Laboratoriumbiomarkers en longinterstitieel emfyseem bij ARDS (PIE-ARDS) (PIE-ARDS)

Barotrauma komt vaak voor bij acute respiratory distress syndrome (ARDS) en heeft een moeilijke, niet-gestandaardiseerde behandeling. Helaas blijven de sterftecijfers hoog (> 60% bij COVID-19 ARDS, ongeveer 46% bij niet-COVID-19 ARDS). Interessant genoeg suggereerden gegevens van COVID-19-patiënten dat barotrauma ook kan optreden bij spontaan ademende patiënten met ARDS. Dienovereenkomstig vormt de kwetsbaarheid van het longparenchym een ​​belangrijk probleem bij ARDS. Beschermende mechanische ventilatie (d.w.z. beademing met laag ademvolume en lage luchtwegdruk) blijft een hoeksteen van de ondersteunende behandeling van ARDS. Helaas kan mechanische beademing longbeschadiging verergeren (beademingsapparaatgeïnduceerde longbeschadiging) en kan bij hoogrisicopatiënten barotrauma veroorzaken, zelfs als de instellingen van het beademingsapparaat binnen de "veilige" grens van beschermende ARDS worden gehouden. Vroegtijdige identificatie van kenmerken met een hoog risico zou clinici daarom in staat kunnen stellen om de behandeling van hoogrisicopatiënten te individualiseren door ademhalingsondersteuning op maat te maken en mogelijk kandidaten te selecteren voor geavanceerde ondersteuning (d.w.z. extracorporale membraanoxygenatie) vóór de ontwikkeling van een openlijk barotrauma.

Macklin-effect is een goed beschreven radiologisch teken dat oorspronkelijk bedoeld was om onderscheid te maken tussen "perifere" (distale luchtwegruptuur, "respiratoir" barotrauma) en "centrale" (laesie aan grote luchtwegen/slokdarmletsel) oorzaken van luchtlekkage in het mediastinum. De onderzoekers hebben onlangs echter het Macklin-effect geïdentificeerd als een sterke radiologische voorspeller van de ontwikkeling van barotrauma bij mechanisch beademde COVID-19 ARDS-patiënten (gevoeligheid: 89,2%; specificiteit: 95,6%). In ons cohort werd het radiologisch gedetecteerde Macklin-effect 8-12 dagen vóór de ontwikkeling van pneumomediastinum/pneumothorax geïdentificeerd. Deze voorlopige resultaten zijn bevestigd in een vervolgonderzoek in meerdere centra (steekproefgrootte 697 patiënten; sensitiviteit: 100%; specificiteit: 99,8%).

Bovendien suggereren voorlopige gegevens dat vroege toepassing van wakkere veno/veneuze extracorporele membraanoxygenatie (ECMO) vóór invasieve mechanische beademing bij COVID-19-patiënten met ernstige ARDS en met een hoog risico op barotrauma (gedefinieerd als de aanwezigheid van het Macklin-effect op CT-thoraxbeeldvorming) kan resulteren in geen barotrauma-gebeurtenissen met een lage intubatiesnelheid.

Tegelijkertijd is een hyperinflammatoir subfenotype in verband gebracht met een algeheel slechter resultaat, zowel wat betreft mortaliteit als beademingsvrije dagen bij ARDS. Bovendien is bewezen dat het optreden van longbeschadiging tijdens mechanische beademing significant verband houdt met de rekrutering van mestcellen via CXCL10/CXCR3-signalering .

In deze visie zouden bevestiging van de voorspellende rol van het Macklin-effect en identificatie van verdere, nieuwe laboratoriumbiomarkers instrumenten kunnen bieden voor vroege risicostratificatie bij ARDS-patiënten.

Alles bij elkaar zouden i) kwantitatieve beeldvormingsanalyse en ii) systemische inflammatoire profilering verschillende biologische aspecten van hetzelfde klinische probleem kunnen ontcijferen, mogelijk de basis leggend voor de definitie van een multimodaliteitskenmerk van longkwetsbaarheid bij ARDS-patiënten.

Dienovereenkomstig zijn de leidende hypothesen van deze retrospectieve/prospectieve studie dat identificatie van een nieuw ARDS-subfenotype dat, ongeacht de onderliggende etiologie, wordt gekenmerkt door verhoogde longkwetsbaarheid, de slechte prognose die routinematig met deze aandoening gepaard gaat, aanzienlijk zou kunnen verbeteren, mogelijk een mijlpaal voor gepersonaliseerde management strategieën.

Om de rol van het Macklin-effect verder te valideren, zullen de onderzoekers:

• evalueer de nauwkeurigheid van het Macklin-effect in een retrospectief cohort van 350 ARDS-patiënten (COVID-19 en niet-COVID-19)
• identificeren, door middel van densitometrie, machine learning en op kunstmatige intelligentie gebaseerde benaderingen, nieuwe beeldvormende biomarkers kenmerken van hogere longkwetsbaarheid in hetzelfde cohort.

In het prospectieve hoofdonderzoek zullen de onderzoekers:

• analyseer de volgende biomarkers in het serum en de bronchoalveolaire lavagevloeistof van 100 ARDS-patiënten die prospectief zijn ingeschreven: Interleukine-8 (IL-8), Interleukine (IL)-6, IL-1Ra, IL-18, interferon (IFN), Angiopoëtine-2 (Ang-2), Tumor Necrosis Factor receptor-1 (TNFr1), Plasminogen Activator Inhibitor-1 (PAI-1), Receptor for Advanced Glycation Endproducts (RAGE), Intercellulair adhesiemolecuul-1 (ICAM-1), Surfactant Protein D (SPD), proteïne C, Von Willebrand Factor (VWF), CXCL10/CXCR3 en metalloproteasen (MMP9, MMP10).
• Ontwikkel een specifiek beheersalgoritme voor ARDS-patiënten met een hoog risico op barotrauma door klinische en uitkomstgegevens te verzamelen van 10 ARDS-patiënten die onconventioneel behandeld worden (bijv. wakkere ECMO, ultrabeschermende ventilatie, enz.)