Características que identificam o risco de exacerbação após resfriados em pacientes com DPOC

Protocolo de Pesquisa

Biomarcadores e características clínicas que identificam o risco de exacerbação após infecções virais do trato respiratório superior em pacientes com DPOC

Investigador Chefe: Dr. Patrick Mallia Co-investigadores: Professor Sebastian Johnston Dra. Sarah Elkin

Local do estudo O estudo será realizado no St Mary's Hospital, em Londres - parte do Imperial College Healthcare NHS Trust.

1. Antecedentes As exacerbações da DPOC são uma das principais causas de custos com cuidados de saúde, morbilidade e mortalidade. As terapias atuais são apenas parcialmente eficazes e têm efeitos colaterais consideráveis, de modo que novos tratamentos são urgentemente necessários. 40 - 50% das exacerbações da DPOC estão associadas a infecções virais e os vírus mais comuns detectados são rinovírus e influenza1,2. Técnicas de diagnóstico sensíveis e rápidas para infecções virais tornaram-se recentemente disponíveis3 e drogas eficazes contra rinovírus e influenza foram desenvolvidas4, tornando a terapia antiviral uma opção realista de tratamento potencial para exacerbações da DPOC. No entanto, nossa compreensão da relação entre infecções virais e exacerbações da DPOC permanece limitada e mais informações são necessárias antes que os testes de terapias antivirais sejam realizados.

Um modelo experimental de exacerbação da DPOC Desenvolvemos um modelo de exacerbação da DPOC usando infecção experimental por rinovírus em pacientes com DPOC que nos permite estudar vários desfechos de maneira cuidadosamente controlada, o que não é possível com infecções de ocorrência natural5,6. Este modelo forneceu novos dados sobre as relações entre infecção viral e exacerbações. Após a infecção por rinovírus, os indivíduos desenvolveram sintomas de infecção do trato respiratório superior (URTI) que começaram no dia 2 após a inoculação e atingiram o pico no dia 4, seguidos pelos sintomas típicos do trato respiratório inferior de uma exacerbação aguda que começou no dia 5 e atingiu o pico no dia 9 A obstrução do fluxo de ar e a inflamação das vias aéreas inferiores também atingiram o pico no dia 9. A carga viral máxima ocorreu no dia 4 na lavagem nasal e no dia 5 no escarro. Nas exacerbações de ocorrência natural, os pacientes apresentam 3-4 dias após o início dos sintomas de exacerbação7 e nossos dados mostram que o pico de replicação do vírus provavelmente já ocorreu nessa época. Portanto, a intervenção com medicamentos antivirais no momento da exacerbação pode ser tarde demais. 63% dos indivíduos com DPOC em nosso estudo desenvolveram infecções bacterianas após infecção experimental por rinovírus. Embora a carga viral tenha atingido o pico no dia 5, a maioria das infecções bacterianas ocorreu mais tarde nos dias 12 e 15 após a inoculação, sugerindo que a infecção por rinovírus aumenta a suscetibilidade à infecção bacteriana. Portanto, o tratamento de infecções virais pode ter o benefício adicional de reduzir infecções bacterianas secundárias.

Prevendo o risco de exacerbação: dados preliminares do modelo experimental Os dados obtidos de nosso modelo experimental nos permitiram avaliar as relações entre os marcadores no momento da IVAS inicial e as medidas de gravidade da exacerbação subsequente. O pico dos sintomas respiratórios superiores se correlacionou com o pico dos escores respiratórios inferiores (p = 0,0037, r=0,58), contagens de células inflamatórias do escarro (p=0,018, r=0,5) e carga viral no escarro (p=0,014, r=0,51). A queda no pico do fluxo expiratório no dia 5 correlacionou-se com o pico dos escores respiratórios inferiores (p = 0,023, r=-0,47), pontuações de falta de ar (p = 0,0079, r=-0,54) e carga viral no escarro (p=0,03, r=-0,45). Os neutrófilos sanguíneos no dia 5 correlacionaram-se com o pico de queda no VEF1 (p = 0,0072, r=-0,55), contagem total de leucócitos no dia 5 com queda máxima em VEF1/FVC (p = 0,04, r=-0,43) e a carga viral da lavagem nasal no dia 5 correlacionou-se com o pico de queda no VEF1 (p=0,0186, r=-0,49). Esses dados sugerem que parâmetros como sintomas, obstrução do fluxo aéreo, contagem de leucócitos periféricos e carga viral medida durante uma IVAS em pacientes com DPOC se correlacionam com sintomas respiratórios inferiores subsequentes, obstrução do fluxo aéreo e inflamação das vias aéreas e podem prever o risco de exacerbação. No entanto, este estudo foi realizado em um pequeno número de pacientes com DPOC leve a moderada e esses achados precisam ser explorados em uma coorte maior de pacientes com uma faixa mais ampla de gravidade da DPOC com infecções de ocorrência natural.

Biomarcadores As exacerbações são definidas pelo aumento dos sintomas e o diagnóstico depende de uma avaliação subjetiva dos sintomas pelos pacientes e profissionais de saúde. Não existem marcadores - biológicos ou fisiológicos - que possam ser usados ​​para definir uma exacerbação. As exacerbações estão associadas à inflamação das vias aéreas, mas a medição direta dos marcadores inflamatórios é difícil, pois a lavagem broncoalveolar e a biópsia endobrônquica são muito invasivas e o escarro e o condensado do ar exalado são muito complexos e demorados para serem práticos na prática clínica de rotina. O sangue é facilmente obtido para a medição de biomarcadores, mas não está estabelecido que os marcadores sistêmicos reflitam a inflamação das vias aéreas ou se correlacionem com os resultados clínicos nas exacerbações da DPOC. Amostras nasais também são fáceis de obter e há dados que mostram marcadores inflamatórios nasais correlacionados com inflamação das vias aéreas inferiores8 e relatamos que IL-8 e IL-6 estão elevados na lavagem nasal após infecção experimental por rinovírus5. Vários biomarcadores foram investigados como marcadores de exacerbações da DPOC e indicadores de etiologias específicas. A copeptina9 e o amiloide sérico A (SAA)10 correlacionam-se com os resultados clínicos nas exacerbações da DPOC, a proteína-10 induzida por interferon (IP-10)11 e a neopterina foram identificadas como marcadores potenciais de infecções respiratórias virais12,13 e a procalcitonina como um marcador de infecções bacterianas infecção14. No entanto, nenhum desses marcadores foi investigado especificamente como preditores de resultados após IVAS na DPOC.

Relação entre IVAS virais e exacerbações de DPOC Dados de nosso estudo sugerem que o tratamento no momento da IVAS inicial pode ser necessário para prevenir exacerbações induzidas por vírus. No entanto, esta estratégia corre o risco de tratar IVAS que não evoluem para uma exacerbação, resultando em tratamento excessivo. Apenas um estudo examinou exacerbações após IVAS em pacientes com DPOC e descobriu que 43% das IVRS foram seguidas por exacerbações15. No entanto, neste estudo, as IVAS foram identificadas retrospectivamente a partir de cartões de diário de sintomas e, portanto, não foi comprovado que os sintomas fossem causados ​​por infecção viral. Até 75% dos pacientes com DPOC queixam-se de sintomas respiratórios superiores quando clinicamente estáveis16, portanto, sintomas respiratórios superiores causados ​​por outros fatores além de infecções virais teriam enfraquecido a associação entre IVAS e exacerbações de DPOC neste estudo. A verdadeira associação provavelmente é maior e só pode ser determinada pela confirmação virológica da infecção. Além disso, o risco de exacerbação após uma IVAS viral pode não ser o mesmo para todos os pacientes com DPOC, mas pode ser influenciado por fatores do hospedeiro, como VEF1, histórico de exacerbação anterior e tabagismo. Atualmente, não há dados disponíveis sobre como esses fatores podem influenciar o risco de exacerbação após uma IVAS viral. Até o momento, todos os estudos sobre exacerbações da DPOC recrutaram pacientes quando apresentavam sintomas de exacerbação. Portanto, a oportunidade de investigar a relação entre uma IVAS anterior e a exacerbação foi perdida. O objetivo deste estudo é recrutar uma coorte de pacientes com DPOC e investigá-los quando eles desenvolvem uma IVAS para que a relação com uma exacerbação subsequente possa ser examinada de maneira prospectiva.

2) Objetivos do estudo

1. Estabelecer a proporção de IVAS com etiologia viral confirmada em pacientes com DPOC que progridem para uma exacerbação aguda e determinar as etiologias virais específicas.
2. Identificar marcadores clínicos, virais e biológicos que predizem a progressão de uma IVAS para uma exacerbação e correlacionar com a gravidade da exacerbação.
3. Determinar as características clínicas basais que identificam os pacientes com alto risco de desenvolver exacerbações após uma IVAS viral.
4. Determinar a frequência e os fatores de risco para infecção bacteriana após IVAS viral em pacientes com DPOC.
5. Desenvolver um modelo combinando características basais do paciente, medições clínicas e biomarcadores que irão prever o risco de exacerbação após IVAS viral em pacientes com DPOC.

3) Métodos Indivíduos do estudo Um grupo de 100 indivíduos com DPOC será recrutado na clínica de Chest and Allergy do St Mary's Hospital, Paddington, parte do Imperial College Healthcare NHS Trust e clínicas comunitárias nas áreas locais de Westminster e Kensington e Chelsea.

Critérios de inclusão O principal critério de inclusão são pacientes entre 40 e 85 anos com diagnóstico de DPOC confirmado por espirometria.

Critério de exclusão

• Os participantes que têm dificuldade em entender o inglês, portanto, não seriam capazes de responder aos questionários de sintomas.
• Participantes que têm outra condição médica, como câncer avançado, o que significa que eles têm uma expectativa de vida inferior a 2 anos e, portanto, não seriam capazes de concluir o acompanhamento.
• Os participantes que teriam dificuldade em comparecer a visitas frequentes ao hospital também serão excluídos.

Visita inicial Após o consentimento informado, os participantes terão uma visita inicial na qual terão uma caracterização clínica detalhada, incluindo documentação do estado de tabagismo, comorbidades, frequência de exacerbação e medicamentos e medição da função pulmonar (FEV1, FVC, FEV1,/FVC, PFE, coeficiente de transferência). Escarro, fluido nasal e sangue serão coletados para avaliação inicial da colonização bacteriana e viral e medição da inflamação das vias aéreas e biomarcadores. Durante o estudo, os participantes terão visitas repetidas com a mesma avaliação e amostragem realizadas a cada 3 meses. O objetivo disso é documentar quaisquer alterações no estado clínico (por exemplo, mudança no status de tabagismo) e para garantir que, se ocorrer um resfriado/exacerbação, haverá uma visita estável com a qual comparar os parâmetros nos últimos 3 meses.

Após a visita inicial, os participantes iniciarão um registro dos sintomas respiratórios inferiores usando a ferramenta Exacerbations of Chronic Pulmonary Disease (EXACT), um novo diário de resultados relatados pelo paciente que foi validado em estudos de coorte de DPOC17. Eles continuarão com seus medicamentos e cuidados médicos habituais, mas serão aconselhados a entrar em contato com os investigadores se desenvolverem sintomas de resfriado ou exacerbação. Serão contactados semanalmente por telefone na tentativa de identificar todos os episódios de agravamento dos sintomas respiratórios.

Visita fria Os indivíduos serão aconselhados a relatar aos investigadores se desenvolverem sintomas de uma URTI. Quando isso ocorrer, eles serão atendidos dentro de 24 horas para uma 'visita fria' - os detalhes desta visita são mostrados abaixo.

Os sintomas de IVAS serão quantificados usando o questionário Wisconsin Upper Respiratory Symptom Survey (WURSS-21)18. O WURSS-21 é uma avaliação de qualidade de vida que mede os efeitos do resfriado comum relacionados à saúde e tem sido usado para prever exacerbações após IVAS em asmáticos19. Para obter pontuações do WURSS-21 em indivíduos com DPOC sem resfriado, um subgrupo de indivíduos estáveis ​​receberá o WURSS-21 por 14 dias consecutivos. Serão medidos VEF1, CVF, VEF1,/CVF e PFE e coletadas amostras de fluido nasal, escarro induzido e sangue.

Todos os indivíduos serão vistos 7 dias após a visita fria com amostragem repetida, a menos que desenvolvam uma exacerbação antes disso. Como as exacerbações são definidas pelos sintomas e a percepção dos sintomas é subjetiva, o objetivo desta visita será medir marcadores objetivos, como função pulmonar e marcadores inflamatórios nas amostras clínicas coletadas. Compará-los entre os participantes que relataram e não relataram exacerbações fornecerá evidências mais objetivas de que ocorreu uma exacerbação além dos sintomas.

Consulta de exacerbação Quando os indivíduos desenvolvem uma URTI, eles serão monitorados quanto aos sintomas de uma exacerbação subsequente e, se isso ocorrer, eles terão uma consulta adicional denominada "consulta de exacerbação". Se os participantes desenvolverem uma exacerbação sem uma URTI precedente, eles também serão vistos. A avaliação clínica, incluindo exame físico, escores de sintomas e espirometria, será realizada para avaliar a gravidade da exacerbação e as mesmas amostras clínicas da visita fria serão coletadas. Os indivíduos terão mais visitas 2 e 6 semanas após o início da exacerbação com avaliação repetida e amostragem clínica.

Marcos Os pacientes com DPOC têm uma média de 1-2 resfriados por ano, portanto, recrutar uma coorte de 100 indivíduos e acompanhá-los por 24 meses para incluir 4 estações de pico de atividade de rinovírus deve fornecer pelo menos 200 episódios de IVAS para avaliar. Em seguida, precisaremos de 6 meses para concluir as análises laboratoriais e analisar os dados.

4) Procedimentos do estudo Cotonete de garganta Um cotonete estéril seco com cabeça de algodão é usado para obter amostras da faringe para detecção de vírus. Isso é feito com o sujeito sentado. Garanta uma iluminação adequada e use um abaixador de língua, se necessário. Remova o swab do recipiente com cuidado para garantir que a ponta não esteja contaminada e esfregue a face dorsal da faringe e palato mole, evitando a língua. Colocar a zaragatoa num recipiente seco e congelar a -80°C antes da análise e outra em meio de cultura bacteriológico.

Nasoabsorção

O fluido de revestimento nasal será coletado usando o método Synthetic Absorptive Matrix (SAM). Volumes de fluido de 50-100μL são obtidos e 50μL é suficiente para medir até 20 analitos usando a plataforma MSD (http://www.meso-scale.com), que já usamos para ensaiar mediadores solúveis em estudos humanos e placas feitas sob medida para medir mediadores selecionados podem ser obtidas. Tiras de SAM serão usadas por 2 minutos na narina para obter amostras repetidas de ELF nasal puro. Este é um procedimento indolor minimamente invasivo que não requer anestesia local. Após a amostragem, o SAM será colocado em um tubo de filtro giratório de microcentrífuga de 1mL contendo 100μL de tampão de eluição (PBS/1% de albumina de soro bovino/1% Triton®). Para determinar o volume de fluido obtido por nasossorção e, portanto, a concentração final de mediadores solúveis em ELF, o peso do SAM antes e depois da amostragem deve ser conhecido. O seguinte procedimento deve ser seguido:

• Registre o peso seco do SAM (DS)
• Registre o peso vazio seco do tubo de microcentrífuga (DT)
• Registre o peso combinado do tubo de microcentrífuga contendo SAM no tampão de eluição (CW)
• Calcule e registre o peso de ELF (mg):

Peso de ELF = CW - (DT + DS + 100) (100mg é o peso de 100μL de tampão de eluição) O SAM será transportado em gelo seco para o laboratório.

Lavagem Nasal

A lavagem nasal é realizada usando a seguinte técnica:

• Procedimento a ocorrer em sala de pressão negativa no ICRRU
• 5mL de solução salina 0,9% são introduzidos em uma narina usando uma seringa com o sujeito sentado com a cabeça inclinada para trás.
• A solução salina é mantida no nariz por 5 segundos e depois soprada para um pote estéril. O procedimento é então repetido para a outra narina.
• O fluido é então dividido em alíquotas em tubos de microcentrífuga estéreis e centrifugado para análise de células e os sobrenadantes são congelados a -80°C.

O fluido de lavagem nasal será analisado com PCR para vírus respiratórios. Quaisquer amostras positivas para rinovírus serão analisadas posteriormente com uma PCR quantitativa para determinar a carga viral.

Amostragem de sangue O sangue será coletado na visita inicial para separação do soro para medição de marcadores inflamatórios e medição de proteína C-reativa e hemograma completo. Estes serão processados ​​nos laboratórios de Medicina Respiratória no Prédio da Faculdade de Medicina, Campus St Mary.

A quantidade total de sangue coletada em cada visita seria de 20mL.

Escarro induzido O escarro será induzido e processado usando protocolos padrão20. Resumidamente, os participantes serão pré-medicados com 200mg de salbutamol via inalador dosimetrado e espaçador de grande volume e VEF1 basal medido. Solução salina a 3% será administrada com um nebulizador ultrassônico DeVilbiss UltraNeb99 em períodos de 2 minutos e o VEF1 medido novamente. Se o VEF1 cair 20%, o procedimento será interrompido e mais salbutamol será administrado. Caso contrário, o procedimento será continuado e o VEF1 medido a cada 2 minutos até que uma amostra de escarro adequada seja obtida. O escarro será processado dentro de 2 horas após a indução. Os tampões de escarro serão selecionados da saliva por inspeção macroscópica da amostra e uma alíquota selecionada e armazenada sem processamento a -80oC para qRT-PCR para detecção do vírus. Uma alíquota de escarro também será mantida para detecção bacteriana. A amostra restante será pesada, adicionado Ditiotreitol (DTT) 0,1% na proporção de 4ml DTT para 1g de escarro e a mistura agitada e filtrada. O mesmo volume de PBS adicionado, o filtrado centrifugado e o sobrenadante aliquotado e armazenado a -80°C. O sedimento celular será lavado e ressuspenso e as células contadas para obter contagens totais de células. Cytospins serão preparados e corados usando o kit Shandon Diffquick (Thermo Shandon Ltd, Cheshire, Reino Unido), codificados e contados às cegas para estudar o status para obter contagens diferenciais de células. As contagens de células serão expressas como uma porcentagem de pelo menos 400 células inflamatórias.

5) Questões regulamentares Aprovação ética A aprovação foi obtida do Comitê de Ética em Pesquisa de East London para este estudo. O estudo será submetido à avaliação específica do local (SSA) no Imperial College Healthcare NHS Trust. O Investigador Chefe exigirá uma cópia da carta de aprovação de P&D antes de aceitar os participantes no estudo. O estudo será conduzido de acordo com as recomendações para médicos envolvidos em pesquisas com seres humanos, adotadas pela 18ª Assembléia Médica Mundial, Declaração de Helsinque de 1964 e revisões posteriores.

Consentimento O consentimento para entrar no estudo será solicitado a cada participante somente após uma explicação completa ter sido fornecida, um folheto informativo oferecido, tempo permitido para consideração e quaisquer perguntas que os participantes possam ter respondido. O consentimento assinado do participante será obtido. Deve ser respeitado o direito do participante de se recusar a participar sem apresentar os motivos. Depois que o participante entrar no estudo, o clínico permanece livre para dar tratamento alternativo ao especificado no protocolo em qualquer estágio, se achar que é do melhor interesse do participante, mas as razões para fazê-lo devem ser registradas. Nestes casos, os participantes permanecem no estudo para fins de acompanhamento e análise de dados. Todos os participantes são livres para desistir a qualquer momento do protocolo de tratamento sem dar justificativas e sem prejudicar a continuação do tratamento.

Confidencialidade O Investigador Chefe e toda a equipe de pesquisa preservarão a confidencialidade dos participantes do estudo e cumprirão a Lei de Proteção de Dados.

Indenização O Imperial College, de Londres, como patrocinador deste estudo, possui apólices de seguro contra danos negligentes e não negligentes que se aplicam a este estudo. Estes foram organizados através do Gabinete Comum de Investigação.

O patrocinador Imperial College London atuará como o principal patrocinador deste estudo. As responsabilidades delegadas serão atribuídas à confiança do NHS que fará parte deste estudo.

Financiamento Após uma inscrição bem-sucedida no Centro de Pesquisa Biomédica (BRC) do Imperial Healthcare NHS Trust e Imperial College, o BRC está financiando este estudo. Os investigadores não receberão nenhum pagamento adicional acima de seus salários normais. Os participantes do estudo terão seus custos de viagem reembolsados.

Auditorias e inspeções O estudo pode estar sujeito a inspeção e auditoria pelo Imperial College London sob seu mandato como patrocinador e outros órgãos reguladores para garantir a adesão ao GCP e ao NHS Research Governance Framework for Health and Social Care (2ª edição).

Gerenciamento do estudo O gerenciamento diário do estudo será coordenado pelo Dr. Patrick Mallia, pesquisador-chefe do projeto.

Política de Publicação Nossa expectativa é que, após análise, os dados deste estudo sejam amplamente divulgados na comunidade médica e científica. Facilitado com apresentações em reuniões locais, nacionais e internacionais, esperamos publicar amplamente na literatura médica. Além disso, temos um excelente departamento de mídia no Imperial College e divulgamos pesquisas de interesse público quando são publicadas. Nenhuma informação de identificação do participante será publicada.

6) Definições de Eventos Adversos Evento Adverso (EA): qualquer ocorrência médica desfavorável em um paciente ou sujeito de estudo clínico.

Evento Adverso Grave (EAG): qualquer ocorrência ou efeito médico inesperado e desfavorável que:

• Resultados em morte
• Apresenta risco de vida - refere-se a um evento em que o sujeito corria risco de morte no momento do evento; não se refere a um evento que hipoteticamente poderia ter causado a morte se fosse mais grave
• Requer hospitalização
• Resulta em deficiência ou incapacidade persistente ou significativa
• É uma anomalia congênita ou defeito de nascença

Procedimentos de notificação Todos os eventos adversos devem ser relatados. Dependendo da natureza do evento, os procedimentos de notificação abaixo devem ser seguidos. Quaisquer dúvidas relativas à notificação de eventos adversos devem ser dirigidas ao investigador-chefe em primeira instância.

EAs não graves Todos esses eventos, esperados ou não, devem ser registrados.

EAs graves Um formulário SAE deve ser preenchido e enviado por fax ao Investigador Chefe e ao Patrocinador dentro de 24 horas.

Todos os SAEs devem ser relatados ao Comitê de Ética em Pesquisa de East London onde, na opinião do Investigador Chefe, o evento foi:

• 'relacionado', ou seja, resultou da administração de qualquer um dos procedimentos de pesquisa; e
• 'inesperado', ou seja, um evento que não está listado no protocolo como uma ocorrência esperada

Relatórios de SAEs relacionados e inesperados devem ser enviados à ética, ao patrocinador e ao escritório de P&D dentro de 15 dias após o investigador principal tomar conhecimento do evento, usando o formulário NRES SAE para estudos não IMP.

Detalhes de contato para relatar SAEs Fax: 020 7262 8913 aos cuidados do Dr. Patrick Mallia Tel: 020 7594 3751 (Seg a Sex 09:00 - 17:00)

7) Histórico Nosso grupo tem um histórico estabelecido de pesquisa de alta qualidade no campo de infecções virais em asma e DPOC. Estabelecemos protocolos para detecção por PCR de vírus respiratórios, PCR quantitativo para rinovírus e colaboramos com o Imperial College Healthcare NHS Trust Microbiology Laboratory para culturas bacterianas semiquantitativas. Estabelecemos protocolos e experiência na medição de mediadores inflamatórios em fluido nasal e sobrenadantes de escarro e estamos desenvolvendo experiência no uso da plataforma MSD. O Dr. Elkin tem experiência no recrutamento de coortes de pacientes com DPOC para ensaios clínicos longitudinais.

8) Impacto esperado Este estudo será o primeiro a determinar a relação entre IVAS viral e exacerbações em pacientes com DPOC. Ele estabelecerá fatores clínicos e biomarcadores que prevêem o risco de uma exacerbação após uma URTI. Os dados obtidos serão de enorme interesse para a indústria farmacêutica e pesquisadores clínicos, pois abrirão caminho para testes de terapias antivirais para exacerbações de DPOC induzidas por vírus.