Marcatori di riacutizzazioni della BPCO (MARKED)

Lo studio MARKED è uno studio esplorativo, prospettico, monocentrico, longitudinale, osservazionale con un follow-up di otto settimane. L'obiettivo principale è quello di esplorare quali biomarcatori da un pannello di biomarcatori frequentemente misurati (sintomi, segni vitali, parametri di funzionalità polmonare ed espettorato spontaneo, tamponi nasofaringei, feci e campioni di sangue) predicono una riacutizzazione e/o un'infezione respiratoria nei pazienti con BPCO. Inoltre, obiettivi secondari sono:

I. studiare le alterazioni longitudinali nella composizione microbica e le interazioni ospite-microbioma nello stato stabile, all'AECOPD e durante il recupero.

II. studiare l'eterogeneità di AECOPD mediante caratterizzazione completa clinica, funzionale, microbica, proteomica, trascrittomica, genetica, metabolomica, infiammatoria e biochimica di questi eventi.

III. determinare la correlazione tra alterazioni microbiche nelle vie aeree/intestino e biomarcatori infiammatori nel sangue durante il follow up longitudinale.

IV. indagare longitudinalmente i biomarcatori di AECOPD in sottogruppi clinicamente rilevanti di pazienti con BPCO (ad es. attuali vs ex-fumatori, eosinofili nel sangue alti vs bassi, riacutizzazioni frequenti vs. infrequenti).

V. indagare in modo completo se le interazioni ospite-microbioma, i biomarcatori e i modelli predittivi identificano quei pazienti che non esacerbano nonostante abbiano un'infezione respiratoria.

Tutte le AECOPD valutate dal medico di Ciro come moderate o gravi saranno registrate in questo studio. Gli AECOPD moderati sono definiti da un peggioramento dei sintomi > 2 giorni consecutivi che portano al trattamento con glucocorticoidi sistemici, antibiotici o entrambi. Gli eventi gravi sono caratterizzati da ossigenoterapia (potenziata), ventilazione non invasiva (NIV) o ricovero ospedaliero di durata >24 ore, oltre al trattamento con glucocorticoidi sistemici, antibiotici o entrambi.

Pur mirando a includere almeno 50 pazienti con AECOPD e almeno 50 pazienti senza AECOPD, per lo studio saranno reclutati fino a 150 pazienti consecutivi con diagnosi primaria di BPCO ricoverati per riabilitazione polmonare ospedaliera presso Ciro. Sebbene esistano regole empiriche sulla dimensione del campione per la modellazione di regressione multivariata e le strategie di modellazione della previsione, questo studio è di natura esplorativa. Pertanto, la quantità di biomarcatori supera la quantità quando si applica la regola empirica che afferma che per ogni potenziale variabile predittiva, dovrebbero essere osservati 10 eventi. Lo studio mira a includere almeno 50 singoli pazienti unici che presentano ≥1 AECOPD e almeno 50 singoli pazienti senza AECOPD, per fornire dati di riferimento accurati (ad es. precisione sufficiente per stimare la media e la deviazione standard [DS]) per i biomarcatori esplorativi. Da precedenti studi su Ciro è noto che circa il 42% dei pazienti svilupperà almeno un AECOPD durante il ricovero (16). Poiché gli AECOPD sono imprevedibili e variabili, il che rappresenta un'importante motivazione per il presente studio, lo studio avrà presumibilmente bisogno di 100-150 pazienti da includere. L'obiettivo di questo studio non è sviluppare un modello multivariato, ma piuttosto esplorare le associazioni tra biomarcatori e il verificarsi di un evento.

Le caratteristiche basali saranno riportate come media e deviazione standard o come mediana e intervallo interquartile (IQR) per le variabili continue, a seconda dei casi, e come conteggio e percentuale per le caratteristiche categoriche. I predittori del tempo alla prima AECOPD durante il periodo di studio saranno modellati utilizzando la regressione dei rischi proporzionali di Cox univariata e multivariata. Le associazioni saranno presentate come rapporto di rischio (HR) e intervallo di confidenza al 95% (CI). La dipendenza delle prestazioni predittive dei biomarcatori sarà testata utilizzando termini di interazione. La statistica-concordanza, o c-statistica, sarà stimata per valutare la capacità discriminativa. Verranno inoltre creati grafici AUC-Receiver Operating Characteristics (ROC) dipendenti dal tempo. La calibrazione sarà valutata confrontando la probabilità prevista con la probabilità osservata di un AECOPD ed esaminata con un grafico di calibrazione e una pendenza di calibrazione, assumendo che non ci siano censure di dati prima della fine del follow-up.

La caratterizzazione del microbioma sarà determinata dalla diversità alfa e beta e dall'abbondanza relativa di taxa batterici. La diversità alfa sarà trattata come una variabile continua e analizzata utilizzando test statistici appropriati, mentre l'ordinazione delle distanze della diversità beta sarà effettuata utilizzando l'analisi delle componenti principali. Le analisi multiomiche verranno utilizzate per generare ipotesi sui driver che promuovono la progressione verso l'AECOPD. L'analisi dell'arricchimento differenziale per la selezione delle caratteristiche in tutte le 'omiche sarà eseguita dopo aver tenuto conto del test di ipotesi multiple utilizzando un modello robusto che considera le ipotesi distributive. L'associazione tra varianti genetiche e (AE) BPCO e infezioni microbiche sarà studiata utilizzando dati di sequenziamento dell'intero esoma.

Le mappe auto-organizzanti (SOM, denominate anche mappe Kohonen) verranno utilizzate per creare una rappresentazione ordinata degli attributi selezionati al momento dell'AECOPD utilizzando Viscovery Profiler 7.1 (Viscovery Software GmbH, Vienna, Austria). Sulla base dei gruppi di dati omogenei identificati creati nel modello SOM, i cluster saranno generati utilizzando l'algoritmo SOM-Ward Cluster di Viscovery. Le variabili riassuntive delle caratteristiche cliniche per il campione totale e per i cluster saranno presentate come media e deviazione standard per le variabili quantitative e come percentuali per le variabili discrete. Le differenze tra i gruppi saranno valutate utilizzando t-test integrati a due code. Verranno utilizzate correlazioni di misure ripetute per determinare l'associazione intra-individuale tra alterazioni microbiche nelle vie aeree/intestino e biomarcatori infiammatori sistemici nei pazienti.

In caso di dati mancanti sui predittori, verrà utilizzata l'imputazione di regressione stocastica con specificazione completamente condizionale per imputare il set di dati per consentire l'uso di tutti i pazienti inclusi per le analisi. I valori verranno estratti utilizzando la corrispondenza media predittiva. La significatività statistica sarà indicata con p

Il presente studio è classificato come ricerca con rischio trascurabile. Non ci sono rischi seri associati alla partecipazione a questo studio. Gli ematomi potrebbero verificarsi dal prelievo di sangue venoso. Durante il campionamento nasale potrebbe verificarsi disagio nasale. I pazienti potrebbero avvertire affanno e affaticamento a causa di ulteriori misurazioni giornaliere (ad es. questionari, funzionalità polmonare) e/o potrebbe rifiutare la partecipazione o abbandonare lo studio a causa dell'onere di frequenti campionamenti e altre valutazioni. Al Ciro sono state stabilite ampie linee guida per monitorare la ricerca scientifica in modo strutturato e basato su protocollo. Nel contesto del rapporto NFU "Garanzia di qualità per la ricerca correlata alle persone", l'attuale ricerca avviata dall'investigatore è stata classificata come ricerca con rischio trascurabile. Il monitor del sito di studio assegnato monitorerà la sicurezza dei partecipanti e l'accuratezza delle seguenti procedure come descritto nel protocollo dal personale di ricerca, su base annuale. Il monitoraggio sarà eseguito in conformità con la buona pratica clinica (GCP) al fine di ottenere una ricerca di alta qualità e garantire la sicurezza del paziente.

In conformità con il Medical Research Involving Human Subjects Act (WMO), lo studio sarà sospeso se la salute o la sicurezza dei soggetti saranno compromesse. Il Medical Ethical Teaching Committee accreditato (Medical Research Ethics Committees United [MEC-U], Nieuwegein, Paesi Bassi) sarà informato senza indebito ritardo dopo essere venuto a conoscenza di questi eventi. Gli eventi avversi avversi e gravi saranno registrati. L'AECOPD ospedalizzato non sarà considerato un evento avverso grave. Le riacutizzazioni e l'AECOPD ospedalizzato saranno segnalati annualmente a MEC-U. Ciro ha stabilito protocolli per la gestione dell'AECOPD; questi protocolli saranno seguiti anche per i pazienti inclusi nello studio. Al Ciro vengono curati AECOPD moderati, il programma di riabilitazione polmonare sarà adattato secondo necessità. I pazienti con AECOPD grave che richiedono il ricovero ospedaliero verranno indirizzati a un ospedale vicino.

L'approvazione etica per lo studio è stata concessa da MEC-U (NL71364.100.19). Lo studio sarà condotto secondo i principi della Dichiarazione di Helsinki (64a Assemblea Generale dell'AMM, Fortaleza, Brasile, ottobre 2013 (17)) e in accordo con l'OMM. Il consenso informato scritto sarà ottenuto da tutti i partecipanti prima della partecipazione allo studio. I risultati dello studio saranno pubblicati su riviste scientifiche peer-reviewed e saranno presentati a conferenze (inter)nazionali. Se lo si desidera, i partecipanti saranno informati sui risultati dello studio.