RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
pl_PL
Menu
Menu
Menu
Menu
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
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.
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.
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 (
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.
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.
3. Środki bezpieczeństwa
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.
Środowisko AEC było monitorowane przez cały czas pracy pod kątem liczby alergenów (p/m3), temperatury, wilgotności i stężenia CO2 (Rysunek 2). Stwierdzono, że poziomy alergenów HDM są stabilne (Rysunek 2A). Dodatkowo pokazano próbę, w której nie rozprowadzono żadnych alergenów, z cząstkami w zakresie 0-20 μm i maksymalną liczbą cząstek 50 p/m3 (Rysunek 2A). Nastąpił napływ cząstek pochodzących od uczestników wchodzących do AEC, co spowodowało około 100 p/m3 dla 15 uczestników w porównaniu z pustą komorą. W rezultacie, wartości zmierzone przez LPC podczas badania obejmowały stężenie docelowe przy napływie około 100 p/m3.
Sparowane dane zostały porównane z testem U Manna-Whitneya. Wartości uznano za istotne statystycznie dla wszystkich testów, w których p < 0,05. Wykonano obliczenia statystyczne, a wykresy wygenerowano za pomocą programu do tworzenia wykresów.
Dwie grupy zostały włączone do badania, aby pokazać różnicę między pozytywnymi i negatywnymi wynikami: osiem osób z alergią na HDM z objawami alergicznego nieżytu nosa (AR) i siedem zdrowych osób kontrolnych (HC) bez alergii. W tabeli uzupełniającej 1 przedstawiono kryteria włączenia i wyłączenia, a także charakterystykę uczestników. Uczestnicy byli narażeni na HDM w stężeniu 5,000 p/m3 przez czas 120 minut, zgodnie z walidacją ALL-MED AEC20.
Wszyscy uczestnicy przeszli następujące testy (ARM, PNIF, PERF, spirometria) i wypełnili kwestionariusze TNSS, a ich wydzieliny z nosa zostały zebrane. TNSS i masa wydzieliny z nosa były znacznie wyższe u osób z AR w porównaniu z grupą HC (Ryc. 4A, B). TNSS osiągnął wartości szczytowe po 60 minutach ekspozycji, a następnie ustabilizował się (p < 0,0001). Dodatkowo masa wydzieliny z nosa była istotnie wyższa w grupie AR (p < 0,0001). W rynometrii akustycznej stwierdzono upośledzenie drożności dróg oddechowych. MCA istotnie zmniejszyło się po pierwszym pomiarze po 60 minutach podczas porównywania grupy AR z grupą HC. Od tego momentu aż do końca wyzwania wartości pozostawały stabilne (p < 0,001). Zgadza się to z pomiarami PNIF, dla których zaobserwowano znaczną redukcję przy tych samych stężeniach (p < 0,01) (Rysunek 4C,D).
FEV1 i PEFR zostały zmierzone podczas wyzwania AEC (Rysunek 4E,F). Dodatkowo uczestnicy mierzyli swój PEFR w domu po 4 i 24 godzinach od wyzwania i zwracali wyniki pocztą. Wartości mieściły się w normalnym zakresie i pozostawały stabilne podczas wyzwania i do 24 godzin po jego zakończeniu. Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic między osobami z alergią z AR a HCs, co sugeruje, że ekspozycja na alergen HDM nie miała wpływu na czynność płuc w żadnej z grup.

Rysunek 1: Schematyczny układ AEC. Uczestnicy wchodzą przez śluzę powietrzną. Cząstki są rozprowadzane przez system otworów wentylacyjnych za pomocą podajnika sterowanego komputerowo. Warunki AEC (stężenie cząstek, stężenie CO2 , wilgotność i temperatura) są stale monitorowane przez LPC. Uczestnicy są monitorowani przez okno i połączenie głosowe. Skróty: AEC = komora do ekspozycji na alergeny; CO2 = dwutlenek węgla; LPC = laserowy licznik cząstek. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Reprezentatywne wyniki stabilności środowiska w AEC podczas próby. (A) Stężenie cząstek zostało ocenione i stwierdzono, że mieści się w zakresie 0-20 μm przez LPC. Docelowa wartość stężenia alergenów HDM wynosiła 5 000 p/m3. Dla porównania pokazano badanie, w którym nie zastosowano alergenu. (B) Pokazana jest wilgotność, (C) stężenie CO2 i (D) oraz temperatura. Skróty: °C = stopnie Celsjusza; CO2 = dwutlenek węgla; HDM = roztocza kurzu domowego; LPC = laserowy licznik cząstek; m = metr; min = minuta(y); p = cząstki; ppm = części na milion. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Lista testów do wykonania podczas wyzwania AEC, wraz z punktami czasowymi (dla każdego uczestnika). W celu zapewnienia terminowego wykonania poszczególnych testów, uczestnicy powinni wchodzić do AEC co 10 min. W związku z tym test dla każdego uczestnika będzie przeprowadzany w różnych czasach rzeczywistych. Co więcej, przesunięcie czasowe pozwala personelowi pomóc uczestnikom podczas testów. Skróty: AEC = komora do ekspozycji na alergeny; ARM = rynometria akustyczna; FEV1 = natężona objętość wydechowa w pierwszej sekundzie; PEFR = szczytowe natężenie przepływu wydechowego; PNIF = szczytowy przepływ wdechowy przez nos; TNSS = całkowita ocena objawów nosowych. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Reprezentatywne wyniki różnych punktów końcowych podczas wyzwania AEC u pacjentów z AR (czerwone paski) i HCs (niebieskie paski). Osoby z alergią wywołaną przez HMD (z AR) i HC, w tym odpowiednio ośmiu i siedmiu uczestników, były narażone na stężenie alergenu HDM wynoszące 5,000 p/m3 w AEC. (A) oceniano masę wydzieliny z nosa, (B) objawy ze strony nosa, (C) MCA w rynometrii akustycznej, (D) PNIF, (E) PEFR i (F) FEV1. Wyniki są prezentowane jako pojedyncze powtórzenia z wartością średnią. Skróty: AEC = komora do ekspozycji na alergeny; AR = alergiczny nieżyt nosa; FEV1 = natężona objętość wydechowa w pierwszej sekundzie; HC = zdrowa grupa kontrolna; HDM = roztocza kurzu domowego; g = gram(y); MCA = minimalna powierzchnia przekroju poprzecznego; p = cząstki; PEFR = szczytowe natężenie przepływu wydechowego; PNIF = szczytowy przepływ wdechowy przez nos; TNSS = całkowita ocena objawów nosowych. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
| Objaw | pytanie wyświetlane na ekranie telewizora | Wynik TNSS dla każdego objawu |
| Błona śluzowa nosa | Oceń, jak w tej chwili wyglądał Twój katar | 0 = brak (objaw całkowicie nieobecny) |
| niedrożność nosa | Oceń, jak w tej chwili wyglądało Twoje przekrwienie błony śluzowej nosa | 1 = łagodny (objaw obecny, ale nie niepokojący) |
| Kichanie | Oceń, jak wyglądało Twoje kichanie w tym momencie | 2 = umiarkowany (objaw niepokojący, ale znośny) |
| swędzenie nosa | Oceń, jak w tym momencie odczuwasz swędzenie nosa | 3 = ciężki (objaw trudny do zniesienia, maksymalne nasilenie) |
| 0 - 12 punktów łącznie |
Tabela 1: Objawy i metoda oceny dla TNSS. Uczestnicy wykorzystali system oceny do oceny czterech objawów. Wyniki ankiety są prezentowane jako jedna wartość – łączny wynik dla czterech pytań w danym czasie (przed badaniem i co 30 minut badania). Skrót: TNSS = całkowita ocena objawów nosowych.
Tabela uzupełniająca 1: Kryteria włączenia i wykluczenia dla badania oraz charakterystyka uczestników włączonych do badania. Ośmiu pacjentów z objawami AR wywołanymi przez HDM i siedmiu pacjentów bez objawów (HCs). Skróty: AR = alergiczny nieżyt nosa; Df = Dermatophagoides farinae; Dp = Dermatophagoides pteronyssinus; F = kobieta; HC = zdrowa kontrola; HDM = roztocza kurzu domowego; kU/L = jednostki kilo/litr; M = mężczyzna; md = średnica średnia; sIgE = swoista immunoglobulina E; SPT = punktowy test skórny. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
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.
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.
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.
| 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/ badawczy | z plastikowymi końcówkami wielokrotnego użytku, wyprofilowany dla prawego i lewego nozdrza |
| Nawilżacz powietrza | Ohyama | SHM120D | |
| Miernik jakości powietrza | AZ Instrument | Green Eye VZ 7798 | termometr, wilgotności i CO2 |
| Klimatyzacja | Zakres temperatur DeLonghi | CKP 20EB | 18 - 25 ° C |
| Sufit wentylatory | Argos | 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 | |
| podłogowe | AEG | TVL 5537, kolumna | |
| Program do tworzenia wykresów | GraphPad Software Inc. | Graph Pad Prism, v. 9.4.0 | |
| Roztocza kurzu domowego (HDM) | Allergopharma (Reinbek, Niemcy) | na zamówienie | suszone, 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 wdechowy | z jednorazową maską (rozmiar M), mierzący przepływ wdechowy w zakresie 30 - 370 l/min |
| Laserowy licznik cząstek (LPC) | Lighthouse Worldwide Solutions (USA) | System mikrofonowySOLAIR Boulder Counte | |
| Bezprzewodowy system | mikrofonowy | Auna | VHF |
| Przepływ szczytowy (PFM) | CareFusion (Basingstoke, Wielka Brytania) | MicroPeak o standardowym zakresie 60 – 900 l/min | z jednorazowymi końcówkami papierowymi |
| Piloty do wypełniania kwestionariuszy | Technologie toczenia | Pilot TT ResponseCard LT, SAP: G040602A010 | zestaw 32 pilotów do testów TT LT |
| Spirometr | Medizintechnik AG (Zurych, Szwajcaria) | EasyOne 2001, NDD | z jednorazowymi papierowymi końcówkami; spirometr powinien spełniać normę ISO 26 782:2009; wymagana jest codzienna kalibracja spirometru |
| Ekran telewizora | Poziom jeden | 32" | |
| Podciśnienie | Siemens | ekstremalna cisza VSQ5X1230 | zasilaniaz filtrami HEPA |