Utforskende studie om den molekylære patologien til lungefibrose ved kombinasjon av klinisk vurdering og systembiologi

Bakgrunn

Etter å ha nådd voksen alder, bevarer organene i menneskekroppen sin form og funksjon over en lang periode, noe som gjør rettet reparasjon til en av de viktigste mekanismene gjennom hele livet. Regelmessig sårheling etter en skade består av en velordnet sekvens av overlappende faser: betennelse, dannelse av støttende nytt vev, re-epitelisering og endelig regenerering av epitel- og endotelceller, og gjentar i hovedsak den komplekse prosessen med organutvikling. Hos unge voksne blir skade på et organ ofte besvart av fullstendig regenererende sårheling gjentatte mekanismer for embryonal organvekst kalt "primær" sårheling. Gjentatte skader hos yngre individer kan forårsake "sekundær" sårheling i form av arrdannelse som fungerer som et redningsprogram for å opprettholde overflateintegriteten når epitel- og/eller endotelreorganisering har mislyktes.

Organsvikt i den aldrende organismen er imidlertid annerledes og representerer i hovedsak tap av dens evne til å oppnå en ordnet reaktivering av organutvikling. Denne forskjellige kvaliteten på sårheling består av en kombinasjon av kronisk betennelse og fibroproliferativ, ikke-regenerativ reparasjon. Dens patologi refererer til en stor gruppe sykdommer som involverer hvert organ i menneskekroppen.

I lungen er dens mest fremtredende form preget av en veldefinert histopatologi kalt vanlig interstitiell pneumoni (UIP). Dessverre tillater ikke denne histopatologien, selv om den identifiserer en spesielt aggressiv fenotype av selve den fibroproliferative reparasjonsresponsen, for en entydig klinisk diagnose, ettersom UIP-"mønsteret" kan finnes i forskjellige fibrotiske sykdommer i lungen, slik som hypersensitivitetspneumonitt (HP) ), spesielt i sin kroniske form.

I tillegg kan ulike betennelsesmekanismer, som delvis er relatert til selve sårhelingsresponsen, kraftig intensivere den avvikende sårhelingsresponsen. Som et resultat er mekanismene som fører til denne tilstanden og opprettholder dens karakteristiske kliniske utseende ukjent.

Den nåværende undersøkelsen tilhører arbeidspakke 2 i RESOLVE-studiesystemet (FP7-HEALTH-F4-2008 Kontraktnr. 202047) som inneholder den kliniske studieprotokollen som evaluerer forskjellige former for fibrotisk reparasjon i den menneskelige lungen. RESOLVEs hovedmål er å identifisere og karakterisere klinisk validerte molekylære mål som er i stand til å skifte primær organreparasjon mot fibroproliferativ sårheling. I denne pilotstudien vil ulike former for reparasjon av lungen bli prospektivt analysert ved hjelp av en samtidig klinisk og biologisk analyse veiledet av evaluerte funksjonelle og radiologiske mål på klinisk utvikling. Vurderingene vil bli gjort i begynnelsen av studieperioden (besøk 1), etter tre måneder med prospektiv observasjon (besøk 2), og etter 12 måneder (slutt av studien), noe som gir en klinisk relevant korrelasjon av alle biologiske data som er oppnådd.

Tre generelle tilstander for reparasjon vil bli valgt for systematisk biologisk analyse som et resultat av deres kliniske diagnose (histopatologi, radiologi) og deres assosiasjon med alder:

• Vanlig interstitiell pneumoni (UIP) som forekommer nesten utelukkende i en alder av 55-80 år,
• Overfølsomhetspneumonitt (HP), både akutt og kronisk, forekommer i en alder av 20-55 år, og
• Normal reparasjon hos unge (18-40 år) og gamle (eldre enn 55 år) individer.

Metoder

Etter å ha sikret diagnosen (se nedenfor: inklusjons-/eksklusjonskriterier) og etter informert samtykke under screeningbesøket, vil pasienter som mangler tidligere immunsuppressiv behandling (terapinaive pasienter) få en immunsuppressiv behandling med prednisolon (daglig dose på 1 mg/kg kroppsvekt ) i minst tre måneder for å utelukke patologier dominert av betennelsesmekanismer. Under screeningbesøket vil resultatene av den histopatologiske analysen sikres, og den kliniske og funksjonelle historien til sykdommen registreres. Dette vil inkludere tidligere medisinering, resultater fra tidligere lungefunksjonstester (PFT) samt resultater av radiologisk analyse (datatomografi inkludert HR-CT) og laboratorietester (unntatt kollagen vaskulær sykdom og sikring av HP-serologi).

Tre måneder etter screeningbesøket, ved besøk 1, vil det funksjonelle og radiologiske stadiet av lungefibrosen bli vurdert på nytt, og pasientene vil endelig bli registrert i studien. I samsvar med funnene oppnådd ved screeningbesøket, og på grunn av de funksjonelle og radiologiske resultatene oppnådd ved besøk 1, vil pasientene bli stratifisert i følgende undersøkelsesgrupper:

Gruppe A:

(Begrenset UIP) Pasienter med påvist UIP og funksjonelt og radiologisk mindre avansert lungefibrose (n=12) som definert av histopatologi (vurdering av to uavhengige og erfarne patologer som ikke er involvert i studien) og/eller radiologi (computertomografi [CT]-skanninger inkl. høyoppløselig CT, uavhengig vurdert av en erfaren radiolog som ikke er involvert i studien) og lungefunksjonstester (PFT). PFT vil bestå av spirometri, måling med kroppspletysmograf, enkeltpustemåling av karbonmonoksiddiffusjonskapasitet og full kardiopulmonal treningstesting inkludert vurdering av lungeventilasjon og gassutveksling i hvile og ved anstrengelse;

Gruppe B:

(Avansert UIP) Pasienter med påvist UIP (n=12) i et betydelig mer avansert stadium av sykdommen som bestemt ved PFT (FVC minst 10 prosent og DLCO minst 15 prosent lavere enn i gruppe A) og CT-skanning;

Gruppe C:

(Kronisk fibroserende hypersensitivitetspneumonitt, HP) Pasienter med kronisk fibroserende HP (n=12) diagnostisert ved histopatologi, radiologi og laboratorietester;

Gruppe D:

(akutt HP) Pasienter med akutt HP (n=9) diagnostisert ved histopatologi, radiologi og laboratorietester (gruppe D: akutt HP);

Gruppe E:

Regelmessig lungereparasjon 9 unge (18-40 år) uten noen klinisk tydelig patologi og 9 gamle frivillige (55-80 år) uten lungefibrose vil fungere som kontroller.

Alle pasienter med UIP og HP vil bli fulgt i en studieperiode på 12 måneder. Studieperioden starter med besøk 1. I tillegg til besøk 1 vil det gjennomføres to ekstra besøk etter 3 måneder (besøk 2, funksjonsvurdering) og etter 12 måneder (besøk 3, studieslutt).

Ved alle tre besøkene vil følgende undersøkelser bli utført:

• Klinisk undersøkelse
• EKG
• PFT
• Kardiopulmonal treningstest
• Blodtegning
• CT skann
• Bronkoskopi med fjerning av 5 transbronkiale biopsier for biologisk vurdering fra områder som antyder maksimal sykdomsaktivitet i CT-skanningen vil kun bli utført ved besøk 1 og 3.

Relevante inklusjonskriterier som gjelder for gruppe A (begrenset UIP):

• Informert samtykke
• Histologisk bevis på lesjoner i samsvar med UIP i kirurgiske lungebiopsier og/eller
• Radiologiske tegn som tyder på UIP
• Ingen tegn til utbredt uklarhet i slipt glass i CT-skanninger
• Ingen symptomer som tyder på kronisk bronkitt/bronkiolitt, som hoste og tegn på bronkial obstruksjon eller hyperinflasjon
• Forskjellen mellom forsert ekspiratorisk vitalkapasitet (FVC) verdier ≤ 10 % spådd til normal
• Forskjellen mellom karbonmonoksiddiffusjonskapasitet (DLCO) i hvile på ≤ 15 % spådd til normal
• Tidligere eller nåværende behandling med immundempende legemidler

Relevante inklusjonskriterier som gjelder for gruppe B (avansert UIP) (annet enn gruppe A):

• Tegn på utbredt slipt glassopacitet i CT-skanninger
• Symptomer som tyder på kronisk bronkitt, som hoste og tegn på bronkial obstruksjon eller hyperinflasjon, kan være tilstede
• Forsert ekspiratorisk vitalkapasitet (FVC) verdier i forskjell > 10 % spådd til normal
• Reduksjon av karbonmonoksiddiffusjonskapasitet (DLCO) i hvile på < 15 % forutsagt

Relevante inklusjonskriterier som gjelder for gruppe C:

• Informert samtykke
• Histologiske og/eller cytologiske bevis på lesjoner i samsvar med kronisk HP i transbronkiale og/eller kirurgiske lungebiopsier, transbronkiale biopsier eller bronkoalveolar lavage (BAL) prøver
• Radiologiske tegn som tyder på kronisk HP
• Tegn på utbredt slipt glassopacitet i CT-skanninger
• Symptomer som tyder på aktiv bronkitt/bronkiolitt, som hoste og tegn på bronkial obstruksjon eller hyperinflasjon, kan være tilstede
• Serologisk bevis på overfølsomhet, hvis mulig
• Forsert ekspiratorisk vitalkapasitet (FVC) verdier i forskjell ≥ 10 % spådd til normal
• Reduksjon av karbonmonoksiddiffusjonskapasitet (DLCO) i hvile på ≥ 15 % forutsagt
• Tidligere eller nåværende behandling med immundempende legemidler

Relevante inklusjonskriterier som gjelder for gruppe D (annet enn gruppe C):

• Informert samtykke
• Histologiske og/eller cytologiske bevis på lesjoner i samsvar med akutt HP i transbronkiale og biopsier og/eller bronkoalveolar lavage (BAL) prøver
• Radiologiske tegn som tyder på akutt HP

Generelle eksklusjonskriterier

• Funksjonell signifikant kardiovaskulær morbiditet
• Respiratorisk insuffisiens (PaO2 < 55 mmHg; PaCO2 > 50 mmHg)
• Betydelig pulmonal hypertensjon
• Betydelig lungeemfysem
• Ikke-funksjonell kontralateral lunge
• Kreft
• Betydelig koronar hjertesykdom
• Koagulasjonsdysfunksjon
• Graviditet, eller planlegge graviditet under prøveperioden eller innen tre måneder etterpå
• Kjent narkotika- eller alkoholmisbruk innen 3 år etter screening
• Antatt manglende overholdelse
• Kjent rettslig inhabilitet eller begrenset rettslig handleevne ved screening

Biopsier

Lungeprøvene for biologisk analyse vil være avledet fra både diagnostiske kirurgiske lungebiopsier og transbronkiale lungebiopsier tatt under bronkoskopiene utført ved besøk 1 og 3. Totalt vil det bli tatt fem transbronkiale biopsier ved hvert besøk for biologisk analyse. Alle transbronkiale lungeprøver vil bli fjernet under radiologisk kontroll fra perifere lungeområder som tidligere er spesifisert i henhold til siste CT-skanning. Biopsiene tatt ved besøk 3 vil bli utført i samme lungesegment som de tatt ved besøk 1.

Bortsett fra resultatene av den siste CT-skanningen, vil etterforskeren som utfører bronkoskopien bli blindet for alle kliniske resultater oppnådd under besøkene.

Molekylærbiologisk vurdering

Biologisk analyse vil bli utført uavhengig. Alle etterforskere involvert i biologisk analyse vil bli blindet for diagnose og klinisk forløp til pasientene og frivillige. Deltakerne vil utelukkende kunne identifiseres ved sitt studieidentifikasjonsnummer (ID). Studieprøvene vil bli nummerert i henhold til pasient-ID og prøvebeskrivelse gitt av LIMS. Biologisk vurdering vil inkludere måling av helgenom-transkriptomikk, proteinanalyse ved massespektrometri og EIA, analyse av DNA-metyleringsstatus og mikroRNA-analyse. Målingene vil være basert på lungeprøver utledet fra diagnostiske kirurgiske lungebiopsier, hvis mulig, og/eller fra transbronkiale biopsier (TbX) tatt under en bronkoskopi ved besøk 1 og 3 i studien (måned 0 og måned 12). I tillegg vil BAL-væske lagres og brukes til påvisning av proteiner og lipider. Materialer for DNA-metyleringsanalyse vil bli hentet fra både lungevev og fullblodsprøver.