Oksidatiivinen stressi ja kirurginen toipuminen

Tämä on satunnaistettu, kaksoissokkoutettu, lumekontrolloitu interventiopilottitutkimus 20 potilaalla, joille tehtiin ensimmäistä kertaa lonkkanivelleikkaus (THA) kroonisen nivelrikon vuoksi Stanford Medicinessä. Tutkijat seulovat, rekisteröivät ja keräävät biologisia ja käyttäytymistietoja 20 osallistujalta, kuten aiemmissa kliinisissä havainnointi- ja interventiotutkimuksissa on tehty tiiviissä yhteistyössä ortopedisen kirurgian osaston kanssa. Erityisesti käytössä on vakiotoimintamenettelyt seulontaa, rekrytointia, laboratorioarviointia ja kliinisten tietojen keräämistä varten, mukaan lukien kelpoisuusseulonta EPIC:n (EHR) kautta ennen potilaan leikkauskäyntiä, koordinoitu rekrytointi ja suostumus leikkausta edeltävän käynnin aikana, mukaan lukien tutkimukseen liittyvät tiedot. laboratoriotyöt, leikkausta edeltävät lisäarvioinnit käynnin jälkeen (esim. kyselylomakkeiden etätäyttö ja tulosten suora tuonti REDCapiin) sekä tiedonkeruu- ja tallennusprosessin reaaliaikainen seuranta (esim. mukaan lukien puhelin-/sähköpostimuistutukset, jos tietoja puuttuu).

Toistuvia kivun, fyysisen toiminnan ja analgeettisen lääkityksen arviointeja tehdään ennen leikkausta, päivittäin leikkauksen jälkeisinä päivinä 1-3 ja sen jälkeen kahdesti viikossa leikkauksen jälkeisillä viikoilla 1-6. Delirium mitataan päivinä 1-3 sairaala. Lisätietoihin kuuluvat demografiset tiedot (ikä, BMI, sukupuoli, rotu ja etnisyys), leikkaus-/anestesiatiedot (esim. kesto) ja lääketieteellinen/lääkehistoria.

Perifeeriset verinäytteet kerätään ennen leikkausta ja 1 h ja 24 h leikkauksen jälkeen perustuen aikaisempaan tutkimukseemme, joka osoittaa, että monosyyttien aktivaatio (mukaan lukien STAT3-, CREB- ja NFkB-signaalivasteet CD14+CD16-monosyyteissä) varhain leikkauksen jälkeen korreloi vahvasti viivästyneen kivun erottelun ja toiminnan kanssa. heikkeneminen. Uloshengityshengitysnäytteet otetaan intraoperatiivisesti ennen viiltoa ja haavan sulkemisen yhteydessä sekä 1 ja 24 tuntia leikkauksen jälkeen.

N-asetyylikysteiini-infuusio: 50 mg/kg:n kyllästysannos aloitetaan 1 tunnin infuusiona ennen leikkausta, ja sitä seuraa ylläpitoannos 50 mg/kg 4 tunnin aikana. Tämä on standardiannosteluparadigma, joka on turvallinen intraoperatiivisesti käytettynä ja aiheuttaa harvoin merkittäviä haittavaikutuksia (pääasiassa allergisia reaktioita).

Leikkaus ja anestesia: Osallistujille tehdään yksipuolinen lonkkanivelleikkaus, jonka suorittaa kolme kirurgia käyttäen samaa lähestymistapaa. Potilaiden anestesia- ja perioperatiivinen hoito on standardoitua ja noudattaa ERAS-pohjaisia ​​suosituksia.

Toimenpiteet: Hyvin validoituja instrumentteja käytetään arvioitaessa kipua, kivun häiriötä ja sairastuneen ja leikatun nivelen toimintaa, mukaan lukien Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index (WOMAC), joka on mukautettu potilaille, joille tehdään alaraajan nivelleikkaus, Brief Pain Inventory (BPI) ) ja SRS (Surgical Recovery Scale). Opioidien kulutus kvantifioidaan suonensisäisenä hydromorfoniekvivalenttina (milligrammaa/vrk) käyttämällä laajalti hyväksyttyjä opioidimuunnostaulukoita.

Näyteanalyysi: Veri ja plasma kerätään ja käsitellään analyysiä varten massasytometrialla edellä kuvatulla tavalla. Käytetään 39-parametrista ihmisen CyTOF-vasta-ainepaneelia, joka mahdollistaa 1) kaikkien tärkeimpien immuunisolufenotyyppien 2) endogeenisten solunsisäisten signaalivasteiden (mukaan lukien pSTAT3-, pCREB- ja pNF-kB-signaali) ja 3) reaktiivisten solujen sisäisten markkerien analysoinnin. aldehydit (esim. 4-HNE- ja MDA-signaali).

Hengitysnäytteistä analysoidaan aldehydit, mukaan lukien formaldehydi, krotenaldehydi ja bentsaldehydi, käyttäen massaspektroskopiaa Dr. Grossin laboratoriossa.

Plasmanäytteet analysoidaan vapaan MDA:n ja 4-HNE:n varalta lähtötason, 1 ja 24 tunnin plasmanäytteistä tohtori Clarkin laboratoriossa.

Tulostietojen analysointi ja mallintaminen: Itseraportoidut tulokset analysoidaan käyttämällä kuhunkin tulokseen liittyviä validoituja malleja, jotta saadaan kvantifioitu ja normalisoitu palautumiseen liittyvä luku. 60 Htz:n aktigrafiatiedot louhitaan ensin päivittäisiin toimintoihin liittyvien kuvioiden (esim. askelmäärät) ja intensiteettitasot. Seuraavaksi perusviiva määritetään käyttämällä leikkauksen aikana ja sitä edeltäneitä tietoja kullekin muuttujalle. Kaikki muuttujat normalisoidaan tähän lähtötasoon potilaskohtaisten vaikutusten huomioon ottamiseksi. Lopuksi käytetään monimuuttujaa lineaarista mallia (jossa vastemuuttujana on kuluneet päivät leikkauksesta) koko aktigrafiatietojoukon mallintamiseen. Kunkin potilaan vastaavan toipumiskäyrän alla olevaa pinta-alaa tämän mallin mukaisesti käytetään objektiivisena toipumistuloksena. Alustavissa tutkimuksissamme (tietoja ei esitetty) tämän tuloksen on havaittu korreloivan useiden immuunijärjestelmän näkökohtien kanssa.

CyTOF-tietojen analysointi ja mallintaminen: Datapisteiden suuri määrä (miljoonia soluja potilasta kohti) ja mitatut muuttujat (kymmeniä signalointireittejä sadoissa solutyypeissä) aiheuttavat ainutlaatuisia laskennallisia haasteita, joita ei voida ratkaista perinteisillä bioinformatiikan työkaluilla. Tutkijat kehittävät Bayesin viitekehyksen, joka yhdistää immuunijärjestelmän a priori tietämyksen uusimpaan massasytometriseen profilointiin rakentaakseen ennakoivan mallin synnynnäisistä ja mukautuvista immuunisolujen signaalivasteista kullekin toipumistulokselle.