Studi per determinare se il rilevamento dell'ossigeno è compromesso nei pazienti con infezione da coronavirus 2 (SARS-CoV-2) con sindrome respiratoria acuta grave

Molti pazienti infetti da SARS-CoV-2 sono ipossici (saturazione ematica di O2 inferiore al 92%). Molti non si rendono nemmeno conto di essere ipossici, poiché la respirazione può rimanere confortevole. In questi pazienti, le normali risposte fisiologiche a basso contenuto di ossigeno, aumento della respirazione, sembrano essere assenti (Couzin-Frankel, 2020).

Un'ampia varietà di tipi di cellule all'interno del corpo esprime il recettore ACE2 richiesto dal virus per infettare le cellule. Ciò includeva le cellule del corpo carotideo, che sono i sensori di O2 del corpo. I ricercatori ipotizzano che le cellule del glomo del corpo carotideo siano tra le prime cellule infettate a causa dei loro tassi di perfusione sanguigna estremamente elevati. Dopo l'infezione, sono "offline" e il corpo non riconosce più di essere ipossico. Ciò può essere estremamente dannoso per i pazienti che potrebbero richiedere la ventilazione meccanica per ristabilire i normali livelli di O2 nel sangue (saturazione >95%). I tassi di mortalità nei pazienti che utilizzano ventilatori meccanici sono molto alti e dovrebbe essere fatto ogni sforzo per tenere i pazienti lontani da queste macchine.

È interessante notare che l'ipossia sembra essere una condizione comune nelle persone infette da SARS-CoV-2, con alcune che mostrano gravi condizioni respiratorie (sindrome da distress respiratorio acuto - ARDS), ma altre no. La maggior parte sembra morire a causa di una "tempesta di citochine", una massiccia reazione all'infezione da parte del sistema immunitario (Xie et al., 2020). Ma molti altri sono ipossici e malati. Molti centri medici stanno trattando i pazienti SARS-Cov-2 in modo identico, mettendoli su respiratori meccanici. Di seguito è riportata una breve descrizione di un gruppo tedesco da un editoriale recentemente pubblicato (Gattinoni et al., 2020) che suggerisce che non tutti i pazienti ipossici SARS-CoV-2 sono uguali e quindi non dovrebbero essere trattati allo stesso modo.

È noto da tempo che la ventilazione meccanica nei pazienti in terapia intensiva, non correlata a SARS-CoV-2, può essere molto dura su pazienti con tassi di mortalità superiori al 50% (Fialkow et al., 2014) e con tempi di recupero molto lunghi (Griffiths & Jones, 1999). I pazienti ricoverati in terapia intensiva che necessitano di ventilazione meccanica dovrebbero avere tassi di mortalità più elevati rispetto a quelli che non richiedono supporto respiratorio (Vincent et al., 2002) come conseguenza del danno polmonare indotto dal ventilatore (VILI). Anche i pazienti intubati infetti da SARS-CoV-2 hanno tassi di mortalità molto elevati (Richardson et al., 2020). Indubbiamente, sono i più malati tra i malati. Tuttavia, dovrebbe essere fatto tutto il possibile per prevenire l'intubazione, una politica coerente con l'uso dell'Università di Chicago di incannulamento nasale ad alto flusso. L'obiettivo dei ricercatori con questa presentazione IRB è identificare una coorte di pazienti SARS-CoV-2 che sono ipossici ma la loro respirazione non risponde correttamente all'ipossia ("ipossia silenziosa"). È possibile che questi pazienti possano essere curati con farmaci, in modo da tenerli lontani dall'intubazione il più a lungo possibile.

Fase I - Studio dell'ipossia silente in pazienti con infezione da SARS-CoV-2. La fase 1 recluterà 40 soggetti con infezione documentata da SARS-CoV-2 e altri 40 soggetti sani come gruppo di controllo. Totale 80 soggetti nella prima fase. Questo gruppo numeroso non è necessario per determinare se esiste "ipossia silenziosa", piuttosto per determinare la percentuale di pazienti che presentano un'alterata percezione dell'ossigeno, tra questa popolazione di pazienti.

Questa fase includerà l'osservazione e la raccolta di dati clinici che vengono regolarmente acquisiti nei pazienti COVID ospedalizzati. Tutti i pazienti COVID-19 presso l'University of Chicago Medical Center (UCMC) sono collegati a monitor di telemetria che misurano i segni vitali. La saturazione periferica dell'ossigeno (SpO2), la frequenza respiratoria (RR) e la frequenza cardiaca (FC) vengono misurate continuamente dai monitor telemetrici. La pressione sanguigna viene controllata e misurata in modo intermittente dal monitor di telemetria a un intervallo determinato dagli ordini del medico al momento del ricovero.

Prima che il soggetto esegua il test, avrà la possibilità di guardare un breve video didattico, creato dal PI, su come eseguire correttamente il test di fase uno. Sia il COVID che i soggetti sani avranno questa opzione, se ritengono di aver bisogno di ulteriori istruzioni diverse da quelle già fornite dal medico che somministra il test. Una volta che il soggetto si sente pronto, verrà chiesto di trattenere il respiro fino a 60 secondi o fino a quando non riesce più a trattenere il respiro. Ad ogni paziente verrà chiesto di trattenere il respiro 3 volte con 5 minuti di riposo tra le prove. I soggetti saranno istruiti a trattenere il respiro e i loro segni vitali saranno registrati prima, durante e dopo l'apnea dal medico curante del paziente nell'unità COVID. L'obiettivo è vedere se trattenere il respiro mette a disagio il soggetto, come farebbe in un soggetto normale. Se il loro rilevamento di O2 è compromesso, la spinta al respiro può essere assente o ridotta. Dopo che l'apnea si interrompe, ci si aspetta che il paziente possa iniziare ad ansimare e respirare più rapidamente, per compensare il deficit di ossigeno. Tutti i soggetti risponderanno correttamente all'ipossia? Oppure alcuni soggetti ignoreranno l'ipossia, perché non sanno che devono fermarsi? In tal caso, un membro del team di studio li fermerà.

Per garantire la sicurezza del paziente, i medici curanti istruiranno e monitoreranno i soggetti mentre partecipano a questo studio. Le variazioni della saturazione di O2 al di sotto dell'85% o un calo assoluto superiore all'8% indurranno il medico a istruire il paziente affinché inizi a respirare. La tabella 1, di seguito, guiderà i criteri di apnea.

Fase II - Studi sull'ipossia silente in pazienti con infezione da SARS-CoV-2. La fase 2 recluterà 10 soggetti e chiederà loro di deambulare per sei minuti nella loro stanza d'ospedale. Questo periodo di tempo è adattato dal test del cammino di sei minuti (6MWT), che è una misura ben validata sia della capacità aerobica che funzionale (Troosters et al., 2002; Enright, 2003). Lo scopo dell'esperimento è verificare se il semplice sforzo fisico nei pazienti COVID ambulatoriali è associato a riduzioni della SpO2 e/o cambiamenti fisiologici nei segni vitali. Il 6MWT sarà adattato e chiederà ai soggetti di deambulare avanti e indietro nella loro stanza (piuttosto che lungo un corridoio di 100 m), poiché questo studio è principalmente interessato alle risposte fisiologiche allo sforzo (piuttosto che alla distanza totale percorsa). Il team di studio misurerà anche al basale e dopo il completamento della deambulazione una serie di segni vitali e chiederà ai soggetti il ​​​​loro sforzo percepito utilizzando lo strumento di valutazione Borg dello sforzo percepito. In questa fase, i pazienti saranno istruiti e costantemente monitorati dai medici curanti che lavorano nell'unità COVID. I medici curanti monitoreranno questi pazienti stando fuori dalla stanza del paziente ma in piena vista del paziente attraverso la finestra e/o la porta nell'unità COVID.

Per questa fase, i pazienti verranno reclutati con un punteggio AM-PAC documentato ≥19. Il punteggio AM-PAC è documentato quotidianamente dagli infermieri dell'UCMC nei fogli di flusso infermieristico e terapeutico all'interno di EPIC. Il punteggio ≥19 viene utilizzato sia dagli infermieri dell'UCMC che dai fisioterapisti per indicare l'indipendenza funzionale dei pazienti. Il punteggio AM-PAC giornaliero dei pazienti da parte degli infermieri dell'UCMC è richiesto e si basa su una versione adattata dello strumento Activity Measure for Post-Acute Care (AM-PAC) (Haley et al., 2004). Questo requisito infermieristico e il punteggio AM-PAC adattato erano un'iniziativa congiunta di infermieristica e terapia fisica dell'UCMC, Project Walk, per indirizzare meglio i pazienti che potrebbero o meno aver bisogno di PT durante il loro ricovero in base alla loro mobilità funzionale.

Per garantire la sicurezza del paziente, i medici curanti istruiranno e monitoreranno i pazienti mentre partecipano a questo studio. Le variazioni della saturazione di O2 al di sotto dell'85% o un calo assoluto superiore al 5% indurranno il medico a istruire il paziente affinché inizi a respirare.

Cosa succede se tutti i pazienti con SARS-CoV-2 hanno un rilevamento di O2 compromesso? Questo potrebbe non essere escluso, poiché sembra che la perdita dell'olfatto e del gusto siano indicatori affidabili di infezione (Menni et al.). In tal caso, gli studi sulla popolazione degli investigatori indicheranno che tutti sono ipossici quando sono stressati.

Identificazione, reclutamento e pagamento del soggetto Tutti i soggetti COVID saranno reclutati e iscritti dall'unità COVID presso l'University of Chicago Medical Center (UCMC). I soggetti sani proverranno dalla facoltà e dal personale dell'UCMC. Per evitare ogni possibile pregiudizio, i volontari sani non avranno alcuna relazione con questo studio prima o saranno sotto la supervisione degli investigatori al momento in cui partecipano a questo studio. I soggetti sani non saranno ricoverati in ospedale al momento in cui vengono reclutati per questo studio. I soggetti non riceveranno alcun compenso per la partecipazione allo studio.