BiHiVE2スタディ。低酸素性虚血性脳症における予測バイオマーカーの調査と検証。 (BiHiVE2)

この分野の背景と現在の知識:

周産期仮死は、新生児死亡および長期障害の最も一般的な原因の 1 つであり、出生 1,000 人あたり 20 人で発生します。 これらのうち、1000 人あたり約 2 ～ 3 人が低酸素性虚血性脳症 (HIE) を発症します (1)。 アイルランドと英国では、HIE は新生児死亡の 3 番目に多い原因であり、全死亡の 9%、正期死亡の 21% を占めています。 生存者には、脳性麻痺 (15%)、重度の認知遅延 (11%)、発作性障害 (8%)、感覚神経難聴 (7%)、および視覚障害 (3%) を含む重大な二次的罹患率が関連しています( 2)。

HIE は進化するプロセスであり、2 つの侮辱に単純化できます。 最初の障害は、重大な脳の低酸素症および/または虚血であり、その後、嫌気性代謝によるエネルギーの枯渇、乳酸の蓄積、および細胞の完全性の喪失が続きます。 これにより、フリーラジカル、プロテアーゼ、カスパーゼが形成され、細胞の損傷とアポトーシス、つまり二次的な傷害につながるイベントのカスケードが開始されます(3)。 二次エネルギー障害は、最初の攻撃から 6 ～ 48 時間後に発生することが示されています。

最近まで、関連する罹患率または死亡率を低下させる治療的介入は存在しませんでした。 しかし、いくつかの国際試験の最近の出版物とその後のメタアナリシスは、早期に誘発された低体温がHIEに有益であり、生存を改善し、神経学的障害を軽減することを示しています(4-5)。 誘発性低体温症は現在、中等度/重度の HIE の標準治療となっています。 ただし、効果的であるためには、二次エネルギー障害が発生する前に、配信の 6 時間以内に開始する必要があります。 この限られた時間の中で、治療の恩恵を受ける集団を特定し、蘇生させ、安定させ、冷却する必要があります。

残念ながら、この期間内に、治療の恩恵を受ける人々を認識して診断する能力が常に可能であるとは限りません. 酸塩基バランス、乳酸およびアプガースコア、初期神経学的評価など、HIEのリスクがある人を特定する現在の標準的な方法は信頼できないことを示しました(6)。 新生児脳波 (EEG) は、脳症の等級付けに役立ち、長期転帰の優れた予測因子です。 特に、出産後の最初の 24 時間にわたるその進化は、結果と強く相関しています (7)。 ただし、急性期の新生児専門医が利用できることはめったにない、高度に専門化されたスキルセットが必要です。 振幅統合型 EEG は臨床医によってより広く使用されていますが、その解釈はユーザーに依存しており、大多数の新生児専門医は自分の解釈能力に自信がないと報告しています (8)。 HIE における結果の早期かつ信頼できる予測の必要性は、かつてないほど高まっています。 HIE の重症度と予想される予後を定量化するための、迅速で安価で再現性のある、ユーザーに依存しない方法が緊急に必要とされています。 多くの生化学的および血液学的マーカーが周産期仮死で提案されていますが、臨床的進歩や商業的に実行可能なベッドサイドテストにつながったものはありません(9)。

過去 2 年間、ここコーク大学産科病院では、BIHIVE 研究 (低酸素性虚血性脳症研究におけるバイオマーカー) を通じて、中等度/重度に進行する乳児を正確に特定できる、臍帯血の潜在的な生化学的マーカーを特定しました。脳症 (10,11)。 BIHIVE 研究では、1) Luminex 技術を使用したターゲットを絞ったプロテオーム プロファイリング、2) miRNA プロファイリング、3) 質量分析と核磁気共鳴技術の両方を使用した血液メタボロームの包括的なマッピングを通じて、HIE の血液由来バイオマーカーを特定するための多面的なアプローチを採用しました。

私たちの目的は、反復神経学的評価とマルチチャンネルEEGの両方を使用して分類された、明確に定義された周産期仮死とHIEを持つ乳児のコホートを募集することです。 出生時には、臍帯血が採取、処理、保管され、この目的のために開発された厳格な標準操作手順 (SOP) が使用されます。 これらの手順により、すべての標本が後のプロテオミクス、メタボロミクス、トランスクリプトミクス、およびゲノム分析に適していることが保証されます。 システム生物学のアプローチを使用して、最初はプロテオームとメタボロームに焦点を当てて、発見コホートから保存された臍帯血で複数の提案されたマーカーを研究しました。 この作業を通じて、中等度/重度のHIEの発症を予測する可能性のある、臍帯血に存在する多くのバイオマーカーをすでに特定しています。 私たちの初期のデータは非常に有望です。 最初のメタボロミクス分析では、HIE とコントロールを 0.92 の曲線下面積 (AUROC) で区別できることが示されました。 この差別化を生み出す正確な代謝産物のピークを特定して定量化するには、さらなる分析が必要です。 現在、周産期仮死およびHIEの乳児のさらなるコホートでこれらの調査結果を検証し、長期的な神経学的転帰を予測する能力を検証したいと考えています. 中等度/重度のHIEの乳児の臍帯血におけるマイクロRNAの変化を調べる私たちのパイロット研究も、窒息とHIEの両方で複数の研究されたmiRNAの有意なアップレギュレーションで非常に有望です. 最も有望な miRNA は現在、ポリメラーゼ連鎖反応 (PCR) 増幅を使用して定量化されており、発見コホートで検証される予定です。

将来のコホート-BIHIVE2: 中等度/重度の HIE に対する感度と特異度が 90% を超えるマーカーを検証した時点までこれらのマーカーをさらに開発するには、出生時に高品質のバイオバンキングを備えた慎重に募集された乳児のさらなるコホートを募集する必要があります。詳細な臨床表現型。 今回の申請の主な作業です。 さらに、周産期仮死の乳児 300 人のコホートが必要です。そのうち 60 人が HIE を発症し、30 人が中等度から重度の HIE を発症します。 また、300 人の現代の対照乳児を募集する必要があります。 この数の周産期仮死児を募集するには、30,000 人の出生を調査する必要があります。 そのため、研究センターを拡大して、年間 10,000 人の生児を出産する大規模な最先端の産科病院であるストックホルムのカロリンスカ大学病院を含めました。

さらなる検証により、中等度/重度のHIEの高感度で特異的な予測テストを提供する臨床的および生化学的マーカーのアルゴリズムを開発することができます. 両方のコホートの神経発達のフォローアップにより、2年で神経発達および行動の結果を予測する能力を評価することができます.

最後に、低酸素性虚血性損傷 (HI) の時限動物モデルを使用して、バイオ マーカーの変更の正確なタイミングを調べます。 臨床研究では、低酸素性虚血性損傷は予測不可能であり、そのタイミングを推定することはしばしば不可能です。 ブリスベンのクイーンズ大学の Tracey Bjorkmann 博士は、HI 誘発性発作および中等度から重度の HIE に相当するレベルの損傷を引き起こす HI の子豚モデルを開発しました (12)。 彼女は私たちのプログラムと協力することに同意し、HI の 0、1、2、および 12 時間後に採取した子豚の血清サンプルを提供します。 これらのサンプルは、バイオマーカーの異常の進行を調べる上で非常に貴重であり、分娩後の新生児の脳損傷のタイミングを計るのに役立ちます.