För att garantera en framgångsrik och högkvalitativ ciliär funktionell analys för PCD-diagnos är en exakt och noggrann metod för provtagning och bearbetning av andningsepitel avgörande. För att fortsätta tillhandahålla PCD-diagnostiktjänster under COVID-19-pandemin har protokollet för ciliär videomikroskopi uppdaterats för att inkludera lämpliga infektionskontrollåtgärder.
Primär ciliär dyskinesi (PCD) är en genetisk rörlig ciliopati, vilket leder till signifikant otosinopulmonell sjukdom. PCD-diagnos missas ofta eller försenas på grund av utmaningar med olika diagnostiska metoder. Ciliär videomikroskopi, som använder Digital High-Speed Videomicroscopy (DHSV), ett av de diagnostiska verktygen för PCD, anses vara den optimala metoden för att utföra ciliär funktionell analys (CFA), bestående av ciliary beat frequency (CBF) och beat pattern (CBP) analys. DHSV saknar dock standardiserad, publicerad driftsprocedur för bearbetning och analys av prover. Den använder också levande andningsepitel, ett betydande infektionskontrollproblem under COVID-19-pandemin. För att fortsätta tillhandahålla en diagnostisk tjänst under denna hälsokris har ciliärvideomikroskopiprotokollet anpassats för att inkludera adekvata infektionskontrollåtgärder.
Här beskriver vi ett reviderat protokoll för provtagning och laboratoriebehandling av cilierade andningsprover, som belyser anpassningar som gjorts för att följa COVID-19-infektionskontrollåtgärder. Representativa resultat av CFA från näsborstningsprover erhållna från 16 friska försökspersoner, bearbetade och analyserade enligt detta protokoll, beskrivs. Vi illustrerar också vikten av att erhålla och bearbeta epiteliala cilierade remsor av optimal kvalitet, eftersom prover som inte uppfyller kvalitetsurvalskriterierna nu möjliggör CFA, vilket potentiellt minskar den diagnostiska tillförlitligheten och effektiviteten hos denna teknik.
Primär ciliär dyskinesi (PCD) är en ärftlig heterogen rörlig ciliopati, där respiratoriska cilier är stationära, långsamma eller dyskinetiska, vilket leder till nedsatt mukociliär clearance och kronisk oto-sino-lungsjukdom 1,2,3,4. De kliniska manifestationerna av PCD är kronisk våthosta och kronisk nästäppa som börjar i tidig spädbarn, återkommande eller kroniska övre och nedre luftvägsinfektioner som leder till bronkiektasi och återkommande eller kronisk otitis media och bihåleinflammation 5,6,7. Ungefär hälften av PCD-patienterna uppvisar organlateralitetsdefekter såsom situs inversus eller situs ambiguus. Vissa patienter uppvisar också infertilitetsproblem på grund av orörliga spermier hos män och orörliga cilier i äggledarna hos kvinnor 1,2,8. PCD är sällsynt, men prevalensen är svår att definiera och varierar från 1:10 000 till 1:20 000 9,10. Den verkliga förekomsten av PCD tros dock vara högre på grund av svårigheter att diagnostisera och brist på klinisk misstanke. Symtom på PCD efterliknar vanliga respiratoriska manifestationer av andra akuta eller kroniska andningsbesvär, och de diagnostiska utmaningarna med att bekräfta diagnosen är välkända, vilket leder till otillräcklig behandling och uppföljning 2,5,9,11.
Ciliär videomikroskopi, med Digital High-Speed Videomicroscopy (DHSV), är ett av de diagnostiska verktygen för PCD 4,8,12,13. DHSV anses vara den optimala metoden för att utföra ciliär funktionell analys (CFA), bestående av ciliary beat frequency (CBF) och beat pattern (CBP) analys 2,14,15,16. DHSV använder levande andningsepitel, vanligtvis erhållet från näsborstning13.
Med tanke på det nuvarande COVID-19-utbrottet är bekräftelse av en PCD-diagnos nu ännu viktigare eftersom bevis tyder på att underliggande andningssjukdomar kan leda till sämre resultat efter COVID-19-infektion17,18. En säker och effektiv PCD-diagnostiktjänst under den nuvarande pandemin kommer också att göra det möjligt för bekräftade PCD-patienter att dra nytta av ytterligare skyddsåtgärder jämfört med den allmänna befolkningen19.
Överföring av COVID-19 sker främst genom droppspridning20. Hög potential för överföring från asymtomatiska (eller minimalt symptomatiska) patienter antyds av den höga virusbelastningen i näsprov20. Dessutom, om viruspartiklar blir aerosoliserade, stannar de i luften i minst 3 timmar21. Därför utsätts vårdpersonal för en hög reservoar av virusbelastning när de utför klinisk vård och provtagning för diagnostiska tekniker22. Dessutom utsätter manipulation av levande andningsprover teknikern för COVID-19-kontaminering. Medan rekommendationer om bästa praxis för andningsläkare och ÖNH-kirurger som tar hand om COVID-19-patienter genomförs23, saknas rekommendationer för att utföra DHSV under COVID-19-pandemin.
För att fortsätta tillhandahålla en PCD-diagnostisk tjänst, samtidigt som säkerheten för vårdpersonalen (som utför provtagning) och tekniker (som utför provbehandling) säkerställs, måste protokollet för ciliär videomikroskopi anpassas under COVID-19-pandemin. Tekniken för ciliär videomikroskopi är för närvarande begränsad till forskningstjänst och specialiserade diagnostiska centra, eftersom CFA kräver omfattande utbildning och erfarenhet. Dessutom saknas för närvarande standardisering och exakt driftsförfarande för bearbetning och analys av prover med DHSV 4,13.
Syftet med denna uppsats är att beskriva standardrutiner för DHSV, med särskild hänvisning till infektionskontrollåtgärder och säkerhet vid provtagning och bearbetning av levande näsepitel. Detta kommer att göra det möjligt för högkvalitativ PCD-diagnos och vård att fortsätta, trots det nuvarande COVID-19-utbrottet.
Detta dokument syftar till att tillhandahålla ett standardförfarande för CFA med hjälp av näsborstningsprover, med justeringar gjorda för lämpliga infektionskontrollöverväganden under COVID-19-pandemin. PCD-diagnos är utmanande och kräver för närvarande en panel med olika diagnostiska tester, enligt internationell rekommendation, inklusive nasal kväveoxidmätning, CFA med DHSV, ciliär ultrastrukturell analys med transmissionselektronmikroskopi (TEM), märkning av ciliära proteiner med immunofluorescens oc…
The authors have nothing to disclose.
Vi vill tacka Jean-François Papon, Bruno Louis, Estelle Escudier och alla teammedlemmar i PCD-diagnostikcentret i Paris-Est för deras tillgänglighet och hjärtliga välkomnande under besöket på deras PCD-diagnostikcenter och de många utbytena. Vi tackar också Robert Hirst och alla teammedlemmar på PCD-centret i Leicester för deras välkomnande och tid, råd och expertis.
15 mL conical tubes | FisherScientific | 352096 | 15 ml High-Clarity Polypropylene Conical Tube with lid |
Amphotericin B | LONZA | 17-836E | Antifungal solution |
Blakesley-weil nasal forceps | NOVO SURGICAL | E7739-12 | Used to hold the brush to perform the nasal brushing |
Bronchial cytology brush | CONMED | 129 | Used for nasal brushing |
Cotton swab | NUOVA APTACA | 2150/SG | Used for COVID-19 testing |
Digitial high-speed videomicroscopy camera | IDTeu Innovation in motion | CrashCam Mini 1510 | |
Glass slide | ThermoScientific | 12372098 | Microscope slides used to create the visualization chamber |
Heated Box | IBIDI cells in focus | 10918 | Used to heat the sample |
Inverted Light microscope | Zeiss | AXIO Vert.A1 | |
Lens Heater | TOKAI HIT | TPiE-LH | Used to heat the oil immersion lens |
Medium 199 (M199), HEPES | TermoFisher Scientific | 12340030 | Cell Culture Medium |
Motion Studio X64 | IDT Motion | version 2.14.01 | Software |
Oil | FischerScientific, Carl Zeiss | 11825153 | |
Rectangular cover slip | VWR | 631-0145 | Used to cover the visualization chamber |
Spacer (Ispacer) 0.25 mm | Sunjinlab | IS203 | Used for the creation of the hermetic closed visualization chamber |
Square cover slip | VWR | 631-0122 | Used for the creation of lab-built open visualization chamber |
Streptomycin/Penicillin | FisherScientific, Gibco | 11548876 | Antiobiotics solution |