気管支拡張症におけるメタボロミクスと不安・うつ病の相関関係に関する研究

非嚢胞性線維症気管支拡張症は、一般的な肺疾患です。 気管支拡張症の再発性急性増悪は、肺機能を著しく損ない、肺容量の低下を加速させ、生活の質を低下させ、生存期間を短縮させる可能性があります。 これまでの研究では、肺機能の悪化や緑膿菌感染などの要因が急性増悪に寄与することが明らかになっていますが、これらの要因を排除しても気管支拡張症患者の増悪を完全には防げません。 現在の研究では、気管支拡張症患者の20〜40％が不安や抑うつを経験していることが示唆されています。 これらの状態は、疾患増悪のリスク増加と関連しており、特に抑うつは初回増悪までの時間の短縮と関連しています。 したがって、疾患の進行における不安や抑うつの内在的な役割を調査することは重要です。

組み入れ基準と除外基準に従い、本研究は、2025年12月20日から2030年12月31日までの間に、華中科技大学同済医学院協和病院、貴州省人民病院、および宜昌中心病院で気管支拡張症と診断された参加者を募集します。 研究計画は各病院の研究倫理委員会によって承認されました。 組み入れ時には、以下の人口統計学的情報が収集されます：性別、年齢、身長（メートル単位）、体重（キログラム単位）。 病歴、過去の増悪、血液検査結果（完全血球計算および生化学的パラメータを含む）も初回診察時に取得されます。 病原体検査結果も記録されます。 さらに、肺機能検査（例：予測FEV1％）および高分解能コンピュータ断層撮影（HRCT）スキャンが実施されます。 患者の呼吸困難は修正MRC呼吸困難スケール（mMRC）を用いて評価され、不安および抑うつ状態は病院不安抑うつ尺度（HADS）を用いて評価されます。 インフォームドコンセントを得て、血液、痰、便を含む生体サンプルが収集されました。 参加者は組み入れ後3ヶ月ごとに追跡調査を受け、増悪頻度、入院エピソード、生存状態の記録が維持されました。 データ収集完了後、血液、痰、便を含むサンプルに対してメタボロミクス分析が実施され、患者の不安および抑うつ状態が前述のメタボロミクス所見と関連するかどうかを調査し、対応するバイオマーカーを特定し、気管支拡張症の進行における不安および抑うつの役割を分析します。

材料と方法

1. データ収集 組み入れ基準と除外基準

   組み入れ基準：

   • 年齢≥18歳
   • 参加者の肺画像所見および臨床症状が気管支拡張症の診断基準を満たしている
   • 臨床的に安定している（組み入れ前4週間以内に抗生物質または経口コルチコステロイドを使用していない）
   • 同意書に署名し、研究に参加する意思がある患者

   除外基準：

   • 年齢＜18歳
   • 気管支拡張症の診断基準を満たさない
   • 嚢胞性線維症または過去の肺移植の既往がある参加者
   • 心臓、脳、肝臓、腎臓などの重要臓器機能障害により研究に協力できない、または併存する重篤な疾患により研究に参加できない参加者
   • 活動性疾患（活動性結核、活動性アレルギー性気管支肺アスペルギルス症、活動性非結核性抗酸菌感染症、悪性腫瘍、または肺線維症に関連する二次性牽引性気管支拡張症を含む）を有する参加者
   • 妊娠中または授乳中の女性
   • インフォームドコンセントを提供できない、または臨床研究への参加を拒否する者

   患者の人口統計学的指標および臨床検査結果の収集。 参加者組み入れ時に、人口統計学的指標（年齢、身長、体重）、mMRCスコア、臨床検査結果、肺機能（予測FEV1％）、放射線学的スコア（修正Reiffスコア、Bhallaスコア）が収集されました。

   不安および抑うつ状態の評価：全ての患者にベースラインで病院不安抑うつ尺度（HADS）の記入を依頼しました。 各下位尺度（HADS抑うつおよび不安）のスコアは0〜21点で、スコア≥8点は抑うつまたは不安の可能性を示唆します。

   疾患重症度の評価：疾患重症度は気管支拡張症重症度指数（BSI）を用いて評価されました。

2. メタボロミクス実験方法メタボロミクス実験方法 2.1 サンプル調製 収集したサンプル50μLを氷上で解凍し、内部標準物質（1μg/mL）を含む冷メタノール:アセトニトリル（1:1、v/v）200μLと混合しました。 混合物を激しくボルテックスし、-20℃で2時間インキュベートした後、4℃、14,000gで15分間遠心分離しました。 上清を新しいバイアルに移し、LC-MS分析に供しました。 全ての個別サンプルから等量を混合してプール品質管理（QC）サンプルを調製しました。

   2.2 LC-MS分析 クロマトグラフィー分離は、Waters ACQUITY UPLCシステムを用い、HSS T3カラム（2.1×100 mm、1.8μm）を40℃に維持して実施しました。 移動相は、（A）0.1%ギ酸含有水および（B）0.1%ギ酸含有アセトニトリルから構成されました。 以下の線形勾配を適用しました：0-2分、2% B；2-10分、2%から98% B；10-12分、98% B；12-12.1分、98%から2% B；12.1-15分、2% B。流速は0.4 mL/分、注入量は2μLでした。

   質量分析は、SCIEX TripleTOF 6600+システムを用い、陽性および陰性ESIモードの両方で操作しました。 パラメータは以下のように設定されました：イオンソースガス1：60 psi、イオンソースガス2：60 psi、カーテンガス：35 psi、ソース温度：550℃、イオンスプレー電圧：±5500 V。データは情報依存取得（IDA）モードで取得されました。

   2.3 データ処理および多変量統計解析 生データファイルは、MS-DIALソフトウェアを用いてピーク検出、アライメント、内部標準物質に対する正規化を実施しました。 得られたデータマトリックスは、多変量解析のためにSIMCA-Pソフトウェア（v16.0、Umetrics、スウェーデン）にインポートされました。 PCAおよびOPLS-DAの前に、単位分散スケーリングおよび平均センタリングが適用されました。 OPLS-DAモデルは200回の順列検定によって検証されました。

   OPLS-DAモデルからの変数重要度（VIP）＞1.0および一変量Studentのt検定からのp値＜0.05の代謝物は、統計的に有意と見なされました。

   2.4 代謝物同定 有意な代謝物は、正確な質量（質量誤差＜10 ppm）およびMS/MSスペクトルをHMDBデータベースのエントリと比較することによって同定されました。 可能な限り、真正標準物質との比較によって同定が確認されました（信頼度レベル1）。

3. 臨床データ統計解析および方法：

研究期間中に得られたデータは事前に整理されました。 連続データについては、まず正規性検定を実施しました。 全ての群が正規性を満たす場合、群間比較にはStudentのt検定が使用されました。 それ以外の場合、ノンパラメトリックなWilcoxon順位和検定が考慮されました。 カテゴリカル変数については、χ²検定が使用されました。 統計的に有意なデータは多変量ロジスティック回帰分析に供されました。 P＜0.05が統計的に有意と見なされました。

全てのデータの統計解析は、SPSS（IBM SPSS Statistics 26.0、SPSS Inc.、シカゴ、IL）およびR言語（バージョン4.1.3、www.R-project.org/）を用いて実施されました。 全ての統計検定は両側検定であり、統計的有意水準は0.05に設定されました。