Tutkimus Escherichia Colin ekologisesta ja evoluutiodynamiikasta ruoansulatuskanavan kasvistossa (EVE)

Escherichia Coli aiheuttaa suuren kansanterveysongelman. E. coli ei ole vain ruoansulatuskanavan kommensaali, vaan myös merkittävä opportunistinen patogeeni, ensimmäinen virtsatieinfektioiden aiheuttaja, ensimmäinen bakteremian aiheuttaja. Kuitenkin vain vähän tiedetään ihmisisännän suoliston kolonisaation dynamiikasta. Kolonisaation dynamiikan ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää, koska E. colin tärkeimpien ominaisuuksien valinta on antibioottiresistenssi ja virulenssi (taipumus aiheuttaa infektioita) toimii kommensalismissa, suolistossa, ei infektioissa. Tämä tutkimus tekee mahdolliseksi ensimmäistä kertaa tutkia E. colin kolonisaatiodynamiikkaa suuressa terveessä isäntäpopulaatiossa. Erityisesti määritämme, kuinka tiettyjen kantojen häviäminen tai lisääntyminen suolistossa riippuu isännän ja bakteerien ominaisuuksista. Tämä tutkimus antaa siten paremman ymmärryksen E. colin epidemiologisesta dynamiikasta ja tiettyjen ominaisuuksien, kuten antibioottiresistenssin, kehityksestä.

Päätavoite ja -kriteeri Tämän tutkimuksen päätavoitteena on kvantifioida E. coli -kantojen peräkkäisyyttä (lisäys, häviäminen tai korvautuminen) terveiden vapaaehtoisten suoliston mikrobiotassa.

Toissijaiset tavoitteet ja kriteerit Toissijaisena tavoitteena on tutkia E. colin isäntäkehitystä keskittymällä kloonien evoluutioon, jotka kolonisoivat samaa isäntää pitkiä aikoja. Tämä mahdollistaa sen ymmärtämisen, hallitsevatko isännän sisäistä evoluutiota mutaatiot, jotka antavat selektiivisen edun (kuten resistenssi antibiooteille) vai päinvastoin neutraalit mutaatiot (joilla ei ole vaikutusta tuotetuihin proteiineihin).

Populaatio Tämän tutkimuksen kaksi vaihetta suoritetaan terveillä aikuisilla molemmista sukupuolista. Terveitä vapaaehtoisia rekrytoidaan Bichat - Claude Bernard -sairaalaryhmän Clinical Investigation Centerin (CIC) biolääketieteellistä tutkimusta varten olevien terveiden vapaaehtoisten tiedostosta.

Käytännön menettely Tämä tutkimus tapahtuu kahdessa peräkkäisessä vaiheessa: Ensimmäinen ns. pilottivaihe suoritetaan ensin terveillä vapaaehtoisilla. Tämän pilottivaiheen aikana valitaan 50 tervettä vapaaehtoista, joita seurataan kahden viikon välein ulostenäytteen ottamiseksi. Pilottivaihe sisältää 10 käyntiä yhteensä 18 viikkoa vapaaehtoista kohden. Tämän pilottivaiheen aikana eristetyt kannat sekvensoidaan, mikä mahdollistaa esiintyvien kantojen karakterisoinnin ja mahdolliset kantojen muutokset kahden ulostenäytteen välillä. Jatko-osuudet arvioidaan. Tämän vaiheen tulokset tunnistavat optimaalisen näytteenottotaajuuden, joka maksimoi tarkkuuden peräkkäissuhteiden arvioinnissa. Tämä säilytetään toisessa vaiheessa.

Pilottitutkimukseen osallistuvien vapaaehtoisten osallistuminen jaetaan kahteen vaiheeseen:

1. Vapaaehtoisten valintavaihe CIC:ssä: jokaiselle vapaaehtoiselle tehdään kliininen tutkimus, jolla varmistetaan hänen kelpoisuus osallistua tutkimukseen. Hänen on täytettävä kaikki valintakriteerit tämän vierailupäivänä ja allekirjoitettava keräyslupa;
2. 18 viikon seurantajakso, jonka aikana vapaaehtoiset käyvät CIC:ssä ottamaan ulostenäytteitä kahden viikon välein 18 viikon ajan (vastaa 10 käyntiä).

Toinen vaihe, prospektiivinen kohorttitutkimus, suoritetaan myös terveillä vapaaehtoisilla. Tämän toisen vaiheen aikana ensimmäiseen vaiheeseen osallistuneet terveet vapaaehtoiset voivat jatkaa osallistumistaan ​​ja uusia vapaaehtoisia valitaan. Prospektiiviseen kohorttitutkimukseen osallistuvia terveitä vapaaehtoisia seurataan käynneillä ja ulostenäytteillä, jotka määritetään pilottivaiheen tuloksiin enintään 8–144 viikon ajan.

Kohorttitutkimukseen osallistuvien vapaaehtoisten osallistuminen jaetaan kahteen vaiheeseen:

1. Vapaaehtoisten valintavaihe CIC:ssä (V1): kaikille osallistujille tehdään kliininen tutkimus sen varmistamiseksi, että he ovat kelvollisia osallistumaan tutkimukseen. Heidän on täytettävä kaikki tämän käynnin päivänä saatavilla olevat sisällyttämiskriteerit ja allekirjoitettava keräyslupa.
2. seurantajakso enintään 144 viikkoa: 8 seurantakäyntiä 1-18 viikon rytmillä eli 8-144 viikkoa max. Vapaaehtoiset menevät CIC:hen ottamaan ulostenäytteitä kullakin kahdeksalla suunnitellulla käynnillä. Näiden 8 käynnin aikataulu määräytyy pilottivaiheen tulosten perusteella.

Valittujen koehenkilöiden määrä Ensimmäinen vaihe: 50 koehenkilöä Toinen vaihe: 200 koehenkilöä eli 0-50 pilottivaiheesta + 150-200 uutta koehenkilöä riippuen pilottivaiheessa olevien vapaaehtoisten määrästä, jotka haluavat jatkaa.

Keskusten lukumäärä Yksikeskinen kansallinen tutkimus: Bichatin kliininen tutkimuskeskus - Claude Bernard -sairaalaryhmä.

Tutkimuskalenteri

1. Ensimmäinen vaihe:

   • sisällyttämisen kesto: 6 kuukautta (26 viikkoa)
   • osallistumisen kesto (hoito + seuranta): 18 viikkoa
   • kokonaiskesto: 44 viikkoa

2. Toinen vaihe:

   • sisällyttämisen kesto: 18 kuukautta (78 viikkoa)
   • osallistumisen kesto (hoito + seuranta): 8-144 viikkoa
   • kokonaiskesto: 86-222 viikkoa

Tilastollinen analyysi E. coli -kantojen lisääntymis-, häviämis- ja korvautumisasteiden arvioimiseksi isäntä- ja bakteeritekijöistä riippuen tilastolliset analyysit suoritetaan R-ohjelmistolla Ranskan terveys- ja lääketieteellisen tutkimuksen instituutissa U722: ensin 50 vapaaehtoiselle. pilottivaiheessa, joka mahdollistaa ensimmäisen arvion näistä nopeuksista ja määrittää siten optimaalisen näytteenottoaikataulun tulevalle kohorttivaiheelle, sitten tämän toisen vaiheen 200 vapaaehtoiselle.

Näihin kahteen analyysiin käytetty tilastollinen malli kuvaa isännän kolonisaation dynamiikkaa. Oletetaan, että isännän kolonisaatiotila seuraa diskreetin tilan Markov-ketjua jatkuvassa ajassa. Tämä matemaattinen malli kuvaa siirtymiä eri mahdollisten tilojen välillä jännitysvahvistuksen, jännityshäviön ja venymän korvaamisen avulla isännässä. Se laskee saatujen tietojen todennäköisyyden parametrit (venymävahvistukset, venymähäviö, venymän korvaaminen) ja siten todennäköisyyden (todennäköisyys, että data tuntee mallin). Todennäköisyydestä parametrit voidaan arvioida maksimitodennäköisyyden menetelmillä.

Kvantitatiivisesti parametrit arvioidaan suurimmalla todennäköisyydellä ja tarkkuus kvantifioidaan todennäköisyysprofiilimenetelmällä saaduilla luottamusvälillä.

Myös lisäyksen, häviön ja korvausnopeuksien riippuvuus useista isäntä- tai bakteerimuuttujista arvioidaan. Muuttujan vaikutuksen merkitystä voittoon, tappioon ja korvausasteeseen testataan mallivertailulla: malleja säädetään maksimitodennäköisyydellä. Mallien vertailu tehdään todennäköisyyssuhdetestillä.

Ensin testataan tekijät, joiden epäillään a priori olevan tärkeitä siirtymänopeuden kannalta. Näiden tekijöiden merkitsevyystaso korjataan useissa testeissä (Bonferroni-korjaus). Toisessa vaiheessa genomin kaikkien elementtien vaikutusta analysoidaan tutkivalla tavalla (genominlaajuinen assosiaatiotutkimus).