Udnyttelse af tarmmikrobiotaen og dens metabolitter i bækkenkræft

University of Aberdeen og Aberdeen Royal Infirmary (ARI) i NHS Grampian er i den unikke position at have et enkelt steds campus for mikrobiota-relateret laboratorievidenskab på det verdensberømte Rowett Institute, Biorepository-faciliteter på campus til hurtig prøvebehandling og NHS-faciliteter til behandling af flere bækkentumortyper, herunder kolorektale, gynækologiske og urologiske.

Patienter vil blive kontaktet i deres respektive bækkenkræftklinikker efter identifikation for potentiel inklusion på det respektive multi-disciplinære team (MDT) møde. Patienten vil blive informeret om deres diagnose og behandlingsplan af en kliniker, der er ansvarlig for deres pleje (kan omfatte en klinisk sygeplejerske). Patienter vil først blive kontaktet om forskningen ved et efterfølgende møde, f.eks. når specialsygeplejerskerne kontakter patienten for at besvare eventuelle yderligere spørgsmål omkring den drøftede håndteringsplan, opsøger de konsulentklinikken for samtykke til endelig behandling mv. Dette giver patienten tilstrækkelig tid til at behandle deres diagnose og håndteringsplan, før forskningen introduceres. På dette møde vil patienter blive forsynet med PIS (dette vil blive sendt til patienten, hvis mødet er via video-telekonference). Hvis de er villige til at overveje at blive involveret, vil de derefter blive kontaktet af en forskningssygeplejerske eller et andet passende kvalificeret teammedlem, som vil diskutere undersøgelsen yderligere og besvare eventuelle spørgsmål. Hvis de er villige til at deltage, vil der blive truffet aftaler om, at et medlem af det kliniske team kan indhente skriftligt informeret samtykke, når patienten kommer på hospitalet til en efterfølgende klinisk aftale.

De vil blive bedt om at donere en fækal prøve (og i en undergruppe af kolorektale patienter, en højresidet tyktarmsindholdsprøve taget på tidspunktet for deres operation) til behandling på Rowett Institute Human Nutrition Unit før starten af ​​deres næste kræftbehandling (kemoterapi, strålebehandling eller kirurgi). Der vil også blive søgt samtykke til at få en blodprøve. Dette vil normalt blive opnået under rutinemæssig venesektion af kliniske årsager og vil være blodoverskud til kliniske krav behandlet af Biorepository. Hvis det er nødvendigt, vil der blive anmodet om en ekstra venepunktur på 5 ml, hvis blod ikke udtages som en del af standard klinisk behandling. Blod vil blive behandlet til plasmaekstraktion.

Patienter vil også blive opfordret til at udfylde et valgfrit spørgeskema med madfrekvens (FFQ), der angiver, hvad de har spist og drukket i de tre måneder, før de tager deres afføringsprøver. Men hvis de føler sig ude af stand til at fuldføre dette, vil deres beslutning blive respekteret, og de kan fortsætte i undersøgelsen. Disse spørgeskemaer tager omkring 30 minutter at udfylde og vil blive givet til patienterne enten under en klinisk aftale før deres første kræftbehandling eller sendt ud til dem. En undergruppe af patienter vil også blive spurgt, om de vil være villige til at give en mere dybdegående vurdering af deres kost de fire dage før levering af afføringsprøven, men det vil blive fremhævet for dem, at dette er valgfrit, og de kan frit afslå .

Fækale prøver vil blive indsamlet fra den ARI, der bringes til hospitalet på dagen for en klinikaftale eller indledende behandling for patienten. Alternativt kan deltageren efterlade prøven på et specifikt afleveringscenter i Rowett-instituttet. Dette vil blive overladt til deltagerens skøn, hvad der er mest bekvemt for dem. Udfyldte maddagbøger/spørgeskemaer vil også blive indsamlet på samme tid og samme sted som fæcesprøveafleveringen.

Der kræves ingen yderligere prøver fra patienten. Efter opnåelse af prøverne på Rowett Institute vil en del blive behandlet af Dispomix til DNA-ekstraktion ved hjælp af Powersoil DNA-ekstraktionssæt og opbevaret i frysere før analyse ved 16S rRNA-gensekventering. En anden del vil blive behandlet og opbevaret til SCFA-analyse ved gaskromatografi, og en del af den resterende fækalier opbevares til fremtidige analyser.

Plasma vil blive ekstraheret fra blodprøverne fra NHS hæmatologiske laboratorier og overføres til Rowett Institute af forskerholdet involveret i undersøgelsen. I situationer, hvor en blodprøve ikke er blevet taget til kliniske formål, vil blodprøven blive indsamlet af en phlebotomist eller andet uddannet personale på Human Nutrition-enheden på Rowett Institute. Når plasmaet er blevet ekstraheret, vil blodprøverne blive opbevaret i frysere på Rowett Institute.

16S rRNA-gensekventering af fækalt DNA vil blive udført på Center for Genome Enabled Biology and Medicine (CCEBM), University of Aberdeen, herunder bioinformatikanalyse. Ved hjælp af 16S rRNA-gensekventering undersøges en lille del af det bakterielle genetiske materiale, som adskiller sig mellem forskellige bakterier, hvilket giver os mulighed for at estimere den 'relative overflod' af hver i hver prøve. Vi vil også analysere SCFA'er i fæces ved GC og plasma ved GC-MS (denne mere følsomme teknik er påkrævet for plasma på grund af lavere koncentrationer af metabolitter til stede) på Rowett Institute Analytical facilitet. Ved afslutningen af ​​denne undersøgelse, hvis tilstrækkelig prøve forbliver i en brugbar tilstand, vil vi gerne gemme denne til fremtidig forskning. Efter at de nødvendige midler og godkendelser er opnået, kan vi i fremtiden undersøge bakterielt DNA mere detaljeret (til arts/stamme niveau) ved metagenomics og andre metabolitter, f.eks. tryptofan, galdesyrer og inflammatoriske (f.eks. calprotectin) og immunmarkører (f.eks. cytokiner).

Kliniske data vil blive pseudo-anonymiseret ved kilden og indsamlet af forskerteamet (herunder biobankpersonale til baseline-data og forskningssygeplejersker, kliniske stipendiater, radiografer osv. til opfølgningsdata). Dette vil indgå i den efterfølgende analyse. Tumorreaktioner og bivirkninger af strålebehandling/kemoradioterapi eller kirurgi vil blive indhentet fra patientnotater for at se på toksicitet og resultater, og nogle patienter vil være blevet bedt om at udfylde spørgeskemaer som en del af deres rutinemæssige kliniske opfølgning, såsom RTOG og EPIC26 (spørgeskemaer, der rutinemæssigt bruges i klinisk praksis).

16S rRNA-gensekventeringsdata vil blive analyseret af bioinformatikere ved University of Aberdeen, der er specialiseret i at håndtere disse store datasæt for at bestemme rigdommen og den relative overflod af tilstedeværende bakterier. Data vil blive lagret af it-tjenester på High Performance Computer Cluster og indsendt til et offentligt lager. Forbindelser vil blive undersøgt mellem 16S rRNA-gensekventeringsdata, SCFA-analyse og tilgængelige kliniske data. Statistisk analyse vil blive foretaget af statistikere fra Biomathematics og Statistics Scotland