Untersuchung der metabolischen und lipidomischen Profile, die mit unterschiedlichen Klassen der diabetischen Makulopathie und Retinopathie in Südwales verbunden sind (IMLADRIS)

Einführung

Die diabetische Retinopathie (DR) belastet weltweit eine enorme Belastung für die ophthalmischen klinischen Dienste als eine der Hauptursachen für reduzierte Sehvermögen bei Erwachsenen im arbeitenden Alter [1,2]. Dies wird sich nur verschlechtern, wenn die Bevölkerung mit Schätzungen von 700 Millionen Patienten weltweit bis 2045 wächst, wobei die Menschen mit DR von geschätzten 103 Millionen im Jahr 2020 auf 160 Millionen im Jahr 2045 zunimmt [3]. Die Pathophysiologie von DR ist schlecht charakterisiert, und obwohl wir einige Aspekte des Krankheitsprozesses verstehen, bleiben einige unerforscht.

Zu Beginn der Entwicklung von DR gibt es einen Zusammenbruch der blut-retinalen Barriere mit Verlust von Perizyten. Dies ermöglicht das Austreten von Gefäßbestandteilen in der Netzhaut und auch den Fluss von Stoffwechselmarkern aus Netzhautgewebe in den systemischen Kreislauf [4]. Es gibt eine Reihe von Aspekten dieses Prozesses, die weitere Untersuchungen aus einer Perspektive der auftretenden Stoffwechselstörungen und dem, was sie antreiben könnte, rechtfertigt.

Zu Beginn der Entwicklung von DR kommt es zu einer Störung der Autoregulation des Blutflusses zur Netzhaut mit einer offensichtlichen Störung des Argininstoffwechsels, wie sich in der Serummetabolomanalyse widerspiegelt [5,6]. Dieser Nachweis und der Hinweis auf nachfolgende Veränderungen der Fettsäureoxidation sowie für die komplexe Lipidsynthese stammen aus Tiermodellen und kleinen Bevölkerungsstudien in sehr spezifischen ethnischen Kohorten wie den PIMA -Indianern in den USA [5,7]. Darüber hinaus scheint es nur begrenzte Hinweise auf eine Wirkung auf den Purinstoffwechsel zu geben, der für die Phosphocholin- und Phosphatidylethanolamin -Synthese von entscheidender Bedeutung ist [8].

Zusammen mit einer Störung der Synthese dieser entscheidenden Lipide wird der Ceramid-Metabolismus mit einer Verringerung des "Probarriers", sehr langen Ketten-Ceramiden und einer erhöhten Produktion von "proapoptotischen" Ceramiden mit kürzerer Kette gestört [9-12]. Dies bietet einen Zusammenhang mit dem potenziellen therapeutischen Nutzen von Fenofibraten, der in großem Maßstab gezeigt wurde, dass sie sich von seinen Auswirkungen auf die Lipoprotein (LDL) -Spegel mit niedriger Dichte mit niedriger Dichte (9,13] vorteilhaft auswirken. Dies wird potenziell auf einen veränderten Ceramid -Stoffwechsel und -synthese zurückzuführen, einem Prozess, der gut etabliert ist, um bei Menschen mit Diabetes gestört zu werden [14].

All diese Beweise liefern Einblicke in einige kleine Bereiche des dysregulierten Lipidstoffwechsels und in die Funktion innerhalb der Netzhaut. Ein kohärentere Bild ist jedoch erforderlich, um die Rolle bei der potenziellen Entwicklung des Biomarkers sowie die potenziell mechanistischen Rollen zu verstehen, die gestörte Lipidmetabolismus im Kontext von DR gespielt werden können.

Ein aufstrebendes Interessengebiet ist das Zusammenspiel zwischen dem Darmmikrobiom und der Netzhautkrankheit. In diesem neuartigen Bereich gibt es einige Hinweise darauf, dass die Konstitution des Darmmikrobioms die Netzhautpathologie beeinflussen kann, die Individuen durch ein komplexes Zusammenspiel von zirkulierenden Faktoren entwickeln. Sobald ein solcher Faktor der Metabolit einer Gallensäure-Tauroursodeoxycholsäure (TUDCA) ist [15-18]. Dies wirkt auf den in der Retina exprimierten Rezeptor des Takeda G-gekoppelten Rezeptors 5 (TGR5) und zeigt einige Hinweise darauf, dass der Zugang von entzündlichen Zellen in die Retina reduziert wird, die sie vor der DR-Entwicklung und den Erhalt von Fotorezeptoren schützt [15-18]. Die Beweise sind jedoch etwas spärlich und es gibt kein vollständiges Verständnis dafür, wie dieser Effekt auftreten kann, und wenn er in verschiedenen experimentellen Umgebungen tatsächlich reproduzierbar ist.

Im Rahmen dieser Studie möchten wir die Veränderungen in Lipiden innerhalb des Blutes untersuchen, die möglicherweise schädliche Veränderungen des Netzhautlipidstoffwechsels widerspiegeln, sondern auch, sondern auch zum Verlust der Integrität der Blut-Retinal-Barriere beitragen und wie dies durch die Zirkulationsmarker im Zusammenhang mit veränderten GUT-Mikrobiom-Konstituenten beeinflusst werden könnte, die Hinweise auf die Entwicklung von DR und Lipid-Metabolism haben, die die Entwicklung der Entwicklung der Entwicklung der Entwicklung der Entwicklung von DR und Lipid-Metabolismus beeinflussen, die die Entwicklung der Entwicklung von DR und Lipid-Metabolism beeinflussen.

Hintergrund

DR ist eine große Herausforderung für die Bereitstellung klinischer Praxis und Gesundheitsversorgung durch die Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen in Länder mit hohem Einkommen wie das Vereinigte Königreich [1]. Als solche Einblicke in mechanistische Wege, die möglicherweise zur Behandlung von DR in einem früheren Stadium ausgenutzt werden könnten, bieten möglicherweise einen großen Nutzen bei der Linderung von Gesundheitssystemen einer großen Anzahl von Patienten, die eine intensivere Behandlung mit einer größeren Belastung der Nachuntersuchung benötigen.

Entscheid für die Entwicklung einer erfolgreichen neuartigen Therapie oder eines Biomarkers ist ein gründliches Verständnis der grundlegenden pathophysiologischen Mechanismen, durch die die Krankheit initiiert und sich entwickelt. Derzeit gibt es ein gutes Verständnis für bestimmte Aspekte von DR, wie die Rolle des vaskulären Endothelwachstumsfaktors (VEGF) bei der Beantragung der proliferativen Veränderung und der erhöhten Gefäßdurchlässigkeit, die diabetisches Makulaödem (DMO) zugrunde liegt [19]. Es wird jedoch relativ wenig über die metabolischen Veränderungen in der Netzhaut verstanden, um die Produktion von VEGF voranzutreiben.

Grundsätzlich ist bekannt, dass eine schlechte glykämische Kontrolle zu schlechteren DR [20,21] prädisponiert. Diese Variation des Hämoglobin A1C (HbA1c) macht jedoch wahrscheinlich nur ungefähr 6,6% des Risikos aus, Visionen zu entwickeln, die DR bedroht [5, 22]. Es ist wichtig, dass wir das ungeklärte Risiko besser verstehen, diejenigen mit Dr.

Derzeit haben wir eine Handvoll Studien zu den Veränderungen des Lipidstoffwechsels bei Personen mit DR und mehreren Studien an Mausmodellen [7,7,9-12,18]. Derzeit bildet dies kein kohärentes Bild, von dem Lipidwege wirklich gestört sind und die frühen Veränderungen in DR durchaus zugrunde liegen. In früheren Studien wurde postuliert, dass komplexer Sphingolipid- und Ceramid -Metabolismus teilweise Unterschiede bei denen mit und ohne DR widerspiegeln können [7,10, 11]. Dies wurde jedoch in verschiedenen Patientengruppen nicht wiederholt und in einer anderen Population nicht validiert.

Ebenso gibt es eine Reihe von Studien, die die Rolle des Darmmikrobioms bei Netzhautkrankheiten untersuchen [16, 23-26]. Es gibt eine noch kleinere Zahl, die sich auf die Darmmikrobiomvielfalt und die DR -Entwicklung konzentriert [26, 27]. Entscheidend ist, dass es einige gute Beweise dafür gibt, dass das Darmmikrobiom die Entwicklung von DR über noch schlecht definierte Wege beeinflussen kann [27].

Unsere vorgeschlagene Studie zielt darauf ab, die Veränderungen des Lipidstoffwechsels bei Menschen mit unterschiedlichen DR -Noten zu untersuchen. Mit diesem Wissen können wir besser verstehen, wie diese Veränderungen Individuen für die Entwicklung verschiedener DR -Grades und potenziell neue therapeutische Ziele für zukünftige Interventionen vorlegen können.

Forschungsfrage

Gibt es Blutplasma -Lipide, die unterschiedliche Stadien von DR widerspiegeln könnten, potenziell als Biomarker für das Leitfaden der Screening fungieren und mechanistische Einblicke in die Pathophysiologie von DR geben?

Studienumsicht

Ziele und Ziele

Hauptziel

- Untersuchung des Serum -Lipidoms bei Menschen mit unterschiedlichem Schweregrad von DR

Sekundäre Ziele

• Vergleichen Sie die lipidomischen Marker bei Personen mit und ohne diabetische Makulopathie, um potenzielle mechanistische Erkenntnisse zu gewinnen
• Untersuchung der Wechselwirkung von zirkulierenden Markern, die mit dem Mikrobiom verbunden sind und wie es den Lipidstoffwechsel in der Netzhaut und die Schwere der von einem Individuum ausgedrückten DR beeinflussen könnte
• Um die Lipidstoffwechselwege zu kartieren, die zur Entwicklung unterschiedlicher Klassen von DR beitragen könnten

Verfahren

Studienart

Beobachtungsfall-Kontrollstudie

Studienübersicht

Beobachtungsfall-Kontrollstudie zum Vergleich von Lipidom- und metabolomischen Profilen bei Menschen mit Diabetes und unterschiedlichem Grade von DR und DMO, wie nachstehend dargestellt. Sie werden über die routinemäßige Anwesenheit und Identifizierung der Klinik in unserer aktuellen Klinikdatenbank von DR -Patienten untersucht und rekrutiert. Sie erhalten Informationen über die Studie vor der Zustimmung.

Nach diesen Daten werden aus ihren Fallaufzeichnungen erfasst, einschließlich grundlegender demografischer Daten, der Krankengeschichte, der aktuellen Therapie für Diabetes und Einzelheiten ihrer ophthalmischen Diagnose, einschließlich relevanter Parameter aus optischer Kohärenztomographie (OCT) Scans und klinischer Untersuchung, einschließlich Logarithmus der visuellen Acal -Acal -Acal -Acal (Mindestwinkel der Auflösung (logar). Sie werden Serum- und Urinproben liefern. Um die Auswirkungen der Studie auf die Teilnehmer und die zusätzlichen Kosten zu minimieren, wird diese Stichprobenerfassung bei Routineklinikbesuchen von Mitgliedern des Forschungsteams innerhalb des Prince Philip Hospital (PPH) abgeschlossen.

Die Teilnehmer haben alle Daten pseudo-anonymisiert, um mit einer Datenbank mit identifizierbaren Informationen und benannten Studien-IDs in der Studiendatei innerhalb von HDDDUHB in einem gesperrten sicheren Büro festzuhalten. Da es sich um eine Beobachtungs-Fall-Kontroll-Studie handelt, wird es keine Randomisierung geben, und Blinding tritt nur in der Probenverarbeitungs- und Analysephase auf, und das Forschungsteam von HDDUHB hat nur Zugriff auf die Pseudo-anonymisierten Daten.

Studienpopulationen, Subjektauswahl, Rekrutierung und Studienplan

Retrospektive potenzielle Identifizierung und Rekrutierung der Teilnehmer:

Berechtigte Patienten werden vom Direktversorgungsteam aus der HDDDUHB-DR-Datenbank und anderen klinischen Quellen, einschließlich Klinik-Anwesenheitsprotokoll, aus Fallaufzeichnungen identifiziert. Die Einbeziehung der Forschungskrankenschwestern als Teil des Forschungs -Lieferteams wird eine effizientere Organisation des Studienbesuchs ermöglichen, einschließlich der Einverständniserklärung und der Stichprobensammlung durch die Forschungskrankenschwestern im Rahmen der Studie zum Besuch der Klinik. Dies verbessert die Effizienz der Organisation von Studienbesuchen in Bezug auf Klinikbesuche. Dies wurde mit Patienten mit Diabetes besprochen, die sich einig waren, dass dies ein akzeptabler und bevorzugter Ansatz war, um es ihnen so einfach wie möglich zu machen, dass der Besuch der Stichprobensammlung arrangiert wird.

Diese Patienten werden über ein Ad -hoc -Prozess über ein Einladungsschreiben und das Teilnehmerinformationsblatt (PIS) und das aktuellste DSGVO -Blatt für Patienten aus der HDDUHB -F & E -Abteilung kontaktiert. Dies wird vom Forschungsteam mit einem Telefoninterview der F & E -Krankenschwestern verfolgt. Dadurch wird der Zeitplan für Telefon -Screening (siehe Anhang) festgehalten, falls der Teilnehmer seine Teilnahme bereiten sollte. Dieses "Interview" wird im Großen und Ganzen eine potenzielle Teilnehmerbereitschaft überprüft, eine Bewertung ihrer Berechtigung und Organisation des Studienbesuchs - dies wird nicht Teil der Forschungsdatenerfassung sein. Wenn sie in die Studie aufgenommen werden möchten, wird ein Besuch in der F & E -Abteilung in Bezug auf ihre standardmäßige Anwesenheit der Kliniken angeordnet. Dieser Besuch dient zur weiteren Bewertung der Berechtigung vor der Einverständniserklärung und der Stichprobenerfassung.

Prospektive Rekrutierung:

Patienten, die medizinische Retina -Dienstkliniken mit neu diagnostiziertem DR von unterschiedlichem Abschluss oder DMO besuchen, erhalten eine PIS, das aktuellste DSGVO -Blättchen für Patienten aus der HDDDUHB -F & E -Abteilung, und ein Einladungsschreiben vor der Anwesenheit in der Klinik. Der Überprüfungskliniker diskutiert dann die Studie mit dem Patienten und lädt sie vor der klinischen Überprüfung zur Teilnahme ein. Bei einem berechtigten Patienten, der an diesem Tag ein neuer Fall ist, kann der Kliniker die Studie vorstellen und dem Patienten das PIS- und Einladungsschreiben zur Verfügung stellen, während er auf OCT -Scans und klinische Überprüfung wartet. Der Kliniker wird dann die potenziellen Teilnehmerdetails mit dem Forschungs -Lieferteam teilen, um den Studienbesuch zu veranlassen, einschließlich weiterer Berechtigungsbewertung, Einverständniserklärung und Stichprobensammlung.

Darüber hinaus werden Poster veröffentlicht, die die in PPH veröffentlichte Studie veröffentlichen, die Kontaktinformationen für das Studienteam enthalten, damit interessierte potenzielle Teilnehmer das Studienteam kontaktieren können. Danach erhalten sie das Einladungsschreiben und das PIS, auf die ein Telefonanruf des Forschungslieferteams bewertet wird, um die Berechtigung zu bewerten und für ihre Studienbesucher zu planen.

Dies wird im folgenden Durchflussdiagramm beschrieben:

Die Zustimmung wird während der Teilnahme der F & E -Abteilung erteilt, wenn sich die Person zur Teilnahme bereit erklärt und die Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllt.

Wir werden wollen, dass 14-20 Patienten in den in Abschnitt 2.2.4 festgelegten Gruppen rekrutieren. Dies würde die nachstehend beschriebenen Leistungsberechnungen erfüllen.

Zulassungskriterien

Einschlusskriterien werden:

Diagnose von Typ -2 -Diabetes mellitus männlich oder weiblich im Alter von 18 bis 80 Jahren inklusive

Ausschlusskriterien werden:

Der Teilnehmer, der nicht in die Studie zustimmen kann oder nicht bereit ist, in die Studie vorzubereiten, mit intravitrealen Therapien für den DMO -potenziellen Teilnehmer mit einer bekannten infektiösen Erkrankung, die das Studienteam gefährden kann, gefährdet (z. TB, HIV, Hepatitis) Alter 17 Jahre oder weniger oder 81 Jahre oder älterer bekannter genetischer Zustand, der den Lipidstoffwechsel beeinflusst

Die Teilnehmer werden in einer von sechs Gruppen zugeordnet, basierend auf ihren unterschiedlichen diabetischen Augenkrankungen, wie nachstehend detailliert:

Gruppe 1 - Keine diabetische Retinopathie oder Maculopathie Gruppe 2 - milde präproliferativ

Leistungsberechnung

Leistungsberechnung

Für das primäre Ergebnis von lipidomischen Markern haben wir unsere Berechnungen auf drei früheren Studien beruht. Das erste ist Yun et al., 2020, die veränderte Konzentrationen von Acylcarnitin C16 (AC (C16: 0) zeigten. Hier war AC (C16: 0) durchschnittlich 0,35 μm bei DR mit DR niedriger als bei denen ohne (Mittelwert ± Standardabweichung: 0,125 ± 0,025 μm gegenüber 0,09 μm). Die zweite Studie ist die von He et al., 2024, in der verschiedene Lipide zwischen denen mit T2DM und DR mit T2DM und NO DR verglichen werden. In somit zeigten diejenigen mit T2DM und DR Ceramid (D18: 0/24: 0) (CER (D18: 0/24: 0)) von 22,36 log2 -transformierten Daten in 23,00 in Personen ohne DR mit einer Standardabweichung von ungefähr 0,5 log2 -Einheiten.

Verwenden der folgenden Formel zur Berechnung der Stichprobengrößen:

n = 2 [(z_α+z_π)^2/{((μ_OBS-μ_CON))/σ}^2]

Wo ist z aus der standardisierten Normalverteilung, die Signifikanz und Leistung darstellt. Wir setzen das Signifikanzniveau auf 5% (Chance eines Fehlers vom Typ I), z_α = 1,96. Wir setzen die Leistung (π) auf 90% (100% - β, die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers vom Typ II), das Z_π = 1,282 ergibt.

Dies erzeugte eine Gruppengröße von 11 für AC (C16: 0) und 13 für CER (D18: 0/24: 0). Daher sollten Gruppen von mindestens 14 angemessene Leistung auf der Grundlage der oben genannten Berechnungen liefern.

Statistischer Analyseplan

Statistische Analysedatenverarbeitung: Verwenden von Standardprotokollen, die bereits in der JLG -Gruppe unter Verwendung standardisierter Datenextraktion und Normalisierung für Lipidom- und Metabolomic -Techniken Software: Pychem, Umetrics SIMCA, R -Studio, Metaboanalysed 3.0 und Rokcet festgelegt wurden. Datenanalyse: Geeignete univariate Zwei-Wege-ANOVA für parametrische Daten und Kruskal-Wallis-Tests für nichtparametrische Daten werden zur statistischen Prüfung geeigneter klinischer Parameter verwendet. Die multivariate statistische Analyse einschließlich PLS-DA und Heirachical Cluster-Analyse von metabolischen Netzwerken wird für lipidomische und metabolomische Daten durchgeführt. Die Regressionsanalyse wird zur Analyse klinischer Parameter und potenzieller Biomarker verwendet. Die Analyse der Betriebsmerkmale des Empfängers wird zur Bewertung ihrer Leistung bei der Unterscheidung verschiedener Schweregrad von DR und DMO verwendet.

Signifikanzschwellenwert: p <0,05 mit Korrekturen für falsche Entdeckungsraten.

Studienergebnisse

Das Studienergebnis wird die Analyse von zirkulierenden Lipiden abgeschlossen, um die Einblicke zu geben, ob es Änderungen der systemischen zirkulierenden Lipide und Metaboliten vorliegt, die mit DR in Verbindung gebracht werden könnten und möglicherweise einen Erklärungsmechanismus für die Expression der Differentialerkrankungen bei verschiedenen Personen liefern.

Zeitskala

Die Studie beantragt bis Oktober 2024 für die HDDDUHB -Sponsoring über die Forschungsqualität und die Sponsoring Group (RQSG), um im November/Dezember 2024 mit dem NHS Rec und der HRA/HCRW -Überprüfung zu fahren. Der Portfoliostatus wird im Rahmen der HRA/HCRW -Überprüfung bewertet. Nach den Genehmigungen und lokalen Einrichtungen ist das Zieldatum für die Einstellung der Einstellung von Januar 2025, wobei die Studienbesuche von Mitte Januar 2025 für bis zu 12 Monate bis Januar 2026 beginnen. Die Analyse erfolgt ab Juli 2025 und die Abschluss der Ergebnisse und die Einreichung zur Veröffentlichung ab April 2026 mit fortlaufender Analyse von Blutplasma- und Urinmetaboliten und Lipiden bis Januar 2030 nur für diese Studie hierin. Die Retentionszeit ist länger als die anfängliche Analyse, sodass eine Neuanalyse durchgeführt werden kann, falls es eine Diskrepanz in den Ergebnissen gibt oder die Ergebnisse der Studie validieren kann. Sobald diese Analyse abgeschlossen ist, werden die Proben zerstört, dies kann vor Januar 2030 geschehen.

Das Ende der Studie ist definiert als Abschluss aller Studienbesuche und Abschluss aller metabolomischen und lipidomischen Analysen an gesammelten Proben.

Veröffentlichungsrichtlinie

Die Ergebnisse werden für die Peer -Review -Veröffentlichung und Präsentation auf Konferenzen zur Verbreitung eingereicht. In jedem Fall der Veröffentlichung oder Präsentation werden nur anonymisierte Informationen veröffentlicht, aus denen kein einzelner Teilnehmer anhand der gruppierten Daten identifizierbar ist. Es gibt keine individuellen Fallstudien oder Veröffentlichungen von Daten, die die Identifizierung eines Freiwilligen ermöglichen. Zu Veröffentlichungszwecken wird Francis Sanders der Erstautor, Rebecca Thomas, der zweite Autor, Colm McAlinden, der dritte Autor, Julian Griffin vorletzter Autor und Eirini Skiadaresi, der letzte Autor. Jeder Bericht wird an den Studiensponsor, HDDUHB, HCRW und das gesamte Zusammenarbeit -Team weitergegeben, und alle Teilnehmer erhalten die Möglichkeit, eine Kopie veröffentlichter Berichte zu erhalten.

Der Besitz der Daten aus dieser Studie liegt im Studienteam und ihren jeweiligen Arbeitgebern. Jedes geistige Eigentum, das sich aus dieser Studie ergibt, wird in Übereinstimmung mit ihrem proportionalen Beitrag zwischen den Studienversorgern geteilt.