Investigating paediatric airways by non-bronchoscopic lavage: Normal cellular data

Background: Bronchoscopic bronchoalveolar lavage in children to investigate bronchia disorders such as asthtna has both ethical and procedural difficulties.


Objective: The aim of this study was to establish a standardized non-bronchoscopic method to perform bronchoalveolar lavage in children attending for elective surgery to obtain normal cellular data.


Methods: Bronchoalveolar lavage was performed on normal children (n= 55) by infusing saline (20 mL) through an 8 FG suction catheter passed after endotracheal intubation. Oxygen saturation, heart and respiratory rate were monitored during the bronchoalveolar lavage procedure. Cellular analysis and total protein estimation of the lavage fluid were performed. Epithelial lining fluid volume was calculated (n = 15) using the urea dilution method.


Results: The procedure was well tolerated by all children. Total cell count and differential cell count for children (macrophages 70.8 ± 2.3%, lymphocytes 3.8 ± 0.6%, neutrophils 5,7 ± 1.0%, eosinophils 0.14 ± 0.03%. epithelial cells 19.6 ± 2.1%, mast cells 0.21 ± 0.02%) were similar to those reported for adults. Age and sex comparisons revealed no differences between groups. The mean total protein recovered in the cell free supernatant was 49.72 ± 4.29 mg/L and epithelial lining fluid volume was 0.82 ± 0.11% of return lavageate.


Conclusion This method allows bronchoalveolar lavage to be performed safely and quickly on children attending for routine elective surgery. Using this method and taking the ‘window of opportunity’ of elective surgery, the presence or absence of airway inflammation could be studied in children with various patterns of asthma during relatively asymptomatic periods.

Enteral feeding methods for nutritional management in patients with head and neck cancers being treated with radiotherapy and/or chemotherapy

Background: This is an update of a Cochrane review first published in The Cochrane Library in Issue 3, 2010.
For many patients with head and neck cancer, oral nutrition will not provide adequate nourishment during treatment with radiotherapy or chemoradiotherapy due to the acute toxicity of treatment, obstruction caused by the tumour, or both. The optimal method of enteral feeding for this patient group has yet to be established.

Objectives: To compare the effectiveness of different enteral feeding methods used in the nutritional management of patients with head and neck cancer receiving radiotherapy or chemoradiotherapy using the clinical outcomes, nutritional status, quality of life and rates of complications.

Search methods: Our extensive search included the Cochrane ENT Group Trials Register, CENTRAL, PubMed, EMBASE, CINAHL, AMED and ISI Web of Science. The date of the most recent search was 13 February 2012.

Selection criteria:Randomised controlled trials comparing one method of enteral feeding with another, e.g. nasogastric (NG) or percutaneous endoscopic gastrostomy (PEG) feeding, for adult patients with a diagnosis of head and neck cancer receiving radiotherapy and/or chemoradiotherapy.

Data collection and analysis:Two authors independently assessed trial quality and extracted data using standardised forms. We contacted study authors for additional information.

Main results: One randomised controlled trial met the criteria for inclusion in this review. No further studies were identified when we updated the searches in 2012.
Patients diagnosed with head and neck cancer, being treated with chemoradiotherapy, were randomised to PEG or NG feeding. In total only 33 patients were eligible for analysis as the trial was terminated early due to poor accrual. A high degree of bias was identified in the study.
Weight loss was greater for the NG group at six weeks post-treatment than for the PEG group (P = 0.001). At six months post-treatment, however, there was no significant difference in weight loss between the two groups. Anthropometric measurements recorded six weeks post-treatment demonstrated lower triceps skin fold thickness for the NG group compared to the PEG group (P = 0.03). No statistically significant difference was found between the two different enteral feeding techniques in relation to complication rates or patient satisfaction. The duration of PEG feeding was significantly longer than for the NG group (P = 0.0006). In addition, the study calculated the cost of PEG feeding to be 10 times greater than that of NG, though this was not found to be significant. There was no difference in the treatment received by the two groups. However, four PEG fed patients and two NG fed patients required unscheduled treatment breaks of a median of two and six days respectively.
We identified no studies of enteral feeding involving any form of radiologically inserted gastrostomy (RIG) feeding or comparing prophylactic PEG versus PEG for inclusion in the review.

Authors' conclusions: There is not sufficient evidence to determine the optimal method of enteral feeding for patients with head and neck cancer receiving radiotherapy and/or chemoradiotherapy. Further trials of the two methods of enteral feeding, incorporating larger sample sizes, are required.

In vivo tropism of attenuated and pathogenic measles virus expressing green fluorescent protein in macaques

The global increase in measles vaccination has resulted in a significant reduction of measles mortality. The standard route of administration for the live-attenuated measles virus (MV) vaccine is subcutaneous injection, although alternative needle-free routes, including aerosol delivery, are under investigation. In vitro, attenuated MV has a much wider tropism than clinical isolates, as it can use both CD46 and CD150 as cellular receptors. To compare the in vivo tropism of attenuated and pathogenic MV, we infected cynomolgus macaques with pathogenic or attenuated recombinant MV expressing enhanced green fluorescent protein (GFP) (strains IC323 and Edmonston, respectively) via the intratracheal or aerosol route. Surprisingly, viral loads and cellular tropism in the lungs were similar for the two viruses regardless of the route of administration, and CD11c-positive cells were identified as the major target population. However, only the pathogenic MV caused significant viremia, which resulted in massive virus replication in B and T lymphocytes in lymphoid tissues and viral dissemination to the skin and the submucosa of respiratory epithelia. Attenuated MV was rarely detected in lymphoid tissues, and when it was, only in isolated infected cells. Following aerosol inhalation, attenuated MV was detected at early time points in the upper respiratory tract, suggesting local virus replication. This contrasts with pathogenic MV, which invaded the upper respiratory tract only after the onset of viremia. This study shows that despite in vitro differences, attenuated and pathogenic MV show highly similar in vivo tropism in the lungs. However, systemic spread of attenuated MV is restricted.

Intragastric bile acid concentrations are unrelated to symptoms of flatulent dyspepsia in patients with and without gallbladder disease and postcholecystectomy

It has been proposed that duodenogastric reflux may be the basic underlying mechanism which gives rise to symptoms of flatulent dyspepsia. Fasting and postprandial gastric juice bile acid concentrations were measured in patients with flatulent dyspepsia with and without gall bladder disease and postcholecystectomy. There were 13 patients with gall bladder disease, 12 with normal gall bladders and 13 postcholecystectomy. Gastric juice was obtained by intubation. Bile acid concentrations were compared with 21 controls and 15 asymptomatic subjects with gall bladder disease. For 21 patients with gall bladder disease who underwent cholecystectomy, levels were again assessed postoperatively to allow correlation with outcome. The occurrence of reflux and the resultant gastric juice bile acids did not correlate with symptoms. Concentrations postcholecystectomy, including asymptomatic subjects were significantly higher than controls (p less than 0.01). It is concluded that limited duodenogastric reflux is common and need not be associated with symptoms even when the resultant intra-gastric concentrations are higher than normal.

Mesenchymal stem cells enhance survival and bacterial clearance in murine Escherichia coli pneumonia

Rationale: Bacterial pneumonia is the most common infectious cause of death worldwide and treatment is increasingly hampered by antibiotic resistance. Mesenchymal stem cells (MSCs) have been demonstrated to provide protection against acute inflammatory lung injury; however, their potential therapeutic role in the setting of bacterial pneumonia has not been well studied.

Objective: This study focused on testing the therapeutic and mechanistic effects of MSCs in a mouse model of Gram-negative pneumonia.

Methods and results: Syngeneic MSCs from wild-type mice were isolated and administered via the intratracheal route to mice 4 h after the mice were infected with Escherichia coli. 3T3 fibroblasts and phosphate-buffered saline (PBS) were used as controls for all in vivo experiments. Survival, lung injury, bacterial counts and indices of inflammation were measured in each treatment group. Treatment with wild-type MSCs improved 48 h survival (MSC, 55%; 3T3, 8%; PBS, 0%; p<0.05 for MSC vs 3T3 and PBS groups) and lung injury compared with control mice. In addition, wild-type MSCs enhanced bacterial clearance from the alveolar space as early as 4 h after administration, an effect that was not observed with the other treatment groups. The antibacterial effect with MSCs was due, in part, to their upregulation of the antibacterial protein lipocalin 2.

Conclusions: Treatment with MSCs enhanced survival and bacterial clearance in a mouse model of Gram-negative pneumonia. The bacterial clearance effect was due, in part, to the upregulation of lipocalin 2 production by MSCs

Antibacterial Effect of Human Mesenchymal Stem Cells is Mediated in Part from Secretion of the Antimicrobial Peptide LL-37

Recent in vivo studies indicate that mesenchymal stem cells (MSCs) may have beneficial effects in the treatment of sepsis induced by bacterial infection. Administration of MSCs in these studies improved survival and enhanced bacterial clearance. The primary objective of this study was to test the hypothesis that human MSCs possessed intrinsic antimicrobial properties. We studied the effect of human MSCs derived from bone marrow on the bacterial growth of Gram-negative (Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa) and Gram-positive (Staphylococcus aureus) bacteria. MSCs as well as their conditioned medium (CM) demonstrated marked inhibition of bacterial growth in comparison with control medium or normal human lung fibroblasts (NHLF). Analysis of expression of major antimicrobial peptides indicated that one of the factors responsible for the antimicrobial activity of MSC CM against Gram-negative bacteria was the human cathelicidin antimicrobial peptide, hCAP-18/LL-37. Both m-RNA and protein expression data showed that the expression of LL-37 in MSCs increased after bacterial challenge. Using an in vivo mouse model of E. coli pneumonia, intratracheal administration of MSCs reduced bacterial growth (in colony-forming unit) in the lung homogenates and in the bronchoalveolar lavage (BAL) fluid, and administration of MSCs simultaneously with a neutralizing antibody to LL-37 resulted in a decrease in bacterial clearance. In addition, the BAL itself from MSC-treated mice had a greater antimicrobial activity in comparison with the BAL of phosphate buffered saline (PBS)-treated mice. Human bone marrow-derived MSCs possess direct antimicrobial activity, which is mediated in part by the secretion of human cathelicidin hCAP-18/ LL-37.

Temporomandibular Joint Ankylosis in an Infant: A Rare Cause of Difficult Airway

1.Pre-assessment data of the patient A 2-year-old boy, weighing 15 kg was admitted with a history of limited mouth opening(inter-incisor distance of 6 mm), hypoplastic and retrognathic mandible (bird face deformity) and facial asymmetry from left temporomandibular joint ankylosis (TMJA). He was born at term, after an uneventful pregnancy, and there was no report of trauma during caesarean section. No other possible aetiologies were identified. He was scheduled for mandibular osteotomy. Preoperative ENT examination revealed adenotonsillar hypertrophy. 2. Anaesthetic Plan A fiberoptic nasal intubation was performed under deep inhalation anaesthesia with sevoflurane, with the patient breathing spontaneously. Midazolam (0.05 mg.kg-1) and alfentanil (0.03 mg.kg-1) were given and anaesthesia was maintained with O2/air and sevoflurane. No neuromuscular blocking agent was administered since the surgical team needed facial nerve monitoring. 3. Description of incident During surgery an accidental extubation occurred and an attempt was made to reintubate the trachea by direct laryngoscopy. Although the osteotomy was nearly completed, the vocal cords could not be visualized (Cormack-Lehane grade IV laryngoscopic view). 4. Solving the problem Re-intubation was finally accomplished with the flexible fiberscope and the procedure was concluded without any more incidents. Extubation was performed 24 hours postoperatively with the patient fully awake. After surgery mouth opening improved to inter-incisor gap of 15 mm. 5. Lessons learned and take home message Two airways issues present in this case can lead to difficultventilation and intubation: TMJA and adenotonsillar hypertrophy. These difficulties were anticipated and managed accordingly. The accidental extubation brought to our attention the fact that, even after surgical correction, this airway remains challenging. Even with intensive jaw stretchingexercises there is a high incidence of re-ankylosis, especially in younger patients. One should bear that in mind when anaesthetizing patients with TMJA.

Automatic Mallampati Classification Using Active Appearance Models

Difficult tracheal intubation assessment is an important research topic in anesthesia as failed intubations are important causes of mortality in anesthetic practice. The modified Mallampati score is widely used, alone or in conjunction with other criteria, to predict the difficulty of intubation. This work presents an automatic method to assess the modified Mallampati score from an image of a patient with the mouth wide open. For this purpose we propose an active appearance models (AAM) based method and use linear support vector machines (SVM) to select a subset of relevant features obtained using the AAM. This feature selection step proves to be essential as it improves drastically the performance of classification, which is obtained using SVM with RBF kernel and majority voting. We test our method on images of 100 patients undergoing elective surgery and achieve 97.9% accuracy in the leave-one-out crossvalidation test and provide a key element to an automatic difficult intubation assessment system.

A 3-step therapeutic strategy for severe alveolar proteinosis.

Pulmonary alveolar proteinosis (PAP) is characterized by accumulation of lipoproteinaceous material in the terminal airways. Whole lung lavage (WLL) remains the gold standard treatment but may be particularly challenging in cases of severe hypoxemia. We present a 3-step strategy that was used in a patient with PAP-associated refractory hypoxemia and that combined venovenous extracorporeal membrane oxygenation (vvECMO), double-lumen orotracheal intubation, and bilateral multisegmental sequential lavage (MSL). The procedure was well tolerated and permitted weaning from the ventilator.

Modulation of epithelial sodium channel (ENaC) expression in mouse lung infected with Pseudomonas aeruginosa

Affiliation: André Dagenais: Centre hospitalier de l'Université de Montréal/ Hôtel-Dieu, Département de médecine, Université de Montréal. Yves Berthiaume: Médecine et spécialités médicales, Faculté de médecine

Facteurs de risque de ventilation mécanique prolongée aux soins intensifs pédiatriques : étude épidémiologique descriptive

Rationnelle. La ventilation mécanique invasive (VI) s’accompagne lorsqu’elle se prolonge, d’une augmentation de la morbimortalité. Jusqu’à 64% des enfants hospitalisés aux soins intensifs sont ventilés et peu de données épidémiologiques existent afin d’estimer précocement la durée du support ventilatoire. Objectifs. Déterminer l’incidence et les facteurs de risque précoces de ventilation mécanique invasive prolongée aux soins intensifs pédiatriques. Méthode. Nous avons conduit une étude descriptive rétroélective sur un an. Tous les épisodes de VI aux soins intensifs du Centre hospitalier universitaire Sainte Justine de Montréal ont été inclus. Les facteurs de risque de VI prolongée (≥ 96 heures) ont été déterminés par régression logistique. Résultats. Parmi les 360 épisodes de VI, 36% ont duré ≥ 96 heures. Les facteurs de risques de ventilation prolongée en analyse multivariée sont : âge <12 mois, score de PRISM ≥ 15 à l’admission, pression moyenne dans les voies aériennes ≥13 cm H2O au jour 1 de ventilation, utilisation de la sédation intraveineuse continue au jour 1 de ventilation et ventilation non invasive avant intubation. Conclusion. La VI prolongée survient chez environ un tiers des patients ventilés. Les patients de moins de 12 mois semblent être plus à risque que les enfants plus âgés et devraient bénéficier de stratégies différentes pour diminuer leur durée de ventilation mécanique. La sévérité de la maladie, l’agressivité du support ventilatoire, l’utilisation d’une sédation continue au premier jour de ventilation sont également des facteurs à considérer dans les études visant à diminuer la durée de support ventilatoire.

Syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) : étude de mécanismes impliqués dans la phase exsudative

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) se développe suite à une atteinte pulmonaire lésionnelle, induisant un œdème et une inflammation excessive, généralement suivis d’une réparation atypique menant à la fibrose. Malgré de signifiants progrès dans les traitements, la mortalité reste élevée : ~ 40 %. Mon hypothèse de travail est que l’atténuation de l’œdème ou de la réponse inflammatoire pourrait freiner le développement ou la sévérité de la phase exsudative. Nous avons évalué cette hypothèse à l’aide d’un modèle de phase exsudative du SDRA, i.e. instillation intra-trachéale de bléomycine, chez les souris.  La modulation des fluides alvéolaires est étudiée avec des souris transgénique (Tg) pour le canal ENaC, qui sont sensibles à la formation d’un œdème. Cependant, ces souris Tg ne sont pas plus sensibles au développement de la phase exsudative en condition lésionnelle (bléomycine). Nous avons déterminé par une étude électrophysiologique des cellules épithéliales alvéolaires de type II (AT II) que ce n’est pas lié à une inhibition par la bléomycine de la fonction du canal ENaC.  Le traitement de la réponse inflammatoire associée au SDRA par des glucocorticoïdes est une thérapie potentielle mais controversée. Les glucocorticoïdes dans notre modèle murin ne réduisent pas la sévérité des lésions. Nous avons pu déterminé lors d’expériences in vitro que ce serait dû à une réduction de la capacité de réparation des AT II. En résumé :  La modulation du canal ENaC ne modifie pas le développement de la phase exsudative, suggérant que la régulation de l’œdème n’est pas suffisante pour modifier l’évolution du SDRA.  La modulation de l’inflammation par les glucocorticoïdes est ineffective, possiblement à cause d’une altération de la réparation. Mon étude suggère que le traitement de la phase exsudative du SDRA est complexe. En effet, la régulation de l’œdème ou de l’inflammation de façon isolée ne peut pas modifier l’évolution du SDRA. L'hétérogénéité des sources du SDRA et la redondance des mécanismes cellulaires impliqués dans l’évolution des lésions pulmonaires suggèrent que le traitement nécessitera une approche visant plusieurs cibles mécanistiques afin d’en accélérer la résolution.

L’utilisation de l’échographie pulmonaire dans la prise en charge des patients de soins critiques

En démontrant sa capacité d’identifier les pneumothorax, de différencier les différentes causes d’insuffisance respiratoire chez les patients dyspnéiques et de confirmer la position d’un tube endotrachéal lors d’une intubation endotrachéale, l’échographie pulmonaire a pris une place prépondérante dans la prise en charge des patients de soins critiques. La majorité des études, notamment celles sur l’intubation endotrachéale, ont évalué la performance de cliniciens possédant une expérience considérable en échographie pulmonaire et souvent dans un cadre idéal permettant des examens d’une durée prolongée. Considérant la disponibilité grandissante de l’échographie ciblée lors des situations de stabilisation et de réanimation des patients de soins critiques, nous voulions évaluer la capacité d’un groupe de clinicien hétérogène en termes de formation échographique à identifier la présence ou l’absence de glissement pleural sur de courtes séquences (comparable à la durée probable d’un examen lors de condition de réanimation) d’échographie pulmonaire enregistrées chez des patients intubés. Un total de 280 courtes séquences (entre 4 et 7 secondes) d’échographie pulmonaire démontrant la présence ou l’absence de glissement pleural chez des patients intubés en salle d’opération ont été enregistrées puis présentées de façon aléatoire à deux groupes de cliniciens en médecine d’urgence. Le deuxième groupe avait la possibilité de s’abstenir advenant une incertitude de leur réponse. Nous avons comparé la performance selon le niveau de formation académique et échographique. Le taux moyen d’identification adéquate de la présence ou l’absence du glissement pleural par participant était de 67,5% (IC 95% : 65,7-69,4) dans le premier groupe et 73,1% (IC 95% : 70,7-75,5) dans le second (p<0,001). Le taux médian de réponse adéquate pour chacune des 280 séquences était de 74,0% (EIQ : 48,0-90,0) dans le premier groupe et 83,7% (EIQ : 53,3-96,2) dans le deuxième (p=0,006). Le taux d’identification adéquate de la présence ou absence d’un glissement pleural par les participants des deux groupes était nettement supérieur pour les séquences de l’hémithorax droit par rapport à celles de l’hémithorax gauche (p=0,001). Lorsque des médecins de formation académique et échographique variable utilisent de courtes séquences d’échographie pulmonaire (plus représentatives de l’utilisation réelle en clinique), le taux d’identification adéquate de la présence ou l’absence de glissement pleural est plus élevé lorsque les participants ont la possibilité de s’abstenir en cas de doute quant à leur réponse. Le taux de bonnes réponses est également plus élevé pour les séquences de l’hémithorax droit, probablement dû à la présence sous-jacente du cœur à gauche, la plus petite taille du poumon gauche et l’effet accru du pouls pulmonaire dans l’hémithorax gauche. Considérant ces trouvailles, la prudence est de mise lors de l’utilisation de l’identification du glissement pleural sur de courtes séquences échographique comme méthode de vérification de la position d’un tube endotrachéal lors d’une intubation endotrachéale, et ce, particulièrement pour l’hémithorax gauche. Aussi, une attention particulière devrait être mise sur la reconnaissance du pouls pulmonaire lors de l’enseignement de l’échographie pulmonaire.

Étude du continuum exposition-effet cancérogène du benzo[a]pyrène

Le benzo[a]pyrène (BaP) est un contaminant environnemental de la famille des hydrocarbures aromatiques polycycliques ayant été classé cancérogène chez l’humain. Cependant, la relation entre l’exposition et les effets est toujours mal documentée. L’objectif de cette thèse était de mieux documenter la relation quantitative entre l’exposition au BaP, l’évolution temporelle des biomarqueurs d’exposition et l’apparition d’altérations biologiques précoces, à partir d’études expérimentales chez le rat. Dans un premier temps, nous avons déterminé l’effet de 4 doses de BaP (0.4, 4, 10 et 40 µmol/kg) sur plusieurs biomarqueurs d’exposition (3- et 7-OHBaP, 4,5- et 7,8-diolBaP, BaPtétrol et 1,6-, 3,6- et 7,8-diones-BaP), les adduits à l’ADN et l’expression de gènes impliqués dans le métabolisme du BaP, la réparation de l’ADN et le stress oxydatif. Le BaP et ses métabolites ont été mesurés dans le sang, les tissus et les excrétas, 8 h et 24 h après l’administration intraveineuse de BaP par chromatographie liquide à ultra haute performance (UHPLC) couplée à la fluorescence. Les adduits à l’ADN ont été quantifiés dans les poumons par immuno-essai en chémoluminescence. L’expression des gènes dans les poumons a été réalisée par PCR quantitative en temps réel (qRT-PCR). Les résultats ont révélé une bonne relation dose-excrétion pour le 3-OHBaP, le 4,5-diolBaP et le 7,8-diolBaP et ils ont également renforcé l’utilité du 4,5-diolBaP comme potentiel biomarqueur du BaP en plus du 3-OHBaP. De plus, l’augmentation dose-dépendante de la formation des adduits et de l’expression de certains gènes impliqués dans le métabolisme et le stress oxydatif a suggéré l’intérêt de ces derniers comme biomarqueurs d’effet précoce. Dans un second temps, nous avons évaluer le profil cinétique des biomarqueurs en lien avec la modulation temporelle de la formation des adduits à l’ADN et de l’expression génique, en utilisant la dose de 40 µmol/kg de BaP telle qu’établie dans l’étude précédente, avec une série de mesures sur une durée de 72 h après l’injection intraveineuse de BaP. Il est apparu que le 3- et le 7-OHBaP ainsi que le 4,5- et le 7,8-diolBaP semblaient être de bons biomarqueurs d'exposition; les hydroxyBaP et diolBaP présentaient des cinétiques différentes, mais tous ces métabolites étaient corrélés de façon significative aux adduits BaPDE dans les poumons. L’expression de certains gènes et l’étude de leur profil cinétique a également permis de faire des liens avec la formation des adduits et de mieux comprendre le métabolisme du BaP. Après ces résultats, il semblait alors logique de s’intéresser à l’effet de la voie d’exposition dans un context d’exposition multiple de la population. Les données mesurées dans le sang et les excréta, après administration de 40 µmol/kg de BaP par voie intraveineuse, intratrachéale, orale, et cutanée, ont encore une fois montré l'intérêt de mesurer plusieurs métabolites pour l’évaluation de l’exposition en raison des différences en fonction de la voie d’administration du composé et des différences dans la cinétique de plusieurs biomarqueurs, notamment entre les hydroxy (3- et 7-OHBaP) et les diols-BaP (4,5- et 7,8-diolBaP). Les résultats suggèrent aussi que la mesure de ratios de concentrations de différents métabolites pourrait aider à indiquer le moment et la principale voie d’exposition. Ces données ont permis une meilleure compréhension du continuum entre l’exposition et les effets.