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Effetti epigenetici dello scarico diesel e dell'esposizione all'ozono (Lamarck)

15 gennaio 2016 aggiornato da: David Diaz-Sanchez, Environmental Protection Agency (EPA)

Scopo: Lo scopo di questo protocollo è confrontare gli effetti genetici ed epigenetici tra lo scarico diesel e l'esposizione all'ozono in individui sani e in asmatici lievi/moderati.

Partecipanti: Gli investigatori recluteranno fino a 30 asmatici da lievi a moderati e fino a 50 adulti sani per partecipare a questo studio.

Procedure (metodi): I soggetti saranno esposti ad aria pulita, a 300 µg/m3 di scarico diesel per 2 ore ea 0,3 ppm di ozono per 2 ore con esercizio intermittente in una camera ad ambiente controllato. Gli endpoint primari includeranno la spirometria e le modifiche delle cellule polmonari post-esposizione. Gli endpoint secondari includeranno l'analisi dei fattori di coagulazione/coagulazione del sangue, il monitoraggio Holter dei parametri cardiaci, l'analisi dei fattori solubili presenti nel plasma e nel lavaggio bronchiale e l'analisi dei fattori intracellulari presenti nel tessuto polmonare ottenuto da una biopsia con pennello.

Panoramica dello studio

Descrizione dettagliata

Questo studio confronterà le risposte epigenetiche di adulti sani e adulti con asma lieve allo scarico diesel e alle esposizioni all'ozono. Verranno reclutati fino a cinquanta soggetti nel gruppo adulto sano e fino a trenta soggetti nel gruppo asmatico da lieve a moderato. Sia il gruppo sano normale che il gruppo asmatico saranno esposti in modo casuale ad aria pulita, gas di scarico diesel e ozono con esposizioni separate da un minimo di due settimane seguite da una procedura di broncoscopia 18-24 ore dopo l'esposizione. Inoltre, il gruppo sano parteciperà a un secondo braccio dello studio in cui saranno esposti in modo casuale all'aria pulita e all'ozono solo separati da un minimo di 2 settimane seguite da una procedura di broncoscopia 1 h dopo l'esposizione. Le risposte di interesse primario includeranno: 1) cambiamenti genetici ed epigenetici 2) FEV1 misurato mediante spirometria e 3) infiammazione polmonare e cambiamenti cellulari valutati mediante lavaggio broncoalveolare. L'esecuzione di questi test e procedure è considerata essenziale per condurre lo studio. Gli endpoint esplorativi includeranno: emocromo e differenziale, fibrinogeno e piastrine, variazioni di IL 6 e IL 8 confrontando i valori pre-esposizione con quelli post-esposizione. Gli endpoint di sicurezza includeranno il confronto di temperatura, telemetria, frequenza respiratoria, saturazione di O2 e punteggi dei sintomi per pre e post esposizione e 18-24 ore dopo l'esposizione. Tutte le procedure mediche saranno eseguite dal personale dello studio.

Verranno reclutati fino ad altri 15 soggetti sani appositamente per essere esposti all'ozono generato utilizzando l'isotopo pesante non radioattivo dell'ossigeno (18O). Non vi è alcun rischio per il soggetto di inalare questo isotopo, che si trova naturalmente in piccole concentrazioni. Abbiamo precedentemente utilizzato 18Ozone in uno studio approvato dall'UNC IRB nel 1993. Lo scopo di queste esposizioni è misurare la quantità di etichetta 18O attaccata alle cellule epiteliali delle vie aeree rimosse durante la broncoscopia e quindi calcolare la dose di ozono che queste cellule hanno ricevuto. Preleveremo un piccolo campione di sangue ma non verranno eseguiti altri test su questi soggetti oltre alla spirometria di routine per garantire che non siano a rischio di broncoscopia.

Giorno dell'esame fisico:

Prima del reclutamento nello studio, i soggetti saranno sottoposti a un esame fisico. Durante questa visita, verrà eseguita una breve revisione della storia del soggetto e verranno valutati i segni vitali, l'altezza e il peso (temperatura, polso, frequenza respiratoria e pressione sanguigna), per determinare se l'individuo soddisfa i principali criteri di esclusione per lo studio . È possibile raccogliere fino a 50 ml di sangue per un CBC/differenziale, chimica e pannelli lipidici. In questo momento il soggetto può sottoporsi a un esame fisico per la broncoscopia o può essere programmato per uno in un altro momento.

Per partecipare a questo studio, ai soggetti verrà chiesto di:

  • Evitare fumo e fumi per 24 ore prima di tutte le visite.
  • Evitare di bere alcolici 24 ore prima di tutte le visite.
  • Evitare esercizi faticosi per 24 ore prima e dopo tutte le visite.
  • Nessuna caffeina per 12 ore prima di tutte le visite di studio.
  • Mangiare una colazione normale prima delle esposizioni in cui viene eseguita la broncoscopia ~ 24 ore dopo l'esposizione.
  • Non mangiare o bere nulla dopo la mezzanotte della notte prima della broncoscopia. Ciò include il non mangiare o bere prima delle esposizioni in cui viene eseguita la broncoscopia 1 h dopo l'esposizione.

Giorno d'allenamento

  1. I soggetti idonei si riferiranno al laboratorio di ricerca per una sessione di formazione di circa 2 ore.
  2. Si otterrà il consenso informato.
  3. Valutazione dei segni vitali (temperatura, polso, frequenza respiratoria e pressione sanguigna), saturazione di ossigeno
  4. I test di gravidanza saranno somministrati a tutte le donne che potrebbero avere un potenziale fertile.
  5. I soggetti verranno addestrati sul cicloergometro e verrà determinato il carico di lavoro per ottenere una ventilazione minuto normalizzata per la superficie corporea di 25L/m2/BSA. Nella maggior parte dei soggetti questo sarà di circa 50 L/minuto (IE. VO2 di circa 2,0 L/m). Un'impostazione di lavoro del cicloergometro da 75 a 100 watt di solito raggiunge una tale risposta fisiologica
  6. I soggetti eseguiranno la spirometria.
  7. Ai soggetti verrà mostrata la camera dove avranno luogo le esposizioni. Braccio di studio 1 - Broncoscopia ~ 24 ore dopo l'esposizione (soggetti sani e asmatici)

Giorno di esposizione 1

I soggetti saranno esposti all'ozono, allo scarico diesel e all'aria pulita in tre diverse occasioni, con le esposizioni separate da un minimo di due settimane (queste saranno sessioni di esposizione di 2 visite). I soggetti che ricevono 18Ozone saranno esposti solo all'ozono.

  1. Ai soggetti verrà chiesto di arrivare al sito dello studio non prima delle 8:00 e saranno sottoposti a valutazione dei segni vitali (temperatura, polso, frequenza respiratoria e pressione sanguigna), saturazione di ossigeno e valutazione del punteggio dei sintomi.
  2. I test di gravidanza saranno somministrati a tutte le donne che potrebbero avere un potenziale fertile.
  3. Sarà collegata un'unità di telemetria per il monitoraggio cardiaco.
  4. Il soggetto verrà dotato di un monitor Holter e al soggetto verrà chiesto di sdraiarsi in un luogo buio e tranquillo per 30 minuti. Dopo circa 20 minuti verrà attivato un marcatore temporale in modo che le letture della frequenza di variabilità della frequenza cardiaca possano essere rilevate nei successivi 10 minuti. Il soggetto indosserà il monitor Holter per le successive 24 ore. I soggetti esposti a 18Ozone non saranno dotati di Holter.
  5. Venipuntura: verranno raccolti fino a 80 ml di sangue per un CBC/differenziale e possono essere utilizzati per la valutazione della funzione e dei marcatori della coagulazione, della funzione fagocitaria, dell'infiammazione e dei marcatori della superficie cellulare. Una parte del campione può essere utilizzata per l'isolamento dell'RNA per l'analisi di microarray e per l'isolamento del DNA a scopo di genotipizzazione. Il sangue pre-esposizione non verrà prelevato da soggetti esposti a 18ozono
  6. Spirometria basale
  7. Sessioni di esposizione: l'esposizione all'ozono, allo scarico diesel o all'aria pulita sarà condotta in una camera di esposizione presso l'EPA Human Studies Facility nel campus UNC. Ogni soggetto sarà esposto fino a 0,3 ppm di ozono, gas di scarico diesel (fino a 300 ug/m3) o aria pulita per 2 ore. I soggetti inizieranno ad allenarsi su una cyclette. Ogni sessione di allenamento consisterà in un intervallo di 15 minuti di esercizio a un livello fino a 25 L/m2/BSA seguito da un periodo di riposo di 15 minuti. La ventilazione minuto può essere misurata durante ogni periodo di esercizio. La frequenza cardiaca e il ritmo continui e la saturazione di ossigeno saranno monitorati rispettivamente mediante telemetria e pulsossimetria. La pressione sanguigna può essere monitorata in modo intermittente. Ai soggetti verrà chiesto di astenersi, ma non proibito, dall'uso di broncodilatatori per via inalatoria durante le esposizioni; se l'uso di farmaci è necessario, i soggetti saranno istruiti a mantenere un uso coerente di farmaci tra le due esposizioni. I soggetti potranno terminare la loro esposizione ed uscire dalla camera in qualsiasi momento. Le indicazioni per terminare l'esposizione includono distress respiratorio significativo o dispnea, dolore toracico o simile all'angina, aritmie cardiache significative, pallore, atassia o un calo superiore a 5 punti di ossigeno saturo (o un calo inferiore all'89%). Saranno monitorati continuamente da personale addestrato e un medico è di guardia ogni volta che un soggetto è sottoposto a una procedura presso la struttura. Una descrizione dettagliata delle strutture fisiche nella Divisione Studi Umani del Laboratorio di ricerca sugli effetti sulla salute dell'EPA statunitense situato nel campus UNC-CH è stata pubblicata come Pubblicazione del governo degli Stati Uniti EPA-600/1-78-064 ed è archiviata nel ufficio del Comitato UNC per la protezione dei diritti dei soggetti umani. La postazione medica della Divisione Studi Umani comprende una sala visita medica completamente attrezzata, un carrello di emergenza cardio-respiratoria, una sala recupero soggetti, una postazione infermieristica, una sala d'attesa e sale conferenze. La struttura è gestita da infermieri qualificati e un medico in loco è disponibile per rispondere tempestivamente a un'emergenza medica. L'atmosfera di esposizione sarà a circa 40 + 10% RH e circa 22 + 2 oC. Il DE sarà generato da un generatore diesel utilizzato per alimentare un banco di carico che si trova all'esterno della struttura per studi sull'uomo, e successivamente introdotto nella camera di esposizione dopo diverse diluizioni con HEPA pulita e aria filtrata con carbone e umidificata per fornire una concentrazione della camera fino a a 300 μg/m3. L'analizzatore di monitoraggio registra una concentrazione in tempo reale. Le esposizioni termineranno a valori ≥ 400 µg/m3 durante le corse in cui l'esposizione mira a 300 µg/m3 DE. Questo limite di sicurezza impedirà un'esposizione inalatoria superiore a 1080 µg, che presuppone che il soggetto inalerà 2,7 m3 durante l'esposizione di 120 min. I livelli di monossido di carbonio (CO) e ossidi di azoto (NOx; principalmente NO e alcuni NO2) saranno mantenuti al di sotto di 10 ppm CO, 15 ppm NO e 2,5 ppm NO2 o l'esposizione sarà interrotta. [La media ponderata nel tempo (TWA) OSHA su 8 ore per queste sostanze è: CO=50 ppm; NO=25 ppm; NO2=5 ppm; Il carburante diesel utilizzato per lo studio sarà acquistato come carburante commerciale a bassissimo contenuto di zolfo. I soggetti entreranno nella camera di esposizione (circa 6 piedi x 6 piedi x 8 piedi). La massa delle particelle sarà misurata in tempo reale. La distribuzione delle dimensioni delle particelle potrebbe non essere determinata durante l'esposizione di ciascun soggetto ma a intervalli regolari (ad esempio, mensilmente) per mostrare che la distribuzione delle dimensioni non cambia radicalmente. I campioni di filtro saranno anche analizzati per la composizione chimica delle particelle. Le esposizioni all'ozono saranno condotte in una camera di acciaio inossidabile (6 piedi x 6 piedi x 8 piedi) con una fornitura continua di mezzo di esposizione. L'ozono sarà costantemente monitorato. Immediatamente dopo l'esposizione, i soggetti saranno nuovamente sottoposti a spirometria, lettura della frequenza del monitor Holter, punteggio dei sintomi e valutazione dei segni vitali.
  8. Quindi, verranno raccolti fino a 80 ml di sangue per un CBC/differenziale, valutazione della funzione di coagulazione, funzione fagocitica dei leucociti del sangue, citochine, marcatori di superficie cellulare e isolamento dell'RNA per l'analisi di microarray. Ai soggetti esposti a 18Ozone verranno rimossi solo 20 ml di sangue per l'analisi dell'etichetta 18O presente sulle cellule del sangue e avranno misurazioni spirometriche post esposizione.
  9. I soggetti esposti a 18Ozone verranno sottoposti a broncoscopia circa 1 ora dopo l'esposizione.

    L'esposizione all'ozono 18 e l'esecuzione di una broncoscopia circa un'ora dopo non dovrebbero aumentare il rischio per i soggetti. Abbiamo completato due studi precedenti in cui i soggetti sono stati sottoposti a broncoscopia in seguito all'esposizione a concentrazioni di ozono superiori a quelle utilizzate in questo studio e non hanno riscontrato problemi. Altri hanno anche pubblicato studi in cui i soggetti sono stati esposti all'ozono seguito da broncoscopia un'ora dopo

  10. I soggetti saranno quindi valutati e dimessi dal personale infermieristico.

Giorno 2 di esposizione (circa 24 ore dopo l'esposizione) I soggetti esposti a 18O non torneranno per un giorno 2

Il soggetto arriverà all'US EPA HSF per:

  1. Monitoraggio dei segni vitali.
  2. Punteggio dei sintomi.
  3. Venipuntura: fino a 80 ml di sangue saranno raccolti per un CBC/differenziale, funzione di coagulazione, valutazione della funzione fagocitica dei monociti del sangue, infiammazione e marcatori di superficie cellulare e isolamento dell'RNA per l'analisi di microarray.
  4. Lettura e rimozione della frequenza del monitor Holter
  5. Spirometria
  6. Broncoscopia. I soggetti saranno stati sottoposti a un esame fisico, inclusa la valutazione dell'idoneità alla broncoscopia a fibre ottiche transnasale presso la Human Studies Facility da parte di uno pneumologo certificato o idoneo.

Prima della procedura, i soggetti eseguiranno la spirometria (come sopra); la broncoscopia non verrà eseguita se la funzione polmonare non soddisfa il livello di prestazione raccomandato (linee guida NIH; FEV1≥ 60% del predetto). Prima della broncoscopia, un piccolo tubo (IV) verrà inserito in una vena per un potenziale utilizzo nella somministrazione di fluidi. I soggetti riceveranno salbutamolo inalato prima della broncoscopia a discrezione del medico polmonare che esegue la procedura. La broncoscopia con lavaggio broncoalveolare e biopsia con pennello sarà eseguita da un medico autorizzato che è certificato dal consiglio o idoneo al consiglio in medicina polmonare ed è esperto in broncoscopia a fibre ottiche. Il medico sarà assistito da almeno un R.N. esperto in broncoscopia. I soggetti saranno monitorati attentamente durante tutta la procedura nel modo seguente: 1) Elettrodi toracici per elettrocardiogramma continuo, 2) Pulsossimetria del sangue arterioso e 3) monitoraggio della pressione arteriosa utilizzando uno sfigmomanometro elettronico. I soggetti possono essere premedicati con atropina EV (0,6 mg) per prevenire la bradicardia e l'ipotensione che potrebbero derivare dalla stimolazione vagale provocata dal passaggio del broncoscopio attraverso la laringe del soggetto e per ridurre al minimo la quantità di secrezioni delle vie aeree. L'ossigeno nasale verrà somministrato durante la procedura. Durante la broncoscopia non vengono mai somministrati sedativi e/o narcotici. Abbiamo riscontrato che la premedicazione con sedativi (midazolam) o con oppiacei (demerol) non è richiesta per i soggetti sottoposti a broncoscopia di ricerca. L'evitamento di questi farmaci riduce il rischio procedurale e accorcia notevolmente i tempi di recupero post-procedurale. La neosinefrina verrà utilizzata per decongestionare i passaggi nasali, seguita da gargarismi con una soluzione di lidocaina per alcuni secondi per anestetizzare la gola. Il soggetto quindi annuserà (sbufferà) una piccola quantità di gelatina di lidocaina attraverso una narice per anestetizzare il naso e la parte posteriore della gola. Un cotton fioc con gelatina di lidocaina verrà inserito delicatamente nel naso per assicurarsi che sia completamente insensibile prima che venga inserito il broncoscopio. L'anestesia topica con lidocaina verrà somministrata alla laringe e alle vie aeree inferiori attraverso il broncoscopio per il comfort del soggetto e per prevenire la tosse, con una dose massima di 15 ml di soluzione di lidocaina al 2% (360 mg di lidocaina) Saranno ottenute fino a 8 biopsie endobronchiali con pennello da la trachea inferiore e i bronchi principali destro e sinistro. Un pennello per citologia (Bronchoscope Cytology Brush; Bard, Tewksbury, MA) viene applicato alla regione sotto visualizzazione diretta. Per una singola spazzolatura si effettuano sei passate, ciascuna con un'escursione lineare di circa 2-5 cm, con lo spazzolino lungo la superficie endobronchiale. Il lavaggio broncoalveolare verrà eseguito nel lobo medio destro utilizzando un volume totale fino a 250 cc di soluzione fisiologica sterile allo 0,9%; da una a 5 aliquote da 50 cc ciascuna verranno iniettate e immediatamente aspirate attraverso il canale del broncoscopio utilizzando una siringa.

I soggetti vengono osservati e monitorati per un minimo di 1 o 2 ore dopo la procedura nella stazione medica in loco da un'infermiera registrata con la supervisione di un medico. Alla dimissione i soggetti saranno asintomatici. Almeno 2 medici, compreso il broncoscopista responsabile, saranno a disposizione (24 ore al giorno) per i soggetti che sviluppano sintomi dopo la dimissione. Il soggetto viene dimesso da un medico e gli vengono forniti i nomi ei numeri di telefono del broncoscopista e di un altro medico. Il soggetto viene contattato 24 ore dopo la broncoscopia per chiedere informazioni su eventuali effetti indesiderati.

I soggetti torneranno all'EPA HSF degli Stati Uniti per ulteriori sessioni di esposizione e broncoscopie post esposizione (controllo dell'aria, ozono o scarico diesel) dopo un intervallo di tempo minimo di due settimane.

Braccio di studio 2 - Broncoscopia 1 h post-esposizione (SOLO soggetti sani)

Giorno di esposizione 1

I soggetti saranno esposti all'ozono e all'aria pulita in due occasioni separate, con le esposizioni separate da un minimo di due settimane (queste saranno sessioni di esposizione di 1 visita).

  1. Ai soggetti verrà chiesto di arrivare al sito dello studio non prima delle 8:00 e saranno sottoposti a valutazione dei segni vitali (temperatura, polso, frequenza respiratoria e pressione sanguigna) e saturazione di ossigeno.
  2. I test di gravidanza saranno somministrati a tutte le donne che potrebbero avere un potenziale fertile.
  3. Sarà collegata un'unità di telemetria per il monitoraggio cardiaco.
  4. Spirometria basale
  5. Un blocco salino verrà inserito nel braccio del soggetto in preparazione per i fluidi IV da somministrare dopo l'esposizione.
  6. Sessioni di esposizione: l'esposizione all'ozono o all'aria pulita sarà condotta in una camera di esposizione presso l'EPA Human Studies Facility nel campus UNC. Ogni soggetto sarà esposto fino a 0,3 ppm di ozono o aria pulita per 2 ore. I soggetti inizieranno ad allenarsi su una cyclette. Ogni sessione di allenamento consisterà in un intervallo di 15 minuti di esercizio a un livello fino a 25 L/m2/BSA seguito da un periodo di riposo di 15 minuti. La ventilazione minuto può essere misurata durante ogni periodo di esercizio. La frequenza cardiaca e il ritmo continui e la saturazione di ossigeno saranno monitorati rispettivamente mediante telemetria e pulsossimetria. La pressione sanguigna può essere monitorata in modo intermittente. I soggetti potranno terminare la loro esposizione ed uscire dalla camera in qualsiasi momento. Le indicazioni per terminare l'esposizione includono distress respiratorio significativo o dispnea, dolore toracico o simile all'angina, aritmie cardiache significative, pallore, atassia o un calo superiore a 5 punti di ossigeno saturo (o un calo inferiore all'89%). Saranno monitorati continuamente da personale addestrato e un medico è di guardia ogni volta che un soggetto è sottoposto a una procedura presso la struttura. Una descrizione dettagliata delle strutture fisiche nella Divisione Studi Umani del Laboratorio di ricerca sugli effetti sulla salute dell'EPA statunitense situato nel campus UNC-CH è stata pubblicata come Pubblicazione del governo degli Stati Uniti EPA-600/1-78-064 ed è archiviata nel ufficio del Comitato UNC per la protezione dei diritti dei soggetti umani. La postazione medica della Divisione Studi Umani comprende una sala visita medica completamente attrezzata, un carrello di emergenza cardio-respiratoria, una sala recupero soggetti, una postazione infermieristica, una sala d'attesa e sale conferenze. La struttura è gestita da infermieri qualificati e un medico in loco è disponibile per rispondere tempestivamente a un'emergenza medica. L'atmosfera di esposizione sarà a circa 40 + 10% RH e circa 22 + 2 oC. Le esposizioni all'ozono saranno condotte in una camera di acciaio inossidabile (6 piedi x 6 piedi x 8 piedi) con una fornitura continua di mezzo di esposizione. L'ozono sarà costantemente monitorato. Immediatamente dopo l'esposizione, i soggetti saranno nuovamente sottoposti a spirometria e valutazione dei segni vitali.
  7. Verranno somministrati fluidi IV prima della broncoscopia per garantire una corretta idratazione del soggetto
  8. I soggetti eseguiranno la broncoscopia circa 1 ora dopo l'esposizione. Sottoporsi a una broncoscopia circa un'ora dopo l'esposizione non dovrebbe aumentare il rischio per i soggetti. Abbiamo completato due studi precedenti in cui i soggetti sono stati sottoposti a broncoscopia in seguito all'esposizione a concentrazioni di ozono superiori a quelle utilizzate in questo studio e non hanno riscontrato problemi. Altri hanno anche pubblicato studi in cui i soggetti sono stati esposti all'ozono seguito da broncoscopia un'ora dopo.

I soggetti saranno stati sottoposti a un esame fisico, inclusa la valutazione dell'idoneità alla broncoscopia a fibre ottiche transnasale presso la Human Studies Facility da parte di uno pneumologo certificato o idoneo. Prima della procedura, i soggetti eseguiranno la spirometria (come sopra); la broncoscopia non verrà eseguita se la funzione polmonare non soddisfa il livello di prestazione raccomandato (linee guida NIH; FEV1≥ 60% del predetto). La broncoscopia con lavaggio broncoalveolare e biopsia con pennello sarà eseguita da un medico autorizzato che è certificato dal consiglio o idoneo al consiglio in medicina polmonare ed è esperto in broncoscopia a fibre ottiche. Il medico sarà assistito da almeno un R.N. esperto in broncoscopia. I soggetti saranno monitorati attentamente durante tutta la procedura nel modo seguente: 1) Elettrodi toracici per elettrocardiogramma continuo, 2) Pulsossimetria del sangue arterioso e 3) monitoraggio della pressione arteriosa utilizzando uno sfigmomanometro elettronico. I soggetti possono essere premedicati con atropina EV (0,6 mg) per prevenire la bradicardia e l'ipotensione che potrebbero derivare dalla stimolazione vagale provocata dal passaggio del broncoscopio attraverso la laringe del soggetto e per ridurre al minimo la quantità di secrezioni delle vie aeree. L'ossigeno nasale verrà somministrato durante la procedura. Durante la broncoscopia non vengono mai somministrati sedativi e/o narcotici. Abbiamo riscontrato che la premedicazione con sedativi (midazolam) o con oppiacei (demerol) non è richiesta per i soggetti sottoposti a broncoscopia di ricerca. L'evitamento di questi farmaci riduce il rischio procedurale e accorcia notevolmente i tempi di recupero post-procedurale. La neosinefrina verrà utilizzata per decongestionare i passaggi nasali, seguita da gargarismi con una soluzione di lidocaina per alcuni secondi per anestetizzare la gola. Il soggetto quindi annuserà (sbufferà) una piccola quantità di gelatina di lidocaina attraverso una narice per anestetizzare il naso e la parte posteriore della gola. Un cotton fioc con gelatina di lidocaina verrà inserito delicatamente nel naso per assicurarsi che sia completamente insensibile prima che venga inserito il broncoscopio. L'anestesia topica con lidocaina verrà somministrata alla laringe e alle vie aeree inferiori attraverso il broncoscopio per il comfort del soggetto e per prevenire la tosse, con una dose massima di 15 ml di soluzione di lidocaina al 2% (360 mg di lidocaina) Saranno ottenute fino a 8 biopsie endobronchiali con pennello da la trachea inferiore e i bronchi principali destro e sinistro. Un pennello per citologia (Bronchoscope Cytology Brush; Bard, Tewksbury, MA) viene applicato alla regione sotto visualizzazione diretta. Per una singola spazzolatura si effettuano sei passate, ciascuna con un'escursione lineare di circa 2-5 cm, con lo spazzolino lungo la superficie endobronchiale. Il lavaggio broncoalveolare verrà eseguito nel lobo medio destro utilizzando un volume totale fino a 250 cc di soluzione fisiologica sterile allo 0,9%; da una a 5 aliquote da 50 cc ciascuna verranno iniettate e immediatamente aspirate attraverso il canale del broncoscopio utilizzando una siringa.

I soggetti vengono osservati e monitorati per un minimo di 1 o 2 ore dopo la procedura nella stazione medica in loco da un'infermiera registrata con la supervisione di un medico. Alla dimissione i soggetti saranno asintomatici e in grado di urinare. Almeno 2 medici, compreso il broncoscopista responsabile, saranno a disposizione (24 ore al giorno) per i soggetti che sviluppano sintomi dopo la dimissione. Il soggetto viene dimesso da un medico e gli vengono forniti i nomi ei numeri di telefono del broncoscopista e di un altro medico. Il soggetto viene contattato 24 ore dopo la broncoscopia per chiedere informazioni su eventuali effetti indesiderati.

I soggetti torneranno all'EPA HSF degli Stati Uniti per ulteriori sessioni di esposizione e broncoscopie post esposizione (controllo dell'aria o ozono) dopo un intervallo di tempo minimo di due settimane.

Prevediamo di eseguire diverse procedure cliniche nel corso di questo studio che includono endpoint primari, secondari ed esplorativi. Tuttavia, è possibile che non tutte le procedure vengano eseguite su ogni soggetto. Se non siamo in grado di eseguire una procedura, a causa di un problema dello sperimentatore (come, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, anche guasti di edifici/attrezzature, ritardi meteorologici o problemi di personale), il paziente verrà risarcito per detta/e procedura/e e per il tempo impiegato giorno e può essere riprogrammato.

Tipo di studio

Interventistico

Iscrizione (Effettivo)

42

Fase

  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Luoghi di studio

    • North Carolina
      • Chapel Hill, North Carolina, Stati Uniti, 27514
        • U.S. EPA Human Studies Facility

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Età idonea allo studio

Da 18 anni a 55 anni (Adulto)

Accetta volontari sani

No

Sessi ammissibili allo studio

Tutto

Descrizione

Criterio di inclusione:

Criteri di inclusione specifici per individui sani

  1. Gli esami fisici saranno eseguiti dai medici dello studio durante la visita di screening (protocollo EPA 95-EPA-66 approvato dall'IRB).
  2. Funzione polmonare normale (pre o post salbutamolo), definita da Knudson 1976/1984 come:

    - FVC > 75% del previsto per sesso, etnia, età e altezza.

    - FEV1 > 75% del previsto per sesso, etnia, età e altezza.

    - Rapporto FEV1/FVC > 75% dei valori previsti.

  3. Saturazione di ossigeno > 96 %.
  4. Capacità di tollerare intervalli di esercizio moderato

Asmatici da lievi a moderati

Criterio di inclusione:

  1. Gli esami fisici saranno eseguiti dai medici dello studio durante la visita di screening (protocollo EPA 95-EPA-66 approvato dall'IRB) in cui la diagnosi sarà giudicata dai medici dell'EPA.
  2. Asmatici lievi/moderati come definiti dalle linee guida NHLBI.
  3. Storia positiva di asma (respiro sibilante, costrizione toracica e ostruzione reversibile delle vie aeree);
  4. FEV1/FVC al basale ≥ 60%;
  5. Saturazione di ossigeno ≥ 94%
  6. Capacità di tollerare un esercizio moderato

Criteri di esclusione:

  • Individui sani

    1. Una storia di malattie croniche come diabete, malattie reumatologiche, stato di immunodeficienza, malattie cardiache clinicamente significative note (inclusi infarto miocardico, insufficienza cardiaca congestizia e angina), malattie respiratorie croniche come broncopneumopatia cronica ostruttiva e cancro ai polmoni.
    2. Se il soggetto è incinta, sta tentando una gravidanza o sta allattando.
    3. Allergia a qualsiasi farmaco che possa essere usato o prescritto nel corso di questo studio.
    4. Soggetti che attualmente assumono mega dosi di vitamine e integratori, farmaci omeopatici/naturopatici o farmaci che potrebbero influire sui risultati del PM e/o della sfida dell'ozono o interferire con qualsiasi altro farmaco potenzialmente utilizzato nello studio (per includere steroidi sistemici e beta-bloccanti). I soggetti devono astenersi da tutti gli agenti antinfiammatori da banco, compresi quelli per le allergie, il naprossene e gli antiossidanti per un periodo di una settimana prima dell'esposizione. I farmaci non specificamente menzionati qui possono essere rivisti dagli investigatori prima dell'inclusione di un soggetto nello studio.
    5. Storia del fumo entro 2 anni dallo studio.
    6. Uso di steroidi per via inalatoria, cromolyn o inibitori dei leucotrieni (montelukast, zafirkulast, ecc.) iniziato nell'ultimo mese (ad eccezione dell'uso di cromolyn esclusivamente prima dell'esercizio). I pazienti devono seguire un regime terapeutico stabile.
    7. Ipertensione non trattata (> 150 sistolica, > 90 diastolica)
    8. Demenza.
    9. Malattie non specificate, che a giudizio dello sperimentatore potrebbero aumentare il rischio associato alla sfida o all'esercizio fisico per inalazione di PM, costituiranno una base per l'esclusione.
    10. Storia di allergia cutanea al nastro o agli elettrodi.
    11. Soggetti che non comprendono o non parlano inglese
    12. Soggetti che non sono in grado di svolgere un esercizio moderato

      Criteri di esclusione per la broncoscopia:

    1. Qualsiasi cibo o liquidi dopo la mezzanotte prima della broncoscopia
    2. Rapporto FEV1/FVC inferiore al 60% del predetto all'AM della broncoscopia.
    3. Uso regolare di aspirina o altri farmaci antinfiammatori non steroidei (che inibiscono la funzione piastrinica).

      Asmatici da lievi a moderati

      Uso di terapia steroidea orale nell'ultimo mese

    2. Trattamento di emergenza diretto dal medico per esacerbazione dell'asma nei 6 mesi precedenti.

    3. ECG anomalo che preclude la valutazione della variabilità della frequenza cardiaca. 4. A parte l'asma lieve/moderato, una storia di malattie croniche come diabete, malattie reumatologiche, stato di immunodeficienza, malattia cardiaca clinicamente significativa nota (inclusi infarto miocardico, insufficienza cardiaca congestizia e angina), malattie respiratorie croniche come malattia polmonare ostruttiva cronica o asma grave e cancro (possibile eccezione per anamnesi di cancro della pelle non melanoma).

    5. Se il soggetto è incinta, sta tentando una gravidanza o sta allattando. 6. Allergia a qualsiasi farmaco che possa essere utilizzato o prescritto nel corso di questo studio 7. Soggetti che attualmente assumono mega dosi di vitamine e integratori, medicinali omeopatici/naturopatici o farmaci che possono influire sui risultati del PM challenge o interferire con qualsiasi altro farmaci potenzialmente utilizzati nello studio (per includere steroidi sistemici e beta-bloccanti). I soggetti devono astenersi da tutti gli agenti antinfiammatori da banco, compresi quelli per le allergie, il naprossene e gli antiossidanti per un periodo di una settimana prima dell'esposizione. I farmaci non specificamente menzionati qui possono essere rivisti dagli investigatori prima dell'inclusione di un soggetto nello studio.

    8. Il livello di dosaggio di uno steroide per via inalatoria deve essere coerente con l'asma lieve come delineato dalle linee guida NHLBI NAEPP. L'uso regolare di corticosteroidi orali o l'uso di steroidi per via inalatoria alle dosi tipicamente utilizzate per l'asma grave comporterà l'esclusione di tale individuo dal protocollo.

    9. Asmatici gravi come definiti da: sintomi notturni di tosse o respiro sibilante maggiori di 1 volta alla settimana al basale, esacerbazione quotidiana dell'asma o necessità di salbutamolo a causa dei sintomi dell'asma (tosse, respiro sibilante, costrizione toracica, ma senza includere l'uso profilattico di salbutamolo prima dell'esercizio), interferenze più che lievi con la normale attività, qualsiasi episodio di trattamento di emergenza diretto dal medico per l'asma che richieda una terapia con corticosteroidi orali negli ultimi dodici mesi.

    10. Storia del fumo entro 2 anni dallo studio. 11. Uso di steroidi per via inalatoria, cromolyn o inibitori dei leucotrieni (montelukast, zafirkulast, ecc.) iniziato nell'ultimo mese (ad eccezione dell'uso di cromolyn esclusivamente prima dell'esercizio). I pazienti devono seguire un regime terapeutico stabile.

    12. Storia di allergia cutanea al nastro o agli elettrodi. 13. Storia di malattie respiratorie diverse dalla rinite allergica e dall'asma 14. Ipertensione non trattata (> 150 sistolica, > 90 diastolica) 15. Demenza. 16. Malattie non specificate, che a giudizio dello sperimentatore potrebbero aumentare il rischio associato alla sfida o all'esercizio fisico per inalazione di PM, costituiranno una base per l'esclusione.

    17. Soggetti che non capiscono o non parlano inglese 18. Soggetti che non sono in grado di svolgere un esercizio moderato

Criteri di esclusione per la broncoscopia:

  1. Qualsiasi cibo o liquidi dopo la mezzanotte prima della broncoscopia
  2. Rapporto FEV1/FVC inferiore al 60% del predetto all'AM della broncoscopia.
  3. Uso regolare di aspirina o altri farmaci antinfiammatori non steroidei (che inibiscono la funzione piastrinica).

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Assegnazione: Randomizzato
  • Modello interventistico: Assegnazione incrociata
  • Mascheramento: Triplicare

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm
Intervento / Trattamento
Comparatore fittizio: Esposizione all'aria pulita
L'esposizione all'aria pulita sarà condotta in una camera di esposizione presso l'EPA Human Studies Facility nel campus UNC. Ogni soggetto sarà esposto all'aria pulita per 2 ore. I soggetti inizieranno ad allenarsi su una cyclette. Ogni sessione di allenamento consisterà in un intervallo di 15 minuti di esercizio a un livello fino a 25 L/m2/BSA seguito da un periodo di riposo di 15 minuti. L'atmosfera di esposizione sarà a circa 40 + 10% RH e circa 22 + 2 oC.
Esposizione all'aria che è stata depurata per rimuovere inquinanti atmosferici inclusi ozono e particelle.
Altri nomi:
  • Circa
Altro: Esposizione all'ozono
L'esposizione a 0,3 ppm di ozono sarà condotta in una camera di esposizione presso l'EPA Human Studies Facility nel campus UNC. Ogni soggetto sarà esposto per 2 ore. I soggetti inizieranno ad allenarsi su una cyclette. Ogni sessione di allenamento consisterà in un intervallo di 15 minuti di esercizio a un livello fino a 25 L/m2/BSA seguito da un periodo di riposo di 15 minuti. L'atmosfera di esposizione sarà a circa 40 + 10% RH e circa 22 + 2 oC. Le esposizioni all'ozono saranno condotte in una camera di acciaio inossidabile (6 piedi x 6 piedi x 8 piedi) con una fornitura continua di mezzo di esposizione. L'ozono sarà costantemente monitorato.
Esposizione a 0,3 ppm di ozono per 2 ore
Altri nomi:
  • O3
Altro: Esposizione allo scarico diesel
L'esposizione allo scarico diesel sarà condotta in una camera di esposizione presso l'EPA Human Studies Facility nel campus UNC. Ogni soggetto sarà esposto allo scarico diesel (fino a 300 ug/m3). I soggetti inizieranno ad allenarsi su una cyclette. Ogni sessione di allenamento consisterà in un intervallo di 15 minuti di esercizio a un livello fino a 25 L/m2/BSA seguito da un periodo di riposo di 15 minuti. L'atmosfera di esposizione sarà a circa 40 + 10% RH e circa 22 + 2 oC. Il DE sarà generato da un generatore diesel utilizzato per alimentare un banco di carico che si trova all'esterno della struttura per studi sull'uomo, e successivamente introdotto nella camera di esposizione dopo diverse diluizioni con HEPA pulita e aria filtrata con carbone e umidificata per fornire una concentrazione della camera fino a a 300 μg/m3.
Gas di scarico generato da un generatore diesel consegnato all'esposizione a una concentrazione target di 300 μg/m3
Altri nomi:
  • DE
  • DIP
Altro: 18Ozono
Esposizione all'ozono generato utilizzando l'isotopo pesante non radioattivo dell'ossigeno (18O). L'esposizione a 0,3 ppm 18O sarà condotta in una camera di esposizione presso l'EPA Human Studies Facility nel campus UNC. Ogni soggetto sarà esposto per 2 ore. I soggetti inizieranno ad allenarsi su una cyclette. Ogni sessione di allenamento consisterà in un intervallo di 15 minuti di esercizio a un livello fino a 25 L/m2/BSA seguito da un periodo di riposo di 15 minuti. L'atmosfera di esposizione sarà a circa 40 + 10% RH e circa 22 + 2 oC. Le esposizioni all'ozono saranno condotte in una camera di acciaio inossidabile (6 piedi x 6 piedi x 8 piedi) con una fornitura continua di mezzo di esposizione. L'ozono sarà costantemente monitorato.
Esposizione all'ozono generato utilizzando l'isotopo pesante non radioattivo dell'ossigeno (18O).
Altri nomi:
  • O18

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Risposte delle vie aeree
Lasso di tempo: Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Le risposte delle vie aeree includono la spirometria e i cambiamenti delle cellule polmonari in seguito all'esposizione ad aria pulita, ozono o scarico diesel I cambiamenti delle cellule polmonari includono cambiamenti nel numero e nel tipo di cellule, cambiamenti nelle risposte genetiche (espressione genica) ed epigenetiche (principalmente cambiamenti nella metilazione del DNA, espressione del microRNA e modifica della cromatina.
Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione

Misure di risultato secondarie

Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Risposte cardiovascolari
Lasso di tempo: Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Le risposte cardiovascolari sono l'analisi dei fattori di coagulazione/coagulazione del sangue e il monitoraggio Holter dei parametri cardiaci in seguito all'esposizione ad aria pulita, ozono o gas di scarico diesel
Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Fattori solubili
Lasso di tempo: Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione
Analisi dei fattori solubili presenti nel plasma e nel lavaggio bronchiale e analisi dei fattori intracellulari presenti nel tessuto polmonare ottenuti da una biopsia a pennello a seguito di esposizione ad aria pulita ozono o gas di scarico diesel
Pre-esposizione a 24 ore dopo l'esposizione

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Investigatori

  • Direttore dello studio: David Diaz-Sanchez, Ph.D., U.S. Environmental Protection Agency
  • Investigatore principale: Kelly Duncan, PhD, University of North Carolina, Chapel Hill

Pubblicazioni e link utili

La persona responsabile dell'inserimento delle informazioni sullo studio fornisce volontariamente queste pubblicazioni. Questi possono riguardare qualsiasi cosa relativa allo studio.

Collegamenti utili

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio

1 maggio 2010

Completamento primario (Effettivo)

1 giugno 2013

Completamento dello studio (Effettivo)

1 maggio 2015

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

13 dicembre 2011

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

14 dicembre 2011

Primo Inserito (Stima)

15 dicembre 2011

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Stima)

18 gennaio 2016

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

15 gennaio 2016

Ultimo verificato

1 febbraio 2015

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Queste informazioni sono state recuperate direttamente dal sito web clinicaltrials.gov senza alcuna modifica. In caso di richieste di modifica, rimozione o aggiornamento dei dettagli dello studio, contattare register@clinicaltrials.gov. Non appena verrà implementata una modifica su clinicaltrials.gov, questa verrà aggiornata automaticamente anche sul nostro sito web .

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