Eine Phase-2-Studie zur Bewertung der Wirksamkeit der photodynamischen Methylenblau-Therapie zur Behandlung von tiefen Gewebeabszessen

Abszesse entstehen durch die Wechselwirkung zwischen einer akuten mikrobiellen Infektion und dem Immunsystem des Wirts und führen im Allgemeinen zu Fieber, Übelkeit und akuten Bauchschmerzen. Unbehandelt kann die Sterblichkeitsrate hoch sein. Abszesse werden routinemäßig durch bildgesteuerte perkutane Drainage und Verabreichung systemischer Antibiotika behandelt. Trotz dieses Pflegestandards bleiben Abszesse eine erhebliche Ursache für Morbidität, Mortalität und Krankenhausaufenthalte. Darüber hinaus kann die Reaktion zwischen den Patienten stark variieren. Viele Abszesse enthalten auch antibiotikaresistente Spezies.

Die photodynamische Therapie (PDT), die auf der Kombination von lichtempfindlichen Farbstoffen, sogenannten Photosensibilisatoren, der Anregung durch sichtbares Licht und molekularem Sauerstoff zur Erzeugung zytotoxischer reaktiver Sauerstoffspezies beruht, stellt eine wirksame Ergänzung zur Standarddrainage dar. Eine klinische Phase-1-Studie zur Bewertung der Sicherheit und Durchführbarkeit der Methylenblau (MB)-PDT zum Zeitpunkt der perkutanen Abszessdrainage (ClinicalTrials.gov Kennung: NCT02240498) wurde abgeschlossen. Es wurden keine unerwünschten oder schwerwiegenden unerwünschten Ereignisse beobachtet und das Verfahren wurde von allen Probanden gut vertragen. Allerdings war diese Phase-1-Studie nicht darauf ausgelegt oder ausreichend aussagekräftig, um die Wirksamkeit der MB-PDT zu bewerten, und beinhaltete keine objektive Bewertung der Behandlungswirksamkeit. Die aktuelle Studie zielt daher darauf ab, die Wirksamkeit der MB-PDT durch Analyse von Proben vor und nach der PDT zu bewerten.

Hierbei handelt es sich um eine randomisierte, offene klinische Phase-2-Studie an einem einzigen Zentrum, die gemäß den Grundsätzen der guten klinischen Praxis und nach Genehmigung sowohl durch die FDA als auch durch das örtliche IRB durchgeführt wird. Patienten, bei denen ein entwässerbarer Abszess diagnostiziert wurde, die alle Einschluss-/Ausschlusskriterien erfüllen und über die Genehmigung ihres Hausarztteams verfügen, wird die Aufnahme in die Studie angeboten. Eingewilligte Probanden werden prospektiv einem von drei Armen zugeordnet: (1) MB-PDT mit einer festen Medikamenten-/Lichtdosis plus standardmäßiger Abszessdrainage, (2) MB-PDT mit einer patientenspezifischen Dosis, die durch optische Vorbehandlung bestimmt wird Messungen plus Standard-Abszessdrainage und (3) Standard-Abszessdrainage allein. Der primäre Endpunkt ist die Verringerung der bakteriellen Belastung vor und nach der Intervention. Zu den sekundären Endpunkten gehören die Veränderung der Anzahl weißer Blutkörperchen und der Blutkulturen von vor dem Eingriff bis 24 Stunden nach dem Eingriff, die Drainageleistung nach dem Eingriff und das Abklingen der klinischen Symptome.

Alle Probanden erhalten standardmäßig eine bildgesteuerte perkutane Abszessdrainage. Dazu gehört die Entnahme einer Abszessaspiratprobe vor dem Eingriff und die Platzierung eines Drainagekatheters.

Für Probanden in den Armen 1 und 2 wird dann steriles Methylenblau (MB) in die Abszesshöhle verabreicht, wobei dieselbe Nadel/derselbe Katheter verwendet wird, der für die Standarddrainage verwendet wird. Nach einem Inkubationsintervall von 10 Minuten wird MB abgesaugt und der Hohlraum mit steriler Kochsalzlösung gespült.

Für Probanden in Arm 2 werden dann optische Spektroskopiemessungen durchgeführt, um die optischen Eigenschaften der Abszesswand zu bestimmen. Dies erfolgt durch den Anschluss des proximalen Endes der sterilen optischen Faser, die für die Behandlungsbeleuchtung verwendet wird, an ein kundenspezifisches optisches Spektroskopiesystem. Das distale Ende dieser Faser wird durch den gleichen Katheter/die gleiche Nadel vorgeschoben, die auch für die Standardbehandlung verwendet wird, um sanften Kontakt mit der Wand des Hohlraums herzustellen. Weißes Licht geringer Intensität wird von der Faser geliefert, und Licht, das mit der Abszesswand interagiert hat, wird von derselben optischen Faser erfasst. Diese optischen Messungen werden gemittelt und zur Extraktion der Absorptions- und reduzierten Streukoeffizienten bei der Behandlungswellenlänge verwendet. Diese extrahierten optischen Eigenschaften werden zusammen mit den segmentierten CT-Bildern des Probanden vor dem Eingriff verwendet, um einen patientenspezifischen Behandlungsplan zu erstellen, der darauf abzielt, eine gewünschte Fluenzrate auf 95 % der Abszesswand zu liefern und gleichzeitig den Teil des Abszesses zu begrenzen Wand, die eine hohe Fluenzrate (>400 mW/cm2) auf weniger als 5 % erhält.

Bei Probanden der Gruppen 1 und 2 wird der Hohlraum dann mit einer sterilen 0,1 %igen Lipidemulsionslösung gefüllt, um den Hohlraum sanft auszudehnen und durch effiziente Lichtstreuung die Lichtdosis an die Wände des Hohlraums zu homogenisieren. Über denselben Katheter/dieselbe Nadel wird unter Bildführung eine sterile optische Faser bis zur ungefähren Mitte der Abszesshöhle vorgeschoben. Das proximale Ende der Faser ist mit dem Ausgang eines Diodenlasersystems gekoppelt, das Licht bei 665 nm emittiert.

Bei Probanden der Gruppe 1 (MB-PDT mit fester Dosis) wird die Laserleistung mit einer konstanten Fluenzrate an den Hohlraum abgegeben. Die erforderliche Laserleistung, um die gewünschte Fluenzrate an der Wand zu erreichen, wird ausschließlich auf der Grundlage der Abszessgröße berechnet. Bei Probanden der Gruppe 2 (MB-PDT mit patientenspezifischer Behandlungsplanung) werden die gemessenen optischen Eigenschaften des Probanden und seine segmentierten CT-Bilder vor dem Eingriff in die Behandlungsplanungssoftware integriert, um die Laserleistung zu bestimmen, die erforderlich ist, um die gewünschte Fluenzrate zu liefern 95 % der Abszesswand, während der Teil der Abszesswand, der eine Fluenzrate von >400 mW/cm2 erhält, auf weniger als 5 % begrenzt wird. In beiden Fällen wird die Beleuchtung 20 Minuten lang abgegeben, was zu einer insgesamt abgegebenen Fluenz von 24 J/cm2 führt. Unmittelbar nach der Laserbestrahlung wird die Intralipid-Lösung abgesaugt und die Kavität erneut mit steriler Kochsalzlösung gespült.

Die Sammlung von abgesaugtem Abszessmaterial zur mikrobiologischen Beurteilung gehört zur Standardbehandlung der perkutanen Abszessdrainage. Ein Teil dieser Standard-Pflegesammlung wird vom Studienteam zur weiteren quantitativen Auswertung gesammelt. Darüber hinaus wird zu Studienzwecken eine Aspiratprobe nach der Intervention entnommen. Für Probanden der Gruppen 1 und 2 (MB-PDT) besteht diese Probe aus der abgesaugten Kochsalzlösung, die zum Spülen der Abszesshöhle nach der Intralipidaspiration verwendet wird. Für Probanden der Gruppe 3 besteht diese Probe aus der abgesaugten Kochsalzlösung, die zum Spülen der Höhle nach der Drainage verwendet wird.

Bei Erfolg könnte diese Forschung zu einer Zusatzbehandlung für Abszesspatienten führen, die die langfristige Auflösung des Abszesses und die Reaktionsgeschwindigkeit auf die perkutane Drainage verbessert. Diese klinische Strategie würde Patienten mit tiefen Gewebeabszessen zahlreiche potenzielle gesundheitliche Vorteile bieten. Zu diesen Vorteilen zählen ein geringerer chirurgischer Eingriff, eine verringerte Ausbreitung von Infektionen, ein verkürzter Verlauf der Antibiotikatherapie nach der Behandlung und ein verringerter Selektionsdruck für Antibiotikaresistenzen. Letztendlich würde dies eine frühe Genesung fördern, den Krankenhausaufenthalt verkürzen und zu niedrigeren Gesamtkosten für die Gesundheitsversorgung von Patienten führen, die sich einer bildgesteuerten perkutanen Abszessdrainage unterziehen.