Kliininen tutkimus PEG-suoliston valmistelusta umpilisäkkeen poistoleikkauksen potilailla

Ihmisen suoliston mikrobisto muodostaa yhden tiheimmin asutuista mikrobiyhteisöistä Maan päällä, käsittäen erittäin monimuotoisen mikro-organismien kokonaisuuden, joka suorittaa aineenvaihdunnallisia, immuuni- ja suojelutoimia, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä ihmisen terveydelle. Gastrointestinalista mikrobistoa vaikuttavat monet tekijät, kuten genetiikka, isännän fysiologinen tila (kuten ikä, sairaus ja stressi) ja ympäristöolosuhteet kuten elinympäristö ja lääkkeiden käyttö. Näistä lukuisista häiritsijöistä iatrogeniset toimenpiteet – erityisesti puhdistusmenettely suoliston ennen kolonoskopiaa – vaikuttavat erityisen merkittävästi suoliston mikrobiekosysteemiin.

Nykyinen kolonoskopian valmistelu sisältää suurten määrien polyetyleeniglykolin (PEG2000–4000) antamisen ulostuslääkkeenä ja voiteluaineena. Olemassa olevat tutkimukset osoittavat, että PEG:n käyttö voi huomattavasti vähentää mikrobien rikkautta ja monimuotoisuutta. Erityisesti PEG:n nauttiminen voi johtaa *Akkermansia*-lajien poikkeavaan lisääntymiseen, Firmicutes-bakteerien vähenemiseen sekä patogeenien kuten *Citrobacter*:in määrän ja virulenssigeenien ilmentymisen lisääntymiseen. Aineenvaihdunnallisesti PEG:n käyttö voi johtaa primaaristen sappihappojen dehydroksylaation vähenemiseen ja kolesterolin aineenvaihdunnan muutoksiin, mikä lopulta edistää ripulia, painonlaskua, lipidien ja energian aineenvaihdunnan häiriöitä sekä suoliston tulehdusta. Siksi laaja PEG:n käyttö voi aiheuttaa pitkäaikaista ja peruuttamatonta vahinkoa suoliston mikrobistolle, mikä aiheuttaa merkittäviä terveysriskejä.

Umpilisäke, joka sijaitsee umpisuolen pohjassa, on pitkulainen, putkimainen rakenne, joka työntyy ulos umpisuolen takaseinästä. Suoliston limakalvon immuunijärjestelmän olennaisena osana sen ontelo sisältää rikkaan biofilmirakenteen, joka tarjoaa "ekologisen suojan" kommensalisille bakteereille suojaen niitä suoliston sisällön huuhtelulta. Uusimmat tutkimukset osoittavat, että fysiologisissa olosuhteissa umpilisäke jatkuvasti vastaanottaa ja suojelee tiettyjä mikrobistoja läheisestä paksusuolesta, erityisesti Firmicutes- ja Bacteroidetes-pääjaksoihin kuuluvia tarttuvia jäseniä. Kun isännässä tapahtuu mikrobiston epätasapainoa – esimerkiksi infektion, antibioottien altistuksen tai suoliston puhdistuksen vuoksi – umpilisäke voi toimia mikrobivarastona, nopeuttaen mikrobiekologisen palautumisen prosessia. Siksi umpilisäkettä pidetään suoliston mikrobiston "luonnollisena varmuuskopiojärjestelmänä", ja sen eheydellä on korvaamaton rooli mikrobihäiriöiden vastustamisessa ja mikrobiekologisen resilienssin ylläpitämisessä. Historiallisesti umpilisäkkeen tulehdus on ollut yleisin akuutti vatsaongelma, ja kun akuutti umpilisäkkeen tulehdus ilmenee, perinteinen hoito usein sisältää umpilisäkkeen poiston. Laajat epidemiologiset todisteet osoittavat, että umpilisäkkeen poiston jälkeen väestöllä on merkittävästi kohonneet riskit *Clostridioides difficile* -infektioon, paksu- ja peräsuolen syöpään, Parkinsonin tautiin ja masennukseen. Metagenomiset tutkimukset paljastavat edelleen, että umpilisäkkeen poistetuilla henkilöillä on vähentynyttä suoliston mikrobiston monimuotoisuutta, pysyvästi alhainen lyhytsaikkainen rasvahappoja tuottavien sukujen (kuten *Faecalibacterium* ja *Roseburia*) runsaus, heikentynyt mikrobiverkostojen vakaus sekä heikentynyt vastustuskyky ja resilienssi ulkoisia häiriöitä vastaan. Nämä löydökset viittaavat siihen, että umpilisäkkeen menetys saattaa asettaa suoliston mikrobiekosysteemin "herkkään tasapainotilaan", jossa PEG-pohjaisen suoliston puhdistuksen voimakas häiriö saattaa aiheuttaa vakavampaa ja pysyvämpää epätasapainoa.

Tämä tutkimus käyttää rinnakkaiskontrolloitua, seurattua kliinistä koesuunnitelmaa, rekisteröiden yhteensä noin 10 osallistujaa. Kelvollisten koehenkilöiden on täytynyt aiemmin käydä läpi umpilisäkkeen poisto tai oikeanpuoleinen hemikolektomia umpilisäkkeen poistolla, olla 18–75-vuotiaita, olla ajoitettu kolonoskopiaan, olla yleisesti terveitä eikä heillä saa olla historiaa suurten elinten sairauksista. Kontrollikoehenkilöiden on oltava 18–75-vuotiaita, heillä ei saa olla historiaa umpilisäkkeen poistosta tai oikeanpuoleisesta hemikolektomiasta umpilisäkkeen poistolla, heidän on oltava yleisesti terveitä eikä heillä saa olla historiaa suurten elinten sairauksista. Molempien ryhmien on täytettävä vastaavat poissulkemiskriteerit, mukaan lukien: kolonoskopian vasta-aiheet (esim. orgaaniset sairaudet kuten kardiopulmonaalinen vajaatoiminta), kyvyttömyys sietää PEG-ulostuslääkkeitä, raskaus, pitkäaikainen suolistosairauksien historia tai antibioottien käyttö viimeisen kuuden kuukauden aikana.

Ulostenäytteitä kerätään useissa ajankohdissa: ennen kolonoskopiaa, ensimmäisessä ei-vesimäisessä ulosteessa kolonoskopian jälkeen sekä kuukauden, kolmen kuukauden ja kuuden kuukauden kuluttua kolonoskopiasta. Metagenomista sekvensointia käytetään havaitsemaan ulosten suoliston mikrobistotietoja, ja bioinformatiikka-analyysi suoritetaan keskittyen: (1) kolonoskopian pitkäaikaisvaikutuksiin suoliston mikrobistoon ja häiriöpiirteisiin suoliston mikrobiekologisen palautumisen aikana umpilisäkkeen poiston jälkeen; (2) mikrobiekologisen palautumisen probioottisten valmisteiden suunnitteluun mikrobiston piirteiden perusteella; ja (3) edustavien ulostenäytteiden seulontaan myöhempiä eläinkokeita varten.

Tämä tutkimus ei käytä rekrytointimainoksia; osallistuminen on täysin vapaaehtoista. Koehenkilöille kerrotaan mahdollisista riskeistä kokeen aikana, ja he allekirjoittavat tietoon perustuvat suostumuslomakkeet suostuttuaan liittymään tutkimukseen. Osallistumiseen suostuvat vapaaehtoiset täyttävät kyselylomakkeen arvioidakseen suolistonsa terveydentilan ja muut terveydentilat, ja heidät seulotaan edellä mainittujen valinta- ja poissulkemiskriteerien mukaan. Kerätyt näytteet merkitään koodeilla varmistaen, että henkilökohtaisia tunnistetietoja ei paljasteta. Koko tutkimuksen ajan osallistujien henkilöllisyys pidetään luottamuksellisena, vain koodit ja sairausfenotyypit ovat näkyvissä. Koehenkilöt voivat vetäytyä tutkimuksesta milloin tahansa.

Tämä tutkimus analysoi osallistujien suoliston mikrobiston koostumusta ja rakennetta, ja koehenkilöitä pidetään ajan tasalla testeistä ja analyyseistä, ja heillä on pääsy omaan asiaankuuluvaan tietoonsa.