Estudio sobre la correlación entre metabolómica y ansiedad y depresión en bronquiectasias

La bronquiectasia no relacionada con fibrosis quística es un trastorno pulmonar común. Las exacerbaciones agudas recurrentes de bronquiectasia pueden afectar gravemente la función pulmonar, acelerar el declive de la capacidad pulmonar, disminuir la calidad de vida y acortar la duración de la supervivencia. Aunque estudios previos han identificado factores como el deterioro de la función pulmonar y la infección por Pseudomonas aeruginosa como contribuyentes a las exacerbaciones agudas, eliminar estos factores no previene completamente estos episodios en pacientes con bronquiectasia. La investigación actual sugiere que el 20-40% de los pacientes con bronquiectasia experimentan ansiedad y/o depresión. Estas condiciones están asociadas con un mayor riesgo de exacerbación de la enfermedad, con la depresión específicamente vinculada a un tiempo más corto hasta la primera exacerbación. Por lo tanto, investigar el papel intrínseco de la ansiedad y la depresión en la progresión de la enfermedad es crucial.

Según los criterios de inclusión y exclusión, este estudio reclutará participantes diagnosticados con bronquiectasia en el Hospital Union, Facultad de Medicina Tongji de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, Hospital Provincial Popular de Guizhou y Hospital Central de Yichang entre el 20 de diciembre de 2025 y el 31 de diciembre de 2030. El protocolo del estudio fue aprobado por los comités de ética de investigación de cada hospital. En el momento de la inscripción, se recopilará la siguiente información demográfica: género, edad, altura (en metros) y peso (en kilogramos). El historial médico, exacerbaciones previas y resultados de análisis de sangre (incluyendo hemograma completo y parámetros bioquímicos) también se obtendrán durante la consulta inicial. Los resultados del examen patógeno también se registrarán. Adicionalmente, se realizarán pruebas de función pulmonar (ej. FEV1% predicho) y tomografías computarizadas de alta resolución (HRCT) de los pulmones. La disnea de los pacientes se evaluará utilizando la escala modificada del Consejo de Investigación Médica (mMRC), mientras que el estado de ansiedad y depresión se evaluará utilizando la Escala de Ansiedad y Depresión Hospitalaria (HADS). Con consentimiento informado, se recolectaron muestras biológicas, incluyendo sangre, esputo y heces. Los participantes se sometieron a seguimiento cada tres meses después de la inscripción, manteniéndose registros de la frecuencia de exacerbaciones, episodios de hospitalización y estado de supervivencia. Al completar la recolección de datos, se realizará análisis metabolómico en muestras incluyendo sangre, esputo y heces para investigar si los estados de ansiedad y depresión de los pacientes están asociados con los hallazgos metabolómicos mencionados, identificar biomarcadores correspondientes y analizar el papel de la ansiedad y la depresión en la progresión de la bronquiectasia.

Materiales y Métodos

1. Recolección de Datos Criterios de inclusión y exclusión

   Criterios de Inclusión:

   • Edad ≥18 años
   • Los hallazgos de imágenes pulmonares y la presentación clínica de los participantes cumplieron con los criterios diagnósticos para bronquiectasia
   • Clínicamente estables (sin antibióticos o corticosteroides orales dentro de las 4 semanas previas a la inscripción);
   • Pacientes que están dispuestos a firmar el formulario de consentimiento y participar en el estudio.

   Criterios de Exclusión:

   • Edad <18 años
   • No cumple con los criterios diagnósticos para bronquiectasia
   • Participantes con fibrosis quística o trasplante de pulmón previo
   • Participantes que no pueden cooperar con el estudio debido a disfunción de sistemas vitales como corazón, cerebro, hígado y riñones, o que no pueden participar en el estudio debido a enfermedades graves comórbidas
   • Participantes con trastornos activos, incluyendo tuberculosis activa, aspergilosis broncopulmonar alérgica activa, infección activa por micobacterias no tuberculosas y malignidad o bronquiectasia por tracción secundaria asociada con fibrosis pulmonar
   • Mujeres embarazadas o en período de lactancia
   • Quienes no pueden proporcionar consentimiento informado o se niegan a participar en el estudio clínico

   Recolección de indicadores demográficos del paciente y resultados de pruebas de laboratorio. Indicadores demográficos (edad, altura, peso), puntuación mMRC, resultados de pruebas de laboratorio, función pulmonar (FEV1% predicho), puntuaciones radiológicas (Reiff modificado, puntuación Bhalla) fueron recolectados al momento de la inscripción del participante.

   Evaluación del Estado de Ansiedad y Depresión: Se solicitó a todos los pacientes completar la Escala de Ansiedad y Depresión Hospitalaria (HADS) al inicio. La puntuación para cada subescala (HADS depresión y ansiedad) varía de 0 a 21 puntos, con una puntuación ≥8 indicando probable depresión o ansiedad.

   Evaluación de la Gravedad de la Enfermedad: La gravedad de la enfermedad se evaluó utilizando el Índice de Gravedad de Bronquiectasia (BSI).

2. Métodos Experimentales de Metabolómica Métodos Experimentales de Metabolómica 2.1 Preparación de Muestras 50 μL de muestra recolectada se descongelaron en hielo y se mezclaron con 200 μL de metanol:acetonitrilo frío (1:1, v/v) conteniendo el IS (1 μg/mL). La mezcla se agitó vigorosamente, se incubó a -20°C durante 2 h, y luego se centrifugó a 14,000 g durante 15 min a 4°C. El sobrenadante se transfirió a un nuevo vial para análisis LC-MS. Una muestra de control de calidad (QC) agrupada se preparó combinando alícuotas iguales de todas las muestras individuales.

   2.2 Análisis LC-MS La separación cromatográfica se realizó en un sistema Waters ACQUITY UPLC utilizando una columna HSS T3 (2.1 × 100 mm, 1.8 μm) mantenida a 40°C. La fase móvil consistió en (A) agua con 0.1% de ácido fórmico y (B) acetonitrilo con 0.1% de ácido fórmico. Se aplicó un gradiente lineal de la siguiente manera: 0-2 min, 2% B; 2-10 min, 2% a 98% B; 10-12 min, 98% B; 12-12.1 min, 98% a 2% B; 12.1-15 min, 2% B. La velocidad de flujo fue de 0.4 mL/min y el volumen de inyección fue de 2 μL.

   La espectrometría de masas se realizó en un sistema SCIEX TripleTOF 6600+ operado en modos ESI positivo y negativo. Los parámetros se establecieron de la siguiente manera: Gas de Fuente de Iones 1: 60 psi, Gas de Fuente de Iones 2: 60 psi, Gas Cortina: 35 psi, Temperatura de la Fuente: 550°C, Voltaje de Pulverización de Iones: ±5500 V. Los datos se adquirieron en modo de adquisición dependiente de información (IDA).

   2.3 Procesamiento de Datos y Análisis Estadístico Multivariante Los archivos de datos brutos se procesaron utilizando el software MS-DIAL para la selección de picos, alineación y normalización contra el IS. La matriz de datos resultante se importó al software SIMCA-P (v16.0, Umetrics, Suecia) para análisis multivariante. Se aplicó escalado de varianza unitaria y centrado de media antes de PCA y OPLS-DA. El modelo OPLS-DA fue validado por una prueba de permutación de 200 veces.

   Los metabolitos con Importancia de Variable en Proyección (VIP) > 1.0 del modelo OPLS-DA y valor p < 0.05 de la prueba t de Student univariante se consideraron estadísticamente significativos.

   2.4 Identificación de Metabolitos Los metabolitos significativos se identificaron comparando su masa exacta (error de masa < 10 ppm) y espectros MS/MS con entradas en la base de datos HMDB. Cuando fue posible, la identificación se confirmó por comparación con estándares auténticos (confianza Nivel 1).

3. Análisis Estadístico y Métodos de Datos Clínicos:

Los datos obtenidos durante el estudio se pre-colacionaron. Para datos continuos, primero se realizaron pruebas de normalidad. Si todos los grupos cumplían con la normalidad, se utilizó la prueba t de Student para la comparación entre grupos. De lo contrario, se consideró la prueba no paramétrica de suma de rangos de Wilcoxon. Para variables categóricas, se utilizó la prueba χ². Los datos estadísticamente significativos se sometieron a análisis de regresión logística multivariante. P < 0.05 se consideró estadísticamente significativo.

El análisis estadístico de todos los datos se realizó mediante SPSS (IBM SPSS Statistics 26.0, SPSS Inc., Chicago, IL) y lenguaje R (versión 4.1.3, www.R-project.org/). Todas las pruebas estadísticas fueron bilaterales, y la significancia estadística se estableció en 0.05.