Onderzoek naar de correlatie tussen metabolomica en angst en depressie bij bronchiëctasieën

Niet-cystische fibrose bronchiëctasieën is een veelvoorkomende longaandoening. Recidiverende acute exacerbaties van bronchiëctasieën kunnen de longfunctie ernstig aantasten, de afname van de longcapaciteit versnellen, de kwaliteit van leven verminderen en de overlevingsduur verkorten. Hoewel eerdere studies factoren zoals verslechterende longfunctie en Pseudomonas aeruginosa-infectie hebben geïdentificeerd als bijdragend aan acute exacerbaties, elimineert het wegnemen van deze factoren dergelijke episodes bij patiënten met bronchiëctasieën niet volledig. Huidig onderzoek suggereert dat 20-40% van de patiënten met bronchiëctasieën angst en/of depressie ervaart. Deze aandoeningen zijn geassocieerd met een verhoogd risico op exacerbaties van de ziekte, waarbij depressie specifiek verband houdt met een kortere tijd tot de eerste exacerbatie. Daarom is het onderzoeken van de intrinsieke rol van angst en depressie in de ziekteprogressie cruciaal.

Volgens de inclusie- en exclusiecriteria zal deze studie deelnemers includeren die gediagnosticeerd zijn met bronchiëctasieën in Union Hospital, Tongji Medical College van Huazhong University of Science and Technology, Guizhou Provincial People's Hospital en Yichang Central Hospital tussen 20 december 2025 en 31 december 2030. Het studieprotocol werd goedgekeurd door de onderzoeksethiekcommissies van elk ziekenhuis. Bij inclusie zullen de volgende demografische gegevens worden verzameld: geslacht, leeftijd, lengte (in meters) en gewicht (in kilogram). Medische geschiedenis, eerdere exacerbaties en bloedtestresultaten (inclusief volledig bloedbeeld en biochemische parameters) zullen ook worden verkregen tijdens het eerste consult. Pathogene onderzoekresultaten zullen ook worden geregistreerd. Daarnaast zullen longfunctietesten (bijv. FEV1% voorspeld) en high-resolution computertomografie (HRCT) scans van de longen worden uitgevoerd. De kortademigheid van patiënten zal worden beoordeeld met behulp van de gemodificeerde Medical Research Council (mMRC) dyspnoe schaal, terwijl angst- en depressiestatus worden geëvalueerd met behulp van de Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). Met geïnformeerde toestemming werden biologische monsters, inclusief bloed, sputum en ontlasting, verzameld. Deelnemers ondergingen follow-up elke drie maanden na inclusie, met registratie van exacerbatie frequentie, ziekenhuisopnames en overlevingsstatus. Na voltooiing van de gegevensverzameling zal metabolomische analyse worden uitgevoerd op monsters inclusief bloed, sputum en ontlasting om te onderzoeken of de angst- en depressiestatus van patiënten geassocieerd is met de bovengenoemde metabolomische bevindingen, corresponderende biomarkers te identificeren, en de rol van angst en depressie in de progressie van bronchiëctasieën te analyseren.

Materialen en Methoden

1. Gegevensverzameling Inclusie- en exclusiecriteria

   Inclusiecriteria:

   • Leeftijd ≥18 jaar
   • Deelnemers' longbeeldvormingsbevindingen en klinische presentatie voldeden aan de diagnostische criteria voor bronchiëctasieën
   • Klinisch stabiel (geen antibiotica of orale corticosteroïden binnen 4 weken voorafgaand aan inclusie);
   • Patiënten die bereid zijn het toestemmingsformulier te ondertekenen en deel te nemen aan de studie.

   Exclusiecriteria:

   • Leeftijd <18 jaar
   • Voldoet niet aan de diagnostische criteria voor bronchiëctasieën
   • Deelnemers met cystische fibrose of eerdere longtransplantatie
   • Deelnemers die niet in staat zijn om mee te werken aan de studie vanwege disfunctie van vitale systemen zoals hart, hersenen, lever en nieren, of die niet kunnen deelnemen vanwege comorbiditeit met ernstige ziekten
   • Deelnemers met actieve aandoeningen, inclusief actieve tuberculose, actieve allergische bronchopulmonale aspergillose, actieve niet-tuberculeuze mycobacteriële infectie en maligniteit of secundaire tractie bronchiëctasieën geassocieerd met longfibrose
   • Zwangere of lacterende vrouwen
   • Die niet in staat zijn om geïnformeerde toestemming te geven of die weigeren deel te nemen aan de klinische studie

   Verzameling van patiënt demografische indicatoren en laboratoriumtestresultaten. Demografische indicatoren (leeftijd, lengte, gewicht), mMRC score, laboratoriumtestresultaten, longfunctie (FEV1% voorspeld), radiologische scores (gemodificeerde Reiff, Bhalla score) werden verzameld bij inclusie van de deelnemer.

   Beoordeling van Angst- en Depressiestatus: Alle patiënten werd gevraagd de Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS) in te vullen bij baseline. De score voor elke subschaal (HADS depressie en angst) varieert van 0 tot 21 punten, met een score ≥8 die waarschijnlijke depressie of angst aangeeft.

   Beoordeling van Ziekte Ernst: Ziekte ernst werd geëvalueerd met behulp van de Bronchiëctasieën Ernst Index (BSI).

2. Metabolomische Experimentele Methoden Metabolomische Experimentele Methoden 2.1 Monster Voorbereiding 50 μL van het verzamelde monster werd ontdooid op ijs en gemengd met 200 μL koude methanol:acetonitril (1:1, v/v) bevattende de IS (1 μg/mL). Het mengsel werd krachtig gevortexd, geïncubeerd bij -20°C gedurende 2 uur, en vervolgens gecentrifugeerd bij 14.000 g gedurende 15 minuten bij 4°C. De supernatant werd overgebracht naar een nieuw vial voor LC-MS analyse. Een gepoolde kwaliteitscontrole (QC) monster werd bereid door gelijke aliquots van alle individuele monsters te combineren.

   2.2 LC-MS Analyse Chromatografische scheiding werd uitgevoerd op een Waters ACQUITY UPLC systeem met behulp van een HSS T3 kolom (2.1 × 100 mm, 1.8 μm) gehandhaafd op 40°C. De mobiele fase bestond uit (A) water met 0.1% mierenzuur en (B) acetonitril met 0.1% mierenzuur. Een lineaire gradiënt werd toegepast als volgt: 0-2 min, 2% B; 2-10 min, 2% tot 98% B; 10-12 min, 98% B; 12-12.1 min, 98% tot 2% B; 12.1-15 min, 2% B. De stroomsnelheid was 0.4 mL/min en het injectievolume was 2 μL.

   Massaspectrometrie werd uitgevoerd op een SCIEX TripleTOF 6600+ systeem bediend in zowel positieve als negatieve ESI modi. De parameters waren als volgt ingesteld: Ion Source Gas 1: 60 psi, Ion Source Gas 2: 60 psi, Curtain Gas: 35 psi, Source Temperature: 550°C, Ion Spray Voltage: ±5500 V. Gegevens werden verkregen in information-dependent acquisition (IDA) modus.

   2.3 Gegevensverwerking en Multivariate Statistische Analyse Ruwe gegevensbestanden werden verwerkt met MS-DIAL software voor piekselectie, uitlijning en normalisatie tegen de IS. De resulterende gegevensmatrix werd geïmporteerd in SIMCA-P software (v16.0, Umetrics, Zweden) voor multivariate analyse. Unit variantie schaling en gemiddelde centrering werden toegepast voorafgaand aan PCA en OPLS-DA. Het OPLS-DA model werd gevalideerd door een 200-keer permutatietest.

   Metabolieten met Variable Importance in Projection (VIP) > 1.0 van het OPLS-DA model en p-waarde < 0.05 van univariate Student's t-test werden als statistisch significant beschouwd.

   2.4 Metaboliet Identificatie Significante metabolieten werden geïdentificeerd door hun accurate massa (massafout < 10 ppm) en MS/MS spectra te vergelijken met vermeldingen in de HMDB database. Waar mogelijk werd identificatie bevestigd door vergelijking met authentieke standaarden (Niveau 1 betrouwbaarheid).

3. Klinische Gegevens Statistische Analyse en Methoden:

De gegevens verkregen tijdens de studie werden vooraf geordend. Voor continue gegevens werden eerst normaliteitstesten uitgevoerd. Als alle groepen normaliteit vertoonden, werd de Student's t-test gebruikt voor vergelijking tussen groepen. Anders werd de niet-parametrische Wilcoxon rangsomtest overwogen. Voor categorische variabelen werd de χ2 test gebruikt. Statistisch significante gegevens werden onderworpen aan multivariate logistische regressieanalyse. P < 0.05 werd als statistisch significant beschouwd.

Statistische analyse van alle gegevens werd uitgevoerd via SPSS (IBM SPSS Statistics 26.0, SPSS Inc., Chicago, IL) en R taal (versie 4.1.3, www.R-project.org/). Alle statistische tests waren tweezijdig, en statistische significantie werd ingesteld op 0.05.