Wieloomikowa analiza integracyjna surowicy i plwociny w celu odkrycia kluczowych determinantów rokowania u pacjentów z ARDS

Badanie to prospektywne obserwacyjne śledztwo zaprojektowane w celu systematycznej charakterystyki kluczowych sygnatur mikrobiologicznych, profili metabolitów oraz cech ekspresji genów w surowicy i plwocinie pacjentów z ostrym zespołem niewydolności oddechowej (ARDS) oraz oceny ich związków z odpowiedzią na inwazyjną wentylację mechaniczną i wynikami klinicznymi. W sumie 411 dorosłych pacjentów z ARDS spełniających definicję berlińską i otrzymujących inwazyjną wentylację mechaniczną zostanie włączonych do badania; osoby z istotną wcześniej istniejącą chorobą płuc lub historią immunosupresji zostaną wykluczone. Próbki krwi i plwociny zostaną poddane wysokoprzepustowemu sekwencjonowaniu i metabolomice, w tym profilowaniu mikrobiomu opartemu na 16S rRNA, sekwencjonowaniu RNA całego transkryptomu oraz ukierunkowanej/nieukierunkowanej ilościowej analizie metabolitów za pomocą LC-MS/MS. Parametry związane z respiratorem (np. objętość oddechowa, dodatnie ciśnienie końcowowydechowe [PEEP] i podatność układu oddechowego) oraz punkty końcowe kliniczne (np. śmiertelność w 28. dniu) zostaną zintegrowane w celu stworzenia kompleksowej wieloomicznej ramy analitycznej.

Wstępne przetwarzanie danych będzie obejmować korektę efektów partii, normalizację i korektę wielokrotnego testowania z kontrolą wskaźnika fałszywie pozytywnych wyników (FDR < 0,05). Różnicowe mikroorganizmy, metabolity i transkrypty zostaną funkcjonalnie zinterpretowane przy użyciu analizy wzbogacenia ścieżek KEGG i ontologii genów (GO). Analizy korelacji Spearmana zostaną przeprowadzone w celu zbadania związków między cechami omicznymi a parametrami respiratora. Kluczowe cechy zostaną wybrane przy użyciu regresji LASSO, a następnie opracowane zostaną modele lasu losowego i maszyny wektorów nośnych (SVM) w celu przewidzenia odpowiedzi na wentylację mechaniczną i ryzyka uszkodzenia płuc wywołanego respiratorem (VILI). Wydajność modelu zostanie oceniona przy użyciu krzywych ROC, pola pod krzywą (AUC), wykresów kalibracji i analizy krzywej decyzyjnej.

Integrując wieloomiczne dane z surowicy i plwociny, badanie to ma na celu identyfikację molekularnych biomarkerów wpływających na skuteczność wentylacji mechanicznej i rokowanie w ARDS, dostarczając tym samym dowodów wspierających precyzyjne strategie wentylacyjne i zindywidualizowane postępowanie kliniczne w celu poprawy wyników pacjentów. Oczekuje się, że wyniki pogłębią mechanistyczne zrozumienie patobiologii ARDS i stworzą podstawy do przyszłego rozwoju wieloomicznie ukierunkowanych podejść diagnostycznych i terapeutycznych.