심장 수술 후 심장 복구를 돕기 위한 심방 부속기 미세 이식 이식 (AAMS2)

배경 및 의의

전 세계적으로 매년 1,790만 명이 심혈관 질환으로 사망합니다. 허혈성 심장 질환(IHD)은 이러한 경우의 절반에서 원인이며, 따라서 세계 최고의 단일 사망 원인이 됩니다[GBD 2017]. 전 세계적으로 1억 2,650만 명의 환자가 IHD로 고통받는 반면, 유럽에서는 3,030만 명의 환자가 고통받고 있습니다[Timmis 2018].

IHD는 죽상 경화성 관상 동맥 플라크를 점진적으로 확대하는 특징이 있습니다. 이러한 질병 핫스팟은 심근 저산소증, 심근 세포 동면, 세포 사멸 및 간질 섬유증을 유발할 뿐만 아니라 침식 및 파열되기 쉽습니다. 플라크 파열은 지혈 시스템을 강력하게 활성화하여 혈전성 관상 동맥 폐색, 심근 경색(MI) 및 심장 조직의 사망을 초래합니다. 개선된 급성 치료로 인해 환자는 급성기에서 점점 더 생존하고 부상 부위는 결국 심장의 충전 및 펌프를 제한하는 흉터로 대체됩니다[Cohn 2000]. 부상 정도와 그로 인한 흉터에 따라 결국 작업 부하가 증가하면 불리한 리모델링과 심부전(HF), 예후가 좋지 않은 돌이킬 수 없는 무력화 임상 증후군이 발생합니다[Taylor 2017, Cohn 2000]. 허혈성 병인으로 인한 HF는 29%에서 45%까지 다양하다고 보고되었습니다[Groenewegen 2020]. 예를 들어, 최근의 메타 분석에서는 인구 기반 심초음파 검사를 통해 이전에 인식되지 않은 사례를 포함하여 "모든 유형" HF 유병률이 65세 이상의 일반 인구에서 11.8%만큼 높다고 제안합니다[van Riet 2016].

CABG 수술은 중증 진행 IHD 환자에게 선호되는 혈관재생술 방법입니다[Rihal 2003]. 유럽에서는 2016년에 245,000건 이상의 CABG 수술이 시행되었습니다[Eurostat 2015]. 연령에 관계없이 CABG 수술은 허혈 증상과 사망률에 전반적으로 유익한 효과가 있는 것으로 나타났습니다[Freitas 2019].

흉터보다는 재생에 의한 심장 치유는 합병증이 있는 IHD를 점점 더 관리하기 쉽고 심지어 치료할 수 있는 질병으로 기울일 수 있습니다. 일부 척추동물의 심장은 평생 동안 재생을 통해 치유되지만 설치류에서는 이 능력이 생후 첫 주로 제한됩니다[Cutie 2021]. 생애 초기에 또한 인간의 심장은 허혈 후 재생 능력이 있는 것으로 보입니다[Haubner 2016].

성인 인간의 심장에서 심장 재생 수리를 활성화하는 것은 복잡한 것으로 입증되었습니다. 이와 관련하여 많은 줄기 세포, 전구 세포 및 분화 세포가 테스트되었습니다[Cambria 2017]. 이러한 조사가 유망한 결과를 제공했지만 치료법은 여전히 ​​복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 보다 임상적으로 간단한 접근 방식이 필요합니다. 심방 부속기에서 파생된 세포는 허혈성 심장 손상과 관련하여 재생 심장 치유를 자극할 수 있는 것으로 나타났습니다[Koninckx 2013, Detert 2018, Evens 2021]. 유럽심장학회(European Society of Cardiology)가 포지셔닝한 바와 같이 심외막 세포외 기질(ECM) 패치 이식을 포함한 많은 조직 공학 접근법이 허혈성 HF에 대한 유망한 미래 치료법으로 강조되고 있습니다[Madonna 2019]. 이러한 접근법은 이전 연구에서 확인된 주요 장애물인 공동 이식 세포의 국소 지속성과 생존력을 향상시킬 수 있습니다.

일반 개념

우리는 치료를 위해 우심방 부속기에서 환자 자신의 심장 조직을 사용합니다. 왼쪽 또는 오른쪽 심방 부속기(각각 LAA 및 RAA)는 심장의 펌프 기능에 직접적으로 기여하지 않습니다. CABG [Lampinen 2017, Nummi 2017, Nummi 2021] 초기에 심장 및 폐 기계를 설정하는 동안 우심방 캐뉼라를 삽입하면 RAA 조각을 안전하게 수확할 ​​수 있습니다. AAMS2 시험에서 RAA 조직 조각은 심외막으로 이식되고 패치로 싸여 있으며 기계적으로 확장된 심방 부속기 미세 이식편(AAM)으로 사용됩니다. 이 요법은 단일 CABG 수술 중에 시행할 수 있습니다.

이전 결과

MI 및 HF의 전임상 마우스 모델에서 심외막 AAM 패치의 효과를 무세포 ECM 패치와 비교했습니다. 그 결과 심근 조직 보호, 흉터 약화, 심장 기능 유지가 입증되었습니다[Xie 2020]. 또한, 질량 분석 기반 정량적 프로테오믹스는 심근의 재생 능력 증가와 관련된 과정인 산화 스트레스 감소 및 AAMs 매개 심근 해당 대사 유도를 포함하여 심근에서 광범위한 재생 및 심장 보호 효과를 입증했습니다[Lalowski 2018, Nakada 2017, 키무라 2015, 푸엔테 2014].

AAMs-패치 요법은 임상용으로 진행되었습니다. AAM의 최초 적용에 이어[Nummi 2019], CABG 동안 심외막 AAM 이식의 안전성과 타당성이 최근 확인되었습니다[Nummi 2021]. 더욱이, 이 연구는 흉터 영역에서 생존 가능한 심근의 증가된 두께를 제시함으로써 치료적 이점의 첫 번째 징후를 제공했습니다[Nummi 2021].

목표 및 개요

이 AAMS2 무작위 이중 맹검 및 대조 시험은 심외막에 이식된 AAM이 CABG 수술에 대한 보조 요법으로서의 효과를 평가합니다. 시험의 1차 종점은 수술 전 LGE-CMRI와 비교하여 수술 후 6개월 추적에서 후기 가돌리늄 강화 심장 자기 공명 영상(LGE-CMRI)을 사용하여 평가된 심장 기능 및 구조의 변화입니다.

이 시험은 50명의 환자를 연구 그룹에 1:1 그룹 할당 비율로 등록합니다(CABG 또는 CABG가 포함된 AAM 패치). 자가 RAA 조직은 모든 ​​참가자의 CABG 동안 RAA에서 수확되며 무작위화에 따라 RAA 조직 조각은 수술 전후 AAM으로 처리되거나 생화학 분석을 위해 저온 저장됩니다. 피브린 매트릭스 젤에 내장된 AAM은 ECM 시트에 놓고 심외막으로 제자리에 봉합합니다. 심장 외막 이식 부위로 허혈성 반흔 부위를 정확히 찾아내기 위해 수술 전 LGE-CMRI를 시행합니다. 연구 혈액 샘플은 수술 전과 수술 후 3개월 및 6개월 추적 관찰 시 수집됩니다. TTE(Transthoracic echocardiography), LGE-CMRI, 증상 척도 측정, 6분 보행 검사(6MWT)를 수술 전과 6개월 추적 관찰합니다.

행동 양식

1. 환자 선택, 등록, 윤리 및 일정 - 심장 전문의가 평가한 적격성 및 제외 기준을 충족하는 환자는 병원의 선택적 심장 수술 목록에서 선택됩니다. 환자의 약물 치료는 담당 심장 전문의의 현재 지침에 따라 최적화됩니다. 목록에 있는 일반적인 대기 시간은 2주에서 8주 사이입니다. 이 시간은 수술 전에 약물 변경 사항이 적용될 수 있도록 합니다. 나중에 모집된 환자는 임상 통제 방문(3개월 추적으로 표시됨) 및 전용 시험 방문(수술 후 6-8개월에 6개월 추적으로 표시됨)을 위해 호출됩니다.

   모든 환자에게 시험을 설명하는 정보가 제공됩니다. 피험자가 연구 절차를 거치기 전에 사전 동의 토론이 수행되고 참여에 대한 서면 사전 동의가 필요합니다. 실험은 인간 피험자를 대상으로 하는 의학 연구의 윤리적 원칙에 관한 헬싱키 선언[세계 의학 협회 2013]에 따라 수행될 것입니다. 이 연구는 헬싱키 및 우시마 병원 지구 윤리 위원회(HUS; Dnr. HUS/12322/2022). 환자 모집의 예상 시작은 2022년 12월이며 예상 전체 연구 완료 날짜는 2025년 12월입니다. 참가자는 시험에서 제외됩니다(선별 실패). 약물 최적화 후 눈에 보이는 흉터를 식별할 수 없고 수술 전 LGE-CMRI에서 좌심실 박출률(LVEF)이 ≥50%인 경우. 이는 CABG 이전에 LGE-CMRI를 수행하지 않은 경우에도 적용됩니다.

2. 끝점 - 평가판 끝점은 별도의 섹션에 나열됩니다. 1차 종료점은 LGE-CMRI로 평가한 심장 섬유증의 변화와 뇌 나트륨 이뇨 펩티드(NT-proBNP)의 N-말단 프로호르몬의 순환 수준에 초점을 맞춥니다. 2차 종료점은 다른 효능 매개변수와 치료의 안전성 및 타당성 모두에 중점을 둡니다.
3. 무작위화 및 눈가림 - 환자는 www.sealedenvelope.com에서 공개적으로 사용할 수 있는 온라인 도구를 통해 성별 계층화된 블록 무작위화를 사용하여 CABG 또는 AAM 그룹으로 무작위화됩니다. 블록 크기 2 및 4, 성별(여성, 남성)에 따른 층화. 무작위화는 헬싱키 대학(책임자 도슨트 Esko Kankuri)에서 수행합니다. 무작위 할당 정보가 포함된 연속 번호가 매겨진 봉인된 봉투는 각 환자의 수술 시작 시 각 봉투를 개봉하는 연구 간호사에게 전달됩니다. 연구 간호사는 환자와 평가 심장 전문의 및 방사선 전문의가 연구 그룹 할당에 대해 맹검 상태로 유지되는 이중 맹검 방식으로 할당을 감독합니다. 치료의 특성(이식 대 이식 없음)을 감안할 때 수술 외과의나 연구 간호사가 할당에 대해 눈을 멀게 하는 것은 불가능합니다. 모든 LGE-CMRI 및 TTE 측정과 실험실 분석은 그룹 할당에 눈이 먼 연구원이 수행합니다.
4. 심방 부속기 미세 이식편의 준비 및 관리 - RAA 조각은 우심방 삽관 시 심장 수술 시작 시 수확됩니다. RAA 조직은 Rigeneracon 블레이드(Rigenera-system, HBW s.r.l., Turin, Italy)를 사용하여 이전에 설명된 [Lampinen 2017, Nummi 2017, Nummi 2021]과 같이 무게를 측정하고 미세 이식편으로 기계적으로 처리됩니다. 수술실에서 조직 처리를 지원하는 전용 CE 마크 기기 키트는 EpiHeart Oy(핀란드 헬싱키)에서 구입합니다. 미세 이식편을 심낭 매트릭스 시트(Equine Pericardium Patch, Autotissue GmbH, Berlin, Germany)에 펴고 소량의 희석된 피브린 조직 접착제(Tisseel, Baxter AG, Vienna, Austria)에 내장합니다. AAMs-패치는 이식을 기다리는 동안 냉각(+6 - +8C), 덮개 및 멸균 상태를 유지합니다.
5. 일반 데이터 보호 규정 - 시험 기간 동안 수집된 데이터는 일반 데이터 보호 규정(GDPR)을 포함하여 개인 건강 데이터 보호에 대한 EU 규정을 준수합니다.
6. 혈액 샘플 - HF 평가를 위한 표준 바이오마커[McKie 2016]인 NT-pro-BNP 측정을 위한 혈액 샘플은 수술 전과 3개월 및 6개월 추적 조사에서 수집됩니다. 또한, AAMS2 시험은 이전에 설명한 바와 같이 전사 후 수정에 새로운 초점을 두고 포함된 RNA 전사물에 대한 혈액, 혈장 및 RAA 조직 샘플을 평가합니다[Sikorski 2021, Sikorski 2022]. 그러나 네이티브 RNA의 적절한 수율을 보장하기 위해 방문당 TEMPUS(TM) RNA 안정화 혈액 3mL x 5를 수집하는 대신 3mL x 8을 수집합니다. 이러한 수정은 많은 세포 기능 및 병태생리학적 조건, 또한 IHD 및 허혈성 HF의 주요 기여자 및 조절자를 밝히는 유전학의 생물학적 개척을 포함합니다[Qin 2021, Sikorski 2022]. 인간 IHD 및 HF의 혈액 epitranscriptomics에 관한 정보가 부족하기 때문에 [Sikorski 2022], AAMS2 시험은 혈액 epitranscriptomes에서 AAMs 치료 유발 변경에 대한 통찰력을 제공하는 것을 목표로 합니다. 특히 가장 일반적인 두 가지 변형인 N6-메틸아데노신(m6A) 및 아데노신-이노신(A-to-I) 편집에 중점을 두고 있습니다.
7. RAA 조직 샘플 - 대조군에서 제거된 RAA 조직 조각을 생화학적 분석을 위한 샘플로 수집한다. RAA 조직 조각은 이전에 설명한 대로 후속 epitranscriptomics 표적 평가를 위해 두 개로 나누어 저장됩니다(RNAlater 또는 포름알데히드-에탄올)[Sikorski 2021].
8. 심초음파 - 모든 참가자는 수술 전 및 수술 후 6개월 추적에서 심전도 및 TTE로 평가됩니다. TTE 기록은 지정된 심장 전문의와 함께 수행됩니다. 이러한 기록에는 심실, 심방 및 판막의 해부학적 및 기능적 평가가 모두 포함됩니다. AAM에 대한 위에서 설명한 RAA 샘플 수집 이전에 수술 전 TTE 동안 해부학적 특성화에 적합한 심방 부속기 및 심방에 특별한 초점이 부여됩니다. 또한, 심막삼출액, 혈전 및 동맥류의 유무를 기록한다. 관류 마취 전문의는 CABG 전에 혈류 속도, 가능한 슬러지 및 혈전에 대한 좌심방 부속기 및 우심방 부속기를 평가하기 위해 마취 동안 수술실에서 경식도 심초음파(TEE)를 수행합니다.
9. 후기 가돌리늄 증강 심장 자기 공명 영상(LGE-CMRI) - 전신 1.5-T MRI 스캐너(Siemens Sola 또는 Avanto-fit, Siemens AG, Erlangen, Germany)가 LGE-CMRI 영상 획득에 사용됩니다. 심장 구조 및 기능은 심전도 및 호흡 게이팅을 사용하는 표준화된 LGE-CMRI 프로토콜로 평가됩니다. 단축 시네 이미지는 좌심실 및 우심실 체적 측정에 사용됩니다. 심근 수축성은 단축 및 장축 영화 이미지의 세로, 원주 및 방사형 변형 측정을 사용하여 평가됩니다. LGE는 이전에 경색 감지를 위한 반자동 임계값에 대해 제안된 대로 5-SD 반자동 이득 추정을 사용하여 경색 부피 및 질량을 측정하는 것으로 평가됩니다[Schulz-Menger 2020]. 이미지 후처리는 QMass 및 QStrain 애플리케이션과 함께 Medis Suite 소프트웨어(Medis Medical Imaging Systems, Leiden, The Netherlands)로 수행됩니다.
10. 삶의 질 평가 - 건강 관련 삶의 질(HRQoL)은 RAND36(SF36) 약식 설문지를 사용하여 측정됩니다[Hays 2001]. 설문지는 신체 기능과 활력 및 건강에 대한 주관적인 느낌에서 신체 통증에 이르는 8개 차원에 대해 지정된 평균 및 표준 편차 값으로 표준화되었습니다. 획득한 점수는 모든 만성 질환이 있는 핀란드 코호트와 비교됩니다. 또한 IHD와 HF의 두 가지 주요 증상인 협심증과 운동성 호흡곤란에 대해 캐나다 심혈관 학회(CCS)와 뉴욕 심장 협회(NYHA)에서 각각 개발한 표준화된 분류 체계를 사용하여 피험자의 증상 평가를 수행합니다. Campeau 1976, Russell 2009]. 마지막으로, 6분 걷기 테스트(6MWT)를 평가하여 객관적인 이환율 측정을 얻습니다[Bittner 1993]. 이러한 모든 매개 변수는 수술 전과 수술 후 6개월 추적 방문에서 모두 평가됩니다. NYHA 및 CCS 수업도 3개월 임상 추적에서 기록됩니다.
11. 통계 분석-Power 분석은 SAS 9.4 TS Level 1M4 소프트웨어(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA), 시나리오 요소가 고정된 POWER Procedure Wilcoxon-Mann-Whitney Test와 O'Brien-Castelloe 근사법 및 양면 통계 평가. 전력 분석 샘플 데이터는 이전 공개 라벨 AAM 시험[Nummi 2021]에서 파생되었습니다. 총 표본 크기가 50인 경우(2개 그룹, 그룹 크기 25, 분포 1:1) 이러한 매개변수는 α 0.05에서 80%보다 큰 검정력을 생성합니다. 그룹 간의 비교는 Mann Whitney U 테스트로 수행됩니다. 순서 변수는 Chi-Square 테스트로 테스트됩니다. 다중 비교는 Bonferroni 방법으로 수정되며 중요한 결과는 Mann Whitney U 테스트를 사용하여 그룹별로 추가로 테스트됩니다. 삶의 질 데이터는 평균으로 제시되며 독립 표본 t-검정(양측)으로 분석됩니다. 분석은 IBM SPSS Statistics 27 프로그램(IBM Corp., Armonk, NY) 또는 이와 동등한 프로그램을 사용하여 수행됩니다. 시험 기간 동안 데이터를 단계적으로 분석하고 게시할 수 있습니다.
12. 후속 조치 동안 수술 전 및 수술 후 데이터 수집 임상, 실험실 및 약물 치료 데이터는 병원 전자 건강 기록에 수집됩니다. 퇴원 후 및 후속 조치 중에 환자는 1차 진료소를 방문할 수 있습니다. 수술 또는 심혈관계 상태 및 약물 치료 변경과 관련된 모든 방문은 연구 조사관에 의해 수집됩니다. 이 데이터는 해당 환자의 다른 데이터와 함께 가명으로 저장됩니다.

13. 데이터 저장, 관리 및 공유-생산된 데이터는 분석 시 HUS 및 UH의 네트워크 하드 드라이브와 CSC - IT CENTER FOR SCIENCE LTD의 서버에 저장됩니다. (핀란드) 자동 백업을 통해 민감한 데이터 저장을 위해 특별히 설계되었습니다. 해당 가명화 키와 무작위화 코드로 환자를 직접 식별하는 데이터는 자동화된 백업 및 액세스 제어를 통해 안전한 병원 시스템 내에 있는 키 레지스트리에 저장됩니다. 레지스트리에 대한 접근은 역할 기반 접근 권한을 통해 제어되며 HUS 윤리위원회에서 승인한 레지스트리 설명에 지정된 연구원만 데이터에 액세스할 수 있습니다. PI 연구원 도슨트 Pasi Karjalainen은 키 레지스트리 및 해당 콘텐츠에 대한 책임 당사자입니다.

    참가자의 TTE 데이터는 궁극적으로 HUS 데이터 보안 지침을 충족하는 Microsoft® Azure 클라우드에 저장되는 IntelliSpace 소프트웨어(네덜란드 필립스)를 통해 액세스됩니다. LGE-CMRI 데이터 및 보고서는 디지털 HUS 사진 보관 및 통신 시스템(PACS)에 저장됩니다. 필요한 경우 LGE-CMRI 데이터는 HUS Medical Imaging Center의 서버 간에 내부적으로 전송되어 적절한 CMR 소프트웨어로 이미지를 분석할 수 있습니다. 사례 보고서 형식은 액세스 제어가 있는 HUS 구내에 물리적으로 저장되고 연구 레지스트리에 전자적으로 저장됩니다.

    연구 레지스트리에 대한 액세스는 역할 기반 액세스 권한을 통해 제어되며 HUS 윤리 위원회의 승인을 받은 레지스트리 설명 문서에 단독으로 지정된 연구팀 구성원만이 데이터에 액세스할 수 있습니다. 모든 워크스테이션, 네트워크 드라이브 및 서버는 암호로 보호됩니다.

    CSC - IT CENTER FOR SCIENCE LTD. (핀란드) 서버 또는 헬싱키 대학 또는 헬싱키 대학 병원의 공식 배송업체가 운송하는 강력한 암호로 보호되는 하드 드라이브와 함께 책임 있는 협력 과학자 또는 제휴 기관 대표가 물질 이전 계약(MTA)에 서명합니다. 이러한 MTA는 가명화된 데이터의 액세스, 즉 전송을 보호하기 위해 EU 위원회의 표준 계약 조항(SCC)을 사용합니다. 또한 가명 데이터를 취급하는 모든 직원은 공식 HUS 비밀 유지 및 데이터 보안 서약서에 서명해야 합니다. 또한 CSC - IT CENTER FOR SCIENCE LTD. 가명 처리된 데이터에 액세스하기 전에 각 공동 작업자가 서명하기 위해 자체 데이터 비밀 처리 계약이 필요합니다.

    원칙적으로 시험 활성 단계 이후에 생성된 데이터는 가명으로 핀란드 IT Center for Science CSC(SD-Apply)의 서버에 15년(2040년) 동안 저장됩니다. 그 후 데이터는 모든 가명을 삭제하여 익명화되고 무기한 큐레이팅됩니다. 별도의 데이터 액세스 위원회가 저장된 데이터의 재사용을 모니터링합니다. 또한 그룹 수준의 익명화된 메타데이터가 포함된 시퀀싱 데이터 세트는 유럽 분자 생물학 연구소 유럽 생물 정보학 연구소(EMBL-EBI, Cambridge, UK)의 European Nucleotide Archive(ENA) 또는 GEO(Gene Expression Omnibus) 기능 유전체학 데이터베이스 저장소(National Center for Biotechnology Information NCBI, Bethesda, MD, USA).

14. 시험 모니터링 - AAMS2 시험은 시험 피험자의 권리, 안전 및 웰빙을 보장하기 위해 임상 연구소, 헬싱키 대학 중앙 병원(HUCH) 또는 이에 상응하는 모니터링 서비스 제공자가 외부에서 모니터링합니다. 환자를 연구에 모집하기 전에 서비스 제공자 및 연구 그룹과 함께 상세한 모니터링 계획의 초안을 작성합니다.
15. 연구팀-AAMS2 시험은 HUS Heart and Lung Center(PI 도슨트 Pasi Karjalainen 및 공동 PI Antti Vento MD PhD) 및 University of Helsinki(도슨트 Esko Kankuri MD PhD)와 공동으로 수행됩니다. 연구 간호사는 PI와 함께 환자 선별, 모집, 알림 및 연락(전화 또는 우편을 통해), 수술 전후 AAM 처리 및 제어 방문 예약을 감독하고 조직합니다. 또한 연구 간호사는 헬싱키 대학의 과학자들과 협력하여 연구 샘플 물류를 구성합니다. 무작위 배정은 헬싱키 대학교에서 수행됩니다. CABG 수술 및 AAMs 패치 적용은 HUS 심장 및 폐 센터에서 수행됩니다. LGE-CMRI 이미징 및 분석은 HUS 방사선과와 헬싱키 대학교에서 수행합니다. 환자 선별, 모집, 수술 전 및 수술 후 임상 방문(TTE 기록 포함) 및 임상 평가는 심장 장치, HUS 심장 및 폐 센터에서 수행합니다. 심장마취 전문의가 수술 후 주요 매개변수를 기록합니다. epitranscriptomic 및 기타 바이오 마커의 분석은 헬싱키 대학교, 의과 대학, 약리학과에서 주관합니다.