高齢者の術後認知変化に関連するコバラミン状態と亜酸化窒素との相互作用

研究デザイン:

• 全身麻酔下で待機的手術が予定されている高齢患者の二重盲検無作為試験。
• 医療、コバラミン関連、および人口統計情報;
• コバラミン関連の代謝状態の血液検査と、関連する 4 つの変異のジェノタイピング。
• 手術前の精神神経学的評価;
• 亜酸化窒素 (N2O) を使用する標準的な麻酔レジメンまたは N2O を使用しない同じレジメンを受ける無作為化。
• 術中および周術期のデータが収集されます。
• せん妄の検査は、手術の 2 ～ 3 時間後に行われます。
• すべての術前検査は、2 週間後と 4 週間後に繰り返されます。
• 4 週間で異常な認知状態が持続する患者は、コバラミンを投与され、3 か月で再検査されます。

包含基準:

• 年齢 > 60 歳;
• -全身麻酔の予想持続時間> 1時間;
• 良い英語の理解。

除外基準:

• 脳、頭頸部への血液供給、または心臓を含む手術。
• 認知症、精神病または脳疾患;
• -N2O使用の禁忌;
• -ASAクラス1または2以外の臨床状態;
• 気管支痙攣性または閉塞性肺疾患;
• 過去 6 か月の N2O 暴露;
• 過去 6 か月間のコバラミン注射;
• RBC 平均赤血球容積 >95 fl;
• クレアチニン >1.8 mg/dl。
• 感覚異常、足または手のしびれ、歩行およびバランスの問題、記憶および思考の問題の病歴または証拠。

術前認知検査で疑わしい結果が得られた場合 (2 つ以上の無関係な検査結果が正常平均値の標準偏差の 1.5 倍を超えている場合)、研究からの患者の除外を決定するために直ちに審査が行われます。

すべての研究者とテスターは、N2O 暴露 (麻酔科医を除く) とコバラミンの状態について知らされていません。

被験者数: 私たちの統計学者による統計的検出力分析では、0.05 のタイプ I エラーで 80% の検出力を達成するには 386 人の被験者が必要であると予測されました。 15% の被験者喪失率の可能性に基づいて、444 人の被験者が計画されています。

患者情報アンケートには以下が含まれます。

• 人口統計情報;
• 関連する病歴;
• コバラミン関連の歴史;
• 除外要因。

ランダム化:

• コンピューター生成番号システム。
• 手術直前に麻酔科医のみに知らせます。

麻酔プロトコル:

• 効果的で一般的に使用される 2 つの麻酔レジメン プロトコルのうちの 1 つ。
• 標準の ASA モニター、酸素分析計、二酸化炭素カプノグラフが適用されます。
• フェンタニル (2 ～ 5 μg/kg) とプロポフォール (1 ～ 3 mg/kg) を使用して、N2O グループと非 N2O グループの両方で全身麻酔を導入します。 シサトラクリウム (0.15 mg/kg) は、筋肉の弛緩のために投与されます。
• 次に、40% 酸素/60% N2O (N2O 研究群) または空気中 40% 酸素 (非 N2O 群) のいずれかで麻酔を維持し、両研究群のデスフルランを麻酔の深さまで滴定します。 フェンタニルは、手術終了直前まで主要な麻薬として両群で使用されています (1 µg/kg/hr)。
• 挿管後、モニタリングされた換気により、正常なカプニアと十分な酸素化が維持されます。 体温、血圧、心拍数は、規定された標準的な方法で維持されます。
• 手術の最後に、デスフルランと N2O (または、他の研究群ではデスフルランと O2/部屋の空気) を中止し、残りの神経筋ブロックを薬理学的に拮抗し、吐き気と嘔吐の予防としてドラセトロンを投与し、術後の鎮痛を提供します。必要に応じてオピオイドと。
• プロトコルは、いつでも臨床的に示された変更を可能にします。
• 上記のすべては、麻酔管理が損なわれないことを保証し、N2O (対室内空気) を含めることが 2 つのアーム間の唯一の違いであることを可能にし、N2O 以外のコバラミンに影響を与えることが知られている薬剤を使用しません.

術中データ収集:

• N2O 暴露の持続時間;
• すべての麻酔薬の投与;
• 実際に行われた手術。
• 継続的に監視される酸素飽和度。
• 呼気終末CO2;
• 呼気終末デスフルラン;
• 失血および輸血;
• 麻酔からの覚醒時の温度、および最低温度。
• 周術期血圧の範囲;
• 創発性せん妄の存在;
• 術後有害事象;
• 術後に必要な薬。

コバラミン状態の血液検査および関連検査:

• 血清コバラミンおよび葉酸レベル;
• PI の実験室で 1 時間以内に分離された EDTA 抗凝固処理血漿のイムノアッセイによるホモシステイン。
• ガスクロマトグラフィー質量分析による血清メチルマロン酸 (MMA)。
• 血漿代謝産物 (メチオニン、グルタチオン、S-アデノシルメチオニン、S-アデノシルホモシステイン、システイン、およびシステイニルグリシン; 後述);
• 血清クレアチニン、全血球計算、および血液塗抹標本。

次の基準の両方が満たされる場合、無症候性コバラミン欠乏症の診断が下されます。

• 次の 3 つの異常のうち 2 つ以上: 低コバラミン、高ホモシステイン、または高 MMA レベル。 すべての調査員は、アクションを必要としないこれらの調査結果に対して盲目のままです。
• 臨床的に明らかなコバラミン欠乏症は除外されます。 これは手術前に研究者によって常に知られており、陽性の場合は研究から患者を即座に除外することができます。

ホモシステインおよびメチオニンの代謝物のアッセイ:

• 静脈穿刺から15分以内に血漿を分離し、遠心分離まで氷上に置き、アリコートに分けて-80℃で保存する。
• 未解凍のアリコートは、クーロメトリー検出による HPLC を使用したアッセイのために、アーカンソー大学にドライアイスで発送されます。
• 一部の代謝産物は腎臓の状態の影響を受けるため、クレアチニンの調整が行われます。
• (a) 相互に関連する代謝結果に焦点を当てて分析します。 (b) 元のコバラミン状態; (c) 葉酸レベル; (d) 元のコバラミンの状態と遺伝子多型の両方に関連する N2O 曝露。 (e) 遺伝子多型（組み合わせを含む）の存在; (f) 認知機能障害の出現 vs なし。 フォローアップ期間全体にわたる縦方向の代謝変化が調べられます。

遺伝子多型分析:

• DNAは術前の血液サンプルから抽出され、精製されたDNAは-80℃で保存されます。
• MTHFR の 677C-T および 1298A-C 変異は、標準的な手法によって決定されます。
• メチオニン合成酵素 2756A-G (D919G) 変異は HaeIII を使用して識別され、MTRR 66A-G (I22M) 変異は NdeI を使用して識別されます。
• 分析では、ホモ接合変異状態と、酵素活性の障害、さまざまな酵素の複合変異、および対立遺伝子頻度を生じる複合ヘテロ接合性が考慮されます。
• 研究分析は次の質問に焦点を当てています: (a) 代謝または臨床 N2O 効果は遺伝子型によって異なりますか? (b) 多型は無症候性コバラミン欠乏症の出現に影響しますか? (c) 代謝産物の変化は、各変異によってどのように影響を受けますか?

認知機能とうつ病のテスト:

• 気を散らすものがない静かなオフィスで、訓練を受けたテスターに​​よって行われます。
• 1.5 時間を必要とする集中的な一連の神経心理学的検査が実施されます。

• テストは以下を評価します。

  • 注意/集中力: (a) 積極的な注意力と迅速な情報処理を必要とする、ペーシング シリアル アディション テスト。 (b) California Computerized Assessment Package は、注意と意思決定に敏感なパフォーマンスを測定します。
  • 認知の柔軟性は、Wechsler Adult Intelligence Scale-III のサブテストである Letter-Number Sequencing によってテストされます。
  • California Verbal Learning Test-2で記憶力と学習力をテストします。
  • うつ病は、Beck Depression Inventory で評価されます。

すべての検査は 48 時間以内に採点され、神経心理学者によって審査されます。神経心理学者はどちらも患者の状態を知らされていません。 いずれの対策も、3 回の投与である程度の「実践（習熟）効果」が見込め、適切な調整と分析が行われます。

4 つのテスト カテゴリのうち 2 つのテストの結果が、術前評価で通常の平均値より 1.5 SD を超えている場合、研究からの除外の可能性について直ちにレビューが行われます。 術後の検査結果が、2 回の個々の検査で以前の結果から正常平均の 1.5 x SD を超えて減少したことも、コバラミン治療に関する決定のために PI と安全監視員の注意を引くようになりました。

せん妄の評価は、Mini-Mental State Examination と CAM-ICU テストを使用して、術後 2 ～ 3 時間で行われます。 分析では、薬物、低酸素症、感染症などの潜在的な交絡因子が考慮されます。

いずれかの認知機能（うつ病検査を含む）が術前よりも 4 週間の検査で有意に悪化している患者では、4 週間を超える長期の追跡調査が行われます。 そのテストの通常平均の 1 SD に相当する任意のテストの低下が、決定のベンチマークとして使用されます。

データ分析：

• 主な問題は、潜在性欠乏症の患者が N2O 曝露後に欠乏症のない患者よりも大きな神経心理学的障害を示すかどうかです。 これらの違いの分析には、非 N2O アームに割り当てられた欠損患者と非欠損患者の比較が含まれます。 交絡因子は、関連する変数を調整することによって対処されます。
• 統計学者は、すべての分析を実施し、研究を通じて継続的に相談します。 分析の前に、連続変数は対数変換されます。 選択された多変量解析に続く単変量解析には、麻酔薬の曝露期間、術前および術後の代謝障害のレベル、および併存疾患が含まれます。 ボンフェローニ調整は、必要に応じて多重比較に使用されます。 多重ロジティック回帰を使用して、異常な結果の有意な独立予測因子を評価します。
• 中間分析は、0.005 のアルファを使用して 3.5 年後に行われます。
• 代謝および遺伝的所見の分析は、単変量解析によって行われ、続いて多変量解析によって変異の影響が決定されます。

被験者へのリスク:

• すべての被験者は、全身麻酔下で、臨床的に必要な選択的手術を受けています。 彼らの外科的管理のいかなる側面も、彼らの参加によって影響を受けることはありません。 彼らの臨床管理における唯一の研究関連の変更は、ほぼ同一の標準的な麻酔レジメンからのN2Oの省略または包含へのランダムな割り当てです。
• 唯一の他の操作は、採血と、手術の数日前と手術後の 3 ～ 4 回の神経心理学的検査です (1 回だけ行われる遺伝子検査を除く)。
• 研究に関連する医療情報の収集は、HIPAA で義務付けられているすべての点で機密保護の対象となります。
• コバラミン/N2O 関連のリスクは、実際には非参加者よりも参加者の方が小さい. 研究に関連する小さなリスクに対する保護のいくつかの層には、N2O による既知のリスクがある患者を特定するために、N2O 麻酔の前に日常的に行われないコバラミン関連の評価が含まれます。コバラミン状態の変化と有意な認知機能低下について、術後の継続的なモニタリング。罹患している可能性のある患者に対するコバラミン療法による介入;独立した安全監視員によるデータ安全監視計画の策定;研究結果の中間分析。

安全監視:

• 認知機能障害の術前発見は、リスクにさらされる前に患者を研究から除外します。
• 認知機能の 2 つの無関係な測定値で正常平均値の 1.5 x SD に相当する値を超える術後の低下は、PI、協力している神経心理学者、および私たちの研究の一部ではない独立した科学者 - 臨床医に直ちに注意を喚起します。