慢性閉塞性肺疾患（COPD）患者におけるタバコの煙の鼻と全血の課題

はじめに 慢性閉塞性肺疾患 (COPD) は、広範な罹患率と死亡率を引き起こす一般的な呼吸器疾患であり、COPD は現在、世界で 6 番目に多い死因であると推定されています。 何十年にもわたる喫煙が主な要因であり、これがさまざまな呼吸器疾患を引き起こします。慢性気管支炎、閉塞性細気管支炎、肺気腫、肺血管疾患などがあります。 COPD の治療は主に緩和的です。禁煙、吸入気管支拡張薬の使用、および呼吸不全に対する長期酸素療法が含まれます。 最近、COPD を発症する喫煙者は「健康な喫煙者」と比較して炎症が増幅していることが認識されており、一部のヘビースモーカーで COPD が発症する理由を評価するための新しいチャレンジ モデルを開発する緊急の必要性があることが認識されています。

タバコの煙の鼻チャレンジ モデル 鼻は呼吸器系のアクセス可能な部分であり、そこから非侵襲的な方法で組織の滲出液と細胞のブラッシングを得ることができます。 これらの鼻の方法論に関する広範な臨床研究経験の包括的なレビューが最近発表されました。 また、COPD患者は一般的に気道と鼻腔の両方に炎症があり、下気道と上気道に同様のタイプの炎症性浸潤があるという洞察もあります. COPD では、喘息に特徴的なマスト細胞と好酸球の増加とは対照的に、炎症は主に好中球とマクロファージに関係しています。

アレルギー性鼻炎とアレルギー性喘息を比較した場合、特に浸潤性白血球と炎症メディエーターに関して、鼻と気管支の間には機能的および免疫学的に強い関係があることが長い間認識されてきました。 上気道と下気道には関連する呼吸器上皮があり、アレルゲン攻撃に対して同様の反応を示します。

COPD の喫煙者の鼻および気管支粘膜には、CD8+ T リンパ球および好中球が浸潤していることが実証されています。 これは、COPD の増悪時の鼻症状の存在に対応し、喀痰と鼻の IL-8 レベルは COPD と相関しています。

アレルギー性炎症性メディエーターの鼻滲出液をサンプリングするために、鼻洗浄の古典的な方法は、Naclerioらによって記述されたもの、Greiffらの鼻プール法、およびGrünbergらによるフォーリーのカテーテルの使用です。 洗浄は、1～10mlの容量の生理食塩水で行う。 さまざまな鼻洗浄法の再現性と有効性が比較されています。

トミー・シムと同僚は、鼻の分泌物を吸収するために鼻甲介に置かれるろ紙片の使用を開発しました。 鼻濾紙法は、希釈の少ない鼻分泌物を直接サンプリングできるという利点があるため、鼻洗浄液の検出限界以下のタンパク質シグナルを拾うことができます。 NAC 後のケモカインとサイトカインの測定には、マトリックス法またはろ紙法が使用されています。

細胞サンプルは、小さなナイロンデンタルフロッシングブラシを上皮上で静かに回転させて鼻粘膜から採取し、付着した細胞を平衡塩類溶液で除去します。 鼻ブラッシングは鼻生検の代替として使用できることが実証されており[24]、鼻ブラシの上清はサイトカイン放出について分析できる[25]。 別の方法は、プラスチック製キュレットを使用して鼻粘膜のスクレイピングを採用することです (Rhinoprobe、Arlington Scientific、ユタ州)。 鼻のブラッシングとこすり洗いは不快感を引き起こしますが、局所麻酔は必要ありません。 鼻生検は、通常、専門家によって下鼻甲介の下端から行われます。 これは慎重な局所麻酔を必要とする外傷性処置ですが、基底膜と粘膜下組織を含む粘膜上皮の標本が得られます。

鼻アレルゲン チャレンジ (NAC) は、アレルギー性鼻炎および喘息に対する新しい抗炎症療法をテストするのに有益であることが証明されています。

NAC は、被験者のリクルートが容易で、侵襲性が低く、繰り返しの組織サンプルが容易に得られるため、吸入アレルゲン攻撃よりも利点があります。 少数の患者には単回投与でも治療を行うことができ、NAC 応答に対する抗炎症効果と臨床効果が注目されています。 喘息およびアレルギー性鼻炎の医薬品開発の第 II 相でこれらのチャレンジ法を使用すると、大規模で長期的で費用のかかる第 III 相試験に着手する前に、早期かつ信頼性の高い「Go/No Go」の決定を行うことができます。

たばこの煙による鼻のチャレンジの効果を評価することにより、COPD の類似のチャレンジモデルを開発したいと考えています。

主な課題は、COPD のために開発されている抗炎症薬を評価するために使用できる第 IIa 相の臨床薬理デザインを開発することです。 オゾン暴露に対する鼻の上皮および炎症反応は、多くの研究がなされてきた[31-39]。 実際、COPD は、酸化剤/抗酸化剤レベルの不均衡を伴う慢性炎症を特徴とし、全身性炎症が局所的な運動誘発酸化ストレスを引き起こす可能性があります。

何千人もの患者を対象とした 3 年間の臨床試験では、吸入コルチコステロイドは、COPD における肺機能の喪失の加速に影響を与えないことがわかっています。 さらに、経口ホスホジエステラーゼ4型（PDE4）阻害剤を用いた進行中の第III相試験も、初期の小規模な試験が有望に見えたにもかかわらず、説得力がありません. COPD における抗炎症療法の効果の信頼できる評価を可能にするために、第 II 相臨床薬理学研究で使用するための非侵襲的バイオマーカーと臨床課題モデルを開発する必要性が明らかにあります。

敏感なバイオマーカーと臨床的エンドポイントと組み合わせた鼻チャレンジモデルの使用は、小規模研究でCOPDの新薬の臨床的有効性を確立するために使用される可能性があります. 新しい治療法は、多様な炎症性疾患に関与するさまざまな細胞型および特定のメディエーターを選択的に阻害する可能性を秘めています。 鼻アレルゲンチャレンジには、吸入チャレンジよりも利点があると考えています。安全性、非侵襲的サンプリングの繰り返しです。

将来的には、これにより、抗炎症療法の臨床薬理学的評価において鼻のチャレンジがますます重要な役割を果たすことが保証されます。 新しい抗炎症薬の臨床薬理学的評価に使用できる、COPD に見られる炎症を模倣する鼻チャレンジ モデルを開発するための主要な取り組みが進行中です。

たばこの煙を用いた in vitro での全血チャレンジ 我々は、たばこの煙の抽出物を用いて in vitro で実験室の血液サンプルを刺激します。 たばこの煙の抽出物は、実験室の職員の安全を確保するヒューム キャビネットで生成されます。 たばこの煙には、フリーラジカルや酸化剤など、多くの有毒化合物が含まれています。 たばこの煙調整培地 (CSCM) は、たばこの燃焼からの煙を緩衝塩溶液を通してバブリングすることによって作成され、これを使用して in vitro で細胞を刺激することができます。 タバコの煙の抽出物は、肺胞 II 型細胞由来株に対して細胞毒性を示すことが示されており、この効果は、酸化剤のスカベンジャーである N-アセチル システインによってブロックされます。 {星野、澪、他。 2001 7463 /id}。 サイトカインおよびケモカインによる刺激に応答して、好中球 CD11b アップレギュレーションを評価する方法を開発しました。 CD11b は白血球上の細胞表面受容体であり、細胞が刺激されると細胞内貯蔵から動員されます。 表面 CD11b は、蛍光標識抗体とフローサイトメトリーを使用して測定できます。 20 分間のインキュベーション後に CD11b アップレギュレーションを 200% 増加させる CSCM で全血を刺激する方法を開発しました。 この効果は、刺激前に全血から血漿を除去するとさらに増加し​​、還元型グルタチオンの存在によって効果が部分的に阻害される可能性があります。 COPD 患者と喫煙者は、血漿中の抗酸化能が低下していることが示されています。 COPD患者と喫煙者の間の好中球応答性と血漿の抗酸化効果を比較するために、全血と血漿が除去された洗浄血液のCSCM刺激に対する好中球応答を比較することを目的としています。

計画研究の概要

COPD の喫煙者と、肺疾患のない「健康な」喫煙者の 2 つの特性が一致したグループが、この研究に登録されます。 各グループは8科目で構成されます。 各被験者は、次のように NHLI 臨床研究ユニットを 2 回訪問する必要があります。

来院１：スクリーニング スクリーニング中、研究の候補者は、研究の性質および考えられるＡＥについて十分に知らされる。 志願者は同意書を読み、調査員がすべての質問に志願者の満足のいくように答えた後、文書に署名しなければなりません。 その後の手続きは、同意書に署名した後にのみ開始できます。 インフォームド コンセント フォームのオリジナル コピー 2 部に、対象者が署名します。 署名済みの同意書の原本は治験責任医師が保管し、2 番目の原本は志願者に渡して持ち帰ります。

候補者は、記載された包含および除外基準に従って、研究への参加について評価されます。 以下の手順を実行して、各候補者の一般的な健康状態と研究への登録資格を確立します。

• 署名済みの書面によるインフォームド コンセントを取得する
• 過去 30 日間の薬歴を記録する 喫煙状況を含む病歴を記録する
• 心臓、肺、鼻の身体検査を行います
• 妊娠可能年齢の女性の妊娠検査
• スパイロメトリーを実施し、可逆性をテストする
• 包含基準と除外基準を確認する

研究者は、臨床検査を含むすべての検査の結果を評価し、各候補者の研究への適合性を判断します。 被験者が研究に適している場合、タバコの煙の全血チャレンジのために血液サンプル（10ml）が採取されます。

訪問 2: 鼻煙チャレンジ 各被験者は、ユニットに参加する前日の午前 9 時から午後 9 時までの間、および過去 7 日間に少なくとも 5 本のタバコを吸うことを許可されます。 試験当日、各患者はタバコを 1 本吸うように求められますが、鼻から息を吐き出します。

このたばこの挑戦に続いて、8 時間にわたって次の手順を実行します (前 (x2)、1 時間、2 時間、3 時間、4 時間、6 時間、8 時間)。

1. 鼻洗浄は、5ml（小さじ1杯）の温かい食塩水で鼻を洗うことから成ります。 この溶液は、注射器から中空の「オリーブ」を通して左鼻孔の端に静かに通されます。 体液は副鼻腔に入りませんし、鼻の奥を通過することもありません。 各時点で合計 2 回のフラッシュが実行されます。
2. 鼻フィルター ペーパーは、7 mm x 30 mm の紙片で構成され、右鼻孔の端の内側にそっと配置されます。 鼻の分泌物で湿るまで、最大 2 分間放置します。
3. カニューレを挿入して、サイトカインおよびケモカインの血清分析のために上記の時点で血液を採取できるようにします。
4. 妊娠可能年齢の女性のみを対象とした妊娠検査。

研究の一環として、被験者は喫煙の有害な影響について知らされ、喫煙をやめる必要があることを知らされます。 対象者には、喫煙をやめるのに役立つ喫煙クラスが提供されます。 研究日は、被験者の終了日として設定されることが予想されます。