Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Medicine

Sağlıklı İnsanlarda İntravenöz Endotoksin Mücadelesi: Deneysel Bir Platform Araştırma ve Sistemik Enflamasyon Değiştirmeye Yönelik

doi: 10.3791/53913 Published: May 16, 2016

Abstract

iltihaplı yola aktivasyonu, akut ve kronik bir çok hastalık halinde merkezi bir mekanizmayı temsil etmektedir. patojen veya doku hasarı ile ilişkili moleküler motifleri ya üzerinden tetiklenen, ortak biyokimyasal yollar korunmuş henüz değişken fizyolojik ve immünolojik değişikliklere yol açar. Diseksiyon ve belirleyicileri ve yanıt olarak fenotipik varyans altında yatan mekanizmaların tarif yeni terapötik gelişmeler verim bekleniyor.

Endotoksin (gram-negatif bakteri lipopolisakkarid), belirli bir Toll benzeri reseptör 4 agonisti, intravenöz (IV) uygulama insanda sistemik inflamasyon bir in vivo modeli temsil etmektedir. Ulusal Sağlık Klinik Merkezi Referans Endotoksin için (CCRE, Escherichia coli O: 113: H10: K negatif) Enstitüler, güvenilir ve tekrarlanabilir damar oluşturmak için kullanılır, hematolojik, endokrin, immünolojik ve organ-spesifik fonksiyonel etkileri olduğu paralel değişen derecelerde,patolojik durumların erken aşamalarında görülen. Doz değiştirilmesini 4 ng / kg - (0,06-4 ng / kg) ve maruz kalma süresi ölçekli (infüzyon genel hap), akut veya kronik enflamasyon ve şiddeti, bir dizi ya da çoğaltma yüksek dozlarda (2, ortaya sağlar ) sık sık 'sepsis gibi' devlet oluşturmak için kullanılır. Kurulan ve yeni ilaç bileşikleri, ilave olarak inflamatuar kademeli üzerindeki etkisini takdir önce veya sonrası endotoksin maruz uygulanabilir. kapsam ve genelleştirilebilirliğiyle kısıtlamalara rağmen, insan IV endotoksin meydan uyarılabilir fizyolojik tepkiler ve iltihaplı yola giren mekanik anlayışlar kazanmak için eşsiz bir platform sunuyor. Rasyonel terapötik yenilikler içine bu bilginin tercüme yardımcı olabilir istihdam.

Introduction

etiyolojisi, şiddetini ve süresini farklı enflamasyonu birden fazla hastalık patolojilerinde merkezi bileşen oluşturur. Böyle şiddetli, nispeten kısa ömürlü inflamasyon tip 2 diabetes mellitus, ateroskleroz ve kalıcı düşük seviyeli inflamatuar sesi patolojik bir faktör olarak kabul edilir Alzheimer hastalığı gibi kronik hastalıklar, hakim sepsis veya travma, düzensiz inflamatuar yolları gibi kritik hastalık devletler arasında değişen küresel morbidite ve mortalite 1,2 önemli bir itici.

Doku hasarı 3-5 üzerinden serbest genellikle hücre içi bileşenleri - enflamasyon patojenle ilişkili moleküler modelleri (PAMPS) ya da tehlike ilişkili moleküler yapılar (DAMPS) mevcudiyetinde ile başlatılır. epitel hücrelerde bulunan Toll benzeri reseptörler (TLR'ler), endotel hücreleri ve doğal immün sys gibi bu korunmuş molekül motifler bağlama deseni tanıma reseptörler (PRR'ler)tem, ortak aşağı hücre içi sinyal 6 yolaklarıyla tetiklemek için. Nükleer transkripsiyon etken nükleer etken kB aktivasyonu, diğerleri arasında, iltihaplı kaskadını 7 tesis pro-enflamatuar sitokinleri kodlayan genlerin transkripsiyonu yol açar.

Enflamasyon izole ve birincil hakaret kaldırmak için tasarlanmış hem lokal ve sistemik etkileri neden olur. Yerel değişiklikler up-regülasyonu yapışma belirteçlerinin, kemokin salınımı, damar genişlemesi ve artan damar geçirgenliği doğuştan gelen bağışıklık hücre Tenasüh kolaylaştırmak için yer almaktadır. kompleman ve koagülasyon sistemleri de devreye girer. Sistemik olarak, çoklu organ spesifik fizyolojik değişiklikler nöroendokrin ağı üzerinden yönetilen bir gözlenmektedir. hümoral arabulucular önemli artışlar meydana gelir ve dolaşımdaki hücre profili radikal değiştirir. yeniden edilecek durdurma inflamasyon yetmezliği ve homeostasis nedeniyle başlatılması uyaranlara kalıcılığı veya olabilirözel çözünürlük başarısızlık 8 yolaklarıyla. Genellikle lipit arabulucular tarafından koordine bu güçlü mekanizmalar, kendilerini 9,10 patojenik olabilir.

Klinik popülasyonunda inflamatuar yanıt ve bu anahtar düzenleyici adımların incelenmesi zordur. Demografik (yaş, cinsiyet, etnik köken), geçici (zaman başlangıçlı, maruz kalma süresi) ve klinik varyans (başlatma uyaranların tipi, hakaret şiddeti, ko-morbidite yükü, terapötik müdahale) tuşuna biyolojik yollar erişimi engellemektedir. Geleneksel çözüm hayvan modelleri kullanmak olmuştur. Birden fazla avantaj verecek rağmen, onların temel insan patofizyolojisi 11,12 ile benzerlik ve çıkış alaka, inceleme 13-15 artan altında geldi. Alternatif indirgemeci insan modelleri istihdam etmektir.

1960'ların sonlarında geliştirilen adam intravenöz (IV) endotoksin yönetimi hayati bir platform sunuyor hangi aracılığıylakeşfetmek, tasvir ve potansiyel ilaç inflamatuar yollar 16-19 kadar. Endotoksin (bu yazıda lipopolisakarit [LPS] ile eş anlamlı olarak kullanılır), doza bağımlı bir şekilde enflamatuar basamaklarını tetikler güçlü bir TLR4 agonistidir. bir bolus veya infüzyon böylece düşük seviyeli ve farklı sürelerde orta sistemik inflamasyon hem modellemek için kullanılabilir, ya da enjekte edilir. Elde edilen kısa ömürlü inflamatuvar yanıt bakteriyel enfeksiyon sırasında gelişir oldukça karmaşık konak-patojen etkileşimi tek bileşenin değerlendirilmesine olanak tanımaktadır. Şok bir modeli olsa da, IV endotoksin zorluklar enfeksiyonun erken aşamalarında çoğaltmak görünen yanıtları ortaya çıkarır. türler arası öteleme engellerin kaldırılması ve doğru bir nitelik değilse nicelik klinik fenotip taklit, inflamatuar etkileri, sonuçları ve müdahaleleri test etmek için bir fırsat gerçek zamanlı yorumunu tanıyor. Endotoksin ayrıca endobronchiall uygulanabilirY 20, intradermal 21 ya da IV LPS 22 ile kombinasyon halinde, farklı bölümlerinde, yerel enflamatuar tepkiler keşfetmek için. Daha az yaygın olarak kullanılan farklı yöntem, tümör nekroz faktörü a (TNFa) ve interlökin (IL) 6 19 proksimal pro-enflamatuar sitokinlerin infüzyonu içerir. Bu tarifnamede daha fazla ele alınmayacaktır.

Protocol

University College London REC (UK) temsilcisi sonuç bölümünde sunulan verileri oluşturulan çalışma (Referans 5060/001) onayladı.

ETİK ONAY:

IV endotoksin zorlukları kullanarak çalışmaların çoğu sağlıklı bireylerde yapılmıştır. Bu araştırma hiçbir sağlık yararı vardır gibi, çalışma hedeflerinin önemi herhangi riskler açıkça ağır basmalıdır. Yeni ajanlar inflamasyonu değiştirmek için kullanılan ve bu endotoksin (örneğin, ateş, kan basınçları değişiklikler, belirtiler) ev sahipliği yanıtları abartmak potansiyeline sahip olan etkileşimleri dikkate alındığında bu geçerlidir.

IV endotoksin istihdam herhangi bir çalışma başlamadan önce, onay aranan ve uygun bir Araştırma Etik Komitesi (REC) / Kurumsal Değerlendirme Kurulu (KİK) alınmalıdır. IV endotoksin yönetimi önemli mecha kazanmak için kırk yılı aşkın bir süredir istihdam edilmiştirBizim veya başka yazarın, bilgi 19 hiçbir ciddi ya da kalıcı yan etkileri ile insan biyolojisine, Helenistik anlayışlar. mortalite ve morbidite nedenleridir birden inflamatuvar koşulları ile ilgili önemli bilgiler elde etmek için modelin potansiyelini göz önüne alındığında, biz uygun risk minimizasyonu stratejilerinin yerinde kaydıyla, endotoksin sağlıklı gönüllüler ve tanımlanmış demografik ya da klinik grupları ortaya çıkarmak için etik olarak kabul edilebilir olduğuna inanıyorum. Bu endotoxin- kaynaklı inflamasyon ile yeni ajanlar ve bunların etkileşimini istihdam özellikle soruşturmaların güvenli yürütülmesini sağlamak için nitelikli uzman ve veya pilot çalışmaları ile bağımsız dış inceleme gerekebilir.

Hazırlık

1. Katılımcıların Demografik ve Klinik Özellikleri belirleme

NOT: 30 yaşındaki IV endotoksin meydan işe sağlıklı genç erkek gönüllü <istihdam çalışmaların çoğu. Damızlıkler ayrıca deneysel soru bağlı sağlıklı kadınlarda 23, eski gönüllüler 24,25 ve hasta alt gruplarında 26 gerçekleştirilmiştir. Yaşlı katılımcıları (yani, yaş fazla 60 yaşında) daha büyük ve daha uzun süreli yanıt (daha yüksek ateş, kan basıncında daha büyük azalma) sahip olabilir, ve bir ko-morbid koşullar ya da ilaçlarla endotoksin kaynaklı inflamasyon etkileşimi dikkate alınmalıdır bu çalışmaların tasarımı. katılımcı seçiminde de hususlar için tartışma bakınız.

2. Çaylak Katılımcılar

  1. gerektiği gibi uygun reklam düzenleyin.
    NOT: Katılımcının zaman ve rahatsızlık için Mali tazminat yaygın sunulmaktadır. Bu alınmadan önce kurulmuş ve REC / IRB tarafından onaylanmalıdır.
  2. Bir REC Sorun / KİK, genel bir bakış çalışmanın doğasını açıklayan Katılımcı Bilgilendirme Broşürü (PIL) onaylıprotokol, beklenen yan etkileri, ve dahil edilme kriterlerini karşılayan katılımcıların IV endotoksin ile ilgili riskler.
    Not: Bu katılmak için yapılması gereken bilinçli bir karar izin rıza önceden herhangi bir sorunuz veya endişeniz için verilmelidir araştırmacı tarafından ele alınacak.

3. Resmi aydınlatılmış onam

  1. önce sağlık taraması da dahil olmak üzere, herhangi bir çalışma ile ilgili prosedür taahhüt tüm katılımcılardan yazılı izin alın.
  2. katılımcı tutma ve PIL bilgi anlayışının sözlü onay isteyin.
  3. IV endotoksin yönetiminin yan etkilerini tartışır.
    NOT: Yüksek dozlarda (2-4 ng / kg), bu titreme (titreme), baş ağrısı, fotofobi, kas ağrısı, artralji, bulantı, nadiren, kusmadır. 8 saat - 6 ile başlangıca sonradan abating, 2 saat sonrası enjeksiyon - Zirve semptom şiddeti yaklaşık 1 oluşur. Hiçbir ciddi veya sürekli olumsuz effebu dozlardaki endotoksin sekonder cts bildirilmiştir. Nadiren, bir gönüllü yanıtı yüksekliği sırasında kabul edilemez semptomların derecesini bulabilirsiniz. Semptomlar ağız veya IV parasetamol / asetaminofen veya non-steroid edici maddelerin tatbikatı ile iyileştirilebilecek (örneğin, aspirin, ibuprofen). Bu maddeler enflamatuvar yanıtı değiştirebilir ve bunların kullanımı kaydedilmelidir.
  4. bir açıklama vermeden herhangi bir noktada çalışmaya çekilme katılımcıların yeteneğini yeniden teyit ederler.

4. Potansiyel Katılımcılar bir 'Sağlık Ekran' taahhüt

NOT: Bu IV endotoksin gelen zarar riski daha koyun açıklanmayan tıbbi durumların olmaması sağlamaktır. İkincil amaç bilgileri gibi deneysel soruyla ilgili tespit edilebilir.

  1. Uygun klinik çevre ve sağlık taraması yapmak için uygun şekilde eğitilmiş tıbbi profesyonel tanımlayın. </ Li>
  2. geçmiş tıbbi ve sosyal geçmişleri de dahil olmak üzere tam bir klinik öykü al geçmiş ve ilaç / tedaviler, yeni sağlık gıdalar gidiş-on ya da karşı ilaç, alerji durumu ve yeni ya da yeni hastalık önerebilir mevcut semptomların varlığında içine soruşturma bitti.
  3. asgari, kardiyovasküler ve solunum sistemi gibi, resmi bir muayene yapılmalı.
  4. Düzenleyin ve rutin gözlemleri (ağırlık, kalp hızı, kan basıncı, solunum hızı, oksijen satürasyonu, sıcaklık), kan çalışması (tam kan sayımı, böbrek, karaciğer ve koagülasyon fonksiyonel testler) ve 12-kurşun elektrokardiyogram dahil yorum çekirdek incelemeleri.
    NOT: deneysel protokole göre ek testler gerekebilir.
  5. özellik öykü, muayene ve tetkikler ile katılımcılar REC / IRB onaylı içerme / dışlama kriterlerine bağlı IV endotoksin meydan, devam var.
    NOT: iYeni tespit, semptom veya test anormallikleri en iyi uygulama rapor ve katılımcının rutin doktor tarafından araştırılması gereken. herhangi bir endişe uygun şekilde ele kadar bu bireylerin ekarte edilmelidir.

5. IV endotoksin Challenge ilerleyerek Katılımcılar bilgilendirmek;

  1. herhangi bir yeni belirti veya hastalık araştırmacı bildir.
    NOT: Bu normalde çalışmaya girmelerini engelleyecektir.
  2. Katılımcılar önceden belirtilen zamanda ve yerde varmak değildir. rahat giysiler giymek ve eğlence getirmek için katılımcılar konusunda uyarın.
  3. (Net sıvılar izin verilir) gece yarısından oruç Katılımcılara.
  4. 24 saat önce enjeksiyon ve / veya sonradan (isteğe bağlı ve protokol bağlı) önceden tanımlanmış bir süre için alkol ve kafein kaçınmaya isteyin.

prosedür

6. Endotoksin Mücadelesi(Önceki endotoksin İdaresi)

  1. 45 ° baş bir yatak hazırlayın.
    NOT: Bu klinik yardım ve resüsitasyon ekipmanı kazanmak için uygun bir konumda yer olduğundan emin olun. Örneğin, bir Klinik Araştırma Tesisi, anestezik oda veya yoğun bakım ünitesi için.
  2. Gerekli klinik ve deneysel ekipman erişilebilir ve işleyişi olduğundan emin olun.
    NOT: Bu bir tansiyon aleti, termometre, pulse oksimetre içerir ve istihdam olmak eğer, 3-kurşun kardiyak izleme. Yerel resüsitasyon ekipmanı ve oksijen erişilebilirlik eksiksiz doğrulayın.
  3. Klinik Merkezi Referans Endotoksin sulandırmak
    1. Enjeksiyon için Steril Su 5 ml ekleyin boyunca tam aseptik olmayan dokunmatik tekniği (ANTT) kullanarak CCRE daha önce un yeniden şişeye USP (SWI). Şişeler, beyaz bir liyofilize toz formunda 10,000 endotoksinden (AB) (yaklaşık 1 ug) ihtiva ederler.
    2. flakon o yerleştirin5 mL SWI f CCRE tamamen çözülür şişenin cam yüzeyine endotoksin yapışık sağlamak için 1 saat boyunca bir vorteks karıştırıcı üzerinde ilave edildi.
      NOT: CCRE tam çözülmüş olması görünmesine rağmen, kolayca solüsyon içine gitmez.
    3. Endotoksin doğru ağırlık ayarlanmış hacim çizmek (şimdi 2,000 EU / ml ya da yaklaşık 200 ng / ml), 1 ml'lik bir şırınga içine.
      NOT: cam veya polipropilen şırıngalar ekipmanlara endotoksin yapışmasını (ve zarar) en aza indirmek için.
  4. Katılımcı
    1. IV endotoksin verilmesi ile devam rıza onaylayın. protokol özgü talimatlar ile yeni hastalık, semptomlar ve uyum öğreniniz.
      NOT: Tıbbi endişe veya uygunsuzluk endotoksin varsa, yönetim geciktirir.
    2. onlar rahat teyit hazırlanmış yatakta yatmak katılımcıdan. Onlar işeme mesane ve barsak olduğundan emin olun.
  5. damar erişim elde. endotoksin yönetimi için ANTT altında intravenöz kanül yerleştirin ve protokol intravenöz sıvılar dahil eğer.
  6. tekrarlanan venöz bıçak önlemek için devam eden kan beraberlik için ikinci bir intravasküler çizgi yerleştirin. intravenöz bu takın ve (veya bir uzantısı olmadan) kan beraberlik ve kızarma kolaylaştırmak için 3-yollu musluğa bağlayın.
    NOT: Alternatif olarak, sürekli kan basıncı izleme ve numune toplama, sitede bir intra-arteriyel hat için. Bu yerleştirme için daha fazla uzmanlık gerektiren ve yerel komplikasyon riski artar.
    1. devam eden intravenöz kanül kullanılarak kan beraberlik için, hemoliz ve pıhtılaşmayı önlemek için Antekübital fossa bir yer seçimi ile birlikte 18 gauge veya daha büyük delik kanül kullanın. IV sıvı yönetimi açıklığını korumaya yardımcı olacaktır.
      NOT: intravasküler kanül yerleştirme tipi ve sitenin seçimi bireysel uygulayıcısı ve katılımcı p göre yer almalıdırreferans. Intra-arteriyel hatları geleneksel lokal anestezik önceden damlatılması ile radyal veya femoral artere yerleştirilir (örneğin,% 1 Lidokain).
  7. birinci veya ikinci hattının sokulması üzerine temel testler için kan alımı. Örnekleme için kan alma öncesinde ilk 5 (kanül içinde ölü yer kaplayan ve konnektörleri) kan ml atın. Kan çekildikten sonra% 0.9 sodyum klorür 10 ml hattını yıkayın.
    Not: Kan hacmi çekilir ve numune işleme deney protokolü ve yerel laboratuar prosedürleri ile belirlenecektir.
  8. Uygun klinik izleme takın (- 4 ng / kg, örneğin 3-kurşun kardiyak izleme genellikle daha yüksek doz ile kullanılır 2 zorluklar).
  9. Tutanak temel rutin klinik gözlemler gibi uygun bir vital grafikte 4.4 belirtti. Öznel semptom skorlaması (örneğin, baş ağrısı, kas ağrısı için görsel analog puanları kullanarak,vb.) ayrıca katılımcı deneyimini izlemek için yapılmalıdır.
  • endotoksin İdaresi
    1. doğru oturtulmuş kanül ve patent sağlamak için% 0.9 sodyum klorür ile intravenöz kanül yıkayın.
    2. Aynı intravenöz kanül yoluyla yeniden CCRE arasında önceden hazırlanmış, ağırlığa göre ayarlanmış bir doz uygulayabilir. bolus (<2 dk) IV hattının merkezdeki bir 3 yollu musluk içine doz enjekte edilir.
    3. 10 mi% 0.9 sodyum klorid ile yıkayın Tüm CCRE dolaşıma girer sağlamak.
      Not: sürekli infüzyonlar önceden belirlenmiş bir konsantrasyon elde etmek için, örneğin, bir seyreltici, bilinen bir hacmi içine,% 0.9 sodyum klorür, 100 ml endotoksin enjekte uygulanması ve bir dizi oranı (hacim / saat) elde edilen çözelti aşılamak.
  • 7. İzleme, Gözlem ve Numune Kurası

    1. bolus sonrası 6 saat en az IV endotoksin geçiren Monitör katılımcıların yapmakşarkı ya da infüzyon süresince. nitelikli, deneyimli klinisyen bu adımı gerçekleştirmeniz var.
    2. Kayıt ve yorum vital bulgular ve bir kez / saat en az herhangi bir klinik gözlemler. Sürekli izleme, örneğin 3-kurşun kalp izleme olarak ilave yapılabilir.
      NOT: Müfettişler yüksek bolus dozlarda dikkat etmelisiniz (2-4 ng / kg) vazovagal reaksiyonlar kalp duraklar provoke edebilir. Bu enjeksiyondan sonra 30 dakika saat 2 en sık ve (daha fazla ayrıntı için tartışma bakınız) malign değildir.
    3. Araştırmacının takdirine sübjektif semptom puanlama taahhüt ederler.
    4. 2 yönetmek - kristalloid 3 L 6 fazla (örneğin,% 0.9 sodyum klorür ya da Hartmann çözelti için) - 4 ng / kg - 2 bolus verilmesinden sonra 8 saat.
      NOT: Hiçbir kabul edilebilir standart yukarıda belirtilen sıvıların verilmesi için mevcuttur. Katılımcıların güvenliği her şeyden önemlidir. Bu rutin bakım sıvısı ve hacim temsilcisi sağlarsonra değiştirmenizi (dönem için ağız yoluyla nil tutulur nedeniyle kaldırdı vücut ısısı ve solunum hızı duyarsız kayıplar arttı). Onlar da kardiyak aritmi (tartışma) riskini karşı olabilir.
    5. Deneysel soruyu cevaplamak için gerekli olan önceden belirlenmiş örnekleri edinin.
      NOT: Bu geleneksel arasında, kan ve idrar ile sınırlı değildir. Numunelerin zamanlaması, sayı ve hacim doğru veri elde etmek için gerekli olan minimum olmalı ve REC / IRB tarafından onaylanmıştır. Daha sık örnekleme tepe (veya çukur) değerleri cevapsız değil emin olmak için belirli zaman noktalarında (örneğin, her 30 dk) gerekli olabilir. alınan kan hacminin Hesaplamalar ölü boşluk çekilmesi sırasında atılan kan hesaba katmalısınız.
    6. Süreç örnekleri gerektiği gibi.

    Usul 8. Sonu

    1. klinisyen katılımcının belirtileri yerleşmiş emin olun ve kendi gözlemleri ile trend olduğunuNormal (tüm değiştirilen parametreler, örneğin, yüksek kalp hızı ve sıcaklık, başlangıç ​​değerlerine karşı tutarlı bir azalma gösteren) Önceki gözlem ve sonraki deşarj sonuna yaptırım için.
      NOT: 2 bolus enjeksiyonundan sonra - normalde tamamen azaltmak 6 ile 4 ng / kg CCRE semptomları - 8 saat. Bireysel gözlemler örtüşen ancak ayrık zaman kurslar izleyin. 12 saat - Bunlar normalde 10 ile başlangıca geri döndü. Sürekli infüzyon hemen çökmek endotoksin yönetiminin bırakma post olmaz semptom ve vital bulguları olarak gözlem daha uzun bir süre gerektirir.
    2. tüm izleme ekipmanı ve hemostaz sağlanması intravasküler satırları kaldırın.
    3. katılımcıyı onaylamak eve dönmek için mutlu ve herhangi bir endişe söz konusu araştırmacının iletişim bilgilerini sahiptir.
      NOT: Herhangi bir sekel için sağlık durumlarını kontrol etmek ve izlemek için ertesi gün katılımcısını temas için en iyi yöntem olarak kabul edilir.

    Representative Results

    IV endotoksin yönetiminin çeşitli, çoklu sistem sonuçları yakın zamanda kapsamlı gözden geçirilmiş ve (tüm ayrıntıları 17-19,27 bakınız) burada tam olarak ele alınmayacaktır. Bunun yerine aralığı ve modelin uygulanabilirliği kısa bir bakış, klasik bolus dozaj rejimi (2 ng / kg) ait birincil verilerle birlikte sağlanacaktır. Böyle bir deney bir zaman çizelgesi gösteren şematik bir diyagramdır, Şekil 1 'de verilmektedir.

    Şekil 1
    Şekil 1:. Bolus IV endotoksin Mücadelesi Protokolü Temsilcisi şematik gelişinden sonra, devam etmek için katılımcının onayı sağlık durumları ve protokol uyumu (oruç, alkol kaçınma, vb) ile birlikte teyit edilmelidir. damar içi hat sokulmasını takiben, attachmeizleme ve başlangıç ​​klinik gözlemler ve örnekleri, yeniden oluşturulmuş CCRE bir ağırlık ayarlanmış doz toplama nt tatbik edilmektedir. 6 en az klinik izleme - 8 saat zorunludur. en yaygın olarak kan numuneleri, önceden seçilmiş zaman noktalarında alınabilir. Kristalloid intravenöz sıvılar genellikle 6 saat içinde 1 L izlenerek 2 saat boyunca bu durumda 1 L verilmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

    IV endotoksin etkisi, seçilen doz ve uygulama metoduna (infüzyon genel hap) bağlıdır. 2 bolus - 4 ng / kg güvenilir kaldırdı çekirdek sıcaklığı, kalp hızı ve beyaz kan hücresi (WBC) ile sistemik inflamatuvar yanıt sendromu özellikleri 16 saymak ortaya çıkarır. Bu yanlısı ve karınca gibi enflamasyon hümoral arabulucuların varlığı ile eşlik ediyori-enflamatuar sitokinlerin (örneğin, C-reaktif protein gibi), akut faz proteinleri (bakınız Şekiller 2 ve 3) ve hipotalamus-hipofiz eksen 28 ve ön-coagulatory hem de fibrinolitik sistemler 29 aktivasyonu. Merkezi ve periferal hem de dokulardaki metabolizma, değiştirilmiş ve çoklu organ-özgü fonksiyonel değişiklikler 19,30 ortaya çıkardı. 2 saat ve büyük ölçüde azaltmak 6 saat ile (Şekil 4) - Katılımcılar yaklaşık 1 yoğunluğu zirve 'grip benzeri semptomları çeşitli deneyim. Bolus 'yüksek doz' protokol gönüllüler 31 niteliksel olarak tutarlı ama nicelik değişken tepkisi oluşturur.

    şekil 2
    Şekil 2: Klinik Gözlem Profil n Endotoksin 2 Klinik Merkezi Referans hayati işaretler sonrası bolus yönetimini de değiştirin.g / kg (DBA medyan, n = 10). Solunum hızı (RR, min başına nefes A), nabız (dakikada atım, B), sistolik kan basıncı (SKB, mmHg, C) ve sıcaklık (° C, timpanik termometre ile, D) görüntülenir. SBP nedeniyle IV sıvıları, muhtemelen artmış sempatik çıkışı yansıtan küçük bir artış idaresine düşmedi. Zaman x-ekseni (saat post-endotoksin uygulama) görüntülenir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

    Şekil 3,
    Şekil 3:. Hücresel ve humoral Tepki geçici nötrofilisi dahil toplam lökosit sayımı Tutarlı değişiklikler, inflammatio sık kullanılan klinik göstergeleriyle birlikte (A) gözlenirN, C-reaktif protein (B) olarak. plazma sitokin konsantrasyonları dolaşan kantitatif çeşitli, ama nitel olarak korunmuş değişiklikler IV endotoksin sonra ortaya çıkar. TNFa (C) ve IL-6 (D) örnekleri olarak gösterildi. Klinik Merkezi Referans Endotoksin 2 ng / kg Tüm veriler sonrası bolus yönetimi. (IQR ile medyan n = 10 Sitokin konsantrasyonu 2 teknik tekrarlar her zaman noktasında / birey ortalamasını gösterir) daha büyük bir versiyonunu görmek için buraya tıklayınız bu figür.

    Şekil 4,
    Şekil 4:. Belirti Profil Kümülatif semptom (n = 10, IQR ile medyan) Klinik Merkezi Referans Endotoksin 2 ng / kg önceden belirlenmiş zaman noktaları sonrası bolus uygulama kaydedildi puanı. Katılımcılar t istendio görsel analog ölçeklerde baş ağrısı, titreme, kas ağrısı, bulantı şiddeti skoru. (0-10, maksimum 40 puan) bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

    Tersine "düşük doz" endotoksin kişiler üzerinde çok daha çeşitli etkiye sahiptir ve inflamatuar yanıt 31 Birey-arası farklar keşfetmek için kullanılabilmektedir. 0.06 uygulanması - Kronik düşük dereceli iltihaplı durumların 32 görülenler ile orantılı plazma sitokinler 10 kat artışları - bolus veya infüzyon ya ile 0,2 ng / kg 2 neden olur. Bu protokoller, inflamasyon katkı keşfetmek önemli bir rol ve birden fazla kompleks kardiyometabolik koşulları 27 için regüle yollar olabilir.

    Discussion

    Burada gösterilen ve tamamen yeni yorum makalelerinde açıklandığı gibi, insan IV endotoksin meydan insan hastalığının çok geniş altında yatan inflamatuar yollar içgörü sağlayan eşsiz bir deneysel bir platformdur. sistemik inflamasyon kontrollü, tekrarlanabilir indüksiyon izin vermek, model, potansiyel karıştırıcı faktörleri ortadan kaldırarak, inflamatuar kaskad ilk aşamalarında erişime izin verir.

    Katılımcının tepkiler şiddeti ve süresi, ve değerlendirilmiştir kendi fenotipik sunum genomik etkisi açısından modüle edilebilir. Ayrıca, model, sadece o LPS ligand kendisine karşı tedavi için bir test yatağı, görevi, ancak olabilir LPS yolları ve enflamasyonun akut ve çözünürlük fazlarının hem mediatörler sinyalizasyon. Bu endotoksin hoşgörü, kritik hastalık-i benzerlikler taşıyan bağışıklık sisteminin bir hiporesponsif devletin restorasyonu yönelik ajanlar içerebilirnduced immun 33,34 sadece hem akut, 16 ve kronik inflamasyon 27 fizyolojik / işlevsel düzeyini değil, aynı zamanda bir transkriptomik bir 35, IV endotoksin meydan görünüşte temel bilimsel atılımlar çevirisinde oynamak için önemli bir rolü vardır temel özelliklerini çoğaltmak için Able klinik uygulamaya. Daha yakından spesifik hastalık durumlarında (örneğin, fare çekal ligasyon ve delme ve sepsis) patofizyolojik yanıtları çoğaltmak mümkün uygun hayvan modellerinde yönelik soruşturma birleştiğinde bu araştırma paradigma özellikle güçlü olabilir.

    her sağlıklı insan gönüllü modelinde katılımcıların güvenliği her şeyden önemlidir. Bizim ve diğer yazarların bilgi, ciddi ya da kalıcı advers olaylar (kişisel iletişim, Dr Anthony Suffredini) 19, bireylerin binlerce 4 ng / kg - IV endotoksin meydan 2 daha yüksek doz aralığında uygulanmıştır. değilŞiddetli vagal reaksiyonlar e Ancak izole hesaplar 36,37 bildirilmiştir. etiyoloji muhtemelen abartılı Bezold-Jarisch refleksi sonuçlanan, ateş, titreme ve semptomların başlangıcı ile yüksek istirahat vagus sesi, bir gecelik açlıktan sonra hacim tükenmesi ve katekolamin salınımını temsil eder. Bu risk öncesinde ve endotoksin meydan 37 sırasında intravenöz sıvılar önceki vazovagal Syncopy veya pozitif eğim testi ve hacim yükleme ile bireyleri hariç iyileştirilemez olabilir. yüksek doz endotoksin meydan (özellikle 4 ng / kg) kullanılarak Araştırmacılar, onların nadir ancak potansiyel oluşum katılımcıları uyarmak bradikardi ve / veya kardiyak duraklamalar riskinin inandırıcı olmak, uygun izleme istihdam ve resüsitasyon ekipmanı hazır olmalıdır. Diğer hariç tutma kriterleri, protokolde tarif edilenlere ek olarak, deney söz göre gerekli olabilir. Örneğin, ihtiyatlı iken pa sahip olanlar hariçdiğer klinik çalışmalarda rticipated veya deneyimli cerrahi / son üç ay içinde travma, daha önce IV endotoksin meydan çalışmalarda da olabilir partaken etmiş olan (a paralel gruplar veya kullanım değil girişimsel çalışmalarda bir cross-over tasarımı) giriş kısıtlama endotoksin Toleransında vivo 38,39 zaman bilinmeyen uzunluğu devam eden immünolojik yanıtı değerlendirilecek ise gerekli.

    Çeşitli sınırlamalar modeli ile belirgindir. Geleneksel klinik nüfusun sağlıklı, genç erkek gönüllü un temsilcisi üstlenilmiştir. Hiçbir müdahaleler çözmek için endotoksin yönetiminin fenotipik sonuçları için gereklidir. Canlı bir patojen çeşitli imünojenik kısımlara karşı saflaştırılmış LPS enjeksiyonu, tek bir TLR liganda maruz sağlar. Etik zorunluluktan sadece nispeten mütevazı inflamatuvar yanıt ortaya olabilir. dise her patofizyolojik karakteristik özelliği Taklitase 40 elde değil. Böylece 18 'modeli tam lokalize, şiddetli veya sistemik gram negatif enfeksiyonunun klinik durumu çoğaltır herhangi beklenti un-teminatlıdır'.

    Biz modelin gücü klinik ortamda, ancak fizyolojik, hematolojik, immünolojik, nöroendokrin ve önemli bir inflamatuar uyarana yetkili hücreler ve organ sistemlerinin metabolik yanıtı sorgulayan uygunsuz çıkarım olarak değil yatıyor ancak iddia ediyorum. geçici değişikliklerin Düşünceli yorumlanması endotoksin yönetimi tarafından provoke ve farmakolojik meydan onların modülasyon olmuştur ve yeni tedavileri tasarlamak ve onların etkinliğini tahmin bilgilendirici olmaya devam edecektir.

    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).
    Sağlıklı İnsanlarda İntravenöz Endotoksin Mücadelesi: Deneysel Bir Platform Araştırma ve Sistemik Enflamasyon Değiştirmeye Yönelik
    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