PEG-aføringsmidler til tarmforberedelse og tarmmikrobiota ved kolesystektomi

Dysbiose i tarmsystemets mikrobiota er blevet implikeret i forskellige gastrointestinale og metaboliske lidelser. Polyethylenglycol (PEG)-baserede afføringsmidler, der rutinemæssigt administreres til tarmrensning før koloskopi, inducerer forbigående osmotisk diarré og har i dyremodeller vist sig at forårsage langvarige ændringer i mikrobiel sammensætning og funktion. Samtidig ændrer kolycystektomi, en af de hyppigst udførte abdominale operationer, galdesyreflow og den enterohepatiske cirkulation, hvilket kan modulere tarmsystemets mikrobielle økosystem og er blevet forbundet med øget risiko for postoperativ diarré og endda kolorektal neoplasie. På trods af disse uafhængige effekter er den kombinerede indflydelse af kolycystektomi og PEG-baseret tarmforberedelse på det menneskelige tarmsystemets mikrobiom ikke blevet systematisk undersøgt.

Dette er et prospektivt, parallelgruppebaseret, observationskohortestudie udført på Tongji Hospital, Huazhong University of Science and Technology. I alt cirka 20 deltagere vil blive rekrutteret og fordelt i to grupper: kolycystektomigruppen, bestående af personer, der har gennemgået kolycystektomi mindst seks måneder før indmelding og er planlagt til en screenings- eller overvågningskoloskopi; og kontrolgruppen, bestående af personer med intakt galdeblære, der er matchet efter alder og køn og også er planlagt til koloskopi.

Berettigede deltagere er i alderen 18 til 75 år, har ingen historie med større organskader, har ikke brugt antibiotika, probiotika eller præbiotika inden for seks måneder før indmelding og har ingen kontraindikationer over for koloskopi eller PEG-indtag. Eksklusionskriterier inkluderer graviditet, svær kardiopulmonal insufficiens, psykiske lidelser og manglende evne til at overholde afføringsindsamlingsprocedurer.

Alle deltagere vil gennemgå standard tarmforberedelse ved brug af 2-4 L PEG-4000/3350-opløsning i henhold til rutinemæssig klinisk praksis. Der administreres ingen eksperimentel intervention.

Afføringsprøver på cirka 10 g hver vil blive selvindsamlet af deltagerne hjemme ved hjælp af leverede indsamlingssæt på fem foruddefinerede tidspunkter: inden for tre dage før tarmforberedelse (baseline), ved første ikke-vandig afføring efter koloskopi og ved en måned, tre måneder og seks måneder efter koloskopi, hver med en tilladt afvigelse på ±7 dage for et-månedsbesøget og ±14 dage for tre- og seks-måneders besøgene. Prøver vil blive straks frosset ned ved -80 °C indtil DNA-ekstraktion. Fækal genomisk DNA vil blive udsat for shotgun metagenomisk sekventering på DNBSEQ-T7-platformen. Rå læsninger vil blive filtreret ved brug af fastp for at fjerne adapterkontaminering og lavkvalitetssekvenser. Højkvalitetslæsninger vil blive aligneret til det menneskelige genom for at udelukke værts-DNA, og de resterende læsninger vil blive brugt til taksonomisk profilering med MetaPhlAn eller Kraken2/Bracken og funktionel profilering med HUMAnN3 mod UniRef90- og KEGG-databaserne.

Det primære resultat er ændringen i tarmsystemets mikrobielle α-diversitet, målt ved Shannon-, Simpson- og Chao1-indekser, og β-diversitet, vurderet ved Bray-Curtis-dissimilaritet og UniFrac-afstande, både inden for og mellem grupper på tværs af de fem tidspunkter.

Sekundære resultater inkluderer den temporale dynamik af specifikke taxa, såsom forholdet mellem phylum Firmicutes/Bacteroidetes og butyratproducerende slægter; differentiel overflod af arter og funktionelle pathway, inklusive KEGG-moduler og MetaCyc-reaktioner; og korrelationen mellem mikrobielle sammensætningsændringer og kliniske parametre, for eksempel tid siden kolycystektomi og afføringsfrekvens.

Alle statistiske analyser vil blive udført ved brug af R. Sammenligninger inden for grupper over tid vil blive vurderet ved Friedman-testen eller gentagne mål ANOVA, eller ikke-parametriske ækvivalenter, efterfulgt af post-hoc parvis Wilcoxon signed-rank tests med falsk opdagelsesratekorrektion. Sammenligninger mellem grupper på hvert tidspunkt vil blive analyseret ved brug af Mann-Whitney U-testen eller lineære mixed-effects modeller med justering for potentielle confoundere. Principal coordinate-analyse baseret på Bray-Curtis-afstande vil visualisere fællesskabsadskillelse, og permutational multivariat variansanalyse vil teste for signifikant clustering. Lineær diskriminantanalyse effektstørrelse vil identificere taxa med differentiel overflod mellem grupper ved brug af en LDA-score tærskel på >2.0 og p <0.05.

Studieprotokollen er blevet godkendt af Medical Ethics Committee of Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. Skriftligt informeret samtykke vil blive indhentet fra alle deltagere før indmelding. Resultater vil blive spredt gennem peer-reviewed publikationer og videnskabelige konferencer.

Ved longitudinelt at profilere tarmsystemets mikrobiota hos kolycystektomerede og ikke-kolycystektomerede individer udsat for det samme tarmforberedelsesregime, vil dette studie afgrænse, om tidligere galdeblærefjernelse disponerer patienter for en mere alvorlig eller langvarig PEG-induceret dysbiose. Resultaterne kan give en mikrobiologisk begrundelse for skræddersyede tarmforberedelsesprotokoller eller mikrobiota-målrettede interventioner, såsom probiotika eller post-koloskopi kostvejledning, i denne voksende patientpopulation.