ディーゼル排気ガスとオゾン曝露のエピジェネティックな影響 (Lamarck)

この研究では、健康な成人と軽度喘息のある成人のディーゼル排気とオゾン曝露に対するエピジェネティックな反応を比較します。 健康な成人グループには最大 50 人の被験者が、軽度から中等度の喘息グループには最大 30 人の被験者が募集されます。 正常な健康なグループと喘息のあるグループの両方が、少なくとも 2 週間の間隔をあけて清浄な空気、ディーゼル排気ガス、オゾンにランダムに暴露され、暴露後 18 ～ 24 時間後に気管支鏡検査が行われます。 さらに、健康なグループは、少なくとも2週間の間隔を置いてランダムに清浄な空気とオゾンに曝露され、曝露の1時間後に気管支鏡検査が行われる研究の第2群に参加します。 主に関心のある反応には、1) 遺伝的およびエピジェネティックな変化、2) スパイロメトリーで測定した FEV1、および 3) 気管支肺胞洗浄で評価した肺の炎症と細胞の変化が含まれます。 これらのテストと手順の実行は、研究を実施するために不可欠であると考えられます。 探索的エンドポイントには、血中CBCと差分、フィブリノーゲンと血小板、曝露前と曝露後の値を比較したIL 6とIL 8の変化が含まれます。 安全性エンドポイントには、体温、遠隔測定、呼吸数、酸素飽和度、および曝露前後および曝露後 18 ～ 24 時間の症状スコアの比較が含まれます。 すべての医療処置は研究担当者によって行われます。

さらに最大15人の健康な被験者が、酸素の重非放射性同位体（18O）を使用して生成されたオゾンに曝露されるために特別に募集される。 低濃度で天然に存在するこの同位体を吸入しても、被験者に危険はありません。 当社は以前、1993 年に UNC IRB によって承認された研究で 18Ozone を使用しました。 これらの曝露の目的は、気管支鏡検査中に除去された気道上皮細胞に付着した 18O 標識の量を測定し、これらの細胞が受けるオゾン線量を計算することです。 少量の血液サンプルを採取しますが、気管支鏡検査を受けるリスクがないことを確認するために、定期的な肺活量測定以外の検査は対象者に対して行われません。

健康診断日：

研究に参加する前に、被験者は身体検査を受けます。 この訪問中に、対象者の病歴の簡単な再検討が行われ、バイタルサイン、身長、体重（体温、脈拍、呼吸数、血圧）が評価され、対象者が研究の主要な除外基準を満たしているかどうかが判断されます。 。 CBC/分別、化学、脂質パネルでは、最大 50 ml の血液を収集できます。 この時点で、被験者は気管支鏡検査のための身体検査を受けるか、または別の機会に検査を受ける予定になる場合があります。

この研究に参加するために、被験者は次のことを求められます。

• すべての訪問の 24 時間前には煙や煙を避けてください。
• すべての訪問の 24 時間前には飲酒を避けてください。
• すべての訪問の前後 24 時間は激しい運動を避けてください。
• すべての研究訪問前の 12 時間はカフェインを摂取しませんでした。
• 気管支鏡検査が曝露後約 24 時間後に行われる場合は、曝露前に通常の朝食を食べてください。
• 気管支鏡検査の前夜の深夜以降は何も食べたり飲んだりしないでください。 これには、曝露後 1 時間後に気管支鏡検査が行われる曝露前に飲食をしないことが含まれます。

訓練日

1. 対象となる被験者は研究室に報告し、約 2 時間のトレーニング セッションを受けます。
2. インフォームドコンセントが得られます。
3. バイタルサイン（体温、脈拍、呼吸数、血圧）、酸素飽和度の評価
4. 妊娠検査は、妊娠の可能性のある女性に対して実施されます。
5. 被験者はサイクルエルゴメーターで訓練され、25L/m2/BSAの体表で正規化された分時換気量を引き起こすための作業負荷が決定されます。 ほとんどの被験者では、これは約 50 L/分になります (IE. VO2約2.0L/分）。 通常、サイクル エルゴメーターの作業設定を 75 ～ 100 ワットに設定すると、このような生理学的反応が得られます。
6. 被験者はスパイロメトリーを実行します。
7. 被験者は暴露が行われる部屋に案内されます。 研究アーム 1 - 暴露後約 24 時間の気管支鏡検査 (健康および喘息の被験者)

暴露 1 日目

被験者は、少なくとも 2 週間の間隔をあけて 3 回に分けてオゾン、ディーゼル排気ガス、きれいな空気に曝露されます (これらは 2 回の訪問曝露セッションになります)。 18オゾンを受けた被験者はオゾンにのみ曝露されます。

1. 被験者は午前8時までに研究施設に到着するよう求められ、バイタルサイン（体温、脈拍、呼吸数、血圧）、酸素飽和度、症状スコアの評価を受けることになる。
2. 妊娠検査は、妊娠の可能性のある女性に対して実施されます。
3. 心臓モニタリングのために遠隔測定ユニットが取り付けられます。
4. 被験者にはホルター心電図が装着され、静かな暗い場所で30分間横たわってもらいます。 約 20 分後、タイム マーカーがアクティブになり、次の 10 分間心拍数変動周波数の読み取りが可能になります。 被験者は今後 24 時間ホルター心電図を装着します。 18オゾンに曝露された被験者にはホルター手術は行われません。
5. 静脈穿刺: CBC/鑑別のために最大 80 ml の血液が採取され、凝固機能とマーカー、貪食機能、炎症、および細胞表面マーカーの評価に使用される場合があります。 サンプルの一部は、マイクロアレイ分析のための RNA 単離や、遺伝子型解析を目的とした DNA 単離に使用される場合があります。 18オゾンに曝露された被験者からは曝露前の血液は採取されません。
6. ベースライン肺活量測定
7. 曝露セッション: オゾン、ディーゼル排気、または清浄な空気への曝露は、UNC キャンパスにある EPA 人間研究施設の曝露チャンバーで行われます。 各被験者は、最大 0.3ppm のオゾン、ディーゼル排気ガス (最大 300 ug/m3)、またはきれいな空気に 2 時間暴露されます。 被験者はエアロバイクで運動を始めます。 各運動セッションは、最大 25 L/m2/BSA レベルでの 15 分間の運動インターバルと、それに続く 15 分間の休憩で構成されます。 分時換気量は、各運動期間中に測定できます。 継続的な心拍数とリズム、および酸素飽和度は、それぞれテレメトリーとパルスオキシメトリーを使用して監視されます。 血圧は断続的に監視される場合があります。 被験者は曝露中の吸入気管支拡張剤の使用を控えるよう求められますが、禁止はされません。薬物使用が必要な場合、被験者は 2 回の曝露にわたって一貫した薬物使用を維持するよう指示されます。 被験者はいつでも曝露を終了してチャンバーから出ることができます。 曝露を中止するための適応には、重大な呼吸窮迫または呼吸困難、胸痛または狭心症様の痛み、重大な不整脈、顔面蒼白、運動失調、または飽和酸素濃度の 5 ポイントを超える低下 (または 89% 未満への低下) が含まれます。 彼らは訓練を受けた職員によって継続的に監視され、対象者が施設で処置を受けている間は常に医師が待機しています。 UNC-CH キャンパスにある米国 EPA 健康影響研究所人間研究部門の物理的施設の詳細な説明は、米国政府出版物 EPA-600/1-78-064 として発行されており、 UNC 人権保護委員会の事務局。 人間学部の医療ステーションには、設備の整った診察室、心臓・呼吸器救急カート、被験者回復室、ナースステーション、待合室、会議室が備えられています。 この施設には資格のある RN が常駐しており、医療上の緊急事態にタイムリーに対応できるよう常駐の医師が常駐しています。 暴露雰囲気は約 40 + 10% RH、約 22 + 2 oC になります。 DE は、人間研究施設の外にあるロードバンクに電力を供給するために使用されるディーゼル発電機から生成され、その後、清潔な HEPA と木炭で濾過され加湿された空気でさまざまに希釈されて、チャンバー濃度が 100% までになるように暴露チャンバーに導入されます。 300μg/m3まで。 モニタリング分析装置はリアルタイムで濃度を記録します。 暴露が 300 µg/m3 DE を目標とする実行中、暴露は 400 µg/m3 以上の値で終了されます。 この安全限界は、被験者が 120 分間の曝露中に 2.7 m3 を吸入すると仮定した場合、1080 µg を超える吸入曝露を防止します。 一酸化炭素 (CO) および窒素酸化物 (NOx、主に NO、一部の NO2) のレベルは、10 ppm CO、15 ppm NO、および 2.5 ppm NO2 未満に維持されるか、曝露が終了します。 [これらの物質の OSHA 8 時間時間加重平均 (TWA) は次のとおりです。 CO=50 ppm。 NO=25ppm; NO2=5ppm;研究に使用されるディーゼル燃料は、市販の超低硫黄燃料として購入されます。 被験者は曝露チャンバー (約 6 フィート x 6 フィート x 8 フィート) に入ります。 粒子質量はリアルタイムで測定されます。 粒子サイズ分布は、各被験者の曝露中に測定するのではなく、サイズ分布が急激に変化しないことを示すために一定の間隔（たとえば毎月）で測定することができます。 フィルターサンプルは、粒子の化学組成についても分析されます。 オゾン曝露は、曝露媒体を継続的に供給しながら (6 フィート x 6 フィート x 8 フィート) ステンレス鋼チャンバー内で行われます。 オゾンは継続的に監視されます。 曝露直後、被験者は再び肺活量測定、ホルター心電図の周波数測定、症状のスコアリング、バイタルサインの評価を受けます。
8. 次に、CBC/鑑別、凝固機能の評価、血液白血球の貪食機能、サイトカイン、細胞表面マーカー、およびマイクロアレイ分析のためのRNA単離のために、最大80 mlの血液が収集されます。 18Ozone に曝露された被験者は、血球上に存在する 18O タグの分析のために 20 ml の血液のみが採取され、曝露後のスパイロメトリー測定が行われます。

9. 18 オゾンに曝露された被験者は、曝露後約 1 時間後に気管支鏡検査が行われます。

   18 オゾンに曝露し、約 1 時間後に気管支鏡検査を受けても、被験者のリスクが増加することはありません。 我々は、この研究で使用されたものよりも高濃度のオゾンに曝露された後に被験者が気管支鏡検査を受けた2つの以前の研究を完了しましたが、問題は発生しませんでした。 被験者をオゾンに曝露し、1時間後に気管支鏡検査を行った研究も発表している研究者もいる。

10. その後、被験者は看護スタッフによって評価され、退院します。

曝露 2 日目 (曝露後約 24 時間) 18O に曝露された被験者は 2 日目には戻らない

被験者は以下の目的で米国 EPA HSF に到着します。

1. バイタルサインのモニタリング。
2. 症状のスコアリング。
3. 静脈穿刺：CBC/分別、凝固機能、血液単球貪食機能の評価、炎症、および細胞表面マーカー、およびマイクロアレイ分析のためのRNA単離のために、最大80 mlの血液が収集されます。
4. ホルター心電図の周波数の読み取りと削除
5. 肺活量測定
6. 気管支鏡検査。 被験者は、人間研究施設で、学会認定または学会資格のある呼吸器科医による経鼻光ファイバー気管支鏡検査の適合性の評価を含む身体検査を受けています。

手順の前に、被験者は肺活量測定を実行します（上記と同様）。肺機能が推奨パフォーマンスレベル (NIH ガイドライン; FEV1≥ 60 % 予測) を満たしていない場合、気管支鏡検査は実施されません。 気管支鏡検査の前に、液体の投与に使用できる小さなチューブ (IV) が静脈に留置されます。 被験者は、処置を行う呼吸器内科医の裁量により、気管支鏡検査の前にアルブテロールの吸入を受けることになる。 気管支肺胞洗浄およびブラシ生検を伴う気管支鏡検査は、呼吸器内科の認定医または資格を有し、光ファイバー気管支鏡検査の経験のある有資格医師によって行われます。 医師は、気管支鏡検査の経験のある少なくとも 1 人の R.N によって支援されます。 被験者は以下の方法で手順全体を通じて注意深く監視されます:1) 連続心電図のための胸部電極、2) 動脈血のパルス酸素濃度測定、および 3) 電子血圧計を使用した血圧監視。 対象の喉頭に気管支鏡を通すことによって引き起こされる迷走神経刺激に起因する可能性のある徐脈および低血圧を予防し、気道分泌物の量を最小限に抑えるために、対象にIVアトロピン(0.6 mg)を前投薬してもよい。 手術中は鼻酸素投与が行われます。 気管支鏡検査中はいかなる時も鎮静剤や麻薬は投与されません。 気管支鏡検査の研究対象者には、鎮静剤（ミダゾラム）またはアヘン剤（デメロール）による前投薬が必要ないことがわかりました。 これらの薬物を回避すると、手術のリスクが軽減され、手術後の回復時間が大幅に短縮されます。 鼻腔の詰まりを解消するためにネオシネフリンが使用され、その後リドカイン溶液で数秒間うがいをして喉を麻酔します。 次に、被験者は片方の鼻孔から少量のリドカイン ゼリーの匂いを嗅ぎ (鼻を鳴らして)、鼻と喉の奥を麻酔します。 気管支鏡を挿入する前に、リドカインゼリーを含む綿棒を鼻にそっと挿入し、鼻が完全に麻痺していることを確認します。 被験者の快適さと咳の防止のため、局所リドカイン麻酔が気管支鏡を通して喉頭と下気道に投与され、最大用量 15 ml の 2% リドカイン溶液 (リドカイン 360 mg) が投与されます。 最大 8 回の気管支内ブラシ生検が行われます。下部気管と左右の主気管支。 細胞学ブラシ（気管支鏡細胞学ブラシ；Bard、Tewksbury、MA）を直接視覚化しながらその領域に適用する。 1 回のブラッシングでは、気管支内表面に沿ってブラシを使用して、それぞれ約 2 ～ 5 cm の直線移動を伴う 6 回のパスが行われます。 気管支肺胞洗浄は、総量最大 250 cc の滅菌 0.9% 生理食塩水を使用して右中葉で行われます。それぞれ 50 cc のアリコートを 1 ～ 5 回注射し、シリンジを使用して気管支鏡のチャネルを通して直ちに吸引します。

対象者は、現場の医療ステーションで、医師の監督の下、登録看護師によって処置後少なくとも 1 ～ 2 時間観察および監視されます。 退院時には被験者は無症状になります。 担当の気管支鏡医を含む少なくとも 2 人の医師が、退院後に何らかの症状を発症した被験者に対応します (毎日 24 時間)。 被験者は医師によって退院し、気管支鏡医と他の医師1人の名前と電話番号が提供されます。 気管支鏡検査の 24 時間後に対象者に連絡し、悪影響について尋ねます。

被験者は、最低 2 週間の間隔をおいて、追加の曝露セッションと曝露後の気管支鏡検査 (空気制御、オゾン、またはディーゼル排気) のために米国 EPA HSF に戻ります。

研究アーム 2 - 曝露後 1 時間の気管支鏡検査 (健康な被験者のみ)

暴露 1 日目

対象者は、少なくとも 2 週間の間隔をあけて 2 回に分けてオゾンと清浄空気に曝露されます (これらは 1 回の訪問曝露セッションになります)。

1. 被験者は午前8時までに研究現場に到着するよう求められ、バイタルサイン（体温、脈拍、呼吸数、血圧）および酸素飽和度の評価を受けることになる。
2. 妊娠検査は、妊娠の可能性のある女性に対して実施されます。
3. 心臓モニタリングのために遠隔測定ユニットが取り付けられます。
4. ベースライン肺活量測定
5. 曝露後の点滴投与に備えて、生理食塩水ロックが被験者の腕に設置されます。
6. 曝露セッション: オゾンまたは清浄な空気への曝露は、UNC キャンパスにある EPA 人間研究施設の曝露チャンバーで行われます。 各被験者は最大0.3ppmのオゾンまたはきれいな空気に2時間暴露されます。 被験者はエアロバイクで運動を始めます。 各運動セッションは、最大 25 L/m2/BSA レベルでの 15 分間の運動インターバルと、それに続く 15 分間の休憩で構成されます。 分時換気量は、各運動期間中に測定できます。 継続的な心拍数とリズム、および酸素飽和度は、それぞれテレメトリーとパルスオキシメトリーを使用して監視されます。 血圧は断続的に監視される場合があります。 被験者はいつでも曝露を終了してチャンバーから出ることができます。 曝露を中止するための適応には、重大な呼吸窮迫または呼吸困難、胸痛または狭心症様の痛み、重大な不整脈、顔面蒼白、運動失調、または飽和酸素濃度の 5 ポイントを超える低下 (または 89% 未満への低下) が含まれます。 彼らは訓練を受けた職員によって継続的に監視され、対象者が施設で処置を受けている間は常に医師が待機しています。 UNC-CH キャンパスにある米国 EPA 健康影響研究所人間研究部門の物理的施設の詳細な説明は、米国政府出版物 EPA-600/1-78-064 として発行されており、 UNC 人権保護委員会の事務局。 人間学部の医療ステーションには、設備の整った診察室、心臓・呼吸器救急カート、被験者回復室、ナースステーション、待合室、会議室が備えられています。 この施設には資格のある RN が常駐しており、医療上の緊急事態にタイムリーに対応できるよう常駐の医師が常駐しています。 暴露雰囲気は約 40 + 10% RH、約 22 + 2 oC になります。 オゾン曝露は、曝露媒体を継続的に供給しながら (6 フィート x 6 フィート x 8 フィート) ステンレス鋼チャンバー内で行われます。 オゾンは継続的に監視されます。 曝露直後、被験者は再び肺活量測定とバイタルサインの評価を受けます。
7. 対象者の適切な水分補給を確保するために、気管支鏡検査の前に点滴輸液が投与されます。
8. 被験者は曝露から約1時間後に気管支鏡検査を受けます。 暴露から約 1 時間後に気管支鏡検査を受けても、被験者のリスクが増加することはありません。 我々は、この研究で使用されたものよりも高濃度のオゾンに曝露された後に被験者が気管支鏡検査を受けた2つの以前の研究を完了しましたが、問題は発生しませんでした。 被験者をオゾンに曝露し、1時間後に気管支鏡検査を行った研究も発表している研究者もいる。

被験者は、人間研究施設で、学会認定または学会資格のある呼吸器科医による経鼻光ファイバー気管支鏡検査の適合性の評価を含む身体検査を受けています。 手順の前に、被験者は肺活量測定を実行します（上記と同様）。肺機能が推奨パフォーマンスレベル (NIH ガイドライン; FEV1≥ 60 % 予測) を満たしていない場合、気管支鏡検査は実施されません。 気管支肺胞洗浄およびブラシ生検を伴う気管支鏡検査は、呼吸器内科の認定医または資格を有し、光ファイバー気管支鏡検査の経験のある有資格医師によって行われます。 医師は、気管支鏡検査の経験のある少なくとも 1 人の R.N によって支援されます。 被験者は以下の方法で手順全体を通じて注意深く監視されます:1) 連続心電図のための胸部電極、2) 動脈血のパルス酸素濃度測定、および 3) 電子血圧計を使用した血圧監視。 対象の喉頭に気管支鏡を通すことによって引き起こされる迷走神経刺激に起因する可能性のある徐脈および低血圧を予防し、気道分泌物の量を最小限に抑えるために、対象にIVアトロピン(0.6 mg)を前投薬してもよい。 手術中は鼻酸素投与が行われます。 気管支鏡検査中はいかなる時も鎮静剤や麻薬は投与されません。 気管支鏡検査の研究対象者には、鎮静剤（ミダゾラム）またはアヘン剤（デメロール）による前投薬が必要ないことがわかりました。 これらの薬物を回避すると、手術のリスクが軽減され、手術後の回復時間が大幅に短縮されます。 鼻腔の詰まりを解消するためにネオシネフリンが使用され、その後リドカイン溶液で数秒間うがいをして喉を麻酔します。 次に、被験者は片方の鼻孔から少量のリドカイン ゼリーの匂いを嗅ぎ (鼻を鳴らして)、鼻と喉の奥を麻酔します。 気管支鏡を挿入する前に、リドカインゼリーを含む綿棒を鼻にそっと挿入し、鼻が完全に麻痺していることを確認します。 被験者の快適さと咳の防止のため、局所リドカイン麻酔が気管支鏡を通して喉頭と下気道に投与され、最大用量 15 ml の 2% リドカイン溶液 (リドカイン 360 mg) が投与されます。 最大 8 回の気管支内ブラシ生検が行われます。下部気管と左右の主気管支。 細胞学ブラシ（気管支鏡細胞学ブラシ；Bard、Tewksbury、MA）を直接視覚化しながらその領域に適用する。 1 回のブラッシングでは、気管支内表面に沿ってブラシを使用して、それぞれ約 2 ～ 5 cm の直線移動を伴う 6 回のパスが行われます。 気管支肺胞洗浄は、総量最大 250 cc の滅菌 0.9% 生理食塩水を使用して右中葉で行われます。それぞれ 50 cc のアリコートを 1 ～ 5 回注射し、シリンジを使用して気管支鏡のチャネルを通して直ちに吸引します。

対象者は、現場の医療ステーションで、医師の監督の下、登録看護師によって処置後少なくとも 1 ～ 2 時間観察および監視されます。 退院時には被験者は症状がなくなり、排尿できるようになります。 担当の気管支鏡医を含む少なくとも 2 人の医師が、退院後に何らかの症状を発症した被験者に対応します (毎日 24 時間)。 被験者は医師によって退院し、気管支鏡医と他の医師1人の名前と電話番号が提供されます。 気管支鏡検査の 24 時間後に対象者に連絡し、悪影響について尋ねます。

対象者は、最低 2 週間の間隔をおいて、追加の曝露セッションと曝露後の気管支鏡検査 (空気制御またはオゾン) のために米国 EPA HSF に戻ります。

我々は、この研究の過程で、一次エンドポイント、二次エンドポイント、探索的エンドポイントを含むいくつかの臨床手順を実行する予定です。 ただし、すべての被験者に対してすべての手順が実行されるわけではない可能性があります。 治験責任医師の問題（建物や設備の故障、天候による遅延、人員配置の問題などですが、これらに限定されません）により当院が処置を実施できない場合、患者には当該処置とその時間に対する補償が行われます。再スケジュールされる可能性があります。