Fenotypande svar på systemiska kortikosteroider vid hantering av astmaattacker (PRISMA)

FORSKNINGSBAKGRUND OCH BAKGRUND

Astmaanfall definieras löst som symtomförsämring och/eller lungfunktion från baslinjen. Däremot baseras den strängare klassificeringen av attackens svårighetsgrad på beslutet att behandla: en allvarlig episod kräver ≥3 dagars orala kortikosteroider och/eller sjukhusvistelse. Allvarliga astmaanfall orsakar betydande sjuklighet, sjukvårdsanvändning och undvikbara dödsfall. Trots växande bevis på heterogenitet av mekanismer som driver astmaattacker, har standarden för vård vid akut astma inte förändrats på 30 år. Den består av en "en storlek passar alla" behandling med orala kortikosteroider och ofta antibiotika.

Data i en tvärsnittsanalys av svår astma i stabilt tillstånd visade det komplementära och potentiellt additiva värdet av blodeosinofiler och FeNO. I denna studie av en kohort av patienter med svår astma som visat sig vara mycket adherent till högintensiv kortikosteroidbehandling, visades det att blodeosinofiler och FeNO icke-suppression ger mekanistisk information om två olika immunkompartment: blodeosinofiler återspeglar den systemiska poolen av effektorceller och cirkulerande IL-5; medan FeNO korrelerar med typ-2 cytokin, kemokin, alarmin och eosinofil inflammation i luftvägarna.

Dessutom visade epidemiologiskt arbete med att undersöka den årliga frekvensen av allvarliga astmaanfall i kontrollarmen av randomiserade kliniska prövningar ett additivt värde för eosinofiler i baslinjen och FeNO för att förutsäga astmaanfall. I dessa försökspopulationer var en förhöjd FeNO-baslinje (≥50 vs. <25 ppb) associerad med dubbelt så hög frekvens av allvarliga astmaanfall för patienter med liknande blodeosinofili (≥0,30×109/L). Ytterligare analyser avslöjade att överrisken för astmaanfall från båda biomarkörerna togs bort genom riktad antiinflammatorisk typ 2-behandling.

Vid akut astma har två studier dokumenterat heterogeniteten av attacker. Ändå har behandlingssvar på akuta systemiska kortikosteroid- och antibiotikakurer inte relaterats till typ 2-inflammatorisk fenotyp respektive förekomsten av luftvägsinfektion. Dessutom saknas bevis som stöder akuta bedömningar av biomarkörer på vårdplatsen, även om astmaanfall ofta förekommer för allmänläkare och oproportionerligt påverkar isolerade samhällen.

STUDIEHYPOTES

Baserat på tidigare kunskap från kronisk stabil astma och rapporter om att astmaanfall är heterogena händelser, antas det att behandlingssvar på systemiska kortikosteroider vid akut astma varierar beroende på den underliggande inflammatoriska fenotypen. Specifikt spekuleras det att typ-2-inflammatoriska händelser (identifierade av förhöjt blod-EOS och FeNO) drar mest nytta av kortikosteroider och att händelser med låga typ-2-biomarkörer har ett mindre objektivt kliniskt och biologiskt antiinflammatoriskt svar men kanske högre frekvenser av luftvägsinfektion eller dysfunktion.

En kritisk sekundär hypotes för denna studie är att POC-inflammatoriska och mikrobiologiska bedömningar vid akut astma är möjliga, acceptabla och tillförlitliga. Följderna av sådana fynd skulle vara att utvidga biomarkörstyrd astmahantering till primärvården och isolerade områden, vilket skulle hjälpa kortikosteroid- och antibiotikaförvaltningsarbetet.

STUDERA DESIGN

Studien kommer att genomföras vid Centre Hospitalier Universitaire de Sherbrooke (CHUS) forskningscenter. Detta är inte en klinisk prövning; systemiska kortikosteroider är standardbehandlingen för astmaanfall och kommer att administreras vid behov.

DELTAGARE

Patienter som ingår i den primära analysen och som räknas mot målprovstorleken kommer att behöva ha objektiva bevis på astma enligt internationella riktlinjer: antingen baserat på journalen, variationen i andningsfunktion mellan studiebesök 1 och 2, eller med en klinisk erforderligt uppföljningstest beställt av studierespirologen och utfört efter studiedeltagande. Obekräftade astmatikerdata kommer att rapporteras men inte användas i den primära analysen.

Alla deltagare (± deras förälder eller juridiska handledare) måste ge informerat samtycke för det primära studieprotokollet. Patienter som inte kan eller vägrar att delta i dagbokskortsdatainsamlingen för hemövervakningsperioden kommer fortfarande att kunna delta i alla andra studieprocedurer.

STUDIEBESÖK

Besök ett kommer att vara på dag 0 av astmaanfallet, med oralt prednison utfärdat av apoteket (40 mg x 7 dagar); besök två kommer att ske dag 7; en webbaserad undersökning kommer att skickas 90 dagar senare.

Samtidig användning av antibiotika kommer endast att övervägas för patienter med ≥1 av följande kriterier: C-reaktivt protein >20 mg/L, prokalcitonin >0,25 mcg/L, eller positiv sputumkultur eller multiplex POC-test för den signifikanta bakteriella patogenen.

Friska kontroller kommer att delta vid ett besök.

Alla studiebesök kommer att genomföras på morgonen för att undvika den förvirrande effekten av cirkadian variation av typ-2 inflammatoriska biomarkörer.

• Besök 1 Multimodala bedömningar kommer att utföras vid studiebesöket som varar i ~2 timmar.
• Besök 2 Det kommer dessutom att innehålla en patientnöjdhetspoäng och tillstånd att kontakta patientens primärvårdsleverantör för en läkarundersökning om POC-testning.
• Besök 3 Nittio dagar efter besök 2 kommer patienter att kontaktas via e-post för att fylla i ett snabbt webbaserat enkätformulär.

RESPIRATORISK FORSKNING LABORATORIEANALYSER

Studien kommer att vara nära förknippad med den lokala biobanken Quebec Respiratory Health Research Network. Det kommer att göras i samarbete med Sherbrookes Lévesque-Martins mikrobiologiska forskningslaboratorium och Université de Sherbrooke RNOmics-plattformen.

Nasosorptionsremsor kommer att snurras med NELF eluerad genom ett plastnät och sedan frysas (-80°C).

Sputum kommer att bearbetas med Dulbeccos fosfatbuffrade saltlösning (DPBS)-eluerade sputumsupernatant fryst innan differentiell cellräkning, som tidigare beskrivits.

Helblod kommer att delas upp i serum, plasma, buffy coat och kompletta blodprover och frysas.

Näspinnen analyseras omedelbart med hjälp av det ultrarapid ID NOW molekylära testet för att utesluta SaRS-CoV2.

En nasofaryngeal pinne vid besök en kommer att analyseras med hjälp av en point-of-care multiplex PCR för 19 respiratoriska virus och bakterier (med hjälp av BIOFIRE® Respiratory panel - upprepas inte om RP2.1-EZ görs tillgänglig) för att identifiera andra infektiösa bidragsgivare till attacken.

De andra nasofaryngeala borstarna plus sputumproppar kommer att ha RNA-stabiliserat och sedan fryst (2x i RNA-Protect och 1x flash-fryst).

Om tillräckligt med sputum produceras vid besök 1 kommer en sputumpropp att skickas för konventionell bakterieodling och upp till tre andra pluggar kommer att frysas (2x snabbfryst, 1x i 10 % glycerol). Urinprover kommer att frysas.

STATISTISKA ANALYSER

Beskrivande statistik kommer att genereras för det fullständiga urvalet och separeras av grupper (dvs. frekvenser och procentsatser för kategorisk, medelvärde och standardavvikelse (SD) för normalfördelat kontinuerligt, median- och interkvartilintervall för skevt kontinuerligt intervall). Variablernas normalitet kommer att bedömas visuellt med Q-Q-plottar och histogram.

Demografi kommer att jämföras mellan astmatiker och friska kontroller med oparade t-tester (Mann-Whitney) för kontinuerliga variabler och Chi-kvadrat (Fishers exakta test) för kategoriska variabler. Inga imputeringsmetoder är planerade för saknade data. Frekvenser och procentandelar av saknade kommer att presenteras, och listvis radering kommer att användas för berörda analyser.

Den primära analys som utförs hos astmatiker kommer att utvärdera förändringen i FEV1.

För att överväga påverkan av potentiellt förvirrande variabler kommer enkla och multipla linjära regressionsmodeller att skapas för båda oberoende variabler (eosinofiler i blod och FeNO). Förväxlande faktorer som beaktas är ålder, kön vid födseln, kroppsmassaindex, atopisk status, serum IgE, asiatisk ras, nasal polypos, rökhistoria, Charlson-index, behandlingsintensitet vid baslinjen, exacerbationshistorik under de senaste 12 månaderna och ACQ-5.

Endast confounders associerade (p<0,1) med FEV1 kommer att inkluderas i den slutliga multivariabla modellen. Modellantaganden (linjäritet, normalitet av residualer och homoskedasticitet) kommer att bedömas och modellerna kommer att justeras vid överträdelse.

Koefficienter kommer att presenteras med sina respektive transformationer och 95 % konfidensintervall.

Sekundära analyser kommer att omfatta:

• Förändring i andra spirometrivärden (FVC, FEV1/FVC)
• Förändring i symtompoäng (VAS-dyspnéklassificering, ACQ-5)
• Förändring i oscillometri (R5-20)

All statistik kommer att analyseras med ett dubbelsidigt α på 0,05 och, när flera inflammatoriska mediatorer testas, genom att kontrollera för en falsk upptäcktsfrekvens <0,05 [54]. Statistiska analyser kommer att utföras med SPSS (SPSS Inc, USA), RStudio 2021.09.01 build 372 (RStudio, USA) med R v4.1.2 (R Foundation) och GraphPad Prism (GraphPad Software, USA).

PROVSTORLEK OCH GENOMFÖRLIGHET

För den primära analysen (mål 1) måste 47 astmaanfall bedömas för att identifiera korrelationskoefficienter r≥0,40 med ett dubbelsidigt p-värde <0,05 och 80 % effekt. Detta konservativa tillvägagångssätt kommer att tillåta oss att minska förekomsten av överanpassning när vi överväger maximalt 5 oberoende variabler i den multivariabla modellen, enligt tumregeln om 10 observationer per prediktor.

De sekundära analyserna är utforskande.