Charakterystyka takOtsubo związanego ze stresem pierwotnym i wtórnym (MAESTRO)

Tło i uzasadnienie Zespół Takotsubo (TTS) jest ostrą i odwracalną postacią uszkodzenia mięśnia sercowego, często poprzedzoną bodźcem fizycznym lub emocjonalnym. Chociaż TTS był ogólnie uważany za łagodną chorobę ze względu na swój odwracalny charakter, obecnie jest jasne, że niestabilność hemodynamiczna i elektryczna podczas ostrej fazy naraża pacjentów na częste poważne niepożądane powikłania wewnątrzszpitalne. Jednak patofizjologia TTS jest daleka od pełnego zrozumienia. Spójne dowody wykazały, że zdarzenia środowiskowe doświadczane przez większość tych pacjentów i postrzegane jako stresujące (zarówno fizyczne, jak i emocjonalne) indukują aktywację mózgu i reakcję związaną ze stresem, wraz ze wzrostem biodostępności lokalnych i krążących mediatorów stresu, takich jak katecholamina i kortyzol, który okazał się odgrywać główną rolę w etiologii „neurogennego ogłuszającego mięśnia sercowego” odpowiedzialnego za ten stan kliniczny. Niedawne badania potwierdziły hipotezę o wybitnym powiązaniu między systemem odpowiedzi na stres mózgu a sercem u pacjentów z TTS przy użyciu metody neuroobrazowania. Podstawowe struktury anatomiczne zaangażowane w reakcję na stres to kora nowa, układ limbiczny, formacja siatkowata, pień mózgu i rdzeń kręgowy wraz z osią podwzgórze-przysadka-nadnercza, która ostatecznie prowadzi do wydzielania kortyzolu. Pod tym względem wykazano istotne różnice strukturalne w korze nowej i sieci limbicznej (wyspa, ciało migdałowate, kora zakrętu obręczy i hipokamp) wśród pacjentów z TTS w porównaniu ze zdrowymi kontrolami za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego mózgu (fMRI), wraz z hipokonektywnością centralnych regionów mózgu pełniących funkcje regulacyjne układu autonomicznego i limbicznego. Co więcej, niedawne badanie PET/TC wykazało, że podwyższona aktywność limbiczna poprzedza rozwój TTS i że u pacjentów z najwyższą aktywnością ciała migdałowatego zespół najwcześniej rozwija się, co potwierdza hipotezę, że podłoże neurobiologiczne może predysponować ich do tego zespołu klinicznego.

Co ciekawe, ponieważ TTS został zidentyfikowany u coraz większej liczby hospitalizowanych pacjentów, wśród osób dotkniętych chorobą pojawiła się istotna niejednorodność kliniczna, a cechy kliniczne, takie jak fizyczne wyzwalacze wraz z ostrą chorobą neurologiczną lub psychiatryczną, wysokie poziomy troponiny i niska frakcja wyrzutowa wykazały, że zidentyfikować określoną kategorię osób z TTS o wyższym ryzyku śmiertelności i powikłań wewnątrzszpitalnych. W związku z tym ostatnio okazuje się, że dotychczas opisano dwie różne kategorie pacjentów z TTS, różniące się cechami klinicznymi i profilami ryzyka: pierwotny TTS, który dotyczy głównie pacjentów po stresie emocjonalnym, przy braku nasierdziowej choroby wieńcowej, z niewielkim wydzielaniem troponiny , nieznacznie zmniejszona i szybko cofnięta dysfunkcja lewej komory (LV) i łagodne rokowanie; drugi wtórny TTS, występujący po stresie fizycznym, w obecności nasierdziowej choroby wieńcowej (CAD), z dużym wyrzutem troponiny, z cięższą lub utrzymującą się dysfunkcją LV i związany z gorszym rokowaniem. Ciekawą hipotezą, która pozostaje do sprawdzenia, jest to, że tylko pierwotny TTS może wynikać z odwracalnej dysfunkcji lewej komory o podłożu neurogennym poprzez aktywację neuronów pochodzących z układu limbicznego, co może powodować odwracalny skurcz naczyń mikrokrążenia wieńcowego, podczas gdy wtórny TTS może być spowodowany bezpośrednie uszkodzenie mięśnia sercowego wywołane przez katecholaminy wywołane bodźcem fizycznym u pacjentów ze współistniejącą chorobą wieńcową. Jednak nigdy dotąd nie zbadano patofizjologicznych uwarunkowań odpowiednio pierwotnego i wtórnego TTS, jak również nigdy nie wykazano innej aktywacji osi mózg-serce u tych dwóch kategorii pacjentów z TTS.

Dysfunkcja mięśnia sercowego po fizycznym stresorze została również opisana w kardiomiopatii wywołanej sepsą, dobrze znanym ogólnoustrojowym powikłaniem burzy cytokinowej następującej po odpowiedzi immunologicznej gospodarza na infekcję, co może znacząco wpłynąć na rokowanie tych pacjentów. Zarówno dysfunkcja skurczowa lewej komory (LVSD), jak i dysfunkcja rozkurczowa LV (LVDD) zostały opisane w pierwszym okresie ciężkiego wstrząsu septycznego, podobnie jak w przypadku wtórnego TTS, ale oprócz odwracalnego charakteru dysfunkcji mięśnia sercowego, cechy kliniczne i echokardiograficzne (np. typowe nieprawidłowości kinetyczne lewej komory, cechy elektrokardiograficzne i możliwe szkodliwe skutki stosowania wazopresorów) zdawały się odróżniać wtórny TTS od kardiomiopatii wywołanej przez sepsę, co sugeruje inną ogólnoustrojową odpowiedź gospodarza na te same „stresory” i różne mechanizmy patofizjologiczne leżące u podstaw tych stanów klinicznych.

Profile biochemiczne pacjentów z pierwotnym i wtórnym TTS są nadal w dużej mierze niezidentyfikowane i nie wiadomo, czy istnieje inny profil związany z tymi dwiema kategoriami pacjentów. Znane mechanizmy związane z rozwojem TTS obejmują podwyższone poziomy krążących w osoczu katecholamin i ich metabolitów. Donoszono, że TTS charakteryzuje się naciekiem zapalnym makrofagów mięśnia sercowego i wzrostem ogólnoustrojowych cytokin prozapalnych. Rzeczywiście, ostatnie badania wykazały, że pacjenci z ostrym TTS mieli podwyższone poziomy cytokin prozapalnych IL-6, IL-8 i CXCL1 we krwi, jednak zgodnie z naszą najlepszą wiedzą żadne badanie nigdy wcześniej nie badało obciążenia zapalnego pierwotnego i drugorzędny TTS.

Odpowiedź prozapalna jest również znana jako kluczowy mechanizm patogenetyczny kardiomiopatii wywołanej sepsą. Rzeczywiście, cytokiny prozapalne, takie jak czynnik martwicy nowotworu-alfa (TNF-α), interleukina-1-beta (IL-1β) i chemokiny aktywowane przez wzorce molekularne związane z patogenem (PAMP) są zaangażowane w patogenezę dysfunkcja mięśnia sercowego po sepsie, jak również dysfunkcja śródbłonka i upośledzone uwalnianie NO pochodzącego ze śródbłonka, które może zmienić fizjologiczną regulację dystrybucji przepływu krwi. Warto zauważyć, że w kardiomiopatii wywołanej sepsą zmieniona odpowiedź immunologiczna na patogeny prowadzi do obniżenia poziomu receptorów β-adrenergicznych i osłabienia odpowiedzi adrenergicznej na poziomie kardiomiocytów, co jest przeciwieństwem tego, co wykazano w TTS . Jednakże, jeśli różne odpowiedzi biologiczne na te same stresory mogą leżeć u podstaw różnych cech klinicznych wtórnego TTS, kardiomiopatii wywołanej sepsą i pacjentów z sepsą/wstrząsem septycznym bez dysfunkcji mięśnia sercowego, jak dotąd nigdy nie badano.

Co więcej, ponieważ znaczenie mediatorów ostrego stresu jest jasne, rola ekspozycji na przewlekły stres w patogenezie TTS i to, czy istnieje różnica między pacjentami z pierwotnym a wtórnym TTS, pozostaje niezbadana. W związku z tym kortyzol we włosach pojawił się niedawno jako nowy biomarker długoterminowej aktywności HPA, zapewniając alternatywną metodę oceny stopnia narażenia na stres psychospołeczny na kilka miesięcy przed ostrym stresującym wydarzeniem. Rzeczywiście wykazano, że kortyzol, podobnie jak inne składniki lipofilowe surowicy, może przenikać przez naczynia włosowate, które odżywiają mieszek włosowy poprzez dyfuzję i być włączany do rosnących włosów proporcjonalnie do jego stężenia w krążeniu. Rzeczywiście, ponieważ włosy rosną z prędkością około 1 cm/miesiąc, pobranie próbki włosów z odległości 6 cm od skóry głowy może pozwolić na oszacowanie poziomu kortyzolu w osoczu nawet pół roku wcześniej. Dlatego badacze mają na celu zbadanie, czy inna przewlekła ekspozycja na stres, oceniana za pomocą analizy kortyzolu we włosach, może odgrywać rolę w patogenezie pierwotnego i wtórnego TTS.

Uzasadnienie Pierwotny i wtórny TTS wykazał istotną niejednorodność kliniczną, identyfikując dwa różne podtypy pacjentów o różnych wynikach i profilach ryzyka. Badacze wysuwają hipotezę, że inna aktywacja struktur mózgu zaangażowanych w ostrą reakcję na stres, jak również inna ekspozycja na przewlekły stres, mogą wpływać na różne profile kliniczne i profile ryzyka obserwowane u pacjentów z pierwotnym i wtórnym TTS. Co więcej, badacze stawiają hipotezę, że odrębne sygnatury krążących biomarkerów mogą być związane z tymi dwiema kategoriami pacjentów z TTS. Dlatego identyfikacja tych specyficznych sygnatur może pomóc w diagnozie tych pacjentów i utorować drogę do identyfikacji określonych szlaków patofizjologicznych i rozwoju przyszłych terapii. Ponadto, ponieważ pierwotne i wtórne TTS wykazały różne wyniki kliniczne, badacze wysuwają hipotezę, że identyfikacja takich specyficznych sygnatur może pomóc w stratyfikacji prognostycznej pacjentów z TTS.

Badacze chcą również ocenić różne cechy kliniczne pacjentów z wtórnym TTS, kardiomiopatią wywołaną sepsą i sepsą/wstrząsem septycznym bez dysfunkcji mięśnia sercowego, aby sprawdzić, czy inna odpowiedź biologiczna na to samo stresujące wydarzenie (infekcję) może leżeć u podstaw różnych mechanizmy patofizjologiczne.

Zatem nasze hipotezy są następujące:

• Odmienna aktywacja struktur mózgowych zaangażowanych w ostrą reakcję na stres może wpływać na różne profile kliniczne i wyniki obserwowane w pierwotnym i wtórnym TTS.
• Różne narażenie na przewlekły stres, oceniane za pomocą testu kortyzolu we włosach, może predysponować do pierwotnego lub wtórnego TTS.
• Specyficzne biomarkery krążące w osoczu mogą rozróżnić pierwotny i wtórny TTS, pomagając zidentyfikować podstawowe mechanizmy patofizjologiczne.
• Specyficzne biomarkery krążące w osoczu mogą rozróżnić kardiomiopatię wywołaną przez sepsę, wtórny TTS i pacjentów z posocznicą/wstrząsem septycznym bez dysfunkcji mięśnia sercowego, pomagając zidentyfikować podstawowe mechanizmy patofizjologiczne.

CELE Główny cel Głównym celem badania jest ocena aktywacji struktur mózgowych zaangażowanych w ostrą reakcję stresową w pierwotnym vs. wtórnym TTS za pomocą analizy pozytonowej tomografii emisyjnej (PET).

Cele drugorzędne

1. Aby ocenić przewlekłą ekspozycję na stres poprzez poziom kortyzolu we włosach w pierwotnym vs. wtórnym TTS.
2. Identyfikacja biomarkerów krążących w osoczu w pierwotnym vs. wtórnym TTS, zarówno w ostrej konfiguracji, jak i po 3 miesiącach obserwacji.
3. Aby określić, czy różne biomarkery krążące w osoczu można zidentyfikować w sepsie/wstrząsie septycznym bez dysfunkcji serca w porównaniu z kardiomiopatią wywołaną przez sepsę;
4. Aby określić, czy różne biomarkery krążące w osoczu mogą być zidentyfikowane w sepsie/wstrząsie septycznym bez dysfunkcji serca w porównaniu z wtórnym TTS;
5. Aby określić, czy różne biomarkery krążące w osoczu można zidentyfikować w kardiomiopatii wywołanej sepsą w porównaniu z wtórnym TTS, leżącym u podstaw różnych mechanizmów patofizjologicznych.

Projekt badania Jednoośrodkowe prospektywne badanie interwencyjne ze względu na procedurę (bez leku ani urządzenia)

Czas trwania badania Badanie potrwa 42 miesiące po zatwierdzeniu przez lokalną Komisję Etyki, z których pierwsze 24 zostaną skierowane do fazy rejestracji, 12 do obserwacji, a kolejne 6 do analizy danych i opracowania naukowego.

Procedury Badacze ocenią dane demograficzne (tj. wiek, płeć, rasę), klasyczne czynniki ryzyka sercowo-naczyniowego, historię wcześniejszych ostrych zespołów wieńcowych, historię nowotworów złośliwych, historię psychiatryczną i leczenie.

W czasie koronarografii u pacjentów z pierwotnym lub wtórnym TTS oraz w ciągu pierwszych 48 godzin u pacjentów z posocznicą lub wstrząsem septycznym próbki krwi tętniczej będą pobierane do 1 probówki Vacuette® 9 ml CAT Serum Clot Activator i 4 probówek Vacuette® 6 ml probówki z EDTA. Ponadto zostanie pobrana próbka włosów o długości 6 cm do oznaczenia kortyzolu we włosach.

W przypadku pacjentów z pierwotnym lub wtórnym TTS próbki krwi będą pobierane przez nakłucie żyły za pomocą 1 probówki Vacuette® CAT Serum Clot Activator i 4 probówek Vacuette® 6 ml EDTA również po 3 miesiącach obserwacji.

Próbki krwi zostaną natychmiast odwirowane w celu uzyskania próbek krwi pełnej, surowicy i osocza, a następnie podzielone na porcje do probówek typu Eppendorf. Wszystkie próbki będą następnie przechowywane w temperaturze -80°C do czasu analizy.

Poziomy krążących biomarkerów szlaków pro- i przeciwzapalnych (IL-6, IL-1beta, IL-10, IL-18) będą mierzone za pomocą dostępnego na rynku ilościowego testu immunoenzymatycznego (ELISA). Badacze ocenią również poziomy endoteliny-1 i BDNF, a na koniec badacze ocenią ekspresję katecholamin i względnych receptorów za pomocą testu ELISA.

Wizyta kontrolna Udział w tym badaniu wymaga w przypadku pacjentów z pierwotnym lub wtórnym TTS wizyty kontrolnej po 3 miesiącach (90 +/- 5 gg) po włączeniu do badania w celu oceny analizy metodą pozytronowej tomografii emisyjnej (PET) oraz podczas tej samej wizyty , zostanie wykonane dalsze pobieranie krwi żylnej zgodnie z powyższym opisem.

Analiza pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) Obrazowanie 18F-FDG-PET/CT zostanie wykonane 3 miesiące po ostrym incydencie w Zakładzie Medycyny Nuklearnej Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS przy użyciu zintegrowanego skanera (np. Biograph 64 Siemens Healthcare, Erlangen , Niemcy lub podobne). Dożylnie 18F-FDG (370 MBq) zostanie podane po całonocnym poście. Trójwymiarowe obrazowanie PET zostanie wykonane po 1 godzinie spokojnego oczekiwania. Niebramkowany, pozbawiony kontrastu tomograf komputerowy zostanie uzyskany w celu skorygowania tłumienia. Analizowane struktury mózgu obejmą korę nową, układ limbiczny (wyspę, ciało migdałowate, korę zakrętu obręczy i hipokamp), układ siatkowaty, pień mózgu i rdzeń kręgowy.

Analiza aktywności nerwowej związanej ze stresem zostanie przeprowadzona w ramach analizy retrospektywnej przy użyciu zatwierdzonych metod badawczych przez badaczy, którzy nie znają danych klinicznych. Wychwyt 18F-FDG w ciele migdałowatym będzie mierzony poprzez umieszczenie okrągłych obszarów zainteresowania (ROI) nad prawym i lewym ciałem migdałowatym i pomiar akumulacji znacznika jako znormalizowanej wartości wychwytu (SUV).

Dwustronne średnie SUV ciała migdałowatego będą oceniane zarówno jako średnia, jak i indywidualnie, dzieląc przez regionalny wychwyt regulacyjny w neuronach, aby wygenerować stosunek aktywności ciała migdałowatego do aktywności regulacyjnej (20). Podstawowa miara aktywności ciała migdałowatego (AmygA) zostanie uzyskana poprzez uśrednienie SUV prawego i lewego ciała migdałowatego i podzielenie tej wartości przez średnią SUV płata skroniowego (TL) (20). Dodatkowo, ponieważ brzuszno-przyśrodkowa kora przedczołowa (vmPFC) służy jako centrum regulacyjne w warunkach stresowych, AmygA zostanie również dostosowana do średniej vmPFC SUV w analizie wtórnej.

Obliczenie wielkości próby Według naszej najlepszej wiedzy, nie ma wcześniejszej literatury porównującej pierwotny i wtórny TTS. Dlatego konfiguruje się to jako badanie pilotażowe. W związku z tym nie jest wymagane żadne formalne obliczenie wielkości próby. Opierając się na wspólnych zasadach praktycznych dla badań pilotażowych Juliousa (2005), który odnosi się do 12 pacjentów na grupę, oraz na rocznej liczbie pacjentów z TTS obserwowanych w naszym Oddziale, badacze planują zarejestrować 60 pacjentów w ciągu 24 miesięcy, z czego 15 z pierwotnym TTS i 15 z wtórnym TTS, a także 15 z posocznicą/wstrząsem septycznym i 15 z kardiomiopatią indukowaną sepsą.

Analiza statystyczna Próba zostanie opisana w postaci zmiennych demograficznych, antropometrycznych, klinicznych, instrumentalnych za pomocą opisowych technik statystycznych. Zmienne jakościowe zostaną wyrażone jako bezwzględna i względna częstość procentowa, natomiast zmienne ilościowe jako średnia i odchylenie standardowe (SD) lub mediana i rozstęp międzykwartylowy (IQR), odpowiednio. Rozkład Gaussa zostanie wcześniej oceniony za pomocą testu Shapiro-Wilka. W przypadku brakujących danych zostaną one potraktowane metodami imputacji danych za pośrednictwem pakietu imputeR, przy użyciu imputacji wielokrotnych z metodami regresji lasso skoncentrowanej na średniej w przypadku danych ilościowych, podczas gdy drzewa klasyfikacyjne do imputacji według funkcji „RpartC”, skupione na modzie , czyli najczęściej reprezentowany obiekt klasy, na danych jakościowych.

Porównania między grupami na początku badania zostaną ocenione za pomocą testu chi-kwadrat lub dokładnego testu Fishera, w stosownych przypadkach z rozszerzeniem Freemana-Haltona, w przypadku danych jakościowych, podczas gdy porównania między danymi ilościowymi zostaną przeprowadzone za pomocą jednokierunkowej ANOVA lub Kruskala-Wallisa test. Porównania parami zostaną obliczone za pomocą testu t-Studenta lub testu U Manna Whitneya. W tym drugim przypadku, przy użyciu pakietu R „moneta”, zostanie zastosowany test rang podpisanych Wilcoxona-Pratta, aby poradzić sobie z obecnością powiązań.

Ocena pierwszorzędowego punktu końcowego, pod względem różnic wartości SUV między pierwotnym a drugorzędowym TTS, zostanie oceniona za pomocą testu t-Studenta lub testu U Manna Whitneya.

Spośród drugorzędowych punktów końcowych, różnica poziomu kortyzolu we włosach i biomarkerów po 3 miesiącach w porównaniu z wartością wyjściową zostanie przede wszystkim oceniona w poszczególnych grupach przy użyciu sparowanego testu t-Studenta lub testu sumy rang Wilcoxona dla sparowanych danych.

Różnice między grupami i wewnątrz grup w czasie i na początku badania w zakresie biomarkerów i poziomów kortyzolu będą dalej reprezentowane przez „wykresy skrzypcowe” przy użyciu pakietów R „ggpubr”, „ggstatsplot”, „ggplot2”, „ggprism” i „ggsignif” .

Pierwszorzędowy punkt końcowy, jak również drugorzędowe punkty końcowe mające na celu porównanie zmienności wyżej wymienionych wskaźników między dwiema grupami zostaną przeprowadzone za pomocą liniowych modeli efektów mieszanych dla powtarzanych pomiarów (LMMRM), z pakietem R „glmmTMB”, w tym danymi wynikowymi w długich -sformatuj jako zmienną zależną. Efekty stałe będą obejmowały alokację podprób, czas jako zmienną jakościową i ich interakcję, podczas gdy efekty losowe to identyfikator pacjentów. Dogłębnie korelacje między powtarzanymi pomiarami będą modelowane przy użyciu złożonej struktury symetrii lub nieustrukturyzowanej macierzy kowariancji, w przeciwnym razie. Najlepsze dopasowanie modeli zostanie przetestowane za pomocą pakietu „DHARMa” R, który wykorzystuje podejście oparte na symulacji do tworzenia łatwych do interpretacji skalowanych (kwantylowych) reszt dla dopasowanych LMM i zapewnia test nad/niedostatecznej dyspersji modelu. Otrzymane reszty są standaryzowane do wartości między 0 a 1 i mogą być interpretowane równie intuicyjnie, jak reszty z regresji liniowej.

Aby użyć tych modeli na małych próbkach, zostanie dokonana korekta podobna do Bartletta przez resampling bootstrap za pomocą pakietu R „pbkrtest”. W rzeczywistości, biorąc pod uwagę, że przybliżenie statystyki testu T największej wiarygodności (LR) do rozkładu chi-kwadrat w dużych próbach nie jest dokładne na małej skali, poprawka Bartletta dzieli się przez składnik korygujący, przy czym składnik korekty, który jest oszacowaniem pierwszego momentu rozkładu zerowego statystyki T.

Wartości P <0,05 będą uważane za istotne statystycznie. Podane zostaną również sugestywne wartości p (0,05 ≤ p <0,10). Wszystkie analizy zostaną przeprowadzone przy użyciu oprogramowania R w wersji 4.2.0 (CRAN®, R Core 2022, Wiedeń, Austria).