胆嚢切除術における腸管準備と腸内細菌叢に対するPEG下剤

腸内細菌叢のディスバイオーシスは、様々な消化器疾患および代謝性疾患に関与していると考えられています。 ポリエチレングリコール（PEG）系下剤は、大腸内視鏡検査前の腸管洗浄のために日常的に投与されており、一過性の浸透圧性下痢を誘発し、動物モデルでは微生物叢の組成と機能に長期的な変化を引き起こすことが示されています。 一方、最も頻繁に行われる腹部手術の一つである胆嚢摘出術は、胆汁酸の流れと腸肝循環を変化させ、腸内微生物生態系を調節し、術後下痢や大腸腫瘍のリスク増加と関連しています。 これらの独立した影響にもかかわらず、胆嚢摘出術とPEG系腸管洗浄がヒトの腸内細菌叢に及ぼす複合的な影響は、体系的に調査されていません。

本研究は、華中科技大学同済医院で実施される前向き、並行群、観察コホート研究です。 合計約20名の参加者を募集し、2つの群に割り付けます：胆嚢摘出群（登録の少なくとも6か月前に胆嚢摘出術を受けており、スクリーニングまたはサーベイランスの大腸内視鏡検査を予定している個人）と、対照群（年齢と性別を一致させた胆嚢を有する個人で、同様に大腸内視鏡検査を予定している個人）です。

適格参加者は18歳から75歳で、主要臓器疾患の既往がなく、登録前6か月以内に抗生物質、プロバイオティクス、またはプレバイオティクスを使用しておらず、大腸内視鏡検査またはPEG摂取に対する禁忌がないことが条件です。 除外基準には、妊娠、重篤な心肺機能不全、精神障害、および便収集手順に従えないことが含まれます。

すべての参加者は、通常の臨床診療に従い、2-4 LのPEG-4000/3350溶液を用いた標準的な腸管洗浄を受けます。 実験的な介入は行われません。

便検体（各約10 g）は、参加者が自宅で提供された収集キットを用いて、5つの事前に設定された時点で自己収集します：腸管洗浄前3日以内（ベースライン）、大腸内視鏡検査後の最初の非水様便時、および大腸内視鏡検査後1か月、3か月、6か月時点です（1か月時点は±7日、3か月および6か月時点は±14日の許容期間があります）。 検体はDNA抽出まで直ちに-80°Cで凍結保存されます。 糞便ゲノムDNAは、DNBSEQ-T7プラットフォームでショットガンメタゲノムシーケンシングに供されます。 生リードはfastpを用いてアダプター汚染および低品質配列を除去するフィルタリングが行われます。 高品質リードはヒトゲノムにマッピングして宿主DNAを除外し、残りのリードは、MetaPhlAnまたはKraken2/Brackenを用いた分類学的プロファイリング、およびUniRef90およびKEGGデータベースに対するHUMAnN3を用いた機能的プロファイリングに使用されます。

主要評価項目は、腸内細菌叢のα多様性（Shannon、Simpson、Chao1指数で測定）およびβ多様性（Bray-Curtis非類似度およびUniFrac距離で評価）の変化であり、5つの時点における群内および群間で評価されます。

二次評価項目には、特定の分類群（例えば、門レベルでのFirmicutes/Bacteroidetes比および酪酸産生属）の時間的動態、種および機能的経路（KEGGモジュールおよびMetaCyc反応を含む）の量的差異、および微生物叢組成の変化と臨床パラメータ（例えば、胆嚢摘出術からの経過時間および排便頻度）との相関が含まれます。

すべての統計解析はRを使用して行われます。時間経過に伴う群内比較は、Friedman検定または反復測定分散分析（またはそれらに相当するノンパラメトリック検定）で評価され、その後、偽発見率補正を伴う事後の対比較Wilcoxon符号順位検定が行われます。 各時点における群間比較は、Mann-Whitney U検定または潜在的交絡因子を調整した線形混合効果モデルを用いて分析されます。 Bray-Curtis距離に基づく主座標分析により群の分離を可視化し、順列多変量分散分析により有意なクラスタリングを検定します。 線形判別分析効果量により群間で量的に異なる分類群を同定し、LDAスコア閾値>2.0およびp<0.05を使用します。

本研究計画は、華中科技大学同済医学院同済医院の医学倫理委員会の承認を得ています。 書面によるインフォームドコンセントは、すべての参加者から登録前に取得されます。 結果は、査読付き論文および学術会議を通じて公表されます。

胆嚢摘出術を受けた個人と受けていない個人の腸内細菌叢を、同一の腸管洗浄レジメンに曝露した状態で縦断的に解析することにより、本研究は、事前の胆嚢摘出が患者をより重度または長期的なPEG誘発性ディスバイオーシスに predispose するかどうかを明らかにします。 本研究の知見は、この増加する患者集団において、個別化された腸管洗浄プロトコルまたは微生物叢を標的とした介入（プロバイオティクスや大腸内視鏡検査後の食事指導など）に対する微生物学的根拠を提供する可能性があります。