短腸症候群におけるプロバイオティクス

1. 導入と目的: このプロジェクトの目標は、短腸症候群の子供たちの腸内細菌叢を変化させ、最終的には腸内細菌の代謝を変化させることにより、直線的な成長と体重増加を改善することです。

2. 背景: 短腸症候群 (SBS) は、正常な成長と発達をサポートするのに十分な腸の質量がない場合に発生します。 北アメリカでは、出生 100,000 人あたり約 35 人の乳児が SBS の影響を受けており、これらの乳児は長期間、静脈注射による非経口栄養 (PN) に依存したままです。 これらの子供たちが直面する主な課題の 1 つは、同年齢の健康な子供が必要とするカロリーを超えるカロリーを摂取しているにもかかわらず、十分な直線的成長と体重増加を達成することです。 腸の吸収と運動性の低下、および炎症の増加に伴う問題はすべて、これらの患者の成長不良の一因となっています。 残りの小腸の健康な機能における重要な要素は、腸内微生物群集です。 有益な腸内細菌の特定のグループ、およびその代謝副産物、特に短鎖脂肪酸 (SCFA) の枯渇は、腸の炎症、吸収不良、および消費カロリーの効率の悪い使用につながる可能性があることが知られています。

   この研究の長期的な目的は、健康的なバランスを回復し、成長と発達を最大化するために、SBSの子供たちの腸内微生物叢を効果的に変える方法を決定することです. SBS の子供は腸内微生物叢に障害があることが知られていますが、経口プロバイオティクスを提供することがこれらの障害を修正する効果的なアプローチであるかどうかは不明です.

   目的 1: プロバイオティクスの補給が腸内細菌叢を有意に調節し、SBS 患者の成長を改善できるかどうかを判断する.

   目的 2: プロバイオティクスを受けている子供を含む、SBS の子供の糞便中の SCFA のレベルを決定すること。

3. 研究の説明: 適格なすべての子供は、外来診療所の訪問時または入院中に同意されます。 登録された参加者は、3 か月間毎日 1 mL の純粋な MCT (中鎖トリグリセリド) オイルに加えて、短腸症候群の標準的な医療および栄養治療を受ける「プラセボ」、または「プロバイオティクス療法」に無作為に割り付けられます。標準治療に加えて、Lactobacillus rhamnosus (1 日あたり 50 億コロニー形成単位) と Lactobacillus johnsonii (1 日あたり 2 億コロニー形成単位) の組み合わせを毎日 3 か月間受けます。 無作為化は盲検化されません。 プロバイオティクスが選択されたのは、乳児と子供で十分に研究されており、これらの種の両方がSBSと成長不良の子供に不足していることがわかっているためです. プラセボが選ばれたのは、それがプロバイオティクスの懸濁液に含まれる唯一の不活性成分であり、無味無臭であり、既知の副作用がないためです. プロバイオティクスと MCT オイルは、経口または既存の胃瘻チューブを通して毎日与えられます。 研究から脱落した、または中止された患者は置き換えられず、これらの被験者からのデータは、意図した治療方法で分析の一部として含まれます。

便（サンプルあたり約200mg）は、患者ごとに3つの別々の時点（研究の開始、中間、および終了）で収集されます。 便は、入院中または外来診療所で収集されます。 患者が便のサンプルを提供できない場合は、家族が自宅で便のサンプルを収集し、次回のクリニック訪問時に凍結して持ち込むことができます。 凍結サンプルは、16S rRNA シーケンスおよびメタボロミクス分析に使用できますが、SCFA 濃縮には使用できません。 微生物 gDNA は、最大 6 か月間凍結された糞便から回収でき、新たに処理された糞便と同様のシーケンス結果が得られます。 新鮮なサンプルが提供される場合は、その一部を使用して SCFA の濃度を決定します。 16S rRNA シーケンシングとメタボロミクスに使用される糞便は、分析が実行されるまで冷凍保存されます。 16S rRNA およびメタボロミクス分析に使用される、10 人の短腸症候群の対照患者からも 1 回限りの便の収集が行われます。

16S rRNA シーケンシングに使用される糞便は、分析時まで冷凍保存されます。 細菌の gDNA は、糞便の内容から抽出されます。 細菌の 16S rRNA 遺伝子のアンプリコンは、Illumina Hi-Seq 2000 (UTSW Genomics Core) を使用して生成および配列決定されます。 QIIME ソフトウェア パッケージを使用して、シーケンシング リードをフィルタリングし、品質を調整して分析します.59 微生物の多様性は、シャノン多様性指数とブレイ・カーティス非類似性指数を計算することによって推定されます。

細菌存在量は、参照細菌株から増幅された 16S rRNA 遺伝子の短いセグメントに対応するクローン化された細菌 DNA を参照して作成された標準曲線を使用して決定されます.63 Koh 博士は、次の 6 つの特定の細菌群に対する qPCR プロトコルも検証しました。1) 真正細菌 (すべての細菌)。 2) Lactobacillus (ファーミキューテスのサブセット); 3) バクテロイデス (バクテロイデスのサブセット); 4) 腸内細菌科 (ENTERO; E.coli、Klebsiella spp などの炎症誘発性グラム陰性菌); 5) CLEPT (Firmicutes のサブセット; 酪酸産生抗炎症クロストリジウム); 6) EREC (Firmicutes のサブセット; 酪酸産生抗炎症クロストリジウム)。 細菌群特異的 qPCR は、細菌の特定の群の全体的な存在量の定量化を提供します

便中のSCFAの濃度は、新鮮なサンプルを提供できるすべての時点で測定されます。 手短に言えば、新鮮な糞便サンプルの重さを量り、0.5% リン酸を含む水に懸濁し、液体窒素で急速冷凍します。 SCFA の揮発性を考えると、瞬間凍結はより正確な測定値を提供します。 次に、糞便懸濁液を解凍し、ホモジナイズし、酢酸エチルで抽出します。 有機抽出物は、炭素標識 SCFA 標準 (SCFA レベルを正確に定量化するため) でスパイクされ、GC-MS で実行されます。

無作為化: 登録された患者は、ランダム テーブルに基づく集中プロセスを使用して無作為化されます。 無作為化は、研究看護師が応答する中央プロジェクトの電話番号に電話し、被験者IDと標準治療または条件付き手術のいずれかへの割り当てを要求することによって決定されます。 これは非盲検試験であり、患者は 2 つの治療群のいずれかに 1:1 で無作為に割り付けられます。

治療段階:

プラセボ患者は、毎日の MCT オイルに加えて、短腸症候群の標準治療および栄養治療を受けます。 登録されたすべての患者は、研究中に詳細な成長評価を受けます。 成長の主な人体測定には、体重、身長、頭囲 (子供の場合) が含まれます。

年齢、性別、民族性、SBSの病因、毎日の排便の質と頻度、登録前の4週間および研究中の抗生物質の使用、感染症に関する情報を含む、すべての登録患者の医療記録から臨床情報も収集されます。研究中、腸管延長処置を含む手術歴、残っている小腸および結腸の長さと解剖学、ストーマおよび/または胃瘻チューブの存在、病歴、投薬、詳細な栄養情報（非経口および経腸からのカロリー摂取量）栄養）、および定期的な栄養血液検査。 これらの臨床的特徴の段階的なロジスティック回帰分析を実行して、pの有意水準を使用して、成長不良の独立した予測因子をモデル化します

プロバイオティクス グループ - 標準的なケアに加えて、ラクトバチルス ラムノサス (1 日あたり 50 億コロニー形成単位) とラクトバチルス ジョンソニー (1 日あたり 2 億コロニー形成単位) の組み合わせを毎日 3 か月間受け取ります。

糞便サンプルは、最初の登録時、研究の中間点および終了時に、各患者の3つの別々の時点で両方のグループによって収集されます。 サンプルは、標準的なケアクリニックの訪問時、入院中、または自宅で介護者によって収集され、凍結されます。 介護者には説明書と便採取キットが提供されます。