Ett försök med autologa benmärgshärledda stamceller vid pediatrisk hjärtsvikt

Denna pilotstudie är av en randomiserad, crossover, placebokontrollerad design. Uttalandet Consolidated Standards of Reporting Trials (CONSORT) användes för att vägleda utvecklingen av protokollet. Etiskt godkännande erhölls för detta projekt i april 2008.

Ett CONSORT-flödesdiagram togs fram och en projektplan för en crossover-studie utformades. Även om studiens primära slutpunkt var säkerhet och genomförbarhet, strävade utredaren efter att se funktionellt resultat som ett sekundärt resultat. Statistisk genomgång av tillgänglig litteratur indikerade en 3% förändring i ejektionsfraktion (EF) mätt med magnetisk resonanstomografi (MRI) skulle representera en meningsfull förändring och beräknade 10 patienter skulle vara tillräckligt för att upptäcka denna genomsnittliga förändring i EF, förutsatt att ett SD på skillnad på 3 % med 80 % effekt och 5 % signifikans. För alla beräkningar antogs att fördelningen av skillnader var Normal. Beräkning av en provstorlek för överkorsningsstudien krävde en definition av den minsta skillnaden som skulle detekteras.

Barn i åldrarna 1 år till 16 år vid granskning, som antingen går på hjärtsviktskliniken på Great Ormond Street Hospital (GOSH) eller remitteras för intagning och hantering av sin hjärtsvikt vid GOSH kommer att inbjudas att delta i studien. Den nedre åldersgränsen valdes för att möjliggöra att kransartärkateterisering genomförs med hänsyn till patientens storlek.

Vid rekrytering har alla patienter försämrad systolisk funktion, vilket bestäms av reducerad förkortningsfraktion på ekokardiogram (mer än 2 SD under det normala). Den funktionella statusen för de rekryterade patienterna var klass 2-4 enligt definitionen av NYHA- eller Ross-klassificeringen.

Uteslutningskriterier var behovet av högt beroende eller intensivvård och medfödd hjärtsjukdom, virusinfektion som skulle utesluta användningen av sjukhusens cellterapilaboratorier, aktiv malignitet och instabil hjärtmedicinbehandling.

Potentiella patienter kommer att identifieras från fallanteckningar och de och deras familjer kontaktas antingen per telefon eller efter klinikgenomgång för att utvärdera deras intresse för deltagande. Alla patienter som verkade vara intresserade av att delta i studien kommer att ges ålder och språk lämplig skriftlig information; och även ett kontakttelefonnummer så att ytterligare information kan tillhandahållas vid behov. Varje familj kommer att ges möjlighet att diskutera studien med forskargruppen innan samtycke för inkludering erhölls.

Protokoll:

Tio patienter som uppfyllde behörighetskriterierna kommer att rekryteras till denna studie. Varje patient randomiseras vid inträdet i studien för att avgöra om de skulle få stamceller vid period ett eller period två i protokollet. Randomisering utfördes med hjälp av en datorgenererad slumptalstabell, Graph pad.

Efter rekrytering och randomisering planerar patienterna sin individuella intagningstid. De patienter som ska få stamceller vid sin första studieintagning granskas inom 28 dagar före detta datum. Vid denna granskning kommer screening för infektion, enligt vårt sjukhuscellterapilaboratorium (inklusive HIV och hepatit B och C), att utföras efter fullständigt skriftligt medgivande.

På ingreppsdagen kommer patienten att läggas in på hjärtinrättningen för baslinjeobservationer och klinisk bedömning. Studieproceduren kommer att utföras i hjärt-MR-teatern under narkos. Blodprover kommer att tas vid narkostillfället för rutinundersökning (fullt blodvärde, urea, elektrolyter, leverfunktion och NTproBNP).

De patienter som får intrakoronära stamceller vid denna intagning har 20 ml benmärg aspirerad från den bakre höftbenskammen under aseptiska förhållanden omedelbart efter induktion av anestesi.

Benmärgsaspirationsteknik:

De patienter som får antikoaguleringsbehandling uppmärksammas före alla procedurer och inläggningar, och optimal koagulationshantering implementeras före, under och efter benmärgsaspirationen. All benmärgsbehandling utförs vid cellterapibehandlingsanläggningen på Great Ormond Street Hospital.

Efter anestesiinduktion och säkrande av en stabil luftväg placeras patienten för att tillåta benmärgsaspiration. Fullständiga aseptiska förhållanden observeras under hela proceduren. En volym på 20 ml benmärg aspireras från ett punkteringsställe med en enda nål med hjälp av hepariniserade 10 ml sprutor fästa på benmärgsnålen efter avlägsnande av den centrala trokaren. Den aspirerade benmärgen överförs till sterila hepariniserade universalprovflaskor. Omedelbart efter aspiration tas benmärgsprovet till cellterapilaboratoriet för mononukleär cellseparation med standardtekniker för gradientcentrifugering.

Det mononukleära cellseparationsprotokollet tar cirka 90 minuter att slutföra. Benmärgsprovet bearbetas för att ge 1 ml för intra-koronar injektion och 1 ml för att kryogenfrysas för ytterligare fenotypisk analys vid ett senare tillfälle. En liten alikvot stamcellsuspension analyseras för att erhålla totala mononukleära cellantal per milliliter. Detta cellantal representerar det totala antalet mononukleära celler som injicerats via intra-koronar kateterisering. Dessutom utvärderades även cellviabilitet.

I väntan på de förberedda stamcellerna utförs hjärt-MRI-skanningen med hjälp av ett andningsprotokoll för bildinsamling. Efter MR-undersökningen förs patienten med hjälp av det mekaniserade skjutbordet tillbaka till angiografisviten.

Vid återkomst till angiografisviten hålls patienten under narkos tills stamcellslaboratoriet får besked om att stamcellsbehandlingen närmar sig slutförd. Efter kontakt med stamcellslaboratoriet placeras ett artärhölje i lårbensartären på studiepatienten och förs fram till dess spetsen är placerad i den vänstra huvudkransartären. Partiell ocklusion av kransartären observerades, vilket framgår av ST-segmentförändringar och dämpning av tryckspåret övervakas rutinmässigt under sådana procedurer. Volymen på 1 ml injiceras långsamt via kransartärkatetern i den vänstra huvudkransartären följt av en spolning med 1 ml 0,9 % saltlösning under en period av 2 minuter.

Efter intrakoronar injektion av stamcellsuspension tas hjärtkatetern bort och hemostas uppnås vid hudens inträde. Patienten väcks sedan och återhämtas på ett vanligt sätt.

Patienterna läggs in på hjärtavdelningen över natten med rutinövervakning av den arteriella kateteriseringsplatsen och benmärgsaspirationsstället; hjärtvårdsobservationer fortsätter hela tiden. Patienterna skrivs ut följande dag och genomgås elektivt på poliklinikens mottagning tre månader efter ingreppet eller uppmanas att kontakta forskare tidigare om några problem uppstår.

Cross-over av interventioner sker efter sex månader med stamcellsgruppen som får placebo via hjärtkateteriseringen (ingen benmärgsskörd krävs för studiens placeboarm) vid det andra tillfället. Samma intagning, övervakning och uppföljning kommer att ordnas som för studiens stamcellsstadium. Placebo som används för den intrakoronära injektionen som används är 1 ml 0,9 % koksaltlösning, vilket överensstämmer med placebolösningen som används i vuxenstudier. 1 ml placebo följs med 1 ml 0,9 % koksaltlösning för korrelation med studiens stamcellsarm. En interimsgenomgång av kliniken ordnas igen tre månader efter ingreppet och en uppföljning av hjärt-MRT efter sex månader. Tidsskalan valdes efter genomgång av tillgänglig vuxenlitteratur som visade att effekter på vänster ventrikel vanligtvis sågs inom 6 månader.

Dessa patienter slumpmässigt allokerade placebo i etapp ett av studien går över för att få stamceller i steg två. Interimistiska och slutliga uppföljningsarrangemang är desamma för stamcells- och placebogrupperna.

Anestesi standardiserades för alla patienter och samma narkosläkare användes för alla ingrepp. Benmärgspreparat standardiserades också och utfördes av samma forskare i varje fall. Datordatainmatning kommer att dubbelkontrolleras. Patientidentifierare tas bort från de anonyma bilderna för att möjliggöra blind analys senare; på detta sätt utförs opartisk bildanalys. En enskild forskare som använder Osirix-mjukvaran utför offline-analys av data. Som en andra kontroll av dessa data utvärderas forskarens resultat, återigen blinda för patientidentifierare, av en andra analysator. Nyckeln till blindning av MRT-data är utarbetad, applicerad och lagrad på ett säkert sätt av en läkare som inte på annat sätt är involverad i studien. Indexerade värden korrigerar data för ålder, kön, längd och vikt och gör det möjligt att göra sanna jämförelser mellan serierna av studier av samma individ och mellan olika individer.

Primära resultatmått:

De primära utfallsmåtten var frihet från död och transplantation eller någon komplikation som kunde anses relaterad till benmärgsinjektion eller anestesi (infektion/malignitet/anafylaxi/njurförsämring). En säkerhetsövervakningskommitté, inklusive en kardiolog från Great Ormond Street Hospital som inte är involverad i försöket, en extern kardiolog och en lekmannarepresentant, kommer att inrättas. Eventuella biverkningar kommer att rapporteras till kommittén som har befogenhet att när som helst stoppa rättegången om det uppstår problem.

Sekundära utfallsmått:

Ejektionsfraktion, vänsterkammarvolymer och massa härleds från hjärt-MRT. Blod tas för NT proBNP. Dessutom bedöms funktionell status av New York Heart Association-klassificeringen eller Ross-klassificeringen hos yngre barn.

Varje patient har en hjärt-MRT under narkos. Anestesiläkaren och anestesiprotokollet är samma för alla patienter.

Alla bilder erhålls med en 1,5-T MR-skanner (Avanto, Siemens, Erlangen, Tyskland) med en 12-elements phased-array-spole för signalmottagning och kroppsspolen för signalöverföring. Ett vektor-EKG-system används för cardiac gating.

Vänsterkammarvolymer (LV) mäts från sammanhängande kortaxlade steady state fri precessionsfilm som täcker båda kamrarna (7-13 skivor, beroende på barnets storlek). Varje skiva förvärvas i ett enda 10 till 15 sekunders andetag som tidigare beskrivits. All bildbehandling utförs med hjälp av in-house plug-ins för programvaran Osirix DICOM (digital bildbehandling och kommunikation inom medicin) med öppen källkod. Den LV-enddiastoliska volymen (EDV) och den slutsystoliska volymen (ESV) mäts genom manuell segmentering av de endokardiella gränserna i kortaxeldata. Noggrann segmentering av basalskivorna i samband med vyer med 4-kammar och LV-långaxel utförs för att övervinna problem med att avgränsa mitralisklaffen. Ventrikulär slagvolym (SV) var skillnaden mellan EDV och ESV, och ventrikulär ejektionsfraktion (%) var (SV/EDV)×100.

För var och en av de sekundära slutpunkterna, EDV, ESV och EF, görs jämförelser mellan behandlingar på basis av intention-to-treat. En överkorsningsanalys av åtgärder efter behandling utförs med hjälp av en variansanalysmodell, med hänsyn till sekvens, period och behandlingseffekter. Överföringseffekt testas först och där det inte finns några tecken på signifikant effekt testas behandlingseffekten. En efterföljande generaliserad skattningsekvationsmodell (GEE) monterades som möjliggjorde en justering för baslinjemått.

Där distributionen av data var uppenbart icke-normal använder forskarna en logaritmisk transformation. Stata används för alla statistiska analyser och alla tester var dubbelsidiga. Ett P-värde < 0,05 ansågs signifikant.