猪心血管系统功能功效评价的运动试验
Summary
本协议描述了一种大型动物运动试验模型，用于评估心血管系统在临床前环境中评估新疗法效率的功能能力。它与临床运动测试相当。
Abstract
尽管在治疗方面取得了进展，但心血管疾病仍然是全世界死亡和发病的最大原因之一。基于基因治疗的治疗性血管生成是一种有前途的方法，用于治疗有明显症状的患者，尽管有最佳的药物治疗和侵入性操作。然而，许多有前途的心血管基因治疗技术未能在临床试验中达到预期。一种解释是用于衡量疗效的临床前终点和临床终点不匹配。在动物模型中，重点通常放在易于量化的终点上，例如从组织学切片计算的毛细血管的数量和面积。除了死亡率和发病率外，临床试验的终点是主观的，例如运动耐量和生活质量。然而，临床前和临床终点可能测量应用疗法的不同方面。然而，开发成功的治疗方法需要这两种类型的终点。在诊所，主要目标始终是缓解患者的症状并改善他们的预后和生活质量。为了从临床前研究中获得更好的预测数据，终点测量必须与临床研究中的测量更好地匹配。在这里，我们介绍了临床相关的猪跑步机运动测试方案。本研究旨在：（1）提供可靠的猪运动测试，可用于评估基因疗法和其他新疗法的安全性和功能有效性，以及（2）更好地匹配临床前和临床研究之间的终点。
Introduction
慢性心血管疾病是全世界死亡和发病的重要原因1,2。尽管目前的治疗方法对大多数患者有效，但由于弥漫性慢性疾病或合并症等原因，许多人仍然无法从目前的治疗中受益。此外，在一些患者中，可用的治疗并不能缓解心脏症状，尽管进行了最佳药物治疗，他们的心血管疾病仍会进展3。因此，显然需要为严重的心血管疾病开发新的治疗方案。
在过去的几年中，已经发现了新的分子途径和操纵这些靶点的方法，使基因疗法，细胞疗法和其他新疗法成为治疗严重心血管疾病的现实选择4。然而，在有希望的临床前结果之后，许多心血管应用未能满足临床试验的期望。尽管临床试验疗效不佳，但一些试验已经建立了新疗法的良好安全性5,6,7,8,9。因此，为患者带来新的心血管疗法将需要改进的方法和更好的临床前模型、研究环境和可以预测临床疗效的临床前研究的终点。
在动物模型中，重点通常放在易于量化的终点上，例如从组织学切片计算的毛细血管的数量和面积，或从静息和药理应激下的左心室成像参数。在临床试验中，许多终点更加主观，例如运动耐量或症状缓解4。因此，临床前研究和临床试验中的终点很可能测量应用疗法的不同方面。例如，血管数量的增加并不总是与更好的灌注、心脏功能或运动耐量相关。然而，开发成功的治疗方法需要两种类型的终点10。尽管如此，主要目标始终是缓解症状并改善患者的预后和生活质量。为了实现这一目标，终点测量必须在临床前和临床研究之间更好地匹配4。
心肺健康反映了循环和呼吸系统在持续体力活动期间提供氧气的能力，因此它量化了个体的功能能力。功能能力是关键的预后标志，因为它是心血管和全因死亡风险的强有力的独立预测指标11。心肺健康的改善与死亡风险降低有关12。运动测试适用于评估心血管疾病的有氧表现和治疗反应。根据可用性，在自行车测力计或跑步机上进行测试。通常使用每分钟工作量的逐渐增加，避免突然增加;这导致线性生理反应。运动测试中最重要的变量包括总运动时间、达到的代谢当量 （MET）、心率以及 QRS 波群（Q、R 和 S 波）和 T 波（ST 段）之间心电图 （ECG） 线的变化。临床压力测试成本低，易于获得13.由于这些原因，压力测试，如6分钟步行测试，已被广泛用于临床，也应该用于新疗法的临床前评估。
据我们所知，没有描述良好的大型动物模型来评估基因疗法或其他新疗法的功能疗效。因此，临床相关的运动测试为评估这些新疗法在临床前环境中的效率提供了一个极好的视角。
Protocol
Representative Results
Discussion
这种大型动物运动试验模仿了临床中使用的试验，缩小了临床前研究和临床试验之间终点的差距。它可用于评估严重心血管疾病的新疗法的疗效，例如闭塞性动脉硬化，心力衰竭和缺血性心脏病。本协议中应用的时间点可能因测试的治疗而异。该方案已基于与大型动物合作的长期经验进行标准化，可用于评估心血管基因治疗和其他新型治疗方法的安全性和有效性。
猪的心脏?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者要感谢国家实验动物中心的Minna Törrönen，Riikka Venäläinen，Heikki Karhunen和Inkeri Niemi在动物工作方面的帮助。这项研究得到了芬兰科学院、ERC和CardioReGenix EU Horizon资助的支持。
Materials
| Defibrillator | Zoll M series | TO9K116790 | All portable defribrillators will work |
| Defibrillator pads | Philips | M3713A | All pads work, as long as the pads are compatible with the defibrillator |
| ECG electrodes | Several providers | Prefer ECG electrodes designed for exercise tests | |
| Loop recorder | Abbott Oy | DM3500 | Optional for rhythm monitoring |
| Patient monitor | Schiller Argus LCM Plus | 7,80,05,935 | All portable ecg monitors will work |
| Pigs | Emolandia Oy | ||
| Treadmill | NordicTrack | All treadmills with adjustable incline and speed are suitable for the exercise test. The treadmill should be as long and wide as possible. | |
| Ultrasound system | Philips EPIQ 7 ultrasound | ||
| Various building materials | Several providers | For building fences, ramps and gates according to the Figure 1 and Figure 2 | |
| Various treats for the animals |
References
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