BiHiVE2 tanulmány. Prediktív biomarkerek vizsgálata és validálása hipoxiás-ischaemiás encephalopathiában. (BiHiVE2)

Háttér és jelenlegi ismeretek a területen:

A perinatális asphyxia az újszülöttkori halálozás és a hosszú távú rokkantság egyik leggyakoribb oka, 1000 élve születésből 20-nál fordul elő. Ezek közül 1000-ből körülbelül 2-3-nál alakul ki hipoxiás-ischaemiás encephalopathia (HIE) (1). Írországban és az Egyesült Királyságban a HIE az újszülöttkori halálozás harmadik leggyakoribb oka, az összes halálozás 9%-áért és a koraszülött halálozások 21%-áért felelős, miközben a becslések szerint világszerte több mint 1 millió újszülötthalálozást okoz évente. A túlélők esetében jelentős másodlagos morbiditás társul, beleértve az agyi bénulást (15%), a súlyos kognitív késést (11%), a görcsrohamokat (8%), a szenzoros-neurális süketséget (7%) és a látásvesztést (3%). 2).

A HIE egy fejlődő folyamat, amely két sértésre egyszerűsíthető. A kezdeti sértés jelentős agyi hypoxia és/vagy ischaemia, amelyet energiakiürülés követ, az anaerob anyagcsere következtében, ami a laktát felhalmozódásához és a sejtintegritás elvesztéséhez vezet. Ez események sorozatát indítja el, szabad gyökök, proteázok és kaszpázok képződésével, ami sejtkárosodáshoz és apoptózishoz, a másodlagos inzultushoz (3) vezet. A másodlagos energiakimaradás a kezdeti inzultus után 6-48 órával jelentkezik.

Egészen a közelmúltig nem létezett olyan terápiás beavatkozás, amely csökkenthette volna a kapcsolódó morbiditást vagy mortalitást. Számos nemzetközi vizsgálat közelmúltbeli publikációja és az azt követő metaanalízis azonban kimutatta, hogy a korai indukált hipotermia előnyös a HIE-ben, javítja a túlélést és csökkenti a neurológiai fogyatékosságot (4-5). Az indukált hipotermia mára a mérsékelt/súlyos HIE kezelés standardjává vált. A hatásosság érdekében azonban a szállítást követő 6 órán belül el kell kezdeni, mielőtt a másodlagos energiakimaradás bekövetkezne. Ebben a szűk időintervallumban azonosítani kell, újra kell éleszteni, stabilizálni és le kell hűteni azt a populációt, aki számára előnyös lenne a kezelés.

Sajnos ezen időn belül nem mindig sikerül felismerni és diagnosztizálni azokat, akiknek előnyös lenne a terápia. Kimutattuk, hogy a HIE kockázatának kitett személyek azonosítására szolgáló jelenlegi standard módszerek, mint például a sav-bázis egyensúly, a laktát- és Apgar-pontszám, valamint a kezdeti neurológiai értékelés, megbízhatatlanok (6). Az újszülöttkori elektroencephalográfia (EEG) hasznos az encephalopathia osztályozásában, és kiváló előrejelzője a hosszú távú kimenetelnek. Különösen annak alakulása a szülést követő első 24 órában erősen korrelál az eredménnyel (7). Ez azonban rendkívül speciális készségeket igényel, amelyek ritkán állnak a neonatológus rendelkezésére akut körülmények között. Az amplitúdóba integrált EEG-t szélesebb körben használják a klinikusok, de értelmezése felhasználófüggő, és a neonatológusok többsége arról számol be, hogy nem bízik saját értelmező képességében (8). A HIE kimenetelének korai és megbízható előrejelzésére soha nem volt nagyobb szükség. Sürgősen szükség van egy gyors, olcsó, reprodukálható, nem felhasználófüggő módszerre a HIE súlyosságának és valószínű prognózisának számszerűsítésére. Számos biokémiai és hematológiai markert javasoltak perinatális asphyxiában, de egyik sem vezetett klinikai fejlődéshez vagy kereskedelmileg életképes ágy melletti tesztekhez (9).

Az elmúlt 2 évben itt, a Corki Egyetemi Szülési Kórházban a BIHIVE (Biomarkers in Hypoxic-Ischaemiás Encephalopathy tanulmány) során azonosítottunk olyan potenciális biokémiai markereket a köldökzsinórvérben, amelyek pontosan azonosíthatják azokat a csecsemőket, akik közepesen súlyos/súlyos állapotba kerülnek. encephalopathia (10,11). A BIHIVE-tanulmány sokrétű megközelítést alkalmazott a HIE vérrel terjedő biomarkereinek azonosítására: 1) célzott proteomikus profilalkotás Luminex technológiával, 2) miRNS profilalkotás 3) a vér metabolómának átfogó feltérképezése tömegspektrometriás és nukleáris mágneses rezonancia technikákkal.

Célunk, hogy egyértelműen meghatározott perinatális asphyxiában és HIE-ben szenvedő csecsemők csoportját toborozzuk, amelyeket ismételt neurológiai értékelés és többcsatornás EEG segítségével osztályoznak. Születéskor a köldökzsinórvért az általunk erre a célra kidolgozott szigorú szabványos működési eljárásokkal (SOP) veszik, dolgozzák fel és rögzítik. Ezek az eljárások biztosítják, hogy minden minta alkalmas legyen későbbi proteomikai, metabolomikai, transzkriptomikai és genomikai analízisre. Rendszerbiológiai megközelítést alkalmazva több javasolt markert tanulmányoztunk felfedezőcsoportunkból a tárolt köldökzsinórvérben, kezdetben a proteomra és a metabolomra összpontosítva. Ezzel a munkával már számos olyan biomarkert azonosítottunk, amelyek a köldökzsinórvérben jelen vannak, és amelyek képesek előre jelezni a közepesen súlyos/súlyos HIE kialakulását. Korai adataink rendkívül ígéretesek. Kezdeti metabolomikus elemzésünk azt mutatta, hogy különbséget tudunk tenni a HIE és a 0,92-es görbe alatti terület (AUROC) között. További elemzésre lesz szükség a differenciálódást előidéző ​​pontos metabolitcsúcsok azonosításához és számszerűsítéséhez. Most szeretnénk validálni ezeket az eredményeket a perinatális asphyxiában és HIE-ben szenvedő csecsemők további kohorszában, és igazolni kívánjuk a hosszabb távú neurológiai kimenetel előrejelzésére való képességünket. A közepesen súlyos/súlyos HIE-ben szenvedő csecsemők köldökzsinórvérében végbemenő mikroRNS-elváltozásokat vizsgáló kísérleti munkánk szintén nagyon biztató, mivel a többszörösen vizsgált miRNS-ek szignifikáns felszabályozása mind asphyxiában, mind HIE-ben. A legígéretesebb miRNS-eket most polimeráz láncreakció (PCR) amplikáció segítségével határozzák meg, és a felfedezési kohorszban validálják.

Jövőbeli kohorsz-BIHIVE2: Ahhoz, hogy ezeket a markereket tovább fejleszthessük addig a pontig, ahol egy >90%-os érzékenységű és specifitású markert validáltunk a közepesen súlyos/súlyos HIE-re, további gondosan toborzott csecsemőket kell toboroznunk, akik születésükkor jó minőségű biobankkal rendelkeznek. részletes klinikai fenotípus. Ez a jelenlegi alkalmazás fő munkája. További 300, perinatális asphyxiában szenvedő csecsemőből álló kohorszra lesz szükségünk, akik közül 60-nál alakul ki HIE, 30-nál pedig közepesen súlyos vagy súlyos HIE. 300 kortárs kontrollcsecsemőt is fel kell toboroznunk. Ahhoz, hogy ennyi perinatális asphyxiában szenvedő csecsemőt toborozhassunk, 30 000 élveszületést kell tanulmányoznunk. Ezért tanulmányi központjainkat kiterjesztettük a stockholmi Karolinska Egyetemi Kórházra, amely egy nagy korszerű szülészeti kórház, évente 10 000 élveszületéssel.

A további validálás lehetővé teszi számunkra, hogy olyan klinikai és biokémiai markerek algoritmusát fejlesszük ki, amely érzékeny és specifikus prediktív tesztet biztosít a közepesen súlyos/súlyos HIE esetén. Mindkét kohorsz idegfejlődési nyomon követése lehetővé teszi számunkra, hogy felmérjük, mennyire vagyunk képesek előre jelezni az idegrendszer fejlődési és viselkedési kimenetelét 2 év után.

Végül megvizsgáljuk a biomarker változás pontos időzítését a hipoxiás-ischaemiás sérülés (HI) időzített állatmodellje segítségével. A klinikai vizsgálatok során a hipoxiás-ischaemiás sérülés előre nem látható, és az időzítés gyakran lehetetlen megbecsülni. Dr. Tracey Bjorkmann a Brisbane-i Queen's Egyetemen kifejlesztette a HI malacmodelljét, amely a HI görcsrohamokat és a közepesen súlyos vagy súlyos HIE-nek megfelelő szintű sérülést okoz (12). Beleegyezett, hogy együttműködik a programunkkal, és a HI után 0, 1, 2 és 12 órával vett malac szérummintákat biztosít. Ezek a minták felbecsülhetetlen értékűek lesznek a biomarker-rendellenességek progressziójának vizsgálatában, és segítenek meghatározni az újszülöttkori agysérülést a szülés után.