マイクロバイオームの改変と脆弱X症候群の臨床改善のためのプロバイオティクス介入

個人のライフスタイルや行動傾向を反映する健康の最初の指標の 1 つは、ヒトの腸内微生物叢と微生物叢です。 人間の生涯の初期におけるマイクロバイオームの発達のほとんどは、その組成の大きな変化とともに、生後 2 ～ 3 年以内に起こります。 現在進行中の研究にもかかわらず、腸内微生物叢の機能の包括的な理解はいまだ達成されておらず、健康と病気のさまざまな側面に対する潜在的な影響は依然として複雑な科学的パズルです。 腸内マイクロバイオームと中枢神経系（CNS）の間の複雑な相互作用に焦点を当てた研究が増えています。 胃腸管とCNSを接続する双方向の生化学シグナル伝達経路は腸脳軸と呼ばれます。 この概念は最近、「微生物叢 - 腸 - 脳軸」または MGB 軸を包含するように拡張され、これら 2 つのシステム間の生化学的相互作用における腸内細菌叢の関与が強調されています。 出生の瞬間から、腸内微生物叢によって放出される化学物質は、脳の発達を形作る上で極めて重要な役割を果たします。 この動的な相互作用が中断されると、神経発達障害 (NDD) の可能性が大幅に高まります。 さらに、新たなデータは、腸管の初期の微生物定着が海馬における神経新生の調節に役割を果たしているということを示している。 さらに、髄鞘形成に関連して、アイルランドの研究は、氷中での前頭前皮質の髄鞘形成の制御における宿主の微生物叢の潜在的な関与を明らかにしています。 無菌マウスは、髄鞘形成およびミエリンの柔軟性に関連する遺伝子の顕著な上方制御を伴い、過剰髄鞘形成された軸索の数の増加を示します。 最後に、腸内微生物叢によって生成される代謝産物は、宿主の血液脳関門の完全性を維持し、傍細胞の透過性に影響を与える役割を果たしているようです。 マウスモデルの研究から得られた洞察は、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸ナトリウムなどの特定の代謝産物が血液脳関門の完全性の調整に関連していることを示しています。 彼らは、プロバイオティクスが人間の腸内の微生物組成のバランスを再調整する可能性があり、それによってストレスや不安障害などの精神的健康問題の治療と予防に役割を果たす可能性があると提案しています。 自閉症スペクトラム障害（ASD）と診断された小児におけるプロバイオティクスとプレバイオティクスの効果に関するWangらの研究では、病原性細菌（クロストリジウム菌）が減少し、有益な細菌（ビフィズス菌など）が増加し、その結果ASDの重症度が低下し、胃腸疾患が軽減されることが明らかになった。症状。 さまざまな信号伝達経路を含むこの双方向通信軸は、さらなる探索のための広大な領域を提示します。 抗生物質、プロバイオティクス、プレバイオティクス、そして場合によっては糞便微生物叢移植（FMT）の利用など、腸内細菌叢の調節を目的とした介入は、NDDの臨床的特質や進行に影響を与える可能性がある。 最も一般的な種類のプロバイオティクスには、サッカロミセス ブラウディ酵母のほか、ラクトバチルス属およびビフィズス菌グループの種が含まれます。 臨床試験では、プロバイオティクスは、ASD の子供の行動表現型と消化器症状、および感覚プロファイルの治療における可能性を示しました。 非盲検方式で実施されたエジプトの研究では、自閉症の子供30人にプロバイオティクスのサプリメントが3か月間与えられました。 補給後、ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）を使用した便サンプルの分析により、有益な細菌、特に乳酸菌とビフィズス菌の集団が増加していることが明らかになりました。 さらに、参加者の間で自閉症の症状の重症度に顕著な改善が観察されました。 この研究は、プロバイオティクスの介入がASD患者の幸福を高める補完的な方法として有望である可能性があることを示唆しています。 微生物のバランスと症状の重症度に対する観察されたプラスの効果は、自閉症の治療戦略を強化する際のプロバイオティクスの役割を探求するための潜在的な手段を示しています。 脆弱X症候群（FXS）におけるプロバイオティクスと腸内マイクロバイオーム。 脆弱X症候群（FXS）における腸内微生物叢の役割は、ほとんど解明されていないままである。 私たちの知る限り、ヒトのFXSと腸内細菌叢との関係はまだ評価されていません。 しかし、Fragile X Online Registry with Accessible Database (FORWARD) 研究から得られたデータは、大豆ベースの乳児用調製粉乳の摂取が、自閉症、消化器疾患、アレルギー、および言語と自己に関連するより重度の自閉症行動の有病率の増加と関連していることを明らかにしました。 FXS患者における有害な行動。 大豆ベースの乳児用ミルクに切り替える理由として最も頻繁に挙げられたのは消化器疾患であり、FORWARD研究対象集団における使用率は25%と報告されており、これは一般集団よりも大幅に高いことに留意すべきである。 ASD および FXS における大豆誘発効果の根底にある考えられるメカニズムの 1 つは、腸内マイクロバイオームの変化が含まれる可能性があります。 さらに、FXS 動物モデルにおける腸内細菌叢の異常および/またはプロバイオティクスの役割を強調する前臨床研究がいくつかあります。 マウスとヒトの微生物叢は、細菌属全体で 89% の類似性を共有しています。これは、動物モデルでヒトの疾患をモデル化する場合、結果が現実的で種間で移行可能であることを意味します。 FXS はエピジェネティックな調節不全の顕著な例であり、知的障害 (ID) および自閉症スペクトラム障害 (ASD) の最も一般的な単一遺伝子性の原因を構成します。 この症候群は、CGG トリヌクレオチド リピートが 200 リピートを超えて伸長することで発生し、プロモーターと脆弱 X メッセンジャー リボ核タンパク質 1 (FMR1) 遺伝子の 5'-UTR 内のリピート領域の過剰メチル化による転写阻害が引き起こされます。 その結果として生じる、コードされた遺伝子産物であるFMRPの発現の欠如または減少が、FXSの発現を裏付けています。 FMRP の喪失を引き起こす DNA メチル化とヒストン修飾によって媒介される FMR1 のエピジェネティックなサイレンシングは、その影響をゲノム全体に拡大し、さまざまな非コーディング RNA に影響を与えます。 その結果、この破壊はシナプス可塑性とニューロン機能に重要な複数の遺伝子の転写に影響を及ぼし、FXS表現型に寄与します。 2022年に実施された研究では、2つの異なるマウスグループのエピジェネティックプロファイルを比較した。1グループは出生前発育中にロイテリ菌に曝露され、もう1グループはプラセボ治療を受けた。 研究は、神経機能への関与が知られている23の特定の遺伝子に焦点を当てた。 注目すべきことに、これら 2 つのグループ間では、メチル化パターンにおける実質的かつ統計的に有意な差異が確認されました。 観察されたメチル化の違いは、マウスモデルに固有の遺伝的変異の影響を受ける可能性があることを認識することが重要です。 この可能性にもかかわらず、これらの発見は、ランダムに分類された同腹子を含む対照群と実験群との間で検出された有意な差異から信頼性を獲得している。 その結果、研究者らは、結果が示唆するように、これらの発見は腸内細菌叢の変化の影響によるものであると考える傾向にあった。

2. 研究スケジュール この研究では、3 ～ 18 歳の 15 人の参加者を FXS に登録する予定です。男女ともに1年間の期間中に2025年1月までにすべての研究関連活動を完了する。 3か月の研究期間中、被験者はベオグラードの脳性麻痺・発達神経専門病院への3回の訪問、スクリーニング/ベースライン、6週間の訪問、および3か月の訪問に参加します。 さらに、研究の最初の 1 か月間は定期的な電話が週に 1 回行われます。 このトライアルは単一サイト設計です。 研究対象者の機密性を保護するために、すべての結果とデータは匿名化されます。

3.目的 主な目的

1. ラクトバチルス・カゼイ、ラクトバチルス・サリバリウス、ビフィドバクテリウム・ブレーベを含むプロバイオティクス混合物の有効性を評価するため、3～18歳の脆弱X症候群（FXS）の小児に1日1回、12週間経口投与する。彼らの行動と脳の処理について。

   二次的な目的

2. (i) ラクトバチルス カゼイ、ラクトバチルス サリバリウス、ビフィズス菌ブレーベを含むプロバイオティクス混合物を 1 日 1 回、12 週間経口投与することによるマイクロバイオームの変化と、(ii) FXS と診断された 3 ～ 18 歳の小児の行動症状との間の関連性の評価。

3. 以下の間の関連性の評価：（i）ラクトバチルス・カゼイ、ラクトバチルス・サリバリウスおよびビフィズス菌ブレーベを含むプロバイオティクス混合物を1日1回、12週間経口投与することによるマイクロバイオームの改変と、ii）脳のプロセシング（a. イベント関連の潜在的な慣れパラダイムとアイトラッカーを使用した社会的視線モニタリング。 b. FXS と診断された 3 歳から 18 歳の小児を対象とした EEG 分析）。

   呼気目的 1. 臨床につながる可能性のあるマイクロバイオーム組成の分析とその変化と修飾の評価 (ラクトバチルス カゼイ、ラクトバチルス サリバリウス、ビフィズス菌ブレーベを含むプロバイオティクス混合物を 1 日 1 回、12 週間経口投与) 4. 仮説: 毎日ラクトバチルス・カゼイ、ラクトバチルス・サリバリウス、ビフィドバクテリウム・ブレーベを含むプロバイオティクス混合物による介入は、(i) 重大なマイクロバイオームの変化（腸内微生物叢の多様性の増加と有益な細菌の方向への腸内微生物叢の組成の変化）、および（ii）その結果、臨床的効果をもたらします。 FXSと診断された3～18歳の男女問わず、3か月の治療期間中の症状の改善。

4. 仮説: ラクトバチルス・カゼイ、ラクトバチルス・サリバリウス、ビフィドバクテリウム・ブレーベを含むプロバイオティクス混合物を毎日使用すると、(i) マイクロバイオームの大幅な変化 (腸内微生物叢の多様性の増加と有益な細菌の方向への腸内微生物叢の組成の変化)、および (ii)その結果、FXSと診断された3～18歳の男女問わず、3か月の治療期間中に臨床症状が改善しました。
5. 研究デザイン。 これはマスキングを行わない非盲検試験であり、各参加者は3か月間（12週間）プロバイオティクスを摂取します。 単一グループでの課題となります。 このアプローチでは、参加者はプロバイオティクスの摂取前後にマイクロバイオームやその他のパラメーターを測定することで、自分自身の対照として行動します。 このデザインが選択されたのは、個人のマイクロバイオームが高度に個別化されているためです。 家族内であっても、個人が異なるマイクロバイオームを持っている場合があります。 個人のマイクロバイオームの独特な構成は、プロバイオティクスの有効性に影響を与える可能性があります。 したがって、ベースラインと 3 か月の研究期間の間の分析とスコアの変化が全員について評価されます。 具体的には、行動や脳処理の変化に関連する可能性のあるマイクロバイオームの変化が調査されます。 この研究は病院の治験審査委員会によって承認される予定です。

セルビアのベオグラードにある脳性麻痺・発達神経専門病院のフラジャイル X クリニック内で患者 (3 ～ 18 歳、男女最大 15 名) が募集され、研究に参加します (詳細情報は https:// fragilex.org/our-research/fragile-x-clinics/international-support-clinics/#serbia)。 ベースラインでは、詳細な病歴、身体的および神経学的検査が実施され、すべての投薬と医学的問題がすべての参加者について文書化されます。 最初の 4 週間、各患者はプロバイオティクスの忍容性と有害事象 (AE) を評価するために毎週電話を受けます。 訪問 2 は 6 週間後に、最後の訪問 3 は 12 週間の研究期間後に開催されます。 薬の変更も診察中に記録されます。 AE の検査と文書化は各来院時に繰り返され、CGI-I は来院 2 と最終来院 3 でスコアリングされます。転帰測定は、治療終了 3 か月後の最後のフォローアップ来院時に繰り返されます。 便サンプルは、ベースラインと最後の訪問時に 2 回収集されます。 マイクロバイオームの分析は、研究の最後に一度だけ実行され、すべてのサンプルが収集され、選択された研究室に送られます。 すべての学習手順の完全なスケジュールも以下の表形式で示します。 厳選されたプロバイオティクス。 すべての参加者は、(i) Lactobacillus casei BL 2401 (40%)、(ii) Lactobacillus salivarius BL 2201 (40%)、(iii) Bifidobacterium breve BL 3406 (20%) を含むプロバイオティクス混合物を受け取ります。 有効期限が切れた時点で、HPMC カプセル 1 つあたりの合計量は 5 x 109 CFU です。 これらの菌株は、フランス国立微生物文化コレクション (CNCM、コレクション国立微生物文化コレクション) に登録され、保存されています。 これらはEFSAのQPS（安全性の認定および推定）リストに掲載されており、食品および栄養製品への使用が安全であると考えられています。 その特性のおかげで、人間向けのこの菌株混合物は、免疫反応のバランスを取り、腸内微生物叢と腸管バリアを回復することを目的として、消化器疾患、皮膚疾患、呼吸器疾患、神経発達疾患の治療に役立ちます。 遺伝子マッピングを通じて、表現型基準 (形態、生化学的検査、生育条件) だけでなく、遺伝子型基準 (16S rDNA 配列決定) に従って菌株が同定されました。 3 つの特定の株のそれぞれについての in vitro 研究では、以下のことが検査および決定されました。(i) 消化管内の状態に対する耐性。 (ii) 腸粘膜細胞への接着。 (iii) 生存可能性と長期安定性。 (iv) 抗生物質耐性のための遺伝子導入がないこと。 (v) IL-10 の分泌を刺激する能力、および (vi) 病原性細菌の増殖の拮抗作用および阻害。

5. データと検体の管理と機密保持 対象者は、セルビアのベオグラードにある脳性麻痺および発達神経専門病院のフラジャイル X クリニックを通じて募集されます。 研究への参加に興味のある潜在的な被験者は、研究チームによって電話または現場で事前にスクリーニングされます。 これにより、潜在的な被験者が研究関連の質問をしたり、研究チームと研究について深く話し合ったりすることもできます。 被験者の医療記録の審査は限られた情報を目的としており、資格の有無を判断することのみを目的としています。 データは臨床的に示された手順に基づいたものであり、被験者へのリスクは最小限です。 研究者のみが医療記録にアクセスできます。 スクリーニング目的で医療記録を最初にレビューしないと、潜在的な被験者を特定し、研究への参加への該当性を確認することができません。 適格性が確認されたら、被験者は研究のために健康情報にアクセスして使用する許可を得るためにアプローチされます。各参加者の研究記録は研究カルテに保管され、機密性を保護するために被験者の情報は暗号化されます。 すべてのチャートは施錠されたキャビネットまたは施錠されたファイルルームに保管されます。 被験者の識別に使用される識別子は施錠されたオフィスおよび/または施錠されたキャビネットに保管され、個人情報を含む電子データベースは PI の研究チームのみがアクセスできる安全なコンピューター ネットワーク上に保管されます。 データ管理にはREDCap (Research Electronic Data Capture) システムを使用します。 r. REDCap システムは、安全な Web ベースのアプリケーションで構成されており、さまざまな種類の研究に使用できる柔軟性があり、ユーザーがデータを入力するための直感的なインターフェイスを提供し、リアルタイムの検証ルール (自動化されたデータ タイプと範囲のチェックを備えています) を備えています。 ) エントリー時に。 これらのシステムは、患者記録のレポート、監視、クエリのための監査証跡による簡単なデータ操作と、一般的な統計パッケージ (SPSS、SAS、Stata、R/S-Plus) への自動エクスポート メカニズムを提供します。 被験者の健康情報は、識別子とともに、研究が終了するまで、または直ちにアクセスする必要がなくなるまで、研究者とともに保管されます。 その後、情報は長期保存のためにレコードに転送される場合があります。 調査官または規制当局が情報を必要としなくなった場合（ただし、5 年以内）、文書は安全にシュレッダーにかけられます。 すべての研究担当者は研究記録、データ、標本にアクセスできます。 必要に応じて、治験審査委員会の代表者は研究の記録とデータにアクセスできるようになります。 登録された被験者には、研究担当者および治験審査委員会の代表者がその記録にアクセスできることが通知されます。 これは同意フォームに含まれ、同意プロセス中にも徹底的に検討されます。 すべての研究職員は、ヒトを対象とする研究に携わる研究者およびスタッフ向けの最新の GCP トレーニングを受けます。 さらに、被験者の個人情報および医療情報が秘密に保たれるようあらゆる努力が払われます。ただし、完全なプライバシーを保証することはできません。 法律で要求された場合、対象者の個人情報および医療情報が提供される場合があります。 たとえば、必要に応じて機密情報 (児童虐待など) を地方自治体に報告します。 結果とデータは患者の機密性を保護するために匿名化されます。 治療効果の分析は、ベースラインと 3 か月の研究期間の間の分析とスコアの変化に基づいて行われます。 予備データに基づいて選択された 3 か月のエンドポイントは、反応の変化やベースラインとフォローアップ措置の間の相関関係を評価するための合理的な治療期間を提供します。データ安全監視委員会 (DSMB) は、このような研究には必要ありません。プロバイオティクスの効果を調べる予定です。 データおよび/または検体保管記録、およびインフォームド・コンセントフォーム、臨床検査結果、医薬品在庫記録を含むこの研究の実施に関連する文書は、研究の完了または終了後、少なくとも 5 年間は研究責任者によって保管されなければなりません。または、関連する国または地方の保健当局が要求する期間のいずれか長い方の期間。 その期間が経過すると、現地の規制に従って文書は破棄される場合があります。 他の当事者に転送された記録は匿名化されます。 便サンプルの保管: マイクロバイオーム分析のために収集されたすべてのサンプルは匿名化され、被験者の研究 ID 番号と収集日時のみが含まれます。 生体サンプルは、生体サンプル用に定められたプロトコルに従って処理、保管、および破棄されます。

被験者の辞退 すべての被験者およびその親/法的権限を与えられた後見人は、いつでも、理由の如何を問わず、偏見なくこの研究への参加を自由に辞退できることが通知されます。 研究者は、被験者を研究に参加させ続けるためにあらゆる合理的な試みを行う必要があります。ただし、被験者が参加の同意を撤回した場合、被験者は研究から撤回されなければなりません。 研究者は、AEが離脱の原因である可能性を排除するために、予定された訪問に出席しなかった被験者に電話またはその他の手段で連絡を試みなければなりません。 これが原因である場合は、AE を文書化し、報告し、追跡する必要があります。 また、治験責任医師は、被験者にとって耐えられない、または受け入れられない治療効果の欠如、耐えられないまたは容認できないAE、併発疾患、研究手順の不遵守、管理上の理由、またはその他の理由により、いつでも被験者を研究から撤退する権利を有します。研究者の意見では、被験者の最善の利益を保護するためです。 被験者が研究完了前に中止された場合、中止の理由および中止日が適切な症例報告書に記録される。 研究を早期に終了した被験者について収集された情報、および血液および便のサンプルは、被験者の介護者がこの情報を分析から削除するよう特に要求しない限り、分析のために保管されます。 介護者は、同意プロセスの一環としてこのことを知らされるだけでなく、早期終了の場合にもこのことを思い出させられます。

被験者へのリスク 研究への参加により予想される最も一般的なリスクには、アンケート回答時、研究評価および検査時、さらには病歴や検査時における不安、フラストレーション、疲労または当惑が含まれます。 必要に応じて被験者に休憩が与えられます。 採血に関連するリスクには、打撲傷、痛み、および採血の針刺入部位でのわずかな感染リスクが含まれます。 この部位は抽選前に注意深く清掃され、適切な包帯がその領域に適用されます。 プロバイオティクスは、特に子供がプロバイオティクスを摂取し始めた最初の数日間に、軽度の胃の問題を引き起こす可能性があります。 子供は胃のむかつき、ガス、下痢を起こすことがあります。 通常、これらの症状は体が慣れると消えます。

最初の 1 か月間は、副作用の有無を評価するために研究担当者によって毎週電話が行われます。 。

被験者への潜在的利益 研究参加の潜在的利益は、FXS 患者にとって次のとおりです。 1. プロバイオティクスによる治療の結果、身体的健康、行動症状、および/または認知能力の改善を経験する可能性があります。 2. 神経心理学的評価を受け、その結果は要望に応じて参加者の家族に提供される場合があります。 3. 研究を通じて提供される健康診断を受けます。 さらに、この研究の一環として完全な血球計算が行われます。 参加者には、必要に応じて健康診断または CBC のいずれかから臨床的に重要な所見が通知されます4。 研究を通じて提供されるマイクロバイオーム分析を受け取ります。 参加者には臨床的に重要な所見が通知されます。 5. これらの研究が、FXS 患者の対象となる治療選択肢の拡大につながる可能性のある科学的知識に貢献していることを理解するものとします。

参加によるその他のメリットは期待できません。