クローン病患者の一等親血縁者の「漏れやすい」腸を減らすためのプレバイオティクスと食事

1. バックグラウンド：

   クローン病 (CD) は慢性的な腸の炎症であり、約 130,000 人のカナダ人が罹患しています。 その発生率と有病率は世界中で上昇しています。 病因は不明です。ただし、その病因は、遺伝的に影響を受けやすい宿主の環境要因の影響を受ける共生腸内細菌によって媒介されると考えられています。 CD に対する感受性には強い遺伝的要素があり、最大 12% の患者が炎症性腸疾患 (IBD) の家族歴を持つことが十分に確立されています。 ゲノムワイド関連研究 (GWAS) により、IBD に関連する 230 を超える一塩基多型 (SNP) が特定されました。 しかし、リスク関連 SNP は、観察された IBD 遺伝率の一部のみを説明しているように思われます。これらのリスク対立遺伝子を持つ多くの健康な個人やクローン病患者の親戚は決して病気を発症しないからです。

   CDの病因にも関与している腸内微生物叢にも、ある程度の遺伝があります。 腸内細菌の最大 3 分の 1 は遺伝性であり、微生物プロファイルの個々の変動性を形成する特定の宿主遺伝子変異体の可能性を高めています。 582人の健康な個人を対象とした研究では、IBDの高い遺伝的リスクは、酪酸を産生するRoseburiaの相対的存在量の減少と関連していることがわかりました. 食事は独立して、短期的および長期的に腸内微生物叢に影響を与える可能性があります. IBD に関する人口ベースの研究では、総脂肪、n-6 多価不飽和脂肪酸 (PUFA)、および肉の高摂取量と IBD のリスク増加との強い関連性が示されていますが、果物と野菜の高摂取量はそのリスクを低下させます。 動物実験では、大腸炎における高脂肪食の病因の根底にあるメカニズムが説明されています。これには、小腸のパネート細胞領域の減少やパネート細胞による抗菌ペプチドの産生の減少が含まれます。杯細胞の数が減少し、小腸の杯細胞によるムチンの分泌が減少します。回腸におけるオクルディンとしてのタイトジャンクションタンパク質のレベルの低下は、小腸の透過性の増加によってさらに示されます。結腸でのIL-6分泌の増加;そして最終的に、便中のアトポビウムやプロテオバクテリアなどの病原体の量が拡大しました。 このデータは、高脂肪食 (西洋食の例として) が、最終的に炎症性腸疾患の発症の素因となる可能性がある腸内細菌異常症および病原体の拡大の誘導とともに、腸の免疫およびバリア機能に大きな影響を与えることを示唆しています。

   N-6 PUFA は、IBD の危険因子として特定されています。 カナダ人は現在、カナダのフード ガイドで推奨されている植物油の消費量が増加しているため、n-6 PUFA から 5 ～ 10% の食事エネルギーを消費しています。 一方、抗炎症作用のある n-3 PUFA (ドコサヘキサエン酸とエイコサペンタエン酸) の消費は、わずか 0.15% の食事エネルギーに相当します。 n-6 PUFA と n-3 PUFA はどちらも、炎症を調節するエイコサノイドの前駆体ですが、偏りがあります。 N-6 PUFA は、炎症誘発性のシリーズ 2 プロスタグランジン (プロスタグランジン E2、PGE2 など)、トロンボキサン、シリーズ 4 ロイコトリエンの産生を促進し、いくつかのモデルでマウス大腸炎を悪化させました。 対照的に、n-3 PUFA には、シリーズ 3 PGE、シリーズ 5 ロイコトリエン、およびレゾルビンにつながる抗炎症特性があり、損傷部位への炎症メディエーターの転座を減らします。 しかし、臨床研究では、IBD における n-3 PUFA の供給源としての魚油の使用に関して相反する結果が示されています。 以前に、魚油を n-6 PUFA が豊富な食事に追加すると、腸の病原体が豊富になり、マウスの感染性大腸炎の死亡率が悪化する可能性があることが示されましたが、他の脂肪酸と組み合わせた場合はそうではなく、バックグラウンド食事の重要性が明らかになりました. したがって、n-6 PUFA を減らして繊維を多く摂取する食事は、IBD を予防することが提案されています。

   小腸透過性の増加またはいわゆる「リーキーガット」は、肥満、2 型糖尿病、IBD などの多くの慢性疾患と関連しています。 腸透過性の増加は、クローン病患者の健康な第一度近親者 (FDR) の 10 年間の縦断研究集団の最大 20% で特定された、CD の潜在的な病原性危険因子の 1 つでもあります。 さらに、高脂肪、高グルコース、または高フルクトースの食事などの特定の食事も、バリア機能障害を引き起こし、腸の透過性を高め、代謝性エンドトキシン血症や慢性腸炎を発症するリスクを高めます。 対照的に、小腸の透過性を低下させると、実験的大腸炎が軽減されます。 これらの発見は、腸透過性の低下が、CD患者のFDRにおけるCDの発症につながる危険因子を低下させる可能性があることを示唆しています。

   動物モデルと健康なボランティアを対象に実施された研究では、β-フルクタンの摂取後の腸透過性の低下が報告されています。 ただし、実験的IBDにおけるプレバイオティクスの有効性は、バックグラウンドの食事組成にも依存しています。 我々は最近、HLA-B27ラット大腸炎におけるβ-フルクタンの保護効果がn-6およびn-3 PUFAの摂取によって調節されることを発見しました。 これらのデータは、β-フルクタン型プレバイオティクスが有益であることを強調していますが、バックグラウンドの食事脂質組成が臨床転帰を調節できることも示唆しています. ほとんどのカナダ人は高 n-6/低 n-3 PUFA の食事を摂取しているため、n-3 PUFA を含む脂肪酸の組み合わせが β-フルクタンに対する n-6 PUFA の効果を圧倒し、(さらに) 臨床反応を改善することを提案します。

2. 研究仮説と目的:

健康な参加者を対象とした実験モデルおよび臨床研究で示されている腸透過性を低下させ、腸免疫を調節するβ-フルクタンの有効性、ならびに腸内微生物叢、大腸炎の発生およびプレバイオティクス活性に対する食事の影響に基づいて、β-フルクタンは組み合わせて高 n-3 PUFAs/低 n-6 PUFAs の食事 (地中海式食事に類似) は、小腸の透過性を低下させ、腸内微生物叢の代謝の改善に関連して、CD 患者の FDR における慢性的な腸の炎症を防ぐことができます。

この仮説を満たすために、次の目的が提案されています。

1. β-フルクタンの経口投与と食事の変更が、透過性に異常のある FDR の小腸透過性 (尿中排泄ラクツロースとマンニトールで測定) を改善できるかどうかを評価すること。
2. 循環ゾヌリン、グルカゴン様ペプチド 2 (GLP-2)、血漿エンドトキシンの変化、腸内微生物叢組成および短鎖脂肪酸産生の変化などの透過性の変化に関連する保護メカニズムを評価すること。
3. 研究デザイン:

参加者 (CD 患者の一等親血縁者; 合計 40 人) は、β-フルクタン (1 日 12 グラムの Prebiotin®、比率 1:1 のオリゴフルクトース強化イヌリン、Orafti®Synergy1 と同等、Jackson GI から供給) のいずれかを受け取るように無作為化されます。医療）、またはプラセボ（可消化マルトデキストリン、1日5グラム、等カロリーから12グラム/日のプレビオチン®）、および食事介入。 n-3およびn-6 PUFAの摂取を管理するために、参加者は登録栄養士による栄養カウンセリングを受けます。 n-3 PUFA、飽和脂肪酸 (SFA)、および一価不飽和脂肪酸 (MUFA) を増やし、n-6 PUFA の食物摂取を減らす地中海式食事パターン (MDP) (以下「低 n-6 PUFA 食事」とも呼ばれる) は、適切な低 n-6 PUFA ダイエットとして採用されました。 「低 n-6 PUFA ダイエット」に割り当てられない参加者は、カナダの食品ガイドの推奨事項 (「コントロール ダイエット」) に従うようにアドバイスされます。 したがって、このプラセボ対照研究には、各アームに 20 人の参加者を含む 2 つの介入グループが含まれます。1) プレビオチン + 「低 n-6 PUFA ダイエット」。 2) プラセボ + コントロール ダイエット

腸透過性は、ラクツロース/マンニトール比 (週 0 および 6)、およびゾヌリン、グルカゴン様ペプチド 2 (GLP-2)、およびリポ多糖類 (LPS) を含む腸透過性の血清/血漿マーカー (週 0および 6)。 また、プレバイオティクス製品と食事が糞便微生物叢の組成と活動 (糞便の短鎖脂肪酸と胆汁酸など) に及ぼす影響を調べます (0 週と 6 週)。 有害事象/消化不良および胃腸の習慣に関連するアンケートを使用して、FDR におけるこれらのプレバイオティクスの安全性と忍容性にも注意が払われます (0、3、および 6 週)。

食事も介入研究の一部であり、腸の透過性とプレバイオティクス活動に役割を果たすと考えられているため、すべての参加者は食事カウンセリングを受け、推奨される食事を順守することが期待されます. 長期的な食事摂取量は、個人の細菌分類群と相関するため、食事介入の前にこれを定量化することが重要です. 参加者は、過去 1 年間の研究前の食事 (習慣的な食事) を評価するための食品頻度アンケートである、カナダの食事履歴アンケート II (C-DHQ II) のオンライン バージョンに記入します。 食事へのコンプライアンスを評価するために、参加者は、検証済みの 24 時間の食事リコールである自動自己管理 24 時間 (ASA24-Canada-2016) のカナダの適応を完了します。 研究栄養士はリコールをレビューし、結果に基づいて参加者にフィードバックを提供し、食事の変更をサポートします. さらに、参加者は地中海食事サービングスコア（MDSS）を完了します。 MDSS は、食品のサービングおよび食品グループの消費に基づいて MDP の順守を測定するために使用される検証済みの手段です。 ASA-24 および MDSS は、研究の 0、3、および 6 週間で完了します。

研究はベースラインから6週間行われ、研究参加者は食事カウンセリングと介入に加えてプレバイオティクス治療またはプラセボ（マルトデキストリン）を受けます。

大腸炎のラットモデルおよび潰瘍性大腸炎（UC）患者におけるオリゴフルクトース強化イヌリンの経口摂取は、糞便中のビフィズス菌を増加させ、潜在的に保護的な酪酸産生菌と結腸での酪酸産生を増加させ、結腸でのサイトカイン産生を変化させることができました。より抗炎症プロファイルを支持する結腸。 現在提案されている研究では、プレバイオティクスと食事によって引き起こされるそのような微生物叢の変化が、CD発症のリスクがある健康な集団の小腸透過性の低下にも関連するかどうかを評価します. したがって、研究の開始時と終了時に小腸透過性を測定し、試験全体で便、血液/血清、および尿検体を収集します。

小腸透過性の増加は、アスピリンやイブプロフェンなどの非ステロイド性抗炎症薬 (NSAID) などの広く使用されている薬剤によっても引き起こされる可能性があります。 実質的にすべての研究は、すべての従来の NSAIDs が摂取後 24 時間以内にヒトの腸透過性を増加させること、およびこれが長期間摂取された場合にも同様に明らかであることに同意しています。 この交絡因子を制御するために、NSAIDs を毎日服用している個人を除外します。 また、スクリーニング透過性試験の1週間前にNSAIDsの服用を中止するよう参加者に要請します。