Das nasale Mikrobiom und seine Bedeutung bei Krankheiten

Hypothesen

Folgende Nullhypothesen werden vorgeschlagen:

1. Das nasale Mikrobiom von Patienten mit olfaktorischer Dysfunktion unterscheidet sich nicht von dem von gesunden Personen mit normalem Geruchssinn
2. Saisonale Schwankungen im nasalen Mikrobiom treten nicht auf
3. Die immunologische Landschaft der Nasenschleimhaut korreliert nicht mit spezifischen Mikrobiomen
4. Weder intranasale Glukokortikoide noch Dupilumab und Mepolizumab beeinflussen das nasale Mikrobiom und die lokalen Immunfaktoren bei Patienten mit CRSwNP. Materialien und Methoden Design: Fall-Kontroll-Studie und longitudinale Kohortenstudie.

Populationen:

1. 60 gesunde Kontrollpersonen: Normaler Geruchssinn und keine Sinus-Nasal-Erkrankung, keine Allergien der oberen Atemwege und keine intranasale Medikation
2. 60 Nicht-COVID-19-Patienten mit olfaktorischer Dysfunktion
3. 15 COVID-19-positive Patienten in der Akutphase
4. 60 Langzeit-COVID-19-Patienten mit olfaktorischer Dysfunktion, die länger als 12 Wochen anhält
5. 60 Patienten mit CRS, die intranasale Glukokortikoide einleiten
6. 15 Patienten mit CRS beginnen mit einer biologischen Behandlung

Einschlusskriterien

- Älter als 18 Jahre

Ausschlusskriterien

• Für die Biopsiegruppen aktive Antikoagulationsbehandlung
• Erkrankungen des Gerinnungssystems
• Antibiotika in den letzten drei Monaten
• Andere immunmodulierende Medikamente in den letzten drei Monaten
• Autoimmunerkrankung oder Immunschwäche

Rekrutierung: Population 1, 5 und 6 werden aus Patienten rekrutiert, die sich einer Sinus-Nasen-Operation in der Hals-Nasen-Ohren-Abteilung des Regionalkrankenhauses Gødstrup, Dänemark, unterziehen. Die Populationen 2 und 4 sind am Flavor Institute, Abteilung für klinische Medizin, Universität Aarhus, Dänemark, und an der Universitätsklinik für Geschmack, Gleichgewicht und Schlaf, Gødstrup Regional Hospital, Dänemark, eingeschrieben. Population 3 wird in den Langzeit-COVID-19-Kliniken des Universitätskrankenhauses Aarhus und des Regionalkrankenhauses Gødstrup rekrutiert. Bevölkerung 1 wird mit Personal und Studierenden versorgt.

Klinische Untersuchungen, Messungen und Informationen: Für alle Teilnehmer werden Informationen zu Krankengeschichte, Medikamenteneinnahme, objektiver Hals-Nasen-Ohren-Untersuchung einschließlich Endoskopie der oberen Atemwege, Sino-Nasal Outcome Test-22[9] und Major Depression eingeholt Inventar[10,11], Mini-Mentalstatus[12], Schnüffelstäbchen[13] und Geschmacksprüfung.

Mikrobiomproben: Für die Mikrobiomanalyse werden Abstriche aus der Nasenhöhle und dem Rachenraum entnommen. Dabei kommt Next-Generation-Sequenzierung zum Einsatz, die auf ribosomale 16S- und 18S-RNA abzielt. Die Charakterisierung des Mikrobioms erfolgt durch 16S/18S-Amplikon-basierte Metagenomik, und die Daten werden mit verschiedenen bioinformatischen Tools zur Bestimmung/Visualisierung der Alpha/Beta-Diversität sowie der Hauptkoordinatenanalyse (PCoA) analysiert.

Intranasale Immunfaktoren: Nasenbiopsien (3x3x3 mm) werden histologisch charakterisiert und mithilfe räumlicher Transkriptomik auf der Vision 10X Genomics-Plattform analysiert. Mittels sechs Abstrichtupfern wird Nasensekret gesammelt und zur Charakterisierung des Zytokinprofils verwendet. Es wird ein breites, auf Luminex basierendes Panel mit 45 Zytokinen und Chemokinen eingesetzt (Invitrogen, Cytokine/Chemokine/Wachstumsfaktor Convenience 45-Plex Human ProcartaPlex™ Panel 1), und die Proben werden doppelt analysiert. Das Panel umfasst Zytokine, von denen bekannt ist, dass sie bei CRS eine Rolle spielen und auf die eine biologische Behandlung abzielt, wie IL-4, IL-13 und IL-5.

Daten zur Verwendung von nasalen Steroiden: Patienten, die mit intranasalen Glukokortikoiden beginnen, werden zu Beginn der Behandlung eingeschlossen und die Nachuntersuchung erfolgt nach 24 Wochen.

Statistik: Bei einem Alpha von 5 % und einer Potenz von 80 % sollte die Populationsgröße für jede Gruppe 42 Teilnehmer betragen, vorausgesetzt, dass sich das Vorkommen von Bakterien zwischen den Populationen um 30 % unterscheidet. Unter Berücksichtigung von 20 % Abbruch wollen die Forscher 60 Patienten in die Gruppe 1-4 einbeziehen. Die Studien, an denen die Gruppen 5 und 6 beteiligt sind, sind explorativ und generieren Hypothesen. Es wurden keine Leistungsberechnungen durchgeführt. Darüber hinaus erfüllen nur wenige Patienten die Kriterien für eine biologische Behandlung; Daher beabsichtigen die Forscher, alle Patienten einzubeziehen, die innerhalb von 12 bis 18 Monaten mit einer biologischen Behandlung beginnen.

Machbarkeit: Das Projekt ist eine Zusammenarbeit zwischen dem Antragsteller; Professorin, leitende Beraterin, DMSc, Therese Ovesen, Flavor Institute, Universität Aarhus und The Flavor Clinic, Gødstrup Regional Hospital; und leitender Berater, DMSc, Kurt Fuursted, Statens Serum Institute (SSI). Das Flavor Institute empfängt Patienten aus ganz Dänemark, und seit 2015 haben fast 3000 Patienten die Abteilung konsultiert, und mehr als 50 Forschungsstudien zu Riechstörungen wurden von der Flavor Clinic and Institute veröffentlicht. Seit 2016 wird am SSI routinemäßige klinische Mikrobiomdiagnostik, 16S/18S-Amplikon-basierte Metagenomik, durchgeführt, und SSI stellt in diesem Bereich sowohl klinische als auch bioinformatische Expertise zur Verfügung. Das Projekt nutzt außerdem eine Zusammenarbeit mit der CellX-Initiative des MOMA, einer nationalen Initiative, die Fachwissen und Infrastruktur für Einzelzell-Omics bereitstellt. Insgesamt bürgen die Untersucher sowohl für die erforderliche Patientenzahl als auch für eine solide und umfassende Erfahrung mit allen Testmethoden, Geräten und der notwendigen Infrastruktur.

Die behördlichen Anforderungen für Studie 1 und 2 sind erfüllt und die Patientenrekrutierung sowie die Entnahme von Mikrobiomproben hat bereits begonnen.

Ethische Grundsätze: Keiner der Geruchs- oder Geschmackstests oder die Probenahme von Mikrobiom- und Immunfaktoren verursacht Gefahren, Unbehagen oder Schmerzen. Bei allen Studien wird die DSGVO eingehalten und die Daten gemäß den gesetzlichen Vorgaben auf Computern gespeichert. Die Studie erfüllt die Helsinki-Erklärung und ist von der örtlichen Ethikkommission (Reg.-Nr.) genehmigt. 1-10-72-213-21). Bei Nasenbiopsien handelt es sich um Routineuntersuchungen in HNO-Ambulanzen. Die Biopsie wird in örtlicher Betäubung aus der mittleren Nasenmuschel entnommen und misst 3x3x3 mm. Ein zusätzlicher Antrag auf Erlaubnis zur Entnahme der Biopsien wird an die örtliche Ethikkommission geschickt. Das Blutungsrisiko ist sehr gering, da Patienten mit hämatologischen Erkrankungen und Patienten unter gerinnungshemmender Therapie ausgeschlossen sind.

Das Mikrobiom wird anhand von Abstrichen aus der Nasenhöhle ausgewertet und mithilfe von Sequenzierung der nächsten Generation analysiert, die auf 16S- und 18S-ribosomale RNA in der Abteilung für Bakterien, Parasiten und Pilze des Staten Serum Institute in Kopenhagen, Dänemark, abzielt.

Nasenbiopsien (3x3x3 mm) werden histologisch charakterisiert und mithilfe räumlicher Transkriptomik auf der Vision 10X Genomics-Plattform analysiert. Mittels sechs Abstrichtupfern wird Nasensekret gesammelt und zur Charakterisierung des Zytokinprofils verwendet.