Трансплантация микротрансплантата предсердного ушка для восстановления сердца после кардиохирургии (AAMS2)

ПРЕДПОСЫЛКИ И ЗНАЧЕНИЕ

Ежегодно в мире от сердечно-сосудистых заболеваний умирает 17,9 млн человек. Ишемическая болезнь сердца (ИБС) является причиной в половине этих случаев, что делает ее ведущей единственной причиной смерти в мире [GBD 2017]. В то время как во всем мире ИБС страдают 126,5 млн пациентов, в Европе — 30,3 млн пациентов [Timmis 2018].

Отличительной чертой ИБС является прогрессирующее увеличение атеросклеротических коронарных бляшек. Эти очаги заболевания не только вызывают гипоксию миокарда, гибернацию кардиомиоцитов, апоптоз и интерстициальный фиброз, но и склонны к эрозии и разрыву. Разрыв бляшки сильно активирует систему гемостаза, что приводит к тромботической окклюзии коронарных артерий, инфаркту миокарда (ИМ) и гибели сердечной ткани. Благодаря улучшенной неотложной помощи пациенты все чаще переживают острую фазу, и место повреждения в конечном итоге заменяется рубцом, который обычно ограничивает наполнение и перекачку сердца [Cohn 2000]. В зависимости от степени повреждения и образовавшегося рубца повышенная рабочая нагрузка в конечном итоге приводит к неблагоприятному ремоделированию и возникновению сердечной недостаточности (СН) — необратимого и инвалидизирующего клинического синдрома с неблагоприятным прогнозом [Taylor 2017, Cohn 2000]. Сообщалось, что СН вследствие ишемической этиологии колеблется от 29% до 45% [Groenewegen 2020]. Например, недавний метаанализ показывает, что распространенность «всех типов» СН, включая ранее не выявленные случаи с помощью популяционного эхокардиографического скрининга, достигает 11,8% среди населения в возрасте старше 65 лет [van Riet 2016].

Операция АКШ является предпочтительным методом реваскуляризации у пациентов с тяжелой прогрессирующей ИБС [Rihal 2003]. В Европе в 2016 г. было проведено более 245 000 операций КШ [Eurostat 2015]. Было показано, что вне зависимости от возраста операция АКШ оказывает общее положительное влияние на симптомы ишемии и смертность [Freitas 2019].

Заживление сердца за счет регенерации, а не рубцевания, может привести к тому, что ИБС с ее осложнениями станет все более управляемым и даже излечимым заболеванием. В то время как сердце некоторых позвоночных заживает путем регенерации на протяжении всей жизни, у грызунов эта способность ограничена первой неделей жизни [Cutie 2021]. В очень раннем возрасте человеческое сердце также, по-видимому, обладает способностью к регенерации после ишемии [Haubner 2016].

Оказалось сложным активировать регенеративное восстановление сердца взрослого человека. В этом отношении были протестированы многие стволовые, прогениторные и дифференцированные клетки [Cambria 2017]. Хотя эти исследования дали многообещающие результаты, методы лечения остаются сложными и дорогостоящими, что подчеркивает необходимость более простых в клиническом отношении подходов. Было показано, что клетки, полученные из придатков предсердий, способны стимулировать регенеративное заживление сердца в контексте ишемического повреждения сердца [Koninckx 2013, Detert 2018, Evens 2021]. По мнению Европейского общества кардиологов, многие тканеинженерные подходы, включая трансплантацию пластыря эпикардиального внеклеточного матрикса (ECM), выделяются как многообещающие будущие методы лечения ишемической СН [Madonna 2019]. Эти подходы могут улучшить локальную устойчивость и жизнеспособность котрансплантированных клеток, что является основным препятствием, выявленным в предыдущих исследованиях.

ОБЩАЯ КОНЦЕПЦИЯ

Для терапии мы используем ткань собственного сердца пациента из ушка правого предсердия. Ни левое, ни правое предсердие (УЛП и ППП соответственно) не участвуют непосредственно в насосной функции сердца. Кусок RAA можно безопасно забрать после введения канюли правого предсердия во время установки аппарата сердца и легких в начале АКШ [Lampinen 2017, Nummi 2017, Nummi 2021]. В исследовании AAMS2 кусок ткани RAA используется в качестве эпикардиально трансплантированных, покрытых пластырем и механически расширенных микротрансплантатов ушка предсердия (AAM). Эту терапию можно проводить во время однократной операции АКШ.

ПРЕДЫДУЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В доклинической мышиной модели ИМ и СН эффекты эпикардиальных AAM-пластырей сравнивали с бесклеточными пластырями ECM. Результаты продемонстрировали защиту ткани миокарда, ослабление рубцевания и сохранение сердечной функции [Xie 2020]. Кроме того, количественная протеомика на основе масс-спектрометрии продемонстрировала широко распространенные регенеративные и кардиопротекторные эффекты в миокарде, включая снижение окислительного стресса и опосредованную ААМ индукцию миокардиального гликолитического метаболизма, процесс, связанный с повышенной регенеративной способностью миокарда [Lalowski 2018, Nakada 2017, Кимура 2015, Пуэнте 2014].

Терапия AAM-пластырем перешла к клиническому использованию. После первого применения ААМ у человека [Nummi 2019] недавно была подтверждена безопасность и осуществимость трансплантации эпикардиальных ААМ во время КШ [Nummi 2021]. Более того, поскольку это исследование показало увеличение толщины жизнеспособного миокарда в зоне рубца, оно дало первое указание на терапевтическую пользу [Nummi 2021].

ЦЕЛИ И ОБЗОР

В этом рандомизированном двойном слепом и контролируемом исследовании AAMS2 оценивается эффект эпикардиально трансплантированных ААМ в качестве адъювантной терапии к операции АКШ. Первичными конечными точками исследования являются изменения функции и структуры сердца, оцениваемые с помощью магнитно-резонансной томографии сердца с поздним усилением гадолиния (LGE-CMRI) через 6 месяцев после операции по сравнению с предоперационной LGE-CMRI.

В исследование включено 50 пациентов в соотношении 1:1 по группам исследования (CABG или AAMs заплата с CABG). Аутологичная ткань RAA берется из RAA во время КШ у всех участников, и на основе рандомизации кусок ткани RAA либо перерабатывается в AAM периоперационно, либо криосохраняется для биохимических анализов. AAM, встроенные в гель фибринового матрикса, помещают на лист ECM, который затем эпикардиально сшивают на месте. Чтобы точно определить область ишемического рубца как место эпикардиальной трансплантации, перед операцией проводят LGE-CMRI. Образцы крови для исследования собирают до операции, а также через 3 и 6 месяцев после операции. Трансторакальная эхокардиография (ТТЭ), LGE-CMRI, оценка симптомов и тест 6-минутной ходьбы (6MWT) выполняются до операции и через 6 месяцев после операции.

МЕТОДЫ

1. Отбор пациентов, зачисление, этика и сроки. Пациенты, отвечающие критериям приемлемости и исключения, по оценке кардиолога, выбираются из больничного списка плановых операций на сердце. Лечение пациентов оптимизируется лечащим кардиологом в соответствии с действующими рекомендациями. Обычное время ожидания в списке составляет от 2 до 8 недель. Это время позволяет изменениям лекарств вступить в силу до операции. Позже набранных пациентов вызывают для клинического контрольного визита (обозначаемого как 3-месячное последующее наблюдение) и специального пробного визита (через 6-8 месяцев после операции, обозначаемого как 6-месячное последующее наблюдение).

   Всем пациентам предоставляется информация, описывающая исследование. Перед тем, как субъект пройдет какую-либо процедуру исследования, будет проведено обсуждение информированного согласия, и требуется письменное информированное согласие на участие. Испытание будет проводиться в соответствии с Хельсинкской декларацией об этических принципах медицинских исследований с участием людей [Всемирная медицинская ассоциация, 2013 г.]. Исследование было одобрено Этическим комитетом Больничного округа Хельсинки и Уусимаа (HUS; Dnr. HUS/12322/2022). Предполагаемое начало набора пациентов — декабрь 2022 года, а предполагаемая дата полного завершения исследования — декабрь 2025 года. Участник исключается из исследования (неудача скрининга), если после оптимизации лекарств не удается определить видимый рубец, а фракция выброса левого желудочка (ФВЛЖ) составляет ≥50% в дооперационном LGE-CMRI. Это также относится к случаям, когда LGE-CMRI не выполнялась до CABG.

2. Конечные точки. Конечные точки пробной версии перечислены в отдельном разделе. Первичные конечные точки сосредоточены на изменениях сердечного фиброза по оценке LGE-CMRI и циркулирующих уровнях N-концевого прогормона натрийуретического пептида головного мозга (NT-proBNP). Вторичные конечные точки сосредоточены на других параметрах эффективности, а также на безопасности и осуществимости терапии.
3. Рандомизация и ослепление. Пациентов рандомизируют в группы АКШ или ААМ с использованием блочной рандомизации с разбивкой по полу с помощью открытого онлайн-инструмента на сайте www.sealedenvelope.com. с размерами блоков 2 и 4 и стратификацией по полу (женщины, мужчины). Рандомизацию проводит Университет Хельсинки (ответственный доцент Эско Канкури). Пронумерованные запечатанные конверты с информацией о рандомизированном распределении выдаются исследовательской медсестре, которая открывает каждый соответствующий конверт в начале операции каждого пациента. Медсестра-исследователь наблюдает за распределением в двойном слепом режиме, когда пациент, оценивающий кардиолог и рентгенологи остаются вслепую относительно распределения в исследовательской группе. Учитывая характер лечения (трансплантация или отсутствие трансплантации), невозможно сделать так, чтобы оперирующий хирург или медсестра, проводящая исследование, не знали о выделениях. Все измерения LGE-CMRI и TTE, а также лабораторные анализы выполняются исследователями, не имеющими представления о распределении по группам.
4. Подготовка и введение микротрансплантатов ушка предсердия. Часть RAA собирают в начале операции на сердце после катетеризации правого предсердия. Ткань RAA взвешивают и механически перерабатывают в микротрансплантаты, как описано ранее [Lampinen 2017, Nummi 2017, Nummi 2021], с использованием лезвия Rigeneracon (Rigenera-system, HBW s.r.l., Турин, Италия). Специальные комплекты инструментов с маркировкой CE для поддержки обработки тканей в операционной получены от EpiHeart Oy (Хельсинки, Финляндия). Микротрансплантаты наносят на перикардиальный матрикс (Equine Pericardium Patch, Autotissue GmbH, Берлин, Германия) и заливают небольшим количеством разбавленного фибринового тканевого клея (Tisseel, Baxter AG, Вена, Австрия). Пластырь AAMs хранится охлажденным (+6 - +8C), накрытым и стерильным в ожидании трансплантации.
5. Общее положение о защите данных. Данные, собранные во время испытания, будут соответствовать правилам ЕС по защите персональных данных о здоровье, включая Общее положение о защите данных (GDPR).
6. Образцы крови. Образец крови для измерения NT-pro-BNP, биомаркера золотого стандарта для оценки сердечной недостаточности [McKie 2016], собирают до операции, а также через 3 и 6 месяцев наблюдения. Кроме того, в исследовании AAMS2 оцениваются образцы крови, плазмы и тканей RAA на предмет содержащихся в них транскриптов РНК с новым акцентом на их посттранскрипционные модификации, как описано ранее [Sikorski 2021, Sikorski 2022]. Однако для обеспечения адекватного выхода нативной РНК вместо сбора 3 мл x 5 РНК-стабилизированной TEMPUS™ крови за посещение собирают 3 мл x 8. Эти модификации составляют биологическую границу в генетике, которая раскрывает ключевой фактор и регулятор многих клеточных функций и патофизиологических состояний, а также ИБС и ишемической СН [Qin 2021, Sikorski 2022]. Поскольку информация об эпитранскриптомике крови при ИБС и СН у человека остается скудной [Sikorski 2022], исследование AAMS2 направлено на то, чтобы дать представление об изменениях эпитранскриптомов крови, вызванных лечением ААМ. В частности, основное внимание уделяется двум наиболее распространенным модификациям: редактированию N6-метиладенозина (m6A) и редактированию аденозин-в-инозин (A-to-I).
7. Образцы ткани RAA. Удаленный кусок ткани RAA из контрольной группы собирают в качестве образца для биохимического анализа. Кусок ткани RAA будет разделен на две части и сохранен (РНКлатер или формальдегид-этанол) для последующих оценок, направленных на эпитранскриптомику, как описано ранее [Sikorski 2021].
8. Эхокардиография. Все участники оцениваются с помощью электрокардиограммы и ТТЭ до операции и через 6 месяцев после операции. Записи TTE выполняются назначенными кардиологами. Эти записи включают как анатомические, так и функциональные оценки желудочков, предсердий и клапанов. Особое внимание уделяется во время предоперационной ТТЭ, до описанного выше сбора образцов RAA для AAM, ушкам предсердий и предсердиям, подходящим для анатомической характеристики. При этом фиксируется наличие или отсутствие перикардиального выпота, тромба и аневризмы. Перфузионный анестезиолог выполнит чреспищеводную эхокардиографию (ЧПЭ) в операционной во время анестезии, чтобы оценить скорость кровотока в ушках левого и правого предсердий, возможный сладж и тромбы перед КШ.
9. Магнитно-резонансная томография сердца с поздним усилением гадолиния (LGE-CMRI). Для получения изображений LGE-CMRI используется МРТ-сканер всего тела 1,5-T (Siemens Sola или Avanto-fit, Siemens AG, Эрланген, Германия). Структуру и функцию сердца оценивают с помощью стандартизированного протокола LGE-CMRI с использованием электрокардиограммы и респираторного стробирования. Кинематографические изображения с короткой осью используются для объемных измерений левого и правого желудочков. Сократимость миокарда оценивают с помощью измерений продольной, окружной и радиальной деформации по короткой и длинной оси киноизображений. LGE оценивается для измерения объема и массы инфаркта с использованием полуавтоматической оценки усиления 5-SD, как ранее предлагалось для полуавтоматического определения порога для обнаружения инфаркта [Schulz-Menger 2020]. Постобработка изображений выполняется с помощью программного обеспечения Medis Suite (Medis Medical Imaging Systems, Лейден, Нидерланды) с приложениями QMass и QStrain.
10. Оценка качества жизни. Качество жизни, связанное со здоровьем (HRQoL), измеряется с помощью краткой анкеты RAND36 (SF36) [Hays 2001]. Опросник стандартизирован с указанными значениями среднего значения и стандартного отклонения для восьми параметров, которые варьируются от физического функционирования и субъективного ощущения жизненной силы и здоровья до телесной боли. Полученные баллы сравниваются с финской когортой с любым хроническим заболеванием. Кроме того, у субъекта проводится оценка симптомов двух кардинальных симптомов ИБС и СН, стенокардии и одышки при физической нагрузке, с использованием стандартизированных систем классификации, разработанных Канадским обществом сердечно-сосудистых заболеваний (CCS) и Нью-Йоркской кардиологической ассоциацией (NYHA) соответственно. Кампо 1976, Рассел 2009]. Наконец, тест шестиминутной ходьбы (6MWT) оценивается для получения объективных показателей заболеваемости [Bittner 1993]. Все эти параметры оцениваются как до операции, так и при контрольном посещении через 6 месяцев после операции. Классы NYHA и CCS также регистрируются через 3 месяца клинического наблюдения.
11. Статистический анализ. Анализ мощности проводился с использованием программного обеспечения SAS 9.4 TS Level 1M4 (SAS Institute Inc., Кэри, Северная Каролина, США), теста POWER Процедура Уилкоксона-Манна-Уитни с фиксированными элементами сценария, методом приближения О'Брайена-Кастелло и двусторонняя статистическая оценка. Данные выборки анализа мощности были получены из предыдущего открытого исследования AAM [Nummi 2021]. При общем размере выборки 50 (две группы, размер группы 25, распределение 1:1) эти параметры дают мощность более 80% при α 0,05. Сравнения между группами будут выполняться с помощью U-критерия Манна-Уитни. Порядковые переменные проверяются с помощью теста хи-квадрат. Множественные сравнения корректируются с помощью метода Бонферрони, значимые результаты дополнительно проверяются по группам с использованием U-критерия Манна-Уитни. Данные о качестве жизни представлены в виде средних значений и проанализированы с помощью t-критерия независимых выборок (двустороннего). Анализы выполняются с помощью программы IBM SPSS Statistics 27 (IBM Corp., Армонк, штат Нью-Йорк) или ее эквивалента. Данные можно анализировать и публиковать поэтапно в ходе испытания.
12. Сбор данных до операции и после операции во время последующего наблюдения. Клинические, лабораторные данные и данные о медикаментозном лечении собираются в электронные медицинские карты больницы. После выписки и во время диспансерного наблюдения пациенты могут посещать учреждения первичной медико-санитарной помощи. Любые визиты, связанные с операцией или состоянием их сердечно-сосудистой системы, а также с изменением медикаментозного лечения, собираются исследователями. Эти данные хранятся под псевдонимом вместе с другими данными этого пациента.

13. Хранение данных, управление и совместное использование. Полученные данные хранятся на сетевых жестких дисках HUS и UH во ​​время анализа, а также на серверах CSC - IT CENTER FOR SCIENCE LTD. (Финляндия), специально разработанное для хранения конфиденциальных данных с автоматическим резервным копированием. Непосредственно идентифицирующие данные пациента с соответствующими ключами псевдонимизации и кодами рандомизации хранятся в реестре ключей, расположенном в безопасных больничных системах с автоматизированным резервным копированием и контролем доступа. Доступ к реестрам контролируется через права доступа на основе ролей, и только те исследователи, которые указаны в описании реестра, утвержденном Комитетом по этике HUS, могут получить доступ к данным в нем. Доцент PI-исследователь Паси Карьялайнен отвечает за реестр ключей и его содержимое.

    Доступ к данным TTE участников осуществляется через программное обеспечение IntelliSpace (Philips, Нидерланды), которое в конечном итоге хранится в облаке Microsoft® Azure, что соответствует рекомендациям по безопасности данных HUS. Данные и отчеты LGE-CMRI сохраняются в цифровой системе архивирования и передачи изображений HUS (PACS). При необходимости данные LGE-CMRI передаются между серверами Центра медицинской визуализации HUS для проведения анализа изображений с помощью соответствующего программного обеспечения CMR. Форматы историй болезни хранятся как физически в помещениях HUS с контролем доступа, так и в электронном виде в реестре исследований.

    Доступ к исследовательскому реестру контролируется с помощью прав доступа на основе ролей, и только те члены исследовательской группы, которые отдельно указаны в документе описания реестра, утвержденном Комитетом по этике HUS, могут получить доступ к данным в нем. Все рабочие станции, сетевые диски и серверы защищены паролем.

    Перед любым обменом псевдонимизированными данными с сотрудниками академического исследования внутри или за пределами Европейского Союза, независимо от того, осуществляется ли он через CSC - IT CENTER FOR SCIENCE LTD. (Финляндия) или с жесткими дисками, защищенными надежным паролем, которые перевозятся официальным курьером Хельсинкского университета или университетской больницы Хельсинки, ответственный сотрудничающий ученый или представитель аффилированного учреждения подпишет Соглашение о передаче материалов (MTA). Эти MTA будут использовать Стандартные договорные положения (SCC) комиссии ЕС для защиты доступа, то есть передачи псевдонимизированных данных. Кроме того, весь персонал, работающий с псевдонимизированными данными, должен будет подписать официальное обязательство HUS о соблюдении секретности и безопасности данных. Более того, CSC - IT CENTER FOR SCIENCE LTD. требует, чтобы каждый сотрудник подписал свое собственное соглашение о конфиденциальности данных перед доступом к псевдонимизированным данным.

    В принципе, после активной фазы испытаний полученные данные с псевдонимами будут храниться на серверах Финского ИТ-центра науки CSC (SD-Apply) в течение 15 лет (2040 г.). После этого данные анонимизируются путем стирания всех псевдонимов и курируются на неопределенный срок. Отдельный комитет по доступу к данным будет контролировать повторное использование сохраненных данных. Кроме того, наборы данных секвенирования с анонимными метаданными на уровне группы могут быть доступны после публикации путем загрузки в репозитории, такие как Европейский архив нуклеотидов (ENA) Европейской лаборатории молекулярной биологии, Европейский институт биоинформатики (EMBL-EBI, Кембридж, Великобритания) или База данных функциональной геномики Gene Expression Omnibus (GEO) (Национальный центр биотехнологической информации NCBI, Бетесда, Мэриленд, США).

14. Мониторинг испытаний. Испытание AAMS2 будет контролироваться Институтом клинических исследований, Центральной больницей Хельсинкского университета (HUCH) или эквивалентным поставщиком услуг мониторинга, чтобы гарантировать права, безопасность и благополучие субъектов исследования. Вместе с поставщиком услуг и исследовательской группой будет составлен подробный план мониторинга до того, как какой-либо пациент будет включен в исследование.
15. Исследовательская группа. Исследование AAMS2 проводится в сотрудничестве с Центром сердца и легких HUS (доцент Pasi Karjalainen и со-PI Antti Vento MD PhD) и Хельсинкским университетом (доцент Esko Kankuri MD PhD). Медсестра-исследователь наблюдает и организует вместе с PI скрининг пациентов, набор, информирование и связь (по телефону или почте), обработку периоперационных AAM и резервирование контрольных посещений. Кроме того, медсестра-исследователь организует логистику образцов для исследования в сотрудничестве с учеными из Хельсинкского университета. Рандомизация проводится в Хельсинкском университете. Операция CABG и наложение пластыря AAMs проводятся Центром сердца и легких HUS. Визуализация и анализ LGE-CMRI проводятся Департаментом радиологии HUS и Хельсинкским университетом. Скрининг, набор пациентов, а также предоперационные и послеоперационные визиты к врачу, которые включают записи ТТЭ и клиническую оценку, проводятся кардиологическим отделением Центра сердца и легких HUS. Врач-анестезиолог проведет регистрацию основных послеоперационных параметров. Анализ эпитранскриптомных и других биомаркеров организован Хельсинкским университетом, медицинский факультет, кафедра фармакологии.