Ensisijaisen ja toissijaisen stressiin liittyvän takOtsubon luonnehdinta (MAESTRO)

Tausta ja perusteet Takotsubon oireyhtymä (TTS) on akuutti ja palautuva sydänlihasvaurion muoto, jota usein edeltää fyysinen tai henkinen laukaisin. Vaikka TTS:ää pidettiin yleensä hyvänlaatuisena sairautena sen palautuvan luonteen vuoksi, nyt on selvää, että hemodynaaminen ja sähköinen epävakaus akuutin vaiheen aikana altistaa potilaat toistuville vakaville haitallisille sairaalakomplikaatioille. TTS:n patofysiologiaa ei kuitenkaan ole täysin ymmärretty. Johdonmukaiset todisteet osoittivat, että useimpien potilaiden kokemat ympäristötapahtumat, jotka koetaan stressaaviksi (sekä fyysisiksi että henkisiksi), indusoivat aivojen aktivaatiota ja stressiin liittyvän vasteen, mikä lisää paikallisten ja kiertävien stressivälittäjien, kuten katekoliamiinin ja kortisolin, biologista hyötyosuutta. joka osoitti olevan tärkeä rooli "neurogeenisen upean sydänlihaksen" etiologiassa, joka on vastuussa tästä kliinisestä tilasta. Viimeaikaiset tutkimukset vahvistivat hypoteesia erinomaisesta yhteydestä aivojen stressireaktiojärjestelmän ja sydämen välillä TTS-potilailla käyttämällä neuroimaging-lähestymistapaa. Stressivasteeseen osallistuvat anatomiset perusrakenteet ovat neokortex, limbinen järjestelmä, retikulaarinen muodostus, aivorunko ja selkäydin sekä hypotalamus-aivolisäke-lisämunuainen akseli, joka lopulta johtaa kortisolin erittymiseen. Tässä suhteessa merkittäviä rakenteellisia eroja neokorteksissa ja limbisessä verkostossa (insula, amygdala, cingulate cortex ja hippokampus) on osoitettu TTS-potilailla verrattuna terveisiin kontrolleihin, jotka käyttivät aivojen toiminnallista magneettikuvausta (fMRI), sekä hypoconnectivity aivojen keskusalueista, joilla on autonomisen ja limbisen järjestelmän säätelytoiminto. Lisäksi äskettäinen PET/TC-tutkimus osoitti, että kohonnut limbinen aktiivisuus edeltää TTS:n kehittymistä ja että potilaille, joilla on aktiivisin amygdala, oireyhtymä kehittyy aikaisintaan, mikä tukee hypoteesia, että neurobiologinen substraatti voi altistaa heidät tälle kliiniselle oireyhtymälle.

Mielenkiintoista on, että koska TTS on tunnistettu kasvavassa määrässä sairaalahoidossa olevia potilaita, sairastuneiden keskuudessa ilmeni merkittävä kliininen heterogeenisuus, ja kliiniset ominaisuudet, kuten fyysiset laukaisevat tekijät sekä akuutti neurologinen tai psykiatrinen sairaus, korkeat troponiinitasot ja alhainen ejektiofraktio, osoittivat tunnistaa tietty TTS-potilaiden ryhmä, jolla on suurempi kuolleisuuden ja sairaalassa tapahtuvien komplikaatioiden riski. Siksi on viime aikoina ilmennyt, että tähän mennessä on kuvattu kahta erilaista TTS-potilaiden luokkaa, joilla on erilaiset kliiniset piirteet ja riskiprofiilit: primaarinen TTS, joka vaikuttaa pääasiassa potilaisiin emotionaalisen stressitekijän jälkeen, epikardiaalisen sepelvaltimotaudin puuttuessa ja vähäistä troponiinin vapautumista. , hieman vähentynyt ja nopeasti kääntynyt vasemman kammion (LV) toimintahäiriö ja hyvänlaatuinen ennuste; toinen sekundaarinen TTS, joka esiintyy fyysisen stressitekijän jälkeen epikardiaalisen sepelvaltimotaudin (CAD) läsnä ollessa, ja jossa on huomattavaa troponiinin vapautumista, vakavampi tai jatkuva LV-toiminnan toimintahäiriö ja liittyy huonompaan ennusteeseen. Mielenkiintoinen hypoteesi, joka on vielä testattavana, on, että vain primaarinen TTS voi johtua neurogeenista alkuperää olevasta palautuvasta vasemman kammion toimintahäiriöstä limbisesta järjestelmästä peräisin olevien hermosolujen aktivoitumisen kautta, mikä voi aiheuttaa sepelvaltimon mikroverisuonten palautuvaa vasokonstriktiota, kun taas sekundaarinen TTS voi johtua suora katekoliamiinin aiheuttama sydänlihasvaurio, jonka aiheuttaa fyysinen laukaisin potilailla, joilla on samanaikainen CAD. Primaarisen ja sekundaarisen TTS:n patofysiologisia determinantteja ei kuitenkaan ole koskaan tutkittu toistaiseksi, eikä erilaista aivo-sydänakselin aktivaatiota ole koskaan osoitettu näissä kahdessa TTS-potilasryhmässä.

Fyysisen stressitekijän jälkeistä sydänlihaksen toimintahäiriötä on kuvattu myös sepsiksen aiheuttamassa kardiomyopatiassa, joka on hyvin tunnettu sytokiinimyrskyn systeeminen komplikaatio, joka seuraa isännän immuunivastetta infektiolle, mikä voi vaikuttaa merkittävästi näiden potilaiden ennusteeseen. Sekä vasemman kammion systolinen toimintahäiriö (LVSD) että LV-diastolinen toimintahäiriö (LVDD) on kuvattu ensimmäisen vakavan septisen shokin aikana, kuten sekundaarisessa TTS:ssä, mutta lukuun ottamatta sydänlihaksen toimintahäiriön palautuvaa luonnetta, kliinisiä ja kaikukardiografisia ominaisuuksia (esim. tyypilliset vasemman kammion kineettiset poikkeavuudet, elektrokardiografiset ominaisuudet ja mahdolliset vasopressoreiden käytön haitalliset vaikutukset) näyttivät erottavan sekundaarisen TTS:n sepsiksen aiheuttamasta kardiomyopatiasta, mikä viittaa erilaiseen isännän systeemiseen vasteeseen samoihin "stressoreihin" ja erilaisiin patofysiologisiin mekanismeihin näiden kliinisten tilojen taustalla.

Primaaristen ja sekundaaristen TTS-potilaiden biokemialliset profiilit ovat edelleen suurelta osin tunnistamattomia, ja onko näihin kahteen potilasluokkaan liittyvä erilainen profiili, ei tiedetä. Tunnettuja TTS:n kehittymiseen liittyviä mekanismeja ovat verenkierrossa olevien katekoliamiinien ja niiden metaboliittien kohonneet tasot. TTS:lle on raportoitu olevan tunnusomaista sydänlihaksen makrofagien tulehduksellinen infiltraatti ja systeemisten proinflammatoristen sytokiinien lisääntyminen. Viimeaikaiset tutkimukset ovatkin raportoineet, että potilailla, joilla on akuutti TTS, oli kohonnut proinflammatoristen sytokiinien IL-6, IL-8 ja CXCL1 tasot veressä, mutta parhaan tietomme mukaan mikään tutkimus ei ole koskaan aiemmin tutkinut primaaristen tulehdusten aiheuttamaa taakkaa. ja toissijainen TTS.

Tulehdusta edistävä vaste tunnetaan myös sepsiksen aiheuttaman kardiomyopatian keskeisenä patogeneettisenä mekanismina. Itse asiassa pro-inflammatoriset sytokiinit, kuten tuumorinekroositekijä-alfa (TNF-α), interleukiini-1-beeta (IL-1β) ja patogeeneihin liittyvien molekyylikuvioiden (PAMP:t) aktivoimat kemokiinit, on liitetty patogeneesiin. sydänlihaksen toimintahäiriö sepsiksen jälkeen sekä endoteelin toimintahäiriö ja heikentynyt endoteelistä peräisin oleva NO:n vapautuminen, jotka voivat muuttaa verenvirtauksen jakautumisen fysiologista säätelyä. On huomattava, että sepsiksen aiheuttamassa kardiomyopatiassa muuttunut immuunivaste taudinaiheuttajia vastaan ​​johtaa β-adrenergisten reseptorien heikkenemiseen ja adrenergisen vasteen heikkenemiseen kardiomyosyyttitasolla, päinvastoin kuin TTS:ssä on osoitettu. . Kuitenkin, jos erilaiset biologiset vasteet samoihin stressitekijöihin voivat olla taustalla sekundaarisen TTS:n erilaisille kliinisille piirteille, sepsiksen aiheuttamaa kardiomyopatiaa ja potilaita, joilla on sepsis/septinen sokki ilman sydänlihaksen toimintahäiriötä, ei ole koskaan tutkittu.

Lisäksi, koska akuutin stressin välittäjien merkitys on selvä, krooniselle stressille altistumisen rooli TTS:n patogeneesissä ja se, onko primaaristen ja sekundaaristen TTS-potilaiden välillä eroa, jää tutkimatta. Tässä suhteessa hiuskortisoli on hiljattain noussut uudeksi pitkäaikaisen HPA-aktiivisuuden biomarkkeriksi, joka tarjoaa vaihtoehtoisen menetelmän arvioida psykososiaalisen stressialtistuksen astetta kuukausia ennen akuuttia stressitapahtumaa. On todellakin osoitettu, että kortisoli, kuten muut seerumin lipofiiliset komponentit, voi läpäistä kapillaareja, jotka ravitsevat follikkelia diffuusion kautta ja sisällyttyvät kasvaviin hiuksiin suhteessa sen kiertävään pitoisuuteen. Itse asiassa, koska hiukset kasvavat nopeudella noin 1 cm/kk, hiusnäytteen otto 6 cm:n etäisyydellä päänahasta voi mahdollistaa plasman kortisolitasojen arvioimisen jopa kuusi kuukautta aikaisemmin. Siksi tutkijat pyrkivät tutkimaan, voiko erilainen krooninen altistuminen stressille, joka on arvioitu hiuskortisolianalyysin avulla, olla osallisena primaarisen vs. sekundaarisen TTS:n patogeneesissä.

Lähtökohdat Primaarinen ja sekundaarinen TTS osoitti merkittävää kliinistä heterogeenisyyttä tunnistaen kaksi erilaista potilasalatyyppiä, joilla oli erilaiset tulokset ja riskiprofiilit. tutkijat olettavat, että akuuttiin stressivasteeseen osallistuvien aivorakenteiden erilainen aktivaatio sekä erilainen altistuminen krooniselle stressille voivat heikentää primaarisilla ja sekundaarisilla TTS-potilailla havaittuja erilaisia ​​kliinisiä ja riskiprofiileja. Lisäksi tutkijat olettavat, että näihin kahteen TTS-potilasluokkaan voi liittyä erillisiä kiertävien biomarkkereiden allekirjoituksia. Siksi näiden erityisten allekirjoitusten tunnistaminen voi auttaa näiden potilaiden diagnosoinnissa ja tasoittaa tietä spesifisten patofysiologisten reittien tunnistamiselle ja tulevien hoitojen kehittämiselle. Lisäksi, koska primaarisella ja sekundaarisella TTS:llä oli erilaisia ​​kliinisiä tuloksia, tutkijat olettavat, että tällaisten spesifisten allekirjoitusten tunnistaminen voi auttaa TTS-potilaiden prognostisessa kerrostumisessa.

Tutkijat haluavat myös arvioida potilaiden, joilla on sekundaarinen TTS, sepsiksen aiheuttama kardiomyopatia ja sepsis/septinen sokki ilman sydänlihaksen toimintahäiriötä, erilaisia ​​kliinisiä piirteitä nähdäkseen, voiko erilainen biologinen vaste samaan stressaavaan tapahtumaan (infektio) olla erilainen. patofysiologiset mekanismit.

Hypoteesimme ovat siis seuraavat:

• Akuutissa stressivasteessa mukana olevien aivorakenteiden erilainen aktivoituminen saattaa heikentää primaarisessa ja sekundaarisessa TTS:ssä havaittuja erilaisia ​​kliinisiä ja tulosprofiileja.
• Erilainen altistuminen krooniselle stressille, joka on arvioitu hiusten kortisolimäärityksellä, voi altistaa joko primaariselle tai sekundaariselle TTS:lle.
• Spesifiset plasmassa kiertävät biomarkkerit voivat erottaa primaarisen ja sekundaarisen TTS:n välillä, mikä auttaa tunnistamaan taustalla olevat patofysiologiset mekanismit.
• Spesifiset plasmassa kiertävät biomarkkerit voisivat erottaa sepsiksen aiheuttaman kardiomyopatian, sekundaarisen TTS:n ja potilaiden välillä, joilla on sepsis/septinen sokki ilman sydänlihaksen toimintahäiriötä, mikä auttaa tunnistamaan taustalla olevat patofysiologiset mekanismit.

TAVOITTEET Ensisijainen tavoite Tutkimuksen ensisijainen tavoite on positroniemissiotomografian (PET) analyysin avulla arvioida akuutissa stressivasteessa mukana olevien aivorakenteiden aktivaatiota primaarisessa ja sekundaarisessa TTS:ssä.

Toissijaiset tavoitteet

1. Arvioida kroonista stressialtistusta hiusten kortisolitasojen kautta primaarisessa ja toissijaisessa TTS:ssä.
2. Tunnistaa plasmassa kiertävät biomarkkerit primaarisessa ja sekundaarisessa TTS:ssä sekä akuutissa tilassa että 3 kuukauden seurannassa.
3. Sen selvittämiseksi, voidaanko eri plasmassa kiertäviä biomarkkereita tunnistaa sepsiksessä/septisessä sokissa ilman sydämen toimintahäiriötä vs. sepsiksen aiheuttamassa kardiomyopatiassa;
4. Sen selvittämiseksi, voidaanko erilaisia ​​plasmassa kiertäviä biomarkkereita tunnistaa sepsiksessä/septisessä sokissa ilman sydämen toimintahäiriötä vs. sekundaariseen TTS:ään;
5. Sen selvittämiseksi, voidaanko eri patofysiologisten mekanismien taustalla tunnistaa erilaisia ​​plasmassa kiertäviä biomarkkereita sepsiksen aiheuttamassa kardiomyopatiassa vs. sekundaarisessa TTS:ssä.

Tutkimuksen suunnittelu Yhden keskuksen prospektiivinen interventiotutkimus toimenpiteen vuoksi (ilman lääkettä tai laitetta)

Tutkimuksen kesto Tutkimus kestää 42 kuukautta paikallisen eettisen toimikunnan hyväksynnän jälkeen, joista 24 ensimmäistä ohjataan ilmoittautumisvaiheeseen, 12 seurantavaiheeseen ja seuraavat 6 tiedon analysointiin ja tieteelliseen laadintaan.

Toimenpiteet Tutkijat arvioivat demografisia tietoja (eli ikä, sukupuoli, rotu), klassisia kardiovaskulaarisia riskitekijöitä, aikaisempia akuutteja sepelvaltimooireyhtymiä, maligniteettihistoriaa, psykiatrista historiaa ja lääketieteellisiä hoitoja.

Valtimoverinäytteet kerätään valtimoverinäytteet 1 Vacuette® 9 ml CAT Serum Clot Activator putkeen ja 4 Vacuette® 6 ml:n sepelvaltimoverinäytteet potilaille, joilla on primaarinen tai sekundaarinen TTS. EDTA putket. Lisäksi otetaan 6 cm:n hiusnäyte hiuskortisolimääritystä varten.

Potilailta, joilla on primaarinen tai sekundaarinen TTS, verinäytteet otetaan laskimopunktiolla 1 Vacuette® 9 ml CAT Serum Clot Activator -putkella ja 4 Vacuette® 6 ml EDTA-putkella myös 3 kuukauden seurannassa.

Verinäytteet sentrifugoidaan välittömästi kokoveri-, seerumi- ja plasmanäytteiden saamiseksi ja jaetaan sitten eriin Eppendorf-tyyppisiin putkiin. Kaikki näytteet säilytetään sitten -80 °C:ssa analyysiin asti.

Pro- ja anti-inflammatoristen reittien (IL-6, IL-1beta, IL-10, IL-18) kiertävien biomarkkereiden tasot mitataan käyttämällä kaupallisesti saatavilla olevaa kvantitatiivista entsyymikytkettyä immunosorbenttimääritystä (ELISA). Tutkijat arvioivat myös endoteliini-1- ja BDNF-tasot ja lopuksi tutkijat arvioivat katekoliamiinin ja suhteellisten reseptorien ilmentymisen ELISA-testin avulla.

Seurantakäynti Tähän tutkimukseen osallistuminen edellyttää potilailta, joilla on primaarinen tai sekundaarinen TTS, seurantakäynnin 3 kuukauden kuluttua (90 +/- 5 gg) ilmoittautumisen jälkeen positroniemissiotomografia-analyysin (PET) arvioimiseksi ja saman käynnin aikana. , suoritetaan edelleen edellä kuvatun kaltainen laskimoverinäytteenotto.

Positroniemissiotomografia (PET) -analyysi 18F-FDG-PET/CT-kuvaus tehdään 3 kuukautta akuutin tapahtuman jälkeen Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS:n ydinlääketieteen laitoksella integroidulla skannerilla (esim. Biograph 64 Siemens Healthcare, Erlangen , Saksa tai vastaava). Laskimonsisäinen 18F-FDG (370 MBq) annetaan yön yli paaston jälkeen. Kolmiulotteinen PET-kuvaus suoritetaan 1 tunnin hiljaisen odotuksen jälkeen. Vaimennuskorjausta varten hankitaan portittamaton, ei-kontrastinen TT. Analysoitavat aivorakenteet sisältävät neokorteksin, limbisen järjestelmän (insula, amygdala, cingulate cortex ja hippokampus), retikulaarimuodostelman, aivorungon ja selkäytimen.

Stressiin liittyvän hermotoiminnan analyysi suoritetaan retrospektiivisenä analyysinä validoitujen tutkimusmenetelmien avulla. Tutkijat ovat sokeutuneet kliinisen tiedon suhteen. Amygdalar 18F-FDG:n sisäänotto mitataan sijoittamalla pyöreät kiinnostavat alueet (ROI) oikean ja vasemman amygdalaen päälle ja mittaamalla merkkiaineen kertymistä standardoituna sisäänottoarvona (SUV).

Kahdenväliset amygdaariset keskimääräiset SUV-maasturit arvioidaan sekä keskiarvoina että yksilöllisesti jakamalla ne säätelyn alueellisella hermoston sisäänotolla, jotta saadaan aikaan amygdaarisen ja säätelevän aktiivisuuden suhde (20). Amygdalar-aktiivisuuden (AmygA) ensisijainen mitta saadaan laskemalla oikean ja vasemman amygdalaen SUV:iden keskiarvo ja jakamalla tämä arvo keskimääräisellä temporaalilohkon (TL) SUV:lla (20). Lisäksi, koska ventromediaalinen prefrontaalinen aivokuori (vmPFC) toimii säätelykeskuksena stressaavissa olosuhteissa, AmygA:ta säädetään myös keskimääräiseen vmPFC SUV:iin sekundaarisessa analyysissä.

Otoskoon laskeminen Tietojemme mukaan ei ole olemassa aikaisempaa kirjallisuutta, jossa verrattaisiin ensisijaista ja toissijaista TTS:ää. Tästä syystä tämä konfiguroidaan pilottitutkimukseksi. Sellaisenaan muodollista otoskoon laskentaa ei tarvita. Perustuen Juliousin (2005) pilottitutkimusten yhteisiin peukalosääntöihin, joiden mukaan ryhmää kohden on 12 henkilöä, ja yksikössämme havaittujen TTS-potilaiden vuotuisen lukumäärän perusteella tutkijat suunnittelevat 60 potilasta 24 kuukauden aikana, joista 15 primaarisella TTS:llä ja 15 sekundaarisella TTS:llä ja samoin 15:llä sepsis/septinen sokki ja 15 sepsiksen aiheuttama kardiomyopatia.

Tilastollinen analyysi Otos kuvataan demografisilla, antropometrisilla, kliinisillä, instrumentaalisilla muuttujilla kuvailevien tilastotekniikoiden avulla. Laadulliset muuttujat ilmaistaan ​​absoluuttisena ja suhteellisena prosentuaalisena frekvenssinä, kun taas kvantitatiiviset muuttujat joko keskiarvona ja keskihajontana (SD) tai mediaani- ja kvartiilialueena (IQR), tapauksen mukaan. Gaussin jakauma arvioidaan aiemmin Shapiro-Wilk-testillä. Puuttuvien tietojen tapauksessa ne käsitellään datan imputointimenetelmillä imputeR-paketin kautta käyttämällä useita imputointia keskiarvokeskeisillä Lasso-regressiomenetelmillä kvantitatiivisten tietojen tapauksessa, kun taas luokituspuut imputoimiseksi funktion "RpartC" mukaan, muotiin keskittyen. , joka on eniten edustettuna oleva luokkaobjekti laadullisissa tiedoissa.

Ryhmien vertailut lähtötilanteessa arvioidaan khin neliötestillä tai Fisherin tarkalla testillä, Freeman-Haltonin laajennuksella tarvittaessa, kvalitatiivisten tietojen tapauksessa, kun taas kvantitatiivisten tietojen vertailut suoritetaan yksisuuntaisella ANOVA- tai Kruskal-Wallis-testillä. testata. Parittaiset vertailut lasketaan joko Studentin t-testillä tai Mann Whitneyn U-testillä. Tässä jälkimmäisessä tapauksessa käyttämällä "kolikon" R-pakettia Wilcoxon-Pratt signed rank -testiä sovelletaan siteiden esiintymisen selvittämiseen.

Ensisijaisen päätepisteen arviointi SUV-arvojen perusteella ensisijaisen ja toissijaisen TTS:n välillä arvioidaan joko Studentin t-testillä tai Mann Whitneyn U-testillä.

Toissijaisista päätepisteistä hiusten kortisolin ja biomarkkerien ero 3 kuukauden kohdalla lähtötasoon verrattuna arvioidaan ensisijaisesti yksittäisissä ryhmissä käyttämällä parillista Studentin t-testiä tai Wilcoxonin rank-summatestiä parillisten tietojen osalta.

Ryhmien välisiä ja ryhmien sisäisiä eroja ajan ja lähtötason välillä biomarkkereissa ja kortisolitasoissa edustavat edelleen "viulukuvat" käyttämällä R-paketteja "ggpubr", "ggstatsplot", "ggplot2", "ggprism" ja "ggsignif". .

Ensisijainen päätepiste sekä toissijaiset päätetapahtumat, joiden tarkoituksena on verrata edellä mainittujen indeksien vaihtelua kahden ryhmän välillä, suoritetaan lineaarisilla sekavaikutusmalleilla toistuville mittauksille (LMMRM) "glmmTMB" R-paketilla, joka sisältää tulostiedot pitkällä aikavälillä. -muoto riippuvaisena muuttujana. Kiinteitä vaikutuksia ovat osaotosallokaatio, aika kvalitatiivisena muuttujana ja niiden vuorovaikutus, kun taas satunnaiset vaikutukset potilaiden ID. Toistettujen mittareiden väliset korrelaatiot mallinnetaan perusteellisesti käyttämällä joko yhdistesymmetriarakennetta tai strukturoimatonta kovarianssimatriisia, muuten. Parhaan sovituksen malleihin testaa "DHARMa" R -paketti, joka käyttää simulaatioon perustuvaa lähestymistapaa helposti tulkittavien skaalattujen (kvantiili) jäännösten luomiseen sovitetuille LMM:ille ja testaa mallin yli-/alidispersiota. Tuloksena saadut residuaalit standardoidaan arvoihin välillä 0 ja 1, ja ne voidaan tulkita yhtä intuitiivisesti kuin lineaarisen regression residuaalit.

Jotta näitä malleja voidaan käyttää pienissä näytteissä, tehdään Bartlett-tyyppinen säätö bootstrap-uudelleennäytteenotolla "pbkrtest" R-paketilla. Itse asiassa, kun otetaan huomioon, että suurimman todennäköisyyden (LR) T-testin tilaston approksimaatio khin neliöjakaumaan suurissa näytteissä ei ole tarkka pienellä asteikolla, Bartlettin korjaus jakaa korjaustermillä, jonka säätötermi on on arvio T-tilaston nollajakauman ensimmäisestä hetkestä.

P-arvot <0,05 katsotaan tilastollisesti merkitseviksi. Myös olettavat p-arvot raportoidaan (0,05 ≤ p < 0,10). Kaikki analyysit suoritetaan R-ohjelmistolla, versio 4.2.0 (CRAN ®, R Core 2022, Wien, Itävalta).