Interactie van cobalaminestatus met lachgas in relatie tot postoperatieve cognitieve veranderingen bij ouderen

Studieontwerp:

• Dubbelblinde, gerandomiseerde studie van oudere patiënten gepland voor electieve chirurgie onder algemene anesthesie.
• Medische, cobalamine-gerelateerde en demografische informatie;
• Bloedonderzoek van cobalamine-gerelateerde metabole status en genotypering voor 4 relevante mutaties;
• Psychoneurologische evaluatie vóór de operatie;
• Randomisatie om een ​​standaard anesthesieregime met distikstofoxide (N2O) of hetzelfde regime zonder N2O te krijgen;
• Intraoperatieve en perioperatieve gegevens worden verzameld;
• Testen op delirium 2-3 uur na de operatie.
• Alle preoperatieve onderzoeken worden na 2 weken en 4 weken herhaald.
• Patiënten met een abnormale cognitieve status die na 4 weken aanhoudt, krijgen cobalamine en worden na 3 maanden opnieuw getest.

Inclusiecriteria:

• Leeftijd >60 jaar;
• Verwachte duur van algehele anesthesie >1 uur;
• Goed Engels begrip.

Uitsluitingscriteria:

• Chirurgie waarbij de hersenen, de bloedtoevoer naar het hoofd en de nek of het hart betrokken zijn;
• Dementie, psychose of hersenziekte;
• Contra-indicatie voor gebruik van N2O;
• Klinische status anders dan ASA klasse 1 of 2;
• Bronchospastische of obstructieve longziekte;
• N2O-blootstelling in de afgelopen 6 maanden;
• Cobalamine-injectie in de afgelopen 6 maanden;
• RBC gemiddeld corpusculair volume >95 fl;
• Creatinine >1,8 mg/dl.
• Geschiedenis of bewijs van paresthesieën, gevoelloosheid van voeten of handen, loop- en evenwichtsproblemen, geheugen- en denkproblemen.

Als de preoperatieve cognitieve test een verdacht resultaat oplevert (twee of meer niet-gerelateerde testresultaten > 1,5 x standaarddeviatie onder het normale gemiddelde), wordt onmiddellijk beoordeeld om te beslissen over uitsluiting van de patiënt van het onderzoek.

Alle onderzoekers en testers zijn blind voor de blootstelling aan N2O (behalve de anesthesioloog) en de cobalaminestatus.

Onderwerpnummers: Statistische poweranalyse door onze statisticus voorspelde de noodzaak voor 386 proefpersonen om een ​​power van 80% te behalen met een type I-fout van 0,05. Op basis van een mogelijk verliespercentage van 15%, zijn 444 proefpersonen gepland.

Patiëntinformatievragenlijst omvat:

• Demografische informatie;
• Relevante medische voorgeschiedenis;
• Cobalamine-gerelateerde geschiedenis;
• Uitsluitingsfactoren.

Randomisatie:

• Computergegenereerd nummersysteem;
• Vlak voor de operatie alleen aan de anesthesioloog kenbaar gemaakt.

Verdovingsprotocol:

• Een van de twee effectieve, veelgebruikte protocollen voor anesthesieregimes;
• Standaard ASA-monitoren, een zuurstofanalysator en kooldioxide-capnograaf worden toegepast.
• Algemene anesthesie wordt geïnduceerd in zowel de N2O- als de niet-N2O-groep met fentanyl (2-5 µg/kg) en propofol (1-3 mg/kg), waardoor een passende titratie tot het gewenste eindpunt mogelijk is zonder bijwerkingen. Cisatracurium (0,15 mg/kg) wordt gegeven voor spierontspanning.
• De anesthesie wordt vervolgens gehandhaafd met ofwel 40% zuurstof/60% N2O (N2O-onderzoeksarm) of 40% zuurstof in lucht (niet-N2O-arm), met desfluraan voor beide onderzoeksgroepen, getitreerd naar de diepte van de anesthesie. Fentanyl wordt in beide groepen gebruikt (1 µg/kg/uur) als primair verdovend middel tot vlak voor het einde van de operatie;
• Na intubatie handhaaft bewaakte beademing normocapnea en voldoende oxygenatie. Temperatuur, bloeddruk en hartslag worden gehandhaafd volgens voorgeschreven standaardmethoden.
• Aan het einde van de operatie worden desfluraan en N2O (of, in de andere onderzoeksarm, desfluraan en O2/kamerlucht) gestopt, wordt de resterende neuromusculaire blokkade farmacologisch geantagoneerd, wordt dolasetron gegeven als profylaxe tegen misselijkheid en braken en wordt postoperatieve analgesie gegeven. met opioïden, indien nodig.
• De protocollen maken op elk moment klinisch geïndiceerde wijzigingen mogelijk.
• Al het bovenstaande zorgt ervoor dat de anesthesiebehandeling niet in het gedrang komt, maakt de opname van N2O (vs kamerlucht) het enige verschil tussen de twee armen en gebruikt geen middelen waarvan bekend is dat ze cobalamine beïnvloeden, behalve N2O.

Intraoperatieve gegevensverzameling:

• Duur van blootstelling aan N2O;
• Doses van alle anesthetica;
• Chirurgie daadwerkelijk uitgevoerd;
• Zuurstofverzadiging, zoals continu gecontroleerd;
• Eindgetijde CO2;
• End-tidal desfluraan;
• Bloedverlies en transfusies;
• Temperatuur bij het ontwaken uit de anesthesie en minimale temperatuur;
• Bereik van perioperatieve bloeddruk;
• Aanwezigheid van opkomende delirium;
• Nadelige postoperatieve gebeurtenissen;
• Medicijnen die postoperatief nodig zijn.

Bloedonderzoeken van de Cobalamine-status en aanverwante tests:

• Serum cobalamine- en foliumzuurniveaus;
• Homocysteïne door immunoassay van EDTA-geanticoaguleerd plasma binnen 1 uur gescheiden in het laboratorium van de PI;
• Serummethylmalonzuur (MMA) door middel van gaschromatografie-massaspectrometrie;
• Plasmametabolieten (methionine, glutathion, S-adenosylmethionine, S-adenosylhomocysteïne, cysteïne en cysteinylglycine; zie later);
• Serumcreatinine, volledig bloedbeeld en bloeduitstrijkje.

De diagnose van subklinische cobalaminedeficiëntie wordt gesteld als aan BEIDE van de volgende criteria wordt voldaan:

• Twee of meer van de volgende 3 afwijkingen: laag cobalamine-, hoog homocysteïne- of hoog MMA-gehalte. Alle onderzoekers blijven blind voor deze bevindingen, die geen actie vereisen.
• Klinisch aanwijsbare cobalaminedeficiëntie is uitgesloten. Dit is altijd bekend bij de onderzoekers vóór de operatie, waardoor de patiënt onmiddellijk kan worden uitgesloten van het onderzoek als deze positief is.

Assay van metabolieten van homocysteïne en methionine:

• Plasma wordt binnen 15 minuten na venapunctie afgescheiden, op ijs bewaard tot centrifugatie en in aliquots bij -80°C bewaard.
• Onontdooid aliquots worden op droogijs vervoerd naar de Universiteit van Arkansas voor assay met behulp van HPLC met coulometrische detectie.
• Omdat sommige metabolieten worden beïnvloed door de nierstatus, vindt correctie voor creatinine plaats.
• Analyses richten zich op metabolietresultaten in relatie tot (a) elkaar; (b) oorspronkelijke cobalaminestatus; (c) folaatniveaus; (d) blootstelling aan N2O, zowel met betrekking tot de oorspronkelijke cobalaminestatus als genpolymorfismen; (e) aanwezigheid van genpolymorfismen (inclusief combinaties); en (f) optreden van cognitieve disfunctie versus geen. Longitudinale metabolische veranderingen over de gehele follow-upperiode worden onderzocht.

Analyses van genpolymorfisme:

• DNA wordt geëxtraheerd uit preoperatieve bloedmonsters en gezuiverd DNA wordt bewaard bij -80C.
• De 677C-T- en 1298A-C-mutaties van MTHFR worden bepaald met standaardtechnieken;
• De methioninesynthase 2756A-G (D919G)-mutatie wordt geïdentificeerd met behulp van HaeIII en de MTRR 66A-G (I22M)-mutatie met behulp van NdeI.
• Analyse zal rekening houden met homozygote mutatietoestanden en gecombineerde heterozygositeit die verminderde enzymactiviteit veroorzaakt, gecombineerde mutaties van de verschillende enzymen, evenals allelfrequenties.
• Onderzoeksanalyses richten zich op deze vragen: (a) Varieert het metabole of klinische N2O-effect met het genotype? (b) Beïnvloeden de polymorfismen het optreden van subklinische cobalaminedeficiëntie? (c) Hoe worden metabolietveranderingen beïnvloed door elke mutatie?

Cognitieve functie- en depressietesten:

• Gedaan door een getrainde tester in een rustig kantoor zonder afleiding;
• Er wordt een gerichte reeks neuropsychologische tests afgenomen die 1,5 uur in beslag nemen.

• De tests beoordelen:

  • Aandacht/Concentratie: (a) Paced Serial Addition Test, die actieve aandacht en snelle informatieverwerking vereist; (b) California Computerized Assessment Package meet prestaties die gevoelig zijn voor aandacht en besluitvorming.
  • Cognitieve flexibiliteit wordt getest door Letter-Number Sequencing, een subtest van de Wechsler Adult Intelligence Scale-III.
  • Geheugen en leren worden getest met de California Verbal Learning Test-2.
  • Depressie wordt beoordeeld met de Beck Depression Inventory.

Alle tests worden binnen 48 uur gescoord en beoordeeld met de neuropsycholoog, die beiden blind zijn voor de status van de patiënt. Van alle maatregelen wordt verwacht dat ze enig "oefen(vertrouwens)effect" vertonen over de 3 administraties, en de nodige aanpassingen en analyses worden gemaakt.

Als de resultaten van een test in twee van de vier testcategorieën >1,5 SD lager zijn dan het normale gemiddelde in de preoperatieve beoordeling, wordt onmiddellijk beoordeeld op mogelijke uitsluiting van het onderzoek. Een daling van de postoperatieve testresultaten met >1,5 x SD van het normale gemiddelde van het vorige resultaat in 2 individuele tests wordt ook onder de aandacht gebracht van de PI en de veiligheidsmonitor voor een beslissing over cobalaminebehandeling.

Beoordeling voor delirium wordt 2-3 uur na de operatie gedaan met het Mini-Mental State Examination en de CAM-ICU-test. Bij de analyse wordt rekening gehouden met potentiële confounders zoals medicijnen, hypoxie en infectie.

Langdurige follow-up na 4 weken wordt gedaan bij patiënten met een cognitieve functie (inclusief depressietesten) die bij de 4 weken-test significant slechter was dan preoperatief. Een afname in een test gelijk aan 1 SD van het normale gemiddelde voor die test wordt gebruikt als beslissingsbenchmark.

Gegevensanalyse:

• De primaire vraag is of patiënten met subklinische deficiëntie een neuropsychologische stoornis vertonen na blootstelling aan N2O die groter is dan bij patiënten zonder deficiëntie. Analyse van deze verschillen omvat een vergelijking tussen deficiënte en niet-deficiënte patiënten toegewezen aan de niet-N2O-arm. Confounders worden aangepakt door te corrigeren voor relevante variabelen.
• De statisticus voert alle analyses uit en overlegt doorlopend gedurende het onderzoek. Vóór analyse worden continue variabelen onderworpen aan logaritmische transformatie. Univariate analyses, gevolgd door geselecteerde multivariate analyses, omvatten de duur van de anesthesieblootstelling, het niveau van preoperatieve en postoperatieve metabole tekorten, evenals naast elkaar bestaande aandoeningen. Waar van toepassing wordt Bonferroni-aanpassing gebruikt voor meerdere vergelijkingen. Meervoudige logitische regressie wordt gebruikt om significante onafhankelijke voorspellers van abnormale resultaten te evalueren.
• Na 3,5 jaar vindt een tussentijdse analyse plaats met een alfa van 0,005.
• Analyses van metabole en genetische bevindingen zullen worden gedaan door middel van univariate analyses, gevolgd door multivariate analyses om de effecten van de mutaties te bepalen.

Risico's voor proefpersonen:

• Alle proefpersonen ondergaan een klinisch geïndiceerde, electieve operatie onder algemene anesthesie. Geen enkel aspect van hun chirurgische behandeling wordt beïnvloed door hun deelname. De enige studiegerelateerde verandering in hun klinische behandeling is de willekeurige toewijzing aan het weglaten of opnemen van N2O uit vrijwel identieke, standaard anesthesieregimes.
• De enige andere manipulaties zijn bloedafname en het ondergaan van neuropsychologische tests enkele dagen voor de operatie en 3-4 keer postoperatief (behalve genetische tests, die slechts één keer worden uitgevoerd).
• Het verzamelen van medische informatie die relevant is voor het onderzoek is onderworpen aan vertrouwelijkheidsbescherming in alle HIPAA-verplichte opzichten.
• Aan cobalamine/N2O gerelateerde risico's zijn eigenlijk kleiner bij deelnemers dan bij niet-deelnemers. Verschillende beschermingslagen tegen de kleine risico's die aan de studie zijn verbonden, omvatten de cobalamine-gerelateerde evaluatie die anders niet routinematig wordt uitgevoerd vóór N2O-anesthesie om patiënten te identificeren waarvan bekend is dat ze risico lopen op N2O; voortdurende postoperatieve controle op veranderingen in de cobalaminestatus en significante cognitieve achteruitgang; interventie met cobalaminetherapie bij mogelijk getroffen patiënten; instelling van een Data Safety Monitoring plan met een onafhankelijke veiligheidsmonitor; en tussentijdse analyse van onderzoeksbevindingen.

Veiligheidsbewaking:

• Preoperatieve ontdekking van cognitieve testdisfunctie sluit patiënten uit van de studie vóór enige blootstelling aan risico's.
• Een postoperatieve achteruitgang die het equivalent van 1,5 x SD van het normale gemiddelde overschrijdt in twee niet-gerelateerde metingen van cognitieve functie, wordt onmiddellijk onder de aandacht gebracht van de PI, de samenwerkende neuropsycholoog en een onafhankelijke wetenschapper-clinicus die geen deel uitmaakt van ons onderzoek.