Studie om sammenhengen mellom metabolomikk og angst og depresjon ved bronkiektasi

Bronkiektasi uten cystisk fibrose er en vanlig lungeforstyrrelse. Gjentatte akutte forverringer av bronkiektasi kan alvorlig svekke lungefunksjonen, akselerere nedgangen i lungekapasitet, redusere livskvaliteten og forkorte overlevelsesperioden. Mens tidligere studier har identifisert faktorer som forverret lungefunksjon og Pseudomonas aeruginosa-infeksjon som bidrar til akutte forverringer, eliminerer ikke fjerning av disse faktorene slike episoder fullstendig hos pasienter med bronkiektasi. Nåværende forskning antyder at 20-40% av pasienter med bronkiektasi opplever angst og/eller depresjon. Disse tilstandene er forbundet med en økt risiko for sykdomsforverring, med depresjon spesifikt knyttet til kortere tid til første forverring. Derfor er det avgjørende å undersøke den iboende rollen til angst og depresjon i sykdomsprogresjonen.

I henhold til inklusjons- og eksklusjonskriteriene vil denne studien inkludere deltakere diagnostisert med bronkiektasi ved Union Hospital, Tongji Medical College ved Huazhong University of Science and Technology, Guizhou Provincial People's Hospital, og Yichang Central Hospital mellom 20. desember 2025 og 31. desember 2030. Studieprotokollen ble godkjent av forskningsetikkutvalgene ved hvert sykehus. Ved opptak vil følgende demografisk informasjon bli samlet inn: kjønn, alder, høyde (i meter) og vekt (i kilogram). Medisinsk historikk, tidligere forverringer og blodprøveresultater (inkludert fullstendig blodtelling og biokjemiske parametere) vil også bli innhentet under den første konsultasjonen. Patogenundersøkelsesresultater vil også bli registrert. I tillegg vil lungefunksjonstester (f.eks. FEV1% predikert) og høyoppløselige datatomografi (HRCT)-skanninger av lungene bli utført. Pasienters pustebesvær vil bli vurdert ved hjelp av den modifiserte Medical Research Council (mMRC) dyspné-skalaen, mens angst- og depresjonstatus vil bli evaluert ved hjelp av Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). Med informert samtykke ble biologiske prøver, inkludert blod, sputum og avføring, samlet inn. Deltakere gjennomgikk oppfølging hver tredje måned etter opptak, med registrering av forverringsfrekvens, sykehusinnleggelser og overlevelsesstatus. Ved fullføring av datainnsamling vil metabolomisk analyse bli utført på prøver inkludert blod, sputum og avføring for å undersøke om pasienters angst- og depresjonstilstander er assosiert med de nevnte metabolomiske funnene, identifisere tilsvarende biomarkører, og analysere rollen til angst og depresjon i progresjonen av bronkiektasi.

Materialer og Metoder

1. Datainnsamling Inklusjons- og eksklusjonskriterier

   Inklusjonskriterier:

   • Alder ≥18 år
   • Deltakernes lungeavbildningsfunn og klinisk presentasjon oppfylte diagnostiske kriterier for bronkiektasi
   • Klinisk stabil (ingen antibiotika eller orale kortikosteroider innen 4 uker før opptak);
   • Pasienter som er villige til å signere samtykkeerklæringen og delta i studien.

   Eksklusjonskriterier:

   • Alder <18 år
   • Oppfyller ikke de diagnostiske kriteriene for bronkiektasi
   • Deltakere med cystisk fibrose eller tidligere lunge transplantasjon
   • Deltakere som ikke kan samarbeide med studien på grunn av dysfunksjon i vitale systemer som hjerte, hjerne, lever og nyrer, eller som ikke kan delta i studien på grunn av komorbid alvorlig sykdom
   • Deltakere med aktive lidelser, inkludert aktiv tuberkulose, aktiv allergisk bronkopulmonal aspergillose, aktiv ikke-tuberkuløs mykobakteriell infeksjon og malignitet eller sekundær traksjonsbronkiektasi assosiert med lungefibrose
   • Gravide eller ammende kvinner
   • De som ikke er i stand til å gi informert samtykke eller som nekter å delta i den kliniske studien

   Innsamling av pasientdemografiske indikatorer og laboratorietestresultater. Demografiske indikatorer (alder, høyde, vekt), mMRC-score, laboratorietestresultater, lungefunksjon (FEV1% predikert), radiologiske scorer (modifisert Reiff, Bhalla-score) ble samlet inn ved deltakeropptak.

   Vurdering av Angst- og Depresjonstatus: Alle pasienter ble bedt om å fullføre Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS) ved baseline. Scoren for hvert subskala (HADS depresjon og angst) varierer fra 0 til 21 poeng, med en score ≥8 som indikerer sannsynlig depresjon eller angst.

   Vurdering av Sykdomsalvorlighet: Sykdomsalvorlighet ble evaluert ved hjelp av Bronkiektasi Alvorlighetsindeks (BSI).

2. Metabolomiske Eksperimentelle Metoder Metabolomiske Eksperimentelle Metoder 2.1 Prøveforberedelse 50 μL av innsamlet prøve ble tinet på is og blandet med 200 μL kald metanol:acetonitril (1:1, v/v) som inneholdt IS (1 μg/mL). Blandingen ble vortexet kraftig, inkubert ved -20°C i 2 timer, og deretter sentrifugert ved 14 000 g i 15 minutter ved 4°C. Overstanden ble overført til en ny flaske for LC-MS-analyse. En samlet kvalitetskontroll (QC)-prøve ble tilberedt ved å kombinere like aliquoter fra alle individuelle prøver.

   2.2 LC-MS Analyse Kromatografisk separasjon ble utført på et Waters ACQUITY UPLC-system ved bruk av en HSS T3-kolonne (2,1 × 100 mm, 1,8 μm) holdt ved 40°C. Den mobile fasen besto av (A) vann med 0,1% maursyre og (B) acetonitril med 0,1% maursyre. En lineær gradient ble anvendt som følger: 0-2 min, 2% B; 2-10 min, 2% til 98% B; 10-12 min, 98% B; 12-12,1 min, 98% til 2% B; 12,1-15 min, 2% B. Strømningshastigheten var 0,4 mL/min og injeksjonsvolumet var 2 μL.

   Massespektrometri ble utført på et SCIEX TripleTOF 6600+ system operert i både positiv og negativ ESI-modus. Parametrene ble satt som følger: 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. Data ble innhentet i informasjonsavhengig ervervelse (IDA)-modus.

   2.3 Databehandling og Multivariat Statistisk Analyse Rådatafiler ble behandlet ved hjelp av MS-DIAL-programvare for toppplukking, justering og normalisering mot IS. Den resulterende datamatrisen ble importert til SIMCA-P-programvare (v16.0, Umetrics, Sverige) for multivariat analyse. Enhetsvariansskalering og sentrering av gjennomsnittet ble anvendt før PCA og OPLS-DA. OPLS-DA-modellen ble validert ved en 200-gangers permutasjonstest.

   Metabolitter med Variable Importance in Projection (VIP) > 1,0 fra OPLS-DA-modellen og p-verdi < 0,05 fra univariat Student's t-test ble betraktet som statistisk signifikante.

   2.4 Metabolittidentifikasjon Signifikante metabolitter ble identifisert ved å sammenligne deres nøyaktige masse (massefeil < 10 ppm) og MS/MS-spektre med oppføringer i HMDB-databasen. Der det var mulig, ble identifikasjonen bekreftet ved sammenligning med autentiske standarder (nivå 1 konfidens).

3. Klinisk Data Statistisk Analyse og Metoder:

Dataene innhentet under studien ble forhåndssortert. For kontinuerlige data ble normalitetstester først utført. Hvis alle grupper oppfylte normalitet, ble Student's t-test brukt for sammenligning mellom grupper. Ellers ble den ikke-parametriske Wilcoxon rangsumtesten vurdert. For kategoriske variabler ble χ²-testen brukt. Statistisk signifikante data ble underlagt multivariat logistisk regresjonsanalyse. P < 0,05 ble ansett som statistisk signifikant.

Statistisk analyse av alle data ble utført gjennom SPSS (IBM SPSS Statistics 26.0, SPSS Inc., Chicago, IL) og R-språket (versjon 4.1.3, www.R-project.org/). Alle statistiske tester var tosidige, og statistisk signifikans ble satt til 0,05.