알칼리성 버퍼 챌린지 중 구획 호기 산화질소 수준에 의한 기도 pH 결정

기도 pH 불균형은 과민성, 기침, 기관지 수축, 섬모병증, 기관지 확장제에 대한 반응 감소, 박테리아 성장, 질산화/산화 스트레스, 호중구성/호산구성 염증 및 세포 사멸을 포함하여 기도 내에서 수많은 불리한 생리적 변화를 유발합니다. 기도 pH는 만성 및 급성 폐 질환에서 낮은(산성) 것으로 알려져 있습니다. 기도 pH 측정에 대한 표준 접근 방식은 보호된 브러시 샘플링을 사용하여 기관지경으로 상피 세포 내벽 유체를 얻는 것입니다. 이 접근법의 비용 및 침습적 특성은 건강 및 질병에서 기도 pH의 역할을 완전히 특성화하는 데 장벽입니다. 이 연구에서 연구자는 기도 pH 측정을 위해 임상 폐 기능 실험실에서 장비 표준을 사용하여 수행할 수 있는 비침습적 임상 방법을 평가합니다.

연구 팀은 이전에 알칼리성 글리신 완충액(AGB) 흡입 후 호기 응축액(EBC) pH와 50mL/sec(FeNO50)에서 수집된 분획 호기 산화질소의 변화가 낮은 기도 pH를 나타낸다는 것을 입증했습니다. EBC pH가 기도 pH를 추정하는 가장 일반적인 방법이자 검증된 방법인 반면, 연구자들은 FeNO50의 변화가 일반적인 기도 pH에 대해 가장 민감한 테스트라고 생각합니다. 구체적으로, 이 제안된 테스트는 아질산염/아질산(NO2-/HNO2)의 pH가 4 바로 아래라는 사실을 이용합니다. 따라서 아질산은 pH가 6.5 미만일 때 산화질소(NO)를 방출하고 NO 방출은 pH는 7 이상입니다. 내인성 인간 기도 NO2- 수준은 일반적으로 낮은 μM이기 때문에 (32) NO2 양성자화는 기도 pH에 대한 비침습적 테스트로 사용할 수 있습니다. Henderson-Hasselbalch 방정식을 사용하여 조사자는 이러한 NO의 변화를 사용하여 pH를 계산할 수 있습니다. 연구자는 이제 흡입된 인산염 완충액과 AGB 모두에 대한 연구를 수행했으며, 둘 다 천식이 있는 특정 환자가 완충제 흡입 후 FeNO50의 상당한 감소가 있음을 보여줍니다. FeNO50은 중간 기도의 산화질소 수치를 나타내는 것으로 검증되었지만, 폐의 다른 구획에서 산화질소 수치를 평가하기 위해 여러 다른 유속과 시간에서 샘플링을 수행할 수 있습니다. 이는 많은 기도 질환이 이질적이고 지역적이기 때문에 도움이 되는 지역 기도 pH 측정을 허용할 수 있습니다. 연구자는 기도 내에서 구획별로 건강 및 질병에서 기도 pH의 정상 범위를 추가로 특성화하고 후속 연구에서 비정상일 때 pH를 임상적으로 변경하는 효과를 평가할 것입니다.

최근에 기도 pH가 SARS-CoV-2 바이러스의 기도 세포 진입 및 복제에 필수적인 것으로 밝혀졌습니다. 특히, 바이러스가 세포에 들어가 복제하는 경로 중 하나는 세포 내 알칼리화에 의해 차단됩니다. 따라서 연구자는 AGB가 배양된 일차 인간 기도 상피 세포에서 세포내 알칼리화를 유발하는지 여부를 결정하기 위해 테스트했습니다. 그게했다; 약물은 시험관 내에서 세포에 의해 잘 용인되었습니다(생체 내에서와 같이).

조사관은 다음 단계는 AGB가 바이러스 복제 및 일차 인간 기도 상피 배양에서 바이러스 진입을 억제하는지 여부를 결정하는 것이라고 믿습니다. 이를 위해 연구자는 인디애나 대학교 BSL3 바이러스 연구실과 협력하고 있습니다. 수사관은 바이러스를 획득하고 준비를 완료했으며 사람의 기도 상피 배양을 감염시켰습니다. 연구팀은 AGB가 바이러스 유입과 복제에 미치는 영향에 대한 예비 결과를 기다리고 있다. 실제로 AGB가 바이러스 세포 진입을 억제하여 복제를 억제한다면, 조사관은 FDA와 함께 IND를 확장하여 알려진 COVID-2 호흡기 질환과 관련된 호흡 곤란 위험이 있는 환자를 대상으로 시험할 계획입니다. 궁극적으로, 이 시험의 결과는 다음을 포함하도록 제안됩니다: 사망률(일차); ICU 재원 기간 및 곡선 아래 산소 포화 지수 영역(2차). 조사관은 이 프로젝트를 위해 NIH, DoD 및 기타 여러 기관에 보조금을 제출했습니다.

여기에서 제안된 연구는 더 많은 인구에서 AGB 사용에 대한 추가 통찰력을 제공할 뿐만 아니라 치료를 안내하는 데 사용할 수 있는 AGB를 받는 사람들의 기도 pH 평가를 허용할 것입니다.