Probiotika ved korttarmssyndrom

1. Introduktion og formål: Målet med dette projekt er at forbedre lineær vækst og vægtøgning hos børn med korttarmssyndrom ved at ændre deres tarmmikrobiota og i sidste ende tarmbakteriemetabolisme.

2. Baggrund: Short bowel syndrome (SBS) opstår, når der ikke er tilstrækkelig tarmmasse til at understøtte normal vækst og udvikling. Cirka 35 babyer ud af hver 100.000 levendefødte er ramt af SBS i Nordamerika, og disse spædbørn forbliver afhængige af intravenøs, parenteral ernæring (PN) i en længere periode. En af de største udfordringer, som disse børn står over for, er at opnå tilstrækkelig lineær vækst og vægtøgning på trods af, at de får kalorier ud over det, der kræves af raske børn med alder. Problemer med dårlig intestinal absorption og motilitet og øget inflammation bidrager alle til dårlig vækst hos disse patienter. En vigtig faktor i den sunde funktion af den resterende tyndtarm er det intestinale mikrobielle samfund. Det er kendt, at udtømning af visse grupper af gavnlige tarmbakterier og deres metaboliske biprodukter, specifikt kortkædede fedtsyrer (SCFA'er), kan føre til tarmbetændelse, malabsorption og mindre effektiv brug af forbrugte kalorier.

   Det langsigtede mål med undersøgelsen er at bestemme, hvordan man effektivt ændrer tarmmikrobiotaen hos børn med SBS for at genoprette en sund balance og maksimere vækst og udvikling. Selvom børn med SBS har kendte forstyrrelser i deres tarmmikrobiota, er det uklart, om det er en effektiv metode til at korrigere disse forstyrrelser ved at give et oralt probiotikum.

   Mål 1: At afgøre, om probiotisk tilskud signifikant kan modulere tarmmikrobiota og forbedre væksten hos SBS-patienter.

   Mål 2: At bestemme niveauer af fækale SCFA'er hos børn med SBS, inklusive dem, der modtager probiotika.

3. Studiebeskrivelse: Alle berettigede børn vil få samtykke på tidspunktet for et ambulatoriebesøg eller under et døgnophold. Tilmeldte deltagere vil derefter blive randomiseret til "placebo", hvor de vil modtage standardbehandlingen medicinsk og ernæringsmæssig behandling for korttarmssyndrom ud over 1 ml ren MCT (medium chain triglyceride) olie dagligt i 3 måneder, eller "probiotisk terapi", hvor de vil modtage en kombination af Lactobacillus rhamnosus (5 milliarder kolonidannende enheder pr. dag) og Lactobacillus johnsonii (200 millioner kolonidannende enheder pr. dag) dagligt i 3 måneder ud over standardbehandlingen. Randomisering vil ikke blive blændet. Probiotika blev valgt, fordi de er blevet godt undersøgt hos spædbørn og børn, og begge disse arter har vist sig at være mangelfulde hos børn med SBS og dårlig vækst. Placeboen blev valgt, fordi det er den eneste inaktive ingrediens, der indgår i suspensionen af ​​probiotika, den er lugtfri og smagløs og har ingen kendte bivirkninger. Probiotika og MCT-olie vil blive givet dagligt enten oralt eller gennem en eksisterende gastrostomisonde. Patienter, der dropper ud af undersøgelsen, eller som trækkes tilbage, vil ikke blive erstattet, og data fra disse forsøgspersoner vil indgå som en del af analysen på en intention-to-treat måde.

Afføring (ca. 200 mg pr. prøve) vil blive indsamlet på 3 separate tidspunkter for hver patient (i begyndelsen, midten og slutningen af ​​undersøgelsen). Afføring vil blive hentet enten under et døgnophold eller ved et ambulatoriebesøg. Hvis en patient ikke er i stand til at give en afføringsprøve, kan familien hente en derhjemme, og den kan fryses ned og medbringes ved næste klinikbesøg. En frossen prøve kan bruges til 16S rRNA-sekventering og metabolomisk analyse, men ikke til SCFA-koncentration. Mikrobielt gDNA kan genvindes fra afføring, der har været frosset i op til 6 måneder, med lignende sekventeringsresultater sammenlignet med frisk behandlet afføring. Hvis der leveres en frisk prøve, vil en portion blive brugt til at bestemme koncentrationen af ​​SCFA'er. Afføring brugt til 16S rRNA-sekventering og metabolomics vil blive holdt frosset, indtil analyse udføres. En engangsafføringsindsamling vil også blive opnået fra 10 kontrolpatienter med korttarmssyndrom, som vokser godt og vil blive brugt til 16S rRNA og metabolomics analyse.

Afføring brugt til 16S rRNA-sekventering vil blive holdt frosset indtil analysetidspunktet. Bakterielt gDNA vil derefter blive ekstraheret fra fækalt indhold. Amplikoner af de bakterielle 16S rRNA gener vil blive genereret og sekventeret ved hjælp af Illumina Hi-Seq 2000 (UTSW Genomics Core). Sekventeringslæsninger vil blive filtreret og kvalitetstrimmet og analyseret ved hjælp af QIIME-softwarepakken.59 Mikrobiel diversitet vil blive estimeret ved at beregne Shannon diversitetsindekset og Bray-Curtis ulighedsindekset.

Bakterieoverflod vil blive bestemt ved hjælp af standardkurver konstrueret med reference til klonet bakterielt DNA svarende til et kort segment af 16S rRNA-genet, der blev amplificeret fra bakterielle referencestammer.63 Dr. Koh har også valideret qPCR-protokoller for 6 specifikke bakteriegrupper: 1) Eubakterier (alle bakterier); 2) Lactobacillus (en undergruppe af firmicutes); 3) Bacteroides (en undergruppe af Bacteroidetes); 4) Enterobacteriaceae (ENTERO; pro-inflammatoriske gram-negative, såsom E.coli, Klebsiella spp, etc); 5) CLEPT (en undergruppe af Firmicutes; butyratproducerende anti-inflammatorisk Clostridia); 6)EREC (en undergruppe af Firmicutes; butyratproducerende anti-inflammatorisk Clostridia). Bakteriegruppespecifik qPCR giver kvantificering af den samlede overflod af specifikke grupper af bakterier

Koncentrationer af SCFA'er i afføringen vil blive målt på alle tidspunkter, hvor en frisk prøve kan leveres. Kort fortalt vil friske fækale prøver blive vejet, suspenderet i vand med 0,5 % fosforsyre og derefter lynfrosset straks med flydende nitrogen. I betragtning af flygtigheden af ​​SCFA'er vil flashfrysning give mere nøjagtige målinger. Fækale suspensioner vil derefter blive optøet, homogeniseret og ekstraheret med ethylacetat. Økologiske ekstrakter vil blive tilsat kulstofmærkede SCFA-standarder (for nøjagtigt at kvantificere SCFA-niveauer) og køre på GC-MS.

Randomisering: Indskrevne patienter vil blive randomiseret ved hjælp af en centraliseret proces baseret på en tilfældig tabel. Randomisering vil blive fastlagt ved at ringe til et centralt projekttelefonnummer besvaret af forskningssygeplejersken og anmode om et emne-id og en tildeling til enten standardbehandling eller betinget kirurgi. Dette er et åbent forsøg, og patienter vil blive randomiseret på en 1:1 måde til en af ​​to behandlingsarme.

Behandlingsfase:

Placebopatienter vil modtage standardbehandlingen medicinsk og ernæringsmæssig behandling for korttarmssyndrom ud over daglig MCT-olie. Alle tilmeldte patienter vil have detaljeret vækstvurdering under undersøgelsen. De primære antropometriske mål for vækst vil omfatte vægt, højde, hovedomkreds (for børn

Klinisk information vil også blive indsamlet fra journalerne for alle indskrevne patienter, herunder oplysninger om alder, køn, etnicitet, ætiologi af SBS, kvalitet og hyppighed af daglige afføringer, antibiotikabrug i de 4 uger før indskrivning og under undersøgelsen, infektioner i løbet af undersøgelsen, kirurgisk historie, herunder eventuelle tarmforlængende procedurer, længde og anatomi af tyndtarm og resterende tyktarm, tilstedeværelsen af ​​en stomi og/eller gastrostomisonde, sygehistorie, medicin, detaljerede ernæringsoplysninger (kalorieindtag fra parenteral og enteral ernæring) og rutinemæssigt ernæringsmæssigt blodarbejde. Trinvis logistisk regressionsanalyse af disse kliniske karakteristika vil blive udført for at modellere de uafhængige prædiktorer for dårlig vækst ved brug af et signifikansniveau på p

Probiotikagruppe - hvor de vil modtage en kombination af Lactobacillus rhamnosus (5 milliarder kolonidannende enheder pr. dag) og Lactobacillus johnsonii (200 millioner kolonidannende enheder pr. dag) dagligt i 3 måneder ud over standardbehandlingen.

Afføringsprøver vil blive indsamlet af begge grupper på 3 separate tidspunkter for hver patient, ved indledende tilmelding, midtpunktet og slutningen af ​​undersøgelsen). Prøverne vil blive indsamlet ved et standardbesøg på plejeklinikken, under et indlæggelsesophold eller hjemme af plejepersonalet og frosset ned. Pårørende vil få instruktioner og afføringssæt.