Interaktion mellan kobalaminstatus och dikväveoxid i relation till postoperativa kognitiva förändringar hos äldre

Studera design:

• Dubbelblind, randomiserad studie av äldre patienter schemalagda för elektiv kirurgi under allmän anestesi.
• Medicinsk, kobalaminrelaterad och demografisk information;
• Blodprov av kobalaminrelaterad metabolisk status och genotypning för 4 relevanta mutationer;
• Psykoneurologisk utvärdering före operation;
• Randomisering för att få en standardbedövningskur med dikväveoxid (N2O) eller samma regim utan N2O;
• Intraoperativa och perioperativa data samlas in;
• Testa för delirium 2-3 timmar efter operationen.
• Alla preoperativa studier upprepas efter 2 veckor och 4 veckor.
• Patienter med onormal kognitiv status som kvarstår efter 4 veckor får kobalamin och testas om efter 3 månader.

Inklusionskriterier:

• Ålder >60 år;
• Förväntad varaktighet av allmän anestesi >1 timme;
• Bra engelska förståelse.

Exklusions kriterier:

• Kirurgi som involverar hjärnan, blodtillförsel till huvud och nacke eller hjärta;
• Demens, psykos eller hjärnsjukdom;
• Kontraindikation för användning av N2O;
• annan klinisk status än ASA klass 1 eller 2;
• Bronkospastisk eller obstruktiv lungsjukdom;
• N2O-exponering under de senaste 6 månaderna;
• Kobalamininjektion under de senaste 6 månaderna;
• RBC medelkroppsvolym >95 fl;
• Kreatinin >1,8 mg/dl.
• Historik eller tecken på parestesier, domningar i fötter eller händer, gång- och balansproblem, minnes- och tankeproblem.

Om det preoperativa kognitiva testet ger ett misstänkt resultat (två eller flera orelaterade testresultat >1,5 x standardavvikelse under det normala medelvärdet) görs omedelbar granskning för att besluta om uteslutning av patienten från studien.

Alla utredare och testare är blinda för N2O-exponeringen (förutom narkosläkaren) och kobalaminstatus.

Ämnesnummer: Statistisk effektanalys av vår statistiker projicerade behovet av 386 försökspersoner för att uppnå en styrka på 80 % med typ I-fel på 0,05. Baserat på en möjlig förlustfrekvens på 15 % är 444 ämnen planerade.

Patientinformationsfrågeformuläret inkluderar:

• Demografisk information;
• Relevant medicinsk historia;
• Kobalaminrelaterad historia;
• Uteslutningsfaktorer.

Randomisering:

• Datorgenererat nummersystem;
• Gjorde känd precis före operationen endast för narkosläkaren.

Anestesiprotokoll:

• Ett av två effektiva, vanligt använda anestesiregimersprotokoll;
• Standard ASA-monitorer, en syreanalysator och koldioxidkapnograf används.
• Generell anestesi induceras i både N2O- och icke-N2O-grupperna med fentanyl (2-5 µg/kg) och propofol (1-3 mg/kg), vilket möjliggör lämplig titrering till önskad slutpunkt utan biverkningar. Cisatracurium (0,15 mg/kg) ges för muskelavslappning.
• Anestesin upprätthålls sedan med antingen 40 % syre/60 % N2O (N2O-studiearm) eller 40 % syre i luft (icke-N2O-arm), med desfluran för båda studiegrupperna, titrerad till anestesidjup. Fentanyl används i båda grupperna (1 µg/kg/timme) som det primära narkotikumet fram till strax före slutet av operationen;
• Efter intubation upprätthåller övervakad ventilation normokapné och tillräcklig syresättning. Temperatur, blodtryck och hjärtfrekvens upprätthålls med föreskrivna standardmetoder.
• I slutet av operationen stoppas desfluran och N2O (eller, i den andra studiearmen, desfluran och O2/rumsluft), kvarvarande neuromuskulär blockering antagoniseras farmakologiskt, dolasetron ges som profylax mot illamående och kräkningar och postoperativ analgesi ges. med opioider, efter behov.
• Protokollen tillåter kliniskt indikerade modifieringar när som helst.
• Allt ovanstående säkerställer att narkoshanteringen inte äventyras, tillåter inkludering av N2O (mot rumsluft) att vara den enda skillnaden mellan de två armarna och använder inga medel som är kända för att påverka kobalamin annat än N2O.

Intraoperativ datainsamling:

• Varaktighet av N2O-exponering;
• Doser av alla anestetika;
• Operation faktiskt utförs;
• Syremättnad, som övervakas kontinuerligt;
• Sluttidal CO2;
• End-tidal desfluran;
• Blodförlust och transfusioner;
• Temperatur vid uppkomst från anestesi och minimal temperatur;
• Omfattning av perioperativt blodtryck;
• Närvaro av uppkomstdelirium;
• Negativa postoperativa händelser;
• Mediciner som krävs postoperativt.

Blodprov av kobalaminstatus och relaterade tester:

• Serumkobalamin och folatnivåer;
• Homocystein genom immunanalys av EDTA-antikoagulerad plasma separerade inom 1 timme i PI:s laboratorium;
• Serummetylmalonsyra (MMA) genom gaskromatografi-masspektrometri;
• Plasmametaboliter (metionin, glutation, S-adenosylmetionin, S-adenosylhomocystein, cystein och cysteinylglycin; se senare);
• Serumkreatinin, fullständigt blodvärde och blodutstryk.

Diagnosen subklinisk kobalaminbrist ställs om BÅDA av följande kriterier är uppfyllda:

• Två eller flera av följande tre avvikelser: låga kobalamin-, höga homocystein- eller höga MMA-nivåer. Alla utredare förblir blinda för dessa fynd, som inte kräver någon åtgärd.
• Kliniskt uppenbar kobalaminbrist är utesluten. Detta är alltid känt av utredarna före operationen, vilket tillåter omedelbar uteslutning av patienten från studien om den är positiv.

Analys av metaboliter av homocystein och metionin:

• Plasma separeras inom 15 minuter efter venpunktion, hålls på is tills centrifugering och lagras i alikvoter vid -80C.
• Otinade alikvoter skickas på torris till University of Arkansas för analys med HPLC med coulometrisk detektion.
• Eftersom vissa metaboliter påverkas av njurstatus görs justering för kreatinin.
• Analyser fokuserar på metabolitresultat i relation till (a) varandra; b) ursprunglig kobalaminstatus. (c) folatnivåer; (d) N2O-exponering, både i förhållande till ursprunglig kobalaminstatus och genpolymorfismer. (e) förekomst av genpolymorfismer (inklusive kombinationer); och (f) utseende av kognitiv dysfunktion kontra ingen. Longitudinella metabola förändringar under hela uppföljningsperioden undersöks.

Genpolymorfismanalyser:

• DNA extraheras från preoperativa blodprover och renat DNA lagras vid -80C.
• 677C-T- och 1298A-C-mutationerna av MTHFR bestäms med standardtekniker;
• Metioninsyntas 2756A-G (D919G)-mutationen identifieras med hjälp av HaeIII, och MTRR 66A-G (I22M)-mutationen med användning av NdeI.
• Analysen kommer att beakta homozygota mutationstillstånd och kombinerad heterozygositet som ger nedsatt enzymaktivitet, kombinerade mutationer av de olika enzymerna, såväl som allelfrekvenser.
• Studieanalyser fokuserar på dessa frågor: (a) Varierar metabolisk eller klinisk N2O-effekt med genotyp? (b) Påverkar polymorfismerna uppkomsten av subklinisk kobalaminbrist? (c) Hur påverkas metabolitförändringar av varje mutation?

Kognitiv funktion och depressionstestning:

• Görs av en utbildad testare på ett tyst kontor fritt från distraktioner;
• Ett fokuserat batteri av neuropsykologiska tester som kräver 1,5 timmar administreras.

• Testerna bedömer:

  • Uppmärksamhet/koncentration: (a) Paced Serial Addition Test, som kräver aktiv uppmärksamhet och snabb informationsbehandling; (b) California Computerized Assessment Package mäter prestanda som är känslig för uppmärksamhet och beslutsfattande.
  • Kognitiv flexibilitet testas av Letter-Number Sequencing, ett deltest från Wechsler Adult Intelligence Scale-III.
  • Minne och inlärning testas med California Verbal Learning Test-2.
  • Depression bedöms med Beck Depression Inventory.

Alla test bedöms inom 48 timmar och granskas med neuropsykologen, som båda är blinda för patienternas status. Alla åtgärder förväntas visa någon "praktisk (förtrogen) effekt" över de 3 förvaltningarna, och lämpliga justeringar och analyser görs.

Om resultaten i något test i två av de fyra testkategorierna är >1,5 SD under normalt medelvärde i den preoperativa bedömningen, görs omedelbar granskning för eventuell uteslutning från studien. En minskning av postoperativa testresultat med >1,5 x SD av det normala medelvärdet från det tidigare resultatet i 2 individuella tester uppmärksammas också på PI och säkerhetsmonitorn för beslut om kobalaminbehandling.

Bedömning för delirium görs 2-3 timmar postoperativt med Mini-Mental State Examination och CAM-ICU-testet. Potentiella konfounders som droger, hypoxi och infektion beaktas i analysen.

Långtidsuppföljning efter 4 veckor görs hos patienter med någon kognitiv funktion (inklusive depressionstest) som är signifikant sämre vid 4 veckors testet än preoperativt. En minskning av något test motsvarande 1 SD av det normala medelvärdet för det testet används som beslutsriktmärke.

Dataanalys:

• Den primära frågan är om patienter med subklinisk brist visar neuropsykologisk funktionsnedsättning efter N2O-exponering som är större än hos patienter utan brist. Analys av dessa skillnader inkluderar jämförelse mellan deficienta och icke-deficienta patienter som tilldelats icke-N2O-armen. Konfounders åtgärdas genom att justera för relevanta variabler.
• Statistikern genomför alla analyser och konsulterar löpande under hela studien. Före analys utsätts kontinuerliga variabler för logaritmisk transformation. Univariata analyser, följt av utvalda multivariata analyser, inkluderar varaktighet av anestesiexponering, nivå av preoperativa och postoperativa metabola underskott, såväl som samexisterande störningar. Bonferroni-justering används för flera jämförelser där så är lämpligt. Multipel logisk regression används för att utvärdera signifikanta oberoende prediktorer för onormala resultat.
• En interimsanalys kommer att göras efter 3,5 år, med ett alfa på 0,005.
• Analyser av metabola och genetiska fynd kommer att göras genom univariata analyser, följt av multivariata analyser för att fastställa mutationernas effekter.

Risker för ämnen:

• Alla försökspersoner genomgår kliniskt indikerade, elektiva operationer under generell anestesi. Ingen aspekt av deras kirurgiska hantering kommer att påverkas av deras deltagande. Den enda studierelaterade förändringen i deras kliniska hantering kommer att vara den slumpmässiga tilldelningen av utelämnande eller inkludering av N2O från nästan identiska standardanestesiregimer.
• De enda andra manipulationerna är att ta blodprov och genomgå neuropsykologiska tester flera dagar före operationen och vid 3-4 tillfällen postoperativt (förutom genetiska tester, som endast görs en gång).
• Insamling av medicinsk information som är relevant för studien omfattas av konfidentialitetsskydd i alla HIPAA-mandat avseenden.
• Kobalamin/N2O-relaterade risker är faktiskt mindre hos deltagare än hos icke-deltagare. Flera lager av skydd mot de små riskerna som är förknippade med studien inkluderar den kobalaminrelaterade utvärderingen som annars inte görs rutinmässigt före N2O-bedövning för att identifiera patienter som löper känd risk för N2O; fortsatt postoperativ övervakning för förändringar i kobalaminstatus och signifikant kognitiv nedgång; intervention med kobalaminterapi hos eventuellt drabbade patienter; Inrättande av en plan för datasäkerhetsövervakning med en oberoende säkerhetsövervakare; och interimsanalys av studieresultat.

Säkerhetsövervakning:

• Preoperativ upptäckt av kognitiv testdysfunktion utesluter patienter från studien före någon riskexponering.
• En postoperativ nedgång som överstiger motsvarande 1,5 x SD av det normala medelvärdet i två icke-relaterade mått på kognitiv funktion uppmärksammas omedelbart av PI, den samarbetande neuropsykologen och en oberoende forskare-kliniker som inte är en del av vår studie.