Frühe perkutane transluminale Angioplastie beim diabetischen Fußsyndrom (PTA-DFS) (PTA-DFS)

Bei der geplanten Studie handelt es sich um eine monozentrische, randomisierte und kontrollierte klinische Studie. Die Studienteilnehmer werden im Verhältnis 1:1 in eine Gruppe mit früher PTA („immediate PTA“, innerhalb von 48 Stunden) und eine Gruppe mit elektiver PTA (Standard of Care) randomisiert. Ausgangsuntersuchungen und alle Nachuntersuchungen werden in beiden Gruppen mit Ausnahme der PTA identisch durchgeführt. Die Studie ist für Patienten und Ärzte entblindet, d. h., die Ermittler planen keine Kontrollintervention für PTA. Alle nachfolgenden Labortests, insbesondere die Messung von Entzündungsbiomarkern, sind jedoch auf eine Verblindung ausgelegt, d. h. h., ohne Informationen über PTA an das Labor weiterzugeben. Bei den Erst- und Nachuntersuchungen stehen der Schweregrad und der Heilungsverlauf des Fußgeschwürs im Mittelpunkt. Wenn bei Patienten im elektiven Arm eine deutliche Verschlechterung der Wundheilung auftritt, werden sie in den „sofortigen“ Arm übergewechselt. Somit folgt die Behandlung von pAVD für jeden unserer Patienten den Richtlinien, die von Spezialisten in den klinischen Fortschrittskontrollen und Besuchen während der Studie kontrolliert und dokumentiert werden. Bei den Besuchen achten die Untersucher nicht nur auf die diabetischen Fußgeschwüre, sondern betrachten jeden Patienten im Gesamtbild als schwerkranken Patienten. Daher versuchte der Forscher zunächst, die Nierenretentionsparameter durch ausreichende Flüssigkeitszufuhr unter Berücksichtigung der Herzfunktion zu verbessern. Bei schwerer Niereninsuffizienz ist eine leitliniengerechte selektive Angiographie auf PTA-Bereitschaft mittels CO2-Angiographie möglich, die die Niere nicht beeinträchtigt.

Ausgangscharakterisierung Während der ersten klinischen Beurteilung werden die vollständige Krankengeschichte des Patienten sowie aktuelle und frühere Medikamente erhoben. Zusätzlich zur Krankenakte werden Fragen zum Lebensstil (Rauchen, Alkohol) und zum sozialen Status (Familienstand, Bildungsabschluss/sozialer Status) erhoben.

Es erfolgt eine körperliche Untersuchung, bei der festgestellt wird, ob neben der ischämischen Ätiologie der Geschwüre auch venöse oder neuropathische Auslöser in Betracht gezogen werden sollten. Zum Nachweis einer chronischen Veneninsuffizienz (CVI) führen die Forscher eine Duplexsonographie der peripheren Beinvenen durch. Wenn Hinweise auf eine chronische Veneninsuffizienz vorliegen, wird der Schweregrad anhand der klinischen (C), ätiologischen (E), anatomischen (A) und pathophysiologischen (P) (CEAP) Klassifizierung bewertet. Anhand von Blutproben werden auch routinemäßige Laborchemietests durchgeführt. Darüber hinaus wird die Dauer des Diabetes mellitus erfasst.

Wunddokumentation Die Wunddokumentation dient der Dokumentation vorhandener Ulzerationen. Die betroffenen Bereiche, ihre Tiefe und ihr Volumen werden erfasst. Diese Fotodokumentation sollte immer im gleichen Winkel, in der gleichen Position und Entfernung und möglichst unter den gleichen Lichtverhältnissen erfolgen. Die Beurteilung der Wunde erfolgt nach den Klassifikationskriterien des WIfI und Wagner (Armstrong), die in aktuellen interdisziplinären Leitlinien empfohlen werden.

Perfusionsmessung

Folgende Untersuchungen werden durchgeführt:

• Duplex-/Doppler-Ultraschall der Beinarterien mit Doppler-Frequenzanalyse und Messung des Knöchel-Arm- und Zehen-Knöchel-Index. Im anschließenden Duplex-Ultraschall wird die Anatomie der peripheren Arterien bestimmt. Im weiteren Verlauf bestimmen diese Untersuchungen die Durchgängigkeit des revaskularisierten Gefäßabschnitts, den Grad der Stenose durch Bestimmung der Spitzenflussgeschwindigkeit und die Intimahyperplasie. Darüber hinaus wird auch die strömungsabhängige Erweiterung der Oberschenkelarterie mittels Duplexsonographie untersucht.
• Die Sauerstoffsättigung des Fußes wird mit einer Spektroskopkamera analysiert; Die Kontrollmessung erfolgt durch Messung der Hände.
• Segmentale Pulsoszillographie
• Messung der arteriellen Ruheperfusion und Perfusionsreserve mittels Okklusionsplethysmographie.
• Hämodynamik (Blutdruck und Herzfrequenz)
• Schmerzen in Ruhe. Erfassung aktueller klinischer Symptome und Schmerzfragebogen nach McGill.
• Periphere Neuropathie wird Gegenstand der Studie sein; Die teilnehmenden Patienten werden außerdem auf periphere Polyneuropathie untersucht, basierend auf der National Health Care Guideline (NVL) „Neuropathie bei Diabetes im Erwachsenenalter“. Zu den peripheren Nervenfunktionstests gehört die klinische Neuropathie-Score-Umfrage zur Diagnose einer diabetischen sensomotorischen Polyneuropathie (DSNP). Im Einzelnen werden der Neuropathie-Symptom-Score (NSS) und der Neuropathie-Defizit-Score (NDS) erfasst.

Die Entnahme von Abstrichwundenproben erfolgt nach der „Levine“-Methode unter Verwendung eines im Handel erhältlichen beflockten Abstrichtupfers (FLOQSwab®, COPAN Diagnostics Inc, Murrieta USA). Von jedem Patienten im Projekt werden gleichzeitig insgesamt 3 Abstriche entnommen, um Material zur Bestimmung des Mikrobioms und des entsprechenden Resistogramms zu gewinnen (abhängig vom nachgelagerten Prozess werden spezifische Transportmedien verwendet). Die Abstriche werden nach gründlicher Wundreinigung entnommen, der erste nach der ersten Wundversorgung, der zweite nach vier Wochen, der dritte nach acht Wochen, der vierte nach 12 Wochen, der fünfte nach 24 Wochen und der letzte nach 48 Wochen.

Messungen der phylogenetischen Zusammensetzung auf Basis der Wundproben zu Studienbeginn werden die verschiedenen Bakterienarten in den Wundproben mithilfe der Sequenzierung des gesamten Genoms in Zusammenarbeit mit dem Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf bestimmen. Die Zusammensetzung des Mikrobioms wird mithilfe der Nanoporentechnologie untersucht, was mehrere Vorteile bietet. Die Daten werden mithilfe benutzerdefinierter Bioinformatik-Skripte analysiert.

Die Blutentnahme erfolgt morgens auf nüchternen Magen. Blutentnahmen werden i.d. durchgeführt. in einer klinischen Routine vor PTA und während der Nachuntersuchungen der DFS und stellen keine studienbezogene Sammlung dar. Bei dieser Gelegenheit können weitere Blutproben ohne zusätzliche studienbedingte Punktionen entnommen werden. Zur Untersuchung auf zellfreie (cf)DNA wird Blut in sogenannten Stretchwannen gesammelt. Die Zeitpunkte umfassen routinemäßige Nachuntersuchungen am ersten Untersuchungstag (V0), am 1. Tag (V1), einem Monat (V2), zwei Monaten (V3), drei Monaten (V4), sechs Monaten (V5), 12 Monate (V6) nach PTA. Während der Studiendauer sollten pro Patient weniger als 500 ml Blut entnommen werden.

Untersuchung der cfDNA Um den Einbau mikrobieller Komponenten aus den revaskularisierten Geweben zu beurteilen, möchten die Forscher die Menge an mikrobieller cfDNA bestimmen. Eine ausreichende Menge des gesammelten Materials wird über einen Zeitraum von maximal drei Jahren untersucht.

Statistische Analyse Die taxonomische Profilierung von Daten zur Sequenzierung des gesamten Genoms des Wundmikrobioms erfolgt mithilfe von Bioinformatik-Skripten der Abteilung für Algorithmische Bioinformatik der HHU, wie zuvor beschrieben. Mit der Oxford Nanopore-Plattform generierte Gesamtgenom-Sequenzierungsdaten des Wundmikrobioms werden für die taxonomische Profilerstellung mit Kraken2 und einer umfassenden benutzerdefinierten Datenbank mit Protozoen-, Pilz-, Virus- und Pflanzensequenzen verwendet. Mithilfe benutzerdefinierter Skripte werden Visualisierungen generiert, die einen Vergleich der metagenomischen Zusammensetzung auf verschiedenen taxonomischen Ebenen ermöglichen. Um die Häufung von Proben zu bewerten, führten die Forscher eine Hauptkoordinatenanalyse basierend auf der Bray-Curtis-Distanz durch. Mithilfe des Versionsverwaltungssystems Conda wird der gesamte Workflow als reproduzierbarer Snakemake-Workflow bereitgestellt. Die Assoziation der Zusammensetzung des Wundmikrobioms mit metabolischen Phänotypen wird mithilfe statistischer Omnibus-, Block- und Merkmalsmodelle durchgeführt. Die Variablen werden mithilfe des Wilcoxon-Matched-Pairs-Signed-Rang-Tests, des ungepaarten zweiseitigen Student-T-Tests und des zweiseitigen Mann-Whitney-U-Tests verglichen, um Unterschiede im Zeitverlauf und zwischen Gruppen zu erkennen. Nominale Variablen werden gegebenenfalls mit dem Chi-Quadrat-Test und dem exakten Fisher-Test verglichen. Beziehungen zwischen Variablen (z. B. Zusammenhänge zwischen Veränderungen der Mikrobiomzusammensetzung und Wundheilung oder Komplikationen) werden mithilfe partieller Pearson-Korrelationskoeffizienten (mit und ohne Anpassung für Störfaktoren und Mehrfachtests unter Verwendung der Bonferroni-Methode) bewertet. Für Leistungsanalysen wurde die standardisierte Mittelwertdifferenz (Cohen's d) verwendet, da in der Literatur keine vorläufigen Schätzungen für den Mittelwert und den Standardfehler des Mittelwerts der Wundmikrobiomveränderung nach PTA verfügbar waren. Alle statistischen Analysen werden mit SPSS für Windows 23.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) durchgeführt. Alle Diagramme werden mit GraphPad Prism, Version 7.01 (GraphPad Software, Inc., La Jolla, CA, USA) erstellt.