Artykuł metodologiczny

Ocena objawów u pacjentów z alergicznym nieżytem nosa przy użyciu komory do ekspozycji na alergeny

4.2K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/64801

⸱

3 marca 2023

 ,  , 
1Department of Clinical Immunology, Wroclaw Medical University, 2ALL-MED Medical Research Institute

W tym artykule

Podsumowanie

Przedstawiono protokół przeprowadzania wyzwania w komorze do ekspozycji na alergeny (AEC). Udowodniono, że AEC są bezpiecznymi i skutecznymi narzędziami do wywoływania objawów alergicznych lub jako punkt końcowy w testowaniu skuteczności immunoterapii alergenowej ze względu na ich zdolność do utrzymywania stabilnych stężeń cząstek i warunków środowiskowych.

Streszczenie

Komory do ekspozycji na alergeny (AEC) to obiekty kliniczne, które pozwalają na narażenie uczestników na alergizujące i niealergizujące cząstki unoszące się w powietrzu. Zapewniają stabilne stężenia cząstek w kontrolowanych warunkach środowiskowych. Ma to ogromne znaczenie zarówno dla celów diagnostycznych, jak i dla monitorowania efektów leczenia.

Tutaj przedstawiono protokół i techniczne warunki do przeprowadzenia bezpiecznego i skutecznego prowokacji alergenami u osób uczulonych na alergeny unoszące się w powietrzu (np. roztocza kurzu domowego [HDM]) w ALL-MED AEC. Dzięki tej metodzie wywołanie objawów alergicznych odpowiada naturalnej ekspozycji. Może to być wykorzystane do diagnozy alergii lub jako prawdopodobny punkt końcowy w badaniach klinicznych, szczególnie w immunoterapii alergenowej (AIT). W komorze musi być utrzymywane kontrolowane środowisko (temperatura, wilgotność i dwutlenek węgla [CO2 ]). Cząsteczki alergenów muszą być równomiernie rozproszone w AEC na stabilnych poziomach przez cały czas trwania wyzwania. Do tej prezentacji włączono pacjentów z alergicznym nieżytem nosa (AR) wrażliwym na alergeny HDM. Objawy AR oceniano za pomocą następujących parametrów: całkowita ocena objawów nosowych (TNSS), rynometria akustyczna (ARM), szczytowy przepływ wdechowy z nosa (PNIF) i masa wydzieliny z nosa. Bezpieczeństwo zabiegu oceniano na podstawie szczytowego natężenia przepływu wydechowego (PEFR) i natężonej objętości wydechowej w pierwszej sekundzie (FEV1). U osób z alergią objawy wystąpiły w ciągu 120 minut od badania. Średnio najbardziej nasilone objawy pojawiały się po 60-90 minutach i po osiągnięciu plateau utrzymywały się na stałym poziomie do końca badania.

Wprowadzenie

Alergie przenoszone drogą powietrzną stają się coraz większym problemem społecznym. Właściwa diagnoza, ocena skuteczności immunoterapii swoistej dla alergenów (AIT) oraz zrozumienie farmakoterapii są kluczowymi punktami w rozwiązaniu tego problemu. Standaryzacja tych procedur wymaga jednak stabilnych stężeń alergenów, stabilnych warunków środowiskowych (np. wilgotności i temperatury) oraz zdolności do wywoływania objawów alergicznych w powtarzalny sposób. Komory do ekspozycji na alergeny (AEC) zapewniają stabilne warunki środowiskowe, niezależne od czynników zewnętrznych, a stężenie rozproszonych cząstek alergenów jest dobrze kontrolowane i stabilne podczas wyzwań w AEC1,2.

Test prowokacyjny z alergenem jest podstawą do diagnozowania alergii przenoszonych drogą powietrzną, ponieważ dostarcza bezpośrednich dowodów na kliniczne znaczenie konkretnego alergenu dla objawów i nasilenia choroby alergicznej. Klasyczna diagnostyka alergiczna obejmuje prowokacje nosowe, spojówkowe i oskrzelowe3,4,5. Jednak test prowokacyjny z alergenem w AEC wydaje się być najbardziej zbliżony do naturalnej ekspozycji na alergen6.

To badanie ma na celu przedstawienie bezpiecznej i skutecznej metody prowokowania uczestników z różnymi alergenami unoszącymi się w powietrzu w AEC, aby wywołać znaczące objawy alergiczne odpowiadające naturalnej ekspozycji. Metoda ta jest odpowiednia do indukcji patologicznych cech chorób układu oddechowego, w tym alergicznego nieżytu nosa i astmy, jako punktu końcowego w testach skuteczności AIT i może przyczynić się do przyspieszenia rozwoju klinicznego leczenia farmakologicznego2,3,7,8,9,10.

Na świecie istnieje ponad tuzin AEC11. Jednak AEC nie są ze sobą porównywalne, ponieważ są indywidualnie zaprojektowane, wykorzystują różne rodzaje alergenów (np. roztocza kurzu domowego [HDM], pyłki brzozy, pyłki traw, koty, pyłki ambrozji lub pyłki cedru japońskiego) i mają różne systemy pomiaru rozmieszczonych cząstek12,13,14,15,16,17,18,19. W związku z tym każde AEC powinno być zatwierdzone pod kątem indywidualnych alergenów. Walidacja AEC zapewnia, że właściwe stężenie alergenu jest bezpieczne, a objawy są wywoływane u pacjentów. ALL-MED AEC jest zatwierdzony pod kątem alergenów HDM20.

ALL-MED AEC znajduje się w Instytucie Medycznym Badawczym we Wrocławiu, Polska. Obiekt może komfortowo pomieścić 15-20 osób podczas jednej próby. Obiekt składa się z pomieszczenia o powierzchni 12m2, do którego prowadzi śluza powietrzna, aby zapobiec przedostawaniu się do niego cząsteczek ze środowiska zewnętrznego. Wyposażenie (siedzenia, ściany itp.) składa się z nieprzywieralnych, dostępnych powierzchni, które można myć, takich jak ekoskóra, plastik i metal. Krzesła są ruchome, co pozwala na różne ustawienia. Okno podglądu i komunikacja mikrofonowa pozwalają na ciągłe monitorowanie badanych (Rysunek 1). Nagromadzenie cząstek jest mierzone za pomocą laserowego licznika cząstek (LPC). Cząstki można podzielić na różne zakresy, w tym 0-20 μm, 20-50 μm i 50-100 μm, a wyniki są podawane w cząstkach na metr sześcienny (p/m3) w określonej jednostce czasu (np. co minutę). Obok AEC znajdują się dwa pomieszczenia pomocnicze, w których pacjenci przechodzą badania przed wejściem do komory. Sprzęt ratowniczy składa się z defibrylatora i innych urządzeń do resuscytacji znajdujących się w obiekcie. Podczas każdego wyzwania obecnych jest co najmniej dwóch pracowników służby zdrowia, w tym lekarz.

Protokół

Ten artykuł przedstawia protokół, który jest zgodny z wytycznymi Komisji Bioetycznej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Wszyscy uczestnicy posiadali zdolność do czynności prawnych i wyrazili pisemną świadomą zgodę na udział w badaniu. Poinformowano ich również, że mają możliwość wycofania się w dowolnym momencie bez podania przyczyny.

1. Czyszczenie AEC

UWAGA: Sprzątanie można wykonać wcześniej niż w dniu eksperymentu.

  1. Odkurz wszystkie powierzchnie, w tym meble i podłogę, za pomocą wysokowydajnego odkurzacza z filtrem cząstek stałych (HEPA).
  2. Wyczyść wszystkie zmywalne powierzchnie chusteczką nawilżającą, w tym meble, ściany, okna i podłogę.
  3. Włączyć sprężarkę, która cyrkuluje powietrze przez system AEC (kanał doprowadzający alergeny).
  4. Włącz wentylatory podłogowe i sufitowe, aby napływające powietrze było regularnie mieszane w turbulentnych warunkach.
  5. Przedmuchać kanał doprowadzający alergeny czystym powietrzem przez 30 min, ustawiając "długość wtrysku" i "przerwę między wstrzyknięciami" stacji sterującej podajnika na ich maksymalne wartości.
  6. Sprawdź zanieczyszczenie alergenem, monitorując liczbę cząstek na laserowym liczniku cząstek (LPC)21.
    1. W menu głównym naciśnij Konfiguracja | Próbka. Użyj następujących parametrów: próbka przez 1 min, 000 cykli, 0 min opóźnienia, przytrzymaj przez 0 min i jednostki metrów sześciennych (m3).
      UWAGA: LPC natychmiast rozpocznie zliczanie cząstek, a następnie zlicza cząstki przez 1 minutę bez przerwy między każdym pomiarem. LPC będzie mierzyć próbki do momentu ręcznego zatrzymania, a następnie obliczy cząstki na metr sześcienny (p/m3).
    2. W menu głównym naciśnij Konfiguracja | Cząstki. Zaznacz wszystkie opcje.
      UWAGA: LPC zmierzy wszystkie cząstki do 100 μm (pełny zakres).
    3. Odczytaj wynik w programie komputerowym (np. LMS Express 7).
      UWAGA: Kabina jest czysta, gdy liczba cząstek na metr sześcienny (p/m3) jest mniejsza niż 50 p/m3, a cząstki znajdują się w zakresie 0-100 μm przez co najmniej 10 minut.

2. Obsługa AEC

UWAGA: Atmosfera w kabinie musi być regularnie monitorowana przez inżyniera, który ustala, że parametry są stałe podczas próby. Parametry powinny być ustabilizowane przed wejściem uczestników.

  1. środowisko
  2. Włącz sprężarkę, która cyrkuluje powietrze w całym AEC.
    1. Ustaw temperaturę na 21 °C ± 0.5 °C w systemie kontroli temperatury (tabela materiałów).
      UWAGA: W razie potrzeby temperatura może wahać się od 18°C do 27°C.
    2. Włącz wentylatory wirowe podłogi i sufitu.
    3. Włączyć nawilżacz na stacji sterującej podajnika (Tabela materiałów).
    4. Ustaw wymianę powietrza na godzinę (ACH) w zakresie od 5 do 20, ustawiając pokrętło "dopływ powietrza" na stacji sterującej podajnika w pozycji od 40% do 100%. Zmierz wilgotność względną i stężenie CO2 za pomocą miernika jakości powietrza.
      UWAGA: Świeże powietrze zewnętrzne jest zasysane przez filtry HEPA. Kontroluj wilgotność względną (zwykle od 40% do 58%) i stężenie dwutlenku węgla (CO2) (poniżej 900 części na milion [ppm]). Dostosuj ACH tak, aby zarówno wilgotność, jak i CO2 mieściły się w normalnym zakresie. Wilgotność i wartości CO2 są bardzo wrażliwe na liczbę uczestników.
  3. Wytwarzanie i zliczanie cząstek
    UWAGA: Stosowane są standaryzowane i liofilizowane ekstrakty alergenowe. Cząstki są wtryskiwane do kanału doprowadzającego powietrze i wdmuchiwane do AEC przez podajnik sterowany komputerowo. Stężenie cząstek można regulować w zakresie od 500/m3 do 10 000/m3. Jednorodny, stabilny przestrzennie rozkład cząstek uzyskuje się poprzez turbulentne mieszanie, aby zapewnić, że cząsteczki alergenu krążą, a nie opadają i gromadzą się na podłodze.
    1. Ustaw LPC tak, aby zliczał cząstki przez 1 minutę (powtórz krok 1.6.1).
    2. Ustaw wartość monitorowanych cząstek w zakresie 0-20 μm. W menu głównym naciśnij Konfiguracja | Cząstki. Zaznacz "5, 10, 20 μm". LPC zmierzy wszystkie cząstki w zakresie 0-20 μm.
      UWAGA: Cząstki można podzielić na zakresy, w tym 0-20 μm, 20-50 μm i 50-100 μm, jeśli jest to konieczne do monitorowania innego alergenu.
    3. Umieść alergen w karmniku. Ustaw "długość wtrysku" na 100 ms (zakres 10-200 ms), a "przerwę między wtryskami" na 1,5 min (zakres 0,3-3,0 min) na stacji sterującej podajnika.
      UWAGA: Do walidacji ALL-MED AEC użyto wysuszonych, oczyszczonych ciał roztoczy Dermatophagoides pteronyssinus (Dp) (Tabela materiałów) do prowokacji HMD, a 5,000 p/m 3 było optymalnym stężeniem20.
    4. Monitorować liczbę cząstek (p/m3). Oba parametry dostosowuj na bieżąco, zmieniając ich wartości.
  4. Po zakończeniu każdej próby pobierz wszystkie zmierzone dane (p/m3, stężenie CO2 ) z komputera na dysk zewnętrzny. Przeanalizuj dane (Rysunek 2).

3. Środki bezpieczeństwa

  1. Przetestuj uczestników testem PCR na obecność wirusa koronawirusa zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2) 36-24 godziny przed wejściem do AEC. Na wejście do AEC.
    mogą wejść tylko uczestnicy z ujemnym wynikiem testu PCR UWAGA: Ten krok nie jest obowiązkowy i zależy od lokalnych ograniczeń związanych z chorobą koronawirusową 2019 (COVID-19). Pacjenci przebywający w kabinie nie noszą maseczek ochronnych.

4. Badanie w kabinie i kliniczne punkty końcowe

UWAGA: Kryteria włączenia i wykluczenia, a także charakterystyki uczestników, patrz Tabela Uzupełniająca 1. Uczestnicy byli narażeni na alergeny HDM w stężeniu 5,000 p/m3 przez czas 120 minut, zgodnie z walidacją ALL-MED AEC20.

  1. Przed badaniami należy zdezynfekować ręce uczestników, ponieważ elementy urządzenia, których dotykają, mogą być źródłem transmisji infekcji. Zalecenie to jest niezbędne, zwłaszcza w czasie epidemii choroby wirusowej lub pandemii.
  2. Stale monitoruj stan uczestników przez okno podglądu i bądź w kontakcie głosowym przez system mikrofonowy (Tabela Materiałów).
  3. Przed wejściem uczestnika do AEC należy poprosić o założenie jednorazowego kombinezonu z kapturem (Tabela Materiałów) w celu ochrony przed infiltracją cząstek niealergizujących i potencjalnym zanieczyszczeniem odzieży.
  4. Zanim uczestnik wejdzie do AEC, należy dostarczyć mu pudełko zawierające wszystkie niezbędne jednorazowe końcówki do użycia podczas badania: końcówkę do spirometrii i zatyczkę do nosa, jednorazową maskę na wdech przepływu, końcówkę przepływomierza szczytowego (PFM), końcówki ARM, pilot zdalnego sterowania do kwestionariusza, jedną paczkę chusteczek do nosa oraz plastikową torbę do wydzieliny z nosa.
  5. Wykonaj kliniczne punkty końcowe, wykonując poniższe czynności. Powtórz testy ARM, PNIF, PERF i FEV1 przed eksperymentem i po 60 minutach i 120 minutach. Upewnij się, że uczestnicy wypełniają ankietę TNSS co 30 minut (Rysunek 3). Dla wygody uczestnika testy należy wykonywać indywidualnie w pomieszczeniu obok AEC.
    UWAGA: Aby testy były skuteczne, poproś uczestników, aby wchodzili do kabiny w odstępach 10-minutowych. W rezultacie, pomiary dla każdego pacjenta będą wykonywane w różnym czasie rzeczywistym, a każdy pacjent spędzi łącznie 120 minut w AEC. Przesunięcie czasowe pozwala również pracownikom na pomoc i interakcję z uczestnikami podczas procesu testowania. W sumie AEC działa przez około 210 minut.
    1. Wydzielina z nosa (parametr obiektywny)
      UWAGA: Uczestnicy powinni posiadać identyczne opakowania chusteczek higienicznych i toreb foliowych. Jest to konieczne w celu porównania mas.
      1. Poinstruuj uczestników, aby umieścili zużyte chusteczki w plastikowej torbie. Po zakończeniu 2-godzinnego wyzwania poproś uczestników, aby umieścili również niewykorzystane chusteczki w tej samej torbie. W razie potrzeby zapewnij dodatkowe chusteczki i plastikowe torby.
      2. Zbierz wszystkie worki po zakończeniu próby. Określ wagę wydzieliny z nosa, ważąc zużyte chusteczki w plastikowych torebkach. Odejmij wagę nieużywanych chusteczek i plastikowych toreb od każdego pomiaru, aby uzyskać wagę wydzieliny z nosa (Rysunek 4A).
    2. Badanie objawów nosowych (ocena subiektywna)
      1. Wyświetl pytania ankiety na ekranie telewizora.
      2. Poproś pacjenta o samoocenę przed wyzwaniem i co 30 minut w jego trakcie, wybierając liczbę na pilocie, która odpowiada nasileniu każdego objawu (pytania). Oceń objawy ze strony nosa na podstawie ankiety Total Nosal Symptom Score (TNSS) (Tabela 1).
      3. Wyślij uczestnikowi wiadomość e-mail z kwestionariuszem TNSS. Poproś ich, aby wypełnili kwestionariusz w domu po 4 godzinach i 24 godzinach od wyzwania i odesłali wyniki.
      4. Po zakończeniu wyzwania pobierz odpowiedzi i oblicz łączny wynik dla każdej ankiety (Rysunek 4B).
    3. Rynometria akustyczna (ARM) (parametr obiektywny)
      UWAGA: Aby obliczyć różnice w minimalnym polu przekroju poprzecznego (MCA), wszystkie pomiary jednego uczestnika muszą być zapisane w jednym pliku. W przeciwnym razie analiza nie będzie możliwa.
      1. Wykonaj test trzy razy: przed wyzwaniem, 60 minut po wyzwaniu i 120 minut po wyzwaniu.
      2. Przyłóż odpowiednią końcówkę głowicy rynomierza do nozdrza (niebieska dla lewego nozdrza). Sprawdź, czy jest szczelny. Poproś uczestnika, aby wstrzymał oddech na 3 sekundy, a następnie rozpoczął program.
        UWAGA: W przypadku niejasnego wyniku powtórz test.
      3. Powtórz dla drugiego nozdrza z odpowiednią końcówką (czerwona dla prawego nozdrza).
      4. Po zakończeniu wyzwania oblicz MCA (Rysunek 4C).
    4. Szczytowy przepływ wdechowy przez nos (PNIF) (parametr obiektywny)
      UWAGA: PNIF bezpośrednio mierzy przepływ powietrza przez nos podczas maksymalnego wdechu i określa stopień niedrożności nosa.
      1. Wykonaj test trzy razy: przed wyzwaniem, 60 minut po wyzwaniu i 120 minut po wyzwaniu.
      2. Poproś uczestnika, aby głęboko opróżnił płuca. Następnie umieść jednorazową maskę przepływomierza wdechowego połączoną z przepływomierzem na ich twarzy i poinstruuj ich, aby wdychali powietrze przez nos do maksimum (Rysunek 4D).
      3. Upewnij się, że przepływomierz wdechowy znajduje się w pozycji poziomej przez cały czas trwania testu. Zapisz średnią z najlepszego z trzech pomiarów.
    5. Szczytowe natężenie przepływu wydechowego PEFR (parametr bezpieczeństwa)
      UWAGA: PEFR jest wiarygodnym wskaźnikiem adekwatności wentylacji, a także utrudnień w przepływie powietrza.
      1. Wykonaj test trzy razy: przed wyzwaniem, 60 minut po wyzwaniu i 120 minut po wyzwaniu.
      2. Poproś uczestnika, aby wziął jak najgłębszy oddech, objął ustami jednorazową końcówkę do pomiaru przepływu szczytowego i szybko i mocno wydychał powietrze (Rysunek 4E).
      3. Zapisz średnią z najlepszego z trzech pomiarów.
      4. Po zakończeniu wyzwania przekaż uczestnikowi PFM. Poproś ich, aby wykonali test w domu po 4 godzinach i 24 godzinach od wyzwania i odesłali wyniki.
    6. Spirometria (parametr bezpieczeństwa płuca)
      UWAGA: Spirometria jest wykonywana zgodnie ze standardami Europejskiego Towarzystwa Chorób Układu Oddechowego (ERS)22 w celu oceny bezpieczeństwa i monitorowania ewentualnej niedrożności oskrzeli23.
      1. Wykonaj test trzy razy: przed wyzwaniem, 60 minut po wyzwaniu i 120 minut po wyzwaniu.
      2. Przed pomiarem ustaw parametry na spirometrze dla każdego uczestnika: płeć, wiek, wagę i wzrost.
      3. Poproś uczestnika, aby usiadł i założył zatyczkę do nosa. Następnie poproś uczestnika, aby położył usta na jednorazowej końcówce spirometru i oddychał spokojnie i ostrożnie.
      4. Poproś uczestnika, aby bez zbędnej zwłoki wziął głęboki oddech i wziął mocny wydech, który można przerwać tylko wtedy, gdy spirometr da sygnał. Powtórz 3 razy.
      5. Po zbadaniu wszystkich uczestników pobierz wyniki i zapisz natężoną objętość wydechową w pierwszej sekundzie (FEV1) (Rysunek 4F).
  6. Jeśli samopoczucie uczestnika lub parametry bezpieczeństwa ulegną drastycznemu pogorszeniu podczas prowokacji alergenowej, należy natychmiast przerwać test.
  7. Zadbaj o bezpieczeństwo i wygodę uczestników po opuszczeniu placówki AEC, zapewniając im leki ratunkowe (jeśli są potrzebne).
  8. Przeprowadź rozmowy kontrolne dotyczące bezpieczeństwa z każdym uczestnikiem 24 godziny po wyzwaniu.

Wyniki

Środowisko AEC monitorowano przez cały czas trwania badania pod kątem liczby alergenów (p/m3), temperatury, wilgotności oraz stężenia CO2 (Rysunek 2). Stwierdzono, że poziomy alergenów HDM były stabilne (Rysunek 2A). Dodatkowo przedstawiono próbę, w której nie rozprowadzano alergenów, z cząsteczkami w zakresie 0-20 µm i maksymalną liczbą cząsteczek wynoszącą 50 p/m3 (Rysunek 2A). Odnotowano napływ cząsteczek pochodzących od uczestników wchodzących do AEC, co skutkowało wartością około 100 p/m3 dla 15 uczestników w porównaniu do pustej komory. W konsekwencji wartości mierzone przez LPC podczas próby obejmowały stężenie docelowe wraz z napływem wynoszącym około 100 p/m3.

Dane sparowane porównano za pomocą testu U Manna-Whitneya. W przypadku wszystkich testów za istotne statystycznie uznano wartości przy p < 0,05. Obliczenia statystyczne wykonano, a wykresy wygenerowano przy użyciu programu graficznego.

Do badania włączono dwie grupy, aby wykazać różnicę między wynikami dodatnimi a ujemnymi: ośmiu osobników z alergią na HDM z objawami alergicznego nieżytu nosa (AR) oraz siedmiu zdrowych uczestników kontrolnych (HC) bez alergii. Tabela uzupełniająca 1 przedstawia kryteria włączenia i wyłączenia, a także charakterystykę uczestników. Uczestnicy zostali poddani ekspozycji na HDM w stężeniu 5,000 p/m3 przez 120 min, zgodnie z walidacją ALL-MED AEC20.

Wszyscy uczestnicy zostali poddani następującym badaniom (ARM, PNIF, PERF, spirometria), wypełnili kwestionariusze TNSS, a ich wydzielina z nosa została zebrana. Wartości TNSS oraz masa wydzieliny z nosa były znacznie wyższe u osób z AR w porównaniu z grupą HC (Rysunek 4A,B). Wartości TNSS osiągnęły szczyt po 60 min ekspozycji, a następnie ustabilizowały się na stałym poziomie (p < 0,0001). Dodatkowo masa wydzieliny z nosa była znacznie wyższa w grupie AR (p < 0,0001). W badaniu akustycznej rynometrii odnotowano upośledzenie drożności dróg oddechowych. Wartość MCA uległa znacznemu zmniejszeniu po pierwszym pomiarze w 60 min przy porównaniu grupy AR z grupą HC. Od tego momentu aż do końca próby wartości pozostawały stabilne (p < 0,001). Było to zgodne z pomiarami PNIF, dla których zaobserwowano znaczną redukcję przy tych samych stężeniach (p < 0,01) (Rysunek 4C,D).

Wartości FEV1 oraz PEFR mierzono podczas próby AEC (Rycina 4E,F). Dodatkowo uczestnicy mierzyli PEFR w domu w 4. i 24. godzinie po próbie, a następnie przesłali wyniki pocztą. Wartości mieściły się w normie i pozostawały stabilne podczas próby oraz do 24 h po jej zakończeniu. Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic między osobami z AR a zdrowymi ochotnikami (HC), co sugeruje, że ekspozycja na alergen HDM nie wpłynęła na funkcję płuc w żadnej z grup.

Układ przepływu powietrza dla badania dyspersji aerozolu; schemat przedstawia dopływ powietrza, wyciąg, LPC i stół sterowania.
Rycina 1: Schematyczny układ AEC. Uczestnicy wchodzą przez śluzę powietrzną. Cząsteczki są rozprowadzane przez system kanałów wentylacyjnych za pomocą sterowanego komputerowo podajnika. Warunki w AEC (stężenie cząsteczek, stężenie CO2, wilgotność i temperatura) są stale monitorowane przez LPC. Uczestnicy są nadzorowani przez okno i połączenie głosowe. Skróty: AEC = komora ekspozycji na alergeny (allergen exposure chamber); CO2 = dwutlenek węgla; LPC = laserowy licznik cząsteczek. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Równowaga statyczna; stężenie alergenu, wilgotność, CO₂; wykresy analizy danych, 200 min ekspozycji.
Rysunek 2Reprezentatywne wyniki stabilności środowiska w AEC podczas badania. (A) Oceńiono stężenie cząstek, które okazało się mieścić się w zakresie 0-20 µm przez LPC. Wartość docelowa dla stężenia alergenów HDM wynosiła 5 000 p/m3Dla porównania przedstawiono próbę, w której nie zastosowano alergenu.B) wilgotność, (C) CO2 stężenie, oraz (D) oraz temperaturę. Skróty: °C = stopni Celsjusza; CO2 = dwutlenek węgla; HDM = roztocze domowe; LPC = laserowy licznik cząstek; m = metr; min = minuta/minuty; p = cząstki; ppm = części na milion. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Schemat protokołu ekspozycji na alergeny; pomiary FEV₁, PEFR, TNSS w czasie 120 min.
Rysunek 3: Lista testów do przeprowadzenia podczas próby AEC, z zaznaczonymi punktami czasowymi (dla każdego uczestnika). Aby zapewnić terminowe wykonanie poszczególnych testów, uczestnicy powinni wchodzić do AEC co 10 min. W rezultacie test dla każdego uczestnika będzie przeprowadzany w innym czasie rzeczywistym. Ponadto przesunięcie czasowe pozwala personelowi pomagać uczestnikom podczas badań. Skróty: AEC = komora ekspozycji na alergeny; ARM = akustyczna rynometria; FEV1 = natężona objętość wydechowa w pierwszej sekundzie; PEFR = szczytowy przepływ wydechowy; PNIF = szczytowy nosowy przepływ wdechowy; TNSS = całkowita ocena objawów nosowych. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Zmiany funkcji nosa i dróg oddechowych; wydzielina z nosa, wykresy objawów; wynik akustycznej rynometrii.
Figura 4: Reprezentatywne wyniki różnych parametrów końcowych podczas próby w AEC u pacjentów z AR (słupki czerwone) i zdrowych kontroli HC (słupki niebieskie). Osoby z alergią wywołaną przez HDM (z AR) oraz HC, obejmujące odpowiednio ośmiu i siedmiu uczestników, zostały poddane działaniu stężenia alergenu HDM wynoszącego 5,000 p/m3 w AEC. Oceńiono: (A) masę wydzieliny z nosa, (B) objawy nosowe, (C) MCA w rynometrii akustycznej, (D) PNIF, (E) PEFR oraz (F) FEV1. Wyniki przedstawiono jako pojedyncze powtórzenia wraz z wartością średnią. Skróty: AEC = komora ekspozycji na alergeny; AR = alergiczny nieżyt nosa; FEV1 = wymuszona pojemność wydechowa w pierwszej sekundzie; HC = zdrowe kontrole; HDM = roztocza kurzu domowego; g = gram(y); MCA = minimalna powierzchnia przekroju; p = cząstki; PEFR = szczytowy przepływ wydechowy; PNIF = szczytowy wdechowy przepływ przez nos; TNSS = całkowita punktacja objawów nosowych. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.

objawpytanie wyświetlone na ekranie telewizoraWynik TNSS dla każdego objawu
wyciek z nosaOceń nasilenie wycieku z nosa w tej chwili0 = brak (objaw całkowicie nieobecny)
niedrożność nosaOceń nasilenie zatkania nosa w tej chwili1 = łagodny (objaw występuje, ale nie jest uciążliwy)
kichanieOceń natężenie kichania w tej chwili2 = umiarkowany (objaw uciążliwy, lecz znośny)
świąd nosaProszę ocenić nasilenie świądu w obrębie nosa w tej chwili.3 = ciężki (objaw trudny do zniesienia, maksymalne nasilenie)
łącznie od 0 do 12 punktów

Tabela 1: Objawy i metoda punktacji dla TNSS. Uczestnicy wykorzystali system ocen do ewaluacji czterech objawów. Wyniki badania przedstawiono jako jedną wartość – całkowitą liczbę punktów za cztery pytania w danym czasie (przed badaniem oraz co 30 min w trakcie badania). Skrót: TNSS = całkowita ocena objawów nosa.

Tabela uzupełniająca 1: Kryteria włączenia i wykluczenia z badania oraz charakterystyka uczestników zakwalifikowanych do badania. Osiem pacjentów z objawami AR wywołanymi przez HDM oraz siedmiu pacjentów bez objawów (HCs). Skróty: AR = allergic rhinitis (alergiczny nieżyt nosa); Df = Dermatophagoides farinae; Dp = Dermatophagoides pteronyssinus; F = kobieta; HC = zdrowa grupa kontrolna; HDM = roztocza kurzu domowego; kU/L = kilo jednostek/litr; M = mężczyzna; md = średnica średnia; sIgE = swoista immunoglobulina E; SPT = testy skórne (skin prick test). Prosimy kliknąć tutaj, aby pobrać ten plik.

Dyskusja

Na całym świecie działa ograniczona liczba obiektów AEC. W tych obiektach przetestowano różne alergeny, z których najczęstsze to pyłek ambrozji, pyłek brzozy, pyłek trawy, pyłek cedru japońskiego i HDM. AEC nie są klasyfikowane jako produkty lecznicze (zgodnie z dyrektywą 2001/83/WE) ani wyroby medyczne (zgodnie z dyrektywą 93/42/EWG w sprawie wyrobów medycznych)24. Działania niepożądane są uważane za możliwe narzędzie do pomiaru pierwszorzędowych punktów końcowych w badaniach ustalających dawkę zgodnie z wytycznymi Europejskiej Agencji Leków (EMA) dotyczącymi opracowywania produktów AIT25,26.

Krytyczne kroki w protokole
Niezbędne jest zapewnienie stabilnych i odpowiednio wysokich stężeń alergenów przez cały czas trwania badania w AEC. Badania pokazują, że u pacjentów z AR nie rozwijają się objawy alergiczne przy niskich stężeniach alergenów20. Nawet umiarkowane stężenie alergenów nie wywołuje istotnych objawów27. Bardzo wysokie stężenia mogą powodować ciężkie reakcje, takie jak zwężenie oskrzeli. Dlatego optymalne i zrównoważone stężenia alergenów są kluczem do udanego badania. Ze względu na to, że AEC różnią się między sobą (jak opisano we wprowadzeniu), każdy zastosowany alergen powinien zostać zwalidowany. ALL-MED AEC jest zwalidowany pod kątem alergenu HDM. Stwierdzono, że optymalnym punktem końcowym oceny objawów było 120 min, ponieważ objawy osiągały plateau po 60-90 min. Optymalny czas prowokacji i stężenie alergenu zostały wybrane na podstawie prowokacji z różnymi stężeniami HMD w różnym czasie20. Warto zauważyć, że po prowokacji alergenem mogą wystąpić ostre objawy, zwłaszcza zaostrzenie astmy.

Zgodnie z protokołem, uczestnicy wypełniają ankiety TNSS w pięciu punktach czasowych podczas badania. Ważne jest, aby nie widzieli swoich poprzednich odpowiedzi, aby uniknąć autosugestii. W związku z tym, jeśli kwestionariusze są wypełniane w formie papierowej, wypełnione kwestionariusze powinny zostać zebrane niezwłocznie.

Modyfikacje i rozwiązywanie problemów z metodą
W zależności od objawu, który ma być obserwowany podczas prowokacji, można stosować różne kliniczne punkty końcowe (np. całkowita ocena objawów ocznych [TOSS] do oceny zapalenia błony śluzowej nosa i spojówek lub ocena objawów pozanosowych [NNSS] do oceny układu oddechowego).

Rynomanometria może być stosowana jako alternatywa dla rynometrii akustycznej. Obie metody służą do obiektywnego badania drożności nosa. Rinomanometria jest standardowym badaniem jamy nosowej. Umożliwia obiektywną ocenę drożności przewodów nosowych poprzez pomiar oporu w jamie nosowej podczas wdechu i wydechu. Rinometria akustyczna to badanie objętości jam nosowych. Drożność jamy nosowej ocenia się za pomocą fali ultradźwiękowej. Brak jest dostępnych danych na temat tego, która metoda jest dokładniejsza w przypadku wyzwań AEC28,29.

Pobranie płynu z nosa z pojedynczej gąbki piankowej i określone pomiary poziomu IgA1, IgA2, IgG, IgG, IgG4 i IgE stanowią dodatkowe testy, które można wykonać podczas prowokacji AEC30,31. Można również pobrać jednojądrzaste komórki surowicy i krwi obwodowej (PBMC) w celu dalszego określenia mechanizmów molekularnych AIT.

Pacjentom nie wolno stosować leków, które mogą wpływać na wystąpienie objawów alergicznych. Najważniejszymi klasami, wraz z minimalnym czasem między ostatnią dawką a prowokacją AEC, są leki przeciwhistaminowe (7 dni), kortykosteroidy wziewne i (lub) donosowe (14 dni); kromolina wziewna i/lub donosowa (14 dni) oraz kortykosteroidy ogólnoustrojowe i (lub) astemizol (30 dni)18.

Ograniczenia metody
Test prowokacyjny AEC jest droższy niż testy prowokacji bezpośredniej (nosowej, spojówkowej i oskrzelowej), co oznacza, że nie jest stosowany w codziennej praktyce. AEC różnią się pod względem źródeł alergenu, pomiaru rozmieszczonych cząstek oraz czasu próby, co bardzo utrudnia porównywanie badań. W przypadku stosowania alergenów HDM w AEC zastosowano różne źródła materiałów: Der p 1 i Der f 1, materiał kałowy Dp zawierający głównie Der p1 o z góry określonym stosunku 20:1 Der p 1 do Der p 232, alergen HDM SQ 503 z ciała i kał zawierający Der p 1 i Der p 233, i ekstrakty Dp. W ALL-MED AEC użyto wysuszonych i oczyszczonych ciał roztoczy Dp, w tym Der p 1 i Der p 220. W związku z tym w przyszłości należy wprowadzić ujednolicone standardy, aby można było porównywać wyniki między AEC.

Znaczenie metody w odniesieniu do istniejących/alternatywnych metod
AEC są bardzo przydatną, ale niedostatecznie reprezentowaną metodą in vivo w diagnostyce alergii. Dodatkowo, jako punkt końcowy oceny badań klinicznych, AEC wykazują znaczną wyższość nad klasycznymi ocenami "w terenie". Interesujące jest zbadanie korelacji między różnymi klinicznymi punktami końcowymi, w szczególności podobieństwa subiektywnych parametrów ocenianych przez pacjentów (TNSS) i obiektywnych pomiarów (rynometria akustyczna, PNIF, wydzielina z nosa) zebranych przez badacza, jako pierwszy krok w walidacji wyników AEC w porównaniu z wynikami uzyskanymi w warunkach "terenowych".

Przyszłe zastosowania lub kierunki metody
AEC oferują możliwą metodę stratyfikacji pacjentów na tych, którzy potencjalnie reagują i tych, którzy nie reagują na leczenie. Metoda ta jest bardzo obiecująca dla przyspieszenia rozwoju klinicznego zarówno w farmakoterapii, jak i immunoterapii chorób alergicznych34. W związku z tym AEC były jednym z kluczowych obszarów zainteresowania w ostatnich latach. AEC mogą być przydatne w badaniach długoterminowych, gdy nie jest możliwa ocena naturalnej ekspozycji ze względu na niską liczbę alergenów.

Oświadczenia

Marek Jutel informuje o opłatach osobistych od ALK-Abello, Allergopharma, Stallergenes, Anergis, Allergy Therapeutics, Leti, HAL, GSK, Novartis, Teva, Takeda i Chiesi. Pozostali autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Publikacja została przygotowana w ramach projektu finansowanego ze środków przyznanych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach programu "Regionalna Inicjatywa Doskonałości" na lata 2019-2022, numer projektu 016/RID/2018/19, kwota dofinansowania 11 998 121,30 zł, oraz z subwencji SUBVENT. A020.21.018 Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu, Polska.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Komora ekspozycji na alergeny (AEC)wykonana na zamówienie---z kanałem doprowadzającym powietrze (z filtrami HEPA) i alergenem wdmuchiwanym do AEC przez sterowany komputerowo podajnik
Rynometr akustyczny GM Instruments (Irvine, Wielka Brytania)A1 kliniczny/ badawczyz plastikowymi końcówkami wielokrotnego użytku, wyprofilowany dla prawego i lewego nozdrza
Nawilżacz powietrzaOhyamaSHM120D
Miernik jakości powietrzaAZ InstrumentGreen Eye VZ 7798termometr, wilgotności i CO2
Klimatyzacja Zakres temperatur DeLonghiCKP 20EB18 - 25 ° C
Sufit  wentylatoryArgos Wentylator sufitowy Manhattan - 432/8317
Stacja zasilająca sterowana komputerowo Wykonane na zamówienie---z kontrolą "długości wtrysku", "przerwy między wtryskami", " dopływ powietrza"
Kombinezony jednorazowe VWR (Radnor, Pensylwania, Stany Zjednoczone)z bluzami z kapturem Wentylatory
podłogoweAEGTVL 5537, kolumna
Program do tworzenia wykresówGraphPad Software Inc.Graph Pad Prism, v. 9.4.0
Roztocza kurzu domowego (HDM)Allergopharma (Reinbek, Niemcy)na zamówieniesuszone, oczyszczone Dermatophagoides pteronyssinus (Dp) ciała roztoczy, przechowywane w temperaturze 4 ° C do czasu użycia
Przepływomierz wdechowy Clement Clarke International Ltd. (Harlow, Wielka Brytania)przenośny przepływomierz wdechowyz jednorazową maską (rozmiar M), mierzący przepływ wdechowy w zakresie 30 - 370 l/min
Laserowy licznik cząstek (LPC)Lighthouse Worldwide Solutions (USA)SOLAIR Boulder Counte
AunaVHF
Przepływ szczytowy (PFM)CareFusion (Basingstoke, Wielka Brytania) MicroPeak o standardowym zakresie 60 – 900 l/minz jednorazowymi końcówkami papierowymi
Piloty do wypełniania kwestionariuszyTechnologie toczeniaPilot TT ResponseCard LT, SAP: G040602A010zestaw 32 pilotów do testów TT LT
SpirometrMedizintechnik AG (Zurych, Szwajcaria)EasyOne 2001, NDDz jednorazowymi papierowymi końcówkami; spirometr powinien spełniać normę ISO 26 782:2009; wymagana jest codzienna kalibracja spirometru
Ekran telewizoraPoziom jeden32"
PodciśnienieSiemensekstremalna cisza VSQ5X1230z filtrami HEPA
System mikrofonowy Bezprzewodowy system mikrofonowy zasilania

Bibliografia

  1. Clark, D., Karpecki, P., Salapatek, A. M., Sheppard, J. D., Brady, T. C. Reproxalap improves signs and symptoms of allergic conjunctivitis in an allergen chamber: A real-world model of allergen exposure. Clinical Ophthalmology. 16, 15-23 (2022).
  2. Hossenbaccus, L., Steacy, L. M., Walker, T., Ellis, A. K. Utility of environmental exposure unit challenge protocols for the study of allergic rhinitis therapies. Current Allergy and Asthma Reports. 20 (8), 34(2020).
  3. Hossenbaccus, L., Ellis, A. K. The use of nasal allergen vs allergen exposure chambers to evaluate allergen immunotherapy. Expert Review of Clinical Immunology. 17 (5), 461-470 (2021).
  4. Schröder, J., Mösges, R. Conjunctival provocation tests: Prediction of seasonal allergy. Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology. 18 (5), 393-397 (2018).
  5. Gauvreau, G. M., et al. Allergen provocation tests in respiratory research: Building on 50 of experience. European Respiratory Journal. 60 (2), 2102782(2022).
  6. Hohlfeld, J. M., et al. Diagnostic value of outcome measures following allergen exposure in an environmental challenge chamber compared with natural conditions. Clinical and Experimental Allergy. 40 (7), 998-1006 (2010).
  7. Rösner-Friese, K., Kaul, S., Vieths, S., Pfaar, O. Environmental exposure chambers in allergen immunotherapy trials: Current status and clinical validation needs. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 135 (3), 636-643 (2015).
  8. Jacobs, R. L., et al. Responses to ragweed pollen in a pollen challenge chamber versus seasonal exposure identify allergic rhinoconjunctivitis endotypes. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 130 (1), 122-127 (2012).
  9. Khayath, N., et al. Validation of Strasbourg environmental exposure chamber (EEC) ALYATEC® in mite allergic subjects with asthma. Journal of Asthma. 57 (2), 140-148 (2020).
  10. Bousquet, J., et al. Onset of action of the fixed combination intranasal azelastine-fluticasone propionate in an allergen exposure chamber. The Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice. 6 (5), 1726-1732 (2018).
  11. Pfaar, O., et al. Technical standards in allergen exposure chambers worldwide - An EAACI Task Force Report. Allergy. 76 (12), 3589-3612 (2021).
  12. Rønborg, S. M., Mosbech, H., Poulsen, L. K. Exposure chamber for allergen challenge. A placebo-controlled, double-blind trial in house-dust-mite asthma. Allergy. 52 (8), 821-828 (1997).
  13. Yang, W. H., et al. Cat allergen exposure in a naturalistic exposure chamber: A prospective observational study in cat-allergic subjects. Clinical and Experimental Allergy. 52 (2), 265-275 (2022).
  14. Hamasaki, S., et al. Characteristics of the Chiba environmental challenge chamber. Allergology International. 63 (1), 41-50 (2014).
  15. Okuma, Y., et al. Persistent nasal symptoms and mediator release after continuous pollen exposure in an environmental challenge chamber. Annals of Allergy, Asthma & Immunology. 117 (2), 150-157 (2016).
  16. Zuberbier, T., et al. Global Allergy and Asthma European Network (GA(2)LEN) European Union Network of Excellence in Allergy and Asthma. Validation of the Global Allergy and Asthma European Network (GA2LEN) chamber for trials in allergy: Innovation of a mobile allergen exposure chamber. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 139 (2), 1158-1166 (2017).
  17. Bergmann, K. C., et al. First evaluation of a symbiotic food supplement in an allergen exposure chamber in birch pollen allergic patients. World Allergy Organization Journal. 14 (1), 100494(2020).
  18. Ellis, A. K., Steacy, L. M., Hobsbawn, B., Conway, C. E., Walker, T. J. Clinical validation of controlled grass pollen challenge in the Environmental Exposure Unit (EEU). Allergy, Asthma, and Clinical Immunology. 11 (1), 5(2015).
  19. Day, J. H., Briscoe, M., Widlitz, M. D. Cetirizine, loratadine, or placebo in subjects with seasonal allergic rhinitis: Effects after controlled ragweed pollen challenge in an environmental exposure unit. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 101 (5), 638-645 (1998).
  20. Zemelka-Wiacek, M., Kosowska, A., Winiarska, E., Sobanska, E., Jutel, M. Validated allergen exposure chamber is plausible tool for the assessment of house dust mite-triggered allergic rhinitis. Allergy. 78 (1), 168(2022).
  21. Lighthouse World Solutions. , Available from: https://www.golighthouse.com (2022).
  22. Graham, B. L., et al. Standardization of Spirometry 2019 Update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 200 (8), 70-88 (2019).
  23. Buslau, A., et al. Can we predict allergen-induced asthma in patients with allergic rhinitis. Clinical and Experimental Allergy. 44 (12), 1494-1502 (2014).
  24. European Medicines Agency. Guideline for clinical development of allergen immunotherapy products CHMP/EWP/18504/2006. European Medicines Agency. , (2006).
  25. Pfaar, O., et al. Recommendations for the standardization of clinical outcomes used in allergen immunotherapy trials for allergic rhinoconjunctivitis: An EAACI Position Paper. Allergy. 69 (7), 854-867 (2014).
  26. Committee for Medicinal Products for Human Use (CHMP). Guideline on the clinical development of products for specific immunotherapy for the treatment of allergic diseases. European Medicines Agency. , (2008).
  27. Krug, N., et al. Validation of an environmental exposure unit for controlled human inhalation studies with grass pollen in patients with seasonal allergic rhinitis. Clinical and Experimental Allergy. 33 (12), 1667-1674 (2003).
  28. Passali, D., Bellussi, L. Monitoring methods for local nasal immunotherapy. Allergy. 52 (33), 22-25 (1997).
  29. Keck, T., Wiesmiller, K., Lindemann, J., Rozsasi, A. Acoustic rhinometry in nasal provocation test in perennial allergic rhinitis. European Archives of Oto-rhino-laryngology. 263 (10), 910-916 (2006).
  30. Shamji, M. H., et al. Differential induction of allergen-specific IgA responses following timothy grass subcutaneous and sublingual immunotherapy. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 148 (4), 1061-1071 (2021).
  31. Thwaites, R. S., et al. Absorption of nasal and bronchial fluids: Precision sampling of the human respiratory mucosa and laboratory processing of samples. Journal of Visualized Experiments. (131), e56413(2018).
  32. Zieglmayer, P., et al. Clinical validation of a house dust mite environmental challenge chamber model. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 140 (1), 266-268 (2017).
  33. Lueer, K., et al. efficacy and repeatability of a novel house dust mite allergen challenge technique in the Fraunhofer allergen challenge chamber. Allergy. 71 (12), 1693-1700 (2016).
  34. Pfaar, O., et al. Allergen exposure chambers: Harmonizing current concepts and projecting the needs for the future - An EAACI Position Paper. Allergy. 72 (7), 1035-1042 (2017).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Roztocze kurzu domowegoskala objaw w nosarhinometria akustycznaszczytowy przep yw inspiracyjny przez nosmasa wydzieliny z nosaszczytowy przep yw wydechowynat ona obj to wydechowa

Powiązane artykuły