Het effect van intrapulmonale toediening van recombinant humaan geactiveerd proteine C op lokale stolling en inflammatie na bronchiale instillatie van lipopolysaccharide bij de mens

Toediening van recombinant humaan geactiveerd proteine (rhAPC; drotrecogin alfa
(activated)) reduceert de mortaliteit van patienten met ernstige sepsis. De
biologische efecten van APC zijn pleiotroop en kunnen grofweg onderverdeeld
worden in anticoagulante en celbeschermende effecten. Longontsteking en
inflammatie zijn geassocieerd met verlaagde bronchoalveolaire concentraties
endogeen APC. Recent bewijs uit dierexperimentele studies toont dat lokale
toediening van rhAPC in de longen anti-inflammatoire en anticoagulante effecten
sorteert in het pulmonale compartiment. In deze studie willen wij het effect
van lokaal intrabronchiaal rhAPC onderzoeken na intrabronchiaal
lipopolysaccharide (LPS)-geinduceerde inflammatie en stolling in de long,
waarbij eventuele systemische effecten van APC vermeden worden. Toediening van
geinhaleerd rhAPC zou een nieuwe therapeutische benadering kunnen zijn van
ziektes zoals astma of 'acute lung injury/acute respiratory distress syndroom'
(ALI/ARDS), waarbij systemische toediening van rhAPC niet gewenst is.

Het primaire doel van deze studie is om vast te stellen wat het effect is van
lokaal toegediend rhAPC op LPS-geinduceerde pulmonale inflammatie en stolling.
Door metingen te doen aan cellen en bronchoalveolaire lavage (BAL) vloeistof,
zullen wij proberen inzicht te krijgen in neutrofiel-activatie, de activatie
van alveolaire macrofagen, activatie van het cytokine- en chemokine netwerk en
activatie van stolling en fibrinolyse.

Eerst zal een een dosis-escalatie studie uitgevoerd worden (N=4-16): gezonde
vrijwilligers zullen LPS toegediend krijgen (4 ng/kg) in een subsegment van
beide longen; in een longsubsegment zal, eenzijdig, LPS gecombineerd worden met
rhAPC, terwijl het contralaterale subsegment geinstilleerd zal worden met NaCl.
Na zes uur zal een bilaterale BAL gedaan worden om cellen en BAL-vloeistof te
verkrijgen. Aangezien rhAPC tot nog toe nog nooit direct intrabronchaal is
toegediend bij mensen, zal gestart worden met een dosis-escalatie studie,
waarbij rhAPC via de bronchoscoop zal worden toegediend (N = 4 per dosis,
5-voudige escalatie na elke dosis).

Hierna zal een follow-up studie uitgevoerd worden (N=36). Deze zal gedaan
worden in 24 vrijwilligers, die LPS in een longsubsegment eenzijdig toegediend
zullen krijgen, met NaCl in het contralaterale subsegment. In 12 vrijwilligers
zal LPS gecombineerd worden met rhAPC (dosis vastgesteld in dosis-escalatie
studie), in de andere 12 vrijwilligers zal LPS gecombineerd worden met NaCl.
Hiernaast zullen 12 vrijwilligers NaCl toegediend krijgen in beide
longsubsegmenten (in plaats van LPS), eenzijdig gecombineerd in een
longsubsegment, dan wel met rhAPC (N=6), dan wel met NaCl (N=6).

Lokale intrabronchiale toediening van rhAPC na toediening van intrabronchiaal LPS.

Bronchoscopie, segmentele instillatie en BAL:
Het protocol voor segmentele instillatie middels bronchoscopie gevolgd door een
tweede bronchoscopie ten einde de locale ontstekingsreactie te kunnen
bestuderen is uitgebreid beschreven in de internationale wetenschappelijke
literatuur. Dit protocol is vooral gebruikt ter bestudering van de locale
effecten van gezuiverde allergen en, meer recent, ook om de locale
ontstekingsreactie op gezuiverde bacteriële antigenen te bestuderen, in het
bijzonder van LPS (referenties 12, 21, 22). De beide brochoscopieen zullen
gedaan worden door een ervaren longarts. De eerste bronchoscopie (voor
segmentele instillatie) duurt naar verwachting minder dan een minuut. De tweede
bronchoscopie (voor bronchoalveolaire lavage) duurt naar verwachting ongeveer
vijf minuten. Het belangrijkste ongemak dat met deze procedures gepaard gaat is
een droge hoest en pijn bij de neus (daar waar de broncoscoop geïntroduceerd
wordt). Om dit laatste tegen te gaan wordt locale verdoving van de mucosa
middels een lidocaine spray gegeven. Recent verrichtten wij twee studies bij
gezonde vrijwilligers waarbij een bronchoscopie met lavage verricht werd.
Hierbij bleek dat deze procedure uitstekend verdragen wordt door niet-rokende
gezonde proefpersonen.

Effect van LPS:
Segmentele instillatie van LPS in de dosis als hier voorgesteld is in het
verleden toegediend in andere centra (referenties 12, 21) en in het Academisch
Medisch Centrum (referentie 22). Deze procedure induceert geen klinische
verschijnselen of klachten behoudens een geringe stijging van de
lichaamstemperatuur tot maximaal 37.3 graden Celcius. Deze LPS dosis induceerde
wel detecteerbare inflammatoire en procoagulante reacties in het geinstilleerde
longsegment, met name influx van neutrofielen, cytokine release,
stollingsactivatie en remming van de fibrinolyse (referentie 12, 21, 22). Deze
studie zal de eerste zijn, waarbij LPS in twee, contralaterale,
longsubsegmenten in een individu toegediend zal worden. Gezien de totale
afwezigheid van klinische verschijnselen na LPS-toediening in een enkel
longsubsegment en gezien het feit dat alleen een subsegment van elke long wordt
behandeld verwachten wij geen klinisch significante symptomen.

Effect van intrapulmonaal rhAPC:
RhAPC is nog nooit direct intrabronchiaal toegediend bij de mens.
Dierexperimenten, uitgebreid beschreven in het onderzoeksprotocol (pg. 3 en 4)
hebben aangetoond dat APC anticoagulante en anti-inflammatoire effecten heeft
in de bronchoalveolaire ruimte na pulmonale toediening. Als rhAPC in de
toekomst bij mensen gebruikt wordt voor directe intrapulmonale toediening, is
het aannemelijk dat dit medicament toegediend zal worden via inhalatie of een
nebulizer. In de huidige studie willen wij bewijzen dat directe intrapulmonale
toediening van APC coagulatie en inflammatie remt in de menselijke long na
inductie van een intrapulmonale inflammatie, in dit geval met LPS. We hebben
ervoor gekozen deze studie niet uit te voeren met inhalatie van APC of
toediening via een nebulizer, aangezien hierbij expositie optreedt van APC in
beide (volledige) longen van een nog niet eerder op deze manier bij mensen
getest medicament. Door toediening van APC via een bronchoscopie wordt slechts
een enkel subsegment behandeld. De studie zal starten met een dosis-respons
onderzoek, waarbij gestart wordt met een APC concentratie gebaseerd op eerder
onderzoek waarbij APC intraveneus werd toegediend aan gezonde vrijwilligers
(referentie 12 en 13). De risico's betreffende lokale toediening van APC worden
hierbij tot het minimum beperkt.