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Hirschsprung’s disease (HD) is a congenital disorder, characterized by aganglionosis in the distal part of the gastrointestinal tract. Despite complete surgical resection of the aganglionic segment, both constipation and fecal incontinence persist in a considerable number of patients with limited treatment options. There is growing evidence for structural abnormalities in the ganglionic bowel proximal to the aganglionosis in both humans and animals with HD, which may play a role in persistent bowel dysfunction. These abnormalities include: (1) Histopathological abnormalities of enteric neural cells; (2) Imbalanced expression of neurotransmitters and neuroproteins; (3) Abnormal expression of enteric pacemaker cells; (4) Abnormalities of smooth muscle cells; and (5) Abnormalities within the extracellular matrix. Hence, a better understanding of these previously unrecognized neuropathological abnormalities may improve follow-up and treatment in patients with HD suffering from persistent bowel dysfunction following surgical correction. In the long term, further combination of clinical and neuropathological data will hopefully enable a translational step towards more individual treatment for HD.
Background: Intensive Care Resources are heavily utilized during the COVID-19 pandemic. However, risk stratification and prediction of SARS-CoV-2 patient clinical outcomes upon ICU admission remain inadequate. This study aimed to develop a machine learning model, based on retrospective & prospective clinical data, to stratify patient risk and predict ICU survival and outcomes. Methods: A Germany-wide electronic registry was established to pseudonymously collect admission, therapeutic and discharge information of SARS-CoV-2 ICU patients retrospectively and prospectively. Machine learning approaches were evaluated for the accuracy and interpretability of predictions. The Explainable Boosting Machine approach was selected as the most suitable method. Individual, non-linear shape functions for predictive parameters and parameter interactions are reported. Results: 1039 patients were included in the Explainable Boosting Machine model, 596 patients retrospectively collected, and 443 patients prospectively collected. The model for prediction of general ICU outcome was shown to be more reliable to predict “survival”. Age, inflammatory and thrombotic activity, and severity of ARDS at ICU admission were shown to be predictive of ICU survival. Patients’ age, pulmonary dysfunction and transfer from an external institution were predictors for ECMO therapy. The interaction of patient age with D-dimer levels on admission and creatinine levels with SOFA score without GCS were predictors for renal replacement therapy. Conclusions: Using Explainable Boosting Machine analysis, we confirmed and weighed previously reported and identified novel predictors for outcome in critically ill COVID-19 patients. Using this strategy, predictive modeling of COVID-19 ICU patient outcomes can be performed overcoming the limitations of linear regression models. Trial registration “ClinicalTrials” (clinicaltrials.gov) under NCT04455451.
The development of binocular vision is an active learning process comprising the development of disparity tuned neurons in visual cortex and the establishment of precise vergence control of the eyes. We present a computational model for the learning and self-calibration of active binocular vision based on the Active Efficient Coding framework, an extension of classic efficient coding ideas to active perception. Under normal rearing conditions with naturalistic input, the model develops disparity tuned neurons and precise vergence control, allowing it to correctly interpret random dot stereograms. Under altered rearing conditions modeled after neurophysiological experiments, the model qualitatively reproduces key experimental findings on changes in binocularity and disparity tuning. Furthermore, the model makes testable predictions regarding how altered rearing conditions impede the learning of precise vergence control. Finally, the model predicts a surprising new effect that impaired vergence control affects the statistics of orientation tuning in visual cortical neurons.
Importance Surgery is a mainstay in the management of hidradenitis suppurativa (HS). Adalimumab is the first drug approved for HS. Objective To investigate the efficacy and safety of adalimumab in combination with wide-excision surgery followed by secondary intention healing. Design, Setting, and Participants The Safety and Efficacy of Adalimumab for Hidradenitis Suppurativa Peri-Surgically (SHARPS) trial was a phase 4, randomized, double-blind, placebo-controlled study of adalimumab in conjunction with surgery. Patients were enrolled in 45 sites across 20 countries from July 18, 2016, to February 2, 2019, with the last patient visit on October 16, 2019. Eligible patients (aged 18-65 years) had moderate to severe HS that required radical surgery in an axillary or inguinal region and had 2 other anatomical regions affected, with 1 or more regions at Hurley stage II or III. Analysis was conducted in November 2019. Interventions Patients were randomized 1:1 to receive continuous adalimumab, 40 mg, or placebo during presurgery (12 weeks), perioperative (2 weeks), and postoperative (10 weeks) periods. Main Outcomes and Measures The primary end point was the proportion of patients achieving HS clinical response across all body regions at week 12. Results Overall, 103 patients were randomized to adalimumab and 103 to matching placebo. Among all patients, 51% (n = 106) were women, 94% (n = 193) were White, and the mean (SD) age was 37.6 (11.3) years. At week 12, significantly more patients receiving adalimumab (49 of 103 [48%]) vs placebo (35 of 103 [34%]; P = .049) achieved HS clinical response across all body regions (treatment difference, 14% [95% CI, 0%-27%]). Treatment-emergent adverse events were reported in 74 of 103 patients (72%) and 69 of 103 patients (67%) in the adalimumab and placebo groups, respectively. No increased risk of postoperative wound infection, complication, or hemorrhage was observed with adalimumab vs placebo. Two deaths occurred in the adalimumab group; neither was considered as having a reasonable possibility of relationship to study drug. Conclusions and Relevance Adalimumab was efficacious in conjunction with wide-excision surgery followed by secondary intention healing, with no need to interrupt treatment prior to surgery. These data support further investigation of adalimumab as an adjuvant therapy to surgery in patients with moderate to severe HS. Trial Registration ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02808975
Einflüsse epigenetischer Mechanismen auf die Gefäßtonusregulation sind bisher kaum untersucht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Bedeutung bekannter epigenetischer Modifikatoren in der Gefäßtonuskontrolle aufzuzeigen und molekulare Mechanismen zu identifizieren. Hierzu wurden Vasoreaktivitätsstudien an Mausgefäßen im Organbad durchgeführt und molekularbiologische Methoden eingesetzt. Verwendet wurde ein Mausstamm mit induzierbarem Knockout der Histondemethylase JARID1B (KDM5B) sowie verschiedene Inhibitoren von Histonmethylasen und -demethylasen.
Mittlerweile sind eine Vielzahl an Inhibitoren epigenetischer Modifikatoren kommerziell erhältlich. Getestet wurde u.a. der Wirkstoff GSK343, welcher spezifisch die Funktion der H3K27me3-Methyltransferase Enhancer of zeste homolog 2 (EZH2) inhibiert. Bekannt ist eine Beteiligung von EZH2 in der Carcinogenese und Zellzykluskontrolle. Unter basalen Bedingungen sowie deutlich verstärkt nach mehrstündiger Inkubation mit murinem Lipopolysaccharid (mLPS) zeigte sich eine verzögerte Phenylephrin-induzierte Kontraktion von Präparaten der murinen Aorta thoracica. Da unter inflammatorischen Bedingungen die induzierbare NO-Synthase iNOS stark induziert wird, wurde die Hypothese formuliert, dass eine höhere Bioverfügbarkeit von NO ursächlich für diese Beobachtung ist. NO ist ein potenter Vasodilator und wird im Gefäßendothel produziert. Organbadversuche mit Inhibitoren der iNOS und eNOS konnten jedoch keine Differenzen in der NO-Bioverfügbarkeit zeigen, weder vor noch nach Stimulation mit mLPS. Über schrittweise Depolarisation durch K+-Ionen konnte eine Beeinträchtigung des kontraktilen Apparats der glatten Gefäßmuskelzellen ausgeschlossen werden. Auch die Thromboxan-induzierte Kontraktion, ausgelöst durch das Thromboxan-Analogon U46619, war nicht beeinflusst. Inhibition von EZH2 unter inflammatorischen Bedingungen, wie beispielsweise in der Sepsis, scheint einer Gefäßdysfunktion vorzubeugen. Dies geschieht unabhängig von der NO-Bioverfügbarkeit und ohne Beeinträchtigung der Kontraktilität der glatten Gefäßmuskelzellen sowie der Thromboxan-induzierten Gefäßkontraktion. Es ergibt sich die Hypothese, dass EZH2 nicht in die eigentliche Gefäßtonuskontrolle, sondern in der Transduktion inflammatorischer Signale involviert ist und damit in der Entstehung einer Gefäßdysfunktion. Diese Annahme sollte weiter untersucht werden, da sich durch Inhibition von EZH2 eine mögliche Therapieoption in der Sepsis bietet. Neuste Publikationen bestätigen eine Rolle von EZH2 in der inflammatorischen Signalkaskade.
Die H3K4me3-Histondemethylase JARID1B wird in Gefäßendothelzellen stark exprimiert, bekannt sind eine Rolle in der Embryogenese, Cancerogenese sowie Angiogenese. Die Arteria mesenterica superior der Tamoxifen-induzierbaren globalen Jarid1b-Knockout Maus zeigte eine verstärkte Acetylcholin-induzierte Vasorelaxation. Diese Beobachtung konnte durch Behandlung von Wildtyp- Arterienpräparaten mit dem JARID1B-Inhibitor 2‐4(4‐methylphenyl)‐1,2‐Benziso-thiazol‐3(2H)‐on (PBIT) reproduziert werden. Ein spezifischer Knockout von Jarid1b in Makrophagen zeigte keinen vergleichbaren Phänotyp. Untersucht wurde auch hier die Hypothese, dass Veränderungen der NO-Bioverfügbarkeit Ursache des beobachteten Phänotyps sind. Unterschiede in der NO-Bioverfügbarkeit, der Expression oder des Aktivierungsgrades der eNOS konnten in Versuchen mit Inhibitoren der Synthasen sowie mittels Proteinisolation nicht festgestellt werden. Neben NO wirken Metabolite der Arachidonsäure als Vasorelaxantien. Die Inkubation mit Arachidonsäure im Organbad ergab zunächst keine Unterschiede im Relaxationsverhalten zwischen Knockout- und Wildtypgefäßen. Zur weiteren Untersuchung der Hypothese veränderter Prostanoid-Signalwege sind weitere Studien notwendig. Nach Abschluss der Arbeit konnte gezeigt werden, dass der JARID1B-Knockout die lösliche Epoxid-Hydroxylase (sEH) destabilisiert und damit über verminderten Abbau von Epoxyeicosatriensäuren (EETs) relaxierend und unter Angiotensin II-Einfluss gefäßprotektiv wirkt.
Modifikationen der epigenetischen Regulation in Gefäßzellen wirken sich auf die Gefäßtonusregulation aus. Die Experimente in dieser Arbeit zeigen, dass dies abseits der häufigsten vasoaktiven Autacoid-Signalwege und unter bestimmten Voraussetzungen stattfinden kann. Epigenetische Regulation ermöglicht es, die Gefäßtonuskontrolle den Umgebungsbedingungen anzupassen und spielt in der Pathophysiologie von Gefäßerkrankungen eine entscheidende Rolle.
Therapieoutcome und Epidemiologie des Poplitealarterien-aneurysmas : Auswertung des POPART-Registers
(2021)
Das Poplitealarterienaneurysma (PAA) ist eine seltene Erkrankung, zu der es insbesondere hinsichtlich der neuen endovasculären Therapieverfahren sowie der aktuellen Versorgungsrealität in Deutschland wenig Evidenz gibt. Zur Verbesserung der Evidenzlage wurde 2014 die multizentrische POPART-Registerstudie initiiert. Ziel des Registers sowie dieser Arbeit ist es, die aktuelle Versorgungsleistung des PAA in Deutschland abzubilden und vergleichende Langzeitergebnisse von endovasculären (ER) und offen-operativen PAA-Versorgungen (OR) zu schaffen.
Mittlerweile umfasst das POPART-Register mehr als 42 Zentren aus Deutschland und Luxemburg. Die partizipierenden Zentren verpflichten sich nach Zustimmung zum Studienprotokoll, alle vorstelligen PAA-Patienten zu inkludieren und regelmäßige Nachuntersuchungen durchzuführen. Die Dateneingabe erfolgt über die Online-Datenbank SurveyMonkey®. Ein Monitoring sowie eine kontinuierliche Plausibilitätsprüfung finden zur Sicherung der Datenqualität statt.
Bis 03/2021 wurden n = 1120 Primärbehandlungen ausgewertet, wovon n = 938 (83,7%) eine Versorgung mit OR und n = 132 (11,8%) mit ER erhielten. Fünf ER-Patienten (3,8%) mussten aufgrund akuten Graftversagens intra- oder postoperativ zu OR konvertiert werden.
ER-Patienten waren mit einem medianen Alter von x ̃ = 72 Jahren [51-90] signifikant älter als OR-Patienten mit x ̃ = 68 Jahren [25-98] (p = .001). Bezüglich der Aneurysmamorphologie und der dokumentierten Komorbiditäten zeigten sich keine signifikanten Gruppendifferenzen (p > .05).
Initial symptomatische Patienten wurden signifikant häufiger für OR in Betracht gezogen: Wohingegen nur 48,3% (n = 453) der OR-Patienten vor dem Eingriff asymptomatisch waren, waren mehr als 67% (n = 88) der ER-Patienten hinsichtlich des PAAs symptomfrei (p <.001). Patienten mit akuter Notfallsymptomatik (akute/kritische Ischämie/Ruptur) wurden vornehmlich über OR versorgt (OR: 22,3% vs. ER: 12,1%; p = .007) und entwickelten im postoperativen Verlauf häufiger Komplikationen als elektiv Versorgte beider Gruppen (p < .001). Als häufigste Komplikationen traten in beiden Gruppen Wundheilungsstörungen (OR: 7,7% vs. ER: 3,0%; p = .052) und Blutungen auf (OR: 3,9% vs. ER: 2,3%; p = .465). Schwere postoperative Verläufe waren zudem bei den fünf zu OR konvertierten Patienten aufgetreten.
OR-Patienten waren mit einer Aufenthaltslänge von x ̃ = 10 Tagen [3-68] um mehr als drei Tage länger stationär aufgenommen als ER-Patienten mit x ̃ = 7 Tagen [1-82] (p < .001). Weiterhin waren ER-Patienten signifikant seltener postoperativ auf einer Überwachungsstation untergebracht (p < .001).
Für n = 525 OR-Patienten (56%) und n = 61 ER-Patienten (46,2%) lag im März 2021 ein Follow-up (FU) zur Auswertung vor. Die mittlere FU-Länge betrug x ̅ = 28,9 Monate [0-134] für OR und x ̅ = 23,6 Monate [0-89] für ER. Die primären und sekundären 24-Monats-Offenheitsraten waren für OR-Patienten mit 75,7% bzw. 84,5% signifikant höher gewesen als für ER-Patienten mit 35,9% und 46,8% (p < .001).
OR-Patienten mit autologem Venenbypass wiesen signifikant höhere 2-Jahresoffenheitsraten als jene mit alloplastischer Prothese auf (primäre Offenheitsrate: 81,5% vs. 59,0%; p < .001; sekundäre Offenheitsrate: 89,5% vs. 70,4%; p < .001). Der Venenbypass war auch gerade in der notfälligen Akutversorgung gegenüber der alloplastischen Prothese überlegen (primäre Offenheitsrate: 71,0% vs. 36,2%; p < .001; sekundäre Offenheitsrate: 77,7% vs. 50,0%; p = .002). Asymptomatische Patienten beider Gruppen zeigten bessere Offenheitsraten nach 24 Monaten als symptomatische (primäre Offenheitsrate: 80,2% vs. 63,5%, p < .001; sekundäre Offenheitsrate: 83,2% vs. 77,1%; p = .015). Patienten mit Abstrom aus mindestens zwei Unterschenkelgefäßen wiesen primäre und sekundäre Offenheitsraten von 75,1% und 82,2% auf und damit signifikant bessere als Patienten mit kompromittiertem Abstrom (1-Gefäßabstrom: 61,0% und 74,8%; kein offenes Unterschenkelgefäß: 48,2% und 65,1%; p <.001)
Das POPART-Register zählt mittlerweile zu einer der größten Datensammlungen zur PAA-Versorgung weltweit und stellt die erste Registererhebung zu dieser Entität in Deutschland dar. Die perioperativen Daten suggerieren keinen Nachteil für ER, wenn primär kein komplikativer Verlauf besteht. Die primären und sekundären Offenheitsraten für ER sind jedoch, bei noch unvollständigem FU, signifikant unterlegen.
OR bleibt bei niedrigen Komplikationsraten und exzellenten Zweijahresoffenheitsraten weiterhin klinischer Standard, insbesondere auch bei symptomatischen wie notfälligen Patienten.
Bei Kindern mit akuter lymphoblastischer Leukämie ist eine möglichst frühe und genaue Diagnostik der Infiltration des Zentralen Nervensystems für die Festlegung der weiteren Therapie von essenzieller Bedeutung. Ziel dieser Studie war es, die diagnostische Wertigkeit der Schädel-MRT im Vergleich zum Standarddiagnostikum Lumbalpunktion bezüglich einer leukämischen Beteiligung des ZNS zu untersuchen. Außerdem sollte die Häufigkeit relevanter Zufallsbefunde festgestellt werden, um den Nutzen einer zusätzlich zur Lumbalpunktion durchgeführten MRT zu beurteilen. Es erfolgte eine retrospektive Analyse der Daten von 277 Patienten mit Erstdiagnose und 56 Patienten mit Rezidiv einer ALL, die zwischen 1998 und 2016 an der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin des Universitätsklinikums Frankfurt am Main behandelt worden waren. Sie hatten im Rahmen der initialen Diagnostik zusätzlich zur Lumbalpunktion eine Schädel-MRT mit Kontrastmittel erhalten.
Der durchschnittliche zeitliche Abstand zwischen Diagnosestellung und MRT betrug 11 Tage (39,5 Tage bei Rezidivpatienten). Die Sensitivitäten und Spezifitäten der beiden diagnostischen Mittel MRT und Liquor wurden berechnet.
Dazu diente als Goldstandard die endgültige Diagnose des ZNS-Status, die entweder durch die Liquordiagnostik, die Bildgebung oder die Klinik (RetinaInfiltration, Fazialisparese) gestellt wurde.
Insgesamt fanden sich bei 14 der 277 Patienten mit Erstdiagnose Leukämie eine Infiltration des ZNS. Davon waren 2 Patienten in der MRT, 11 Patienten in der Lumbalpunktion und 2 Patienten durch eine Retina-Infiltration als positiv diagnostiziert worden. Nur ein Patient, der in der MRT positiv befundet worden war, hatte in der Liquordiagnostik ein negatives Ergebnis. Bei den 56 Patienten mit Rezidiv ergab die MRT 6 positive Befunde und die Liquordiagnostik zeigte 13 positive Befunde. 3 Patienten waren zudem klinisch mit Fazialisparese (n=2) und retinaler Infiltration (n=1) positiv zu werten. Diese 3 hatten jedoch auch in der Lumbalpunktion ein positives Ergebnis. Von den Patienten, die in der MRT positiv befundet wurden, hatte 1 Patient ein negatives Ergebnis in der Lumbalpunktion.
Dieser zeigte allerdings Symptome und hätte somit die Bildgebung ohnehin erhalten. Für die MRT ergibt sich bei den Patienten mit Erstdiagnose eine Sensitivität von 14,3%, bei den Rezidivpatienten eine Sensitivität von 43%. Die Spezifität liegt bei den Patienten mit Erstdiagnose ALL bei 99,6% und bei den Rezidivpatienten bei 100%. Für die Lumbalpunktion errechnet sich bei den Patienten mit Erstdiagnose eine Sensitivität von 78,6% und bei den Rezidivpatienten eine Sensitivität von 92,9%, mit einer Falsch-negativ-Rate von 21,4% und 7,1%. Die Spezifität der Lumbalpunktion liegt in beiden Gruppen bei 100%.
Bezüglich relevanter Zufallsbefunde ist bei den Patienten mit Erstdiagnose eine Sinusvenenthrombose bei einer klinisch unauffälligen Patientin zu nennen.
Weitere Nebenbefunde, die keine Auswirkungen auf die Therapie hatten, waren Schleimhautschwellungen der Nasennebenhöhlen (n=188), Verlegung der Mastoidzellen (n=45), Hirnvolumenminderung (n=27), Blutungen ohne Therapiebedürftigkeit (n=5), Zysten (n=11) und angeborene Fehlbildungen (n=7). Außerdem wurde bei 6 Rezidivpatienten eine chronische therapieassoziierte Leukenzephalopathie diagnostiziert.
Die vorliegende Studie stellt unseres Wissens nach die bisher umfangreichste Schädel-MRT-Studie bei Kindern mit ALL unter dieser Fragestellung dar. Ihre Nachteile ergeben sich durch die retrospektive Betrachtung und dadurch bedingte eingeschränkte Einheitlichkeit.
Aus unseren Ergebnissen lässt sich schlussfolgern, dass die Schädel-MRT keinen zusätzlichen Nutzen zur alleinigen Lumbalpunktion bringt. Nur ein einziger Patient hatte in der MRT ein positives Ergebnis, welches weder durch die Lumbalpunktion noch durch die Klinik erkannt worden war. Auch in Hinblick auf die geringe Rate an relevanten Nebenbefunden bei asymptomatischen Patienten ergibt sich keine grundsätzliche Notwendigkeit zur Durchführung dieser Bildgebung. Die zusätzliche Belastung einer kontrastmittelgestützten MRT, für die bei kleinen Kindern zudem häufig eine Sedierung erforderlich ist, kann klinisch neurologisch unauffälligen Patienten mit ALL also erspart werden.
Die vorliegende Übersicht zu den Knochenmarkern Knochen-Sialoprotein (BSP), carboxyterminales Typ-I-Kollagen-Telopeptid (CTX) und N‑aminoterminales Typ-I-Kollagen-Telopeptid (NTX) wird im Rahmen der Serie „Tumormarker“ des Zentralblatts für Arbeitsmedizin, Arbeitsschutz und Ergonomie publiziert, die sich mit dem immer häufigeren Gebrauch der Bestimmung von spezifischen Markern bei sog. Manager-Vorsorgen und Check-up-Untersuchungen beschäftigt. BSP, CTX und NTX eignen sich grundsätzlich nicht für solche Vorsorgen, sondern sind Marker zur Therapie‑, Verlaufs- und Rezidivkontrolle von Knochenmetastasen. Unabhängig davon ist über diese Marker vielfach publiziert worden, wobei sich zudem eine hohe Sensitivität und Spezifität zeigt. Die Marker eignen sich aber auf keinen Fall als Screening-Parameter zur Frühdiagnostik und sollten hier nicht eingesetzt werden.
Objectives: To compare dual-energy CT (DECT) and MRI for assessing presence and extent of traumatic bone marrow edema (BME) and fracture line depiction in acute vertebral fractures. Methods: Eighty-eight consecutive patients who underwent dual-source DECT and 3-T MRI of the spine were retrospectively analyzed. Five radiologists assessed all vertebrae for presence and extent of BME and for identification of acute fracture lines on MRI and, after 12 weeks, on DECT series. Additionally, image quality, image noise, and diagnostic confidence for overall diagnosis of acute vertebral fracture were assessed. Quantitative analysis of CT numbers was performed by a sixth radiologist. Two radiologists analyzed MRI and grayscale DECT series to define the reference standard. Results: For assessing BME presence and extent, DECT showed high sensitivity (89% and 84%, respectively) and specificity (98% in both), and similarly high diagnostic confidence compared to MRI (2.30 vs. 2.32; range 0–3) for the detection of BME (p = .72). For evaluating acute fracture lines, MRI achieved high specificity (95%), moderate sensitivity (76%), and a significantly lower diagnostic confidence compared to DECT (2.42 vs. 2.62, range 0–3) (p < .001). A cutoff value of − 0.43 HU provided a sensitivity of 89% and a specificity of 90% for diagnosing BME, with an overall AUC of 0.96. Conclusions: DECT and MRI provide high diagnostic confidence and image quality for assessing acute vertebral fractures. While DECT achieved high overall diagnostic accuracy in the analysis of BME presence and extent, MRI provided moderate sensitivity and lower confidence for evaluating fracture lines.