Luun mikroarkkitehtuuri säteellä: pilottivertailu kystistä fibroosia sairastavien lasten ja terveiden kontrollien välillä

Tämä on yhden keskuksen tutkimus

1. OPINTOJEN TAVOITTEET

   1.1 Ensisijainen tavoite Vertaa luumittauksia (säteen pQCT:llä ja lannerangan ja koko kehon DXA-skannauksella) 6-12-vuotiailla CF-lapsilla terveisiin lapsiin. Verrattavat pQCT-mittaukset sisältävät aivokuoren leveyden, trabekulaarisen luun mineraalitiheyden (BMD) ja volumetrinen BMD:n. Verrattavat DXA-mittaukset sisältävät kehon luun mineraalitiheyden ja lannerangan (L1-L4) BMD:n.

   1.2 Toissijaiset tavoitteet Vertaa pQCT-parametrien Z-pisteitä BMD:n Z-pisteisiin, jotka on mitattu DXA:lla 6-12-vuotiailla CF-lapsilla. Jokaisen CF-kohteen Z-pisteitä verrataan pQCT-mittauksille (aivokuoren leveys, trabekulaarinen BMD, volumetrinen BMD) ja DXA-mittaukset (koko kehon BMD ja lannerangan BMD).

   Vertaa pQCT-parametrien ja DXA:lla mitatun BMD:n korrelaatiota luun vaihtuvuuden ja tulehduksen markkereihin (tyypin I kollageenin seerumin propeptidi (PICP), seerumin kokonaisdeoksipyridinoliini, C-reaktiivinen proteiini (CRP), interleukiini 6 (IL-6) ja tuumorinekroositekijä (TNF)-alfa) 6–12-vuotiailla lapsilla, joilla on CF ja terveet verrokit. Tutkimustarkoituksessa arvioidaan näiden seerumimarkkerien ja spesifisen tavoitteen 1 luumittausten välistä korrelaatiota.

2. TAUSTA JA PERUSTELUT

Kystinen fibroosi (CF) sairastaa arviolta 30 000 ihmistä Yhdysvalloissa1, ja se johtuu mutaatiosta geenissä, joka koodaa CFTR:ksi kutsuttua proteiinia. Tämä proteiini toimii kloridikanavana useiden elinjärjestelmien epiteelisoluissa. Mutaatio johtaa CFTR-kanavan toimintahäiriöön tai puuttumiseen ja kloridin erittymisen vähenemiseen, mikä lopulta johtaa eritteiden lisääntyneeseen viskositeettiin. CF-lapset pystyvät heikommin poistamaan keuhkojen eritteitä ja heillä on bakteeripatogeenejä, jotka aiheuttavat säännöllisesti keuhkosairauden pahenemista. CF:n tunnusmerkkejä ovat toistuvat keuhkojen pahenemisvaiheet ja keuhkojen toiminnan heikkeneminen. Hengityksen vajaatoiminta on kuolinsyy yli 90 %:lla CF-potilaista. Kuitenkin on myös CF:n ekstrapulmonaalisia ilmenemismuotoja, jotka vaikuttavat sekä terveyteen että elämänlaatuun. Näitä ovat CF:n aiheuttama diabetes, maksasairaus ja luusairaus. CF-potilaiden keskimääräinen eloonjäämisikä on noussut tasaisesti ja on tällä hetkellä yli 37 vuotta. Tämän elinajanodotteen pidentymisen myötä on tullut yhä tärkeämpää käsitellä CF:n pitkäaikaisia ​​komplikaatioita.

Osteopenian ja osteoporoosin esiintyvyys on suuri sekä aikuis- että lapsipotilailla, joilla on CF-sairaus, ja tämä lisääntyy tasaisesti iän myötä. Aikuisilla on myös murtumien ja kyfoosien lisääntyminen. CF-lasten murtumariskiä arvioivat tutkimukset ovat tuottaneet ristiriitaisia ​​tuloksia. Henderson ym. raportoivat murtumien lisääntyneen tytöillä, joilla oli CF, mutta ei pojilla, verrattuna terveisiin kontrolleihin. Rovnerin ym. uudempi tutkimus osoitti, että murtumariski ei lisääntynyt lapsilla, joilla on lievä tai kohtalainen keuhkosairaus. Bisfosfonaatteja on käytetty osteopenian ja osteoporoosin hoitoon aikuisilla, joilla on CF, ja kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet, että luun mineraalitiheys (BMD) lisääntyy hoidon myötä. Ei kuitenkaan ole julkaistu tietoja, jotka osoittaisivat murtumien määrän vähenemisen bisfosfonaattihoidolla. Lisäksi tällä hetkellä ei ole yksimielisyyttä siitä, miten osteopeniaa tai osteoporoosia hoidetaan CF-lapsilla, paitsi riittävän ravinnon ja D-vitamiinitason varmistamisesta. Vaikka CF-luusairaus on huomattavasti yleisempi aikuisilla kuin lapsilla, luusairauden seulonta on tehtävä lapsuudessa luuston huippumassan maksimoimiseksi ja luuhun liittyvien sairauksien mahdollisesti minimoimiseksi näillä potilailla.

Luun vaihtuvuuden biokemiallisia markkereita voidaan käyttää arvioimaan luun muodostumisen ja/tai resorption poikkeavuuksia. CF-potilailla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet yleisesti luun muodostumisen merkkiaineiden vähenemisen ja luun resorption markkerien lisääntymisen. Conway ym. raportoivat korrelaation luun vaihtuvuuden markkerien ja sekä selkärangan että koko kehon BMD:n välillä; kuitenkaan tutkimuksissa ei ole arvioitu korreloivatko luun vaihtuvuuden markkerit pQCT-parametrien kanssa. Seerumin PICP on tyypin I kollageenin karboksiterminaalisesta päästä pilkottu peptidi ja se on luun muodostumisen merkki. Deoksipyridinoliini on ristisilloittava aminohappo, joka vapautuu luumatriisista resorption kautta ja on siten luun resorption merkki.

CF-potilaiden luusairauden etiologia on monitekijäinen, ja siihen vaikuttavia tekijöitä ovat huono ravitsemus, heikentynyt aktiivisuus, huono D-vitamiinin imeytyminen, krooninen tulehdus ja kortikosteroidihoito. Useat tutkimukset ovat korreloineet BMD:n kliinisten tekijöiden, kuten keuhkojen toiminnan, ravitsemustilan, tulehdusmarkkerien, kliinisen pistemäärän ja antibioottikuurien tiheyden, kanssa. Tutkimukset, joissa on arvioitu tulehdusmerkkiaineiden ja luun välistä suhdetta CF-potilailla, ovat olleet hieman ristiriitaisia, vaikka ne ovat yleensä osoittaneet käänteisen suhteen tulehduksen ja BMD:n välillä sekä suoran korrelaation tulehduksen ja lisääntyneen luun resorptiomarkkerien välillä. Arvioituihin tulehdusmerkkiaineisiin on kuulunut sekä akuutin vaiheen sytokiinit, kuten IL-6 ja TNF-alfa, että yleinen markkeri CRP. On olemassa todisteita siitä, että CFTR ilmentyy luusoluissa, kuten osteoklasteissa, osteoblasteissa ja osteosyyteissä, mikä viittaa mahdolliseen luufenotyyppiin CF-potilailla. Useimmat tutkimukset käyttävät DXA:ta ja osoittavat alentunutta BMD:tä potilailla, joilla on CF, joka on yleensä havaittavissa teini-iästä alkaen. Matala luun mineraalitiheys on lähes yleinen CF-potilailla; CF-lapsilla BMD:tä arvioivien tutkimusten tulokset ovat kuitenkin olleet vaihtelevia.

Tutkimuksessa, joka suoritettiin nuorilla ja nuorilla aikuisilla, joilla on CF, käytettiin pQCT:tä arvioimaan säteen luun geometriaa. Vaikka BMD oli näillä koehenkilöillä normaali, pQCT-tiedot osoittivat, että koehenkilöillä oli alentunut aivokuoren paksuus. Pienentyneen aivokuoren paksuuden on osoitettu ruumistutkimuksissa ennustavan mekaanista lujuutta. Tällä hetkellä CF-potilaat arvioidaan vuosittain luusairauden varalta DXA:lla, ja seulonta aloitetaan yleensä noin iän jälkeen. Yllä oleva tutkimus kuitenkin viittaa siihen, että tämä lähestymistapa ei ehkä riitä havaitsemaan varhaisia ​​luumuutoksia, jotka voivat vaikuttaa murtumariskiin. Lisäksi lasten luusairaudet voivat ilmaantua aikaisemmin kuin murrosiässä, mikä viittaa siihen, että seulonta tulisi aloittaa varhaisemmassa iässä näillä herkillä potilailla. Seuraavaa tutkimusta ehdotetaan siksi translaatiopilottitutkimukseksi, jolla tutkitaan pQCT:n mahdollista roolia luusairauden seulontamenetelmänä CF-lapsilla. Tutkijat odottavat löytävänsä luun puutteita pQCT:llä, mutta ei DXA:lla, ja paremman tulehduksen ja luun vaihtuvuuden markkerien korrelaation pQCT-mittausten kanssa kuin DXA-mittauksilla.