Elektronisen savukkeen nikotiinin toimitukseen vaikuttavien tekijöiden ymmärtäminen beeta-2-nikotiiniasetyylikoliinireseptoreiden PET-kuvauksen avulla

C.2 Tutkittavien mukaan ottaminen ja arvioinnit Kokonaistutkimuksen suunnittelu: Muut kuin EY-aiheiset tupakoitsijat tai e-savukkeen käyttäjät (n=20) pidättäytyvät tupakoinnista/nikotiinituotteista 5 päivän ajan ennen jokaista PET-skannausta. Satunnaistetussa järjestyksessä (vastapainotettu) reseptorin saatavuuden perustason kvantifioinnin jälkeen koehenkilöt skannataan käyttämällä EC:tä: (1) "JUUL" 5 %, yleinen kaupallisesti saatavilla oleva modifioimaton nikotiinisuolan EC ja (2) JUUL 3 %. heikomman nikotiinivahvuuden tuote. Kolmas valinnainen skannaus, jossa kohteet polttavat savuketta, voidaan suorittaa, mutta sitä ei vaadita. Skannauksen aikana koehenkilöille tehdään valtimoveren nikotiinitasomittaukset EY-käytön jälkeen ja mitataan nikotiinin vieroitusoireita, himoa ja lääkkeiden vaikutuksia. Ennen jokaista PET-skannausta vaaditaan 5–7 päivää tupakoinnin pidättäytymistä, jotta varmistetaan, ettei nikotiinijäännös peitä reseptoreita. Koehenkilöt palaavat tupakoimaan tavalliseen tapaan ensimmäisen skannauksen jälkeen 2-3 viikon ajan ennen seuraavaa tupakoinnin pidättäytymistä/PET-skannausta. Koehenkilöille tarjotaan pyynnöstä tupakoinnin lopettamiseen tarvittavia resursseja.

C.2.b Aiheet: Tutkimukseen otetaan mukaan 20 ei-EY-naiivia tupakasta riippuvaista tupakoitsijaa tai sähkösavukkeen käyttäjää. Kaikki tutkimuskohteet rekrytoidaan Yale University Institutional Review Boardin (Human Investigation Committee) ohjeiden mukaisesti. Tupakoitsijat rekrytoidaan yhteisöstä IRB-hyväksytyn mainonnan kautta. Tietoisen suostumuksen saatuaan koehenkilöille suoritetaan psykiatrinen, fyysinen ja neurologinen tutkimus, laboratoriokokeet ja EKG (katso C.2.c Kliiniset arvioinnit alla). Tätä pidetään seulontavaiheena. Koehenkilöt suljetaan pois vakavien lääketieteellisten, neurologisten tai psykiatristen sairauksien, poikkeavien laboratoriotestien tai PET- tai MR-kuvauksen vasta-aiheiden vuoksi. Virtsan lääkeseulonta ja raskaustesti suoritetaan seulonnassa ja ennen jokaista kuvantamista, ja osallistujat suljetaan pois positiivisen testin saamiseksi. Yksityiskohtaiset sisällyttämis-/poissulkemiskriteerit löytyvät Ihmisten suojelu -osiosta. Kaikilta naisilta vaaditaan negatiivinen virtsaraskaustesti ja kaikilta koehenkilöiltä negatiivinen virtsan lääketoksikologinen testi ennen radioaktiivisen merkkiaineen antamista.

C.2.c Kliiniset arvioinnit: Kaikille koehenkilöille annetaan standardoitu paristo, mukaan lukien terveyskysely, SCID, demografiset arvioinnit, tupakankäytön mittaukset, alkoholin ja huumeiden käyttö, tupakointi perhehistoria, mieliala (PROMIS-lyhyet lomakkeet). masennukseen, ahdistuneisuuteen ja vihaan), Epidemiologisten tutkimusten keskuksen masennusasteikko), ahdistuneisuus (State Trait Anxiety Inventory), impulsiivisuus (lyhyt - Barratt Impulsivity Scale, tupakointiriippuvuus (PROMIS-nikotiiniriippuvuusaste), tupakoinnin himo (Tiffany QSU) ja vieroitus (Minnesotan nikotiinivieroitusasteikko). Mieliala- ja tupakointiarvioinnit toistetaan jokaisella skannauspäivällä ennen ja jälkeen altistuksen. Tuotteen mieltymys, himo ja huumevaikutusten kyselylomake (DEQ) arvioidaan subjektiivisella asteikolla (0-100, matala-korkea) välittömästi tuotteen käytön jälkeen. DEQ mittaa akuutteja vaikutuksia, jotka koostuvat seitsemästä osasta: lääkkeen vahvuus, korkea, stimuloitunut tunne, hyvät vaikutukset, huonot vaikutukset, huumeiden lisääminen ja huumeiden mieltymys.

Lähtötilanne ja jokaisen PET-skannauksen/e-savukehaasteen jälkeen:

• Terveyskysely
• PROMIS Hengenahdistusvakavuuskohteiden allas
• PROMIS Hengenahdistusominaisuudet
• PROMIS väsymys lyhyt muoto
• Kroonisen sairauden hoidon toiminnallinen arviointi (FACIT) Yskätuote
• Terveyskysely, jonka otsikko on "Terveysongelmien arviointi" (ja joka toimitetaan liitteenä IRES:n kommentin kautta), lisätään protokollaan ja täytetään oton yhteydessä ja ennen jokaista altistumista. Huomaa, että mahdollisia potilaita, joilla on kroonisia oireita, jotka häiritsevät höyrystyskomplikaatioiden seurantaa, ei oteta mukaan.

Positiiviset löydökset oireiden muutoksesta tai yksittäisestä vakavasta oireesta laukaisivat kliinisen lähetteen hoitavalle lääkärille tai ensiapuun.

C.2.d Valmiustilanteiden hallinta: Kaikkia tupakoitsijoita/e-savukkeen käyttäjiä autetaan pysymään pidättäytymättä 5–7 päivää ennen jokaista PET-skannausta erittäin onnistuneilla varautumistekniikoilla, joita on käytetty laajasti laboratoriossa aiemmin. Koehenkilöt palaavat tupakointiin tavalliseen tapaan ensimmäisen PET-skannauksen jälkeen ja toistavat tupakoinnin pidättäytymisen ennen seuraavaa PET-skannausta. Tämä tekniikka on aiemmin onnistunut tutkimaan reseptorien nikotiinivarausta useiden haasteiden jälkeen värväämällä tupakoimattomia, jotka eivät halua hoitoa. Potilaita tavataan päivittäin raittiuden aikana, ja he saavat tukea ja saavat CO- ja virtsan kotiniinitasot tupakoinnin pidättäytymisen varmistamiseksi. Koehenkilöt, jotka eivät pysty pidättäytymään tupakoinnista (2 peräkkäistä päivää ilman virtsan kotiniinitason laskua tai virtsan kotiniini- tai CO-tasojen äkillistä nousua), suljetaan pois tutkimuksesta.

C.2.e – MRI/kognitiivinen testaus Koehenkilöitä pyydetään menemään MRRC:hen Anlyan Center for Medical Research & Educationiin (TAC, 300 Cedar Street) tekemään aivoista MRI (Magnetic Resonance Imaging) -skannaus. MRI:n tarkoitus on auttaa meitä tunnistamaan heidän aivojensa eri alueet PET-skannauksista.

MRI-skannaus on rutiini tapa saada kuvia kehon sisältä. Koehenkilöiltä kysytään, kantavatko he metalliesineitä, ennen kuin he siirtyvät kohti MRI-järjestelmää. Näitä esineitä säilytetään heille MRI-keskuksen lukitussa kaapissa, jotta nämä esineet eivät lennä magneettia kohti lähestyessään sitä. Heitä pyydetään myös kävelemään metallinpaljastimen läpi. Heitä pyydetään makaamaan paikallaan magneettikuvauslaitteella noin 30 minuuttia. Skanneri näyttää syvältä tunnelista. He ovat tunnelin sisällä päästä polviin. He eivät näe siitä ulos, mutta he voivat kuulla meidät ja tulla kuulluiksi, jos he haluavat sanoa jotain. He kuulevat rumpuäänen, kun kamera ottaa kuvia heidän aivoistaan. Jos he tuntevat olonsa epämukavaksi skannauksen aikana, skannaus lopetetaan milloin tahansa. Jos he eivät kuitenkaan pysty suorittamaan MRI-skannausta, he eivät voi osallistua enää näihin tutkimuksiin.

Heidän muistinsa, huomionsa ja keskittymiskykynsä testaamiseksi voidaan suorittaa kaksi istuntoa. Tämä kestää yhteensä noin 1 h. Heille annetaan tauko näiden istuntojen välillä. Tämä voi tapahtua samana päivänä kuin MRI-skannaus tai toisena päivänä ennen PET-skannauksia, jos se toimii paremmin heidän ja henkilökunnan aikataulun kanssa.

Tämän vierailun aikana he voivat pelata tietokonepeliä nimeltä Face Game. Face Gamen tavoitteena on voittaa mahdollisimman paljon rahaa. He voivat ansaita rahaa nopeasti ja oikein painamalla yhtä näppäimistön kahdesta näppäimestä aina, kun he näkevät kasvot näytöllä. He painavat yhtä näppäintä, jos heidän mielestään kasvojen suu on pitkä, ja toista, jos heidän mielestään se on lyhyt.

Kylmäpainetehtävä Koehenkilöitä voidaan myös pyytää osallistumaan kylmäpainetehtävään tutkimuksen aikana, jotta voidaan testata kehon fysiologista vastetta kylmään veteen. Heitä pyydetään upottamaan kätesi ämpäriin jääkylmää vettä, jonka lämpötila on 0–4 °C. Heitä kehotetaan nostamaan toinen kätensä, kun he alkavat tuntea kipua, ja poistamaan kätensä vedestä, kun he eivät enää siedä kipua. Kun heidän kätensä on upotettu veteen, heitä pyydetään myös arvioimaan kipunsa asteikolla 0-100 ja heidän sykeään ja verenpainetta seurataan.

Impulsiivisuus Koehenkilöitä voidaan pyytää pelaamaan peliä, jossa he käyttävät tietokoneen hiirtä napsauttamaan ilmapallopumppua, joka täyttää ilmapallon näytöllä. Tehtävän tavoitteena on saada mahdollisimman suuri rahasumma ja välttää ilmapallojen räjähdyksiä. Tämä arviointi testaa heidän impulsiivisuuttaan. Heitä voidaan pyytää pelaamaan tätä peliä myös PET-skannauspäivänä.

C.3. PET-kuvantamistoimenpiteet PET-toimenpiteet suoritetaan Yalen yliopiston PET-keskuksessa. Naishenkilöille tehdään virtsaraskaustesti ennen kuvantamistoimenpiteiden aloittamista. Jos testi on positiivinen, skannaukset peruutetaan. Koehenkilöt saavat vähintään 2 ja enintään 3 PET-skannausta. Kolmas skannaus on valinnainen.

PET-skannaukset: Ennen PET-skannauksia kaikille koehenkilöille hankitaan T1-painotettu magneettikuvaus 3,0 Tesla Siemens Trio -kameralla mahdollisten aivopoikkeavuuksien poissulkemiseksi ja anatomisen viitearvon saamiseksi kuva-analyysissä.

PET-skannaukset saadaan, kun kohteet makaavat selällään skannerin sängyllä. Laskimokatetria käytetään radiomerkkiaineen suonensisäiseen antamiseen ja mahdollisesti ylimääräiseen laskimoverinäytteenottoon. Kokenut lääkäri asettaa ennen PET-skannausta säteittäisen valtimon katetrin ottamaan valtimoverinäytteitä metaboliittianalyysiä ja proteiiniin sitoutumattoman plasman radioaktiivisuuden osuuden määrittämiseksi.

Radiomerkkiaineen infuusio kestää 210 minuuttia (3,5 tuntia). Koehenkilöitä skannataan 2 tunnin ajan (alkaen 90 minuuttia radiomerkkiaineinfuusion aloittamisesta).

[18F]NCFHEB syntetisoidaan ja annetaan PET-skannauspäivinä boluksena plus jatkuvana infuusiona Kbol:lla 360 minuuttia 3,5 tunnin aikana. PET-tiedot hankitaan MCT:llä. Jokaisen PET-skannauksen alussa tai lopussa tehdään 6 minuutin lähetysskannaus vaimennuksen korjaamiseksi. Valtimoverinäytteet otetaan metaboliittikorjatun [18F]NCFHEB-syöttöfunktion saamiseksi. Lähtötason reseptorin saatavuus mitataan 90-120 minuuttia radiomerkkiaineinfuusion jälkeen. Sitten koehenkilöt aloittavat haasteen (NIDA EC tai JUUL EC, vastapainotettu järjestys) 125 minuutin kohdalla 5 minuutin ajan skannerissa. Sen jälkeen nikotiiniskannaus jatkuu 4 tunnin infuusion loppuun asti. Elintoiminnot (verenpaine, pulssi, hengitys) ja EKG:t mitataan ennen radiomerkkiaineen antamista ja sen jälkeen. Samat menettelyt noudatetaan toisessa PET-skannauksessa.

EC:n käyttö: Koehenkilöt saavat 2 erilaista skannausta ja puhaltavat toista kahdesta EC-tuotteesta (satunnaisessa järjestyksessä, tasapainotettuna): "JUUL" 5 % (50 mg/ml), yleinen kaupallisesti saatavilla oleva modifioimaton nikotiinisuolan EC ja (2 ) JUUL 3% (30 mg/ml), heikomman nikotiinivahvuuden tuote. Vain tupakan makua käytetään. Koulutus, jossa tupakoitsijat tutustutaan tutkimuksessa käytettyyn EC-tuotteeseen, järjestetään ajanvarauksella ennen PET-kuvauksia. Koehenkilöitä kehotetaan ottamaan pidempiä ja hitaampia hengityksiä EC:stä (vähintään 3-4 sekuntia) verrattuna savukkeen hengitykseen. Jokaisen skannauksen aikana koehenkilöitä kehotetaan puhaltamaan EC:tä enintään 5 minuutin ajan. Kaikkia käyttäjiä tarkkaillaan suoraan EC-käytön aikana sen varmistamiseksi, ettei heillä ole ongelmia laitteen käytössä. Jos saatavilla, suukappaletta voidaan käyttää puhjentopografian mittaamiseen edellä kuvatulla tavalla.

Tavallisen savukkeen käyttö: Kolmas PET-skannaus tavallisella savukkeella voidaan tarjota tupakoitsijoille, mutta sitä ei vaadita tutkimuksen suorittamiseksi.

Verinäytteet: PET-skannauspäivinä valtimoverinäytteet kerätään ennen radioaktiivisen merkkiaineen antamista ja useissa aikapisteissä (t = 0, 0,3, 1, 3, 5, 10, 20, 30, 60, 90 minuuttia altistuksen jälkeen) EC/savukkeen käyttö veren nikotiinipitoisuuksien määrittämiseen, joka määritetään nestekromatografisella tandem-massaspektrometrialla ja deuteroiduilla sisäisillä standardeilla.47 Näitä tietoja käytetään laskettaessa nikotiinin annostelun farmakokineettisiä malleja kussakin tilassa (nikotiinin Cmax, Tmax ja AUC).

Kuva-analyysi ja tulosmittaus: Luettelotilan PET-tiedot rekonstruoidaan OSEM:llä, jossa on sisäänrakennetut korjaukset vaimennusta, normalisointia, sirontaa, satunnaisuutta, kuollutta aikaa ja kohteen liikettä varten.53,54 Kuvan rekonstruoinnin jälkeen summattu kuva rekisteröidään kohteen magneettikuvaukseen. Kiinnostavat alueet (ROI) määritellään anatomisesti käyttämällä mallia [Anatomical Automatic Labeling (AAL)], joka on rekisteröity kohteen MRI-kuvaan. Reseptorin miehityksen laskemiseen käytetyt ROI:t ovat: pikkuaivot, etu-, parietaali-, temporaali- ja takaraivokuoret, häntäkuori, putamen, hippokampus ja amygdala. Nämä alueet on valittu, koska niitä on tutkittu aiemmin β2*-nAChR-tutkimuksissa, niillä on merkittävä tiheys ihmisen aivoissa ja ne ovat merkityksellisiä nikotiinin himo- ja vieroitusominaisuuksien kannalta. Talamusta ei oteta mukaan, koska tasapainoa ei saavuteta tällä alueella bolusinfuusioparadigmalla. Jakautumistilavuus VT arvioidaan käyttämällä tasapainosuhdetta kudoksen radioaktiivisuuden kokonaispitoisuuden ja valtimoplasman lähtöpitoisuuden välillä. Lähtötason VT arvioidaan 90-120 minuuttia infuusion aloittamisen jälkeen, mikä on aiemmin osoitettu saavuttavan hyvän tasapainon aivoissa. ECig:n jälkeinen VT arvioidaan 180-210 minuutin kuluttua infuusion aloittamisesta (55-85 minuuttia altistuksen jälkeen). Aiemmat alustavat tiedot osoittavat, että tämä on riittävä aika uuden vakaan tilan saavuttamiseksi. Reseptorien käyttöaste ja VND arvioidaan Lassenin kaavion avulla.