Střevní mikrobiom u divertikulitidy a divertikulózy

Divertikulóza postihuje 60 % lidí starších 60 let a zhruba 10–25 % jedinců bude mít příznaky, od akutní divertikulitidy vyžadující urgentní zásah až po symptomatické divertikulární onemocnění s přetrvávající bolestí v podbřišku a změněným vyprazdňováním. Až 5 % pacientů s akutní divertikulitidou zemře během hospitalizace. Navzdory prevalenci a závažnosti jejích projevů zůstávají zásadní otázky ohledně povahy divertikulitidy a divertikulózy.

Lidské tlusté střevo obsahuje 100 bilionů bakterií, včetně stovek druhů a 10krát více genů než lidský genom. Zatímco změny v mikrobiomu se podílejí na chorobných stavech, jako je syndrom dráždivého tračníku (IBS) nebo zánětlivé onemocnění střev (IBD), mikrobiom nebyl dostatečně popsán ve vztahu k divertiklu tlustého střeva. Vzhledem k tomu, že nemocnice King's College má jedinou známou specializovanou kliniku pro divertikulární onemocnění, máme jedinečně velkou populaci pacientů, u kterých se můžeme o tomto stavu dozvědět.

Když se divertikuly tlustého střeva zanítí nebo perforují, pacienti mají divertikulitidu. Podněcující faktory pro epizody akutní divertikulitidy nejsou dobře charakterizovány, ale zahrnují věk, faktory životního stylu a určité léky. Lékaři nemají žádný způsob, jak předpovědět, kteří pacienti dostanou divertikulitidu, ani jak závažná bude její manifestace. V některých případech perikolonické divertikulitidy (známé jako Hinchey I) může zánět vymizet i bez antibiotik, zatímco v jiných případech bude perforovaná divertikulitida zahrnovat fekulentní peritonitidu (Hinchey IV) a bude vyžadovat emergentní resekci tlustého střeva. Divertikulitida může být způsobena změnami v mikrobiomu, ale to nebylo dostatečně řešeno.

Většina pacientů s asymptomatickou divertikulózou, tj. přítomností divertikulů tlustého střeva bez příznaků, nikdy nezažije epizodu divertikulitidy. Existují však určité omezené důkazy, že mikrobiom u divertikulózy je změněn a podobně jako u akutní divertikulitidy. Pokud tomu tak je, nebude možné předpovědět, u kterých pacientů se vyvine akutní divertikulitida. Bude to také znamenat, že výzkum, který nehodnotil nebo nekontroloval přítomnost divertiklů v populaci pacientů, bude muset být znovu přezkoumán.

V současné době nemají lékaři žádný základ pro předpovídání (1) u kterých pacientů se rozvine závažná akutní divertikulitida vyžadující chirurgický zákrok nebo (2) u kterých pacientů se rozvine akutní divertikulitida, která vymizí antibiotiky. Věříme, že další poznatky o střevním mikrobiomu umožní v budoucnu lepší diagnostiku a léčbu.

Bylo provedeno několik omezených studií mikrobiomu u divertikulitidy, ale ne úplné pyrosekvenování. Důvodem je, že náklady na výzkum klesly za poslední desetiletí o 5 řádů, zatímco výpočetní kapacita vzrostla. Studie zkoumaly jednotlivé kmeny bakterií ve vzorcích stolice nebo sliznic, což nestačí k pochopení složitého mikrobiomu.

Protože střevní mikrobiom nebyl u divertikulární choroby důkladně prozkoumán, jedná se o průzkumnou studii. Chceme však otestovat hypotézy, že pacienti s asymptomatickou divertikulózou mají mikrobiom podobnější pacientům s akutní divertikulitidou než normálním kontrolám.

14. Metodologické zázemí: King's College Hospital, terciární doporučující nemocnice v jižním Londýně. King's je referenční centrum pro zpracování dvoutýdenního čekání na vyšetření kolorektálního karcinomu (2. týden) s 900 doporučeními nových pacientů ročně. Úrazové a pohotovostní oddělení v King's rovněž přijímá ročně až 250 pacientů s akutní divertikulitidou.

Pacienti: Budou přijaty 4 skupiny pacientů. Bude přijato 25 pacientů na skupinu:

Skupiny A a B. Pacienti s akutní divertikulitidou budou přijati z A&E oddělení v King's před zahájením podávání antibiotik. Rektální výtěry budou odebrány pacientům s hlavní stížností na akutní bolest břicha při počátečním vyšetření, před počátečními antibiotiky. Všechny vzorky budou zpočátku zmrazeny, ale analyzovány budou pouze vzorky pacientů s připouštějící diagnózou akutní divertikulitidy a zobrazením tlustého střeva (CT zobrazení nebo vizualizace při operaci). Pacienti s akutní divertikulitidou budou hodnoceni ve 2 skupinách, pacienti s perforovanou divertikulitidou (tj. Hinchey III nebo IV) a pacienti s neperforovanou divertikulitidou (Hinchey I nebo II).

Skupina C. Pacienti s asymptomatickou divertikulózou budou zařazeni do 2týdenní čekací (2. týden) dráhy kolorektálního karcinomu. Pacienti s hlavní stížností na čerstvé rektální krvácení bez dalších potíží budou zařazeni před diagnostickým zobrazením, buď pomocí CT, CT kolonografie nebo endoskopie. Před čištěním střeva poskytnou vzorek stolice nebo rektální výtěr, pokud je to nutné pro jejich hodnocení, protože to může změnit mikrobiom. Vzorky pacientů s divertikulózou (a nebo hemoroidy jako další nejčastější příčinou čerstvého PR krvácení) budou analyzovány.

Skupina D. Pacienti s hemoroidy nebo bez nich a bez jiné patologie tlustého střeva se budou rekrutovat z dráhy 2ww kolorektálního karcinomu. To budou normální ovládací prvky. Pacienti s hlavní stížností na čerstvé PR krvácení, bez dalších potíží, budou zařazeni před diagnostickým zobrazením, buď pomocí CT, CT kolonografie nebo endoskopie. Před čištěním střeva poskytnou vzorek stolice nebo rektální výtěr, pokud je to nutné pro jejich hodnocení, protože to může změnit mikrobiom. Vzorky pacientů s divertikulózou (a nebo hemoroidy jako další nejčastější příčinou čerstvého PR krvácení) budou analyzovány.

Analýza stolice: Vzorky stolice budou analyzovány na složení fekálního mikrobiomu pyrosekvenováním genu 16S ribozomální RNA na základě dohody o spolupráci s laboratoří Bruce na King's College London.

Stručně řečeno, genově cílené sekvenování 16S rRNA zkoumá strukturální složku bakteriálního ribozomu prostřednictvím cílených primerů. Konstantní části ribozomální RNA jsou amplifikovány, což umožňuje identifikaci variabilních částí. Sekvence jsou pak seskupeny do OTU, operačních taxonomických jednotek a mohou být přiřazeny k liniím od rodu až po kmen.

Plánované statistické analýzy: Složení mikrobiomu bude hodnoceno několika různými způsoby. Alfa diverzita bude měřena, což je míra průměrné diverzity ve vzorku. Bude provedeno několik hodnocení alfa diverzity, včetně odhadu bohatosti Chaolu, bohatosti OTU a Shannonova indexu. Alfa diverzita se ukázala být snížena u pacientů s aktivní IBD ve srovnání s pacienty s klidovým onemocněním, ale nebyla popsána u divertikulární choroby. Beta diverzita je srovnání diverzity mezi vzorky (tj. separace fylogenetické struktury OTU v jednom vzorku ve srovnání se všemi ostatními vzorky) bude vypočítána pomocí vzdáleností Unifrac.

Výpočet síly: Metabonomické studie střevního mikrobiomu jsou v současné době nutně průzkumné. Výpočty výkonu jako takové nebyly v terénu prováděny. V tomto případě by však analýza 25 vzorků na skupinu měla stačit k rozlišení mezi skupinami a posouzení jejich rozmanitosti.

Stávající infrastruktura: Veškerá potřebná infrastruktura je v současné době na místě. Studijní tým (profesor Bjarnason a pan Papagrigoriadis) v současné době řídí kliniky 2. světové války a také se stará o akutní příjmy v A&E v King's College Hospital. S laboratoří Bruce na King's College London je uzavřena dohoda o převodu materiálů pro přenos dalších vzorků stolice a bylo by potřeba ji pouze upravit.