in einem ersten Schritt Zusammenhänge und Korrelationen zu identifizieren. Differenzielle Verhaltens- und Assoziationsmuster werden durch verschiedene statistische und bioinformatische Analysen abgeleitet, sowohl univariat als auch multivariat, wie oben beschrieben. In einem zweiten Schritt werden Informationen datentypübergreifend zu Vorhersagemodellen kombiniert. Dabei kommt ein systembiologischer Ansatz zum Einsatz, bei dem Netzwerke koregulierter genetischer, transkriptomischer, proteomischer und epigenetischer Module sowohl in Fall- als auch in Kontrollkohorten aufgebaut werden. Netzwerkverbindungen, die zwischen Fällen und Kontrollen unterschiedlich sind, werden als „Prädiktoren“ für das Ergebnis identifiziert.

Zur Visualisierung dieser komplexen Netzwerke wird grafische Modellierung eingesetzt. Um die einflussreichsten Verbindungen zu identifizieren, die nach ihrer Entfernung den größten Einfluss auf die Netzwerktopologie hätten, sind umfangreiche statistische Analysen erforderlich. Die Modelle werden verfeinert, neu bewertet, validiert und über die verschiedenen Krankheitskohorten hinweg repliziert, bis die bestmögliche Klassifizierung der Stichprobe erreicht ist. Das Fachwissen der mathematisch-statistischen Gruppe wird die Möglichkeit bieten, die verschiedenen Schichten biologischer Informationen von der DNA bis zum Phänotyp in einem netzwerksystembiologischen Ansatz zu verknüpfen.

Stichprobengröße Es sind keine formellen Berechnungen der Stichprobengröße möglich, wir werden jedoch eine Mindestanzahl von Patienten in jeder Interessengruppe rekrutieren. Unser Ziel ist es, eine ausreichende Anzahl von Patienten mit unterschiedlichen Gründen für die Aufnahme auf die Intensivstation in die Studie zu rekrutieren (50-80 Patienten pro Interessengruppe).

Studiendauer Die Patientenrekrutierung erfolgt über einen Zeitraum von 24 Monaten, mit einer Vorlaufzeit von 6 Monaten für die Schulung des Personals und einer Vorlaufzeit von 6 Monaten für die Nachsorge der Patienten und die Vervollständigung der Datenbanken.

Patientenrekrutierung Geeignete Patienten werden während des Transports durch medizinisches und pflegerisches Personal des CATS-Intensivtransportteams für die Studie rekrutiert.

Einwilligungsverfahren Wir werden die schriftliche Einwilligung der Eltern/Erziehungsberechtigten einholen, sobald sich der Zustand ihres Kindes stabilisiert hat, in der Regel innerhalb von 24 bis 48 Stunden nach der Aufnahme auf die Intensivstation. Der Einwilligungsprozess wird durch Patienteninformationsbroschüren unterstützt. Es gibt mehrere Präzedenzfälle für diesen Ansatz in der Notfallforschung, auch in der pädiatrischen Intensivpflege. Die aufgeschobene Einwilligung in dringenden lebensbedrohlichen Situationen wird auch durch die neueste EU-Verordnung über klinische Studien (2013) unterstützt.

Die Hauptgründe für die Einholung einer aufgeschobenen Einwilligung in dieser Studie sind:

1. Klinisch: Der Notfalltransport von Kindern auf der Intensivstation stellt eine dringende Situation dar, in der die lebensrettende Behandlung nicht verzögert werden kann und der Transport zu einer Intensivstation schnell erfolgen muss. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Eltern/Erziehungsberechtigten zum Zeitpunkt der Stabilisierung nicht anwesend sind, um die Einwilligung zu besprechen.
2. Praktisch: Die Mitnahme eines zusätzlichen Personals für den Transport allein zur Forschungseinwilligung ist aufgrund des begrenzten Platzangebots im Rettungswagen nicht möglich. Da der CATS-Dienst rund um die Uhr verfügbar ist und mehrere Transporte gleichzeitig erfolgen, ist es auch unpraktisch, engagiertes Forschungspersonal zu haben.
3. Methodisch: Schwierigkeiten bei der Einholung einer vollständigen Einwilligung nach Aufklärung können dazu führen, dass eine Selektionsverzerrung entsteht. Wenn Studienproben nicht in einem frühen Stadium einer kritischen Erkrankung entnommen werden, bevor Behandlungen (wie Flüssigkeiten oder Inotropika) eingeleitet werden, kann die Ableitung robuster Biomarker für eine kritische Erkrankung außerdem fehlerhaft sein. Während methodische Fragen kein Argument für die Einbeziehung von Daten liefern können, wenn Forschungsteilnehmer ihre Einwilligung ausdrücklich verweigern, ist es doch ein ethisch stichhaltiges Argument für die Einbeziehung von Proben oder Daten, die vor der Einwilligung gesammelt wurden, und wenn eine solche ausdrückliche Verweigerung der Einwilligung nicht vorliegt.
4. Ethisch: Aufgrund der Schwierigkeiten, in Notfallsituationen eine Einwilligung nach Aufklärung einzuholen, sind die schwersten Patienten oft einer anekdotischen medizinischen Praxis ausgesetzt. Es kann unethisch sein, kranken Kindern die Vorteile neuer Forschungs- und Therapiestrategien vorzuenthalten, die auf dem fundiertesten wissenschaftlichen Verständnis kritischer Krankheiten basieren, und genau das möchte unsere Studie vorantreiben.

Wenn Eltern/Erziehungsberechtigte nicht einwilligen möchten oder nicht einwilligen können oder das Personal nicht in der Lage ist, Kontakt zu den Eltern/Erziehungsberechtigten aufzunehmen, werden die Proben verworfen und es werden keine klinischen Daten erhoben.