Summary
Minimale erytheem dosis (MED) testen wordt gebruikt om doseringsschema's voor ultraviolette straling fototherapie vast te stellen. Het kan individuele variatie in inflammatoire respons beoordelen, maar mist methodologie voor het bereiken van reproduceerbare resultaten. Hier presenteren we een nauwkeurige implementatie van MED en demonstreren het vermogen om individuele variatie in inflammatoire respons vast te leggen.
Abstract
Minimale erytheem dosis (MED) testen wordt vaak gebruikt in klinische instellingen voor het bepalen van de kleinste hoeveelheid ultraviolette (UV) bestraling die nodig is om erytheem (inflammatoire roodheid) op het huidoppervlak te produceren. In deze context wordt de MED beschouwd als een belangrijke factor bij het bepalen van de aanvangsdoses voor UV-fototherapie voor veelvoorkomende huidaandoeningen zoals psoriasis en eczeem. In onderzoeksinstellingen heeft MED-testen ook potentieel om een krachtig hulpmiddel te zijn voor het beoordelen van binnen-en tussenpersonen variatie in ontstekingsreacties. MED-tests zijn echter niet op grote schaal goedgekeurd voor gebruik in onderzoeksinstellingen, waarschijnlijk als gevolg van een gebrek aan gepubliceerde richtlijnen, wat een barrière is voor het verkrijgen van reproduceerbare resultaten van deze test. Ook, protocollen en apparatuur voor het vaststellen van MED sterk variëren, waardoor het moeilijk om resultaten te vergelijken tussen laboratoria. Hier beschrijven we een nauwkeurige en reproduceerbare methode om oppervlakkige erytheem te induceren en te meten met behulp van nieuw ontworpen protocollen en methoden die gemakkelijk kunnen worden aangepast aan andere apparatuur en laboratorium omgevingen. De hier beschreven methode omvat Details over procedures waarmee extrapolatie van een gestandaardiseerd doseringsschema naar andere apparatuur mogelijk is, zodat dit protocol kan worden aangepast aan elke UV-stralingsbron.
Introduction
Minimale erytheem dosis (MED) testen is een door de FDA goedgekeurde procedure om de gevoeligheid van de huid voor straling meestal in het UVB-bereik te evalueren, hoewel de MED kan worden bepaald bij andere golflengten in de UV en zichtbaar spectrum1. Erytheem wordt gedefinieerd als oppervlakkige roodheid op het oppervlak van de huid, veroorzaakt door het doorgeven van capillairen (latere stadia van erytheem zijn beter bekend als zonnebrand). MED-testen zijn veelvuldig gebruikt in de dermatologie literatuur en klinische fototherapie-instellingen om de minimale hoeveelheid ultraviolette (UV) straling te identificeren die de kleinste eenheid van meetbare verandering in de roodheid van de huid zal produceren. MED-testen kunnen worden uitgevoerd met een in de handel verkrijgbare UV-lamp, gelijkwaardig aan wat wordt gebruikt in de meeste commerciële zonne-installaties.
MED-testen omvat continue verspreiding van UV-straling of licht van het zichtbare spectrum op het oppervlak van de huid voor een vooraf bepaalde tijdsduur, met doseringsschema's die voornamelijk afhankelijk zijn van pigmentatie van de huid en de intensiteit en het type straling . Deze procedure wordt vaak gebruikt in klinische instellingen om te bepalen doseringsschema's voor patiënten die UV-straling therapie voor huidaandoeningen zoals psoriasis en eczeem2,3. De basisprocedures voor het bepalen van de MED in klinische instellingen zijn elders beschreven4, en kunnen worden gebruikt om de totale dosering van UV-straling naar boven of naar beneden aan te passen, afhankelijk van de individuele variatie in de gevoeligheid van de huid.
Huidpigmentatie is misschien wel de belangrijkste onderwerpspecifieke variabele bij het uitvoeren en meten van de resultaten van de MED-procedure6. Dit komt omdat de duur van de UV-belichting die nodig is om de minimale erytheem respons op te roepen, hoofdzakelijk wordt bepaald door de lichtheid of duisternis van de huid van de deelnemer, zoals gedefinieerd door het Fitzpatrick-huidtype (FST) van de deelnemer. FST7 is een numeriek schema voor het classificeren van de huidskleur van de mens. De Fitzpatrick-schaal is een erkend hulpmiddel voor dermatologische onderzoek naar pigmentatie op de menselijke huid8,9, en classificeert de menselijke huid in een van de zes categorieën van de lichtste (FST I) tot de donkerste (FST VI).
Donkerdere FST-typologieën vereisen een langere UV-duur, daarom is nauwkeurige classificatie van FST belangrijk. Er is een uitgebreide literatuur over methoden voor een accurate beoordeling van FST, met behulp van een breed scala aan benaderingen, waaronder zelfrapportage, dermatoloog interview en op instrumentatie gebaseerde beoordeling. Er is aangetoond dat de waarnemings scores van FST zijn gecorreleerd met de huidige, maar niet natuurlijke huidskleur10, maar FST kan op subjectieve wijze worden bepaald11 met behulp van zelfrapportage via vragenlijst12 en/of objectieve beoordeling via Spectrofotometrie. Fitzpatrick typing by spectrophotometrie is in een aantal studies van10,13,14en15nauw verbonden met het zelf rapport van de deelnemer.
Ondanks het nut en wijdverbreid gebruik van MED-testen in klinische diensten, is deze procedure niet op grote schaal goedgekeurd in laboratorium instellingen voor het meten van individuele variatie in reactie op pro-inflammatoire stimulatie. Het doel van de hier uiteengezette methodologie is het bieden van technieken en stapsgewijze procedures die de nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van de MED-testprocedure vergroten, om toekomstig werk in laboratorium instellingen te vergemakkelijken, gericht op fijnkorrelige kwantificering van intra-individuele variabiliteit in ontstekings respons. We bieden verder representatieve resultaten die de mogelijkheden van dit gestandaardiseerde protocol illustreren om een nauwkeurige variatie van persoons-op-persoon in ontstekingen vast te leggen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle methoden die hieronder worden beschreven, waaronder het gebruik van menselijke vrijwilligers, zijn beoordeeld en goedgekeurd door de lokale institutionele beoordelings Raad (IRB), en zijn in overeenstemming met de verklaring van Helsinki en het verslag-Belmont. Alle deelnemers (N = 72) hebben geïnformeerde toestemming ondertekend zoals beschreven in het IRB-protocol. Inclusie/uitsluitingscriteria en procedures voor het staken van beëindiging zijn ontworpen om de veiligheid van de deelnemers te maximaliseren, en elke afwijking van deze procedures moet worden overwogen in het licht van de gevolgen ervan voor het risico en de verdraagbaarheid voor menselijke proefpersonen. In het kader van de hier gepresenteerde werkzaamheden beperkten de uitsluitingscriteria de deelname aan personen zonder persoonlijke of familiale geschiedenis van ontstekings omstandigheden of legale of illegale stoffen. De rechtvaardiging hiervoor is dat deze factoren van invloed kunnen zijn op de reacties op de MED-testprocedure.
1. selectie van deelnemers
- Gebruik de volgende Inclusiecriteria: 18-55 jaar oud; in goede algemene gezondheid zoals bepaald door medische symptoom Checklist (MSCL)5; kan begrijpen en communiceren over het lab veiligheidsprotocol gepresenteerd in het Engels; schriftelijke toestemming kunnen geven.
- Gebruik de volgende Uitsluitingscriteria: Fitzpatrick skin type I, zoals bepaald door zelf rapport; maakt regelmatig gebruik van commerciële Looi apparatuur; huid wonden of laesies op de geplande plaats van blootstelling; huidige huidkanker, of persoonlijke voorgeschiedenis van huidkanker; familiegeschiedenis van huidkanker; diabetes psoriasis of andere inflammatoire huidaandoening; perifere vaatziekten, perifere arteriële ziekte, ziekte van Raynaud, of elke andere gediagnosticeerde bloedsomloop aandoeningen; eventuele onvrijwillige motorische stoornissen; allergisch voor plakband; neemt geïnhaleerde steroïden voor astma (bijv., fluticason); neemt eventuele corticosteroïden; 2 of meer van de volgende (gediagnosticeerde hypertensie, hyperlipidemie, hoog cholesterol, rook sigaretten, familiegeschiedenis van coronaire of atherosclerotische ziekte (ouders/broers en zussen vóór de leeftijd van 55)); afhankelijkheid van werkzame stoffen-legaal of illegaal; mensen met substantie afhankelijkheid nieuw voor herstel (minder dan een jaar); gebruik van medicijnen die invloed hebben op de CNS functie, met inbegrip van psychotropen, opiaat medicatie of corticosteroïden, tijdens de laatste 3 maanden; alle voorgeschreven psychotrope medicijnen, momenteel of tijdens de laatste 3 maanden (deze omvatten medicijnen voor angst, depressie, of andere psychische problemen).
2. planning en voorbereiding van de MED
- Plan deelnemers voor twee afspraken: de eerste, de MED belichtings gebeurtenis (ongeveer 45 min), en de tweede, een follow-up om spectrofotometrie lezingen te verzamelen (ongeveer 10 min). Plan de follow-up afspraak voor 24 uur na de eerste afspraak.
- Voordat de deelnemers aankomen, lay-out en opzetten van essentiële apparatuur, waaronder twee dosis testen manchetten en veiligheidsuitrusting. Heb een verscheidenheid aan UV-beschermende kleding (zoals UV-beschermende sport mouwen, UV-beschermende handschoenen, lange mouw medische scrubs, UV-beschermende lakens en tape om de vellen te brengen) voor zowel de deelnemer als de onderzoeker om alle huid blootgesteld aan UV te dekken Straling.
- Kalibreer de spectrofotometer volgens de specificaties van de fabrikant. Doe dit voor elk onderwerp en elke sessie.
3. bepalen van het huid type Fitzpatrick (FST)
- Wanneer de deelnemer aankomt voor het MED-blootstellings evenement (Visit 1), identificeert u FST via zelf rapport of spectrofotometrie. Om de veiligheid van de deelnemers te maximaliseren, voert u geen MED-tests uit op deelnemers die als FST 1 zijn gecategoriseerd. Gebruik voor alle andere Fitzpatrick-huidtypen (2-6) de FST-Score om te bepalen welk blootstellings schema moet worden gebruikt.
4. manchet 1 toepassing
- Leg aan de deelnemer uit hoe MED testing werkt en vraag vragen alvorens verder te gaan.
- Voer in het algemeen de MED-procedure aan de binnenzijde van de niet-dominante onderarm uit.
- Plaats Cuff 1 (met alle diafragma bekledingen verwijderd) het vermijden van sproeten, mollen, littekens, haren (in de mate van het mogelijke), en eventuele bezuinigingen, kneuzingen of laesies op de huid. Verwijder alleen het beschermende wax-papier van de laterale (niet-centrale) delen van Cuff 1. Het is belangrijk dat het wax-papier van het centrale gedeelte van de manchet 1 niet wordt verwijderd, omdat de lijm een sterk potentieel heeft om de huid te irriteren wanneer deze na de uitgangswaarden wordt afgepeld, waardoor roodheid van de huid proximale aan de diafragma's wordt veroorzaakt.
-
Na het situeren van de Cuff 1 op de beoogde blootstellings plaats, plaatst u de monumenten met behulp van een permanente marker om ervoor te zorgen dat Cuff 2 op exact dezelfde locatie zal worden gelegen. Markeer de huid op vier punten buiten de vouwen van elk van de zijkleppen van manchet 1, de rechterbovenhoek, linksboven, rechtsonder en linksonder.
- Maak deze markeringen donker genoeg om ongeveer 24 uur te overleven, omdat ze ook zullen worden gebruikt om Cuff 3 op exact dezelfde locatie te plaatsen bij de follow-up afspraak 24 uur later.
5. Baseline reading: Cuff 1 toepassing
- Met behulp van een spectrofotometer die is gekalibreerd volgens de specificaties van de fabrikant, verkrijgt en registreert u metingen permanent bij elk van de zes geopende openingen in volgorde.
- Zorg ervoor dat de spectrofotometer het midden van de manchet openingen wordt geplaatst en Vermijd mollen, littekens of andere onvolkomenheden in de mate van het mogelijke.
- Alle "SCI"-waarden permanent vastleggen (L, A, B). Om consistente metingen met hetzelfde kalibratiepunt te garanderen, houdt u de spectrofotometer in de aan gedurende de duur van de med-procedure en schakelt u deze niet uit totdat de metingen na de blootstelling zijn voltooid.
- Na Baseline spectrophotometrie metingen zijn opgenomen, verwijder Cuff 1. Om deelnemer ongemak te minimaliseren, breng Medische lijm oplosmiddel aan de omtrek van de manchet 1 als het wordt afgepeld, die zal voorkomen dat pijnlijke verwijdering van haar op de arm.
6. pre-exposure lezing: Cuff 2 toepassing
- Na verwijdering van manchet 1, situeren Cuff 2 op dezelfde locatie met behulp van de bezienswaardigheden getrokken op de huid voor manchet 1. De volledige Kleef steun kan worden blootgesteld en aangebracht om ervoor te zorgen dat Cuff 2 voldoende is verzegeld om Kruis blootstelling tussen diafragma's te voorkomen als gevolg van onvoldoende hechting op de huid.
- Hebben zowel de deelnemer en de onderzoeker Don UV-beschermende kleding en veiligheidsaccessoires. De deelnemer, de technicus die de procedure bestuurt en alle andere partijen in de kamer moeten minimaal een UV-beschermende bril hebben. Technici moeten lange mouwen dragen of een UV-beschermende Sleeve gebruiken.
- Laat de technicus vóór het activeren van de lamp de deelnemer bijstaan in het bedekken van alle blootgestelde huid, inclusief de arm boven de pleister, de arm en pols onder de pleister, de hand en delen van de voor-of achterkant van de arm die aan de zijkanten van de pleister kunnen worden blootgesteld (UV- beschermende vellen en tape voor het aanbrengen van de vellen kunnen nuttig zijn voor deze). Bovendien willen sommige deelnemers die overhemden met open Halslijnen dragen, de UV-beschermende doek over hun nek en borst kunnen draperen als deze gebieden dicht bij de UV-bron zullen zijn.
- Verdeel een UV-beschermende doek onder de arm van de deelnemer (om de reflectie van het tafeloppervlak te verminderen).
7. MED-procedure: pre-exposure
Opmerking: De stralen van de lamp moeten loodrecht op de plaats van blootstelling staan. In het algemeen is de fysieke beweging van de lamp minder mogelijk dan verplaatsing of opstelling van de hoek van de deelnemers.
- Voordat u de lamp activeert, regelt u de arm van de deelnemer zodanig dat de UV-stralen van de lamp loodrecht staan op de hoek van de Cuff 2 op de arm van de deelnemer.
- Identificeer de juiste afstand tussen de lamp en Cuff 2 op de arm van de deelnemer. Plaats de sensor van de radiometer tegenover de UV-lamp parallel aan het oppervlak van de huid en zo dicht mogelijk bij de locatie van Cuff 2.
-
Bedek de deelnemers arm met een UV-Proof doek om blootstelling te voorkomen, en activeer kort de lamp om de afstand tot Cuff 2 aan te passen totdat de sensor van de radiometer 270 μW/cm2leest.
- Om deze meting te bereiken, past u de afstand tussen de lamp en het oppervlak van de huid aan tot de radiometer 270 μW/cm2 (± 10 μW) leest. Nadat de juiste afstand is bepaald, deactiveer de lamp.
Opmerking: Het is belangrijk om hier op te merken dat kleine verschillen in de hoek van de radiometer sterk van invloed zijn op de meting. Zo moet de hoek van de radiometer zo dicht mogelijk parallel aan het huidoppervlak zijn.
- Om deze meting te bereiken, past u de afstand tussen de lamp en het oppervlak van de huid aan tot de radiometer 270 μW/cm2 (± 10 μW) leest. Nadat de juiste afstand is bepaald, deactiveer de lamp.
- Maak tijdens de blootstellings sessie verdere aanpassingen in de afstand om drift in de locatie van de arm te voorkomen. Bevestig bij elke meting de afstand en pas zo nodig aan om de meetwaarden van de radiometer te handhaven bij ongeveer 270 μW/cm2 (± 10 μW).
8. MED-procedure: blootstelling
- Gebruik een stopwatch om het MED-schema te implementeren. Verwijder het eerste diafragma voordat u de UV-bron activeert. Activeer de bron en de stopwatch tegelijkertijd en verwijder elke diafragma afdekking op Cuff 2 volgens het schema dat hieronder is aangegeven, gebaseerd op FST.
- Noteer op het punt van verwijdering voor elk diafragma de meting van de radiometer wanneer de radiometer parallel aan het oppervlak van de huid wordt gehouden en naar de lamp is gericht. Als de afstand is veranderd, past u de afstand tot de lamp aan om ervoor te zorgen dat de radiometer opnieuw 270 (± 10) μW/cm2leest.
- Laat de technicus de arm van de deelnemer bewaken om een consistente positionering te garanderen. In het bijzonder, pas de arm als de arm roteert, zo veel deelnemers zullen de arm draaien als ze ontspannen. Na eventuele aanpassingen bevestigt u nogmaals dat de radiometer 270 μW/cm2 (± 10 μW) leest.
- Schakel de lamp op precieze tijd die is gespecificeerd door het doseringsschema in tabel 1. Schakel de stopwatch niet uit, omdat een extra reeks spectrofotometer aflezingen exact 7 minuten na het deactiveren van de lamp moet worden verzameld, zoals hieronder beschreven.
9.7 min. lezing na blootstelling
- Precies 7 minuten na de deactivering van de lamp, noteer de laatste spectrofotometer lezingen van elk diafragma in Cuff 2. Het doel bij het verzamelen van gegevens onmiddellijk na de blootstellings procedure is om eerst geen nadelige reactie op de UV-straling te bevestigen en ten tweede de initiële reacties te evalueren, die in sommige gevallen gering kunnen zijn, maar meetbaar afwijken van de uitgangswaarde ( vóór de belichting). Elke toename van roodheid na 7 minuten is waarschijnlijk een thermisch effect en geen erytheem.
Opmerking: Een bijwerking van blootstelling aan UV-straling na 7 minuten is waarschijnlijk gerelateerd aan de minimale urticariële dosis van zonne-urticaria, een verworven foto sensitiviteits stoornis. Foto sensitiviteits stoornissen worden beoordeeld voorafgaand aan de MED-procedure en proefpersonen met deze aandoeningen moeten worden uitgesloten. Als dit echter op enig moment tijdens het testen wordt waargenomen, moet het blootstellings protocol onmiddellijk worden gestaakt. - Na blootstelling aan UV-straling kan Cuff 2 bijzonder moeilijk te verwijderen zijn. Gebruik, indien nodig, een oplosmiddel van medische kwaliteit om het ongemak voordeel nemers tijdens het verwijderen van Cuff 2 te minimaliseren. Deelnemers met een bijzonder hirsute of anderszins gevoelige huid kunnen het nuttig vinden om olijfolie of op alcohol gebaseerde lijm remover toe te passen onder de rand van Cuff 2, omdat ze de pleister langzaam verwijderen. Na manchet 2 wordt verwijderd deelnemers kunnen resterende lijm op hun huid, die ook kan worden verwijderd met olijfolie of medische lijm oplosmiddel.
- Herinner de deelnemers vóór het vertrek van de blootstellings sessie de bezienswaardigheden niet te wassen en geen lotions toe te passen op de blootstellings plaats.
10. follow-up afspraak: Cuff 3 applicatie
- Kalibreer voordat de deelnemer arriveert de spectrofotometer volgens de specificaties van de fabrikant.
- Bereid Cuff 3 voor door alle diafragma bekledingen te verwijderen (het witte wax-papier op het centrale gedeelte van de pleister laten staan). Wanneer u Cuff 3 op de arm van de deelnemer plaatst, verwijdert u het witte wax-papier van de twee zijkleppen van de pleister. Gebruik de bezienswaardigheden op de onderarm van de deelnemer en plaats Cuff 3 op dezelfde locatie als de vorige twee patches.
- Neem een lezing op elk van de zes open diafragma's in volgorde. Inspecteer bovendien elk diafragma visueel en noteer of er in elk van de zes diafragma's een visueel bewijs van een erytheem reactie verschijnt (rode of roze huid geeft erytheem aan). Verwijder, na permanente meting van de spectrofotometer, de Cuff 3, indien nodig met oplosmiddel.
- Om het comfort en de veiligheid van de deelnemer verder te verbeteren, moet u 4-6 single-use Burn gel of Aloë Vera verstrekken en aan de deelnemer aangeven dat als de belichtings locatie jeukend of ongemakkelijk wordt, deze als een zonnebrand kan worden behandeld met deze of vergelijkbaar over de tegen producten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De timing schema weergegeven in tabel 1 is een schema van de nieuwe dosering die is berekend voor het vastleggen van de med, gemiddeld, op het middelpunt van de gebeurtenis van de blootstelling (dat wil zeggen, diafragma 3 of 4) voor elke FST. De basis voor het berekende schema is als volgt.
Uit voorafgaand werk is gebleken dat voor personen met FST 2 de mediane MED voor straling in het UVB-bereik 66,9 milliwatt (mW) per cm2, 77,429 MW/cm2 voor FST 3 en 85,0 voor FST 416is. Onder aanname van een constante UVB-energie van 270 μW/cm2, hebben we deze constante geëxpoleerd naar het temporale domein om het aantal seconden te bepalen dat nodig is om de med op het middelpunt van een bepaald doseringsschema voor elke FST te vangen op basis van deze mediaan Waarden. We hebben verder een groeiend schema opgenomen, zodat elk diafragma (2 tot 6) 25% meer energie ontvangt dan het voor het, vergelijkbaar in principe met het uitbreiden van de verhouding reeks die meestal wordt gebruikt in MED-tests. Hoewel er geen referentiebereiken bestaan voor de MED binnen FST 5 en 6, hebben we schema's voor deze huidtypen berekend door de verschillen tussen referentiebereiken van 2 tot en met 4 te extrapoleren om de constante te bepalen voor vermenigvuldiging van de uitbreidende tijdreeks tot een theoretisch correcte schatting van de benodigde energie om de MED in deze individuen te bereiken, indien aanwezig. Er moet ook worden opgemerkt dat voorafgaand werk heeft aangetoond dat statistisch significante verschillen in de MED alleen kunnen ontstaan bij de vergelijking van FST I tot FST IV20. Bijgevolg wordt in de context van de hier beschreven methoden statistisch significante verschillen tussen aaneengesloten FST-categorieën niet noodzakelijkerwijs verwacht.
Figuur 1 toont volledige gegevens voor een enkel, representatief onderwerp, uitgesplitst per beoordelingsperiode (vóór de belichting, 7 minuten na de blootstelling en 24 uur follow-up). Figuur 2 verschaft de volledige gegevens voor alle onderwerpen in deze studie, om een uitgebreid overzicht te geven van de individuele patronen en variatie die waarschijnlijk zullen worden aangetroffen. Figuur 3 geeft samenvattings statistieken die de geaggregeerde resultaten voor alle proefpersonen vertegenwoordigen, ter illustratie van de algemene variaties in elk diafragma. Onbewerkte gegevens van deze procedure kunnen worden gecorreleerd met andere variabelen van wetenschappelijk belang, afhankelijk van de context en de aard van onderzoekstoepassingen die nauwkeurige MED-tests gebruiken zoals hier beschreven.
| MED-schema voor elk Fitzpatrick-huid type (FST) | ||||
| FST 2 | FST 3 | FST 4 | ||
| Verwijder patch 2 | 1:22 | 1:38 | 1:55 | |
| Verwijder patch 3 | 3:05 | 3:42 | 4:19 | |
| Verwijder patch 4 | 5:13 | 6:16 | 7:19 | |
| Verwijder patch 5 | 7:54 | 9:29 | 11:03 | |
| Verwijder patch 6 | 11:14 | 13:29 | 15:44 | |
| Uitschakeling van de lamp | 15:25 | 18:31 | 21:36 | |
| 7m post-exposure | 22:25 | 25:31 | 28:36 | |
Tabel 1: berekend doseringsschema volgens FST. Eenheden vertegenwoordigen de duur van de blootstelling in min: s).
Figuur 1: representatieve resultaten voor één onderwerp. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 2: geaggregeerde resultaten voor 72 proefpersonen die een * verandering van baseline tot follow-up illustreren. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Figuur 3: kader resultaten samenvatting van variabiliteit voor 72 proefpersonen die een * verandering van baseline tot follow-up illustreren. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Nauwkeurige implementatie van MED-tests zoals hier beschreven, kan verschillende voordelen bieden ten opzichte van andere op Lab gebaseerde ontstekings uitdagingen die populair gebruik hebben bereikt. Bijvoorbeeld, zuig blister protocollen17,18,19 verhogen een vloeistof gevulde blister op de huid die vervolgens wordt aangezogen met een spuit om directe toegang tot de cytokine micro-omgeving te krijgen. Hoewel huid blaarvorming een bekend hulpmiddel is voor het bestuderen van huid immunologie en ontsteking20, en zeer effectief kan zijn voor het verkrijgen van toegang tot zeldzame populaties cellen en eiwitten21, vereisen dergelijke procedures gespecialiseerd personeel en zijn vaak buitensporig invasief en oncomfortabel voor algemeen gebruik in onderzoek onderwerpen en presenteren dus zowel ethische als praktische uitdagingen. Langs deze zelfde lijnen, oppervlakkige inflammatoire provocatie procedures zoals capsaïcine Cream-geïnduceerde vasodilatation zijn effectief in het stimuleren van cutane ontsteking, maar kwantificering van de gelokaliseerde inflammatoire respons (Flare) vertrouwt op handmatige tracering en menselijke rating die aan fouten kunnen worden onderworpen, waardoor de betrouwbaarheid van deze procedure in het laboratorium wordt verminderd.
In fototherapie-instellingen is het doel bij het bepalen van de MED voor UVB-fototherapie het berekenen van de individuele aanvangsdosis voor een UV-straling protocol. In het geval van de hier uiteengezette methoden, zoeken we niet naar de MED voor dit doel, maar in plaats daarvan een repliceerbaar methode voor het beoordelen van intra-individuele variatie in reacties op UV-straling. In soortgelijke zin moet ook worden opgemerkt dat de resultaten van deze procedure niet kunnen worden gebruikt bij de berekening van de erytheem drempel onder de zon, die in plaats daarvan een zonne Simulator nodig heeft en geen UV-lamp. Langs dezelfde lijnen is het belangrijk om de vorige status van looien en blootstelling aan zon op de testlocatie te beoordelen. In deze studie hebben we personen uitgesloten die consequent gebruik van commerciële Looi apparatuur rapporteerden. Deze factoren, indien niet verantwoord, kunnen de nauwkeurige bepaling van de foto typen van de huid verstoren.
We gebruikten een handheld spectrofotometer om objectief de baseline huidskleur te definiëren voorafgaand aan de blootstelling, en om variatie in huidskleur geïnduceerd door UV-straling te meten. Spectrofotometers zijn lichtgewicht, handheldapparaten die de tint of rood meten versus groen (a * schaal), lichtheid of zwart versus wit (L * schaal), en verzadiging of geel versus blauw (b * schaal). Vorig werk heeft aangetoond dat stijgingen in b * en dalingen in L * schaal componenten beter duiden op huid verduistering veroorzaakt door cumulatieve UV-blootstelling22, terwijl de a * schaal huid erytheem of roodheid (d.w.z. zonnebrand) meet. Hoewel de MED per definitie een toename van het zichtbare erytheem is, biedt het gebruik van spectrofotometrie een extra kwantitatieve metriek die een aanvulling vormt op de visuele inspectie van de blootstellings plaats. Het gebruik van spectrofotometrie voor het meten van erytheem vermindert tegelijkertijd het risico voor proefpersonen en verhoogt de nauwkeurigheid bij het meten van erytheem. Dit komt omdat de spectrofotometer veranderingen in roodheid van de huid met een aanzienlijk grotere nauwkeurigheid kan meten dan alleen visuele observatie. Het gebruik van instrumentatie zoals spectrofotometrie om oppervlakkige reacties op UV-straling te meten heeft dus het extra voordeel dat de hoeveelheid UV-straling die nodig is om een waarneembare verandering te produceren, wordt verminderd. Observationele waarderingen voor het meten van erytheem (meestal gedaan met een Likert-type visuele beoordelingsschaal)23 zijn zeer subjectief en beperken het nut van med-tests. In overeenstemming met eerdere werkzaamheden die MED-procedures voor klinische instellingen4hebben vastgesteld, rapporteren we de a *-metriek die rechtstreeks uit de spectrofotometer wordt weergegeven, wat een maat voor roodheid is. Het gebruik van spectrofotometrie (met name de a * factor) voor het meten van huid erytheem heeft een substantieel precedent in de wetenschappelijke literatuur4,14,24,25, en wordt beschouwd als meer nauwkeurig zijn dan alleen visuele beoordeling.
Het is ook noodzakelijk om een Radiometer te gebruiken die in staat is om microwatt per cm2 in het UVB-bereik te meten. Om de intensiteit van de UV-straling te bewaken en ervoor te zorgen dat de dosering consistent blijft tussen de proefpersonen, moet een real-time Radiometer onmiddellijk naast de huid blootstellingsplaats van het onderwerp worden geplaatst. Onder andere voordelen van het gebruik van de Radiometer (bijvoorbeeld bij het bewaken van lamp moeheid na verloop van tijd) zorgt radiometrie ervoor dat de afstand tussen de lamp en de huid een consistent resultaat oplevert tussen de proefpersonen. Dit biedt ook een extra mate van veiligheid voor onderwerpen, door ervoor te zorgen dat de bron nooit te dicht bij de huid wordt geplaatst, waardoor de UV-straling die op de huid wordt geprojecteerd, ook toeneemt. De experimenteerder moet de UV-intensiteit in real-time opnemen, of ten minste elke keer dat een diafragma in de doseer testpatch (cuff) wordt verwijderd, om de consistentie van dispertie over het gehele blootstellings voorval te bevestigen. Door ervoor te zorgen dat de intensiteit constant blijft, verhoogt de veiligheid verder door het voorkomen van een UV-dosis die groter is dan wat wordt beschreven in de doseringsschema's die hier worden gegeven.
De beoordeling van ontsteking gerelateerd aan erytheem en het nut ervan voor de studie van andere soorten ontstekingen blijft een onderwerp voor toekomstig onderzoek. Concreet moet het toekomstige werk de relatie onderzoeken tussen epitheliale responsen geïndexeerd door de hier beschreven MED-testprocedures en de biologische processen die deze produceren om de benodigde conceptuele en theoretische basis te bepalen voor verder onderzoek van deze links. Als zodanig, wij raden voorzichtigheid bij het gebruik van MED testen als een algemene marker van systemische ontsteking, en aanmoedigen verder werk met behulp van deze methode om sonde factoren die cellulaire reacties op UV-straling reguleren.
MED-testen zijn niet zonder Risico's. Er bestaat een risico om deelnemers te bestuderen dat de blootstellings plaats jeukend of ongemakkelijk kan worden in de volgende 24-48 h. deelnemers kunnen het gevoel van warmte op de site ervaren, en het is mogelijk dat de huid kan schillen of pijnlijk worden, zoals in het geval van een zonnebrand. Er kunnen verschillende stappen worden ondernomen om de kans op dit resultaat te minimaliseren. Ten eerste moet voor het uitvoeren van de MED-procedure FST worden uitgevoerd om te bepalen hoe lang de deelnemer aan de UV-straling zal worden blootgesteld. In gevallen waarin het huidtype Fitzpatrick onduidelijk is of niet kan worden bepaald, raden we aan geen MED-testen uit te voeren. In gevallen waarin onenigheid bestaat tussen de door zichzelf gerapporteerde FST of door waarnemer bepaalde FST, is de standaardinstelling voor de lagere FST die een lagere dosis UV-straling zal meebrengen. Ook, in gevallen waar de onderwerpen FST is ik (lichtste mogelijke huid) raden wij tegen het uitvoeren van de procedure, omdat in dit geval onderwerpen kunnen benaderen de MED binnen 6-8 min, wat betekent dat overdosering kan iets waarschijnlijker worden. MED-tests mogen niet worden uitgevoerd als de meetwaarden van de radiometer niet beschikbaar zijn (bijvoorbeeld vanwege een defect in de apparatuur). Voorafgaand aan het verlaten van het lab na de UV-blootstellings procedure, moeten deelnemers de mogelijkheid krijgen om over-the counter remedies zoals Aloë-pakketten mee te nemen, en moet worden verteld om de plaats van blootstelling nauwlettend te bewaken voor de volgende 48 h. deelnemers moeten worden verteld dat als elk ongemak doet zich voor, ze kunnen de Aloë zo nodig toepassen, of hun eigen over-the-counter remedies kopen. Deze Risico's koppelen ook aan bepaalde ethische overwegingen die moeten worden geëvalueerd voordat de onderneming MED test. Zo moeten de Risico's die gepaard gaat met overdosering en andere onbedoelde gevolgen duidelijk worden vermeld in het document met geïnformeerde toestemming. Evenzo moet duidelijk worden gesteld dat, terwijl MED-tests wijdverbreid worden gebruikt, de gevolgen op de lange termijn, wat ze ook mogen zijn, niet volledig worden begrepen.
De representatieve resultaten die hier worden gepresenteerd, moeten worden overwogen in het licht van de studie beperkingen. Ten eerste hebben we alleen maar de mogelijkheid getoond om nauwkeurig MED-testen te laten zien om de variabiliteit van de proefpersonen in deze studie vast te leggen, en er zal toekomstig werk nodig zijn om de betrouwbaarheid van deze procedure met test hertesten te onderzoeken. Ten tweede hebben we gegevens verzameld van FST 2 tot en met 5, en we presenteren hier geen gegevens op FST 6 (donkerste huid), omdat voorafgaand werk heeft aangetoond dat individuen met een zeer donkere huid meestal geen bewijs van erytheem vertonen in reactie op UV-straling. Toekomstige werkzaamheden zullen nodig zijn om de resultaten van ons berekende doseringsschema voor FST 6 toe te passen en kritisch te evalueren. Personen met een lichtere huid (FST I en II) kunnen ook baat hebben bij een langere follow-upperiode, aangezien personen met een lichtere huid bewijs kunnen vertonen van de MED na 48 h. ten derde, rapporteren we gegevens die zijn geëxtraheerd uit het gebied van de niet-dominante onderarm, wat een handige en minder invasieve locatie voor de evaluatie van de soorten inflammatoire reacties van wetenschappelijke belangstelling in dit onderzoek. Dit contrasteert echter met vele andere studies die MED-responsen evalueren in gebieden van het lichaam die minder blootgesteld zijn aan natuurlijk licht, zoals de rug en billen. De keuze van de onderarm als hoofdsite van spectrophotometrie opname was voornamelijk om redenen van gemak, als het verzamelen van gegevens uit gevoelige persoonlijke gebieden zoals dit kan leiden tot onnodig ongemak of verlegenheid aan onderwerpen. Gebieden die doorgaans door kleding worden afgeschermd, kunnen echter een betere optie zijn voor het meten van erytheem vrij van de invloed van eerdere blootstelling aan de zon, en toekomstige werkzaamheden zouden deze vraag kunnen overwegen door de resultaten van deze procedure op een relatief verschillende fysieke locaties op het lichaam. Ook moet worden opgemerkt dat de hier beschreven procedures niet bedoeld zijn om de MED voor fototherapie-instellingen vast te stellen, noch dat deze procedures moeten worden gebruikt voor fotobiologisch onderzoek zoals de bepaling van de zonbeschermingsfactor (SPF) voor commerciële Sunblock. Ook, hoewel we in staat waren om nauwe toleranties in stralings dosering van ± 10 μW per cm2te bereiken, moet toekomstig werk het nut van het stabiliseren van de fysieke opstelling van de UV-Radiometer beoordelen, die in onze aanpak handmatig wordt vastgehouden. Hoewel niet noodzakelijkerwijs een beperking, selecteerden we 7 minuten na de blootstelling als een semi-arbitrair follow-uppunt, om te beoordelen of er onmiddellijk veranderingen hebben plaatsgevonden, hoewel deze veranderingen niet gerelateerd zijn aan erytheem, en in plaats daarvan betrekking kunnen hebben op gelokaliseerde verwarmings-of andere niet-gerelateerde reacties. Een andere mogelijke beperking zijn de kosten van instrumentatie, met name de spectrofotometer. Tot slot merken we op dat het grote aantal uitsluitingscriteria de generalizability kan beperken.
Mogelijke toepassingen van precisie-MED-testen strekken zich uit tot elke onderzoeksinstelling waarbij kwantificering van systemische inflammatoire respons bij de mens nodig is. In het bijzonder kan deze methode vooral relevant zijn voor het gebied van psychoneuroimmunologie, dat de interface onderzoekt tussen psychologische, neurobiologische en lifestyle factoren (stress, dieet, hormonale status, angst en depressie) die verband houden met immuunresponsen inclusief systemische ontsteking. Toekomstige werkzaamheden kunnen ook het nut van het aanpassen van bepaalde fysieke configuraties van de hier beschreven MED-testprocedures onderzoeken. Zo kan aanpassing van de afstand van het oppervlak van de huid tot de UV-straling handmatig worden gedaan (zoals hier het geval was) of, als alternatief, real-time metingen van de radiometer kunnen worden gebruikt om de belichtingstijd aan te passen. De invloed van de follow-upduur kan ook worden geëvalueerd, om systematisch individuele verschillen in de tijd tot piek MED te onderzoeken, en er kunnen tevens langere follow-upperioden worden toegevoegd om de intra-individuele variatie in de hersteltijd te evalueren. Ook moet worden opgemerkt dat de hier beschreven methoden bestaan in een bredere context van wereldwijde normen voor testmethoden voor zonwering, cosmetica en zonne beschermingsfactor (SPF) (bijvoorbeeld ISO 24444). De hier gepresenteerde methoden zijn niet bedoeld om te worden gebruikt in deze contexten, noch moeten ze worden toegepast voor de bepaling van MED in fototherapie-instellingen of SPF ratings zoals beschreven door de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA). De normen voor SPF-tests zijn gebaseerd op individuele MED en zijn niet geschikt voor intra-individuele evaluaties zoals hier beschreven. Ten slotte moet in de toekomst ook rekening worden gehouden met de duur van de follow-upperiode. In de huidige studie werden de meeste proefpersonen geëvalueerd bij of in de buurt van 24 h post blootstelling, met enkele zeldzame uitzonderingen als gevolg van variatie in schema's en onderwerpbeschikbaarheid (nooit meer dan 48 h post blootstelling). De invloed van de follow-upduur kan ook worden geëvalueerd, om systematisch individuele verschillen in de tijd tot piek MED te onderzoeken, en er kunnen tevens langere follow-upperioden worden toegevoegd om de intra-individuele variatie in de hersteltijd te evalueren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs van deze studie verklaren geen belangenconflicten, financieel of anderszins.
Acknowledgments
Dit werk werd gesteund door een subsidie van het Virginia Tech College of Science Discovery Fund.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 6-aperture dose testing patch (“Cuff”) | Daavlin | ||
| Medical grade adhesive solvent | |||
| Non-reflective UV proof cloth | |||
| Radiometer | SolarLight | Model 6.2 UVB Meter | |
| Single use aloe or burn gel | |||
| Spectrophotometer | Konika-Minolta | CM-2600D | |
| Stopwatch | |||
| UV lamp – Fiji Sun | Sperti | Emission spectrum 280 nm-400 nm, approximately 25% UVB | |
| UV-proof safety glasses (2 pair) | |||
| UV-proof sleeve | |||
| White cotton gloves (2 pair) |
References
- Magnus, I. A. Dermatological Photobiology: Clinical and Experimental Aspects. Blackwell Scientific Publications. , J. B. Lippincott. (1976).
- Grundmann-Kollmann, M., et al. Phototherapy for atopic eczema with narrow-band UVB. Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (6), Pt 1 995-997 (1999).
- Honigsmann, H.
- Heckman, C. J., et al. Minimal Erythema Dose (MED) testing. Journal of Visualized Experiments. (75), e50175 (2013).
- Kroenke, K., et al. Physical symptoms in primary care. Predictors of psychiatric disorders and functional impairment. Archives of Family Medicine. 3 (9), 774-779 (1994).
- Coelho, S. G., et al. Non-invasive diffuse reflectance measurements of cutaneous melanin content can predict human sensitivity to ultraviolet radiation. Experimental Dermatology. 22 (4), 266-271 (2013).
- Fitzpatrick, T. B. The validity and practicality of sun-reactive skin types I through VI. Archives of Dermatology. 124 (6), 869-871 (1988).
- Matts, P. J., Dykes, P. J., Marks, R.
- Eilers, S., et al. Accuracy of self-report in assessing Fitzpatrick skin phototypes I through VI. JAMA Dermatology. 149 (11), 1289-1294 (2013).
- Daniel, L. C., Heckman, C. J., Kloss, J. D., Manne, S. L. Comparing alternative methods of measuring skin color and damage. Cancer Causes, Control. 20 (3), 313-321 (2009).
- Ravnbak, M. H., Philipsen, P. A., Wulf, H. C. The minimal melanogenesis dose/minimal erythema dose ratio declines with increasing skin pigmentation using solar simulator and narrowband ultraviolet B exposure. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 26 (3), 133-137 (2010).
- Miller, S. A., et al. Evidence for a new paradigm for ultraviolet exposure: a universal schedule that is skin phototype independent. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 28 (4), 187-195 (2012).
- Pershing, L. K., et al. Reflectance spectrophotometer: The dermatologists' sphygmomanometer for skin phototyping. Journal of Investigative Dermatology. 128 (7), 1633-1640 (2008).
- Kollias, N., Baqer, A., Sadiq, I. Minimum Erythema Dose Determination in Individuals of Skin Type-V and Type-Vi with Diffuse-Reflectance Spectroscopy. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 10 (6), 249-254 (1994).
- Treesirichod, A., Chansakulporn, S., Wattanapan, P. Correlation Between Skin Color Evaluation by Skin Color Scale Chart and Narrowband Reflectance Spectrophotometer. Indian Journal of Dermatology. 59 (4), 339-342 (2014).
- Gambichler, T., et al. Reference limits for erythema-effective UV doses. Photochemistry and Photobiology. 82 (4), 1097-1102 (2006).
- Kool, J., et al. Suction blister fluid as potential body fluid for biomarker proteins. Proteomics. 7 (20), 3638-3650 (2007).
- Clark, K. E., Lopez, H., Abdi, B. A., et al. Multiplex cytokine analysis of dermal interstitial blister fluid defines local disease mechanisms in systemic sclerosis. Arthritis Research & Therapy. 17, 73 (2015).
- Rosenkranz, M. A., et al. A comparison of mindfulness-based stress reduction and an active control in modulation of neurogenic inflammation. Brain Behavior and Immunity. 27 (1), 174-184 (2013).
- Smith, T. J., Wilson, M. A., Young, A. J., Montain, S. J. A suction blister model reliably assesses skin barrier restoration and immune response. Journal of Immunological Methods. 417, 124-130 (2015).
- Holm, L. L., et al. A Suction Blister Protocol to Study Human T-cell Recall Responses In Vivo. Journal of Visualized Experiments. (138), 57554 (2018).
- Seitz, J. C., Whitmore, C. G. Measurement of erythema and tanning responses in human skin using a tri-stimulus colorimeter. Dermatologica. 177 (2), 70-75 (1988).
- Henriksen, M., Na, R., Agren, M. S., Wulf, H. C. Minimal erythema dose after multiple UV exposures depends on pre-exposure skin pigmentation. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 20 (4), 163-169 (2004).
- Stamatas, G. N., Zmudzka, B. Z., Kollias, N., Beer, J. Z. In vivo measurement of skin erythema and pigmentation: new means of implementation of diffuse reflectance spectroscopy with a commercial instrument. British Journal of Dermatology. 159 (3), 683-690 (2008).
- Latreille, J., et al. Influence of skin colour on the detection of cutaneous erythema and tanning phenomena using reflectance spectrophotometry. Skin Research and Technology. 13 (3), 236-241 (2007).
