CDH患者におけるマイクロバイオームと揮発性有機化合物 (CDHVOCS)

目的: この研究の目的は、ヘルニア、肺微生物叢、および呼気中の揮発性有機化合物 (VOC) に基づいて登録された子供を評価し、それらを持たない対照群と比較することです。慢性または急性肺疾患。 さらに、スパイロメトリーによる肺機能、全身プレチスモグラフィー、「複数呼気ウォッシュアウト」手順を正確に記録し、エルゴスパイロメトリーを含むスポーツ健康診断を行います。 さらに、横隔膜ヘルニアの子供の肺マイクロバイオームに対するプロバイオティクスの影響が調査されます。

研究デザイン：これは、幼児期に先天性横隔膜ヘルニアの外科的治療を受けた子供を対象とした前向き研究です。 マイクロバイオームの最初の決定、呼吸する空気と糞便中の揮発性有機物質の組成、肺機能の測定、およびスポーツ健康診断の後、研究グループはプロバイオティクス（オムニバイオティクス 6、アレルゴサン研究所から入手、栄養補助食品）を受け取ります。 3か月間。 その後、マイクロバイオームと VOC が観察されます。 被験者は、年齢、性別、パッチの有無に応じて分けられます。 また、試験群の年齢および性別に応じて、慢性または急性の肺疾患を示さない対照群と比較する。 また、グラーツ医科大学小児・思春期医学部小児呼吸器・アレルギー科と連携し、元横隔膜ヘルニア患者（プロバイオティクス投与前）と対照群の肺機能を測定する。 . スポーツ医学センターと連携し、エルゴスパイロメトリーを含むスポーツ健診も行っています。 研究期間は12ヶ月に設定されています。

研究参加者: 研究グループ: 先天性横隔膜ヘルニアのために2000年から2010年の間にグラーツ医科大学の小児および思春期外科に在籍する6歳から16歳の子供は、外科的閉鎖の有無にかかわらず手術を受けたパッチ。 対照群：肺疾患を患っていない 6 歳から 16 歳の子供。 グラーツ医科大学の小児科および思春期外科の外来部門から採用されました。 目的は、上記の患者とその両親との接触を確立し、情報レターによってこの研究に参加する意欲を達成することです。 対照群は、適切な情報と可能性のある同意を得た後、グラーツ医科大学の小児および思春期外科の外来エリアから来る必要があります。

プロバイオティクスによる治療前のマイクロバイオーム分析：サンプル物質（この場合は喀痰）の収集は、高塩濃度の生理食塩水を吸入して咳を誘発した後、誘発された喀痰によって深気道から採取されます。 その後、サンプルは急速冷凍されます。 マイクロバイオームの測定は、すでに公開されているチップベースの次世代シーケンシングを介して比較 16S rDNA ベースのプロファイルとして実行され、SnowMAn、Qiime、MOTHUR、および独自の「R」ベースのソフトウェアを使用して分析されます。 サンプルあたり 5,000 ～ 10,000 読み取りのシーケンス深度。

プロバイオティクスによる治療前の VOCs 分析: I) 呼気ガスサンプルの採取: 吸気から 1 つのサンプル、呼気から 2 つのサンプルを各被験者から採取します (n = 3)。 調査官をサンプリングするには、カプノメーターに直接接続されている自動サンプリング システムを使用します。 このシステムには、マイクロ抽出技術としていわゆるニードル トラップ マイクロ抽出 (NTME) が含まれており、現在の技術的に最高レベルでの最適なサンプリングの要件を満たしています。 このようにして得られた呼気ガスサンプルは、協力パートナーであるロストック大学の呼吸ガス分析研究所に送られ、分析されます。 II) 呼気ガスサンプルの分析: そこで、呼気ガスサンプルは、クロマトグラフのインジェクター内の不活性キャリアガス流 (He) に熱的に移されます。 物質は、クロマトグラムの保持時間と質量スペクトルに従って割り当てられます。 呼気ガス中の未知の化合物は、質量スペクトルに基づく参照データベースとの比較によって識別されます。 バイタルおよび検査データ、ならびに微生物学的情報は、患者の所見から取得されます。 III) 呼気サンプルのバイオマーカーの同定: 患者の測定結果から、研究グループ 1 およびグループ 2 に特異的な物質および物質濃度、すなわち、比較グループに存在しないか、有意にのみ存在する化合物が決定されます。低濃度または高濃度。 選択された揮発性マーカー、および環境で検出された可能性のある揮発性汚染物質は、分析参照データベースに保存され、汚染の除去後、おそらく疾患固有のマーカー プロファイルにまとめられます。 IV) 糞便サンプルの分析: 糞便サンプルは、分析のためにロストック大学の呼吸ガス分析研究所にも送られ、固相微量抽出 (SPME) による適切な予備濃縮の後、そこで分析されます。 V) 糞便サンプルのバイオマーカーの同定: これは呼気ガスサンプルと同様に行われます。

プロバイオティクスによる治療前の肺機能測定: スパイロメトリーおよびボディプレチスモグラフィー (Fa Jäger スパイロメーターおよびボディプレチスモグラフ) および窒素ウォッシュアウトプロセス (N2-multiple Breath Washout、System Exhalyzer D および Spiroware 3.1、Eco Medics AG、Duernten、スイス）。 スパイロメトリーと身体プレチスモグラフィーは、公開されている ERS/ATS 基準に従って実行されます。 「複数呼吸ウォッシュアウト」法は、安静呼吸下で実行され、機能的残気量のレベルで換気 (不) 均一性を検出します (= FRC = 静かな自発的な呼気の後に肺に残っている肺容積が取り残されます)。 . このシステムは、流量計、高速分析ガス測定システム、ガス管理システム、および対応するコンピューター分析ソフトウェアで構成されています。 「外来ガス」として、空気中に発生する窒素（N2）ガスの78％を使用します。 流量測定は、被験者/患者の吸気および呼気の流れで直接実行される超音波流量計と、サイド電流測定法を使用するレーザー O2 センサー、およびメイン電流測定手順での赤外線 CO2 センサーを介して実行されます (=患者の呼吸の流れに直接）それぞれのガス濃度。 次に、N2 成分は、O2 および CO2 濃度を介して間接的に測定されます (N2 = 1 - O2 - CO2)。 穏やかな自発呼吸の間、患者はシュノーケル マウスピースを装着し、バクテリア フィルターを介して流量計に 100% 酸素を通し、N2 を「洗い流します」(「N2-multiple Breath Washout」)。 そうすると画面上に自発呼吸「オンライン」の流量曲線が表示され、初期窒素濃度の1/40(=2.5%)に到達した時点で測定が終了します。 その後、呼気中の酸素を測定時間の2倍の長さで被験者が安全になるのを待ちます。 これに続いて、次の測定が行われます。 平均値が結果となる合計 3 つの測定値。 いわゆる「肺クリアランス指数」は、機能的残気量肺気量の数を示し、酸素化が必要になった後に初期窒素濃度を 1/40 に減らすために使用できます。 (LCI = 呼気量と FRC の商)。 これは、100% の酸素を吸入することによって、吸入されたガス (この場合、空気中の生理学的に発生する窒素) にかかる時間を表します。 健康な人の場合、この値は平均で 7 であり、肺の患者ではかなり高くなります。 一方では終末細気管支に近位の末梢気道について、他方ではより遠位のアジン気道を介して、さらなる測定パラメータが計算される。

スポーツ健康診断: エルゴメトリーの禁忌を除外するために、検査の開始時に 12 チャンネル安静時 ECG および安静時血圧測定 (CombynTM Function & Spaces ECG、Academic Technologies) が実行されます。 人体測定データ (身長、体重、BMI) が収集された後、筋肉量と脂肪量は、6 つの身体セグメント (CombynTM Function & Spaces ECG、Academic Technologies) の多周波インピーダンス測定によって決定されます。 肺機能は、安静時および運動後に小さなスパイロメトリーによって測定されます (Spirometer Oxycon Pro、Reiner)。 心肺機能を測定するために、エルゴスパイロメトリーを自転車 (Excalibur Sport エルゴメーター、Lode 社、Oxycon Pro スパイロエルゴメトリー ユニット、Reiner 社) で行い、主観的疲労まで徐々にストレスを増加させます。 これらのデータの評価により、有酸素運動能力の決定に加えて、能力を制限するシステム (心血管系、肺、筋肉系) について結論を導き出すことができます。

プロバイオティクスによる治療後のマイクロバイオーム/VOC分析:マイクロバイオームおよびVOC分析のためのサンプリング、肺機能測定およびスポーツ健康診断の実施後、研究グループの参加者はプロバイオティクス(オムニバイオティクス6、アラゴサン研究所から購入、栄養補助食品) 3 か月間。 その直後とさらに 1 か月後に、肺のマイクロバイオームと呼気中の VOC を測定します。