Střevní mikrobiom a sex jako rizikové faktory pro ledvinové kameny po bariatrické operaci

Experimentální design: Stanovíme rozdíly mezi pohlavími v 24hodinové supersaturaci moči (SS) s ohledem na oxalát vápenatý (CaOx) u pacientů s Roux-en-Y gastrickým bypassem (RYGB) a rukávovou gastrektomií a korelaci mikrobiálních druhů a jejich metabolických drah s močovým oxalátem. To bude stanoveno za podmínek izokalorické, standardizované distribuce sodíku (200 mmol/den), vápníku, draslíku a makronutrientů. Přijmeme subjekty z kliniky bariatrické chirurgie v The University of Chicago Medical Center.

Místo: Studie bude probíhat v domácnostech účastníků (období 1, 4) a v Centru klinického výzkumu University of Chicago Medicine (UCM). (2., 3., 5. období).

Období studia:

Studium se bude skládat z 5 samostatných období. Období 1 a 2 bude před operací a období 3-5 nastane po operaci. Období 1 a 4 bude trvat tři dny a období 2, 3 a 5 čtyři dny, z nichž tři jsou doma a čtvrtý (půldenní) v Centru klinického výzkumu (CRC).

Studijní období 1 proběhne před RYGB nebo specifickou hmotností (SG) v domově účastníka. Každý účastník poskytne třídenní záznam o dietě a absolvuje 1,5hodinový telefonát s dietologem CRC a jeden 24hodinový sběr moči (v den třetí). Soupravy pro odběr moči budou zaslány přímo domů a po dokončení budou zaslány zpět do laboratoře ledvinových kamenů.

Studijní období 2 bude ukončeno v CRC a proběhne před RYGB nebo SG. Fixní studijní dieta bude odeslána kurýrem spolu se sadou pro odběr stolice. Každý účastník bude jíst studijní stravu první, dva a tři dny tohoto studijního období. Ráno čtvrtého dne se subjekty dostaví do CRC nalačno a přinesou do CRC vzorky stolice. Každý účastník odebere tři 45minutové moči se vzorkem krve uprostřed každého odběru. Účastníci studie poté konzumují pevnou snídani a odebírají šest 45minutových močů se vzorky krve v postprandiálním období.

Studijní období 3 bude dokončeno v CRC a proběhne mezi 2 a 4 týdny po RYGB nebo SG. Načasování 2 až 4 týdnů tohoto období bylo zvoleno, protože biologické změny v anatomii a neuroendokrinní signalizaci by nastaly do 2 týdnů po operaci a pacienti obvykle přecházejí z diety s měkkými potravinami na běžná jídla za 2 týdny. Subjekty se nebudou účastnit období 3, dokud nebude chirurgem klinicky schválena pro zlepšení diety. Rovněž se očekává, že do této doby bude jakýkoli účinek anestezie nebo perioperačních antibiotik a léků minimální. Protokol z období 3 studie je identický s protokolem z období 2 s třídenní dietou studie a CRC ve čtvrtém dni s hladověním a odběrem krve a moči po jídle (pro specifika viz období 2).

Studijní období 4 bude probíhat doma mezi 9 a 12 měsíci po RYGB nebo SG v domově účastníka. Načasování tohoto období je zvoleno proto, že pacienti obvykle podstoupili většinu úbytku hmotnosti a měli čas přijmout novou vlastní dietu, kterou si sami zvolili. Očekává se, že v této době budou detekovatelné i změny v moči, které se mohou vyskytnout u látek vytvářejících ledvinové kameny. Účastníci poskytnou třídenní dietní záznam a absolvují 1,5hodinový telefonát s dietologem CRC a jeden 24hodinový sběr moči (v den třetí). Soupravy pro odběr moči budou zaslány přímo domů a po dokončení budou zaslány zpět do laboratoře ledvinových kamenů.

Studijní období 5 proběhne v CRC 12 měsíců (+/- 1 měsíc) po RYGB nebo SG. Načasování tohoto období je zvoleno proto, že pacienti typicky podstoupili většinu svého váhového úbytku au většiny z nich vymizel metabolický syndrom. Protokol studijního období 3 je shodný s protokolem období 2 a 3 (pro specifika viz období 2).

Studijní strava: Subjekty budou jíst stravu obsahující 65 mmol sodíku, 1740-2940 mg draslíku, 800-1200 mg vápníku a jídla budou izokalorická s kontrolovanou distribucí makroživin. Jídlo bude připravováno v kuchyni ČČK a expedováno pacientům. Příjem vody je ad lib, ostatní tekutiny pouze podle předpisu. Dieta bude připravena po konzultaci s dietology, včetně dietologů s odborností v bariatrické chirurgii. Jídlo bude účastníkům zasláno 1. Účastníci budou i nadále užívat předepsané léky a vitamínové doplňky dle kliniky bariatrické chirurgie.

Záznam o domácí stravě a sběr nutričních údajů (období studie 1, 4): Před domácím záznamem o stravě bude každému účastníkovi poskytnut záznam o jídle a leták s odhady porcí. Třídenní dietní záznam bude účastníkem zaznamenán. Během jednoho až tří dnů od vyplnění dietního záznamu bude mít každý účastník 1,5hodinový telefonát s dietologem ČČK. Dietolog zkontroluje úplnost a vyjasnění záznamu a poté zadá údaje do systému nutričních údajů pro výzkum (NDSR). NDSR je dobře zavedený, počítačově založený softwarový program pro analýzu stravy, který byl vyvinut na University of Minnesota a poskytuje kvantitativní údaje o mikro- a makronutrientech ze stažení z diety. Databáze potravin v NDSR zahrnuje více než 18 000 potravin a jako primární zdroj nutričních hodnot a složení využívá laboratoř Ministerstva zemědělství Spojených států amerických. UCM CRC má stávající smlouvu s NDSR na podporu použití tohoto softwaru pro tuto studii.

Měření moči a séra: Dva 24hodinové sběry moči budou provedeny doma (s poskytnutými pokyny). Měří se 24hodinový objem moči, Ca, oxalát, citrát, kyselina močová, Na, K, Cl, Mg, síran, amonium a kreatinin. Měření moči bude provedeno v laboratoři University of Chicago Kidney Stone Research Group. Sérový 25-vitamín D a hladiny parathormonu budou měřeny prostřednictvím CRC v laboratoři University of Chicago. Sérum sodíku, draslíku, chloridů, bikarbonátů, vápníku, fosforu, hořčíku, kreatininu a glukagonu podobný peptid 1 (GLP-1) bude provedeno v laboratoři ledvinových kamenů University of Chicago. Sérový peptid YY a inzulin budou testovány v laboratoři Výzkumného a školicího centra diabetu University of Chicago. Sérový glukagon bude testován v LabCorp. Glukóza bude měřena metodou zlatého standardu YSI v CRC. Sérum a moč budou zmrazeny na -80 stupňů C a uloženy v laboratoři ledvinových kamenů pro případné pozdější testy.

Cíl 1, Statistická analýza moči: CaOx SS v moči bude vypočítán pomocí EQUIL2 (počítačového programu používaného pro výpočet saturace moči). Porovnáme CaOx SS mužů vs. žen pomocí t-testu, který zohledňuje případné rozdíly v rozptylech mezi těmito dvěma skupinami. Provedeme lineární regresní modely podle pohlaví, abychom určili prediktory CaOx SS. K nalezení nezávislých korelací mezi mikrobiálními druhy a/nebo metabolickými cestami s CaOx SS použijeme Spearmanovy korelační testy. Zobecněné lineární modely budou generovány pro všechny moduly, které jsou spojeny s vysokým CaOx SS.

Cíl 2, Mikrobiální druhy stolice a statistická analýza: Pro všechny vzorky stolice bude provedeno sekvenování pomocí brokovnice. U všech vzorků stolice bude provedeno sekvenování pomocí brokovnice. Pro vytvoření knihoven bude použita souprava TruSeq DNA Sample prep kit (Illumina) a reagencie ze sady KAPA Library Preparation kit (Kapa biosystems). Knihovny budou sekvenovány na platformě Illumina MiSeq pomocí 2x250 nukleotidového párového sekvenování. Sekvenační údaje budou převedeny na relativní množství mikrobiálních metabolických modulů pomocí HUMAnN a mapovány do KEGG. Relativní množství bude vypočítáno pomocí potrubí Metagenomic Phylogenetic Analysis (MetaPhlAn).