Mikrobiomi ja haihtuvat orgaaniset yhdisteet potilailla, joilla on CDH (CDHVOCS)

Tavoite: Tämän tutkimuksen tavoitteena on arvioida tyrän, keuhkojen mikrobiomin ja uloshengitysilman haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) perusteella otettuja lapsia ja verrata heitä kontrolliryhmään, jolla ei ole krooninen tai akuutti keuhkosairaus. Lisäksi keuhkojen toiminta spirometrialla, koko kehon pletysmografialla ja "useita hengityshuuhtelutoimenpiteitä" tallennetaan tarkasti ja urheilulääketieteellisellä tutkimuksella, mukaan lukien ergospirometria. Lisäksi tutkitaan probioottien vaikutus keuhkojen mikrobiomiin lapsilla, joilla on palleatyrä.

Tutkimussuunnitelma: Tämä on prospektiivinen tutkimus lapsilla, joita hoidettiin kirurgisesti varhaislapsuudessa synnynnäisen palleantyrän vuoksi. Hengitysilman ja ulosteen haihtuvien orgaanisten aineiden mikrobiomin ja koostumuksen alustavan määrityksen ja keuhkojen toimintamittauksen sekä urheilulääkärintarkastuksen jälkeen tutkimusryhmälle annetaan probiootti (Omnibiotics 6, hankittu Allergosan Institutesta, ravintolisät) 3 kuukauden ajan. Mikrobiomia ja VOC-yhdisteitä tarkkaillaan jälkeenpäin. Kohteet on jaettu iän, sukupuolen, hoidon mukaan laastarilla tai ilman. Lisäksi verrataan vertailuryhmään, jossa ei ole kroonista tai akuuttia keuhkosairautta, testiryhmän iän ja sukupuolen mukaan. Lisäksi yhteistyössä Grazin lääketieteellisen yliopiston pediatrisen ja nuorten lääketieteen laitoksen pediatrisen pulmonologian ja allergologian osaston kanssa mitataan entisten palleatyräpotilaiden (ennen probioottien antoa) ja kontrolliryhmän keuhkojen toiminta. . Tutkija suorittaa yhteistyössä Urheilulääketieteen keskuksen kanssa myös urheilulääketieteellisen tutkimuksen, johon kuuluu ergospirometria. Tutkimuksen kesto on 12 kuukautta.

Tutkimukseen osallistujat: Tutkimusryhmä: 6-16-vuotiaat lapset, jotka ovat kirjoilla Grazin lääketieteellisen yliopiston lasten- ja nuortenkirurgian osastolle vuosina 2000-2010 synnynnäisen palleantyrän vuoksi, on leikattu leikkauksella joko kanssa tai ilman laastari. Kontrolliryhmä: 6-16-vuotiaat lapset, joilla ei ole keuhkosairautta. Rekrytoitu Grazin lääketieteellisen yliopiston lasten ja nuorten kirurgian laitoksen poliklinikalta. Tavoitteena on saada yhteys edellä mainittuihin potilaisiin ja heidän vanhempiinsa sekä saada halukkuus osallistua tähän tutkimukseen tiedotuskirjeellä. Kontrolliryhmän tulee tulla Grazin lääketieteellisen yliopiston lasten ja nuorten kirurgian laitoksen poliklinikka-alueelta asianmukaisten tietojen ja mahdollisen suostumuksen saatuaan.

Mikrobiomianalyysi ennen probioottihoitoa: Näytemateriaalin - tässä tapauksessa ysköksen - kerääminen syvistä hengitysteistä indusoidun ysköksen avulla hypersuolaliuoksen hengittämisen jälkeen, mikä aiheuttaa yskää. Näyte pakastetaan sitten. Microbiome-mittaus suoritetaan vertailevana 16S rDNA-pohjaisena profiilina sirupohjaisella seuraavan sukupolven sekvensoinnilla, kuten jo julkaistu, analysoituna SnowMAN-, Qiime- ja MOTHUR-ohjelmistoilla sekä omalla "R"-pohjaisella ohjelmistolla. Sekvensointisyvyys 5 000-10 000 lukua näytettä kohti.

VOC-analyysi ennen probioottihoitoa: I) Uloshengityskaasunäytteiden ottaminen: Jokaiselta koehenkilöltä otetaan yksi näyte sisäänhengityksestä ja kaksi uloshengitystä (n = 3). Näytteenottotutkija käyttää automaattista näytteenottojärjestelmää, joka on kytketty suoraan kapnometriin. Tämä järjestelmä sisältää mikrouuttotekniikana ns. neulaloukun mikrouuttoa (NTME) ja täyttää optimaalisen näytteenoton vaatimukset tällä hetkellä teknisesti korkeimmalla tasolla. Näin saadut uloshengityskaasunäytteet lähetetään sitten yhteistyökumppanillemme Rostockin yliopiston hengityskaasuanalyysin instituuttiin analysoitavaksi. II) Uloshengitetyn kaasunäytteiden analyysi: Siellä uloshengitetyt kaasunäytteet siirretään termisesti inerttiin kantokaasuvirtaan (He) kromatografin injektorissa. Aineet luokitellaan niiden kromatogrammin retentioajan ja massaspektrin mukaan. Tuntemattomat yhdisteet uloshengitetyssä kaasussa tunnistetaan vertaamalla vertailutietokantaan massaspektrin perusteella. Potilaiden löydöksistä otetaan elintärkeät ja laboratoriotiedot sekä mikrobiologiset tiedot. III) Uloshengityskaasunäytteiden biomarkkerien tunnistaminen: Potilasmittausten tuloksista määritetään ne aineet ja ainepitoisuudet, jotka ovat spesifisiä tutkimusryhmälle 1 ja ryhmälle 2, eli yhdisteet, joita ei ole vertailuryhmässä tai vain merkittävästi. pienempiä tai suurempia pitoisuuksia. Valitut haihtuvat markkerit sekä ympäristössä mahdollisesti havaitut haihtuvat kontaminantit tallennetaan analyyttiseen referenssitietokantaan ja niputetaan saastumisen eliminoinnin jälkeen mahdollisesti sairauskohtaisiin markkeriprofiileihin. IV) Ulostenäytteiden analyysi: Ulostenäytteet lähetetään myös Rostockin yliopiston hengityskaasuanalyysiin instituuttiin analysoitavaksi ja analysoidaan siellä asianmukaisen esikonsentroinnin jälkeen kiinteäfaasimikrouutolla (SPME). V) Ulostenäytteiden biomarkkerien tunnistaminen: Tämä tehdään analogisesti uloshengityskaasunäytteiden kanssa.

Keuhkojen toiminnan mittaus ennen probioottihoitoa: Keuhkojen toiminnan mittaaminen spirometriaa ja kehon pletysmografiaa käyttäen (Fa Jäger spirometri ja kehon pletysmografi) ja typen poistoprosessi (N2-monihengityspesu, System Exhalyzer D ja Spiroware 3.1, Eco Medics AG, Duernten, Sveitsi). Spirometria ja kehon pletysmografia suoritetaan julkaistujen ERS/ATS-standardien mukaisesti. "Multiple hengitys pesu" -menetelmä suoritetaan lepohengityksen aikana ja se havaitsee ventilaation (in)homogeenisuuden toiminnallisen jäännöskapasiteetin tasolla (= FRC = se keuhkojen tilavuus, joka on vielä keuhkoissa rauhallisen spontaanin uloshengityksen jälkeen) . Järjestelmä koostuu virtausmittarista, nopeasti analysoivasta kaasunmittausjärjestelmästä, kaasunhallintajärjestelmästä ja vastaavasta Tietokoneanalyysiohjelmistosta. Vieraana kaasuna se käyttää 78 % kaasusta ilmassa esiintyvää typpeä (N2). Virtaus-tilavuusmittaus suoritetaan ultraäänivirtausmittarilla, joka suoritetaan suoraan koehenkilön/potilaan sisään- ja uloshengitysvirtauksessa, sekä laser-O2-anturin avulla sivuvirran mittausmenetelmää ja infrapuna-CO2-anturin kautta päävirran mittausmenettelyssä (= suoraan potilaan hengitysvirtauksessa) vastaava kaasupitoisuus. N2-komponentti mitataan sitten epäsuorasti O2- ja CO2-pitoisuuksien kautta (N2 = 1 - O2 - CO2). Rauhallisen spontaanin hengityksen aikana Potilas snorkkeli-suukappaleella bakteerisuodattimen kautta virtausmittarin läpi 100 % happea ja siten "huuhtelee" N2:n pois ("N2-multiple hengitys huuhtelu"). Tällöin spontaanin hengityksen "online" virtaus-tilavuuskäyrä näytetään näytöllä ja mittaus saavutetaan 1/40 (= 2,5 %) alkuperäisestä typpipitoisuudesta. Tämän jälkeen odota, että kohde on turvassa kaksinkertaisen mittauksen keston verran uloshengityksen hapen ympärillä. Tätä seuraa seuraava mittaus. Yhteensä 3 mittausta, joiden keskiarvo toimii tuloksena. Ns. "keuhkojen puhdistumaindeksi", joka ilmaisee keuhkojen funktionaalisten jäännöskapasiteetin tilavuuksien lukumäärän, jonka avulla voidaan laskea alkuperäinen typpipitoisuus 1/40:een sen jälkeen, kun hapetus oli tarpeen. (LCI = uloshengitystilavuuden ja FRC:n välinen osamäärä). Se ilmaisee, kuinka kauan sisäänhengitetylle kaasulle (tässä tapauksessa ilmassa fysiologisesti esiintyvälle typelle) kuluu 100 % hapen hengittäminen. Terveillä henkilöillä tämä arvo on keskimäärin 7 ja huomattavasti korkeampi keuhkopotilailla. Lisäksi lasketaan mittausparametreja, jotka antavat lausunnon toisaalta terminaalisten keuhkoputkien proksimaalisista perifeerisistä hengitysteistä ja toisaalta distaalisten atsiinihengitysteiden kautta.

Urheilulääkärintarkastus: Ergometrian vasta-aiheiden poissulkemiseksi 12-kanavainen lepo-EKG ja lepoverenpainemittaus (CombynTM Function & Spaces ECG, Academic Technologies) suoritetaan tutkimuksen alussa. Kun antropometriset tiedot (pituus, paino, BMI) on kerätty, lihasmassa ja rasvamassa määritetään monitaajuisella impedanssimittauksella kuudessa kehon segmentissä (CombynTM Function & Spaces ECG, Academic Technologies). Keuhkojen toimintaa mitataan pienellä spirometrialla levossa ja rasituksen jälkeen (Spirometer Oxycon Pro, Reiner). Kardiopulmonaalisen suorituskyvyn määrittämiseksi ergospirometriaa suoritetaan polkupyörällä (Excalibur Sport ergometri, Lode-yhtiö; Oxycon Pro spiroergometriayksikkö, Reiner-yhtiö) lisäämällä asteittain stressiä subjektiiviseen uupumukseen asti. Näiden tietojen arvioinnin avulla voidaan aerobisen suorituskyvyn määrittämisen lisäksi tehdä johtopäätöksiä suorituskykyä rajoittavasta järjestelmästä (sydän- ja verisuonijärjestelmä, keuhkot, lihakset).

Mikrobiomi-/VOC-analyysi probioottihoidon jälkeen: Näytteenoton jälkeen mikrobiomi- ja VOC-analyysiä varten sekä keuhkojen toimintamittausten ja urheilulääkärintarkastuksen jälkeen tutkimusryhmään osallistuvat ottavat probiootin (Omnibiotic 6, ostettu Allergosan Institutesta, ravintolisä). ) 3 kuukauden ajan. Välittömästi sen jälkeen ja vielä kuukauden kuluttua mitataan keuhkojen mikrobiomi ja hengityksen VOC-pitoisuudet.