당뇨병에서 저산소증에 대한 손상된 반응을 개선하기 위한 지연 투여 (DESIRED)

배경 당뇨병의 합병증은 현대 당뇨병 치료의 주요 관심사이며, 새롭고 합리적인 치료 전략의 개발을 보장하기 위해 이러한 합병증의 병리생리학적 메커니즘을 추가로 특성화하는 것이 우선 순위가 되었습니다.

조직이 고혈당증에 장기간 노출되는 것이 만성 당뇨병 합병증의 주요 원인이지만 최근 저산소증이 모든 당뇨병 합병증에 중요한 역할을 한다는 것이 점점 더 분명해지고 있습니다. 당뇨병에서 낮은 조직 산소 농도는 여러 메커니즘의 결과입니다(예: 미세혈관 및 대혈관 질환에 이차적으로 혈액 공급 부족, 국소 부종에 이차적으로 국소 산소 확산 불량 또는 산소 소비 증가의 결과).

저산소증에 대한 세포의 적응 반응은 포유동물 세포에서 구성적으로 발현되는 2개의 서브유닛(알파 및 베타 서브유닛)으로 구성된 이종이량체 전사 인자인 저산소증-유도 인자 1(HIF)에 의해 매개된다. 정상 산소 상태에서 HIF-1α는 PHD(prolyl-hydroxylases)라는 효소 그룹에 의해 촉매되는 두 개의 주요 프롤린 잔기의 산소 의존적 수산화의 결과로 유비퀴틴-프로테아좀 시스템에 의해 지속적으로 분해됩니다. 저산소 상태에서 분해 경로가 억제되고 HIF-1α가 안정화되면 핵에서 전위되어 800개 이상의 유전자를 유도합니다.

세포가 감소된 산소 가용성에 적응할 수 있도록 하는 혈관신생, 해당 에너지 대사, 세포 증식 및 생존에 관여합니다. HIF-1은 여러 혈관신생 성장 인자(ex. 혈관 내피 성장 인자(VEGF), 에리스로포이에틴(EPO) 및 간질 세포 유래 인자-1α(SDF-1α) 및 내피 전구 세포(EPC) 모집을 위해. 최근에는 microRNA(ex. mir210)도 HIF-1 기능의 일부를 중재합니다.

HIF 1 α 안정성과 기능을 제어하는 ​​PHD는 Fe 2+ 및/또는 O2 의존성 효소이며 이들의 활성은 철을 고갈시킴으로써 억제될 수 있습니다. 따라서 철 킬레이트제인 Deferoxamine(DFO)은 정상 산소 상태에서 HIF-1α 축적 및 저산소증 반응 유전자를 유도하여 시험관 내 및 생체 내에서 저산소증에 대한 억제된 적응 반응을 복원할 수 있습니다. DFO는 다양한 병리(지중해빈혈, 골수경화증 등)로 인한 과도한 철 침착을 치료하기 위해 수십 년 동안 임상에서 사용되어 왔으며 HIF 의존 반응을 유도하는 약리학적 도구로 사용되었습니다.

지난 10년 동안 당뇨병에서 저산소증에 대한 결함 있는 세포 반응이 있다는 몇 가지 증거가 수집되었습니다. 손상된 저산소증 반응은 결함이 있는 HIF 신호의 결과로 당뇨병에 대한 동물 모델과 당뇨병 환자 모두에서 합병증을 발생시키는 모든 조직에 존재합니다. 여러 수준에서 HIF 안정성과 기능을 직접적으로 억제하는 것은 고혈당증의 직접적인 영향입니다.

당뇨병에서 저산소증에 대한 최근에 기술된 손상된 반응은 급성 심장 경색, 뇌졸중, 사지 허혈(당뇨병에서 더 나쁜 예후를 갖는 것으로 알려짐)과 같은 급성 저산소증 문제에서 잠재적으로 중요한 결과를 가질 뿐만 아니라 후기 심혈관 사건에 잠재적으로 심각한 예후 영향을 미치는 자율신경병증. 다른 연구에서는 당뇨병 환자의 정상 산소 노출과 비교하여 간헐적 저산소증(IH)에 대한 심혈관 반응을 다루었습니다. 당뇨병에서 저산소증에 대한 심혈관 반응의 적절성을 확립하기 위해 당뇨병 환자의 IH에 대한 심폐 및 혈관신생 반응이 일치하는 비당뇨 대조군과 비교하여 최근 조사되었습니다(HYKRAND 윤리 승인 번호 2015/1182-31/4). . 예비 결과(미공개)는 대조군과 비교하여 당뇨병 환자의 급성 및 지연 반응 모두에서 몇 가지 결함을 보여주었습니다. 심혈관 위험 및 심혈관 사건 후 생존 예후의 지표인 압반사 민감도(BRS)는 비당뇨병 환자에 비해 IH 후 당뇨병 환자에서 감소했습니다. 내피 전구체 세포(EPC) 수와 이들의 주요 자극제인 간질 유도 인자(SDF-1α)의 수치는 비당뇨병 환자와 비교하여 당뇨병 환자의 IH에 대한 반응으로 감소하여 당뇨병의 허혈성 병변을 복구하는 능력이 더 나쁘다는 것을 확인했습니다.

여기에서 제안된 프로젝트는 당뇨병 환자의 손상된 심폐 및 혈관신생 반응을 역전시키기 위해 DFO(HIF 의존성 저산소 신호를 개선하는 것으로 알려짐)의 가능성을 조사합니다.

연구 계획. 간헐적 저산소증(IH) 전에 DFO(50mg/kg) 대 등장 식염수의 효능을 조사하여 당뇨병 환자의 심폐 및 혈관신생 반응을 개선하는 맹검 무작위 교차 연구입니다. IH는 합병증의 임상적 징후가 없는 1형 당뇨병 환자 30명에서 동일한 기간(HYKRAND 연구에서 사용된 대로)의 5가지 정상 산소 간격과 함께 각각 6분 동안 지속되는 5개의 저산소 기간(13% O2 ​​흡입된 산소 비율)으로 구성됩니다. 이 연구는 충분한 유실을 보장하고 철 침전물을 복원하기 위해 2회 입원 사이에 최소 2개월의 간격을 두고 4일 동안 수행됩니다.

방법 연구 설계 이것은 만성 합병증이 없는 제1형 당뇨병 환자에서 수행되는 무작위 이중 맹검 연구입니다.

환자는 무작위 배정됩니다(블록 무작위 배정)(httpps://www.sealedenvelope.com/ simple-randomiser/v1/lists)에서 (A) Desferal(DFO) 치료 또는 (B) 등장 식염수 치료로.

환자와 직원 모두 환자의 치료 그룹에 대해 눈이 멀게 됩니다.

시험 전 12시간 동안 카페인 음료와 36시간 동안 알코올을 삼가도록 피험자에게 조언합니다.

1일: 아침에 기본 혈액 샘플을 수집하고 그 후 환자에게 6시간 동안 Desferal(50mg/kg)/식염수 주입 피하 주사를 투여합니다. 주입 마지막 시간 동안 피험자는 간헐적 저산소증(IH)에 노출됩니다. 혈액 샘플 및 심혈관 및 호흡기(CR) 측정은 IH 직전 및 이후 여러 시점에서 수행될 것입니다(아래에 설명됨).

2일차: 아침에 혈액 샘플을 채취합니다. IH 노출은 각각 6분 동안 지속되는 5개의 저산소 기간(13% O2 ​​흡기 산소 비율)과 동일한 기간(총 1시간)의 5가지 정상 산소 기간으로 구성됩니다.

1일차: 혈압, 심박수 및 동맥 산소 포화도를 지속적으로 측정합니다. 산소포화도가 80% 감소하거나 증상이 나타나면 산소농도가 80% 이상이 될 때까지 저산소증을 중단한다. 기술자는 환자가 개입을 관찰할 수 없는 방식으로 의사의 감독하에 호흡 시간을 조절하고 제어합니다. 그 후, 세 가지 측정 세션이 수행됩니다: 직후(t2), 3시간 후(t3), 6시간 후(t4). t2 후, 각 환자는 식이 요구 사항에 따라 개별 식사를 받았습니다.

심혈관 및 호흡기 검사.

압반사 민감도 평가. 모든 환자는 편안한 온도의 조용한 방에서 바로 누운 자세로 검사를 받게 됩니다. 참가자가 항균 필터가 있는 마우스피스를 통해 재호흡 회로에 연결되기 전에 기본 데이터를 얻기 위해 4분 동안 휴식 중인 실내 공기의 자발적 호흡이 수행됩니다.

각 조건에서 맥박산소측정기로 산소포화도(SaO2)를 지속적으로 측정하고 마우스피스에 연결된 카프노그래프를 사용하여 호기말 CO2(CO2-et)를 측정합니다. 심전도 기록은 흉부 리드에 의해 수행되며 지속적인 비 침습적 혈압은 커프 방법을 사용하여 기록됩니다. 두 개의 벨트(가슴과 복부 주위에 위치)는 가슴의 호흡 움직임을 모니터링합니다. Pneumotachograph는 차압 변환기에 연결되고 기도 흐름을 측정하기 위해 재호흡 시스템의 호기 구성 요소에 직렬로 삽입됩니다.

압력반사 민감도(BRS)는 각 측정 세션에서 자발 호흡 중에 측정됩니다. 이전 연구에서 다른 방법에 비해 한 방법의 더 나은 성능을 문서화하지 않았기 때문에 7가지 다른 방법의 평균: 포지티브 및 네거티브 시퀀스, 저주파 및 고주파 대역의 a-계수 및 평균, 전달 함수 기술, R-R 간격의 표준 편차와 수축기 혈압 변동성의 비율이 계산됩니다. BRS 외에도 R-R 간격의 SD(SDNN)를 적용하여 심박 변이도의 글로벌 인덱스를 결정했습니다. 이 선택은 다른 가변성 지표(예: 분산)와 비교하여 이 변수에서 정규 분포가 더 두드러진다는 사실을 기반으로 수행됩니다.

저산소 환기 반응(HVR) 및 고탄산 환기 반응(HCVR)을 평가하여 호흡계 활동을 결정합니다.

심혈관 자율신경 기능은 최근 지침에 따라 심호흡, 30:15 비율, Valsalva 기동 및 기립에 대한 수축기 혈압 반응의 네 가지 테스트를 수행하여 결정됩니다. 심혈관 자율 신경병증은 "두 가지 이상의 비정상적인 검사의 존재"로 정의됩니다.

압반사 민감도(BRS)는 IH 전(t1), 직후(t2), 3시간(t3) 및 6시간(t4)에 평가됩니다.

HIF-1에 대한 유전자 표적인 혈청 관련 사이토카인(즉, 혈관 내피 성장 인자(AVEGFA), 간질 세포 유래 인자 1a(SDF-1a), 에리스로포이에틴 등). HIF 신호 전달의 직접적인 반응은 HIF에 의해 독점적으로 조절되는 mir210의 혈청 수준에 의해 평가될 것입니다.

EPC 반응은 조혈 전구 세포 항원(CD34+)/CD133 항원/키나아제 삽입 도메인 수용체(KDR+) 수의 형광 활성화 세포 분류(FACS) 분석에 의해 동일한 시점에서 평가될 것입니다.