희귀 점액섬모 청소 장애를 위한 깨끗한 공기 (CARMUCI)

대기 중 미세먼지(PM)에 노출되는 것은 취약 계층을 비롯한 호흡기 질환 발병의 잘 알려진 위험 요인입니다. PM의 건강 영향은 천식과 만성폐쇄성폐질환에서 잘 문서화되어 있지만, 낭포성섬유증(CF)과 원발성섬모운동장애(PCD)와 같은 드문 선천성 폐질환에 미치는 영향은 훨씬 덜 알려져 있습니다. 이러한 질환은 흡입된 오염물질과 병원체에 대한 기도의 주요 방어 기전인 섬모운동에 의한 점액제거능(MCC)이 심각하게 손상된 것이 특징입니다.

결함 있는 MCC는 CF 환자(pwCF)와 PCD 환자(pwPCD)가 만성 감염, 지속적인 기도 염증 및 진행성 폐기능 저하에 취약하게 만듭니다. 대기 중 PM이 건강하고/또는 덜 취약한 개인에게는 상대적으로 덜 해롭지만, pwCF와 pwPCD는 기도에서 점액을 효과적으로 배출하지 못해 일반 인구에 비해 흡입된 병원체와 그들이 운반하는 독성 물질을 포함한 미세입자가 기도 내에 더 오랜 시간 머무르게 합니다. pwPCD에 대한 보고는 없지만, pwCF를 대상으로 한 관찰 연구의 증거는 대기 오염 노출이 질병 진행을 가속화한다고 시사합니다. 지금까지 이들 집단 중 어느 쪽에서도 보호 조치로서 실내 공기 질 개선을 평가한 중재 연구는 없습니다.

동지중해 지역, 특히 키프로스는 인위적 배출과 국경을 넘는 사막 먼지 사건으로 인해 세계보건기구(WHO)의 PM 농도 임계값을 자주 초과합니다. 서구 사회에서 대부분의 시간을 실내 환경에서 보내기 때문에, 실내 공기 정화기 사용은 대기 중 PM에 대한 중요한 노출 감소를 가져올 수 있습니다. 키프로스 및 다른 지역의 이전 연구들은 실내 공기 정화가 천식과 같은 만성 폐질환에 대한 공기 미립자의 부정적 영향을 줄일 수 있다고 보고했습니다.

최근 MEDEA 프로젝트에서, 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터가 장착된 공기 정화기는 먼지 및 비먼지 폭풍일 모두에서 실내 미세입자 농도를 약 50% 감소시키고, 대조군에 비해 천식 증상과 폐기능 개선을 이끌어냈습니다. 공기 오염물질을 걸러내는 것 외에도, 대부분의 상용 HEPA 공기 정화기는 여러 종류의 박테리아와 바이러스도 걸러내므로, 실내 감염원 전파도 줄일 수 있습니다. HEPA 필터의 이러한 효과는 평생 심각한 호흡기 질환에 취약한 pwCF와 pwPCD에게 유익할 수 있습니다.

CARMUCI 시험의 목적은 무작위, 교차, 위약 대조 설계를 사용하여 실내 공기 정화가 pwCF와 pwPCD의 호흡기 건강 결과에 미치는 영향을 처음으로 평가하는 것입니다. 보다 구체적으로, CARMUCI는 1) pwCF와 pwPCD 가정에서 실내 PM 농도를 줄이기 위한 공기 정화의 효과에 대한 현장 기반 증거를 제공하고; 2) pwCF와 pwPCD에서 특히 폐기능, 임상 악화, 증상 조절, 염증 바이오마커 및 건강 관련 삶의 질(HRQoL)에 대한 실내 공기 정화의 이점을 입증할 것입니다.

방법 및 분석 연구 설계

CARMUCI는 CF와 PCD를 가진 어린이와 성인의 호흡기 결과에 대한 실내 공기 정화의 영향을 평가하기 위해 설계된 무작위, 이중맹검, 교차, 위약 대조 시험입니다. 연구는 키프로스 전역의 참가자 가정에서 6개월 동안 수행될 것입니다. 총 62명의 키프로스 CF 및 PCD 환자가 모집되어 맞춤 구성된 공기 정화기가 설치된 두 개의 평행 그룹으로 무작위 배정될 것입니다. 장치는 외관이 동일하며 다음과 같은 작동 특성을 갖습니다:

1. 중재 구성 - 효율적인 입자 여과를 위한 HEPA 및 세 가지 다른 필터가 장착된 공기 정화기
2. 대조 구성 - 위약 입자 여과를 제공하도록 구성된 공기 정화기 각 참가자는 무작위로 할당된 순서로 활성 공기 정화기가 있는 3개월 기간과 위약 장치가 있는 3개월 기간, 총 두 번의 3개월 연구 기간을 거칩니다. 각 환자는 첫 3개월 연구 기간 동안 모니터링된 후 두 번째 3개월 연구 기간으로 교차합니다. 따라서, 첫 번째 기간(처음 3개월) 동안 중재 그룹(HEPA 필터)에 들어간 참가자는 두 번째 기간(이후 3개월) 동안 대조 그룹(위약 입자 여과)에 들어가고 그 반대도 마찬가지입니다. 건강 결과 평가는 연구의 두 평행 그룹에서 수행되며, 모든 환자로부터의 데이터 수집은 2027년 4월까지 완료될 것입니다. 연구 설계는 또한 실내 PM 노출을 지속적으로 평가할 기회를 제공합니다.

연구 대상 및 적격 기준 적격 참가자는 키프로스 대학교 의과대학 호흡생리학 실험실이 유지하는 국가 CF 및 PCD 등록부에서 모집됩니다. 잠재적 참가자는 2025년 5월부터 전화로 연락을 받아 CARMUCI 프로그램에 참여하도록 초대되었습니다. 프로그램에 관심이 있는 환자는 서면 동의를 제공하고 프로그램에 참여하도록 초대되었습니다. 어린이의 프로그램 참여를 위해서는 부모/법적 보호자로부터 동의를 얻었습니다. 등록일은 참가자가 모든 선별 기준(포함 및 배제 기준 모두)을 충족하고 참가자가 동의서에 서명한 날입니다.

무작위 배정 및 맹검 참가자는 활성 공기 정화기 또는 위약 장치를 먼저 받도록 1:1 비율로 무작위 배정됩니다. 무작위 배정은 컴퓨터 생성(Sealed Envelope Ltd., 2024)되어 차단 무작위 배정을 생성하고 진단(CF 대 PCD)에 따라 층화됩니다. 모든 공기 정화기는 외관, 소음 및 기류 감지에서 시각적으로 동일하며, 데이터 수집 또는 결과 평가에 관여하지 않는 비맹검 기술자가 구성 및 설치합니다. 참가자, 임상 평가자 및 데이터 분석가는 연구 전체에 걸쳐 치료 배정에 대해 맹검 상태를 유지합니다. 각 장치의 필터 구획은 변조 방지 보안 봉인으로 밀봉되어 참가자가 활성 여과 구성 요소의 유무를 확인하기 위해 장치를 열 수 없도록 합니다. 봉인을 깨거나 제거하려는 시도는 현장 팀에 의해 감지 가능합니다.

노출 및 순응도 평가 실내 PM 노출은 두 연구 기간 동안 PM10 및 PM2.5 측정값을 제공할 실내 상용 저용량 공기 질 센서(PurpleAir Zen - Air Quality Monitor)를 사용하여 참가자 집 내부에서 지속적으로 평가됩니다. 중재에 대한 순응도, 즉 90일 모니터링 기간 동안 공기 정화기가 지속적으로 작동하는지 여부는 따라서 이러한 실내 공기 질 센서를 사용하여 평가될 것입니다.

또한, 실내 및 실외 위치(거주지에서 보내는 시간 및 외부에서 보내는 시간)에 대한 개별 참가자 노출 프로파일은 우리 그룹이 이전에 설명한 대로 상용 웨어러블 장치(Garmin Vivosmart5)를 사용하여 결정될 것입니다. 데이터는 이전에 보고된 대로 태스커 모바일 폰 애플리케이션을 통해 용이화된 자동화 절차를 사용하여 수집됩니다.

기준선 및 추적 임상 평가 연구에 등록된 참가자는 2025년 9월부터 기준선 평가를 시작합니다. 기준선 가정 방문 동안, 참가자는 사회인구학적 특성을 제공하고 가정 특성에 대한 설문지에 답할 것입니다. 기준선 임상 방문 동안, 그리고 추적(두 시점) 연구 방문에서, 참가자는 상세한 의료 및 약물 사용 정보를 제공하고, 질병 특이적 HRQoL 설문지(PCD용 QOL-PCD 설문지 및 CF용 Cystic Fibrosis Questionnaire-Revised), EQ-5D 설문지, 7일 연속 수면-각성 일지뿐만 아니라 질소(N2) 다중호기세척법(N2MBW)(Exhalyzer D, Spiroware, 3.3.1, EcoMedics AG, 스위스), 강제진동기법(FOT)(Resmon Pro V3, Restech Srl, 밀라노, 이탈리아) 및 폐활량측정법(In2itive Spirometer, Vitalograph Ltd., 영국) 평가를 받을 것입니다. 다양한 유형의 샘플이 기준선 및 추적 임상 방문에서 수집될 것입니다. 이에는 미생물학, 차등 세포 계수 및 염증 바이오마커를 위한 객담 샘플, 바이러스 풍부도 평가를 위한 비인두 도말, 차등 세포 계수 및 염증 바이오마커 평가를 위한 혈액 샘플, 그리고 기준선 혈액 샘플에서 수백 가지 알레르겐에 대한 총 IgE 및 특이 IgE 항체 평가(매크로어레이 ALEXTM, MADX, 비엔나, 오스트리아)가 포함됩니다. 기준선 및 연구 기간 동안 매 1개월마다 전화 인터뷰를 수행하여 상세한 약물 사용 정보뿐만 아니라 각각의 설문지를 사용한 응급 비예정 의료 방문 및 폐 악화에 대한 정보를 얻을 것입니다. 추적 기간은 2025년 9월부터 2027년 4월 말까지이며, 참가자의 일일 노출 프로파일(실내 및 실외 위치)에 대한 지속적인 모니터링이 손목밴드를 사용하여 수행될 것입니다.

표본 크기 계산 이전 관찰 연구에 기반하여 LCI의 10-15% 변화는 임상적으로 의미 있으며, CF에서의 이전 중재 연구에서 설명된 평균 치료 효과와 일치합니다. 교차 연구 설계에서 LCI의 최소 10% 변화에 대한 통계적으로 유의한 평균 차이를 검출하기 위해, 두 중재 그룹과 세 번의 방문을 포함하고, 반복 측정 분석에 대해 0.05 알파 오류 확률과 0.90 검정력(1-베타 오류 확률)을 가정할 때, 각 중재 그룹에 필요한 최소 표본 크기는 28명의 참가자입니다. 10%의 탈락률을 허용하여 총 62명의 CF 및 PCD 환자가 함께 모집될 것입니다.

데이터 관리 및 통계 분석 모든 데이터는 가명화되어 안전한 암호 보호 데이터베이스에 저장됩니다. 통계 분석은 의도치 치료 접근법을 따를 것입니다. 우리는 피험자 내, 반복 측정, 다수준 선형 혼합 모델을 사용하여 연령, 성별, BMI, 천식 또는 공기알레르겐 감작력 병력을 포함한 다양한 공변량을 조정하여 결과에 대한 중재 효과를 평가할 것입니다. 각 피험자 내 및 각 질병 그룹 내 반복 측정 간의 상관 관계를 설명하기 위해, 모델은 중재에 대한 고정 효과 항으로 정의되며 각 참가자(수준 1)에 대한 무작위 효과 항과 각 질병 그룹(수준 2)에 대한 무작위 효과 항을 포함할 것입니다. 또한, CF 환자의 경우, 고효율 CFTR 조절제 치료 사용은 기준선에서 기록되고 폐기능 안정성에 대한 잠재적 영향을 고려하여 민감도 분석(층화 및 조정 분석)에서 고려될 것입니다.

윤리 및 배포 CARMUCI 연구는 키프로스 국가 생명윤리위원회(신청 번호: EEBK/EΠ/2025/35)의 승인을 받았으며, 헬싱키 선언과 인간 참가자를 포함한 임상 연구에 관한 관련 유럽 연합 지침에 명시된 윤리 원칙을 준수합니다.