Badanie toksyczności papierosów elektronicznych w modelu ludzkim in vivo Model stanu zapalnego i dysfunkcji naczyniowych (SELECT)

Tło. Od czasu ich wprowadzenia użycie papierosów elektronicznych (EC) znacznie wzrosło. Być może najbardziej niepokojące jest zwiększone użycie wśród nastolatków. Wielu użytkowników e-papierosów uważa, że ​​papierosy elektroniczne są bezpieczniejsze niż tradycyjne papierosy [1]. Jednak toksyczność papierosów elektronicznych, w tym w płucach, jest stosunkowo słabo zbadana. Warto zauważyć, że wczesne badania sugerują, że papierosy elektroniczne nie są nieszkodliwe. Drobne i ultradrobne cząstki mogą osadzać się w płucach i prowadzić do uszkodzeń. Badania nad elektronicznymi papierosami na zwierzętach wiązały się z szeregiem toksyczności płucnej, w tym zwiększonym stanem zapalnym i stresem oksydacyjnym w płucach [2], jak również upośledzoną odpornością płuc [3, 4]. Opary EC obniżają jakość powietrza w pomieszczeniach poprzez zwiększenie stężenia cząstek stałych, liczby cząstek stałych, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), które są znanymi czynnikami rakotwórczymi [5]. Wczesne badania funkcji układu sercowo-naczyniowego wskazują również na szkodliwość składników oparów EC, takich jak bezpośrednie działanie nikotyny, karbonylków oraz drobnych i ultradrobnych cząstek [6].

Istnieje ograniczone zrozumienie niekorzystnego wpływu oparów EC na fizjologię płuc lub układu krążenia i potrzebne są dodatkowe badania, szczególnie na ludziach, w celu lepszego scharakteryzowania ostrej toksyczności papierosów elektronicznych

Hipoteza Nasza hipoteza jest taka, że ​​w porównaniu ze zdrowymi ochotnikami, którzy nie palili papierosów lub e-papierosów;

1. Użytkownicy e-papierosów będą mieli wyższe wyjściowe zapalenie płuc
2. Użytkownicy e-papierosów będą mieli przesadną odpowiedź immunologiczną po inhalacji LPS
3. Użytkownicy e-papierosów będą mieli dysfunkcję śródbłonka mierzoną za pomocą FMD tętnicy ramiennej

Projekt badania Prospektywne badanie kohortowe zdrowych ochotników narażonych na wziewny LPS.

Populacja Osoby zdrowe, w tym użytkownicy papierosów elektronicznych, palacze papierosów i grupa kontrolna będą rekrutowani przez reklamy.

Interwencja Bronchoskopia i pobieranie krwi w celu oceny wyjściowego stanu zapalnego i urazu płuc i układu oraz w odpowiedzi na inhalację 50 mcg LPS. Dylatacja za pośrednictwem przepływu (FMD) tętnicy ramiennej w celu zbadania dysfunkcji śródbłonka.

Po uzyskaniu świadomej zgody zostanie zmierzona wyjściowa FMD tętnicy ramiennej oraz czynność płuc. FMD tętnicy ramiennej zostanie zmierzona w ciągu 5 minut od użycia e-papierosa, aby odzwierciedlić ostry wpływ e-papierosa na ogólnoustrojową dysfunkcję śródbłonka. Wykonana zostanie bronchoskopia z BAL, pobranie krwi i moczu. Umożliwi nam to zmierzenie stanu wyjściowego stanu zapalnego i markerów uszkodzenia komórek bez wziewnego LPS. Po 24 godzinach osobnik powróci i zostanie zmierzona czynność płuc oraz zostanie pobrane próbki krwi.

Sześć tygodni później powyższa procedura zostanie powtórzona, ale ze stymulacją LPS. Pacjent ponownie trafi do szpitala, gdzie zostanie zmierzona czynność płuc, pobrane zostaną próbki krwi i moczu. Pacjenci będą wdychać LPS (z Escherichia coli O26:B6, 50 μg; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) za pomocą dozymetru. Bronchoskopia z BAL zostanie przeprowadzona 6 godzin po inhalacji LPS. Przed bronchoskopią zostanie zmierzona czynność płuc, aby upewnić się, że mogą bezpiecznie przejść inhalację LPS. Po 24 godzinach badani wrócą i zostanie zmierzona czynność płuc oraz pobrane zostaną próbki krwi. Punkty czasowe pobierania próbek BAL i osocza wybiera się w celu uzyskania wglądu zarówno w uwalnianie cytokin/chemokin, jak i rekrutację neutrofili po podaniu LPS do płuc.

Rozważania statystyczne Główną zmienną narażenia będzie narażenie na e-papierosy; główną zmienną wynikową będą biomarkery urazu i stanu zapalnego w osoczu i BAL. Biorąc pod uwagę, że wczesne badania papierosów elektronicznych sugerują, że mogą one być związane ze stanem zapalnym, wykorzystaliśmy bezwzględną liczbę neutrofili BAL, kluczowy wskaźnik stanu zapalnego, aby poinformować o wielkości naszej próby. W oparciu o dane z kontroli w naszym poprzednim badaniu kohorta 10 użytkowników e-papierosów i 10 osób kontrolnych powinna być w stanie wykryć minimalną różnicę 7,09 x 105 komórek w BAL po inhalacji LPS między grupami o mocy 80% przy użyciu Wilcoxon Rank Sum testowanie. Warto zauważyć, że jest to podobne do różnicy, którą zaobserwowaliśmy między palaczami a osobami niepalącymi po LPS w naszym poprzednim badaniu [7]. Dodatkowo porównamy biomarkery stanu zapalnego i obrażeń u użytkowników papierosów elektronicznych z tymi u palaczy konwencjonalnych papierosów za pomocą testu Wilcoxon Rank Sum. Wszystkie dane będą analizowane przy użyciu STATA 13.1 (StataCorp LP, College Station, TX).

Monitorowanie badania Monitorowanie ośrodka będzie kierowane przez sponsora zgodnie z oceną ryzyka badania. Wizyty na miejscu będą przeprowadzane regularnie zgodnie z wymaganiami sponsora, aby zapewnić spełnienie wszystkich wymogów regulacyjnych i monitorować jakość zebranych danych. CRF posłuży do weryfikacji danych źródłowych.