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स्वस्थ मनुष्यों में अंतःशिरा endotoxin चैलेंज: एक प्रयोगात्मक मंच जांच और प्रणालीगत सूजन मिलाना

doi: 10.3791/53913 Published: May 16, 2016

Abstract

भड़काऊ रास्ते की सक्रियता के कई रोग राज्यों दोनों तीव्र और जीर्ण में एक केंद्रीय तंत्र का प्रतिनिधित्व करता है। या तो रोगज़नक़ या ऊतकों को नुकसान से जुड़े आणविक रूपांकनों के माध्यम से शुरू हो रहा है, आम जैव रासायनिक रास्ते संरक्षित अभी तक चर शारीरिक और प्रतिरक्षा परिवर्तन करने के लिए नेतृत्व। विच्छेदन और निर्धारकों और जवाब में प्ररूपी विचरण अंतर्निहित तंत्र का चित्रण उपन्यास चिकित्सीय अग्रिमों उपज की उम्मीद है।

अंतःशिरा (चतुर्थ) endotoxin (ग्राम नकारात्मक बैक्टीरियल lipopolysaccharide), एक विशिष्ट टोल की तरह रिसेप्टर 4 एगोनिस्ट, के प्रशासन आदमी में प्रणालीगत सूजन के एक विवो मॉडल का प्रतिनिधित्व करता है। राष्ट्रीय संस्थानों स्वास्थ्य नैदानिक ​​केंद्र संदर्भ endotoxin के लिए (CCRE, कोलाई O: 113: एच 10: कश्मीर नकारात्मक) मज़बूती और reproducibly नाड़ी उत्पन्न करने के लिए कार्यरत है, hematological, अंत: स्रावी, प्रतिरक्षा और अंग विशेष कार्यात्मक प्रभाव है कि समानांतर, डिग्री बदलती करने के लिए,रोग राज्यों की प्रारंभिक अवस्था में देखा उन। खुराक के बदलाव 4 एनजी / किलो - (0.06 - 4 एनजी / किग्रा) और जोखिम के समय पैमाने पर (बनाम अर्क सांस में) या तो तीव्र या पुरानी सूजन और गंभीरता की एक श्रृंखला की प्रतिकृति उच्च खुराक (2 के साथ, हासिल किया जा करने के लिए अनुमति देता है ) अक्सर एक 'सेप्सिस की तरह' राज्य बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है। स्थापना और उपन्यास औषधीय यौगिकों इसके अतिरिक्त भड़काऊ झरना पर उनके प्रभाव की सराहना करने से पहले या पोस्ट endotoxin जोखिम दिलाई जा सकती है। गुंजाइश है और generalizability में सीमाओं के बावजूद, मानव चतुर्थ endotoxin चुनौती inducible शारीरिक प्रतिक्रियाओं और भड़काऊ रास्ते में यंत्रवत अंतर्दृष्टि हासिल करने के लिए एक अनूठा मंच प्रदान करता है। तर्क से कार्यरत यह चिकित्सीय नवाचारों में इस ज्ञान का अनुवाद सहायता कर सकते हैं।

Introduction

एटियलजि, तीव्रता और अवधि भिन्न की सूजन कई रोगों की विकृति में एक केंद्रीय घटक है। ऐसे पूति या मानसिक आघात जहां गंभीर, अपेक्षाकृत कम रहता सूजन predominates, सहित टाइप 2 मधुमेह, atherosclerosis और अल्जाइमर रोग, जहां लगातार निम्न स्तर भड़काऊ स्वर एक वैकृत कारक माना जाता है पुरानी बीमारियों के लिए, dysregulated भड़काऊ रास्ते हैं के रूप में गंभीर बीमारी राज्यों से लेकर वैश्विक रुग्णता और मृत्यु दर 1,2 की एक प्रमुख ड्राइवर।

ऊतकों को नुकसान 3-5 के माध्यम से जारी किया सामान्यतः intracellular घटकों - सूजन रोगज़नक़ जुड़े आणविक पैटर्न (PAMPs) या खतरे जुड़े आणविक पैटर्न (damps) की उपस्थिति द्वारा शुरू की है। इस तरह के टोल की तरह रिसेप्टर्स (TLRs) उपकला कोशिकाओं पर पाया, endothelial कोशिकाओं और सहज प्रतिरक्षा व्यवस्था के उन लोगों के रूप में इन संरक्षित आणविक रूपांकनों बाँध पैटर्न मान्यता रिसेप्टर्स (PRRS)मंदिर, आम बहाव के intracellular संकेत दे रास्ते 6 को गति प्रदान करने के लिए। परमाणु प्रतिलेखन कारक परमाणु कारक κB की सक्रियता, दूसरों के बीच में, एन्कोडिंग समर्थक भड़काऊ साइटोकिन्स कि भड़काऊ झरना 7 की स्थापना के जीनों के प्रतिलेखन के लिए होता है।

सूजन दोनों को स्थानीय और प्रणालीगत अलग और प्राथमिक अपमान हटाने के लिए बनाया प्रभाव लाती है। स्थानीय परिवर्तन अप-विनियमन आसंजन मार्कर की, केमोकाइन रिहाई, वैसोडायलेटेशन और बढ़ संवहनी पारगम्यता सहज प्रतिरक्षा सेल स्थानांतरगमन की सुविधा के लिए शामिल हैं। पूरक और जमावट सिस्टम भी सक्रिय कर रहे हैं। प्रणालीबद्ध, कई अंग विशेष शारीरिक परिवर्तन मनाया जाता है, neuroendocrine नेटवर्क के माध्यम से करवाया। त्रिदोषन मध्यस्थों में उल्लेखनीय वृद्धि होती है और घूम सेल प्रोफ़ाइल मौलिक बदल। संघर्ष करने के लिए सूजन की विफलता और homeostasis पुनर्स्थापना जा करने के लिए की शुरुआत उत्तेजनाओं के हठ के कारण हो सकता है यासमर्पित संकल्प की विफलता 8 रास्ते। इन शक्तिशाली तंत्र, अक्सर लिपिड मध्यस्थों द्वारा समन्वित खुद को रोगजनक 9,10 हो सकता है।

भड़काऊ प्रतिक्रिया और नैदानिक ​​आबादी में इन महत्वपूर्ण विनियामक कदम की जांच चुनौतीपूर्ण है। जनसांख्यिकीय (आयु, लिंग, जातीयता), लौकिक (शुरुआत के समय, जोखिम की अवधि) और नैदानिक ​​विचरण (की शुरुआत उत्तेजनाओं के प्रकार, अपमान की गंभीरता, सह रुग्णता बोझ, चिकित्सकीय हस्तक्षेप) प्रमुख जैविक रास्ते के लिए उपयोग में बाधा। पारंपरिक समाधान पशु मॉडल का उपयोग करने के लिए किया गया है। कई फायदे affording के बावजूद, मानव pathophysiology 11,12 को उनके मौलिक समानता और उनके उत्पादन की प्रासंगिकता, जांच के 13-15 बढ़ती अंतर्गत आ गया है। एक वैकल्पिक न्यूनीकारक मानव मॉडल को रोजगार के लिए है।

देर से 1960 के दशक में विकसित, अंतःशिरा (चतुर्थ) आदमी के लिए endotoxin प्रशासन एक महत्वपूर्ण मंच प्रदान करता है जिसके माध्यम से, खोज चित्रित करना और संभावित दवा भड़काऊ रास्ते 16-19 करने के लिए। Endotoxin (इस लेख में lipopolysaccharide [LPS] के साथ पर्याय प्रयोग किया जाता है) एक शक्तिशाली TLR4 एगोनिस्ट कि एक खुराक पर निर्भर ढंग से भड़काऊ झरना से चलाता है। या तो एक सांस में जान फूंकना या इसे इस प्रकार दोनों निम्न स्तर और अवधि भिन्न की मध्यम प्रणालीगत सूजन मॉडल करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है के रूप में इंजेक्शन। उसके एवज में अल्पकालिक भड़काऊ प्रतिक्रिया अत्यधिक जटिल मेजबान रोगज़नक़ बातचीत है कि जीवाणु संक्रमण के दौरान विकसित की एक घटक के आकलन के लिए परमिट। जबकि सदमे से एक मॉडल नहीं, चतुर्थ endotoxin चुनौतियों है कि संक्रमण के प्रारंभिक दौर को दोहराने के लिए दिखाई प्रतिक्रियाएं elicits। अंतर-प्रजाति translational बाधाओं को दूर करने और इसे सही गुणात्मक मात्रात्मक नहीं तो नैदानिक ​​phenotype नकल उतार, यह भड़काऊ प्रभाव पड़ता है, परिणाम और हस्तक्षेपों के परीक्षण करने के लिए एक अवसर के वास्तविक समय व्याख्या देता है। Endotoxin भी endobronchiall प्रशासित किया जा सकताy 20, intradermally 21 या चतुर्थ LPS 22 के साथ संयोजन में अलग-अलग डिब्बों में स्थानीय भड़काऊ प्रतिक्रियाओं का पता लगाने के लिए। कम व्यापक रूप से कार्यरत वैकल्पिक तरीके ऐसे ट्यूमर परिगलन कारक α (TNFα) और इंटरल्यूकिन (IL) 6 19 के रूप में समीपस्थ समर्थक भड़काऊ साइटोकिन्स के अर्क शामिल हैं। ये आगे यहाँ पर चर्चा नहीं की जाएगी।

Protocol

यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन आरईसी (यूके) अध्ययन है कि प्रतिनिधि परिणाम अनुभाग में प्रस्तुत आंकड़ों उत्पन्न (संदर्भ 5060/001) को मंजूरी दे दी।

नैतिक स्वीकृति:

चतुर्थ endotoxin चुनौतियों का उपयोग अध्ययन के बहुमत स्वस्थ विषयों में आयोजित किया गया है। इस शोध कोई स्वास्थ्य लाभ है के रूप में, अध्ययन उद्देश्यों के महत्व को स्पष्ट रूप से किसी भी निहित जोखिम पल्ला झुकना चाहिए। यह प्रासंगिक है जब बातचीत पर विचार उपन्यास एजेंटों के साथ सूजन को संशोधित करने के लिए इस्तेमाल किया और कहा कि संभावित endotoxin (जैसे, बुखार, रक्त के दबाव में परिवर्तन, लक्षण) के लिए मेजबान प्रतिक्रियाओं को बढ़ा चढ़ा दिया है।

चतुर्थ endotoxin रोजगार किसी भी अध्ययन के प्रारंभ से पहले, अनुमोदन की मांग की है और एक उचित अनुसंधान आचार समिति (आरईसी) / संस्थागत समीक्षा बोर्ड (आईआरबी) से प्राप्त किया जाना चाहिए। चतुर्थ endotoxin प्रशासन महत्वपूर्ण व्यवस्था हासिल करने के लिए चालीस से अधिक वर्षों के लिए नियोजित किया गया हैहमारे, या अन्य लेखक की, ज्ञान 19 करने के लिए कोई गंभीर या स्थायी प्रतिकूल प्रभाव के साथ मानव जीव विज्ञान में nistic अंतर्दृष्टि। कई भड़काऊ स्थिति है कि मृत्यु दर और रुग्णता का प्रमुख कारण होते हैं से संबंधित महत्वपूर्ण जानकारी उपज के लिए मॉडल की क्षमता को देखते हुए, हम विश्वास है कि यह नैतिकता की दृष्टि से endotoxin को स्वस्थ स्वयंसेवकों और परिभाषित जनसांख्यिकीय या नैदानिक ​​समूहों को बेनकाब करने के लिए स्वीकार्य है प्रदान की उचित जोखिम न्यूनीकरण रणनीतियों जगह में हैं। इस जांच के सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए विशेष रूप से जब endotoxin- प्रेरित सूजन के साथ नए एजेंटों और उनकी बातचीत रोजगार योग्य विशेषज्ञों और या पायलट अध्ययन के द्वारा स्वतंत्र बाहर समीक्षा की आवश्यकता हो सकती है।

तैयारी

1. प्रतिभागियों के जनसांख्यिकीय और नैदानिक ​​विशेषताओं का निर्धारण

नोट: चतुर्थ endotoxin चुनौती भर्ती स्वस्थ युवा पुरुष स्वयंसेवकों <30 साल पुराने रोजगार के अध्ययन के बहुमत। घुड़सालएँ इसके अतिरिक्त स्वस्थ महिलाओं में 23, पुराने स्वयंसेवकों 24,25 और रोगी उपसमूहों 26 प्रयोगात्मक प्रश्न के आधार पर किए गए हैं। बुजुर्ग प्रतिभागियों (यानी, उम्र के अधिक से अधिक से अधिक 60 वर्ष) एक बड़ा और अधिक निरंतर प्रतिक्रिया (उच्च बुखार, ब्लड प्रेशर में अधिक से अधिक कमी) हो सकता है, और किसी भी सह-रूग्णता या दवाओं के साथ अन्तर्जीवविष प्रेरित सूजन की बातचीत में विचार किया जाना चाहिए इन अध्ययनों के डिजाइन। कृपया भागीदार के चयन में आगे विचार के लिए चर्चा देखें।

2. भर्ती प्रतिभागियों

  1. उपयुक्त विज्ञापन की व्यवस्था के रूप में की आवश्यकता है।
    नोट: भागीदार के समय और असुविधा के लिए वित्तीय क्षतिपूर्ति आमतौर पर की पेशकश की है। इस भर्ती के लिए पहले से स्थापित है और एक आरईसी / आईआरबी द्वारा अनुमोदित किया जाना चाहिए।
  2. एक आरईसी मुद्दे / आईआरबी को मंजूरी दे दी प्रतिभागी जानकारी पत्रक (पीआईएल), के एक सिंहावलोकन अध्ययन की प्रकृति समझाप्रोटोकॉल, उम्मीद दुष्प्रभाव, और शामिल किए जाने के मानदंडों को पूरा करने के लिए उत्तरदाताओं चतुर्थ endotoxin के साथ जुड़े जोखिम।
    नोट: इस भाग लेने के लिए एक सूचित निर्णय किए जाने के लिए अनुमति देने के लिए सहमति देने के अग्रिम में और कोई प्रश्न या चिंता के लिए जारी किया जाना चाहिए शोधकर्ता द्वारा संबोधित किया जाना है।

3. औपचारिक सूचित सहमति प्राप्त

  1. पहले की स्वास्थ्य जांच सहित किसी भी अध्ययन से संबंधित प्रक्रिया के उपक्रम, करने के लिए सभी प्रतिभागियों से लिखित सहमति प्राप्त करते हैं।
  2. प्रतिभागी को बनाए रखने और जनहित याचिका में जानकारी की समझ की मौखिक पुष्टि की तलाश है।
  3. चतुर्थ endotoxin प्रशासन के दुष्प्रभावों पर चर्चा करें।
    नोट: अधिक मात्रा में (2 - 4 एनजी / किग्रा) इन कठोरता (ठंड लगना), सिर दर्द, प्रकाश की असहनीयता, मांसलता में पीड़ा, जोड़ों का दर्द, मतली, और शायद ही कभी, उल्टी शामिल हैं। 2 घंटे बाद इंजेक्शन, 6 से आधारभूत बाद में abating - - पीक लक्षण तीव्रता लगभग 1 होता है 8 घंटा। कोई गंभीर या निरंतर प्रतिकूल प्रभावी तरीकेसीटीएस इन खुराक पर endotoxin के लिए माध्यमिक सूचना दी गई है। शायद ही कभी, एक स्वयंसेवक प्रतिक्रिया की ऊंचाई के दौरान अस्वीकार्य लक्षणों की डिग्री मिल सकता है। लक्षण मुंह या चतुर्थ द्वारा पेरासिटामोल / एसिटामिनोफेन या गैर स्टेरायडल एजेंटों के प्रशासन के साथ ameliorated जा सकता है (जैसे, एस्पिरिन, ibuprofen)। इस तरह के एजेंटों भड़काऊ प्रतिक्रिया को बदल सकता है और उनके उपयोग दर्ज किया जाना चाहिए।
  4. एक स्पष्टीकरण देने के बिना किसी भी बिंदु पर अध्ययन से वापस लेने के लिए प्रतिभागियों की क्षमता को फिर से पुष्टि करते हैं।

4. संभावित प्रतिभागियों पर एक 'स्वास्थ्य स्क्रीन' का कार्य

नोट: यह अज्ञात चिकित्सा की स्थिति है कि उन्हें चतुर्थ endotoxin से नुकसान का अधिक जोखिम में जगह के अभाव सुनिश्चित करने के लिए है। एक माध्यमिक उद्देश्य जानकारी के रूप में प्रयोगात्मक प्रश्न के लिए प्रासंगिक पहचाना जा सकता है।

  1. एक उपयुक्त नैदानिक ​​पर्यावरण और स्वास्थ्य के लिए स्क्रीन का संचालन करने के लिए एक उचित रूप से प्रशिक्षित चिकित्सा पेशेवर पहचानें। </ Li>
  2. अतीत और पर जा रहा दवा / उपचार, उपन्यास स्वास्थ्य खाद्य पदार्थ या काउंटर फार्मास्यूटिकल्स, एलर्जी की स्थिति और वर्तमान लक्षण है कि नया या हाल ही में बीमारी की सलाह दे सकते की उपस्थिति की जांच पिछले चिकित्सा और सामाजिक इतिहास, सहित एक पूर्ण नैदानिक ​​इतिहास ले लो।
  3. एक न्यूनतम, हृदय और श्वसन प्रणाली के रूप में, एक औपचारिक नैदानिक ​​परीक्षा प्रदर्शन।
  4. व्यवस्था और दिनचर्या टिप्पणियों (वजन, हृदय गति, रक्तचाप, श्वसन दर, ऑक्सीजन संतृप्ति, तापमान), रक्त काम (पूर्ण रक्त गणना, गुर्दे, यकृत और जमावट कार्यात्मक परीक्षण), और 12-लीड इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम सहित समीक्षा कोर जांच।
    नोट: अतिरिक्त परीक्षण प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल के अनुसार आवश्यक हो सकता है।
  5. unremarkable इतिहास, परीक्षा और जांच के साथ प्रतिभागियों को चतुर्थ endotoxin चुनौती, आरईसी / आईआरबी को मंजूरी दे दी शामिल किए जाने / बहिष्कार मापदंड पर निर्भर करने के लिए आगे बढ़ना है।
    नोट: यह मैंनव पता चला लक्षण, लक्षण या परीक्षण असामान्यताओं के लिए सबसे अच्छा अभ्यास करने के लिए सूचना और प्रतिभागी की दिनचर्या चिकित्सक द्वारा जांच की जानी है। जब तक किसी भी चिंता का विषय उचित रूप से संबोधित किया गया है इन व्यक्तियों को बाहर रखा जाना चाहिए।

5. चतुर्थ endotoxin चैलेंज करने के लिए आगे बढ़ने प्रतिभागियों को सूचित;

  1. किसी भी नए लक्षण या बीमारी के अन्वेषक सूचित करें।
    नोट: यह सामान्य अध्ययन में उनके प्रवेश रोकना होगा।
  2. पूछो प्रतिभागियों को एक पूर्व घोषित समय और स्थान पर पहुंचें। आरामदायक कपड़े पहनते हैं और मनोरंजन लाने के लिए प्रतिभागियों को सलाह।
  3. (साफ तरल पदार्थ की अनुमति दी) आधी रात से तेज करने के लिए प्रतिभागियों से पूछो।
  4. प्रतिभागियों से पूछो 24 घंटा पहले इंजेक्शन और / या एक पूर्व निर्धारित अवधि के बाद में (वैकल्पिक और प्रोटोकॉल निर्भर) के लिए शराब और कैफीन से बचना चाहिए।

प्रक्रिया

6. endotoxin चैलेंज(पहले endotoxin प्रशासन के लिए)

  1. 45 डिग्री पर सिर के साथ एक बिस्तर तैयार करें।
    नोट: सुनिश्चित इस एक उपयुक्त स्थान नैदानिक ​​सहायता और पुनर्जीवन उपकरण हासिल करने के लिए में स्थित है। उदाहरण के लिए, एक नैदानिक ​​अनुसंधान सुविधा, एनेस्थेटिक कमरे या गहन चिकित्सा इकाई के लिए।
  2. सुनिश्चित आवश्यक नैदानिक ​​और प्रायोगिक उपकरण सुलभ और कामकाज है।
    नोट: यह एक रक्तदाबमापी, थर्मामीटर, नाड़ी oximeter भी शामिल है और, अगर नियोजित किया जा रहा, 3-सीसा हृदय की निगरानी। स्थानीय पुनर्जीवन उपकरण और ऑक्सीजन की पहुंच की पूर्णता की जाँच करें।
  3. Reconstitute नैदानिक ​​केंद्र संदर्भ endotoxin
    1. , खासियत (श्रृंगार) पूर्ण मम्मियाँ गैर स्पर्श तकनीक (ANTT) भर का उपयोग कर CCRE के एक पहले संयुक्त राष्ट्र के पुनर्गठन शीशी के लिए इंजेक्शन के लिए बाँझ पानी की 5 मिलीलीटर जोड़ें। शीशियों एक सफेद, lyophilized पाउडर के रूप में 10,000 इकाइयों endotoxin (ईयू) (लगभग 1 माइक्रोग्राम) होते हैं।
    2. शीशी ओ रखें5 मिलीलीटर श्रृंगार के साथ एफ CCRE शीशी का कांच की सतह के लिए endotoxin पक्षपाती सुनिश्चित करने के लिए पूरी तरह से भंग कर रहा है 1 घंटे के लिए एक भंवर प्रकार के बरतन पर जोड़ा जाता है।
      ध्यान दें: CCRE पूरी तरह से भंग कर दिया है करने के लिए प्रदर्शित होने के बावजूद समाधान आसानी में नहीं जाती है।
    3. endotoxin का सही वजन से समायोजित मात्रा ड्रा (अब 2,000 यूरोपीय संघ / मिलीलीटर या मोटे तौर पर 200 एनजी / एमएल) 1 मिलीलीटर सिरिंज में।
      नोट: उपयोग कांच या polypropylene सीरिंज उपकरणों के लिए endotoxin का पालन (और हानि) को कम से कम करने के लिए।
  4. प्रतिभागी
    1. चतुर्थ endotoxin प्रशासन के साथ आगे बढ़ने के लिए सहमति की पुष्टि करें। नई बीमारी, लक्षण और प्रोटोकॉल विशेष निर्देश के अनुपालन के बारे में पूछताछ।
      नोट: यदि चिकित्सा चिंता या गैर अनुपालन endotoxin है, प्रशासन में देरी।
    2. भागीदार पूछो तैयार बिस्तर में झूठ बोलने के लिए, इस बात की पुष्टि है कि वे आराम कर रहे हैं। सुनिश्चित करें कि वे voided मूत्राशय और आंत्र है।
  5. नाड़ी का उपयोग प्राप्त करते हैं। endotoxin के प्रशासन के लिए ANTT के तहत एक अंतःशिरा प्रवेशनी डालें, और प्रोटोकॉल, नसों में तरल पदार्थ में शामिल हैं।
  6. पर जा रहा है रक्त ड्रा दोहराया शिरापरक वार से बचने के लिए के लिए एक दूसरे intravascular लाइन रखें। इस नसों डालें और साथ (या एक विस्तार के बिना) रक्त आकर्षित और फ्लशिंग की सुविधा के लिए एक 3-तरह के नल से कनेक्ट।
    नोट: वैकल्पिक रूप से, निरंतर रक्तचाप की निगरानी और नमूना अधिग्रहण, साइट इंट्रा-धमनी लाइन के लिए। इस प्रविष्टि के लिए अधिक से अधिक विशेषज्ञता की आवश्यकता है और वहाँ स्थानीय जटिलताओं का खतरा बढ़ गया है।
    1. पर जा रहा है नसों में रक्त का उपयोग कर प्रवेशनी ड्रॉ के लिए, कोहनी के सामने खात में एक siting के साथ एक 18 गेज या बड़ा बोर प्रवेशनी का उपयोग hemolysis और थक्के से बचने के लिए। चतुर्थ तरल पदार्थ प्रशासन में मदद मिलेगी प्रत्यक्षता बनाए रखें।
      नोट: intravascular प्रवेशनी प्रविष्टि प्रकार और साइट का चयन व्यक्ति व्यवसायी और भागीदार पी के अनुसार जगह ले जाना चाहिएसंदर्भ। इंट्रा-धमनी लाइनों परंपरागत रूप से स्थानीय संवेदनाहारी की पूर्व टपकाना के साथ रेडियल या और्विक धमनी में रखा जाता है (उदाहरण के लिए, 1% lidocaine)।
  7. या तो पहली या दूसरी पंक्ति की प्रविष्टि पर आधारभूत परीक्षण के लिए रक्त ड्रा। पहले 5 रक्त की (प्रवेशनी भीतर कब्जे में मृत अंतरिक्ष और कनेक्टर्स) नमूना लेने के लिए रक्त प्राप्त करने से पहले मिलीलीटर त्यागें। रक्त ड्रॉ के बाद 0.9% सोडियम क्लोराइड के 10 मिलीलीटर के साथ लाइन फ्लश।
    नोट: रक्त की मात्रा खींचा और नमूनों की हैंडलिंग प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल और स्थानीय प्रयोगशाला प्रक्रियाओं द्वारा निर्धारित किया जाएगा।
  8. उचित रूप में नैदानिक ​​निगरानी देते हैं (उदाहरण के लिए, 3-सीसा हृदय की निगरानी आम तौर पर उच्च खुराक के साथ कार्यरत है को चुनौती दी 2 - 4 एनजी / किग्रा)।
  9. रिकार्ड आधारभूत नियमित नैदानिक ​​टिप्पणियों के रूप में एक उचित महत्वपूर्ण संकेत चार्ट पर 4.4 में कहा गया है। व्यक्तिपरक लक्षण स्कोरिंग (जैसे, सिर दर्द, मांसलता में पीड़ा के लिए दृश्य अनुरूप स्कोर का उपयोग,आदि।) इसके अतिरिक्त भागीदार अनुभव की निगरानी के लिए किया जाना चाहिए।
  • endotoxin प्रशासन
    1. 0.9% सोडियम क्लोराइड के साथ नसों में प्रवेशनी फ्लश प्रवेशनी सही ढंग से sited है और पेटेंट सुनिश्चित करने के लिए।
    2. एक ही नसों के माध्यम से प्रवेशनी पुनर्गठन CCRE के पूर्व तैयार, वजन समायोजित खुराक प्रशासन। सांस (<2 मिनट) चतुर्थ लाइन के केंद्र में एक 3-तरह के नल में खुराक इंजेक्षन।
    3. यह सुनिश्चित करने के लिए 10 मिलीलीटर 0.9% सोडियम क्लोराइड के साथ फ्लश सभी CCRE संचलन में प्रवेश करती है।
      नोट: प्रशासन के लिए एक सतत सुई लेनी मंदक के एक ज्ञात मात्रा में endotoxin इंजेक्षन, जैसे, 0.9% सोडियम क्लोराइड की 100 मिलीलीटर एक पूर्व निर्धारित एकाग्रता को प्राप्त करने के लिए, और एक निर्धारित दर (मात्रा / समय) पर परिणामी समाधान दिखे।
  • 7. निगरानी, ​​निरीक्षण और नमूना ड्रा

    1. मॉनिटर सांस के बाद 6 घंटा की एक न्यूनतम के लिए चतुर्थ endotoxin के दौर से गुजर प्रतिभागियों करनागाना या एक प्रेरणा की अवधि के लिए। एक योग्य, अनुभवी चिकित्सक इस कदम प्रदर्शन किया है।
    2. रिकार्ड और समीक्षा के महत्वपूर्ण संकेत है और एक बार / घंटा की एक न्यूनतम पर किसी भी नैदानिक ​​टिप्पणियों। सतत निगरानी ऐसी 3-सीसा हृदय की निगरानी के रूप में अतिरिक्त कार्य शुरू किया जा सकता है।
      नोट: जांचकर्ता को ध्यान देना चाहिए कि उच्च सांस मात्रा में (2 - 4 एनजी / किग्रा) वैसोवेगाल प्रतिक्रियाओं हृदय विराम देता उत्तेजित हो सकता है। ये इंजेक्शन के बाद सबसे अधिक 30 मिनट के 2 घंटा के लिए लगातार कर रहे हैं और घातक (अधिक जानकारी के लिए चर्चा देखें) नहीं हैं।
    3. अन्वेषक के विवेक पर व्यक्तिपरक लक्षण स्कोरिंग का कार्य।
    4. प्रशासन 2 - crystalloid के 3 एल 6 (उदाहरण के 0.9% सोडियम क्लोराइड या हार्टमैन के समाधान के लिए) - 8 घंटा 2 की सांस प्रशासन के बाद - 4 एनजी / किलो।
      नोट: कोई स्वीकार्य मानक से ऊपर उल्लेख किया तरल पदार्थ के प्रशासन के लिए मौजूद है। प्रतिभागियों की सुरक्षा सर्वोपरि है। यह नियमित रखरखाव तरल पदार्थ की मात्रा और प्रतिनिधि प्रदान करता हैlacement (अवधि के लिए मुंह से नहीं के बराबर रखा है और शरीर के तापमान को उठाया और श्वसन दर की वजह से बेसुध घाटा वृद्धि हुई)। उन्होंने यह भी कार्डियक arrhythmias (चर्चा देखने के लिए) के जोखिम का मुकाबला कर सकता है।
    5. प्राप्त पूर्व निर्धारित प्रयोगात्मक सवाल का जवाब देने के लिए आवश्यक नमूने हैं।
      नोट: ये पारंपरिक रूप से शामिल हैं, लेकिन, रक्त और मूत्र तक सीमित नहीं हैं। समय, संख्या और नमूनों की मात्रा कम से कम सही आंकड़ा प्राप्त करने के लिए आवश्यक होना चाहिए और आरईसी / आईआरबी द्वारा अनुमोदित किया गया है। अधिक लगातार नमूना शिखर (या गर्त) मूल्यों को याद नहीं कर रहे हैं सुनिश्चित करने के लिए कुछ समय अंक (जैसे, हर 30 मिनट) पर पड़ सकता है। लिया रक्त की मात्रा की गणना मृत अंतरिक्ष की वापसी के दौरान खारिज रक्त के लिए खाते चाहिए।
    6. के रूप में आवश्यक प्रक्रिया नमूने हैं।

    8. प्रक्रिया के अंत

    1. भाग लेने के चिकित्सक सुनिश्चित करें कि भागीदार के लक्षण बसे कर लिया है और उनकी टिप्पणियों को ट्रेंडिंग कर रहे हैं किसामान्य (सभी मानकों को बदल दिया है, जैसे, ऊंचा हृदय गति और तापमान, आधारभूत मूल्यों की ओर लगातार कमी का प्रदर्शन) अवलोकन और बाद के निर्वहन के अंत को मंजूरी देने से पहले।
      नोट: 2 की सांस में इंजेक्शन के बाद - सामान्य रूप से पूरी तरह से Abate 6 से 4 एनजी / किलो CCRE लक्षण - 8 घंटे। व्यक्तिगत टिप्पणियों ओवरलैपिंग लेकिन असतत समय-पाठ्यक्रम का पालन करें। 12 घंटा - ये आम तौर पर 10 से आधारभूत पर लौट आए हैं। सतत प्रेरणा लक्षण और महत्वपूर्ण संकेत तुरंत कम नहीं होगा endotoxin प्रशासन की समाप्ति के बाद के रूप में अवलोकन की एक लंबी अवधि की आवश्यकता है।
    2. सभी निगरानी उपकरण और रक्तस्तम्भन सुनिश्चित intravascular लाइनों निकालें।
    3. भागीदार की पुष्टि घर लौटने के लिए खुश है और किसी भी चिंता के मामले में अन्वेषक के संपर्क विवरण है।
      नोट: यह सबसे अच्छा अभ्यास माना जाता है उनके स्वास्थ्य की स्थिति की जाँच करें और किसी भी sequelae के लिए नजर रखने के लिए अगले दिन भागीदार संपर्क करने के लिए।

    Representative Results

    विविध, चतुर्थ endotoxin प्रशासन के मल्टी सिस्टम परिणामों हाल ही में व्यापक समीक्षा की गई है और यहाँ पूर्ण में विचार विमर्श नहीं किया जाएगा (पूरी जानकारी के लिए 17-19,27 देखें)। इसके बजाय रेंज और मॉडल की प्रयोज्यता की एक संक्षिप्त सिंहावलोकन क्लासिक सांस-खुराक आहार (2 एनजी / किलो) से संबंधित प्राथमिक आंकड़ों के साथ उपलब्ध कराया जाएगा। एक योजनाबद्ध आरेख इस तरह के प्रयोग के समय को दर्शाता हुआ चित्र 1 में प्रदान की जाती है।

    आकृति 1
    चित्रा 1:। सांस चतुर्थ endotoxin चैलेंज प्रोटोकॉल के प्रतिनिधि योजनाबद्ध आने के बाद, आगे बढ़ने के लिए भागीदार की सहमति से उनके स्वास्थ्य की स्थिति और प्रोटोकॉल के अनुपालन (उपवास, शराब मतदान न, आदि) के साथ-साथ इस बात की पुष्टि की जानी चाहिए। intravascular लाइनों की प्रविष्टि के बाद, attachmeनिगरानी और आधारभूत नैदानिक ​​टिप्पणियों और नमूने, पुनर्गठन CCRE के एक वजन से समायोजित खुराक के संग्रह का एनटी प्रशासित किया जाता है। 6 की एक न्यूनतम के लिए नैदानिक ​​निगरानी - 8 घंटे अनिवार्य है। नमूने, सबसे अधिक रक्त, पूर्व चयनित समय अंक में लिया जा सकता है। Crystalloid नसों में तरल पदार्थ आमतौर पर 6 घंटा से अधिक 1 एल के द्वारा पीछा 2 घंटा से अधिक इस मामले 1 एल में दिए गए हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    चतुर्थ endotoxin के प्रभाव खुराक चयनित और प्रशासन की विधि (सांस बनाम अर्क) पर निर्भर है। 2 के एक सांस - 4 एनजी / किलो मज़बूती से 16 गिनती उठाया कोर तापमान, हृदय गति और सफेद रक्त कोशिका (WBC) के साथ प्रणालीगत भड़काऊ प्रतिक्रिया सिंड्रोम की सुविधाओं elicits। यह समर्थक और चींटी सहित सूजन के त्रिदोषन मध्यस्थों की उपस्थिति के साथ हैमैं भड़काऊ साइटोकिन्स, तीव्र चरण प्रोटीन (जैसे सी-रिएक्टिव प्रोटीन के रूप में) (देखें आंकड़े 2 और 3) और hypothalamo-पिट्यूटरी अक्ष 28 और दोनों समर्थक coagulatory और fibrinolytic सिस्टम 29 के सक्रियण। दोनों केंद्रीय और परिधि के ऊतकों में चयापचय बदल दिया है और कई अंग विशेष कार्यात्मक परिवर्तन 19,30 हासिल। 2 घंटा और काफी हद तक Abate 6 घंटा से (चित्रा 4 देखें) - प्रतिभागियों को 'फ्लू' की तरह के लक्षण है कि लगभग 1 तीव्रता में चोटी की एक किस्म का अनुभव। सांस में 'उच्च खुराक' प्रोटोकॉल स्वयंसेवकों 31 में एक गुणात्मक सुसंगत लेकिन मात्रात्मक चर प्रतिक्रिया लाती है।

    चित्र 2
    चित्रा 2: नैदानिक ​​अवलोकन प्रोफाइल नैदानिक ​​केंद्र संदर्भ में बदलें महत्वपूर्ण संकेत के बाद सांस प्रशासन endotoxin 2 एन।ग्राम / किलो (IQR साथ मंझला, एन = 10)। श्वसन दर (आरआर, प्रति मिनट श्वास, ए), नाड़ी (प्रति मिनट धड़कता है, बी), सिस्टोलिक रक्तचाप (एसबीपी, एमएमएचजी, सी) और तापमान (डिग्री सेल्सियस, मध्य कर्ण थर्मामीटर के माध्यम से, डी) प्रदर्शित कर रहे हैं। एसबीपी चतुर्थ तरल पदार्थ, छोटे से वृद्धि होने की संभावना बढ़ गई सहानुभूति बहिर्वाह को दर्शाती है की प्रशासन के कारण गिर नहीं था। समय (घंटा के बाद endotoxin प्रशासन) एक्स अक्ष पर प्रदर्शित किया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    चित्र तीन
    चित्रा 3:। सेल्युलर और Humoral रिस्पांस कुल ल्यूकोसाइट गिनती में लगातार परिवर्तन, क्षणिक neutrophilia सहित मनाया जाता है (ए) के साथ inflammatio का आमतौर पर इस्तेमाल किया नैदानिक ​​संकेतक के साथn ऐसे सी-रिएक्टिव प्रोटीन (बी) के रूप में। प्लाज्मा साइटोकाइन सांद्रता घूम में मात्रात्मक विविध, अभी तक गुणात्मक रूप से संरक्षित परिवर्तन चतुर्थ endotoxin के बाद हो। TNFα (सी) और आईएल -6 (डी) मिसाल के रूप में प्रदर्शित कर रहे हैं। नैदानिक ​​केंद्र संदर्भ endotoxin 2 एनजी / किलो के सभी डेटा के बाद सांस प्रशासन। (IQR साथ मंझला, एन = 10 साइटोकाइन एकाग्रता 2 तकनीकी दोहराता हर समय बिंदु पर / व्यक्ति का मतलब प्रतिनिधित्व करता है) का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें यह आंकड़ा।

    चित्रा 4
    चित्रा 4:। लक्षण प्रोफाइल संचयी लक्षण पूर्व निर्धारित समय-अंक नैदानिक ​​केंद्र संदर्भ endotoxin 2 एनजी / किलो के बाद सांस प्रशासन में दर्ज स्कोर (IQR साथ मंझला, एन = 10)। प्रतिभागियों को टी कहा गया थाओ सिरदर्द, कांप, मांसपेशियों में दर्द, मतली की गंभीरता स्कोर दृश्य एनालॉग तराजू पर। (0 - 10, अधिकतम स्कोर 40) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    इसके विपरीत 'कम खुराक' endotoxin व्यक्तियों पर एक और अधिक विविध प्रभाव पड़ता है और भड़काऊ प्रतिक्रिया 31 में अंतर-व्यक्तिगत मतभेदों का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। 0.06 के प्रशासन - जीर्ण कम ग्रेड भड़काऊ शर्तों 32 में देखा उन के अनुरूप प्लाज्मा साइटोकिन्स में 10 गुना बढ़ जाती है - या तो सांस या निषेचन के माध्यम से 0.2 एनजी / किलो 2 लाती है। ऐसे प्रोटोकॉल सूजन के योगदान की खोज में एक महत्वपूर्ण भूमिका है और रास्ते में है कि यह कई जटिल स्थितियों cardiometabolic 27 को विनियमित हो सकता है।

    Discussion

    यहाँ के रूप में प्रदर्शन किया और पूरी तरह से हाल ही में समीक्षा लेख में वर्णित है, मानव चतुर्थ endotoxin चुनौती के लिए एक अनूठा प्रायोगिक भड़काऊ मार्ग है कि मानव रोग का एक विशाल रेंज आबाद में अंतर्दृष्टि प्रदान मंच है। नियंत्रित, प्रणालीगत सूजन की प्रतिलिपि प्रस्तुत करने की अनुमति दे प्रेरण, मॉडल भड़काऊ झरना के प्रारंभिक चरणों के लिए उपयोग परमिट, संभावित कारकों को नष्ट करने।

    प्रतिभागी की प्रतिक्रियाएं तीव्रता और अवधि, और उनके प्ररूपी प्रस्तुति पर जीनोमिक प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए सम्मान के साथ संग्राहक जा सकता है। इसके अलावा, मॉडल न केवल उन LPS ligand खुद के खिलाफ चिकित्सा विज्ञान के लिए एक परीक्षण बिस्तर, के रूप में कार्य करते हैं, लेकिन हो सकता LPS प्रेरित रास्ते और सूजन के दोनों तीव्र और संकल्प चरणों के मध्यस्थों के संकेत। इस endotoxin सहिष्णुता, प्रतिरक्षा प्रणाली का एक hyporesponsive राज्य है कि गंभीर बीमारी-मैं करने के लिए समानता भालू की बहाली पर लक्षित एजेंटों शामिल हो सकते हैंnduced immunoparalysis 33,34 एक शारीरिक / कार्यात्मक स्तर पर भी एक transcriptomic एक 35, चतुर्थ endotoxin चुनौती प्रतीत होता है एक महत्वपूर्ण भूमिका बुनियादी वैज्ञानिक सफलताओं के अनुवाद में खेलने के लिए है ही नहीं, पर दोनों तीव्र और क्रोनिक 16 से 27 सूजन की प्रमुख विशेषताओं को दोहराने में सक्षम नैदानिक ​​अभ्यास करने के लिए। जब उचित पशु और अधिक बारीकी से विशिष्ट रोग राज्यों (जैसे, murine cecal ligation और पंचर और पूति) के pathophysiological प्रतिक्रियाओं को दोहराने में सक्षम मॉडल में निर्देशित जांच करने के लिए मिलकर इस अनुसंधानात्मक प्रतिमान विशेष रूप से शक्तिशाली हो सकता है।

    किसी भी स्वस्थ मानव स्वयंसेवक मॉडल में भाग लेने वालों की सुरक्षा सर्वोपरि है। हमारे और अन्य लेखकों ज्ञान, कोई गंभीर या स्थायी रूप से प्रतिकूल घटनाओं (व्यक्तिगत संचार, डॉ एंथोनी Suffredini) 19 के साथ व्यक्तियों के हजारों करने के लिए 4 एनजी / किलो, - चतुर्थ endotoxin चैलेंज 2 की उच्च खुराक रेंज में प्रशासित किया गया है। की नहींई गंभीर vagal प्रतिक्रियाओं की हालांकि अलग-थलग खातों 36,37 सूचना दी गई है। एटियलजि शायद बुखार, ठंड लगना और लक्षणों की शुरुआत के साथ उच्च आराम vagal टोन, रात भर उपवास के बाद मात्रा में कमी, और catecholamine रिहाई का प्रतिनिधित्व करता है, एक अतिरंजित Bezold-Jarisch पलटा में बनी। यह जोखिम पिछले वैसोवेगाल syncopy या एक सकारात्मक झुकाव परीक्षण, और पहले और endotoxin चुनौती 37 के दौरान नसों में तरल पदार्थ के साथ मात्रा लदान के साथ व्यक्तियों को छोड़कर द्वारा ameliorated जा सकता है। उच्च खुराक endotoxin चुनौती (विशेष रूप से 4 एनजी / किग्रा) को रोजगार के शोधकर्ताओं bradycardia और / या हृदय विराम देता है के जोखिम के ठोस होना चाहिए, उनके दुर्लभ लेकिन संभावित घटना के प्रतिभागियों को चेतावनी दी है, उचित निगरानी रोजगार, और पुनर्जीवन उपकरण आसानी से उपलब्ध है। अन्य बहिष्कार मानदंड, प्रोटोकॉल में वर्णित उन लोगों के अलावा, प्रयोगात्मक सवाल पर निर्भर आवश्यक हो सकता है। उदाहरण के लिए, जबकि यह समझदारी है कि उन लोगों के देहात है बाहर करने के लिएअन्य नैदानिक ​​परीक्षणों में rticipated या अनुभवी सर्जरी / पिछले तीन महीनों में आघात, उन लोगों के लिए प्रविष्टि (या उपयोग एक समानांतर-समूहों में से नहीं हस्तक्षेप अध्ययन में एक पार से अधिक डिजाइन) के प्रतिबंध है कि पहले से चतुर्थ endotoxin चुनौती परीक्षणों भी मई में partaken है endotoxin सहिष्णुता विवो 38,39 में समय की एक अज्ञात लंबाई के लिए बने: अगर प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का आकलन किया जा रहा है की आवश्यकता हो।

    कई सीमाओं मॉडल के साथ स्पष्ट कर रहे हैं। यह परंपरागत रूप से नैदानिक ​​आबादी के स्वस्थ, युवा पुरुष स्वयंसेवकों संयुक्त राष्ट्र के प्रतिनिधि में किया जाता है। कोई हस्तक्षेप को हल करने endotoxin प्रशासन की प्ररूपी परिणाम के लिए आवश्यक हैं। शुद्ध LPS इंजेक्शन के रूप में एक जीवित रोगज़नक़ पर कई immunogenic moieties करने का विरोध किया, केवल एक ही TLR ligand के लिए जोखिम प्रदान करता है। नैतिक आवश्यकता से केवल एक अपेक्षाकृत मामूली सूजन प्रतिक्रिया हासिल किया जा सकता है। डीआईएसई के हर pathophysiological विशेषता का अनुकरणएएसई 40 हासिल नहीं है। इस प्रकार 'किसी भी उम्मीद है कि मॉडल पूरी तरह से गंभीर स्थानीय या प्रणालीगत ग्राम नकारात्मक संक्रमण के नैदानिक ​​हालत प्रतिकृति संयुक्त राष्ट्र के warranted है' 18।

    हम फिर भी तर्क होता है कि मॉडल की ताकत नैदानिक ​​स्थापित करने के लिए है, लेकिन शारीरिक, hematological, प्रतिरक्षा, neuroendocrine और एक चाबी भड़काऊ प्रोत्साहन के लिए सक्षम कोशिकाओं और अंग प्रणालियों के चयापचय प्रतिक्रिया पूछताछ में अनुचित एक्सट्रपलेशन में निहित नहीं है। क्षणिक परिवर्तन के विचारशील व्याख्या endotoxin प्रशासन द्वारा उकसाया और औषधीय चुनौती से उनकी मॉडुलन किया गया है, और हो सकता है, नए उपचारों को डिजाइन करने और अपने प्रभाव की भविष्यवाणी करने में जानकारीपूर्ण जारी रहेगा।

    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

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    References

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    स्वस्थ मनुष्यों में अंतःशिरा endotoxin चैलेंज: एक प्रयोगात्मक मंच जांच और प्रणालीगत सूजन मिलाना
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    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).

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