Ventilazione e tossicità dell'endotelio polmonare delle sigarette elettroniche: uno studio pilota incrociato randomizzato (VaPE-Tox)
Ventilazione e tossicità dell'endotelio polmonare (VaPE-Tox) delle sigarette elettroniche: uno studio pilota incrociato randomizzato
La determinazione delle tossicità polmonari acute delle sigarette elettroniche nei giovani adulti è di grande importanza per la salute pubblica, poiché il vapore delle sigarette elettroniche contiene sostanze tossiche accertate che, come ipotizzato, causano danni acuti alle vie aeree e alla microvascolarizzazione polmonare che possono promuovere lo sviluppo di CLD, per cui rimangono poche terapie efficaci.
Lo studio propone quindi uno studio pilota utilizzando un disegno crossover randomizzato in dieci giovani adulti sani per testare gli effetti acuti di un'esposizione standardizzata alla sigaretta elettronica su due misure di imaging sensibili, sicure e non invasive: (1) difetti di ventilazione su elio- risonanza magnetica potenziata e (2) flusso sanguigno microvascolare polmonare all'angiografia con risonanza magnetica polmonare potenziata con gadolinio.
Panoramica dello studio
Stato
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
Le misure di imaging a risonanza magnetica (MRI) e angiografia (MRA) sono approcci promettenti per rilevare e caratterizzare le previste tossicità polmonari acute delle sigarette elettroniche. La risonanza magnetica potenziata con elio iperpolarizzato (3He) può essere più sensibile della spirometria, una misura della funzione polmonare globale, per la determinazione delle tossicità delle vie aeree. 3La risonanza magnetica potenziata con He è stata utilizzata per dimostrare l'entità dei difetti di ventilazione in persone sane con spirometria normale; misurare le variazioni della ventilazione negli asmatici prima e dopo il trattamento con broncodilatatori e metacolina; e prevedere i ricoveri polmonari nelle persone con BPCO. Nel frattempo, fino a poco tempo fa, mancavano misure non invasive delle tossicità vascolari polmonari. I ricercatori hanno sviluppato una misura innovativa del flusso sanguigno microvascolare polmonare su MRA potenziato con gadolinio (Gd), che i ricercatori hanno scoperto essere marcatamente anormale nella broncopneumopatia cronica ostruttiva precoce (BPCO) e nell'enfisema e associato ad un aumento delle microparticelle endoteliali, un marker di disfunzione endoteliale. Tuttavia, nessuna di queste misure sensibili, non invasive, ripetibili e riproducibili è mai stata utilizzata per valutare la tossicità delle sigarette elettroniche.
Si ipotizza che l'inalazione di vapori di sigaretta elettronica comporterà un aumento acuto dei difetti di ventilazione globali e regionali e una diminuzione acuta della perfusione microvascolare polmonare globale e regionale.
Questo lavoro pilota fornirà l'esperienza e i dati per supportare le successive domande di finanziamento finalizzate a stabilire definitivamente la tossicità acuta del vapore di sigaretta elettronica di varie composizioni (ad esempio, con e senza nicotina, con e senza aromi) in persone con e senza malattie polmonari croniche (ad es. asma) sulla ventilazione polmonare e sulla perfusione microvascolare. Inoltre, la conferma delle ipotesi in questo campione fornirebbe importanti prove preliminari della tossicità polmonare delle sigarette elettroniche per informare le decisioni normative provvisorie, oltre a generare potenzialmente immagini vivide dei danni delle sigarette elettroniche che potrebbero essere significative per il pubblico in generale e quindi adatte per uso nelle campagne di educazione pubblica.
Tipo di studio
Iscrizione (Effettivo)
Fase
- Prima fase 1
Contatti e Sedi
Luoghi di studio
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New York
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New York, New York, Stati Uniti, 10032
- Columbia University Irving Medical Center
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Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
Accetta volontari sani
Sessi ammissibili allo studio
Descrizione
Criterio di inclusione:
- uso corrente di sigarette elettroniche (>1x/mese ma <4 giorni/settimana)
Criteri di esclusione:
- qualsiasi problema cronico medico o psichiatrico maggiore, inclusa l'asma attuale
- russamento intenso/apnea notturna autodichiarati
- pre-broncodilatatore FEV1 o FVC <80% del predetto o FEV1/FVC < limite inferiore della norma
- Esclusioni MRI (gravidanza, claustrofobia, metallo nel corpo, allergia al gadolinio, eGFR <60 ml/min/1,73 m2)
- Scansione MRI con contrasto negli ultimi 12 mesi o risonanza magnetica pianificata con contrasto nei prossimi 6 mesi
- uso di uno qualsiasi dei seguenti nei 30 giorni precedenti: qualsiasi sigaretta convenzionale, marijuana > 10 giorni, qualsiasi droga illecita, qualsiasi farmaco o inalatore (esclusi i contraccettivi ormonali)
- binge drinking (≥5 bevande alcoliche in 2 ore) nelle due settimane precedenti
- risposta sintomatica avversa all'esposizione alla sigaretta elettronica in studio (ad es. palpitazioni, respiro corto, dolore toracico, mal di testa, vertigini)
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: Altro
- Assegnazione: Randomizzato
- Modello interventistico: Assegnazione incrociata
- Mascheramento: Doppio
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
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Sperimentale: Prima la sigaretta elettronica
I partecipanti subiranno l'esposizione alla sigaretta elettronica prima delle prime due misure di risonanza magnetica, quindi subiranno l'esposizione fittizia prima delle ultime due misure di risonanza magnetica.
Le due risonanze magnetiche eseguite in entrambe le esposizioni sperimentali (sigaretta elettronica e finta) saranno potenziate da (1) gadolinio e quindi (2) 3-elio iperpolarizzato.
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L'esposizione alla sigaretta elettronica dello studio sarà di 10 boccate con intervalli di 30 secondi tra una boccata e l'altra, come osservato direttamente da un assistente di ricerca qualificato, utilizzando una sigaretta elettronica standardizzata.
Cartomizzatori, batterie ed e-liquid saranno ottenuti da fornitori commerciali.
Il dispositivo per sigaretta elettronica sarà caricato con 1 mL di e-liquid insapore con un rapporto tra PG e glicerina vegetale di 70:30 e 1,8 mg/dL di nicotina.
La condizione "non esposta" sarà respirare dalla sigaretta elettronica dello studio (10 boccate con intervalli di 30 secondi tra una boccata e l'altra) con la batteria spenta.
Il 3-elio iperpolarizzato verrà utilizzato come agente di contrasto sperimentale per le MRI di ventilazione eseguite due volte per partecipante in entrambi i bracci sperimentali.
Circa 250-600 mL di 3He iperpolarizzato miscelato con 300-750 mL di azoto saranno inalati attraverso una valvola unidirezionale in un'inalazione a partire approssimativamente dal volume residuo.
Altri nomi:
Il contrasto di gadolinio verrà iniettato nella vena antecubitale attraverso una flebo di calibro 18-20.
Il tipo di gadolinio sarà 0,03 mmol/kg di peso corporeo di dotarem (gadoterato meglumina).
Altri nomi:
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Sperimentale: Sham prima
I partecipanti subiranno l'esposizione fittizia prima delle prime due misure di risonanza magnetica, quindi subiranno l'esposizione alla sigaretta elettronica prima delle ultime due misure di risonanza magnetica.
Le due risonanze magnetiche eseguite in entrambe le esposizioni sperimentali (sigaretta elettronica e finta) saranno potenziate da (1) gadolinio e quindi (2) 3-elio iperpolarizzato.
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L'esposizione alla sigaretta elettronica dello studio sarà di 10 boccate con intervalli di 30 secondi tra una boccata e l'altra, come osservato direttamente da un assistente di ricerca qualificato, utilizzando una sigaretta elettronica standardizzata.
Cartomizzatori, batterie ed e-liquid saranno ottenuti da fornitori commerciali.
Il dispositivo per sigaretta elettronica sarà caricato con 1 mL di e-liquid insapore con un rapporto tra PG e glicerina vegetale di 70:30 e 1,8 mg/dL di nicotina.
La condizione "non esposta" sarà respirare dalla sigaretta elettronica dello studio (10 boccate con intervalli di 30 secondi tra una boccata e l'altra) con la batteria spenta.
Il 3-elio iperpolarizzato verrà utilizzato come agente di contrasto sperimentale per le MRI di ventilazione eseguite due volte per partecipante in entrambi i bracci sperimentali.
Circa 250-600 mL di 3He iperpolarizzato miscelato con 300-750 mL di azoto saranno inalati attraverso una valvola unidirezionale in un'inalazione a partire approssimativamente dal volume residuo.
Altri nomi:
Il contrasto di gadolinio verrà iniettato nella vena antecubitale attraverso una flebo di calibro 18-20.
Il tipo di gadolinio sarà 0,03 mmol/kg di peso corporeo di dotarem (gadoterato meglumina).
Altri nomi:
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Flusso sanguigno microvascolare polmonare (PMBF), misurato su risonanza magnetica potenziata con gadolinio, tra condizioni di esposizione alla sigaretta elettronica e condizioni non esposte
Lasso di tempo: Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Il PMBF sarà misurato sulla risonanza magnetica potenziata con gadolinio dopo l'esposizione a sigaretta elettronica e sham.
Ci sono stati quattro giorni tra le misurazioni di PMBF (sigaretta elettronica) e PMBF (sham).
PMBF è misurato in ml (sangue)/min/ml (volume polmonare).
PMBF inferiore è stato osservato negli adulti con BPCO ed enfisema.
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Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Percentuale di difetti di ventilazione (VDP), misurata sulla risonanza magnetica potenziata con 3-elio iperpolarizzato
Lasso di tempo: Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Il VDP sarà misurato su MRI potenziata con 3Helium iperpolarizzato dopo sigarette elettroniche e esposizioni fittizie.
A causa delle limitazioni delle precedenti valutazioni qualitative/visive della risonanza magnetica, abbiamo sviluppato e convalidato un nuovo approccio di deep learning per la misurazione precisa dei difetti di ventilazione e abbiamo riportato la percentuale di polmone non completamente ventilato utilizzando questo metodo.
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Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Misure di risultato secondarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
|---|---|---|
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PMBF regionale, misurato su risonanza magnetica potenziata con gadolinio
Lasso di tempo: Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Il PMBF regionale (vale a dire, nel lobo destro rispetto a quello sinistro, superiore rispetto a quello inferiore) sarà misurato sulla risonanza magnetica potenziata con gadolinio dopo l'esposizione a sigarette elettroniche e sham.
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Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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VDP regionale, misurato sulla risonanza magnetica potenziata con 3-elio iperpolarizzato
Lasso di tempo: Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Il VDP regionale nella parte inferiore del polmone è stato misurato sulla risonanza magnetica iperpolarizzata con 3Helium dopo esposizioni di sigarette elettroniche e fittizie.
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Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Funzione polmonare, misurata sulla spirometria
Lasso di tempo: Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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La funzione polmonare sarà misurata sulla spirometria.
Due partecipanti avevano solo una misura valida del FEV1 e un partecipante non aveva misure valide del FEV1.
Pertanto, 3 partecipanti (2 in "E-cigarette first" e 1 in "Sham first") non sono stati analizzati.
L'analisi combina i gruppi per separare gli effetti del gruppo di randomizzazione (ordine) e dell'esposizione.
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Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Capacità di diffusione del polmone per il monossido di carbonio (DLCO)
Lasso di tempo: Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Verrà misurato il DLCO.
Si è verificato un malfunzionamento della macchina utilizzata per misurare il DLCO.
Quindi, solo un partecipante aveva valori DLCO accoppiati e 3 avevano misure non accoppiate.
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Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Gittata cardiaca, misurata sulla risonanza magnetica cardiaca
Lasso di tempo: Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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La gittata cardiaca sarà misurata sulla risonanza magnetica cardiaca.
Nel braccio "Prima sigaretta elettronica", 2 partecipanti non avevano 2 misure valide di CO (una coppia mancava, una non era valida).
Nel braccio "Sham first", 3 partecipanti avevano una misura non valida di CO.
L'analisi combina i gruppi per separare gli effetti del gruppo di randomizzazione (ordine) e dell'esposizione.
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Dopo l'esposizione (circa 30 secondi)
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Collaboratori e investigatori
Sponsor
Investigatori
- Investigatore principale: Elizabeth Oelsner, MD, MPH, Columbia University
Studiare le date dei record
Studia le date principali
Inizio studio (Effettivo)
Completamento primario (Effettivo)
Completamento dello studio (Effettivo)
Date di iscrizione allo studio
Primo inviato
Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità
Primo Inserito (Stima)
Aggiornamenti dei record di studio
Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)
Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC
Ultimo verificato
Maggiori informazioni
Termini relativi a questo studio
Parole chiave
Termini MeSH pertinenti aggiuntivi
Altri numeri di identificazione dello studio
- AAAQ8089
Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)
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