Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Medicine

الوريد الذيفان الداخلي التحدي في البشر الأصحاء: منصة تجريبية بالتحقيق في وتعدل الالتهابات

doi: 10.3791/53913 Published: May 16, 2016

Abstract

تفعيل مسارات التهابات يمثل آلية مركزية في الحالات المرضية متعددة حادة ومزمنة. تسبب إما عن طريق الممرض أو المرتبطة ضرر الأنسجة الزخارف الجزيئية، المسارات البيوكيميائية مشتركة تؤدي إلى تغيرات فسيولوجية والمناعية بعد متغير الحفاظ عليه. ومن المتوقع أن يحقق التقدم علاجية جديدة تشريح وتحديد المحددات والآليات الكامنة وراء التباين المظهري ردا على ذلك.

الوريد (IV) إدارة الذيفان الداخلي (سلبية الغرام lipopolysaccharide في البكتيري)، وتول مثل مستقبلات محددة 4 ناهض، وتمثل نموذجا في الجسم الحي من الالتهابات في الإنسان. المعاهد الوطنية للصحة السريرية مركز المرجعي الذيفان الداخلي (CCRE، كولاي O: 113: H10: K سلبي) يعمل على توليد موثوق وبتكاثر الأوعية الدموية، أمراض الدم، والغدد الصماء، والآثار الوظيفية المناعية والجهاز الخاصة التي موازاة ذلك، بدرجات متفاوتة،تلك التي ظهرت في المراحل المبكرة من الحالات المرضية. تغيير الجرعة (،06-4 نانوغرام / كغ) والوقت على نطاق التعرض (البلعة مقابل التسريب) يسمح تكرار إما التهاب حاد أو مزمن، ومجموعة من شدة أن أثارت، مع الجرعات الكبيرة (2-4 نانوغرام / كغ ) كثيرا ما تستخدم لخلق حالة "مثل تعفن الدم". أنشئت وقد بالإضافة إلى أن تدار المركبات الطبية الجديدة قبل أو بعد الذيفان الداخلي التعرض لتقدير تأثيرها على تتالي الالتهابات. وعلى الرغم من القيود في نطاق والتعميم، البشري التحدي الرابع الذيفان الداخلي يوفر منصة فريدة لاكتساب رؤى الآلية في الاستجابات الفسيولوجية محرض ومسارات للالتهابات. يعملون بعقلانية قد تساعد ترجمة هذه المعرفة إلى الابتكارات العلاجية.

Introduction

التهاب اختلاف المسببات، شدة ومدة يشكل عنصرا مركزيا في علم الأمراض من أمراض متعددة. بدءا من دول الأمراض الخطيرة مثل تعفن الدم أو الصدمة حيث يسود الحاد، التهاب يدم طويلا نسبيا، إلى الأمراض المزمنة بما في ذلك نوع 2 من داء السكري، وتصلب الشرايين ومرض الزهايمر حيث تعتبر لهجة تحريضية المستمر لمستويات منخفضة عاملا مرضية، مسارات التهابات dysregulated هي محركا رئيسيا للاعتلال العالمي وفيات 1،2.

يبدأ التهاب بسبب وجود أنماط المرتبطة الممرض الجزيئية (PAMPs) أو أنماط يرتبط خطر الجزيئية (DAMPs) - مكونات عادة داخل الخلايا أفرج عن طريق تلف الأنسجة 3-5. هذه الحفظ الجزيئي الزخارف ربط مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) مثل تول مثل مستقبلات (TLRs) وجدت على الخلايا الظهارية وخلايا بطانة الأوعية الدموية وتلك التي تميز الكلية المناعية الفطريةتيم، لتحريك المشتركة الإشارات بين الخلايا المصب مسارات 6. تفعيل عامل النسخ النووي العامل النووي كيلوبايت، من بين أمور أخرى، يؤدي إلى نسخ من الجينات التي تكود السيتوكينات الموالية للالتهابات التي تحدد تتالي الالتهابات 7.

التهاب يدفع كل من المؤثرات المحلية والنظامية تهدف إلى عزل وإزالة إهانة الأولية. وتشمل التعديلات المحلية تصل التنظيم من علامات الالتصاق، وإطلاق سراح chemokine، توسع الأوعية وزيادة نفاذية الأوعية الدموية لتسهيل الفطرية هجرة الخلايا المناعية. يتم تنشيط أيضا أنظمة مكملا وتجلط الدم. للنظام، لوحظ متعددة التغيرات الفسيولوجية في أعضاء معينة، مدبرة عبر شبكة الغدد الصم العصبية. زيادات كبيرة في الوساطة الخلطية تحدث وملامح خلية تعميم يغير بشكل جذري. قد يكون فشل التهاب لوقف والتوازن إلى إعادة تأسيس نظرا لاستمرار وجود المحفزات بدء أوفشل قرار مخصص مسارات 8. هذه الآليات الفعالة، غالبا ما تتولى تنسيق وسطاء الدهون قد يكون أنفسهم الإمراض 9،10.

التحقيق في الاستجابة الالتهابية والخطوات التنظيمية الرئيسية في السكان السريرية يمثل تحديا. الديموغرافي (العمر، الجنس، العرق)، الزماني (وقت بداية، ومدة التعرض) والتباين السريرية (نوع من المحفزات بدء وشدة الإهانة، وعبء شارك في الاعتلال، والتدخل العلاجي) تعرقل الوصول إلى المسارات البيولوجية الأساسية. وكان الحل التقليدي لاستخدام النماذج الحيوانية. وعلى الرغم من منح مزايا متعددة، التشابه الأساسي في الفيزيولوجيا المرضية البشري 11،12 وأهمية إنتاجها، تعرضت لتدقيق متزايد 13-15. بديل هو استخدام النماذج الاختزالية الإنسان.

وضعت في أواخر 1960s، عن طريق الوريد (IV) إدارة الذيفان الداخلي للإنسان تتيح منصة حيوية من خلالهالاكتشاف ورسم مسارات والتهابات محتملة المخدرات 16-19. الذيفان الداخلي (التي تستخدم بشكل مترادف مع lipopolysaccharide في [لبس]] في هذه المقالة) هو ناهض TLR4 قوية أن يتسبب في تتالي الالتهابات بطريقة تعتمد على الجرعة. حقن إما بلعة أو التسريب عليه وبالتالي يمكن استخدامها لنموذج سواء على مستوى منخفض والالتهابات معتدلة من اختلاف المدة. تسمح الاستجابة الالتهابية الناتجة قصيرة الأجل تقييم مكون واحد من معقد للغاية التفاعل المضيف الممرض الذي يتطور خلال العدوى البكتيرية. وإن لم تكن نموذجا للصدمة، والرابع التحديات الذيفان الداخلي يثير استجابات التي تظهر لتكرار المراحل المبكرة من العدوى. القضاء بين الأنواع الحواجز متعدية ومحاكاة بدقة النمط الظاهري السريري نوعيا إن لم يكن كميا، أنه يتيح تفسير في الوقت الحقيقي من التأثيرات الالتهابية والنتائج وفرصة لاختبار التدخلات. ويمكن أيضا أن تدار الذيفان الداخلي endobronchiallص 20، الأدمة 21 أو بالاشتراك مع الرابع LPS 22 إلى استكشاف الاستجابات الالتهابية المحلية في أماكن مختلفة. وتشمل منهجيات بديلة تستخدم على نطاق واسع أقل ضخ السيتوكينات القريبة الموالية للالتهابات مثل عامل نخر الورم α (TNFα) وانترلوكين (IL) 6 19. لن يتم مناقشة هذه مزيد من هنا.

Protocol

وافقت جامعة كلية لندن REC (UK) الدراسة التي ولدت البيانات المقدمة في قسم النتائج التمثيلي (المرجع 5060/001).

الموافقة الأخلاقية:

وقد أجريت معظم الدراسات التي تستخدم التحديات الرابع الذيفان الداخلي في الاشخاص الاصحاء. وبما أن هذا البحث ليس له فائدة صحية، يجب على أهمية أهداف الدراسة تفوق بشكل واضح أي مخاطر الكامنة. وينطبق ذلك عند النظر في التفاعلات مع وكلاء رواية استخدامها لتعديل التهاب والتي لديها القدرة على المبالغة في ردود المضيفة لالذيفان الداخلي (على سبيل المثال، والحمى، والتغيرات في ضغط الدم، والأعراض).

قبل بدء أي دراسة توظيف الرابع الذيفان الداخلي، لا بد من التماس الموافقة والحصول عليها من لجنة المناسبة بحوث الأخلاق (REC) / مجلس المراجعة المؤسسية (IRB). وقد استخدمت الرابع إدارة الذيفان الداخلي لأكثر من أربعين عاما للحصول على ميكا المهمرؤى nistic في البيولوجيا البشرية مع عدم وجود آثار جانبية خطيرة أو دائمة لدينا، أو المؤلف الآخر، والمعرفة 19. نظرا لقدرة هذا النموذج لتعطي معلومات حيوية تتعلق حالات الالتهابات المتعددة التي هي من الأسباب الرئيسية للأمراض والوفيات، ونحن نعتقد أنه من المقبول أخلاقيا لفضح المتطوعين الأصحاء والمجموعات السكانية أو السريرية المحددة لالذيفان الداخلي، شريطة استراتيجيات الحد من مخاطر المناسب في المكان. قد يتطلب هذا الاستعراض الخارجي المستقل من قبل خبراء مؤهلين وأو الدراسات التجريبية لضمان المرور الآمن من التحقيق، وخصوصا عندما تعيين وكلاء جدد وتفاعلها مع endotoxin- التهاب التي يسببها.

تجهيز

1. تحديد الخصائص الديموغرافية والسريرية للمشاركين

ملاحظة: معظم الدراسات التي تستخدم الرابع الذيفان الداخلي التحدي تجنيد صحي شابا متطوعا <30 سنة من العمر. عشيقوبالإضافة إلى ذلك تم إجراء المنشأ على امرأة سليمة 23، المتطوعين من كبار السن 24،25 والمجموعات الفرعية للمرضى 26 اعتمادا على مسألة تجريبية. المشاركون من كبار السن (أي أكبر من 60 سنة) قد يكون استجابة أكبر وأكثر استدامة (أعلى الحمى، أكبر انخفاض في ضغط الدم)، ويجب أخذها بعين الاعتبار تفاعلات الالتهاب الناجم عن الذيفان الداخلي مع أي ظروف شارك المهووسين أو الأدوية في تصميم هذه الدراسات. يرجى الاطلاع على مناقشة للمزيد من الاعتبارات في اختيار المشاركين.

2. تجنيد المشاركين

  1. ترتيب الإعلان مناسبة كما هو مطلوب.
    ملاحظة: تعويضات مالية لوقت المشاركين وإزعاج تقدم عادة. ويجب وضع هذا قبل التوظيف والموافقة عليها من قبل REC / الاتحاد الدولي للرجبي.
  2. إصدار REC / وافقت IRB مشارك كراسة معلومات (PIL) شرح طبيعة الدراسة، لمحة عامة عنبروتوكول، والآثار الجانبية المتوقعة، والمخاطر المرتبطة الرابع الذيفان الداخلي للمستجيبين تلبية معايير الاشتمال.
    ملاحظة: يجب أن يكون إصدار هذا قبل الموافقة على السماح للقرار مستنير التي ينبغي إدخالها على المشاركة وعن أي أسئلة أو استفسارات لمعالجتها من قبل الباحث.

3. الحصول على الموافقة المسبقة الرسمية

  1. الحصول على موافقة كتابية من جميع المشاركين قبل الشروع في أي إجراء المتعلقة الدراسة، بما في ذلك الفحص الصحي.
  2. تلتمس تأكيدا اللفظي من الاحتفاظ مشارك وفهم المعلومات في PIL.
  3. مناقشة الآثار الجانبية للإدارة الرابع الذيفان الداخلي.
    ملاحظة: عند تناول جرعات أعلى (2-4 نانوغرام / كغ) وتشمل هذه قسوة (قشعريرة)، والصداع، ورهاب الضوء، ألم عضلي، ألم مفصلي، والغثيان، ونادرا ما والقيء. يحدث شدة أعراض الذروة حوالي 1-2 ساعة بعد الحقن، والتراجع بعد ذلك إلى خط الأساس بحلول 6-8 ساعة. لا EFFE سلبي شديد أو مستمروقد تم الإبلاغ عن سنت الثانوي إلى الذيفان الداخلي في هذه الجرعات. نادرا، وهو متطوع قد تجد درجة من الاعراض غير مقبول في ذروة الاستجابة. الأعراض يمكن تحسينها مع إدارة الباراسيتامول / اسيتامينوفين أو وكلاء غير الستيرويدية عن طريق الفم أو الرابع (على سبيل المثال، والأسبرين والايبوبروفين). هذه العوامل قد يغير من الاستجابة الالتهابية ويجب أن تسجل استخدامها.
  4. إعادة التأكيد على قدرة المشاركين على الانسحاب من الدراسة في أي لحظة دون أن يعطي تفسيرا لذلك.

4. القيام على "الشاشة الصحة" على المشاركين المحتملين

ملاحظة: هذا هو لضمان عدم وجود ظروف صحية لم يكشف عنها أن تضعهم في خطر أكبر من ضرر من الرابع الذيفان الداخلي. ونتيجة لمعلومات الهدف الثانوية ويمكن تحديد تتصل بمسألة التجريبية.

  1. التعرف على بيئة طبية مناسبة والمهنية الطبية مدربين تدريبا مناسبا لإجراء شاشة الصحية. </ لى>
  2. اتخاذ التاريخ الطبي الكامل بما في ذلك التاريخ الطبي والاجتماعية الماضية، في الماضي والجاري الدواء / العلاجات والأغذية الصحية الجديدة أو على الأدوية المضادة، والوضع الحساسية والتحقيق في وجود أعراض الحالية التي قد تشير إلى مرض جديد أو حديث.
  3. إجراء الفحص السريري الرسمي، كحد أدنى، ونظام القلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي.
  4. ترتيب والتحقيقات المراجعة الأساسية بما في ذلك الملاحظات الروتينية (الوزن، ومعدل ضربات القلب وضغط الدم ومعدل التنفس، تشبع الأكسجين، ودرجة الحرارة)، والعمل في الدم (تعداد الدم الكامل، الكلى، الكبد وتجلط الدم الاختبارات الوظيفية)، و 12 الرصاص الكهربائي.
    ملاحظة: اختبارات إضافية قد تكون لازمة وفقا لبروتوكول تجريبي.
  5. هل لديك المشاركين مع تاريخ اعتقالهم والفحص والتحقيقات الشروع في التحدي الرابع الذيفان الداخلي، التي تعتمد على معايير الاشتمال / الاستبعاد وافق الاتحاد الدولي للرجبي REC /.
    ملاحظة: من أناالصورة أفضل الممارسات لأعراض الكشف حديثا، وعلامات او تشوهات اختبار لإبلاغها إلى والتحقيق من قبل الطبيب الروتينية المشارك. وينبغي استبعاد هؤلاء الأفراد حتى يتم معالجتها بشكل مناسب أي قلق.

5. إبلاغ المشاركون انطلاقا إلى الرابع الذيفان الداخلي التحدي إلى؛

  1. إبلاغ المحقق من أي أعراض أو مرض الجديدة.
    ملاحظة: هذا يمنع عادة دخولها في الدراسة.
  2. طرح وصول المشاركين في الوقت المحدد مسبقا، والمكان. تقديم المشورة للمشاركين لارتداء ملابس مريحة وتقديم الترفيه.
  3. اطلب من المشاركين أن يصوم من منتصف الليل (سمحت السوائل واضحة).
  4. اطلب من المشاركين الامتناع عن الكحول والكافيين لمدة 24 ساعة قبل الحقن و / أو فترة محددة مسبقا بعد ذلك (اختياري والبروتوكول التابع).

إجراء

6. الذيفان الداخلي التحدي(قبل الإدارة الذيفان الداخلي)

  1. إعداد السرير مع الرأس عند 45 درجة.
    ملاحظة: تأكد هذا يقع في مكان مناسب للحصول على المساعدة الطبية وأجهزة الإنعاش. على سبيل المثال، وهو مرفق البحوث السريرية، غرفة التخدير أو وحدة العناية المركزة.
  2. ضمان المعدات السريرية والتجريبية المطلوبة متاحة وعاملة.
    ملاحظة: هذا يتضمن مقياس ضغط الدم، مقياس الحرارة، مقياس التأكسج النبض، وإذا كان يجري استخدامها، 3 الرصاص مراقبة القلب. تحقق من اكتمال أجهزة الإنعاش المحلية وسهولة الوصول إليها من الأكسجين.
  3. إعادة السريرية مركز المرجعي الذيفان الداخلي
    1. إضافة 5 مل من العقيمة المياه للحقن، USP (السويسري) إلى قارورة من قبل برنامج الأمم المتحدة للتشكيلها من CCRE باستخدام تقنية كاملة العقيم غير اللمس (ANTT) طوال الوقت. قارورة تحتوي على 10،000 وحدة الذيفان الداخلي (الاتحاد الأوروبي) (ما يقرب من 1 ميكروغرام) في شكل البيض، مسحوق مجفف بالتجميد.
    2. ضع س قارورةو CCRE مع 5 مل السويسري اضاف على شاكر دوامة لمدة 1 ساعة لضمان الذيفان الداخلي تمسكا سطح الزجاج من القارورة يذوب تماما.
      ملاحظة: CCRE لا يذهب إلى حل بسهولة، على الرغم من الظهور أن يكون حل بالكامل.
    3. رسم حجم المعدلة الوزن الصحيح من الذيفان الداخلي (الآن 2000 الاتحاد الأوروبي / مل أو ما يقرب من 200 نانوغرام / مل) في حقنة 1 مل.
      ملاحظة: استخدام الزجاج أو الحقن البولي بروبلين للحد من الالتزام (وخسارة) من الذيفان الداخلي إلى المعدات.
  4. مشارك
    1. تأكيد الموافقة على المضي قدما في إدارة الرابع الذيفان الداخلي. الاستفسار عن مرض جديد، والأعراض والامتثال لتعليمات محددة البروتوكول.
      ملاحظة: إذا كان هناك قلق طبي أو الذيفان الداخلي عدم الامتثال، وتأخير الإدارة.
    2. اطلب من المشاركين أن يكذب في السرير أعدت، مؤكدا أنها مريحة. ضمان حصولهم على المثانة باطلة والأمعاء.
  5. الحصول على الوصول الى الاوعية الدموية. إدراج قنية في الوريد تحت ANTT لإدارة الذيفان الداخلي، وإذا شملت في البروتوكول، والسوائل عن طريق الوريد.
  6. وضع خط داخل الأوعية الدموية الثاني الجاري سحب الدم لتجنب طعنة الوريدية المتكررة. إدراج هذا عن طريق الوريد والاتصال 3-طريقة الحنفية (مع أو بدون ملحق) لتسهيل سحب الدم والتنظيف.
    ملاحظة: بدلا من ذلك، للمراقبة المستمرة ضغط الدم واكتساب عينة، موقع خط داخل الشرايين. وهذا يتطلب خبرة أكبر لإدخال وهناك زيادة في خطر حدوث مضاعفات المحلية.
    1. لالجارية سحب الدم باستخدام قنية في الوريد، استخدم قياس 18 أو أكبر تتحمل قنية جنبا إلى جنب مع تحديد المواقع في الحفرة المرفقية لتجنب انحلال الدم والتخثر. ورابعا الإدارة السوائل يساعد في الحفاظ المباح.
      ملاحظة: اختيار نوع داخل الأوعية قنية الإدراج والموقع يجب أن تتم وفقا لطبيب الفردية ومشارك صمرجع. يتم وضع خطوط داخل الشرايين تقليديا في الشريان الكعبري أو الفخذ مع تقطير مسبق من مخدر موضعي (على سبيل المثال، 1٪ ليدوكائين).
  7. سحب الدم لإجراء اختبارات أساسية على إدخال إما السطر الأول أو الثاني. تجاهل 5 مل الأولى من الدم (الاحتلال الميت الفضاء داخل قنية وصلات) قبل الحصول على الدم لأخذ العينات. تدفق خط مع 10 مل من 0.9٪ كلوريد الصوديوم بعد سحب الدم.
    ملاحظة: حجم الدم رسمها وسيتم تحديد طريقة التعامل مع العينات عن طريق بروتوكول تجريبي وإجراءات المختبرات المحلية.
  8. إرفاق المراقبة السريرية حسب الاقتضاء (على سبيل المثال، عادة ما يعملون مراقبة القلب 3-الرصاص مع جرعة أعلى يتحدى 2-4 نانوغرام / كغ).
  9. سجل أساسية الملاحظات السريرية الروتينية كما ذكر في 4.4 على الرسم البياني علامة الحيوي المناسب. شخصي أعراض التهديف (على سبيل المثال، وذلك باستخدام عشرات التماثلية البصرية للصداع، وألم عضلي،الخ). وينبغي بالإضافة إلى ذلك يتعين القيام بها لرصد تجربة المشاركين.
  • إدارة الذيفان الداخلي
    1. تدفق قنية في الوريد مع 0.9٪ كلوريد الصوديوم لضمان قنية ويقع مقر بشكل صحيح وبراءات الاختراع.
    2. إدارة معدة سلفا، جرعة تعديل وزن CCRE تشكيلها عن طريق نفس قنية في الوريد. حقن البلعة (<2 دقيقة) الجرعة إلى 3 في اتجاه الصنبور في محور خط الرابع.
    3. الاحمرار مع 10 مل 0.9٪ كلوريد الصوديوم لضمان جميع CCRE يدخل الدورة الدموية.
      ملاحظة: لإدارة دفعات مستمرة حقن الذيفان الداخلي في حجم معروف من مخفف، على سبيل المثال، 100 مل من 0.9٪ كلوريد الصوديوم لتحقيق تركيز محدد مسبقا، ولبث الحل الناتج بمعدل مجموعة (حجم / الوقت).
  • 7. رصد ومراقبة ورسم عينة

    1. المشاركون رصد تمر الرابع الذيفان الداخلي مدة لا تقل عن 6 ساعات بعد بلعة تفعلالغناء أو لمدة التسريب. ولذلك، الطبيب ذوي الخبرة المؤهلين تنفيذ هذه الخطوة.
    2. سجل ومراجعة المؤشرات الحيوية وأية ملاحظات سريرية في ما لا يقل عن مرة واحدة / ساعة. المراقبة المستمرة مثل مراقبة القلب 3 الرصاص قد بالإضافة إلى إجراء.
      ملاحظة: يجب ملاحظة أن المحققين في جرعات البلعة أعلى (2-4 نانوغرام / كغ) ردود فعل وعائي مبهمي قد تثير توقف القلب. وهذه هي الأكثر شيوعا 30 دقيقة إلى 2 ساعة بعد الحقن وليست الخبيثة (انظر المناقشة لمزيد من التفاصيل).
    3. إجراء شخصي أعراض التهديف في السلطة التقديرية للمحقق.
    4. إدارة 2-3 لتر من بلوراني (على سبيل المثال 0.9٪ كلوريد الصوديوم أو محلول هارتمان) خلال 6-8 ساعة بعد تناوله البلعة من 2-4 نانوغرام / كغ.
      ملاحظة: لا يوجد مستوى مقبول لإدارة السوائل المذكورة أعلاه. سلامة المشاركين هو الهدف الأسمى. وهذا يوفر الروتيني سائل الصيانة وحجم مندوبlacement (للفترة الاحتفاظ شيء عن طريق الفم وزادت خسائر غير مدرك نظرا لدرجة حرارة الجسم مرتفعة ومعدل التنفس). ويمكن أيضا مواجهة خطر عدم انتظام ضربات القلب (انظر المناقشة).
    5. الحصول على عينات محددة مسبقا المطلوبة للإجابة على السؤال التجريبية.
      ملاحظة: وتشمل هذه العادة، ولكن ليس على سبيل الحصر، الدم والبول. وينبغي أن يكون توقيت وعدد وحجم العينات الحد الأدنى المطلوب للحصول على بيانات دقيقة وتمت الموافقة من قبل REC / الاتحاد الدولي للرجبي. قد تكون هناك حاجة أكثر عينات متكررة في نقطة زمنية معينة (على سبيل المثال، كل 30 دقيقة) لضمان الذروة (أو حوض) لا غاب القيم. حسابات حجم الدم المأخوذة يجب أن تشكل الدم التخلص منها أثناء الانسحاب من الفضاء الميت.
    6. عينات العملية على النحو المطلوب.

    8. نهاية الإجراءات

    1. يكون الطبيب حضور ضمان أن أعراض المشارك استقروا وأن ملاحظاتهم تتجه لالعادي (جميع المعلمات تغيير، على سبيل المثال، معدل مرتفع القلب ودرجة الحرارة، مما يدل على تخفيض ثابت نحو القيم المرجعية) قبل فرض عقوبات على نهاية الملاحظة والتفريغ لاحق.
      ملاحظة: بعد حقن البلعة من 2-4 نانوغرام / أعراض CCRE كغ عادة يهدأ تماما من 6-8 ساعة. الملاحظات الفردية تتبع متداخلة ولكنها متميزة الوقت دورات. وقد عاد هؤلاء عادة إلى خط الأساس من قبل 10-12 ساعة. يتطلب ضخ مستمر لفترة أطول من الملاحظة كما الأعراض والعلامات الحيوية لن تهدأ على الفور الرد على وقف إدارة الذيفان الداخلي.
    2. إزالة جميع معدات الرصد وخطوط داخل الأوعية الدموية ضمان الارقاء.
    3. تأكيد المشارك سعيد للعودة إلى ديارهم، ولها تفاصيل الاتصال المحقق في حال وجود أي قلق.
      ملاحظة: يعتبر أفضل الممارسات في الاتصال المشارك في اليوم التالي للتحقق حالتهم الصحية، ومراقبة أي مضاعفات.

    Representative Results

    والعواقب متنوعة متعددة نظام الإدارة الذيفان الداخلي الرابع وقد تم مؤخرا مراجعة شاملة ولن تناقش بالكامل هنا (لمزيد من التفاصيل انظر 17-19،27). وبدلا من ذلك سيتم تقديم لمحة موجزة عن مدى وتطبيق النموذج جنبا إلى جنب مع البيانات الأولية المتعلقة نظام لملء مع جرعة البلعة الكلاسيكية (2 نانوغرام / كغ). ويرد رسم تخطيطي يوضح جدول زمني لمثل هذه التجربة في الشكل 1.

    الشكل 1
    الشكل 1: رسم تخطيطي الممثل من بولس الرابع الذيفان الداخلي بروتوكول التحدي بعد وصوله، ينبغي تأكيد موافقة المشاركين على المضي قدما جنبا إلى جنب مع وضعهم الصحي والامتثال بروتوكول (الصيام والكحول الامتناع عن التصويت، وغيرها). وبعد إدخال خطوط داخل الأوعية الدموية، attachmeويدير الإقليم الشمالي للرصد وجمع الملاحظات والعينات السريرية الأساسية، جرعة المعدلة وزن أعيد CCRE. رصد السريري مدة لا تقل عن 6-8 ساعة إلزامي. عينات، والأكثر شيوعا في الدم، يمكن أن تؤخذ في وقت نقاط محددة مسبقا. يتم إعطاء السوائل عن طريق الوريد البلورانية، عادة، في هذه الحالة 1 L أكثر من 2 ساعة تليها 1 لتر خلال 6 ساعات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    تأثير الرابع الذيفان الداخلي يتوقف على الجرعة المختارة وطريقة إدارة (البلعة مقابل التسريب). والبلعة من 2-4 نانوغرام / كغ يثير موثوق ملامح متلازمة الاستجابة الالتهابية الجهازية مع رفع درجة الحرارة الأساسية، معدل ضربات القلب وخلايا الدم البيضاء (WBC) عد 16. ويرافق ذلك من خلال وجود وسطاء الخلطية الالتهاب بما في ذلك المؤيد والنملالسيتوكينات ط للالتهابات، والبروتينات المرحلة الحادة (مثل بروتين سي التفاعلي) (انظر الشكلين 2 و 3) وتفعيل محور الغدة النخامية hypothalamo 28 وعلى حد سواء المؤيدة للcoagulatory وأنظمة الحال للفبرين 29. يتم تبديل التمثيل الغذائي في الأنسجة المركزية والطرفية ومتعددة التعديلات ظيفية جهاز معين أثارت 19،30. تجربة المشاركين مجموعة متنوعة من الأعراض "شبيهة بالانفلونزا" التي بلغت ذروتها في كثافة حوالي 1-2 ساعة ويهدأ إلى حد كبير من قبل 6 ساعات (انظر الشكل 4). بروتوكول "جرعة عالية" بلعة يؤدي الى استجابة متسقة نوعيا ولكن المتغير كميا في المتطوعين 31.

    الشكل 2
    الشكل 2: الملف المراقبة السريرية تغيير في العلامات الحيوية إدارة مرحلة ما بعد بلعة من مركز المرجعي السريرية الذيفان الداخلي 2 ن.جم / كجم (الوسيط مع الربعية، ن = 10). معدل التنفس (RR، والأنفاس لكل دقيقة، A) والنبض (نبضة في الدقيقة، B)، ضغط الدم الانقباضي (متوسط ​​ضغط الدم الانقباضي، مم زئبق، C) ودرجة الحرارة (° C، عن طريق الحرارة الطبلي، D) يتم عرض. لم متوسط ​​ضغط الدم الانقباضي لا تقع بسبب إدارة السوائل الوريدية، وارتفاع طفيف على الأرجح تعكس زيادة تدفق متعاطفة. يتم عرض الوقت على محور س (إدارة الموارد البشرية بعد الذيفان الداخلي). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الشكل (3)
    ويلاحظ الخلوية والاستجابة الخلطية التعديلات متسقة في مجموع عدد الكريات البيض، بما في ذلك العدلات عابرة، (A) جنبا إلى جنب مع المؤشرات السريرية شيوعا من التهاب: الرقم 3.ن مثل بروتين سي التفاعلي (B). تحدث تغييرات متنوعة كميا، ولكن الحفاظ عليها نوعيا في تعميم تركيزات خلوى البلازما بعد الرابع الذيفان الداخلي. يتم عرض TNFα (C) و IL-6 (D)، والنماذج. كل إدارة البيانات بعد بلعة السريرية مركز المرجعي الذيفان الداخلي 2 نانوغرام / كغ (الوسيط مع الربعية، ن = يمثل 10. تركيز خلوى المتوسط ​​من 2 يكرر التقنية / الفرد في كل نقطة زمنية). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    الشكل (4)
    الرقم 4: الملف أعراض أعراض التراكمي يسجل سجلت عند محددة مسبقا وقت نقاط إدارة مرحلة ما بعد بلعة السريرية مركز المرجعي الذيفان الداخلي 2 نانوغرام / كغ (الوسيط مع الربعية، ن = 10). وطلب من المشاركين رس يسجل شدة الصداع والرعشة، آلام العضلات، والغثيان على مقياس النظير البصري. (0-10، كحد أقصى يسجل 40) الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

    "جرعة منخفضة من" الذيفان الداخلي في المقابل له تأثير أكثر تنوعا بكثير على الأفراد، ويمكن استخدامه لاستكشاف الخلافات الفردية في الاستجابة الالتهابية 31. إدارة 0،06-،2 نانوغرام / كغ إما عن طريق بلعة أو التسريب الحث 2-10 زيادات أضعاف في السيتوكينات البلازما تتناسب مع تلك التي ظهرت في درجة منخفضة حالات الالتهابات المزمنة 32. وقد تكون لهذه البروتوكولات دورا رئيسيا في استكشاف مساهمة التهاب، والمسارات التي تنظم ذلك إلى عدة شروط cardiometabolic المعقدة 27.

    Discussion

    كما هو موضح هنا وصفا كاملا في مقالات المراجعة الأخيرة، البشري التحدي الرابع الذيفان الداخلي هو منصة تجريبية فريدة توفير نظرة ثاقبة على مسارات التهابات التي تكمن وراء مجموعة واسعة من الأمراض التي تصيب البشر. السماح للرقابة، والحث استنساخه من الالتهابات، يسمح نموذج الوصول إلى المراحل الأولى من سلسلة التهابات، والقضاء على عوامل خارجية محتملة.

    قد يكون منظم ردود المشاركين فيما يتعلق شدة ومدة، والتأثير الجيني على العرض الذي قدموه المظهري تقييمها. وعلاوة على ذلك، فإن النموذج قد يكون بمثابة اختبار سريرا للعلاجات، وليس فقط تلك ضد يجند LPS نفسها، ولكن LPS الناجم عن مسارات الإشارات وسطاء كل من المراحل الحادة وقرار من الالتهابات. ويمكن أن تشمل هذه العوامل التي تستهدف استعادة التسامح الذيفان الداخلي، دولة hyporesponsive من الجهاز المناعي التي تحمل أوجه شبه حاسم المرض طnduced immunoparalysis 33،34 قادرة على تكرار الملامح الرئيسية لكلا الحاد والمزمن 16 27 التهاب في ليس فقط / مستوى وظيفي الفسيولوجية ولكن أيضا transcriptomic واحدة 35، والرابع التحدي الذيفان الداخلي لديها على ما يبدو دورا رئيسيا في ترجمة الاكتشافات العلمية الأساسية إلى الممارسة السريرية. عندما يقترن إلى التحقيق وجهت في نماذج حيوانية مناسبة قادرة على تكرار أكثر عن قرب الإجابات المرضية من الحالات المرضية محددة (على سبيل المثال، ربط الأعور الفئران وثقب وتعفن الدم) قد يكون هذا النموذج إينفستيغأيشنل قوية بشكل خاص.

    سلامة المشاركين في أي نموذج على متطوعين من البشر صحي أمر بالغ الأهمية. وقد تدار التحدي الرابع الذيفان الداخلي في نطاق جرعة أعلى من 2-4 نانوغرام / كغ للآلاف من الأفراد مع، لدينا وغيرها من الكتاب المعرفة، أي أحداث سلبية خطيرة أو دائمة (الاتصالات الشخصية، والدكتور أنتوني سوفرديني) 19. لاتم الإبلاغ عن البريد حسابات لكن معزولة من ردود الفعل العصب الحائر شديدة 36،37. المسببات يمثل يفترض عالية يستريح مبهمية لهجة، ونضوب حجم بعد الصيام بين عشية وضحاها، وإطلاق الكاتيكولامينات مع بداية الحمى والرعشة والأعراض، وبلغت ذروتها في منعكس بيزولد ياريش مبالغ فيه. يمكن تحسينها من هذه المخاطر من خلال استبعاد الأفراد مع syncopy سابقة وعائي مبهمي أو إيجابية إمالة اختبار، وحجم التحميل مع السوائل الوريدية قبل وأثناء التحدي الذيفان الداخلي 37. وينبغي أن يكون الباحثون استخدام جرعة عالية من الذيفان الداخلي التحدي (خصوصا 4 نانوغرام / كغ) مقنع من مخاطر بطء القلب و / أو توقف القلب، وتحذير المشاركين من حدوثها نادر ولكن محتملة، وتوظيف الرصد المناسب، ولها أجهزة الإنعاش متاحة بسهولة. معايير الاستبعاد الأخرى، بالإضافة إلى تلك التي وصفها في البروتوكول، قد تكون هناك حاجة تعتمد على مسألة تجريبية. على سبيل المثال، في حين أنه من الحكمة استبعاد تلك التي لديها سنوياrticipated في التجارب السريرية الأخرى أو من ذوي الخبرة جراحة / الصدمات النفسية في الأشهر الثلاثة الماضية، وتقييد دخول (أو استخدام موازية مجموعات ليس تصميما عبر أكثر من في الدراسات التدخلية) لتلك التي ينلها سابقا في محاكمات التحدي الرابع الذيفان الداخلي يجوز أيضا يكون مطلوبا إذا استجابة المناعية هو أن يقسم: التسامح الذيفان الداخلي التي تستمر لطول غير معروف من الوقت في الجسم الحي 38،39.

    العديد من القيود واضحة مع هذا النموذج. ويضطلع تقليديا في الأصحاء، الشباب المتطوعين الذكور الامم المتحدة وممثلة للسكان السريري. وهناك حاجة إلى التدخلات عن العواقب المظهرية لإدارة الذيفان الداخلي لحلها. يوفر حقن LPS النقي التعرض إلا ليجند TLR واحد، خلافا للعديد من الأنصاف المناعية على الممرض الحية. بحكم الضرورة الأخلاقية قد أثارت سوى الاستجابة الالتهابية متواضعة نسبيا. التقليد الأعمى لكل سمة مميزة المرضية للفردوسلم يتحقق بورصة عمان 40. وهكذا "أي توقع أن نموذج يتطابق تماما حالة سريرية من إصابة شديدة، موضعية أو جهازية سلبية الغرام يتنافى مع ما يبرره" 18.

    ونود القول إلا أن قوة نموذج لا تكمن في استقراء غير مناسب لإعداد سريرية، ولكن في استجواب الفسيولوجية، الدموية، المناعية، الغدد الصم العصبية والاستجابة الأيضية لخلايا المختصة وأجهزة الجسم لحافز التهابات الرئيسيين. تفسير مدروس للتعديلات عابرة أثارت من قبل إدارة الذيفان الداخلي وكان التشكيل من خلال التحدي الدوائية، وستظل، مفيدة في تصميم علاجات جديدة والتنبؤ فعاليتها.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Clinical Center Reference Endotoxin (CCRE, Escherichia coli O:113:H10:K negative) National Institutes for Health n/a GMP Manufactured Endotoxin
    Syringes (1 ml, 5 ml)
    Water for injection
    0.9% sodium chloide (sterile, clinical grade)
    Intravenous cannulae Miminum 20 G French
    Sphygmomanometer If intraarterial line placed, transduction equipment for invasive blood pressure monitoring
    Pulse oximeter
    Thermometer Typmanic, oral or core (rectal, oropharyngeal)
    Electrocardiograph machine
    Sample collection tubes As utilized by local clinical laboratory

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

    1. Nathan, C., Ding, A. Nonresolving inflammation. Cell. 140, (6), 871-882 (2010).
    2. Adhikari, N. K., Fowler, R. A., Bhagwanjee, S., Rubenfeld, G. D. Critical care and the global burden of critical illness in adults. Lancet. 376, (9749), 1339-1346 (2010).
    3. Xu, J., et al. Extracellular histones are major mediators of death in sepsis. Nature medicine. 15, (11), 1318-1321 (2009).
    4. Zhang, Q., et al. Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury. Nature. 464, (7285), 104-107 (2010).
    5. Lorne, E., Dupont, H., Abraham, E. Toll-like receptors 2 and 4: initiators of non-septic inflammation in critical care medicine? Intensive care medicine. 36, (11), 1826-1835 (2010).
    6. Brightbill, H. D., et al. Host defense mechanisms triggered by microbial lipoproteins through toll-like receptors. Science. 285, (5428), 732-736 (1999).
    7. Zhang, G., Ghosh, S. Toll-like receptor-mediated NF-kappaB activation: a phylogenetically conserved paradigm in innate immunity. J Clin Invest. 107, (1), 13-19 (2001).
    8. Lawrence, T., Gilroy, D. W. Chronic inflammation: a failure of resolution? International journal of experimental pathology. 88, (2), 85-94 (2007).
    9. Fullerton, J. N., O'Brien, A. J., Gilroy, D. W. Pathways mediating resolution of inflammation: when enough is too much. The Journal of pathology. 231, 8-20 (2013).
    10. Fullerton, J. N., O'Brien, A. J., Gilroy, D. W. Lipid mediators in immune dysfunction after severe inflammation. Trends in Immunology. 35, (1), 12-21 (2014).
    11. Seok, J., et al. Genomic responses in mouse models poorly mimic human inflammatory diseases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110, (9), 3507-3512 (2013).
    12. Zolfaghari, P. S., Pinto, B. B., Dyson, A., Singer, M. The metabolic phenotype of rodent sepsis: cause for concern. Intensive Care Medicine Experimental. 1, (6), (2013).
    13. Dyson, A., Singer, M. Animal models of sepsis: why does preclinical efficacy fail to translate to the clinical setting. Critical care medicine. 37, (1 Suppl), S30-S37 (2009).
    14. Rittirsch, D., Hoesel, L. M., Ward, P. A. The disconnect between animal models of sepsis and human sepsis. Journal of leukocyte biology. 81, (1), 137-143 (2007).
    15. van der Worp, H. B., et al. Can animal models of disease reliably inform human studies? PLoS Med. 7, (3), e1000245 (2010).
    16. Calvano, S. E., Coyle, S. M. Experimental human endotoxemia: a model of the systemic inflammatory response syndrome? Surgical infections. 13, (5), 293-299 (2012).
    17. Suffredini, A. F., Noveck, R. J. Human endotoxin administration as an experimental model in drug development. Clin Pharmacol Ther. 96, (4), 418-422 (2014).
    18. Lowry, S. F. Human endotoxemia: a model for mechanistic insight and therapeutic targeting. Shock. 24, Suppl 1. 94-100 (2005).
    19. Andreasen, A. S., et al. Human endotoxemia as a model of systemic inflammation. Current Medicinal Chemistry. 15, (17), 1697-1705 (2008).
    20. Thorn, J., et al. The inflammatory response in humans after inhalation of bacterial endotoxin: a review. Inflamm Res. 50, (5), 254-261 (2001).
    21. Basran, A., et al. Roles of neutrophils in the regulation of the extent of human inflammation through delivery of IL-1 and clearance of chemokines. Journal of leukocyte biology. 93, (1), 7-19 (2013).
    22. Plovsing, R. R., et al. Transcompartmental inflammatory responses in humans: IV versus endobronchial administration of endotoxin*. Crit Care Med. 42, (7), 1658-1665 (2014).
    23. van Eijk, L. T., et al. Gender differences in the innate immune response and vascular reactivity following the administration of endotoxin to human volunteers. Crit Care Med. 35, (6), 1464-1469 (2007).
    24. Krabbe, K. S., et al. Ageing is associated with a prolonged fever response in human endotoxemia. Clin Diagn Lab Immunol. 8, (2), 333-338 (2001).
    25. Krabbe, K. S., et al. Hypotension during endotoxemia in aged humans. Eur J Anaesthesiol. 18, (9), 572-575 (2001).
    26. Engelhardt, R., Mackensen, A., Galanos, C., Andreesen, R. Biological response to intravenously administered endotoxin in patients with advanced cancer. J Biol Response Mod. 9, (5), 480-491 (1990).
    27. Patel, P. N., Shah, R. Y., Ferguson, J. F., Reilly, M. P. Human experimental endotoxemia in modeling the pathophysiology, genomics, and therapeutics of innate immunity in complex cardiometabolic diseases. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 35, (3), 525-534 (2015).
    28. Michie, H. R., et al. Tumor necrosis factor and endotoxin induce similar metabolic responses in human beings. Surgery. 104, (2), 280-286 (1988).
    29. van Deventer, S. J., et al. Experimental endotoxemia in humans: analysis of cytokine release and coagulation, fibrinolytic, and complement pathways. Blood. 76, (12), 2520-2526 (1990).
    30. Fong, Y. M., et al. The acute splanchnic and peripheral tissue metabolic response to endotoxin in humans. The Journal of clinical investigation. 85, (6), 1896-1904 (1990).
    31. Stephens, R. C., O'Malley, C. M., Frumento, R. J., Mythen, M. G., Bennett-Guerrero, E. Low-dose endotoxin elicits variability in the inflammatory response in healthy volunteers. Journal of endotoxin research. 11, (4), 207-212 (2005).
    32. Taudorf, S., Krabbe, K. S., Berg, R. M., Pedersen, B. K., Moller, K. Human models of low-grade inflammation: bolus versus continuous infusion of endotoxin. Clin Vaccine Immunol. 14, (3), 250-255 (2007).
    33. Leentjens, J., et al. Reversal of immunoparalysis in humans in vivo: a double-blind, placebo-controlled, randomized pilot study. Am J Respir Crit Care Med. 186, (9), 838-845 (2012).
    34. Hamers, L., Kox, M., Pickkers, P. Sepsis-induced immunoparalysis: mechanisms, markers, and treatment options. Minerva Anestesiol. 81, (4), 426-439 (2015).
    35. Xiao, W., et al. A genomic storm in critically injured humans. The Journal of experimental medicine. 208, (13), 2581-2590 (2011).
    36. Williams, W. V., et al. Asystole following endotoxin administration. J Endotoxin Res. 6, (4), 303-306 (2000).
    37. van Eijk, L. T., Pickkers, P., Smits, P., Bouw, M. P., van der Hoeven, J. G. Severe vagal response after endotoxin administration in humans. Intensive Care Med. 30, (12), 2279-2281 (2004).
    38. Kox, M., et al. Differential ex vivo and in vivo endotoxin tolerance kinetics following human endotoxemia. Critical care medicine. 39, (8), 1866-1870 (2011).
    39. Draisma, A., Pickkers, P., Bouw, M. P., van der Hoeven, J. G. Development of endotoxin tolerance in humans in vivo. Critical care medicine. 37, (4), 1261-1267 (2009).
    40. Anel, R., Kumar, A. Human endotoxemia and human sepsis: limits to the model. Critical care. 9, (2), 151-152 (2005).
    الوريد الذيفان الداخلي التحدي في البشر الأصحاء: منصة تجريبية بالتحقيق في وتعدل الالتهابات
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Fullerton, J. N., Segre, E., De Maeyer, R. P. H., Maini, A. A. N., Gilroy, D. W. Intravenous Endotoxin Challenge in Healthy Humans: An Experimental Platform to Investigate and Modulate Systemic Inflammation. J. Vis. Exp. (111), e53913, doi:10.3791/53913 (2016).More

    Fullerton, J. N., Segre, E., De Maeyer, R. P. H., Maini, A. A. N., Gilroy, D. W. Intravenous Endotoxin Challenge in Healthy Humans: An Experimental Platform to Investigate and Modulate Systemic Inflammation. J. Vis. Exp. (111), e53913, doi:10.3791/53913 (2016).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    simple hit counter