クロアチアにおけるパーキンソン病の疫学と、病気の進行と治療結果に対する遺伝的要因と微生物叢の影響 (GiOPARK) (GiOPARK)

パーキンソン病 (PD) は 2 番目に一般的な神経変性疾患で、65 歳以上の一般人口の 2 ～ 3% が罹患しています。 地理的位置、人種、民族によって発生率に大きな差があります。 この病気の正確な原因はまだ不明ですが、遺伝的要因と環境的要因の役割はすでに確立されています。 この疾患の特定の遺伝的形態が占める割合は少ないため、環境要因がこの疾患の発症により大きな影響を与えると考えられています。 PDの発生率は、大量の農薬にさらされた人や外傷性脳損傷のある人で高くなりますが、喫煙者やカフェインを大量に摂取する人では発生率が低くなります。

さらに、PDに苦しむ人々では花のバランスが崩れていることが発見されているため、腸内および口腔微生物叢は病気の発症における重要な要因であると考えられています。 現時点では、腸内微生物叢の異常がこの病気に先行して起こっているのか、それとも肝臓-脳軸の神経伝達障害の結果であるのかは不明です。 これまでクロアチアでは適切な疫学調査が行われていなかったため、遺伝的要因や環境的要因に関連したPDの症例数については不明であり、より科学的かつ社会的に影響力のあるこのプロジェクトが実施されている。

PDにおける特定の病態生理学的事象は、中枢神経系全体における細胞内タンパク質α-シヌクレインの蓄積に伴う、黒質におけるニューロンの喪失である。 PD はドーパミン作動性ニューロンの 70 ～ 80% 以上が失われた場合にのみ症状が現れ始めるため、長期間無症状であることに注意することが重要です。 PD には、通常中枢神経系の恒常性維持を担当する細胞であるグリア細胞の機能不全が伴います。 機能不全は、神経炎症、ミクログリアの活性化、食作用、ニューロンの破壊を引き起こします。 その一方で、CNSの神経保護と損傷修復に関与するアストロサイト、グリア細胞からの適切な栄養反応および修復反応が欠如しています。 残念ながら、PD に特有のバイオマーカーはまだ知られていませんが、これらの疾患における神経変性マーカー、栄養マーカー、免疫マーカーの変化により、病気の進行を実験的にモニタリングすることが可能になります。 最近の研究では、生理学的条件だけでなく、さまざまな神経変性疾患の病因における腸内細菌叢とグリア細胞との関連性が提案されています。 現在、最初の病態生理学的変化は、腸内微生物叢と直接接触している腸神経系の内部で起こると考えられています。 このようにして、腸内細菌叢はPDの病因を調節し、臨床症状の個人差に寄与する可能性がある。 たとえ少数の研究がこの疾患の病因のこの部分に焦点を当てていたとしても、腸内および口腔の微生物叢異常がPDの病因に及ぼす実際の影響は確立されていない。 また、遺伝的要因と環境的要因の関係を調査した研究は存在しないため、疾患の進行と治療結果に対する腸内毒素症の平均的な影響を解明するには、新規PD患者を対象とした前向き研究が必要である。

このプロジェクトは 4 年間で終了し、最初の 20 か月は第 1 フェーズ (遺伝子疫学研究) に充てられ、48 か月全体はプロジェクトの第 2 フェーズ (前向き臨床研究) に当てられます。研究の第 1 段階では、クロアチア共和国全土の PD 患者が対象となります。 この集団には、クロアチアPD患者協会の会員または活動を行っている、クロアチアに現在居住している入手可能なすべての罹患者が含まれることになる。 推定反応率はPD人口の10%（患者500～750人）である。患者は疫学質問票に記入し、家族性PD患者が選択される。 PD 集団における遺伝性疾患の出現は約 10 ～ 15% (50 ～ 75) であると予想されます。 研究の第 2 段階 (前向き臨床試験) には 2 つの被験者グループが含まれます。 1つ目はリエカの臨床病院センターからの、まだ積極的な治療を受けていない（薬物治療を受けていない）患者から構成され、2つ目は同じ年齢範囲の健康な対照者で構成されます。 これら 2 つのグループの対象被験者数はどちらも 50 人です。 薬物治療を受けていない患者の参加基準は、運動障害協会の臨床診断基準に従って確認された PD 診断である。 健康な対照群は、同じ栄養状態 (BMI) を持ち、試験群と同じ地理的地域に住んでいる同じ年齢層の参加者で構成されます。 参加の除外基準には、独自の食事計画、慢性腸疾患、自己免疫疾患、急性感染症、急性活動性炎症、重要な胃腸外科手術の陽性歴のある患者歴、および有効な抗生物質、プロバイオティクス、栄養補助食品、コルチコステロイド、および免疫抑制剤が含まれます。

第 1 段階 - 遺伝疫学研究 (20 か月): 最初の 9 か月は、クロアチア全土で、クロアチア PD 患者協会の会員または協力している参加者が募集されます。 研究の1年目の終わりに、参加者は次世代シークエンシング（NGS）を利用して全エクソームの配列を決定し、クロアチア人患者の遺伝的変異を見つけることになる。 研究の2年目を通じて、家族性変異が確認された参加者へのカウンセリングだけでなく、結果の分析と普及が計画されている。 この目的のために、参加者は遺伝子分析のために血液サンプルを提供します。 研究のこの段階での目標被験者数は 50 人です。 また、参加者は、いくつかの構造化された調査フォームに記入するよう求められます。これにより、参加者の遺伝的背景の推定と、バイオリズム、睡眠パターン、食事、人生の目標、一般的なストレスに関する情報が提供されます。

第 2 段階 - 前向き臨床研究 (48 か月): 参加者の選択は、臨床研究の最初の 1 年間を通じて行われます。 対照訪問には次の時間間隔が選択されます。 6か月、12か月、24か月、30か月。 過去 2 年間の研究で結果の分析と普及が計画されています。 この研究に参加するすべての参加者は、NGS を使用してエクソーム配列を解析されますが、主に PD の病因に影響を与える既知の部分に焦点が当てられます。 患者と健康な対照集団の両方の微生物叢の組成もNGSで決定され、微生物叢の既知の代謝産物である短鎖脂肪酸組成の分析を通じて機能状態も測定されます。 炎症状態、グリア機能を評価するためにELISA（酵素免疫吸着法）が使用され、また、参加者の血清および血漿サンプル中の特定のマーカーによって疾患の進行も判定されます。 蛍光相関分光法（FCS）、より具体的にはチオフラビン T（ThT）変動強度蛍光分析（FIFA）を使用して、病理学的立体構造タンパク質の形態の存在と、それらと疾患の悪性度および治療法との関係を決定します。 これらの方法のために、参加者は血液、便、唾液のサンプルを採取するように求められます。 病気の進行は、経頭蓋B-mod超音波検査と脳磁気共鳴でも監視されます。

エクソーム配列決定はベースラインで行われ、微生物叢の組成と機能の分析は最初と最後の対照訪問時に行われます。 バイオマーカー分析、タンパク質立体構造分析、および神経放射線学的方法は、すべての対照検査で実施されます。 最初の訪問時から、参加者はいくつかの構造化された研究アンケートに記入するよう求められます。これにより、参加者の遺伝的背景の推定と、バイオリズム、睡眠パターン、食事、人生の目標、一般的なストレスに関する情報が提供されます。 さらに、参加者の認知状態は、ミニ精神状態検査 (MMSE) やモントリオール認知評価 (MoCA) などの検証されたテストを通じて評価され、一般的な非運動症状は非運動症状の助けを借りて評価されます。運動症状アンケート (NMSQ) および非運動症状スケール (NMSS)。 患者はまた、PD において最も顕著な尺度である UPDRS (統一パーキンソン病評価尺度) を利用して評価されます。

このプロジェクトの第 1 段階の主な目的は、家族性 PD に苦しむクロアチア人集団に最も多く見られる遺伝子変異を特定することです。 第 2 段階の主な目的は、病気の進行および治療結果に対する遺伝的要因と微生物学的要因の影響を明らかにすることです。 プロジェクトのこの部分の具体的な目標は、PD患者の一般集団のうち何人の患者が遺伝性疾患を患っているのか、またどの遺伝子がその疾患に関与しているのかを明らかにすること、また腸内細菌叢と口腔内細菌叢の構成を明らかにすることである。患者のテストグループと健康な対照グループ。 さらに、特定の目標は、微生物叢の組成、神経変性の進行、CNS における神経炎症の活動に対する標準的な PD 治療の効果を評価し、微生物叢の生理学的機能と病態生理学的機能の間に関連性があるかどうかを検査することです。病気の進行とグリアの活動。 最後の具体的な目標は、疾患の初期段階のバイオマーカーおよび疾患進行のバイオマーカーとして使用できる可能性のある病理学的立体配座タンパク質の形態を分析することです。

研究の第1段階では、家族性PDおよびクロアチアのPD患者に最も多く見られる変異に関する初の疫学データが提供される予定である。 さらに、この前向き臨床研究は、病気の出現と進行における遺伝的要因と環境的要因の絡み合った影響、および治療結果に対するそれらの影響の解明に貢献するでしょう。 腸内および口腔微生物叢の組成分析により、PD と健康な集団の間に違いがあるかどうかが判断され、短鎖脂肪酸プロファイルの使用により 2 つのグループ間の代謝の違いが判断されます。 CNS恒常性、炎症、神経膠機能のマーカーを分析することで、病気の進行を判定し、それらを遺伝的要因や微生物叢の機能と組成と相関させることもできます。 α-シヌクレインの病理学的立体構造を分析することは、病気の進行を追跡するだけでなく、病気の初期段階での新しいバイオマーカーの発見につながる可能性があります。