Longitudinell utvärderingsstudie för kirurgisk metabolisk fenotypning (SaMPLE)

Ett systemperspektiv kan förbättra kirurgiskt beslutsfattande både före och efter operationen i realtid. Specifikt antar vi att det kan ge diagnostisk och prognostisk information av betydelse som är mer exakt än nuvarande biokemiska metoder. Detta beror på att det står för viktiga miljöpåverkan på kirurgiskt resultat såsom farmakoterapi och tarmmikrobiotan.

Den sekundära hypotesen är att detta tillvägagångssätt kan ge realtidsmolekylär återkoppling till operatören under operation om vävnadstyp och patologi.

Detta arbete kommer därför att behöva studera patienter som opereras under en rad olika tillstånd och tillstånd, och genom olika typer av kirurgiska ingrepp. Det är känt att patienter med cancer till exempel har helt andra metaboliska krav än de utan. Detta har betydande konsekvenser för utvecklingen av personliga hanteringsstrategier för patienter med cancer som genomgår operation. Det är väsentligt att denna studie definitivt bevisar att teknologin kan göra en beskrivning mellan patienter med signifikant olika sjukdomstillstånd och även att den kan skilja detta från typen och storleken på det kirurgiska ingreppet som utförs och tidpunkten för operationen. Därför kommer detta arbete att involvera en heterogen patientkohort.

Studera design:

Denna studie kommer att vara föremål för forskningsstyrningsstrukturer som tillhandahålls internt inom avdelningen för biokirurgi och kirurgisk teknologi i samband med sektionen för biomolekylär medicin för säker användning av prover och maskiner. Den kommer också att ha en klinisk styrgrupp för att bedöma framstegen, kliniska resultat, säkerhet och slutförande i tid av arbetet.

Två separata kliniska grupper kommer att rekryteras för denna prövning. Den första kommer att vara de patienter som genomgår elektiva ingrepp, den andra kommer att vara de som genomgår akuta ingrepp. Var och en av dessa grupper kommer att innehålla underkategorier av kliniska tillstånd som studien kommer att fokusera på.

Elektiv kirurgi (n=200):

A. Patienter med cancer. Detta kommer att inkludera patienter med malignitet i mag-tarmkanalen och kolorektalkanalen (inklusive de som skurits ut genom mikrokirurgi), cancer i bröstet eller solida tumörer i njuren.

B. Patienter med godartade sjukdomar i tarmen som kräver operation t.ex. inflammatorisk tarmsjukdom C. Benigna kirurgiska tillstånd, vanligtvis opererade i en dagkirurgisk miljö. Dessa kommer specifikt att vara av gallträdet (gallstenar) och den främre bukväggen (t.ex. bråckoperation)

Patienter kommer att rekryteras om de ses under "två veckors väntan"-regeln med misstänkt cancer för teamen för allmän kirurgi, övre GI-kirurgi, bröst- och urologikirurgi på St. Mary's hospital i öppenvårdsmiljön.

Patienter som deltar för elektiv slutenvårdskirurgi under de allmänna, övre GI- eller bröstkirurgiteamen på St. Mary's hospital, London kommer att rekryteras till kliniken före antagning.

Akut kirurgi (n=200)

Patienter som kommer till olycksfall och akut under vård av det allmänna läkarmottagningsteamet kommer att rekryteras till denna studiegrupp. Denna studiegrupp kommer att ha följande undergrupper:

A. Akut buksmärta, enligt det tidigare etiska godkännandet B. Patienter med akut sepsis som tros vara av kirurgiskt ursprung. C. Patienter som lider av allvarliga trauman med en skadas svårighetsgrad på >15, flera skador, som kräver operation eller som har >1 organsystem som är felaktigt eller som är inlagda på intensivvårdsavdelningen.

Exklusions kriterier:

Alla patienter under 18 år Alla patienter som är gravida Patienter som får Advanced Life Support genom hjärt- och lungräddning vid ankomsten till sjukhus.

Patienter med avancerad cancer lämpar sig endast för palliativ vård vid presentation för det kliniska teamet.

Patienter som för första gången uppvisar andra kända maligniteter som de får behandling för t.ex. Prostatacancer Patienter som redan rekryterats till andra kliniska studier.

Denna studie kommer att delas upp i två separata faser:

Prekliniskt arbete:

Prekliniskt arbete för biofluidanalys vid elektiva och akuta kirurgiska inläggningar har redan utförts i både djur- och humanstudier i Magic Angle Spinning (MAS)-1H NMR (även känd som solid state NMR eftersom vävnaden inte kräver förberedelse), MS, och Matrix Assisted Laser Desorption Jonization (MALDI)-MS. Prover från tidigare studier som erhållits under etiskt godkännande kommer att analyseras med hjälp av dessa tekniker för metodisk optimering. Detta kommer att innebära metabonomisk och metagenomisk profilering av kolorektalcancerprover (Ethics Ref: 07/H0712/112 och 06/Q0403/16) och från prover tagna från patienter med akut pankreatit och akut buken (Ethics Ref: 05/Q0403/20) .

Icke väsentligt (dvs. Godartad eller patologiskt normal vävnad) som skurits ut och ska förbrännas tas från patienter med samtycke under rutinkirurgi kommer att samlas in för analys med: Masspektrometri av rökplymer som samlats in från en rad elektrokauteriseringsanordningar. Detta kommer att möjliggöra optimering av MS-protokoll och det kommer att definiera de kemiska parametrarna för normal vävnad och för olika vävnadstyper.

b. Malign vävnad som skärs ut från cancer i bröst, tjocktarm och övre mag-tarmkanalen kommer att testas för dess förmåga att upptäcka normala och elakartade sjukdomar med hjälp av den intelligenta kniven ex vivo. Detta kommer att utföras under ledning av histopatologer, och det kommer inte att störa patologisk stadieindelning eller behandling av cancer.

Utveckling av translationell programvara för analytisk tolkning av komplexa biokemiska metadata av icke-vetenskaplig personal kommer att utvecklas med hjälp av dessa data. Detta arbete kommer att använda nuvarande kliniska databaser för intensivvård.

Kliniskt arbete:

Syftet är att tekniken ska vara lätttillämpbar på patienter som opereras inom NHS. Därför kommer patienter att rekryteras från två kirurgiska vägar:

Akutvård: Patientrekrytering

Patienter kommer att rekryteras under olycksfall och nödsituationer. Endast patienter som tas in via denna väg kommer att vara berättigade till studieinkludering. Patienterna kommer att få ett informationsblad och patienten kommer att lämnas i 30 minuter för att överväga studien. Samtycke kommer att tas privat, av en tillräckligt kvalificerad och utbildad person. Efter samtycke kommer patienter att bli ombedda att fylla i ett frågeformulär för att tillhandahålla medicinsk och kirurgisk historia och metabolisk information som kan påverka resultaten.

Det kommer inte att vara möjligt att få samtycke i vissa fall eftersom patienter kan vara medvetslösa eller oförmögna att samtycka på grund av skada. I dessa fall kommer prover att tas och när patienten blir medveten och kapacitet kommer formellt samtycke att tas. Om patienten i detta skede säger att de inte vill inkluderas i studien kommer deras prov att dras tillbaka. I händelse av en patients död kommer proverna att ingå i studien. Detta beror på att dessa testers förmåga att förutsäga dödlighet är en primär slutpunkt.

Elektiv vård: Patientrekrytering

Patienter kommer att rekryteras i öppenvården där det är möjligt för att säkerställa att de har tillräcklig tid för att ta till sig den kliniska informationen och samtycka. Vi kommer att ta prover på patienter vid inläggning på sjukhus för behandling efter att beslut om operation har fattats.

Provsamling:

Prover kommer att samlas in vid bestämda tidpunkter under patientresan i båda fallen. Prover kommer att tas samtidigt som vanliga kliniska undersökningar för att minimera obehag för patienten, och de kommer inte att tas ut över standardprovtider förhindrar onödig undersökning för patienten. Provtagningen kommer att samordnas med det kliniska biokemiteamet på St. Mary's hospital där det är möjligt för att förhindra onödig och tidskrävande provtagning.

Före operation:

Plasma- och urinuppsamling:

1. Vid deras ankomst till olycka och nödsituation. Var 24:e timme under hela inläggningen eller fram till operation, utskrivning eller behandling definierad som kirurgisk, radiologisk eller invasiv terapeutisk intervention.

Om patienten stannar kvar på sjukhus för långvarig rehabilitering eller icke-kirurgisk terapi, kommer prover tas varje vecka fram till utskrivning.

Avföringsprov

Första tarmrörelsen efter ankomst i A+E. Preoperativt och pre tarmförberedande prov före operation. Detta kommer att ges antingen på kliniken eller på avdelningen.

Insamling av vävnadsprov

Preoperativ biopsi

I händelse av att patienter skickas för rutinmässig endoskopi eller biopsi, kommer vävnadsprover att tas för metabonomisk analys.

b. Intraoperativt.

Analys av rökplymer av MS kommer att utföras för varje fall. Detta kommer inte att störa standardoperationen och den opererande kirurgen kommer inte att bli ombedd att fatta ett beslut baserat på data från experimentet. Vid cancerresektioner kommer vävnadsprover att samlas in i enlighet med principerna för onkologisk kirurgi. Vid bröstkirurgi kommer även sentinellymfkörtlarna att skördas och analyseras med NMR. Vid kolorektal kirurgi kommer vävnad från mesorektum att tas för analys från standarduppsamlingsplatser och vid övre GI-cancerresektioner kommer liknande principer att gälla för provtagning. I akuta eller nödsituationer kommer vävnad också att tas från vävnadsområden som anses vara i riskzonen för ischemi (t. anastomotiska platser där tarmen ska förenas).

Avloppsvatten av avföring och tunntarm kommer att skördas vid operationstillfället så att effekten av operationen på tarmens mikrobiella ekosystem också kan redovisas.

c. Postoperativ.

Urin och plasma kommer att tas dagligen postoperativt i enlighet med gällande klinisk praxis under den första veckan. Där det är möjligt kommer inga extra prover att samlas in utöver de provtagna av den kliniska personalen.

Avföringsprover kommer också att samlas in. Den första tarmrörelsen kommer att samlas in efter operationen, och sedan varje rörelse tills den första veckan är klar, och sedan varje vecka efter detta.

Den första rörelsen från stomi / ileostomi: Om stomi är placerad kommer dagliga prover tas under den första veckan.

Veckoprover kommer sedan att samlas in fram till utsläpp.

I händelse av att en patient återvänder till teatern, kommer provtagningssekvensen att återupptas.

Alla kliniska data kommer att registreras under patientens vistelse. Detta kommer att hänvisa till preoperativ information och bedömning där så är möjligt, fysiologiska data, radiologiska fynd, klinisk biokemi, kirurgiskt och kliniskt utfall och vistelsens längd. Detta kommer att vara anonymt och kodat.

Vid utskrivning kommer patienter att köpas tillbaka till kliniken efter 8 veckor för klinisk bedömning enligt rutinanalysen. Prover av urin, blod och avföring kommer att tas vid denna tidpunkt. Onkologiska patienter kommer att följas upp i fem år enligt onkologiprotokollet vid St. Mary's Hospital Paddington.