憩室炎と憩室症における腸内微生物叢

憩室症は 60 歳以上の人の 60% に影響を及ぼし、約 10 ～ 25% の個人が、緊急の介入を必要とする急性憩室炎から持続的な下腹部痛および排便習慣の変化を伴う症候性憩室疾患までの範囲の症状を示します。 急性憩室炎の患者の最大 5% が入院中に死亡します。 その症状の有病率と重症度にもかかわらず、憩室炎と憩室症の性質についての根本的な疑問が残っています。

ヒトの結腸には 100 兆個の細菌が含まれており、その中には数百の種と、ヒトゲノムの 10 倍の遺伝子が含まれています。 マイクロバイオームの変化は、過敏性腸症候群 (IBS) や炎症性腸疾患 (IBD) などの疾患状態に関係していることが示されていますが、マイクロバイオームは結腸憩室に関連して十分に説明されていません。 King's College Hospital には憩室病専門の診療所が唯一知られているため、当院には、この疾患について学ぶことができる患者数が非常に多くなっています。

結腸憩室が炎症を起こしたり、穿孔したりすると、患者は憩室炎になります。 急性憩室炎のエピソードの誘発要因は十分に特徴付けられていませんが、年齢、ライフスタイル要因、および特定の薬が含まれます。 臨床医は、どの患者が憩室炎を発症するか、またその症状がどの程度深刻になるかを予測する方法がありません。 結腸周囲憩室炎 (Hinchey I として知られる) のいくつかのケースでは、抗生物質がなくても炎症が解消することがありますが、他のケースでは、穿孔性憩室炎には糞便性腹膜炎 (Hinchey IV) が含まれ、緊急の結腸切除が必要になります。 憩室炎はマイクロバイオームの変化によって引き起こされる可能性がありますが、これは十分に対処されていません.

無症候性憩室症、つまり、症状がないのに結腸憩室が存在する患者の大部分は、憩室炎のエピソードを経験することはありません。 ただし、憩室症のマイクロバイオームが変化し、急性憩室炎のマイクロバイオームと同様であるという限られた証拠がいくつかあります。 そうであれば、どの患者が急性憩室炎を発症するかを予測することは依然として不可能です。 また、患者集団における憩室の存在を評価または制御しなかった研究を再検討する必要があることも意味します。

現在、臨床医には、(1) どの患者が手術を必要とする重度の急性憩室炎を発症するか、または (2) どの患者が抗生物質で解決する急性憩室炎を発症するかを予測する根拠がありません。 私たちは、腸内微生物叢へのさらなる洞察が、将来的により良い診断と治療を可能にすると信じています.

憩室炎のマイクロバイオームに関する研究はいくつかありますが、完全なパイロシーケンシングではありません。 これは、過去 10 年間で研究コストが 5 桁減少した一方で、計算能力が向上したためです。 研究では、便や粘膜のサンプル内の細菌の個々の株を調べてきましたが、複雑なマイクロバイオームを理解するには十分ではありません.

腸内微生物叢は憩室疾患で十分に調査されていないため、これは探索的研究です。 ただし、無症候性憩室症の患者は、正常な対照よりも急性憩室炎の患者に似たマイクロバイオームを持っているという仮説を検証したいと考えています。

14. 方法設定: キングズ カレッジ病院、ロンドン南部の三次紹介病院。 King's は、結腸直腸癌 (2ww) の評価を 2 週間待機するための紹介センターであり、年間 900 人の新しい患者の紹介が評価されています。 また、King's の事故・救急部門では、急性憩室炎の患者を年間 250 人まで受け入れています。

患者: 4 組の患者が募集されます。 グループあたり25人の患者が募集されます：

グループAおよびB。急性憩室炎の患者は、抗生物質の開始前に、King'sのA&E部門から募集されます。 直腸スワブは、最初の抗生物質の前に、最初の評価時に急性腹痛を主訴とする患者から採取されます。 すべての標本は最初に凍結されますが、急性憩室炎と結腸イメージング（CTイメージングまたは手術時の視覚化）の入院診断を受けた患者標本のみが分析されます。 急性憩室炎の患者は、穿孔性憩室炎の患者（すなわち、Hinchey IIIまたはIV）および非穿孔性憩室炎の患者（Hinchey IまたはII）の2つのグループで評価されます。

グループC。無症候性憩室症の患者は、2週間待機（2ww）結腸直腸癌経路から募集されます。 CT、CTコロノグラフィー、または内視鏡検査のいずれかによる画像診断の前に、新鮮な直腸出血の主訴を呈し、他の苦情がない患者を募集します。 マイクロバイオームを変更する可能性があるため、評価に必要な場合は、腸洗浄の前に便サンプルまたは直腸スワブを提供します。 憩室症 (および/または新鮮な PR 出血の他の最も一般的な原因としての痔核) を有する患者サンプルが分析されます。

グループ D. 痔核の有無にかかわらず、2ww 結腸直腸癌経路から他の結腸病変を募集しない患者。 これらは通常のコントロールになります。 新鮮なPR出血の主訴を呈し、他の苦情がない患者は、CT、CTコロノグラフィー、または内視鏡検査のいずれかによる画像診断の前に募集されます。 マイクロバイオームを変更する可能性があるため、評価に必要な場合は、腸洗浄の前に便サンプルまたは直腸スワブを提供します。 憩室症 (および/または新鮮な PR 出血の他の最も一般的な原因としての痔核) を有する患者サンプルが分析されます。

糞便分析: 糞便サンプルは、キングス カレッジ ロンドンのブルース ラボとの協力契約を通じて、16S リボソーム RNA 遺伝子パイロシーケンシングによって糞便マイクロバイオーム組成について分析されます。

簡単に言えば、遺伝子標的 16S rRNA シーケンシングは、標的プライマーを介して細菌リボソームの構造成分を調べます。 リボソーム RNA の定常部分が増幅され、可変部分の識別が可能になります。 次に、配列はOTU、操作上の分類単位にクラスター化され、属から門までの系統に割り当てることができます。

計画された統計分析: マイクロバイオームの構成は、いくつかの異なる方法で評価されます。 アルファ多様性が測定されます。これは、サンプル内の平均多様性の尺度です。 Chaol豊富さの推定、OTU豊富さ、およびShannonインデックスを含む、アルファ多様性の複数の評価が行われます。 アルファ多様性は、活動性 IBD 患者では静止疾患患者と比較して減少することが示されていますが、憩室疾患では報告されていません。 ベータ多様性は、サンプル間の多様性の比較です (つまり、他のすべてのサンプルと比較した 1 つのサンプルの OTU の系統発生構造の分離) は、Unifrac 距離を介して計算されます。

検出力の計算: 現時点での腸内微生物叢のメタボノミクス研究は、必然的に探索的です。 このような電力計算は、フィールドでは実行されていません。 ただし、この例では、グループごとに 25 のサンプルを分析することで、グループを識別し、その多様性を評価するのに十分なはずです。

既存のインフラストラクチャ: 必要なすべてのインフラストラクチャが現在配置されています。 調査チーム (Bjarnason 教授と Papagrigoriadis 氏) は、現在 2ww クリニックを管理し、キングス カレッジ病院の A&E で急性入院に対応しています。 King's College London の Bruce lab との間で、他の糞便サンプルの譲渡に関する資料譲渡契約が締結されており、修正のみが必要です。