Исследование корреляции между метаболомикой и тревогой и депрессией при бронхоэктазии

Бронхоэктазы без муковисцидоза — распространенное заболевание легких. Повторяющиеся острые обострения бронхоэктазов могут серьезно ухудшить функцию легких, ускорить снижение легочной емкости, ухудшить качество жизни и сократить продолжительность выживания. Хотя предыдущие исследования выявили такие факторы, как ухудшение функции легких и инфекция Pseudomonas aeruginosa, способствующие острым обострениям, устранение этих факторов не полностью предотвращает такие эпизоды у пациентов с бронхоэктазами. Текущие исследования показывают, что 20–40% пациентов с бронхоэктазами испытывают тревогу и/или депрессию. Эти состояния связаны с повышенным риском обострения заболевания, причем депрессия, в частности, связана с более коротким временем до первого обострения. Поэтому изучение внутренней роли тревоги и депрессии в прогрессировании заболевания имеет решающее значение.

В соответствии с критериями включения и исключения в это исследование будут включены участники с диагнозом бронхоэктазы в объединенной больнице, медицинском колледже Тунцзи Хуачжунского университета науки и технологий, провинциальной народной больнице Гуйчжоу и центральной больнице Ичана в период с 20 декабря 2025 года по 31 декабря 2030 года. Протокол исследования был одобрен этическими комитетами по исследованиям в каждой больнице. При включении в исследование будет собрана следующая демографическая информация: пол, возраст, рост (в метрах) и вес (в килограммах). История болезни, предыдущие обострения и результаты анализов крови (включая общий анализ крови и биохимические параметры) также будут получены во время первичной консультации. Результаты патогенных исследований также будут зарегистрированы. Кроме того, будут проведены тесты функции легких (например, ОФВ1% от прогнозируемого) и высокоразрешающая компьютерная томография (ВРКТ) легких. Одышка пациентов будет оцениваться с использованием модифицированной шкалы одышки медицинского исследовательского совета (мMRC), а состояние тревоги и депрессии будет оцениваться с помощью госпитальной шкалы тревоги и депрессии (HADS). После получения информированного согласия были собраны биологические образцы, включая кровь, мокроту и кал. Участники проходили наблюдение каждые три месяца после включения в исследование, с ведением записей о частоте обострений, эпизодах госпитализации и статусе выживаемости. По завершении сбора данных будет проведен метаболомный анализ образцов, включая кровь, мокроту и кал, чтобы исследовать, связаны ли состояния тревоги и депрессии у пациентов с упомянутыми метаболомными данными, выявить соответствующие биомаркеры и проанализировать роль тревоги и депрессии в прогрессировании бронхоэктазов.

Материалы и методы

1. Сбор данных Критерии включения и исключения

   Критерии включения:

   • Возраст ≥18 лет
   • Результаты легочной визуализации и клиническая картина участников соответствовали диагностическим критериям бронхоэктазов
   • Клинически стабильные (без антибиотиков или пероральных кортикостероидов в течение 4 недель до включения);
   • Пациенты, которые готовы подписать форму согласия и участвовать в исследовании.

   Критерии исключения:

   • Возраст <18 лет
   • Не соответствует диагностическим критериям бронхоэктазов
   • Участники с муковисцидозом или предыдущей трансплантацией легких
   • Участники, которые не могут сотрудничать в исследовании из-за дисфункции жизненно важных систем, таких как сердце, мозг, печень и почки, или которые не могут участвовать в исследовании из-за сопутствующих серьезных заболеваний
   • Участники с активными заболеваниями, включая активный туберкулез, активный аллергический бронхолегочный аспергиллез, активную нетуберкулезную микобактериальную инфекцию и злокачественные новообразования или вторичные тракционные бронхоэктазы, связанные с легочным фиброзом
   • Беременные или кормящие женщины
   • Те, кто не может предоставить информированное согласие или отказывается участвовать в клиническом исследовании

   Сбор демографических показателей пациентов и результатов лабораторных исследований. Демографические показатели (возраст, рост, вес), оценка по шкале мMRC, результаты лабораторных исследований, функция легких (ОФВ1% от прогнозируемого), рентгенологические оценки (модифицированная оценка Рейффа, оценка Бхаллы) были собраны при включении участника.

   Оценка состояния тревоги и депрессии：Все пациенты были проинструктированы заполнить госпитальную шкалу тревоги и депрессии (HADS) на исходном уровне. Оценка для каждой подшкалы (депрессия и тревога по HADS) варьируется от 0 до 21 балла, причем оценка ≥8 указывает на вероятную депрессию или тревогу.

   Оценка тяжести заболевания：Тяжесть заболевания оценивалась с использованием индекса тяжести бронхоэктазов (BSI).

2. Методы метаболомных экспериментовМетоды метаболомных экспериментов 2.1 Подготовка образцов 50 мкл собранного образца размораживали на льду и смешивали с 200 мкл холодного метанола:ацетонитрила (1:1, об./об.), содержащего внутренний стандарт (1 мкг/мл). Смесь интенсивно встряхивали, инкубировали при -20°C в течение 2 ч, а затем центрифугировали при 14000 g в течение 15 мин при 4°C. Надосадочную жидкость переносили в новый флакон для анализа ЖХ-МС. Объединенный образец контроля качества (QC) готовили путем объединения равных аликвот из всех индивидуальных образцов.

   2.2 Анализ ЖХ-МС Хроматографическое разделение проводили на системе Waters ACQUITY UPLC с использованием колонки HSS T3 (2,1 × 100 мм, 1,8 мкм), поддерживаемой при 40°C. Подвижная фаза состояла из (A) воды с 0,1% муравьиной кислоты и (B) ацетонитрила с 0,1% муравьиной кислоты. Применялся линейный градиент следующим образом: 0-2 мин, 2% B; 2-10 мин, от 2% до 98% B; 10-12 мин, 98% B; 12-12,1 мин, от 98% до 2% B; 12,1-15 мин, 2% B. Скорость потока составляла 0,4 мл/мин, объем ввода — 2 мкл.

   Масс-спектрометрия проводилась на системе SCIEX TripleTOF 6600+, работающей как в положительном, так и в отрицательном режимах ЭСИ. Параметры были установлены следующим образом: Газ источника ионов 1: 60 psi, Газ источника ионов 2: 60 psi, Завесный газ: 35 psi, Температура источника: 550°C, Напряжение распыления ионов: ±5500 В. Данные собирались в режиме получения информации (IDA).

   2.3 Обработка данных и многомерный статистический анализ Необработанные файлы данных обрабатывались с помощью программного обеспечения MS-DIAL для пикпикинга, выравнивания и нормализации относительно внутреннего стандарта. Полученная матрица данных импортировалась в программное обеспечение SIMCA-P (v16.0, Umetrics, Швеция) для многомерного анализа. Масштабирование по единичной дисперсии и центрирование по среднему применялись перед PCA и OPLS-DA. Модель OPLS-DA была проверена 200-кратным тестом перестановки.

   Метаболиты с важностью переменных в проекции (VIP) > 1,0 из модели OPLS-DA и p-значением < 0,05 по одномерному t-критерию Стьюдента считались статистически значимыми.

   2.4 Идентификация метаболитов Значимые метаболиты идентифицировали путем сравнения их точной массы (ошибка массы < 10 ppm) и спектров МС/МС с записями в базе данных HMDB. По возможности идентификация подтверждалась сравнением с аутентичными стандартами (уровень достоверности 1).

3. Статистический анализ клинических данных и методы:

Данные, полученные в ходе исследования, были предварительно обработаны. Для непрерывных данных сначала проводились тесты на нормальность. Если все группы соответствовали нормальности, для сравнения между группами использовался t-критерий Стьюдента. В противном случае рассматривался непараметрический критерий суммы рангов Уилкоксона. Для категориальных переменных использовался критерий χ2. Статистически значимые данные подвергались многомерному логистическому регрессионному анализу. P < 0,05 считалось статистически значимым.

Статистический анализ всех данных проводился с помощью SPSS (IBM SPSS Statistics 26.0, SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс) и языка R (версия 4.1.3, www.R-project.org/). Все статистические тесты были двусторонними, и статистическая значимость была установлена на уровне 0,05.