Sähkösavukkeiden toksisuuden tutkimus tulehduksen ja verisuonten toimintahäiriön in vivo -mallissa (SELECT)

Tausta. Niiden käyttöönoton jälkeen sähkösavukkeiden (EC) käyttö on lisääntynyt huomattavasti. Ehkä huolestuttavinta on lisääntynyt käyttö nuorten keskuudessa. Monet sähkösavukkeiden käyttäjät uskovat, että sähkösavukkeet ovat turvallisempia kuin perinteiset savukkeet [1]. Sähkösavukkeiden myrkyllisyyttä, mukaan lukien keuhkoissa olevat, on kuitenkin tutkittu suhteellisen vähän. Varhaiset tutkimukset viittaavat erityisesti siihen, että sähkösavukkeet eivät ole vaarattomia. Hienot ja erittäin hienot hiukkaset voivat kerääntyä keuhkoihin ja aiheuttaa vahinkoa. Sähkösavukkeiden eläinkokeet on yhdistetty useisiin keuhkotoksisiin vaikutuksiin, mukaan lukien lisääntynyt tulehdus ja oksidatiivinen stressi keuhkoissa [2] sekä heikentynyt keuhkoimmuniteetti [3, 4]. EC-höyry heikentää sisäilman laatua lisäämällä hiukkaspitoisuuksia, hiukkaslukupitoisuuksia, polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen (PAH), jotka ovat tunnettuja karsinogeeneja [5]. Varhaiset tutkimukset sydämen ja verisuonten toiminnasta viittaavat myös EC-höyryn ainesosien aiheuttamiin haittoihin, kuten nikotiinin, karbonyylien sekä hienojen ja ultrapienten hiukkasten suoriin vaikutuksiin [6].

EC-höyryn haitallisista vaikutuksista keuhkojen tai kardiovaskulaariseen fysiologiaan on vain vähän ymmärrystä, ja lisätutkimuksia tarvitaan erityisesti ihmisillä sähkösavukkeiden akuutin toksisuuden kuvaamiseksi paremmin.

Hypoteesi Hypoteesimme on, kun verrataan tupakan tai e-savukkeen naiiveihin terveisiin vapaaehtoisiin;

1. E-savukkeen käyttäjillä on korkeampi keuhkotulehdus
2. E-savukkeen käyttäjillä on liioiteltu immuunivaste LPS-hengityksen jälkeen
3. E-savukkeiden käyttäjillä on endoteelin toimintahäiriö olkapäävaltimon suu- ja sorkkataudilla mitattuna

Kokeen suunnittelu Prospektiivinen kohorttitutkimus terveistä koehenkilöistä, jotka ovat altistuneet sisäänhengitetylle LPS:lle.

Väestö Terveitä henkilöitä, mukaan lukien sähkösavukkeiden käyttäjät, tupakoitsijat ja kontrollit, rekrytoidaan mainonnan avulla.

Interventio Bronkoskopia ja verinäytteenotto keuhko- ja systeemisen tulehduksen ja vamman arvioimiseksi lähtötilanteessa ja vasteena hengitetylle LPS:lle 50 mikrogrammaa. Brakiaalivaltimon virtausvälitteinen laajeneminen (FMD) endoteelin toimintahäiriön tutkimiseksi.

Tietoisen suostumuksen jälkeen mitataan heidän olkapäävaltimon suu- ja sorkkatautinsa sekä keuhkojen toiminta. Brakiaalivaltimon suu- ja sorkkatauti mitataan 5 minuutin sisällä e-savukkeen käytöstä heijastamaan e-savukkeen akuutteja vaikutuksia systeemiseen endoteelin toimintahäiriöön. Bronkoskopia BAL:lla, veri- ja virtsanäytteet suoritetaan. Tämän avulla voimme mitata lähtötilanteen tulehdusta ja soluvaurion merkkiaineita ilman sisäänhengitettyä LPS:ää. 24 tunnin kohdalla koehenkilö palaa ja keuhkojen toiminta mitataan ja verinäytteitä otetaan.

Kuusi viikkoa myöhemmin yllä oleva toimenpide toistetaan, mutta LPS-stimulaatiolla. Koehenkilö saapuu jälleen sairaalaan ja keuhkojen toiminta mitataan, veri- ja virtsanäytteet otetaan. Koehenkilöt hengittävät LPS:ää (Escherichia coli O26:B6:sta, 50 µg; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) käyttämällä annosmittaria. Bronkoskopia BAL:lla tehdään 6 tuntia LPS-inhalaation jälkeen. Ennen bronkoskopiaa keuhkojen toiminta mitataan sen varmistamiseksi, että ne voivat turvallisesti inhaloida LPS:ää. 24 tunnin kohdalla koehenkilöt palaavat ja keuhkojen toiminta mitataan ja verinäytteitä otetaan. BAL- ja plasmanäytteenoton aikapisteet valitaan, jotta saadaan käsitys sekä sytokiinin/kemokiinin vapautumisesta että neutrofiilien kerääntymisestä LPS:n keuhkoihin antamisen jälkeen.

Tilastolliset näkökohdat Ensisijainen altistumismuuttuja on sähkösavukkeille altistuminen; Ensisijainen tulosmuuttuja on vaurion ja tulehduksen plasma- ja BAL-biomarkkerit. Koska varhaiset sähkösavukkeiden tutkimukset viittaavat siihen, että ne voivat liittyä tulehdukseen, olemme käyttäneet BAL-absoluuttista neutrofiilien määrää, joka on tulehduksen keskeinen merkkiaine, otoskoon ilmoittamiseen. Aiemman tutkimuksemme kontrolleista saatujen tietojen perusteella 10 e-savukkeen käyttäjän ja 10 kontrollin kohortin pitäisi pystyä havaitsemaan pienin 7,09 x 105 solun ero BAL:ssa LPS-inhalaation jälkeen ryhmien välillä 80 % teholla käyttämällä Wilcoxon Rank Sum -arvoa. testaus. Huomaa, että tämä on samanlainen kuin ero, jonka havaitsimme tupakoitsijoiden ja tupakoimattomien välillä LPS:n jälkeen aiemmassa tutkimuksessamme [7]. Lisäksi vertaamme sähkösavukkeiden käyttäjien tulehduksen ja vamman biomarkkereita tavanomaisten savukkeiden polttajien vastaaviin käyttämällä Wilcoxon Rank Sum -testausta. Kaikki tiedot analysoidaan käyttämällä STATA 13.1:tä (StataCorp LP, College Station, TX).

Tutkimuksen seurantapaikan seurantaa ohjaa toimeksiantaja tutkimuksen riskiarvioinnin mukaisesti. Paikkakäyntejä tehdään säännöllisin väliajoin sponsorin vaatimalla tavalla varmistaakseen, että kaikki säädösvaatimukset täyttyvät, ja seurata kerättyjen tietojen laatua. CRF:ää käytetään lähdetietojen varmentamiseen.