중증급성호흡기증후군 코로나바이러스 2(SARS-CoV-2) 감염 환자에서 산소 감지 기능이 손상되었는지 확인하기 위한 연구

SARS-CoV-2에 감염된 많은 환자는 저산소증(O2 혈액 포화도 92% 미만)입니다. 호흡이 편안할 수 있기 때문에 많은 사람들은 자신이 저산소 상태라는 사실조차 깨닫지 못합니다. 이 환자들에서 낮은 산소, 증가된 호흡에 대한 정상적인 생리학적 반응이 없는 것으로 보입니다(Couzin-Frankel, 2020).

체내의 다양한 세포 유형은 바이러스가 세포를 감염시키는 데 필요한 ACE2 수용체를 발현합니다. 여기에는 신체의 O2 센서인 경동맥체의 세포가 포함됩니다. 연구자들은 경동맥체의 사구 세포가 매우 높은 혈액 관류 속도로 인해 감염된 최초의 세포 중 하나라고 가정합니다. 감염 후에는 "오프라인" 상태가 되고 신체는 더 이상 저산소 상태임을 인식하지 못합니다. 이는 정상적인 혈중 O2 수준(>95% 포화)을 다시 설정하기 위해 기계적 환기가 필요할 수 있는 환자에게 매우 해로울 수 있습니다. 기계식 인공호흡기를 사용하는 환자의 사망률은 매우 높으며 환자가 인공호흡기를 사용하지 못하도록 모든 노력을 기울여야 합니다.

흥미롭게도 저산소증은 SARS-CoV-2 감염자에게 흔한 상태로 보이며, 일부는 심각한 호흡기 질환(급성 호흡곤란 증후군 - ARDS)을 보이지만 다른 일부는 그렇지 않습니다. 대다수는 면역 체계의 감염에 대한 대규모 반응인 "사이토카인 폭풍"으로 사망하는 것으로 보입니다(Xie et al., 2020). 그러나 다른 많은 사람들은 저산소증에 걸리고 아프다. 많은 의료 센터에서 SARS-Cov-2 환자를 기계 호흡기에 배치하여 동일하게 치료하고 있습니다. 아래는 모든 SARS-CoV-2 저산소증 환자가 동일하지 않으므로 동일하게 치료해서는 안 된다는 최근에 발표된 사설(Gattinoni et al., 2020)의 독일 그룹의 짧은 설명입니다.

SARS-CoV-2와 관련이 없는 ICU 환자의 기계 환기는 사망률이 50% 이상(Fialkow et al., 2014)이고 회복 시간이 매우 긴 환자에게 매우 어려울 수 있다는 사실은 오랫동안 알려져 왔습니다. (그리피스 & 존스, 1999). 기계 환기가 필요한 ICU에 입원한 환자는 인공 호흡기 유도 폐 손상(VILI)의 결과로 호흡 지원이 필요하지 않은 환자에 비해 사망률이 더 높을 것으로 예상됩니다(Vincent et al., 2002). SARS-CoV-2에 감염된 삽관 환자도 사망률이 매우 높습니다(Richardson et al., 2020). 의심 할 여지없이 그들은 가장 아픈 사람들입니다. 그럼에도 불구하고 시카고 대학의 고유량 비강 캐뉼라 사용과 일치하는 정책으로 삽관을 방지하기 위해 가능한 모든 조치를 취해야 합니다. 이 IRB 제출의 조사관 목표는 저산소증이지만 호흡이 저산소증에 올바르게 반응하지 않는("조용한 저산소증") SARS-CoV-2 환자 코호트를 식별하는 것입니다. 이러한 환자는 가능한 한 오랫동안 삽관을 하지 않기 위해 약물로 치료할 수 있습니다.

1상 - SARS-CoV-2 감염 환자의 무증상 저산소증 연구. 1단계에서는 SARS-CoV-2 감염이 기록된 피험자 40명과 건강한 피험자 40명을 대조군으로 모집합니다. 첫 번째 단계에서 총 80 과목. 이 큰 그룹은 "조용한 저산소증"이 존재하는지 여부를 결정하는 데 필요하지 않으며, 오히려 이 환자 집단 중에서 변경된 산소 감지를 나타내는 환자의 비율을 결정하는 데 필요합니다.

이 단계에는 입원한 COVID 환자에서 일상적으로 수집되는 임상 데이터의 관찰 및 수집이 포함됩니다. UCMC(University of Chicago Medical Center)의 모든 COVID-19 환자는 생체 신호를 측정하는 원격 측정 모니터에 연결됩니다. 말초 산소 포화도(SpO2), 호흡수(RR) 및 심박수(HR)는 원격 측정 모니터에 의해 지속적으로 측정됩니다. 혈압은 입원 시 의사의 지시에 따라 결정된 간격으로 원격 측정 모니터로 간헐적으로 확인 및 측정됩니다.

피험자가 테스트를 수행하기 전에 1단계 테스트를 올바르게 수행하는 방법에 대해 PI가 만든 간단한 지침 비디오를 볼 수 있는 옵션이 있습니다. COVID와 건강한 피험자 모두 테스트를 관리하는 임상의가 이미 제공한 것 외에 추가 지침이 필요하다고 느끼는 경우 이 옵션을 사용할 수 있습니다. 피험자가 준비가 되었다고 느끼면 최대 60초 동안 또는 더 이상 숨을 참을 수 없을 때까지 숨을 참으라는 요청을 받습니다. 모든 환자는 시도 사이에 5분의 휴식과 함께 숨을 3번 참도록 요청받습니다. 피험자는 숨을 참도록 지시를 받고 COVID 유닛에서 환자의 주치의가 숨을 참기 전, 도중 및 후에 활력 징후를 기록합니다. 목표는 숨참기가 일반 피험자처럼 피험자를 불편하게 만드는지 확인하는 것입니다. O2 감지 기능이 손상되면 호흡 욕구가 없거나 감소할 수 있습니다. 호흡 정지가 멈춘 후 환자는 헐떡거리기 시작하고 산소 부족을 보충하기 위해 더 빠르게 호흡할 수 있습니다. 모든 피험자가 저산소증에 올바르게 반응합니까? 아니면 일부 피험자들은 멈춰야 한다는 것을 모르기 때문에 저산소증을 무시할까요? 이 경우 연구 팀원이 중지합니다.

환자의 안전을 보장하기 위해 주치의는 피험자가 이 연구에 참여하는 동안 지시하고 모니터링할 것입니다. 85% 미만의 O2 포화도 변화 또는 8% 이상의 절대 감소는 의사가 환자에게 호흡을 시작하도록 지시하도록 트리거합니다. 아래의 표 1은 숨참기 기준을 안내합니다.

2상 - SARS-CoV-2 감염 환자의 무증상 저산소증 연구. 2단계에서는 10명의 피험자를 모집하고 병실에서 6분 동안 걸을 것을 요청합니다. 이 시간은 6분 걷기 테스트(6MWT)에서 채택되었으며, 이는 호기성 및 기능적 능력 모두에 대해 잘 검증된 측정입니다(Troosters et al., 2002; Enright, 2003). 실험의 목적은 보행이 가능한 COVID 환자의 단순한 신체 활동이 SpO2 감소 및/또는 활력 징후의 생리적 변화와 관련이 있는지 여부를 테스트하는 것입니다. 6MWT는 피험자들에게 (100m 복도를 따라가는 대신) 자신의 방에서 앞뒤로 걸을 수 있도록 조정될 것입니다. 왜냐하면 이 연구는 주로 운동에 대한 생리학적 반응(걸린 총 거리보다는)에 관심이 있기 때문입니다. 연구 팀은 또한 베이스라인과 걷기 완료 후 일련의 활력 징후를 측정할 뿐만 아니라 인지된 운동의 보그 등급 도구를 사용하여 피험자에게 인지된 운동에 대해 질문할 것입니다. 이 단계에서 환자는 COVID 부서에서 근무하는 주치의로부터 지시를 받고 지속적으로 모니터링됩니다. 주치의는 환자의 병실 밖에 서 있지만 COVID 병동의 창문 및/또는 출입구를 통해 환자가 완전히 보이는 상태에서 이러한 환자를 모니터링합니다.

이 단계에서 문서화된 AM-PAC 점수 ≥19인 환자를 모집합니다. AM-PAC 점수는 UCMC 간호사가 EPIC 내의 간호 및 치료 흐름도에 매일 문서화합니다. 19점 이상은 UCMC 간호사와 물리 치료사가 환자의 기능적 독립성을 나타내는 데 사용합니다. UCMC에서 간호사가 환자에 대해 매일 AM-PAC 점수를 매기는 것이 필요하며 적응된 버전의 급성기 후 치료 활동 측정(AM-PAC) 도구를 기반으로 합니다(Haley et al., 2004). 이 간호 요구 사항과 적응된 AM-PAC 점수는 기능적 이동성을 기반으로 입원 중 PT가 필요할 수도 있고 필요하지 않을 수도 있는 환자를 더 잘 대상으로 하기 위한 공동 UCMC 간호 및 물리 치료 이니셔티브인 Project Walk였습니다.

환자의 안전을 보장하기 위해 주치의는 환자가 이 연구에 참여하는 동안 지시하고 모니터링합니다. 85% 미만의 O2 포화도 변화 또는 5% 이상의 절대 감소는 의사가 환자에게 호흡을 시작하도록 지시하도록 트리거합니다.

모든 SARS-CoV-2 환자가 O2 감지에 장애가 있으면 어떻게 됩니까? 후각과 미각의 상실이 감염의 신뢰할 수 있는 지표인 것처럼 보이기 때문에 이것은 의문의 여지가 없을 수 있습니다(Menni et al.). 이 경우 조사관의 모집단 연구는 스트레스를 받을 때 모든 사람이 저산소 상태임을 나타낼 것입니다.

피험자 식별, 모집 및 지불 모든 COVID 피험자는 시카고 대학교 의료 센터(UCMC)의 COVID 부서에서 모집 및 등록됩니다. 건강한 과목은 UCMC의 교수진과 직원이 제공합니다. 가능한 편견을 피하기 위해 건강한 지원자는 이전에 이 연구와 관련이 없거나 이 연구에 참여할 때 조사자의 감독을 받지 않습니다. 건강한 피험자는 본 연구를 위해 모집할 때 입원하지 않을 것입니다. 피험자는 연구 참여에 대해 보상을 받지 않습니다.