Karakterisering van priMaire en secundaire spanning gerelateerde takOtsubo (MAESTRO)

Achtergrond en grondgedachte Takotsubosyndroom (TTS) is een acute en omkeerbare vorm van myocardletsel die vaak wordt voorafgegaan door een fysieke of emotionele trigger. Hoewel TTS algemeen werd beschouwd als een goedaardige ziekte vanwege de omkeerbare aard ervan, is het nu duidelijk dat hemodynamische en elektrische instabiliteit tijdens de acute fase patiënten blootstelt aan frequente ernstige nadelige complicaties in het ziekenhuis. De pathofysiologie van TTS wordt echter nog lang niet volledig begrepen. Consistent bewijs toonde aan dat de omgevingsgebeurtenissen die door de meeste van deze patiënten worden ervaren en als stressvol worden ervaren (zowel fysiek als emotioneel) een hersenactivatie en een stressgerelateerde reactie veroorzaken, met toenemende biologische beschikbaarheid van lokale en circulerende stressmediatoren, zoals catecholamine en cortisol. die een belangrijke rol bleek te spelen in de etiologie van het "neurogene verbluffende myocardium" dat verantwoordelijk is voor deze klinische aandoening. Recente studies versterkten de hypothese van een uitstekend verband tussen het stressresponssysteem van de hersenen en het hart bij TTS-patiënten met behulp van neuroimaging-benadering. De fundamentele anatomische structuren die betrokken zijn bij de stressrespons zijn de neocortex, het limbisch systeem, de reticulaire formatie, de hersenstam en het ruggenmerg samen met de hypothalamus-hypofyse-bijnieras die uiteindelijk leidt tot cortisolsecretie. In dit opzicht zijn substantiële structurele verschillen in de neocortex en het limbisch netwerk (insula, amygdala, cingulate cortex en hippocampus) aangetoond bij TTS-patiënten in vergelijking met gezonde controles met behulp van hersenfunctionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI), samen met een hypoconnectiviteit. van de centrale hersengebieden die een regulerende functie hebben van het autonome en limbische systeem. Bovendien toonde een recent PET/TC-onderzoek aan dat verhoogde limbische activiteit voorafgaat aan de ontwikkeling van TTS en dat patiënten met de hoogste activiteit van de amygdala het syndroom het vroegst ontwikkelen, wat de hypothese ondersteunt dat een neurobiologisch substraat hen vatbaar kan maken voor dit klinische syndroom.

Van belang is dat, aangezien TTS is geïdentificeerd bij een toenemend aantal gehospitaliseerde patiënten, er een belangrijke klinische heterogeniteit naar voren kwam onder de getroffenen, en klinische kenmerken zoals fysieke triggers samen met acute neurologische of psychiatrische ziekte, hoge troponinespiegels en lage ejectiefractie identificeer een specifieke categorie personen met TTS met een hoger risico op sterfte en ziekenhuiscomplicaties. Daarom is recentelijk gebleken dat er tot nu toe twee verschillende categorieën TTS-patiënten zijn beschreven, met verschillende klinische kenmerken en risicoprofielen: primaire TTS, die vooral patiënten treft na een emotionele stressor, bij afwezigheid van epicardiale coronaire ziekte, met geringe afgifte van troponine , licht verminderde en snel omkerende linkerventrikeldisfunctie (LV) en goedaardige prognose; de tweede van secundaire TTS, optredend na een fysieke stressor, in de aanwezigheid van epicardiale coronaire hartziekte (CAD), met grote afgifte van troponine, met ernstigere of aanhoudende LV-disfunctie en geassocieerd met een slechtere prognose. Een interessante hypothese, die nog moet worden getest, is dat alleen primaire TTS het gevolg zou kunnen zijn van reversibele linkerventrikeldisfunctie van neurogene oorsprong door activering van neuronen die hun oorsprong vinden in het limbisch systeem, wat reversibele vasoconstrictie van coronaire microvasculatuur kan veroorzaken, terwijl secundaire TTS het gevolg kan zijn van een directe door catecholamine geïnduceerde myocardbeschadiging veroorzaakt door een fysieke trigger bij patiënten met gelijktijdig CAD. Echter, de pathofysiologische determinanten van respectievelijk primaire en secundaire TTS zijn tot nu toe nooit onderzocht en een verschillende hersen-hartas activatie in deze twee categorieën van TTS patiënten is nooit aangetoond.

Myocarddisfunctie als gevolg van een fysieke stressor is ook beschreven bij door sepsis geïnduceerde cardiomyopathie, een bekende systemische complicatie van de cytokinestorm na de immuunrespons van de gastheer op infectie, die de prognose van deze patiënten aanzienlijk kan beïnvloeden. Zowel linkerventrikel systolische disfunctie (LVSD) als LV diastolische disfunctie (LVDD) zijn beschreven in de eerste periode van ernstige septische shock zoals bij secundaire TTS, maar afgezien van de reversibele aard van de myocardiale disfunctie, zijn klinische en echocardiografische kenmerken (bijv. typische kinetische afwijkingen van de linker ventrikel, elektrocardiografische kenmerken en mogelijke schadelijke effecten van het gebruik van vasopressoren) leken secundaire TTS te onderscheiden van door sepsis geïnduceerde cardiomyopathie, wat een andere systemische reactie van de gastheer op dezelfde "stressoren" en verschillende pathofysiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan deze klinische aandoeningen suggereert.

Biochemische profielen van primaire versus secundaire TTS-patiënten zijn nog grotendeels niet geïdentificeerd, en of er een ander profiel bestaat dat verband houdt met deze twee categorieën patiënten, blijft onbekend. De bekende mechanismen die verband houden met de ontwikkeling van TTS omvatten verhoogde niveaus van circulerende plasma-catecholamines en hun metabolieten. Van TTS is gerapporteerd dat het wordt gekenmerkt door een inflammatoir infiltraat van macrofagen in het myocardium en een toename van systemische pro-inflammatoire cytokines. Recente studies meldden inderdaad dat patiënten met acute TTS verhoogde niveaus van de pro-inflammatoire cytokines IL-6, IL-8 en CXCL1 in het bloed hadden, maar voor zover ons bekend is er nog nooit eerder onderzoek gedaan naar de inflammatoire belasting van primaire en secundaire TTS.

Een pro-inflammatoire respons is ook bekend als een belangrijk pathogenetisch mechanisme van sepsis-geïnduceerde cardiomyopathie. Inderdaad, pro-inflammatoire cytokines, zoals tumornecrosefactor-alfa (TNF-α), interleukine-1-bèta (IL-1β) en chemokinen geactiveerd door pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP's) zijn betrokken bij de pathogenese van de myocardiale disfunctie na sepsis, evenals endotheliale disfunctie en verminderde endotheel-afgeleide NO-afgifte die de fysiologische regulatie van de bloedstroomverdeling kan veranderen. Merk op dat bij door sepsis geïnduceerde cardiomyopathie de veranderde immuunrespons op pathogenen leidt tot een neerwaartse regulatie van β-adrenerge receptoren en tot de verzwakking van de adrenerge respons op cardiomyocytenniveau, als het tegenovergestelde van wat is aangetoond in TTS . Echter, als verschillende biologische reacties op dezelfde stressfactoren ten grondslag kunnen liggen aan de verschillende klinische kenmerken van secundaire TTS, zijn sepsis-geïnduceerde cardiomyopathie en patiënten met sepsis/septische shock zonder myocardiale disfunctie tot nu toe nooit onderzocht.

Bovendien, aangezien het belang van acute stress-mediatoren duidelijk is, blijft de rol van blootstelling aan chronische stress in de pathogenese van TTS en of er een verschil bestaat tussen primaire versus secundaire TTS-patiënten onontgonnen. In dit opzicht is haarcortisol onlangs naar voren gekomen als een nieuwe biomarker van HPA-activiteit op de lange termijn, die een alternatieve methode biedt voor het beoordelen van de mate van blootstelling aan psychosociale stress maanden voorafgaand aan een acute stressvolle gebeurtenis. Het is inderdaad aangetoond dat cortisol, net als andere lipofiele componenten in serum, de haarvaten kan passeren die de follikel voeden door diffusie en in het groeiende haar kan worden opgenomen in verhouding tot de circulerende concentratie. Aangezien het haar met een snelheid van ongeveer 1 cm/maand groeit, kan het nemen van haarmonsters op 6 cm van de hoofdhuid het mogelijk maken om de cortisolspiegels in het plasma tot zes maanden eerder te schatten. Daarom willen de rechercheurs onderzoeken of een andere chronische blootstelling aan stress, geëvalueerd door middel van haarcortisolanalyse, een rol kan spelen in de pathogenese van primaire vs. secundaire TTS.

Achtergrond Primaire en secundaire TTS lieten een belangrijke klinische heterogeniteit zien, waarbij twee verschillende subtypes van patiënten met verschillende uitkomsten en risicoprofielen werden geïdentificeerd. de rechercheurs veronderstellen dat een andere activering van de hersenstructuren die betrokken zijn bij acute stressrespons, evenals een andere blootstelling aan chronische stress, de verschillende klinische en risicoprofielen die worden waargenomen bij primaire versus secundaire TTS-patiënten kunnen ondermijnen. Bovendien veronderstellen de rechercheurs dat verschillende kenmerken van circulerende biomarkers kunnen worden geassocieerd met deze twee categorieën TTS-patiënten. Daarom kan het identificeren van deze specifieke kenmerken helpen bij de diagnose van deze patiënten en de weg vrijmaken voor de identificatie van specifieke pathofysiologische paden en de ontwikkeling van toekomstige therapieën. Bovendien, aangezien primaire vs. secundaire TTS verschillende klinische uitkomsten vertoonden, veronderstellen de onderzoekers dat de identificatie van dergelijke specifieke kenmerken kan helpen bij de prognostische stratificatie van TTS-patiënten.

Ook willen de rechercheurs de verschillende klinische kenmerken beoordelen van patiënten met secundaire TTS, sepsis-geïnduceerde cardiomyopathie en sepsis/septische shock zonder myocardiale disfunctie, om te zien of een andere biologische reactie op dezelfde stressvolle gebeurtenis (infectie) ten grondslag kan liggen aan verschillende pathofysiologische mechanismen.

Onze hypothesen zijn dus de volgende:

• Een andere activering van hersenstructuren die betrokken zijn bij acute stressrespons kan de verschillende klinische en uitkomstprofielen die worden waargenomen in primaire versus secundaire TTS ondermijnen.
• Een andere blootstelling aan chronische stress, geëvalueerd door middel van haarcortisol-assay, kan vatbaar zijn voor primaire of secundaire TTS.
• Specifieke plasmacirculerende biomarkers zouden onderscheid kunnen maken tussen primaire versus secundaire TTS, waardoor de onderliggende pathofysiologische mechanismen kunnen worden geïdentificeerd.
• Specifieke plasmacirculerende biomarkers zouden onderscheid kunnen maken tussen sepsis-geïnduceerde cardiomyopathie, secundaire TTS en patiënten met sepsis/septische shock zonder myocardiale disfunctie, wat helpt bij het identificeren van de onderliggende pathofysiologische mechanismen.

DOELSTELLINGEN Primaire doelstelling De primaire doelstelling van de studie is het beoordelen van de activering van hersenstructuren die betrokken zijn bij acute stressrespons in primaire vs. secundaire TTS door middel van Positron Emissie Tomografie (PET) analyse.

Secundaire doelstellingen

1. Om chronische stressblootstelling te beoordelen door middel van haarcortisolspiegels in primaire vs. secundaire TTS.
2. Om plasmacirculerende biomarkers te identificeren in primaire vs. secundaire TTS, zowel in de acute opzet als na 3 maanden follow-up.
3. Vaststellen of verschillende plasmacirculerende biomarkers kunnen worden geïdentificeerd bij sepsis/septische shock zonder cardiale disfunctie vs. sepsis-geïnduceerde cardiomyopathie;
4. Om vast te stellen of verschillende plasmacirculerende biomarkers kunnen worden geïdentificeerd bij sepsis/septische shock zonder cardiale disfunctie vs. secundaire TTS;
5. Om te identificeren of verschillende plasmacirculerende biomarkers kunnen worden geïdentificeerd in door sepsis geïnduceerde cardiomyopathie versus secundaire TTS, die ten grondslag liggen aan verschillende pathofysiologische mechanismen.

Onderzoeksopzet Prospectief interventioneel onderzoek in één centrum vanwege procedure (zonder geneesmiddel of apparaat)

Studieduur De studie duurt 42 maanden na goedkeuring door de lokale Ethische Commissie, waarvan de eerste 24 worden gepleit voor de inschrijvingsfase, 12 voor de follow-up en de volgende 6 voor data-analyse en wetenschappelijke redactie.

Procedures De rechercheurs zullen demografische gegevens (d.w.z. leeftijd, geslacht, ras), klassieke cardiovasculaire risicofactoren, geschiedenis van eerdere acute coronaire syndromen, maligniteitsgeschiedenis, psychiatrische geschiedenis en medische behandelingen evalueren.

Op het moment van coronaire angiografie voor patiënten met primaire of secundaire TTS en binnen de eerste 48 uur voor patiënten met sepsis of septische shock, worden arteriële bloedmonsters verzameld in 1 Vacuette® 9 ml CAT Serum Clot Activator-buis en 4 Vacuette® 6 ml EDTA-buizen. Bovendien wordt een haarmonster van 6 cm genomen voor de haarcortisolbepaling.

Voor patiënten met primaire of secundaire TTS zullen bloedmonsters worden verzameld door venapunctie met 1 Vacuette® 9 ml CAT Serum Clot Activator-buisje en 4 Vacuette® 6 ml EDTA-buisjes, ook na 3 maanden follow-up.

Bloedmonsters worden onmiddellijk gecentrifugeerd om volbloed-, serum- en plasmamonsters te verkrijgen en vervolgens verdeeld in buisjes van het type Eppendorf. Alle monsters worden vervolgens tot de analyse bij -80°C bewaard.

Circulerende biomarkerniveaus van pro- en anti-inflammatoire routes (IL-6, IL-1beta, IL-10, IL-18) zullen worden gemeten met behulp van in de handel verkrijgbare kwantitatieve Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA). De rechercheurs zullen ook de niveaus van Endotheline-1 en BDNF evalueren en tot slot zullen de rechercheurs de expressie van catecholamine en relatieve receptoren beoordelen door middel van de ELISA-test.

Vervolgbezoek Deelname aan dit onderzoek vereist voor patiënten met primaire versus secundaire TTS, een vervolgbezoek 3 maanden (90 +/- 5 gg) na inschrijving om een ​​Positron Emissie Tomografie (PET)-analyse te beoordelen, en tijdens hetzelfde bezoek , zal veneuze bloedafname zoals hierboven beschreven verder worden uitgevoerd.

Positronemissietomografie (PET)-analyse 18F-FDG-PET/CT-beeldvorming zal 3 maanden na de acute gebeurtenis worden uitgevoerd op de afdeling Nucleaire Geneeskunde van Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS met behulp van een geïntegreerde scanner (bijv. Biograph 64 Siemens Healthcare, Erlangen , Duitsland of vergelijkbaar). Intraveneuze 18F-FDG (370 MBq) wordt gegeven na een nacht vasten. Driedimensionale PET-beeldvorming wordt uitgevoerd na 1 uur stil wachten. Er wordt een niet-gated, niet-contrast CT verkregen voor verzwakkingscorrectie. De geanalyseerde hersenstructuren omvatten de neocortex, het limbisch systeem (insula, amygdala, cingulate cortex en hippocampus), reticulaire formatie, hersenstam en ruggenmerg.

Analyse van stress-geassocieerde neurale activiteit zal worden uitgevoerd in een retrospectieve analyse met behulp van gevalideerde onderzoeksmethoden door onderzoekers die blind zijn voor klinische gegevens. De opname van Amygdalar 18F-FDG zal worden gemeten door cirkelvormige interessegebieden (ROI's) over de rechter en linker amygdalae te plaatsen en traceraccumulatie te meten als een gestandaardiseerde opnamewaarde (SUV).

De bilaterale amygdalaire gemiddelde SUV's zullen zowel als een gemiddelde als individueel worden beoordeeld door te delen door regulatoire regionale neurale opname om een ​​verhouding van amygdalaire tot regulerende activiteit te genereren (20). De primaire maatstaf voor amygdalaire activiteit (AmygA) zal worden afgeleid door het gemiddelde te nemen van de SUV's van de rechter en linker amygdalae, en die waarde te delen door de gemiddelde temporale kwab (TL) SUV (20). Bovendien, omdat de ventromediale prefrontale cortex (vmPFC) dient als een regelgevend centrum onder stressvolle omstandigheden, zal AmygA ook worden aangepast voor gemiddelde vmPFC SUV in een secundaire analyse.

Berekening van de steekproefomvang Voor zover ons bekend is er geen eerdere literatuur waarin primaire versus secundaire TTS wordt vergeleken. Vandaar dat dit wordt geconfigureerd als een pilotstudie. Als zodanig is er geen formele berekening van de steekproefomvang nodig. Op basis van gemeenschappelijke vuistregels voor pilootstudies van Julious (2005), die verwijst naar 12 proefpersonen per groep, en op het jaarlijkse aantal TTS-patiënten dat op onze afdeling wordt waargenomen, zijn de rechercheurs van plan om 60 patiënten in 24 maanden in te schrijven, waarvan 15 met primaire TTS en 15 met secundaire TTS en ook 15 met sepsis/septische shock en 15 met sepsis-geïnduceerde cardiomyopathie.

Statistische analyse Het monster zal worden beschreven in zijn demografische, antropometrische, klinische, instrumentele variabelen door middel van beschrijvende statistische technieken. Kwalitatieve variabelen worden uitgedrukt als absolute en relatieve procentuele frequentie, terwijl kwantitatieve variabelen worden uitgedrukt als gemiddelde en standaarddeviatie (SD) of mediaan en interkwartielafstand (IQR), naargelang het geval. De Gauss-verdeling zal vooraf worden beoordeeld door de Shapiro-Wilk-test. In het geval van ontbrekende gegevens, zullen deze worden behandeld door middel van data-imputatiemethoden via het imputeR-pakket, waarbij gebruik wordt gemaakt van meervoudige imputatie met gemiddelde-gecentreerde Lasso-regressiemethoden in het geval van kwantitatieve gegevens, terwijl classificatiebomen voor imputatie door functie "RpartC", gecentreerd op mode , dat is het meest vertegenwoordigde klasseobject, op kwalitatieve gegevens.

Vergelijkingen tussen groepen bij baseline zullen worden geëvalueerd door Chi-kwadraattest of Fisher's exact-test, met Freeman-Halton's extensie, indien van toepassing, in het geval van kwalitatieve gegevens, terwijl vergelijkingen tussen kwantitatieve gegevens zullen worden uitgevoerd door eenrichtings-ANOVA of Kruskal-Wallis test. Paarsgewijze vergelijkingen worden berekend met de Student's t-test of de Mann Whitney's U-test. In dit laatste geval zal, door gebruik te maken van het "coin" R-pakket, de door Wilcoxon-Pratt ondertekende rangtest worden toegepast om de aanwezigheid van gelijkspel aan te pakken.

De evaluatie van het primaire eindpunt, in termen van verschillen in SUV-waarden tussen primaire en secundaire TTS, zal worden beoordeeld met ofwel de Student's t-test of de Mann Whitney's U-test.

Van de secundaire eindpunten zal het verschil in haarcortisol en biomarkers na 3 maanden in vergelijking met de uitgangswaarde voornamelijk worden beoordeeld in de individuele groepen met behulp van de gepaarde Student's t-test of de Wilcoxon rank sum-test voor gepaarde gegevens.

Verschillen tussen en binnen groepen in de loop van de tijd en bij baseline in biomarkers en cortisolniveaus zullen verder worden weergegeven door "vioolplots", door R-pakketten "ggpubr", "ggstatsplot", "ggplot2", "ggprism" en "ggsignif" te gebruiken .

Het primaire eindpunt, evenals de secundaire eindpunten die bedoeld zijn om de variatie in de bovengenoemde indexen tussen de twee groepen te vergelijken, zullen worden uitgevoerd door lineaire mixed effects-modellen voor herhaalde metingen (LMMRM's), met "glmmTMB" R-pakket, inclusief resultaatgegevens in lange -formaat als afhankelijke variabele. Vaste effecten omvatten toewijzing van submonsters, tijd als kwalitatieve variabele en hun interactie, terwijl willekeurige effecten de ID van patiënten zijn. In de diepte zullen correlaties tussen herhaalde metingen worden gemodelleerd met behulp van een samengestelde symmetriestructuur of een ongestructureerde covariantiematrix, anders. De beste aanpassing voor de modellen zal worden getest door het "DHARMa" R-pakket, dat een op simulatie gebaseerde benadering gebruikt om gemakkelijk interpreteerbare geschaalde (kwantiel) residuen voor gepaste LMM's te creëren en een test biedt voor over-/onderdispersie van het model. De resulterende residuen zijn gestandaardiseerd op waarden tussen 0 en 1 en kunnen even intuïtief worden geïnterpreteerd als residuen van een lineaire regressie.

Om deze modellen op kleine samples te gebruiken, zal een Bartlett-achtige aanpassing worden gemaakt door bootstrap-resampling met het "pbkrtest" R-pakket. In feite, rekening houdend met het feit dat de benadering van de maximale waarschijnlijkheid (LR) T-teststatistiek van de chikwadraatverdeling in grote steekproeven niet nauwkeurig is op een kleine schaal, deelt Bartlett's correctie door een correctieterm, met de aanpassingstermijn die is een schatting van het eerste moment van de nulverdeling van de T-statistiek.

P-waarden <0,05 worden als statistisch significant beschouwd. Suggestieve p-waarden worden ook vermeld (0,05 ≤ p < 0,10). Alle analyses worden uitgevoerd met R-software, versie 4.2.0 (CRAN ®, R Core 2022, Wenen, Oostenrijk).