Interaksjon av kobalaminstatus med lystgass i forhold til postoperative kognitive endringer hos eldre

Studere design:

• Dobbeltblind, randomisert studie av eldre pasienter planlagt for elektiv kirurgi under generell anestesi.
• Medisinsk, kobalaminrelatert og demografisk informasjon;
• Blodprøver av kobalamin-relatert metabolsk status og genotyping for 4 relevante mutasjoner;
• Psykoneurologisk evaluering før operasjon;
• Randomisering for å motta et standard bedøvelsesregime med lystgass (N2O) eller samme regime uten N2O;
• Intraoperative og perioperative data samles inn;
• Tester for delirium 2-3 timer etter operasjonen.
• Alle preoperative studier gjentas etter 2 uker og 4 uker.
• Pasienter med unormal kognitiv status som vedvarer etter 4 uker får kobalamin og testes på nytt etter 3 måneder.

Inklusjonskriterier:

• Alder >60 år;
• Forventet varighet av generell anestesi >1 time;
• God engelsk forståelse.

Ekskluderingskriterier:

• Kirurgi som involverer hjernen, blodtilførsel til hode og nakke eller hjerte;
• Demens, psykose eller hjernesykdom;
• Kontraindikasjon for bruk av N2O;
• annen klinisk status enn ASA klasse 1 eller 2;
• Bronkospastisk eller obstruktiv lungesykdom;
• N2O eksponering siste 6 måneder;
• Kobalamininjeksjon de siste 6 månedene;
• RBC gjennomsnittlig korpuskulært volum >95 fl;
• Kreatinin >1,8 mg/dl.
• Historie eller tegn på parestesier, nummenhet i føtter eller hender, gang- og balanseproblemer, hukommelses- og tenkeproblemer.

Hvis den preoperative kognitive testen gir et mistenkelig resultat (to eller flere ikke-relaterte testresultater >1,5 x standardavvik under normalgjennomsnittet), gjøres det umiddelbar gjennomgang for å avgjøre om pasienten utelukkes fra studien.

Alle etterforskere og testere er blindet for N2O-eksponeringen (unntatt anestesilegen) og kobalaminstatus.

Emnetall: Statistisk kraftanalyse av vår statistiker anslo behovet for 386 forsøkspersoner for å oppnå en styrke på 80 % med type I-feil på 0,05. Basert på en mulig tapsrate på 15 %, er 444 emner planlagt.

Pasientinformasjonsspørreskjema inkluderer:

• Demografisk informasjon;
• Relevant sykehistorie;
• Kobalamin-relatert historie;
• Ekskluderingsfaktorer.

Randomisering:

• Datamaskingenerert tallsystem;
• Kun gjort kjent rett før operasjonen for anestesilege.

Anestesiprotokoll:

• En av to effektive, ofte brukte anestesiregimer protokoller;
• Standard ASA-monitorer, en oksygenanalysator og karbondioksidkapnograf brukes.
• Generell anestesi induseres i både N2O- og ikke-N2O-gruppene med fentanyl (2-5 µg/kg) og propofol (1-3 mg/kg), som muliggjør passende titrering til ønsket sluttpunkt uten bivirkninger. Cisatracurium (0,15 mg/kg) gis for muskelavslapping.
• Anestesi opprettholdes deretter med enten 40 % oksygen/60 % N2O (N2O-studiearm) eller 40 % oksygen i luft (ikke-N2O-arm), med desfluran for begge studiegruppene, titrert til dybden av anestesi. Fentanyl brukes i begge gruppene (1 µg/kg/time) som det primære narkotikumet til like før slutten av operasjonen;
• Etter intubasjon opprettholder overvåket ventilasjon normokapné og tilstrekkelig oksygenering. Temperatur, blodtrykk og hjertefrekvens opprettholdes av foreskrevne standardmetoder.
• Ved slutten av operasjonen stoppes desfluran og N2O (eller, i den andre studiearmen, desfluran og O2/romluft), gjenværende nevromuskulær blokkering antagoniseres farmakologisk, dolasetron gis som profylakse mot kvalme og oppkast, og postoperativ analgesi gis med opioider, etter behov.
• Protokollene tillater klinisk indiserte modifikasjoner når som helst.
• Alt det ovennevnte sikrer at narkosebehandlingen ikke kompromitteres, gjør at inkludering av N2O (vs romluft) er den eneste forskjellen mellom de to armene, og bruker ingen midler som er kjent for å påvirke kobalamin annet enn N2O.

Intraoperativ datainnsamling:

• Varighet av N2O-eksponering;
• Doser av alle anestetika;
• Kirurgi faktisk utført;
• Oksygenmetning, som overvåkes kontinuerlig;
• End-tidal CO2;
• End-tidal desfluran;
• Blodtap og transfusjoner;
• Temperatur ved fremkomst fra anestesi, og minimal temperatur;
• Utvalg av perioperativt blodtrykk;
• Tilstedeværelse av fremvekst delirium;
• Uønskede postoperative hendelser;
• Medisiner nødvendig postoperativt.

Blodprøver av kobalaminstatus og relaterte tester:

• Serumkobalamin og folatnivåer;
• Homocystein ved immunoassay av EDTA-antikoagulert plasma separert innen 1 time i PIs laboratorium;
• Serummetylmalonsyre (MMA) ved gasskromatografi-massespektrometri;
• Plasmametabolitter (metionin, glutation, S-adenosylmetionin, S-adenosylhomocystein, cystein og cysteinylglycin; se senere);
• Serumkreatinin, fullstendig blodtelling og blodutstryk.

Diagnosen subklinisk kobalaminmangel stilles hvis BEGGE av følgende kriterier er oppfylt:

• To eller flere av følgende 3 abnormiteter: lavt kobalamin, høyt homocystein eller høye MMA-nivåer. Alle etterforskere forblir blinde for disse funnene, som ikke krever noen handling.
• Klinisk tilsynelatende kobalaminmangel er utelukket. Dette er alltid kjent av etterforskerne før operasjonen, noe som tillater umiddelbar ekskludering av pasienten fra studien hvis den er positiv.

Analyse av metabolitter av homocystein og metionin:

• Plasma separeres innen 15 minutter etter venepunktur, holdes på is til sentrifugering og lagres i alikvoter ved -80C.
• Utinte alikvoter sendes på tørris til University of Arkansas for analyse ved bruk av HPLC med coulometrisk deteksjon.
• Fordi noen metabolitter påvirkes av nyrestatus, justeres for kreatinin.
• Analyser fokuserer på metabolittresultater i forhold til (a) hverandre; (b) opprinnelig kobalaminstatus; (c) folatnivåer; (d) N2O-eksponering, både i forhold til opprinnelig kobalaminstatus og genpolymorfismer; (e) tilstedeværelse av genpolymorfismer (inkludert kombinasjoner); og (f) utseende av kognitiv dysfunksjon kontra ingen. Longitudinelle metabolske endringer over hele oppfølgingsperioden undersøkes.

Genpolymorfismeanalyser:

• DNA ekstraheres fra preoperative blodprøver, og renset DNA lagres ved -80C.
• 677C-T og 1298A-C mutasjonene av MTHFR bestemmes ved standardteknikker;
• Metioninsyntase 2756A-G (D919G)-mutasjonen identifiseres ved bruk av HaeIII, og MTRR 66A-G (I22M)-mutasjonen ved bruk av NdeI.
• Analyse vil vurdere homozygote mutasjonstilstander og kombinert heterozygositet som gir nedsatt enzymaktivitet, kombinerte mutasjoner av de forskjellige enzymene, samt allelfrekvenser.
• Studieanalyser fokuserer på disse spørsmålene: (a) Varierer metabolsk eller klinisk N2O-effekt med genotype? (b) Påvirker polymorfismene utseendet til subklinisk kobalaminmangel? (c) Hvordan påvirkes metabolittendringer av hver mutasjon?

Kognitiv funksjon og depresjonstesting:

• Utført av en utdannet tester på et stille kontor uten distraksjoner;
• Et fokusert batteri av nevropsykologiske tester som krever 1,5 timer administreres.

• Testene vurderer:

  • Oppmerksomhet/konsentrasjon: (a) Paced Serial Addition Test, som krever aktiv oppmerksomhet og rask informasjonsbehandling; (b) California Computerized Assessment Package måler ytelse som er sensitiv for oppmerksomhet og beslutningstaking.
  • Kognitiv fleksibilitet testes av Letter-Number Sequencing, en deltest fra Wechsler Adult Intelligence Scale-III.
  • Hukommelse og læring testes med California Verbal Learning Test-2.
  • Depresjon vurderes med Beck Depression Inventory.

Alle tester scores innen 48 timer og gjennomgås med nevropsykologen, som begge er blindet for pasientens status. Alle tiltak forventes å vise en viss «praksis(familiariserings)effekt» over de 3 administrasjonene, og det gjøres hensiktsmessige justeringer og analyser.

Hvis resultatene i en test i to av de fire testkategoriene er >1,5 SD under normal gjennomsnitt i den preoperative vurderingen, foretas umiddelbar vurdering for mulig eksklusjon fra studien. En nedgang i postoperative testresultater med >1,5 x SD av det normale gjennomsnittet fra det forrige resultatet i 2 individuelle tester blir også gjort oppmerksom på PI og sikkerhetsmonitoren for en beslutning om kobalaminbehandling.

Vurdering for delirium gjøres 2-3 timer postoperativt med Mini-Mental State Examination og CAM-ICU testen. Potensielle forstyrrelser som medikamenter, hypoksi og infeksjon er tatt i betraktning i analysen.

Langtidsoppfølging utover 4 uker gjøres hos pasienter med en hvilken som helst kognitiv funksjon (inkludert depresjonstesting) betydelig dårligere ved 4 ukers test enn preoperativt. En nedgang i en hvilken som helst test tilsvarende 1 SD av normalgjennomsnittet for den testen brukes som beslutningsreferanse.

Dataanalyse:

• Det primære spørsmålet er om pasienter med subklinisk mangel viser nevropsykologisk svekkelse etter N2O-eksponering som er større enn hos pasienter uten mangel. Analyse av disse forskjellene inkluderer sammenligning mellom mangelfulle og ikke-mangelfulle pasienter tildelt ikke-N2O-armen. Konfoundere adresseres ved å justere for relevante variabler.
• Statistikeren gjennomfører alle analyser og konsulterer fortløpende gjennom hele studien. Før analyse blir kontinuerlige variabler utsatt for logaritmisk transformasjon. Univariate analyser, etterfulgt av utvalgte multivariate analyser, inkluderer varighet av anestesieksponering, nivå av preoperative og postoperative metabolske underskudd, samt sameksisterende lidelser. Bonferroni-justering brukes for flere sammenligninger der det er hensiktsmessig. Multippel logisk regresjon brukes til å evaluere signifikante uavhengige prediktorer for unormale resultater.
• En foreløpig analyse vil bli gjort etter 3,5 år, med en alfa på 0,005.
• Analyser av metabolske og genetiske funn vil bli gjort ved univariate analyser, etterfulgt av multivariate analyser for å bestemme mutasjonenes effekter.

Risikoer for emner:

• Alle forsøkspersoner gjennomgår klinisk indisert, elektiv kirurgi under generell anestesi. Ingen aspekter av deres kirurgiske behandling vil bli påvirket av deres deltakelse. Den eneste studierelaterte endringen i deres kliniske behandling vil være den tilfeldige tilordningen til utelatelse eller inkludering av N2O fra nesten identiske, standard anestesiregimer.
• De eneste andre manipulasjonene er blodprøvetaking og nevropsykologisk testing flere dager før operasjonen og ved 3-4 anledninger postoperativt (unntatt genetiske tester, som bare gjøres én gang).
• Innsamling av medisinsk informasjon som er relevant for studien er underlagt konfidensialitetsbeskyttelse i alle HIPAA-pålagte henseender.
• Kobalamin/N2O-relaterte risikoer er faktisk mindre hos deltakere enn hos ikke-deltakere. Flere lag med beskyttelse mot de små risikoene forbundet med studien inkluderer den kobalamin-relaterte evalueringen som ellers ikke gjøres rutinemessig før N2O-anestesi for å identifisere pasienter som har kjent risiko for N2O; fortsatt postoperativ overvåking for endringer i kobalaminstatus og betydelig kognitiv nedgang; intervensjon med kobalaminbehandling hos mulig berørte pasienter; institusjon av en plan for datasikkerhetsovervåking med en uavhengig sikkerhetsmonitor; og foreløpig analyse av studiefunn.

Sikkerhetsovervåking:

• Preoperativ oppdagelse av kognitiv testdysfunksjon ekskluderer pasienter fra studien før noen eksponering for risiko.
• En postoperativ nedgang som overstiger tilsvarende 1,5 x SD av det normale gjennomsnittet i to ikke-relaterte mål for kognitiv funksjon, bringes til umiddelbar oppmerksomhet til PI, den samarbeidende nevropsykologen og en uavhengig vitenskapsmann-kliniker som ikke er en del av vår studie.