Характеристики, определяющие риск обострения после простуды у пациентов с ХОБЛ

Протокол исследования

Биомаркеры и клинические характеристики, определяющие риск обострения после вирусных инфекций верхних дыхательных путей у пациентов с ХОБЛ

Главный исследователь: д-р Патрик Маллиа Соисследователи: профессор Себастьян Джонстон д-р Сара Элкин

Место проведения исследования Исследование будет проходить в больнице Святой Марии в Лондоне, входящей в состав Imperial College Healthcare NHS Trust.

1. Актуальность темы Обострения ХОБЛ являются основной причиной расходов на здравоохранение, заболеваемости и смертности. Существующие методы лечения лишь частично эффективны и имеют значительные побочные эффекты, поэтому срочно необходимы новые методы лечения. 40–50% обострений ХОБЛ связаны с вирусными инфекциями, и наиболее часто выявляемыми вирусами являются риновирусы и грипп1,2. Недавно стали доступны чувствительные и быстрые методы диагностики вирусных инфекций3, и были разработаны препараты, эффективные против риновируса и гриппа4, что делает противовирусную терапию реальным потенциальным вариантом лечения обострений ХОБЛ. Однако наше понимание взаимосвязи между вирусными инфекциями и обострениями ХОБЛ остается ограниченным, и перед проведением испытаний противовирусной терапии требуется дополнительная информация.

Экспериментальная модель обострения ХОБЛ Мы разработали модель обострения ХОБЛ с использованием экспериментальной риновирусной инфекции у пациентов с ХОБЛ, которая позволяет нам тщательно контролировать ряд исходов, что невозможно при естественных инфекциях5,6. Эта модель предоставила новые данные о взаимосвязи между вирусной инфекцией и обострениями. После риновирусной инфекции у субъектов развились симптомы инфекции верхних дыхательных путей (ИВДП), которые начались на 2-й день после прививки и достигли пика на 4-й день, после чего последовали типичные симптомы острого обострения со стороны нижних дыхательных путей, которые начались на 5-й день и достигли пика на 9-й день. Обструкция дыхательных путей и воспаление нижних дыхательных путей также достигали своего пика на 9-й день. При естественных обострениях пациенты обращаются через 3-4 дня после появления симптомов обострения7, и наши данные показывают, что пик репликации вируса, вероятно, уже произошел к этому времени. Поэтому вмешательство с противовирусными препаратами во время обострения может быть слишком поздним. У 63% субъектов ХОБЛ в нашем исследовании развились бактериальные инфекции после экспериментальной риновирусной инфекции. В то время как вирусная нагрузка достигала пика на 5-й день, большинство бактериальных инфекций возникали позже, на 12-й и 15-й дни после инокуляции, что позволяет предположить, что риновирусная инфекция повышает восприимчивость к бактериальной инфекции. Следовательно, лечение вирусных инфекций может иметь дополнительное преимущество в снижении числа вторичных бактериальных инфекций.

Прогнозирование риска обострения: предварительные данные экспериментальной модели Данные, полученные с помощью нашей экспериментальной модели, позволили нам оценить взаимосвязь между маркерами во время начальной ОРВИ и показателями тяжести последующего обострения. Пиковые симптомы верхних дыхательных путей коррелировали с пиковыми показателями нижних дыхательных путей (p = 0,0037, r=0,58), количество клеток воспаления в мокроте (p=0,018, r=0,5) и вирусной нагрузки мокроты (p=0,014, г=0,51). Падение пиковой скорости выдоха на 5-й день коррелировало с пиковыми показателями нижних дыхательных путей (p=0,023, г=-0,47), показатели одышки (p=0,0079, r=-0,54) и вирусной нагрузки мокроты (p=0,03, г=-0,45). Нейтрофилы крови на 5-й день коррелировали с пиковым падением ОФВ1 (р=0,0072, г=-0,55), общее количество лейкоцитов на 5-й день с пиковым падением ОФВ1/ФЖЕЛ (р=0,04, r=-0,43) и вирусная нагрузка назального лаважа на 5-й день коррелировала с пиковым падением ОФВ1 (p=0,0186, г=-0,49). Эти данные свидетельствуют о том, что такие параметры, как симптомы, обструкция дыхательных путей, количество лейкоцитов в периферической крови и вирусная нагрузка, измеренные во время ИВДП у пациентов с ХОБЛ, коррелируют с последующими симптомами нижних дыхательных путей, обструкцией дыхательных путей и воспалением дыхательных путей и могут прогнозировать риск обострения. Однако это исследование было проведено у небольшого числа пациентов с ХОБЛ легкой и средней степени тяжести, и эти результаты необходимо изучить на большей группе пациентов с более широким диапазоном тяжести ХОБЛ с естественными инфекциями.

Биомаркеры Обострения определяются усилением симптомов, и диагноз зависит от субъективной оценки симптомов пациентами и медицинскими работниками. Не существует маркеров - ни биологических, ни физиологических - которые можно было бы использовать для определения обострения. Обострения связаны с воспалением дыхательных путей, но прямое измерение маркеров воспаления затруднено, поскольку бронхоальвеолярный лаваж и эндобронхиальная биопсия слишком инвазивны, а анализ мокроты и конденсата выдыхаемого воздуха слишком сложен и занимает много времени, чтобы его можно было использовать в обычной клинической практике. Кровь легко получить для измерения биомаркеров, но не установлено, что системные маркеры отражают воспаление дыхательных путей или коррелируют с клиническими исходами при обострениях ХОБЛ. Назальные образцы также легко получить, и есть данные, свидетельствующие о том, что маркеры воспаления в носу коррелируют с воспалением нижних дыхательных путей8, и мы сообщили, что IL-8 и IL-6 повышены в назальном лаваже после экспериментальной риновирусной инфекции5. Был исследован ряд биомаркеров как маркеров обострения ХОБЛ, так и индикаторов конкретной этиологии. Копептин9 и сывороточный амилоид А (SAA)10 коррелируют с клиническими исходами при обострениях ХОБЛ, интерферон-индуцированный белок-10 (IP-10)11 и неоптерин идентифицированы как потенциальные маркеры вирусных респираторных инфекций12,13, а прокальцитонин — как маркер бактериального инфекция14. Однако ни один из этих маркеров не был специально исследован в качестве предикторов исходов после ОРВИ при ХОБЛ.

Взаимосвязь между вирусными ИВДП и обострениями ХОБЛ. Данные нашего исследования показывают, что лечение во время начальной ИВДП может потребоваться для предотвращения обострений, вызванных вирусом. Однако эта стратегия сопряжена с риском лечения ИВДП, которые не прогрессируют до обострения, приводящего к избыточному лечению. Только в одном исследовании изучались обострения после ИВДП у пациентов с ХОБЛ, и было обнаружено, что 43% ИВДП сопровождались обострениями15. Однако в этом исследовании ИВДП были идентифицированы ретроспективно по карточкам дневника симптомов, и поэтому не было доказано, что симптомы были вызваны вирусной инфекцией. До 75% пациентов с ХОБЛ жалуются на симптомы со стороны верхних дыхательных путей, когда клинически стабильны,16 поэтому симптомы со стороны верхних дыхательных путей, вызванные факторами, отличными от вирусных инфекций, ослабили бы связь между ИВДП и обострениями ХОБЛ в этом исследовании. Истинная ассоциация, вероятно, выше и может быть определена только при вирусологическом подтверждении инфекции. Кроме того, риск обострения после вирусной ИВДП может быть неодинаков для всех пациентов с ХОБЛ, но на него могут влиять факторы хозяина, такие как ОФВ1, предшествующие обострения в анамнезе и статус курения. В настоящее время нет данных о том, как эти факторы могут влиять на риск обострения после вирусной ИВДП. Во все исследования обострений ХОБЛ на сегодняшний день включались пациенты с симптомами обострения. Поэтому была упущена возможность исследовать взаимосвязь между предшествующей ИВДП и обострением. Цель этого исследования состоит в том, чтобы набрать когорту пациентов с ХОБЛ и исследовать их, когда у них развивается ИВДП, чтобы можно было проспективно изучить связь с последующим обострением.

2) Цели исследования

1. Установить долю ИВДП с подтвержденной вирусной этиологией у больных ХОБЛ, которые прогрессируют до обострения, и определить конкретную вирусную этиологию.
2. Определить клинические, вирусные и биологические маркеры, которые предсказывают прогрессирование ОРВИ до обострения и коррелируют с тяжестью обострения.
3. Определить исходные клинические характеристики, по которым можно идентифицировать пациентов с высоким риском развития обострений после вирусных инфекций верхних дыхательных путей.
4. Определить частоту и факторы риска бактериальной инфекции после вирусной ОРВИ у пациентов с ХОБЛ.
5. Разработать модель, сочетающую базовые характеристики пациентов, клинические измерения и биомаркеры, которые будут прогнозировать риск обострения после вирусной инфекции верхних дыхательных путей у пациентов с ХОБЛ.

3) Методы Субъекты исследования Группа из 100 пациентов с ХОБЛ будет набрана из клиники грудной клетки и аллергии в больнице Святой Марии в Паддингтоне, входящей в Imperial College Healthcare NHS Trust, а также из общественных клиник в районах Вестминстера, Кенсингтона и Челси.

Критерии включения Основным критерием включения являются пациенты в возрасте 40-85 лет с диагнозом ХОБЛ, подтвержденным с помощью спирометрии.

Критерий исключения

• Участники, которые с трудом понимают английский язык, поэтому не смогут ответить на вопросники по симптомам.
• Участники, у которых есть другое заболевание, такое как запущенный рак, что означает, что ожидаемая продолжительность их жизни составляет менее 2 лет, и поэтому они не смогут завершить последующее наблюдение.
• Участники, которым было бы трудно посещать частые визиты в больницу, также будут исключены.

Базовый визит После получения информированного согласия участники пройдут базовый визит, во время которого им будет предоставлена ​​подробная клиническая характеристика, включая документацию о статусе курения, сопутствующих заболеваниях, частоте обострений и лекарствах, а также измерение функции легких (ОФВ1, ФЖЕЛ, ОФВ1,/ФЖЕЛ, ПСВ, коэффициент передачи). Мокрота, носовая жидкость и кровь будут собираться для базовой оценки бактериальной и вирусной колонизации и измерения воспаления дыхательных путей и биомаркеров. В ходе исследования участники будут иметь повторные визиты с той же оценкой и отбором проб каждые 3 месяца. Целью этого является документирование любых изменений в клиническом статусе (например, изменение статуса курения) и гарантировать, что в случае простуды/обострения будет стабильный визит для сравнения параметров в течение последних 3 месяцев.

После исходного визита участники начнут регистрировать симптомы нижних дыхательных путей, используя Инструмент обострений хронических заболеваний легких (EXACT), новый дневник исходов, сообщаемый пациентами, который был подтвержден в когортных исследованиях ХОБЛ17. Они продолжат принимать обычные лекарства и медицинскую помощь, но им будет рекомендовано связаться со следователями, если у них появятся симптомы простуды или обострения. С ними будут связываться по телефону еженедельно, чтобы попытаться выявить все эпизоды обострения респираторных симптомов.

Холодный визит Субъектам будет рекомендовано сообщить исследователям, если у них появятся симптомы ИВДП. Когда это произойдет, они будут замечены в течение 24 часов для «холодного визита» - подробности этого визита показаны ниже.

Симптомы ИВДП будут количественно оцениваться с помощью опросника Висконсинского исследования симптомов верхних дыхательных путей (WURSS-21)18. WURSS-21 представляет собой оценку качества жизни, которая измеряет влияние простуды на здоровье и используется для прогнозирования обострений после ОРВИ у астматиков19. Для получения баллов WURSS-21 у субъектов с ХОБЛ без простуды подгруппе стабильных субъектов будет вводиться WURSS-21 в течение 14 дней подряд. Будут измеряться ОФВ1, ФЖЕЛ, ОФВ1,/ФЖЕЛ и ПСВ, а также собираться образцы назальной жидкости, индуцированной мокроты и крови.

Все субъекты будут осмотрены через 7 дней после холодового визита с повторным взятием проб, если до этого у них не разовьется обострение. Поскольку обострения определяются симптомами, а восприятие симптомов субъективно, целью этого визита будет измерение объективных маркеров, таких как функция легких и маркеры воспаления, в собранных клинических образцах. Сравнение этих данных между участниками, сообщающими и не сообщающими об обострениях, предоставит более объективные доказательства того, что обострение произошло в дополнение к симптомам.

Посещение в связи с обострением Когда у субъектов развивается ИВДП, они будут контролироваться на наличие симптомов последующего обострения, и если это произойдет, им будет назначено еще одно посещение, называемое «посещением в связи с обострением». Если у участников разовьется обострение без предшествующей ОРВИ, они также будут замечены. Клиническая оценка, включая физикальное обследование, оценку симптомов и спирометрию, будет проводиться для оценки тяжести обострения и тех же клинических образцов, что и при холодном посещении. Через 2 и 6 недель после начала обострения субъекты будут иметь дополнительные посещения с повторной оценкой и клиническим отбором проб.

Вехи Пациенты с ХОБЛ в среднем болеют 1-2 простудными заболеваниями в год, поэтому набор когорты из 100 человек и наблюдение за ними в течение 24 месяцев, включая 4 сезона пиковой активности риновируса, должно обеспечить не менее 200 эпизодов ОРВИ для оценки. Затем нам потребуется 6 месяцев для завершения лабораторных анализов и анализа данных.

4) Процедуры исследования Мазок из горла Для взятия образцов из глотки для обнаружения вируса используется стерильный сухой ватный тампон. Это выполняется, когда субъект сидит. Обеспечьте достаточное освещение и при необходимости используйте депрессор языка. Осторожно извлеките тампон из контейнера, чтобы убедиться, что наконечник не загрязнен, и проведите тампоном дорсальную часть глотки и мягкое небо, избегая языка. Поместите тампон в сухой контейнер и заморозьте при -80°C перед анализом, а другой - в бактериологическую культуральную среду.

Назосорбция

Жидкость слизистой оболочки носа будет собираться с использованием метода синтетической абсорбирующей матрицы (SAM). Получаются объемы жидкости 50-100 мкл, а 50 мкл достаточно для измерения до 20 аналитов с использованием платформы MSD (http://www.meso-scale.com), которые мы уже использовали для анализа растворимых медиаторов в исследованиях на людях, и можно получить изготовленные на заказ планшеты для измерения выбранных медиаторов. Полоски SAM будут использоваться в течение 2 минут в ноздре для получения повторных образцов чистого носового ELF. Это безболезненная малоинвазивная процедура, не требующая местной анестезии. После отбора проб SAM помещают в пробирку со центрифужным фильтром объемом 1 мл, содержащую 100 мкл элюирующего буфера (PBS/1% бычий сывороточный альбумин/1% Triton®). Для определения объема жидкости, полученной путем назосорбции, и, следовательно, конечной концентрации растворимых медиаторов в ELF, необходимо знать массу ПАВ до и после отбора пробы. Необходимо соблюдать следующую процедуру:

• Запишите сухую массу ЗУР (DS)
• Запишите сухую пустую массу пробирки для центрифуги (DT).
• Запишите общий вес микроцентрифужной пробирки, содержащей SAM в элюирующем буфере (CW).
• Рассчитайте и запишите массу ELF (мг):

Вес ELF = CW - (DT + DS + 100) (100 мг - это вес 100 мкл элюирующего буфера). SAM будет транспортироваться в лабораторию на сухом льду.

Носовое промывание

Промывание носа проводят по следующей методике:

• Процедура в помещении с отрицательным давлением на ICRRU
• В одну ноздрю с помощью шприца вводят 5 мл 0,9% физиологического раствора в положении обследуемого сидя с запрокинутой головой.
• Солевой раствор держат в носу в течение 5 секунд, затем вдувают в стерильный сосуд. Затем процедура повторяется для другой ноздри.
• Затем жидкость аликвотируют в стерильные микроцентрифужные пробирки и центрифугируют для анализа клеток, а супернатанты замораживают при -80°С.

Назальный лаваж будет проанализирован с помощью ПЦР на наличие респираторных вирусов. Любые образцы, положительные на риновирус, будут дополнительно проанализированы с помощью количественной ПЦР для определения вирусной нагрузки.

Забор крови Кровь будет взята во время исходного визита для отделения сыворотки для измерения маркеров воспаления и измерения С-реактивного белка, а также общего анализа крови. Они будут обрабатываться в лабораториях респираторной медицины в здании медицинской школы в кампусе Святой Марии.

Общий объем крови, взятый при каждом посещении, составит 20 мл.

Индуцированная мокрота Мокрота будет индуцирована и обработана с использованием стандартных протоколов20. Вкратце, участники будут предварительно обработаны 200 мг сальбутамола с помощью дозированного ингалятора и спейсера большого объема, а также будет измерен исходный уровень ОФВ1. 3% физиологический раствор будет вводиться с помощью ультразвукового небулайзера DeVilbiss UltraNeb99 через 2-минутные периоды, и снова будет измерен ОФВ1. Если ОФВ1 упадет на 20%, процедуру прекратят и введут сальбутамол. В противном случае процедура будет продолжена, и ОФВ1 будет измеряться каждые 2 минуты, пока не будет получен адекватный образец мокроты. Мокрота будет обработана в течение 2 часов после индукции. Пробки мокроты будут отобраны из слюны путем макроскопического исследования образца, а аликвота будет отобрана и сохранена необработанной при -80°C для количественной RT-PCR для обнаружения вируса. Аликвоту мокроты также оставляют для выявления бактерий. Оставшийся образец взвешивают, добавляют 0,1% дитиотреитола (ДТТ) в соотношении 4 мл ДТТ на 1 г мокроты, смесь перемешивают и фильтруют. Добавляют тот же объем PBS, фильтрат центрифугируют, супернатант делят на аликвоты и хранят при -80°C. Осадок клеток промывают и ресуспендируют, а клетки подсчитывают для получения общего количества клеток. Цитоспины будут приготовлены и окрашены с использованием набора Shandon Diffquick (Thermo Shandon Ltd, Чешир, Великобритания), закодированы и подсчитаны вслепую до статуса исследования для получения дифференциального подсчета клеток. Количество клеток будет выражено в процентах от по меньшей мере 400 воспалительных клеток.

5) Нормативно-правовые вопросы Одобрение этики Для этого исследования было получено одобрение Комитета по этике исследований Восточного Лондона. Исследование будет представлено для оценки сайта (SSA) в Imperial College Healthcare NHS Trust. Перед тем, как принять участников в исследование, главному исследователю потребуется копия письма об одобрении НИОКР. Исследование будет проводиться в соответствии с рекомендациями для врачей, занимающихся исследованиями на людях, принятыми 18-й Всемирной медицинской ассамблеей, Хельсинкской декларацией 1964 года и более поздними версиями.

Согласие Согласие на участие в исследовании будет запрашиваться у каждого участника только после того, как будет дано полное объяснение, предложен информационный буклет, предоставлено время для рассмотрения и ответы на любые вопросы, которые могли быть даны участниками. Подписанное согласие участника будет получено. Право участника на отказ от участия без объяснения причин должно соблюдаться. После того, как участник включен в исследование, клиницист может назначить лечение, альтернативное указанному в протоколе, на любой стадии, если он/она считает, что это отвечает интересам участника, но причины для этого должны быть зарегистрированы. В этих случаях участники остаются в рамках исследования для последующего наблюдения и анализа данных. Все участники могут в любой момент выйти из протокола лечения без объяснения причин и без ущерба для дальнейшего лечения.

Конфиденциальность Главный исследователь и вся исследовательская группа будут сохранять конфиденциальность участников, принимающих участие в исследовании, и соблюдать Закон о защите данных.

Имперский колледж Indemnity в Лондоне, являющийся спонсором этого исследования, имеет полисы страхования ущерба от небрежности и небрежности, применимые к этому исследованию. Они были организованы через Объединенный исследовательский офис.

Спонсор Имперский колледж Лондона будет выступать в качестве основного спонсора этого исследования. Делегированные обязанности будут возложены на фонд NHS, принимающий участие в этом исследовании.

Финансирование После успешной подачи заявки в Центр биомедицинских исследований (BRC) Imperial Healthcare NHS Trust и Imperial College BRC финансирует это исследование. Следователи не будут получать никаких дополнительных выплат сверх их обычной заработной платы. Участникам исследования будут возмещены их транспортные расходы.

Аудиты и инспекции Исследование может подлежать инспекции и аудиту со стороны Имперского колледжа Лондона в качестве спонсора и других регулирующих органов для обеспечения соблюдения GCP и Структуры управления исследованиями NHS в области здравоохранения и социального обеспечения (2-е издание).

Управление исследованием Повседневное управление исследованием будет координировать доктор Патрик Маллиа, главный исследователь проекта.

Политика публикации Мы ожидаем, что после анализа данные этого исследования будут широко распространены в медицинском и научном сообществе. При содействии с презентациями на местных, национальных и международных встречах мы надеемся широко публиковаться в медицинской литературе. Кроме того, у нас в Имперском колледже есть отличный отдел средств массовой информации, и мы публикуем исследования, представляющие общественный интерес. Никакая идентифицирующая информация об участнике не будет опубликована.

6) Определения нежелательных явлений Нежелательное явление (НЯ): любое неблагоприятное медицинское явление у пациента или субъекта клинического исследования.

Серьезное нежелательное явление (СНЯ): любое неблагоприятное и неожиданное медицинское явление или эффект, который:

• Приводит к смерти
• Является опасным для жизни - относится к событию, при котором субъект находился под угрозой смерти во время события; это не относится к событию, которое гипотетически могло бы привести к смерти, если бы оно было более серьезным
• Требуется госпитализация
• Приводит к стойкой или значительной инвалидности или нетрудоспособности
• Является врожденной аномалией или врожденным дефектом

Процедуры отчетности Необходимо сообщать обо всех нежелательных явлениях. В зависимости от характера события следует следовать описанным ниже процедурам сообщения. Любые вопросы, касающиеся сообщений о нежелательных явлениях, следует в первую очередь направлять главному исследователю.

Несерьезные НЯ Все такие события, ожидаемые или нет, должны быть зарегистрированы.

Серьезные НЯ Необходимо заполнить форму НЯ и отправить по факсу главному исследователю и спонсору в течение 24 часов.

Обо всех СНЯ следует сообщать в Комитет по этике исследований Восточного Лондона, где, по мнению главного исследователя, событие было:

• «связанные», т. е. возникшие в результате проведения какой-либо исследовательской процедуры; и
• «неожиданное», т. е. событие, которое не указано в протоколе как ожидаемое событие.

Отчеты о связанных и неожиданных СНЯ должны быть представлены в отдел этики, спонсору и отделу исследований и разработок в течение 15 дней после того, как главный исследователь узнает о событии, используя форму NRES SAE для исследований, не связанных с IMP.

Контактная информация для сообщения о СНЯ Факс: 020 7262 8913 для сведения доктора Патрика Маллиа Тел.: 020 7594 3751 (с понедельника по пятницу с 09:00 до 17:00)

7) Послужной список Наша группа имеет большой опыт проведения высококачественных исследований в области вирусных инфекций при астме и ХОБЛ. Мы разработали протоколы ПЦР для обнаружения респираторных вирусов, количественной ПЦР для риновируса и сотрудничали с микробиологической лабораторией Imperial College Healthcare NHS Trust для получения полуколичественных бактериальных культур. Мы разработали протоколы и опыт измерения медиаторов воспаления в назальной жидкости и супернатантах мокроты, а также развиваем опыт использования платформы MSD. Д-р Элкин имеет опыт набора когорт пациентов с ХОБЛ для лонгитюдных клинических испытаний.

8) Ожидаемый эффект Это исследование будет первым, в котором будет определена взаимосвязь между вирусными инфекциями верхних дыхательных путей и обострениями у пациентов с ХОБЛ. Он установит клинические факторы и биомаркеры, которые предсказывают риск обострения после ИВДП. Полученные данные будут представлять огромный интерес для фармацевтической промышленности и клинических исследователей, поскольку откроют путь к испытаниям противовирусной терапии обострений ХОБЛ, вызванных вирусами.