Исследования для определения того, нарушена ли чувствительность к кислороду у пациентов с тяжелым острым респираторным синдромом, инфицированных коронавирусом 2 (SARS-CoV-2)

Многие пациенты, инфицированные SARS-CoV-2, страдают гипоксией (насыщение крови кислородом ниже 92%). Многие даже не осознают, что у них гипоксия, поскольку дыхание может оставаться комфортным. У этих пациентов нормальные физиологические реакции на низкий уровень кислорода, учащение дыхания, по-видимому, отсутствуют (Cuzin-Frankel, 2020).

Большое разнообразие типов клеток в организме экспрессирует рецептор ACE2, который необходим вирусу для заражения клеток. Это включало клетки каротидного тела, которые являются датчиками O2 тела. Исследователи предполагают, что гломусные клетки каротидного тела являются одними из первых инфицированных клеток из-за их чрезвычайно высокой скорости перфузии крови. После заражения они «выключаются», и организм больше не распознает, что находится в состоянии гипоксии. Это может быть чрезвычайно вредным для пациентов, которым может потребоваться искусственная вентиляция легких для восстановления нормального уровня O2 в крови (> 95% сатурации). Смертность пациентов, использующих аппараты искусственной вентиляции легких, очень высока, и необходимо приложить все усилия, чтобы удержать пациентов от этих аппаратов.

Интересно, что гипоксия, по-видимому, является распространенным состоянием у людей, инфицированных SARS-CoV-2, причем у некоторых из них наблюдаются серьезные респираторные заболевания (острый респираторный дистресс-синдром — ОРДС), а у других — нет. Большинство из них, по-видимому, умирают от «цитокинового шторма», массивной реакции иммунной системы на инфекцию (Xie et al., 2020). Но многие другие страдают гипоксией и больны. Многие медицинские центры одинаково лечат пациентов с SARS-Cov-2, помещая их на механические респираторы. Ниже приводится краткое описание немецкой группы из недавно опубликованной редакционной статьи (Gattinoni et al., 2020), в которой предполагается, что не все пациенты с гипоксией SARS-CoV-2 одинаковы и поэтому не должны лечиться одинаково.

Давно известно, что искусственная вентиляция легких в отделениях интенсивной терапии, не связанная с SARS-CoV-2, может быть очень тяжелой для пациентов с уровнем смертности выше 50% (Fialkow et al., 2014) и с очень длительным периодом восстановления. (Гриффитс и Джонс, 1999). Ожидается, что у пациентов, госпитализированных в отделения интенсивной терапии, которым требуется искусственная вентиляция легких, будет более высокая смертность по сравнению с теми, кому не требуется респираторная поддержка (Vincent et al., 2002) вследствие повреждения легких, вызванного вентилятором (VILI). Интубированные пациенты, инфицированные SARS-CoV-2, также имеют очень высокие показатели смертности (Richardson et al., 2020). Несомненно, они самые больные из больных. Тем не менее, следует сделать все возможное, чтобы предотвратить интубацию, что соответствует политике Чикагского университета, использующей высокопотоковую назальную канюляцию. Целью исследователей с этим представлением IRB является выявление когорты пациентов с SARS-CoV-2, которые страдают гипоксией, но их дыхание не реагирует на гипоксию правильно («тихая гипоксия»). Возможно, этих пациентов можно лечить лекарствами, чтобы как можно дольше удерживать их от интубации.

Фаза I - Изучение тихой гипоксии у пациентов, инфицированных SARS-CoV-2. На этапе 1 будут набраны 40 человек с подтвержденной инфекцией SARS-CoV-2 и еще 40 здоровых людей в качестве контрольной группы. Всего 80 предметов на первом этапе. Эта большая группа требуется не для определения наличия «тихой гипоксии», а для определения процента пациентов с измененным восприятием кислорода среди этой группы пациентов.

Этот этап будет включать наблюдение и сбор клинических данных, которые обычно собираются у госпитализированных пациентов с COVID. Все пациенты с COVID-19 в Медицинском центре Чикагского университета (UCMC) подключены к телеметрическим мониторам, которые измеряют показатели жизнедеятельности. Периферическое насыщение кислородом (SpO2), частота дыхания (ЧД) и частота сердечных сокращений (ЧСС) непрерывно измеряются телеметрическими мониторами. Артериальное давление периодически проверяется и измеряется телеметрическим монитором с интервалом, определяемым врачебным предписанием при поступлении.

Перед выполнением теста субъект будет иметь возможность просмотреть короткое обучающее видео, созданное PI, о том, как правильно выполнить первый этап теста. И у пациентов с COVID, и у здоровых субъектов будет этот вариант, если они почувствуют, что им нужны дополнительные инструкции, отличные от тех, которые уже предоставил клиницист, проводящий тест. Как только субъект почувствует себя готовым, его попросят задержать дыхание до 60 секунд или до тех пор, пока он больше не сможет задерживать дыхание. Каждому пациенту будет предложено задержать дыхание 3 раза с 5-минутным отдыхом между испытаниями. Субъекты будут проинструктированы задерживать дыхание, и их жизненные показатели будут записываться до, во время и после задержки дыхания лечащим врачом пациента в отделении COVID. Цель состоит в том, чтобы увидеть, вызывает ли задержка дыхания дискомфорт у субъекта, как это было бы у обычного субъекта. Если их восприятие O2 нарушено, драйв к дыханию может отсутствовать или быть ослабленным. Ожидается, что после того, как задержка дыхания прекратится, пациент может начать задыхаться и дышать быстрее, чтобы восполнить дефицит кислорода. Все ли испытуемые правильно отреагируют на гипоксию? Или некоторые субъекты будут игнорировать гипоксию, потому что не знают, что им нужно остановиться? В этом случае член исследовательской группы остановит их.

Для обеспечения безопасности пациентов лечащие врачи будут инструктировать и контролировать субъектов, пока они участвуют в этом исследовании. Изменения сатурации O2 ниже 85% или абсолютное падение более чем на 8% заставят врача дать указание пациенту начать дышать. В таблице 1 ниже приведены критерии задержки дыхания.

Фаза II - Исследования тихой гипоксии у пациентов, инфицированных SARS-CoV-2. На этапе 2 наберут 10 субъектов и попросят их передвигаться в течение шести минут в своей больничной палате. Эта продолжительность адаптирована из теста шестиминутной ходьбы (6MWT), который является хорошо проверенным показателем как аэробных, так и функциональных возможностей (Troosters et al., 2002; Enright, 2003). Цель эксперимента — проверить, связаны ли простые физические нагрузки у амбулаторных пациентов с COVID со снижением SpO2 и/или физиологическими изменениями показателей жизнедеятельности. 6MWT будет адаптирован и предложит испытуемым передвигаться взад и вперед по своей комнате (а не по 100-метровому коридору), поскольку это исследование в первую очередь интересует физиологические реакции на нагрузку (а не общее пройденное расстояние). Исследовательская группа также будет измерять на исходном уровне и после завершения ходьбы ряд показателей жизнедеятельности, а также спрашивать испытуемых об их воспринимаемой нагрузке, используя инструмент оценки воспринимаемой нагрузки Борга. На этом этапе пациенты будут инструктироваться и находиться под постоянным наблюдением лечащих врачей, работающих в отделении COVID. Лечащие врачи будут наблюдать за этими пациентами, стоя за пределами палаты пациента, но полностью видя пациента через окно и/или дверной проем в отделении COVID.

Для этого этапа будут набраны пациенты с документально подтвержденным баллом AM-PAC ≥19. Оценка AM-PAC ежедневно документируется медсестрами UCMC в технологических картах сестринского дела и терапии в рамках EPIC. Оценка ≥19 используется как медсестрами UCMC, так и физиотерапевтами для обозначения функциональной независимости пациентов. Требуется ежедневная оценка пациентов по шкале AM-PAC медсестрами в UCMC, и она основана на адаптированной версии инструмента «Измерение активности для оказания неотложной помощи» (AM-PAC) (Haley et al., 2004). Это требование к медсестре и адаптированная оценка AM-PAC были совместной инициативой UCMC по сестринскому делу и физиотерапии, Project Walk, чтобы лучше ориентироваться на пациентов, которые могут нуждаться или не нуждаться в PT во время их госпитализации в зависимости от их функциональной подвижности.

Для обеспечения безопасности пациентов лечащие врачи будут инструктировать и контролировать пациентов во время их участия в этом исследовании. Изменения сатурации O2 ниже 85% или абсолютное падение более чем на 5% заставят врача дать указание пациенту начать дышать.

Что, если у всех пациентов с SARS-CoV-2 нарушена чувствительность к кислороду? Это не может быть исключено, поскольку потеря обоняния и вкуса, по-видимому, являются надежными индикаторами инфекции (Menni et al.). В этом случае популяционные исследования исследователей покажут, что все испытывают гипоксию при стрессе.

Идентификация субъектов, набор и оплата Все субъекты COVID будут набраны и зарегистрированы в отделении COVID в Медицинском центре Чикагского университета (UCMC). Здоровые испытуемые будут представлены преподавателями и сотрудниками UCMC. Во избежание какой-либо возможной предвзятости здоровые добровольцы не будут иметь никакого отношения к этому исследованию до этого и не будут находиться под наблюдением исследователей в то время, когда они участвуют в этом исследовании. Здоровые субъекты не будут госпитализированы во время их набора для этого исследования. Субъектам не будет выплачиваться вознаграждение за участие в исследовании.