Sydämen allograftin vaskulopatian arviointi optisella koherenssitomografialla (EARLY-OCT)

Sydämen allograft-vaskulopatia (CAV) on johtava syy myöhäiseen sairastumiseen ja kuolleisuuteen sydänsiirteen saajilla, ja se on toinen kaikista syistä kuolleisuus 3 vuoden kohdalla. CAV:n kehittyminen on monimutkainen prosessi, johon liittyy histologian mukaan sisäkalvon paksuuntumista, ateroskleroosia, tromboosia ja vaskuliittia, mutta lopulta sisäkalvon liikakasvu on vallitseva syy luumenin kaventumiseen, mikä johtaa iskemiaan ja siirteen vajaatoimintaan. Poikkeuksena yleisestä sepelvaltimon ateroskleroosista, jolle on tunnusomaista fokaalinen ja eksentrinen fibrofatty-aterooma, CAV vaikuttaa diffuusisesti koko sepelvaltimoon, jossa on huomattavaa sisäkalvon proliferaatiota ja samankeskistä verisuonten paksuuntumista ja fibroosia.

Optinen koherenssitomografia (OCT) on IVUS:iin verrattuna herkempi CAV:n varhaisessa havaitsemisessa. OCT on uuden sukupolven katetripohjainen modaliteetti, joka ottaa kuvia 10-20 μm:n avaruudellisella resoluutiolla, joka on 10 kertaa suurempi kuin IVUS:n. OCT saattoi luonnollisesti tunnistaa mediakerroksen matalakaiuiseksi viivalla, jota IVUS ei voinut tunnistaa. Kun intrakoronaarisen rakenteen laatua arvioidaan tarkasti, MMA:lla näyttää olevan enemmän potentiaalia kuin IVUS:lla.

Sydämen verisuonten endoteelisolut ilmentävät ihmisen leukosyyttiantigeenejä (HLA) ja muita, kuten vimentiiniä ja MHC:n (MHC) luokkaan I liittyvää ketjua A (MICA), ja näyttävät olevan soluvälitteisen ja humoraalisen immuunijärjestelmän ensisijaisia ​​kohteita. vasteet sydämensiirron (HTx) jälkeen. Verenkierrossa olevat vasta-aineet välittävät hylkimistä komplementin aktivaation ja siiven endoteelin kiinnittymisen kautta, mikä altistaa potilaan siirteen menettämiselle, kiihtyneelle sydämen allograftin vaskulopatialle ja kuolemalle. Allosensitisoituneiden potilaiden (potilaat, joilla on verenkierrossa luovuttajan antigeeneja vastaan ​​vasta-aineita) määrä jonotuslistoilla kasvaa uudelleensiirtojen ja apuvälineimplantaatioiden lisääntymisen seurauksena. Allosensitisaatio on seurausta altistumisesta erilaisille HLA-molekyyleille raskauden, veren/verihiutalesiirtojen tai sydämen homograftimateriaalilla tehdyn korjauksen jälkeen, mutta sitä voi esiintyä joillakin potilailla jopa ilman mitään näistä laukaisimista tuntemattomista syistä.

Ortotooppiseen sydämensiirtoon liittyy sympaattinen ja parasympaattinen denervaatio. Myöhempi syke on yleensä korkeampi ja vuorokausivaihtelu on vähäistä, koska vagushermovaikutus on eliminoitunut. Tiedetään, että jatkuva sykkeen nousu edistää verisuonisairauksien patogeneesiä.

PROJEKTIN TAVOITTEET Tämän tutkimuksen tavoitteena on käyttää OCT-kuvausta sellaisten potilaiden tunnistamiseen, joilla sydämen allograftin vaskulopatia etenee varhain nopeasti (nopeasti etenevä) ja tunnistaa CAV:n etenemiseen vaikuttavia kriittisiä riskitekijöitä. Perinteisten ja HTx-spesifisten riskitekijöiden, kuten luovuttajaspesifisten vasta-aineiden (mittaukseen käytetään herkimpiä menetelmiä) tai nopean sykkeen (toistuva Holter-monitorointi) vaikutusta selvitetään prospektiivisessa kansallisen tason kohorttitutkimuksessa. OCT-tulosten vaikutukset johtavat immunosuppressiivisen hoidon säätämiseen vuoden kuluessa sydämensiirron jälkeen taudin etenemisen estämiseksi CAV:n nopeassa etenemisessä.

TOIMIVAT HYPOTEESIT

1. Potilaat, joilla sydämen allograftin vaskulopatia etenee nopeasti, voidaan tunnistaa luovuttajaspesifisten anti-HLA- ja/tai MICA-vasta-aineiden kohonneista tiittereistä.
2. Voidaan tunnistaa anti-HLA-vasta-aineiden erityisiä korkean riskin ominaisuuksia, jotka liittyvät erityisen korkeaan CAV:n etenemisnopeuteen (verisuonikomplementin aktivaatio biopsioissa, tietyt HLA-haplotyypit).
3. Takykardia sydänsiirteen saajilla on riskitekijä sydämen allograftin vaskulopatian kehittymiselle.
4. Anti-HLA-vasta-aineiden vaikutus ja kohonnut syke on riippumaton jo todetuista CAV:n riskitekijöistä.

TUTKIMUKSEN SUUNNITTELU Tietojen ja verinäytteiden kerääminen suoritetaan samaan aikaan potilaan säännöllisen valvontasydämen katetroinnilla (1 kk ja 12 kk sydämensiirron jälkeen). Lisäksi luovuttajaspesifiset anti-HLA-vasta-aineet (luokka I, II) ja MHC-kompleksin luokkaan I liittyvän ketjun A (MICA) vasta-aineet mitataan myös ennen sydämensiirtoa ja 6 kuukauden kuluttua sydämensiirrosta säännöllisten seurannan aikana.

OCT (optinen koherenssitomografia) -kuvaus tehdään samaan aikaan potilaan säännöllisen valvontasydämen katetroinnilla (1 kuukausi ja 12 kuukautta sydämensiirron jälkeen). OCT-kuvaus suoritetaan kaupallisesti saatavilla olevalla toisen sukupolven taajuusalueella Iluminien Optis (St. Jude Medical, St. Paul, MN). OCT-katetri (Dragonfly Duo) viedään 0,014 tuuman sepelvaltimon ohjausvaijerin kautta kaikkien kolmen päävaltimon keskiosaan (vasen anterior laskeva, vasen ympäryskumma ja oikea sepelvaltimo) ja kuvantaminen suoritetaan automaattisella takaisinvedolla, jonka pituus on 45 mm, takaisinvetonopeus 25 mm/s korkearesoluutioisessa tilassa (10 kuvaa/mm). OCT-tutkimus tehdään sen jälkeen, kun on annettu 200-300 μg intrakoronaarista nitroglyseriiniä ja samanaikaisesti 14 ml varjoainetta jokaiseen valtimoon tehoinjektorilla ohjauskatetrin kautta. OCT-tietoja käytetään kolmiulotteiseen verisuonien rekonstruktioon, joka tehdään fuusiolla rutiiniangiografialla, joka suoritetaan kahdessa projektiossa, jotka ovat vähintään 60 asteen päässä toisistaan.

Kaksitasoangiografialla saatuja kuvatietoja voidaan käyttää OCT-katetrin reitin ja suunnan tarkkaan rekonstruoimiseen kolmiulotteisesti.

Kaksitasoiset angiogrammit otetaan välittömästi ennen takaisinveto-aloitusta ja ne kattavat vähintään yhden sydämen syklin. Niitä käytetään poistamaan katetrin reitti automaattisesti odotetulla takaisinvetoradalla dynaamisen ohjelmoinnin avulla. Tunnetun kuvantamisgeometrian perusteella luodaan tarkka 3-D-malli katetrin reitistä vastaavassa suonen segmentissä diastolisen sydämen loppuvaiheen aikana. OCT:n hankinnassa moottoroitu takaisinveto varmistaa tasaisen takaisinvetonopeuden, mikä mahdollistaa kullekin OCT-kuvakehykselle tietyn sijainnin 3-D-katetrin liikeratamallissa. OCT-kehysten suhteelliset ja absoluuttiset suuntaukset määritetään käyttämällä aiemmin raportoitua järjestelmää absoluuttisen orientaation määrittämiseksi 3-D:ssä IVUS-kuvissa. Kvantitatiiviset tiedot voidaan johtaa ääriviivatiedoista, kuten luminaaliset mitat ja plakin kannen paksuus, itse asiassa ottaen huomioon verisuonen kaarevuus toisin kuin tavanomaisissa OCT-rekonstruktiojärjestelmissä. Vierekkäisten ääriviivojen välinen tila interpoloidaan tilavuuselementin muodostamiseksi. Plakkisuojuksen kohdissa integroiminen koko suonen segmentin tai minkä tahansa sen osan päälle tuottaa plakin korkin kokonaistilavuuden, jonka sisä- ja ulkokorkkipinnat ympäröivät.

MMA-tutkimus analysoidaan MMA-konsensusstandardimääritelmien mukaisesti. Intima voidaan tunnistaa yhtenäiseksi signaalirikkaaksi kirkkaaksi kerrokseksi ja media signaalihuonoksi tummemmaksi kerrokseksi alhaisen takaisinsironnan vuoksi. Lumen-, intima- ja mediakerrokset jäljitetään automaattisesti manuaalisella korjauksella, jotta saadaan kunkin kehyksen keskimääräinen paksuus ja pinta-ala. OCT-tutkimuksessa käytetään vain segmenttiä, jossa ei ole sepelvaltimon ateroskleroosin merkkejä sepelvaltimon angiografiassa. Seuraavat indeksit analysoidaan:

1. Normalisoitu intimaalinen tilavuus: intimin poikkileikkauspinta-alan summa (media-alueen ja luumenin alueen ero) jokaisessa kehyksessä / takaisinvetopituus.
2. Normalisoitu luumenin tilavuus: lumenin poikkileikkausalan summa jokaisessa kehyksessä / takaisinvetopituus.
3. Keskimääräinen intimapaksuus: kaikkien riittävän laadukkaiden kehysten arvot lasketaan keskiarvoiksi, jotta saadaan keskimääräinen intiman paksuus.
4. Keskimääräinen intiman ja median välinen suhde (I/M): Kaikkien riittävän laadukkaiden kehysten arvot lasketaan keskiarvoiksi, jotta saadaan keskimääräinen intiman paksuus ja materiaalin paksuus. Intima-to-media-suhde (I/M) lasketaan kunkin kerroksen keskimääräisen pinta-alan suhteena koko takaisinvedon aikana. I/M-suhde, joka on suurempi kuin 1, määritellään epänormaaliksi.

Näitä indeksejä verrataan perus- ja seurantatutkimusten välillä. Sen jälkeen, kun kahta 3-D-verisuonimallia vastaavat verisuonten maamerkit on tunnistettu, potilaskohtaiset malliparit rekisteröidään vastaamaan oikein OCT-vedonlyöntejä.

MMA:n perus- ja seurantatutkimukset suoritetaan Prahassa (IKEM-sairaala) ja Brnossa (Saint Annan sairaala), ja tiedot lähetetään Iowa Institute for Biomedical Imaging -instituutin ydinlaboratorioon Iowan yliopistossa, USA:ssa analysoitavaksi. Iowa Institute for Biomedical Imaging on tutkimuskeskus, jolla on laaja kokemus sepelvaltimon ateroskleroosin arvioinnista. Sepelvaltimoiden yksityiskohtaista analysointia varten tässä laitoksessa kehitettiin ainutlaatuinen ohjelmisto sepelvaltimoiden kolmiulotteisten rekonstruktioiden luomiseksi angiografian ja optisen koherentitomografian fuusioon. Tämä ohjelmisto mahdollistaa plakin ja luumenin tilavuuden tarkan arvioinnin. Ohjelmisto on suojattu Yhdysvaltain patentilla. Koska tässä projektissa on paljon dataa ja potilaita, tällaisten automatisoitujen analyyttisten työkalujen sovellukset ovat onnistuneen suorituksen edellytys.

Keskisyke mitataan 24 tunnin EKG Holter -monitoroinnin aikana, joka arvioi kaikki tarvittavat parametrit, mukaan lukien sen vuorokausivaihtelun. EKG Holter -tallenteet tehdään 1 kuukauden ja 12 kuukauden kuluttua sydämensiirrosta. Keskimääräisen 24 tunnin sykkeen lisäksi analysoidaan sykkeen vaihtelun aika- ja taajuusalueen komponentteja, jotta saadaan arvio vagaalisen hermotuksen laajuudesta.

Luovuttajaspesifiset anti-HLA-vasta-aineet (luokka I, II) ja MHC-kompleksin luokkaan I liittyvän ketjun A (MICA) vasta-aineet mitataan (ennen sydämensiirtoa, 1 kuukausi, 6 kuukautta ja 12 kuukautta sydämensiirron jälkeen). Anti-HLA-vasta-ainetasojen (tiitterien) arviointi potilaan seerumissa suoritetaan muodostuneiden kompleksien fluoresenssin intensiteetillä. Fluoresenssin lukemiseen käytetään kaksoislasersytometriä Luminex 100 IS 2.3. Raja-arvo lasketaan negatiivisten ja positiivisten kontrollien vertailun perusteella.

Perinteiset CAV-riskitekijät määritetään 1 kuukauden ja 12 kuukauden kuluttua sydämensiirrosta.

Lipidiprofiili (kokonaiskolesteroli, LDL, HDL ja triglyseridit) mitataan. Verenpaine mitataan kolmena rinnakkaisena makuuasennossa (1 tunti ennen tavallista endomyokardiaalista biopsiaa). Glykeeminen hallinta kvantifioidaan mittaamalla hemoglobiini A1 -taso ja plasman glukoosi. Sytomegaloviruksen (CMV) tila mitataan immunoglobuliini G (IgG) ja immunoglobuliini M (IgM) tiittereillä.

Muita seurattavia parametreja ovat: 1) siirroksen jälkeinen kulku ja kliininen tila; siirteen toimintahäiriön esiintyminen (kaikukardiografinen seuranta seuraa jokaista endomyokardiaalista biopsiaa), 2) solujen ja/tai humoraalisen hylkimisen esiintyminen endomyokardiaalisissa biopsioissa (8 protokollaarista endomyokardiaalista biopsiaa 12 kuukauden sisällä sydämensiirrosta), 3) läsnäolo ja kudosjakauma (vaskulaarinen) /ei-vaskulaarinen) värjäys komplementin fragmenteille C3 ja C4 (vasta-ainevälitteisen komplementin aktivaation markkerit), 4) sydämen allograftin kylmäiskemian jakso 5) luovuttajan aivokuoleman etiologia 6) luovuttajan ja vastaanottajan HLA-epäsopivuusaste 7) veren sytokiinitasot, jotka osallistuvat humoraalisen immuunivasteen säätelyyn.