酸素感知が重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2（SARS-CoV-2）感染患者で損なわれているかどうかを判断するための研究

SARS-CoV-2 に感染した多くの患者は、低酸素症 (O2 血中飽和度 92% 未満) です。 多くの人は、呼吸が快適に保たれるため、自分が低酸素症であることさえ認識していません。 これらの患者では、低酸素に対する正常な生理学的反応、呼吸の増加が見られないようです (Couzin-Frankel, 2020)。

体内のさまざまな種類の細胞が、ウイルスが細胞に感染するために必要な ACE2 受容体を発現しています。 これには、体のO2センサーである頸動脈体の細胞が含まれていました。 研究者は、頸動脈体のグロムス細胞は、血液の灌流率が非常に高いため、最初に感染した細胞の 1 つであるという仮説を立てています。 感染後、それらは「オフライン」になり、体はそれが低酸素であることを認識しなくなります。 これは、正常な血中 O2 レベル (>95% 飽和) を再確立するために人工呼吸器を必要とする可能性がある患者にとって、非常に有害な場合があります。 人工呼吸器を使用している患者の死亡率は非常に高く、患者を人工呼吸器から遠ざけるためにあらゆる努力を払う必要があります。

興味深いことに、低酸素症は SARS-CoV-2 感染者によく見られる状態であり、深刻な呼吸器状態 (急性呼吸窮迫症候群 - ARDS) を示す人もいれば、そうでない人もいます。 大多数は、免疫系による感染に対する大規模な反応である「サイトカインストーム」で死亡するようです (Xie et al., 2020)。 しかし、他の多くの人は低酸素症で病気です。 多くの医療センターは、SARS-Cov-2 患者を同様に治療し、人工呼吸器を装着しています。 以下は、最近発行された社説 (Gattinoni et al., 2020) のドイツのグループによる短い説明であり、すべての SARS-CoV-2 低酸素患者が同じというわけではなく、同じように扱われるべきではないことを示唆しています。

SARS-CoV-2 とは関係のない ICU 患者の人工呼吸器は、死亡率が 50% を超え (Fialkow et al., 2014)、回復時間が非常に長い患者にとって非常に困難であることが長い間知られていました。 (グリフィスとジョーンズ、1999 年)。 人工呼吸器を必要とする ICU に入院した患者は、人工呼吸器誘発性肺損傷 (VILI) の結果として、呼吸補助を必要としない患者と比較して死亡率が高くなると予想されます (Vincent et al., 2002)。 SARS-CoV-2 に感染した挿管患者の死亡率も非常に高い (Richardson et al., 2020)。 間違いなく、彼らは最も病気です。 それにもかかわらず、シカゴ大学の高流量鼻カニュレーションの使用と一致するポリシーで、挿管を防ぐために可能な限りのことを行う必要があります。 この IRB 提出の研究者の目標は、低酸素症であるが呼吸が低酸素症に正しく反応していない SARS-CoV-2 患者のコホートを特定することです (「サイレント低酸素症」)。 これらの患者は、できるだけ長く挿管しないようにするために、薬で治療できる可能性があります。

フェーズ I - SARS-CoV-2 感染患者におけるサイレント低酸素症の研究。 フェーズ 1 では、SARS-CoV-2 感染が記録されている 40 人の被験者と、対照群として別の 40 人の健康な被験者を募集します。 第一段階で合計80人の被験者。 この大規模なグループは、「サイレント低酸素症」が存在するかどうかを判断する必要はなく、むしろ、この患者集団の中で酸素感知の変化を示す患者の割合を判断する必要があります。

このフェーズには、入院中の COVID 患者で日常的に収集される臨床データの観察と収集が含まれます。 シカゴ大学医療センター (UCMC) のすべての COVID-19 患者は、バイタル サインを測定するテレメトリ モニターに接続されています。 末梢血酸素飽和度 (SpO2)、呼吸数 (RR)、および心拍数 (HR) は、テレメトリー モニターによって継続的に測定されます。 血圧は、入院時の医師の指示によって決定された間隔で、遠隔測定モニターによって断続的にチェックおよび測定されます。

被験者がテストを実行する前に、フェーズ 1 テストを正しく実行する方法について、PI によって作成された簡単な説明ビデオを見ることができます。 COVIDと健康な被験者の両方が、テストを管理する臨床医がすでに提供したもの以外のさらなる指示が必要であると感じた場合、このオプションがあります. 被験者が準備ができたら、最大 60 秒間、または息を止められなくなるまで息を止めるよう求められます。 すべての患者は、試験の間に 5 分間の休憩を挟んで 3 回息を止めるように求められます。 被験者は息を止めるように指示され、COVIDユニットの患者の主治医によって息止めの前、最中、後にバイタルサインが記録されます。 目標は、通常の被験者と同様に、息止めが被験者を不快にさせるかどうかを確認することです。 彼らの O2 感知が損なわれている場合、呼吸への衝動が欠如または減少している可能性があります。 息止めが止まると、酸素欠乏を補うために、患者はあえぎ始め、より速く呼吸することが期待されます。 すべての被験者が低酸素に正しく反応するでしょうか? それとも、停止する必要があることを知らないため、低酸素症を無視する被験者もいますか? その場合、調査団員が止めさせていただきます。

患者の安全を確保するために、主治医は、被験者がこの研究に参加している間、被験者を指導および監視します。 O2 飽和度が 85% 未満に変化するか、絶対値が 8% を超えると、医師は患者に呼吸を開始するように指示します。 以下の表 1 は、息止めの基準を示しています。

フェーズ II - SARS-CoV-2 感染患者におけるサイレント低酸素症の研究。 フェーズ 2 では、10 人の被験者を募集し、病室で 6 分間移動してもらいます。 この時間の長さは、有酸素能力と機能能力の両方の十分に検証された尺度である 6 分間歩行テスト (6MWT) から採用されています (Troosters et al., 2002; Enright, 2003)。 この実験の目的は、歩行可能な COVID 患者の単純な運動が SpO2 の減少および/またはバイタル サインの生理的変化と関連しているかどうかをテストすることです。 6MWT を適応させ、対象者に (100 m の廊下ではなく) 自分の部屋を行ったり来たりしてもらいます。これは、この研究が (総歩行距離ではなく) 労作に対する生理学的反応に主に関心があるためです。 研究チームはまた、ベースライン時および歩行完了後に一連のバイタル サインを測定し、Borg Rating of Perceived Executing 器具を使用して被験者に知覚された運動について尋ねます。 このフェーズでは、患者は COVID ユニットで働く主治医によって指示され、継続的に監視されます。 主治医は、患者の部屋の外に立ってこれらの患者を監視しますが、COVID ユニットの窓および/または出入り口から患者を完全に見ることができます。

このフェーズでは、文書化された AM-PAC スコアが 19 以上の患者が募集されます。 AM-PAC スコアは、EPIC 内の看護および治療フロー シートに UCMC 看護師によって毎日記録されます。 19 以上のスコアは、UCMC の看護師と理学療法士の両方によって、患者の機能的自立を示すために使用されます。 UCMC の看護師による患者の毎日の AM-PAC 採点が必要であり、急性期後のケアのための活動測定 (AM-PAC) 器具 (Haley et al., 2004) の適合バージョンに基づいています。 この看護要件と適応された AM-PAC スコアリングは、UCMC の看護と理学療法の共同イニシアチブである Project Walk であり、機能的可動性に基づいて入院中に PT を必要とする場合と必要としない場合がある患者をより適切に対象としています。

患者の安全を確保するために、主治医は、この研究に参加している間、患者に指示と監視を行います。 O2 飽和度が 85% 未満に変化するか、絶対値が 5% を超えて低下すると、医師は患者に呼吸を開始するように指示します。

すべての SARS-CoV-2 患者が O2 センシングに障害があるとしたら? 嗅覚と味覚の喪失は感染の信頼できる指標であるように思われるため、これは問題外ではないかもしれません (Menni et al.)。 その場合、研究者の集団研究は、ストレスを受けると誰もが低酸素状態になることを示します.

被験者の特定、募集および支払い すべての COVID 被験者は、シカゴ大学医療センター (UCMC) の COVID ユニットから募集および登録されます。 健常者は UCMC の教職員が担当します。 バイアスの可能性を避けるために、健康なボランティアは、この研究に参加する前にこの研究とは関係がなく、研究者の監督下にありません。 健康な被験者は、この研究のために募集された時点で入院しません。 被験者は、研究への参加に対して補償されません。