钴胺素状态与一氧化二氮的相互作用与老年人术后认知变化的关系

学习规划：

• 对计划在全身麻醉下进行择期手术的老年患者进行的双盲、随机研究。
• 医疗、钴胺素相关和人口统计信息；
• 钴胺素相关代谢状态的血液检测和 4 种相关突变的基因分型；
• 术前心理神经学评估；
• 随机接受含一氧化二氮 (N2O) 的标准麻醉方案或不含 N2O 的相同方案；
• 收集术中和围手术期数据；
• 术后 2-3 小时测试谵妄。
• 2 周和 4 周后重复所有术前研究。
• 异常认知状态持续 4 周的患者接受钴胺素，并在 3 个月时重新测试。

纳入标准：

• 年龄 >60 岁；
• 预计全身麻醉持续时间 >1 小时；
• 良好的英语理解能力。

排除标准：

• 涉及大脑、头颈部血液供应或心脏的手术；
• 痴呆症、精神病或脑部疾病；
• 使用 N2O 的禁忌症；
• ASA 1 级或 2 级以外的临床状态；
• 支气管痉挛或阻塞性肺病；
• 过去 6 个月的 N2O 暴露；
• 过去6个月注射过钴胺素；
• RBC 平均红细胞体积 >95 fl；
• 肌酐 >1.8 毫克/分升。
• 感觉异常、手脚麻木、步态和平衡问题、记忆和思维问题的病史或证据。

如果术前认知测试产生可疑结果（两个或多个不相关的测试结果 > 标准差低于正常平均值的 1.5 倍），则立即进行审查以决定将患者排除在研究之外。

所有研究人员和测试人员都不知道 N2O 暴露（麻醉师除外）和钴胺素状态。

受试者数量：我们的统计学家进行的统计功效分析预测需要 386 名受试者才能达到 80% 的功效，I 类错误为 0.05。 根据可能的 15% 受试者流失率，计划有 444 个受试者。

患者信息问卷包括：

• 人口统计信息;
• 相关病史；
• 钴胺素相关病史；
• 排除因素。

随机化：

• 计算机生成的数字系统；
• 仅在手术前告知麻醉师。

麻醉方案：

• 两种有效、常用的麻醉方案之一；
• 应用标准 ASA 监测器、氧气分析仪和二氧化碳分析仪。
• N2O 和非 N2O 组均使用芬太尼 (2-5 µg/kg) 和丙泊酚 (1-3 mg/kg) 诱导全身麻醉，这样可以适当滴定到所需的终点而不会产生不良反应。 顺式阿曲库铵 (0.15 mg/kg) 用于肌肉松弛。
• 然后使用 40% 氧气/60% N2O（N2O 研究组）或 40% 空气中氧气（非 N2O 组）维持麻醉，两个研究组均使用地氟醚，滴定至麻醉深度。 芬太尼 (1 µg/kg/hr) 在两组中都用作主要麻醉剂，直到手术即将结束；
• 插管后，监测通气可维持正常呼吸和充足氧合。 通过规定的标准方法维持体温、血压和心率。
• 手术结束时，停用地氟醚和 N2O（或在另一个研究组中，停用地氟醚和 O2/室内空气），药物拮抗残留的神经肌肉阻滞，给予多拉司琼预防恶心和呕吐，并提供术后镇痛根据需要使用阿片类药物。
• 该协议允许随时进行临床指示的修改。
• 所有上述确保麻醉管理不受影响，允许包含 N2O（相对于室内空气）是两个手臂之间的唯一区别，并且不使用除 N2O 之外已知影响钴胺素的任何药物。

术中数据收集：

• 暴露于 N2O 的持续时间；
• 所有麻醉剂的剂量；
• 实际进行的手术；
• 氧饱和度，持续监测；
• 呼气末二氧化碳；
• 呼气末地氟醚；
• 失血和输血；
• 麻醉苏醒时的温度和最低温度；
• 围手术期血压范围；
• 出现出现谵妄；
• 不良术后事件；
• 术后需要用药。

钴胺素状态和相关测试的血液测试：

• 血清钴胺素和叶酸水平；
• PI 实验室 1 小时内分离的 EDTA 抗凝血浆免疫测定同型半胱氨酸；
• 气相色谱-质谱法测定血清甲基丙二酸（MMA）；
• 血浆代谢物（甲硫氨酸、谷胱甘肽、S-腺苷甲硫氨酸、S-腺苷同型半胱氨酸、半胱氨酸和半胱氨酰甘氨酸；见下文）；
• 血清肌酐、全血细胞计数和血涂片。

如果同时满足以下标准，则可诊断为亚临床钴胺素缺乏症：

• 以下 3 种异常中的两种或多种：低钴胺素、高同型半胱氨酸或高 MMA 水平。 所有调查人员都对这些调查结果视而不见，无需采取任何行动。
• 排除临床明显的钴胺素缺乏症。 研究人员在手术前总是知道这一点，如果呈阳性，则允许立即将患者排除在研究之外。

同型半胱氨酸和甲硫氨酸代谢物的测定：

• 血浆在静脉穿刺后 15 分钟内分离，在冰上保存直至离心，并在 -80°C 下分装保存。
• 未解冻的等分试样用干冰运送到阿肯色大学，使用带库仑检测的 HPLC 进行测定。
• 由于一些代谢物受肾脏状态影响，因此对肌酐进行了调整。
• 分析的重点是与 (a) 彼此相关的代谢物结果； (b) 原始钴胺素状态； (c) 叶酸水平； (d) N2O 暴露，与原始钴胺素状态和基因多态性有关； (e) 基因多态性（包括组合）的存在； (f) 认知功能障碍的出现与无。 检查整个随访期间的纵向代谢变化。

基因多态性分析：

• 从术前血样中提取 DNA，纯化后的 DNA 保存在-80°C。
• MTHFR 的 677C-T 和 1298A-C 突变由标准技术确定；
• 使用 HaeIII 识别甲硫氨酸合酶 2756A-G (D919G) 突变，使用 NdeI 识别 MTRR 66A-G (I22M) 突变。
• 分析将考虑纯合子突变状态和产生受损酶活性的组合杂合性、不同酶的组合突变以及等位基因频率。
• 研究分析集中于以下问题：(a) 代谢或临床 N2O 效应是否因基因型而异？ (b) 多态性是否影响亚临床钴胺素缺乏症的出现？ (c) 每个突变如何影响代谢物变化？

认知功能和抑郁测试：

• 由训练有素的测试人员在安静的办公室完成；
• 进行需要 1.5 小时的集中神经心理学测试。

• 测试评估：

  • 注意力/注意力：(a) 节奏序列加法测试，需要积极的注意力和快速的信息处理； (b) California Computerized Assessment Package 衡量对注意力和决策制定敏感的表现。
  • 认知灵活性通过字母数字排序进行测试，这是 Wechsler Adult Intelligence Scale-III 的一个子测试。
  • 记忆和学习通过加州语言学习测试 2 进行测试。
  • 抑郁症是用贝克抑郁量表评估的。

所有测试都在 48 小时内进行评分，并由神经心理学家进行审查，他们都不知道患者的状况。 期望所有措施在三届政府中表现出一定的“实践（熟悉）效果”，并进行适当的调整和分析。

如果在术前评估中四个测试类别中的两个测试类别中的任何测试结果比正常平均值低 >1.5 SD，则立即审查是否可能被排除在研究之外。 在 2 次单独测试中，术后测试结果的正常平均值下降 >1.5 x SD 也引起了 PI 和安全监测员的注意，以决定钴胺素治疗。

术后 2-3 小时通过简易精神状态检查和 CAM-ICU 测试对谵妄进行评估。 分析中考虑了药物、缺氧和感染等潜在混杂因素。

超过 4 周的长期随访是在那些认知功能（包括抑郁测试）在 4 周测试时比术前明显更差的患者中进行的。 任何测试的下降等于该测试的正常平均值的 1 个 SD 用作决策基准。

数据分析：

• 主要问题是亚临床缺陷患者在 N2O 暴露后是否表现出比无缺陷患者更大的神经心理损害。 对这些差异的分析包括对分配到非 N2O 组的缺陷患者和非缺陷患者进行比较。 通过调整相关变量来解决混杂因素。
• 统计学家在整个研究过程中持续进行所有分析和咨询。 分析前，对连续变量进行对数变换。 单变量分析，然后是选定的多变量分析，包括麻醉暴露的持续时间、术前和术后代谢缺陷的水平以及并存疾病。 Bonferroni 调整用于适当的多重比较。 多元逻辑回归用于评估异常结果的显着独立预测因子。
• 将在 3.5 年后使用 0.005 的 alpha 进行中期分析。
• 代谢和遗传发现的分析将通过单变量分析进行，然后进行多变量分析以确定突变的影响。

对受试者的风险：

• 所有受试者都在全身麻醉下进行有临床指征的择期手术。 他们的参与不会影响他们手术管理的任何方面。 在他们的临床管理中，唯一与研究相关的变化是随机分配到从几乎相同的标准麻醉方案中省略或包含 N2O。
• 唯一的其他操作是在手术前几天和术后 3-4 次进行血液采样和神经心理学测试（基因测试除外，它们只进行一次）。
• 与研究相关的医疗信息收集在 HIPAA 规定的所有方面都受到保密保护。
• 与非参与者相比，参与者的钴胺素/N2O 相关风险实际上更小。 针对与该研究相关的小风险的几层保护措施包括与钴胺素相关的评估，该评估在 N2O 麻醉前不会以其他方式常规进行，以识别处于 N2O 已知风险中的患者；继续监测术后钴胺素状态的变化和显着的认知能力下降；对可能受影响的患者进行钴胺素治疗干预；制定数据安全监控计划并配备独立的安全监控器；研究结果的中期分析。

安全监控：

• 认知测试功能障碍的术前发现将患者排除在暴露于任何风险之前的研究之外。
• 在两项不相关的认知功能测量中，术后下降超过正常平均值的 1.5 x SD 会立即引起 PI、合作的神经心理学家和不参与我们研究的独立科学家-临床医生的注意。