Alkoholisk leversygdom og tarmmikrobiomet

Forekomsten af ​​AUD og ALD er stigende, og sygdomsbyrden påvirker mænd og kvinder forskelligt. Forskning har vist, at forekomsten af ​​AUD og alkoholisk leversygdom (ALD) er vokset betydeligt højere for kvinder end for mænd i løbet af det sidste årti (80 % mod 30 % for alkoholmisbrug og 50 % mod 30 % for ALD). Forskning har også fundet ud af, at kvinder, sammenlignet med mænd, er mere tilbøjelige til at bukke under for de negative virkninger af alkohol. Undersøgelser har vist, at der er variation i alkoholabsorption, distribution og metabolisme mellem mænd og kvinder som følge af hormonelle, genetiske og miljømæssige faktorer. Mens kvinder har tendens til at drikke mindre end mænd, er kvinder, der har AUD, mere tilbøjelige til at have ALD, hjerte-kar-sygdomme og kræft. Kønsforskelle eksisterer for, hvordan kvinder og mænd indtager alkohol, men kønsforskelle eksisterer også for, hvor sandsynligt de er til at afholde sig, hvor gifte kvinder har en højere grad af tilbagefald end gifte mænd. Men på trods af de seneste bestræbelser er kønsforskellene i alkoholmisbrug og alkoholiske komplikationer ikke blevet klart belyst. Der er en bidirektionalitet mellem tarmmikrobiomet og AUD og ALD. Tungt alkoholforbrug er blevet forbundet med et fald i tarmbarrierefunktionen, øget bakteriel translokation og et skift i tarmmikrobiomet til en mere inflammatorisk fænotype. Omvendt har nyere forskning vist, at probiotika er gavnlige ved ALD, og ​​i et nyligt klinisk fase 1-forsøg viste forsker, at fækal mikrobiel transplantation var i stand til at reducere alkoholforbruget betydeligt hos en mandlig befolkning af veteraner. Specifikt VSL#3, en probiotisk blanding, har vist sig at være sikker og beskyttende mod tarmbarrieredysfunktion, alkoholrelateret leversygdom og endda genindlæggelse. Derfor er der stigende data, der tyder på, at hjerne-tarm-mikrobiom-aksen (BGM) kan være vigtig ved alkoholmisbrug og ALD. Endnu til dato er der ingen undersøgelser, der undersøger BGM-aksens rolle i kønsforskelle ved alkoholmisbrug eller ALD. Kønsbaserede forskelle i mikrobiomet er relateret til andre stofskiftesygdomme. I både menneskelige og dyremodeller har undersøgelser vist, at tarmmikrobiomets sammensætning og virkninger kan variere mellem køn baseret på sygdommen. Denne gruppe af efterforskere var for eksempel i stand til at vise en kønsbaseret forskel i BGM-aksen i forhold til fedme og madafhængighed. Om der er en kønsforskel i BGM-aksen, der påvirker sygdomsprogression og resultatet af AUD og ALD, vil være hovedformålet med denne pilotundersøgelse.

EKSPERIMENTEL TILGANG OG TIDSLINJE Efterforskerne antager, at kønsrelaterede forskelle på BGM-aksen i AUD og ALD forklarer variationen i patientudfald efter køn, og at ændringer af BGM-aksen kan mindske sværhedsgraden af ​​alkoholforbrugsforstyrrelser og ALD.

Oversigt over mål 1: Demonstrer baseline kønsforskelle i tarmmikrobiomet og metatranskriptomet hos patienter med AUD og ALD og korreler disse forskelle med sværhedsgraden af ​​AUD og ALD. Ved at bruge fækal indsamling og haglgeværmetagenomik vil efterforskerne identificere vigtige bakterielle markører og metatranskriptomsignaturer relateret til AUD og ALD sammenlignet med raske kontroller. Efterforskerne vil derefter afgøre, om disse markører er forbundet med AUD og ALD sværhedsgrad på en kønsrelateret måde. Patienter vil blive rekrutteret fra Santa Monica UCLA hospital og Ronald Reagan UCLA Hospital. Potentielt kvalificerede patienter vil blive spurgt af deres udbyder, om de kan kontaktes af forskerholdet. Bagefter vil teamet lave en foreløbig diagramgennemgang og se på tidligere sygehistorie, problemliste og aktuelle indlæggelsesnotater for at afgøre, om patienten er berettiget baseret på inklusions- og eksklusionskriterier.

Måling af baseline AUD og ALD karakteristika. Ud over patientdemografisk information vil efterforskerne også indsamle spørgeskemadata for at vurdere sværhedsgraden af ​​deres AUD og kliniske laboratorieparametre for at vurdere sværhedsgraden af ​​deres ALD. For at vurdere sværhedsgraden af ​​deres AUD vil efterforskerne bruge DSM-V-kriterierne for sværhedsgrad, AUDIT-score, Timeline Followback (TLFB) alkoholvurdering, livskvalitetsskala (QOL) og Alcohol craving questionnaire-Short form (ACQ) -SF). For at vurdere patientens ALD-sværhedsgrad vil der blive indsamlet kliniske laboratoriedata for at måle patientens Maddreys diskriminerende funktionsscore, MELD-Na-score, Glasgow Alcoholic Hepatitis-score og baseline-transaminaser. For at vurdere for andre følgesygdomme vil holdet spørge Hospital Anxiety and Depression scale (HADS). DSM-V kriterier for sværhedsgrad, AUDIT-score, Timeline Followback (TLFB) alkoholvurdering, livskvalitetsskala (QOL), Alcohol craving questionnaire-Short form (ACQ-SF) og HADS er spørgeskemaer, der administreres til forskningsformål. Som sådan vil HADS-spørgeskemaet blive bedømt på et senere tidspunkt. Maddreys diskriminerende funktionsscore, MELD-Na-score, Glasgow alkoholisk hepatitis-score og baseline-transaminaser er baseret på kliniske laboratorier og medicinsk diagramgennemgang. Prøveindsamling og mikrobiom-sekventering. Mens patienter er indlagt, vil både ethanolkonserveret og frisk afføring blive indsamlet ved baseline sammen med serum til fremtidig analyse svarende til vores tidligere værker. Afføring vil blive opsamlet i en medfølgende beholder, patienten vil derefter tage et medfølgende para pak hætteglas, som indeholder en ske, og tage en lille ske fuld og placere det i para pak hætteglasset, som også indeholder 95 % ethanol. Disse prøver vil derefter blive opbevaret ved -80oC og derefter behandlet som en enkelt batch. DNA vil blive ekstraheret fra fækale prøver ved hjælp af perleslag i forbindelse med ZymoBiomics DNA Miniprep kit (Zymo Research). DNA ekstraheret fra fækale prøver vil blive fragmenteret og stregkodet ved hjælp af et kommercielt sæt (Illumina Nextera Flex). Haglgeværbiblioteker vil gennemgå sekventering ved hjælp af en Illumina NovaSeq 6000 (S4 flowceller) med en måldybde på 20 millioner parrede endesekvenser pr. prøve. Sekvensdata vil derefter blive indlæst i MetaPhlAn2 til taksonomisk identifikation af arter til sammensætningsanalyse svarende til den udført med 16S rRNA-sekvensdata. Haglgeværmetagenomiske data vil også blive brugt til at udføre mikrobiomanalyse på stammeniveau med ConStrains-algoritmen, som identificerer enkeltnukleotidpolymorfismer i metagenomiske sekvensdata, der kan bruges til at spore stammer på tværs af prøver. Derudover vil metagenomiske data blive behandlet i HUManN2 til annotering af genfamilier og identifikation af den mikrobielle kilde til disse gener. Bakterielle genoverflod vil blive aggregeret i veje baseret på KEGG- og MetaCyc-klassifikationer. Serumbehandling: Der vil blive indsamlet blod ved hvert studiebesøg (ca. 3-5 ml). Blod vil blive centrifugeret og serum vil blive opsamlet. Serum vil derefter blive opbevaret ved -80C til fremtidig brug til metabolomics. Afidentificerede serumprøver vil blive sendt til Metabolon til metabolitbehandling og analyse.

Oversigt over mål 2: Bestem om baseline kønsforskelle i tarmmikrobiomet og metatranskriptomet forudsiger fortsat abstinens, recidiv eller ALD-relaterede udfald. Patienter rekrutteret som ovenfor vil blive randomiseret på en 1:1 måde til enten placebo eller VSL#3 i 6 måneder. De vil tage én VSL#3-pille én gang om dagen, mens de er i undersøgelsen (112,5 milliarder CFU pr. kapsel) eller en placebo-pille med 100 mg sukker én gang om dagen. VSL#3 Efter 3 måneder og 6 måneder vil patienten vende tilbage til et besøg, og de samme spørgeskemaer og kliniske resultater som deres baseline besøg vil blive opnået igen. Patienten vil også give ethanol-udholdende afføring og sende den tilbage til os i en selvadresseret betalt kuvert, og en serumblodprøve vil blive indsamlet ved besøget til fremtidig analyse. I alt vil der blive opsamlet 3-5 ml blod ved hver opsamling. Forventede resultater. Ud over spørgeskemaet og de score, der er anført ovenfor, målt til 3 måneder og 6 måneder, vil teamet også undersøge frekvensen af ​​recidiv, genindlæggelse af alkoholrelaterede årsager, genindlæggelse af alle årsager, dødelighed og levertransplantation.

Oversigt Mål 3. Vis, hvordan ændring af tarm-mikrobiomet kan mindske sværhedsgraden af ​​AUD og ALD på en kønsafhængig måde. Som nævnt ovenfor vil patienter, der rekrutteres, blive randomiseret på en 1:1 måde til enten placebo eller VSL#3 i 6 måneder. De vil tage en VSL#3 pille en gang om dagen (112,5 milliarder CFU pr. kapsel) eller en placebo pille med 100 mg sukker en gang om dagen. VSL#3 blev valgt som det foretrukne probiotikum, fordi tidligere offentliggjort litteratur har vist dets sikkerhed i ALD, og ​​dyremodeller har vist, at det er effektivt mod inflammation af tarmbarrieredysfunktion i modeller af AUD og ALD. Ved effektberegning baseret på tidligere arbejder på VSL#3 har efterforskerne fastslået, at der vil være behov for omkring 20 patienter pr. gruppe for at bestemme en forskel (Male-Placebo, Male-VSL#3, Female-Placebo, Female-VSL#3, i alt = 80). Både patient og undersøgelsespersonale vil blive blindet over for patientens randomisering. Studiekoordinatoren vil være den eneste person, der ikke er blindet over for patientrandomiseringen, mens PI og co-investigatorerne vil blive blindet gennem hele undersøgelsen, inklusive dataanalysen. Primære resultater og sekundære resultater. Adskillige tidligere offentliggjorte forsøg med VSL#3 har ikke vist nogen signifikante bivirkninger sammenlignet med placebo. Derfor vil det primære resultat af den prospektive randomiserede placebo-kontrol undersøgelse være kønsforskelle i frekvensen af ​​abstinens og andelen af ​​opløsning af ALD målt ved Maddreys diskriminerende funktionsscore, MELD-Na score, Glasgow Alcoholic Hepatitis Score og transaminaser. Sekundære resultater vil være kønsforskelle med hensyn til mikrobiomændringer, alkoholforbrug, QOL og alkoholtrang. Prøveindsamling og mikrobiom-sekventering. Lignende indsamling og mikrobiom-sekventering vil blive udført som nævnt ovenfor. Men i stedet for shotgun metagenomisk sekventering, vil efterforskerne udføre fuld 16S sekventering for prøverne indsamlet efter 6 måneder for at reducere omkostningerne. Fuld 16S-sekventering er billigere, men er i stand til at give os lignende strain-profiler som shotgun-metagenomisk sekventering.