크론병 환자의 1도 친척의 "새는" 장을 줄이기 위한 프리바이오틱스와 식이요법

1. 배경:

   크론병(CD)은 약 130,000명의 캐나다인에게 영향을 미치는 만성 장 염증입니다. 발병률과 유병률은 전 세계적으로 증가하고 있습니다. 질병 병인은 알려져 있지 않습니다. 그러나 그 병인은 유전적으로 민감한 숙주의 환경 요인에 의해 영향을 받는 공생 장내 세균에 의해 매개되는 것으로 생각됩니다. CD에 대한 감수성은 염증성 장질환(IBD)의 가족력이 있는 환자의 최대 12%로 강력한 유전적 요소를 가지고 있다는 것이 잘 확립되어 있습니다. GWAS(Genome-wide 연관 연구)는 IBD와 관련된 230개 이상의 단일 염기 다형성(SNP)을 확인했습니다. 그러나 위험과 관련된 SNP는 관찰된 IBD 유전성의 일부만을 설명하는 것으로 보이며, 이러한 위험 대립 유전자를 보유하는 많은 건강한 개인 및 크론병 환자의 친척이 질병을 발병하지 않기 때문입니다.

   크론병 병인과도 관련이 있는 장내 미생물도 어느 정도 유전됩니다. 장내 박테리아의 최대 1/3이 유전되어 미생물 프로파일의 개별 가변성을 형성하는 특정 숙주 유전 변이의 가능성을 높입니다. 582명의 건강한 개인을 대상으로 한 연구에서 IBD에 대한 높은 유전적 위험이 부티레이트 생성 Roseburia의 상대적 풍부도 감소와 관련이 있음을 발견했습니다. 식단은 독립적으로 장내 미생물에 장단기적으로 영향을 미칠 수 있습니다. IBD에 대한 인구 기반 연구는 총 지방, n-6 고도불포화 지방산(PUFA) 및 육류의 높은 식이 섭취가 IBD의 위험 증가와 강한 연관성이 있는 반면, 과일 및 채소의 높은 섭취는 그 위험을 감소시킨다는 것을 보여줍니다. 동물 연구에서는 소장에서 Paneth 세포 면적 감소 및 항균 펩타이드 생산 감소를 포함하여 대장염에서 고지방식이의 발병기전의 기본 메커니즘을 설명했습니다. 소장의 술잔 세포에 의한 술잔 세포 수 감소 및 점액 분비 감소; 증가된 소장 투과성으로 추가 설명되는 회장의 occludin과 같은 밀착 연접 단백질의 감소된 수준; 결장에서 증가된 IL-6 분비; 마지막으로 대변에 있는 Atopobium 및 Proteobacteria와 같은 병원체의 풍부함을 확장했습니다. 이 데이터는 고지방식이(서양식의 예)가 장내 면역 및 장벽 기능에 중요한 영향을 미치며, 장내세균불균형 및 병원체 확장을 유도하여 최종적으로 염증성 장질환 발병의 소인이 될 수 있음을 시사합니다.

   N-6 PUFA는 IBD의 위험 인자로 확인되었습니다. 캐나다 식품 가이드에서 권장하는 식물성 기름의 소비 증가로 인해 캐나다인은 현재 n-6 PUFA에서 5-10%의 식이 에너지를 소비합니다. 한편 항염증 작용이 있는 n-3 PUFA(docosahexaenoic acid 및 eicosapentaenoic acid)의 섭취는 식이 에너지의 0.15%에 불과합니다. n-6 및 n-3 PUFA는 모두 염증을 조절하지만 양극화 수단으로 작용하는 에이코사노이드의 전구체입니다. N-6 PUFA는 전 염증성 계열 2 프로스타글란딘(예: 프로스타글란딘 E2, PGE2), 트롬복산 및 계열 4 류코트리엔의 생성을 촉진하고 여러 모델에서 쥐 대장염을 악화시켰습니다. 대조적으로, n-3 PUFA는 시리즈 3 PGE, 시리즈 5 류코트리엔 및 염증 매개체의 손상 부위로의 전좌를 감소시키는 리졸빈으로 이어지는 항염증 특성을 가지고 있습니다. 그러나 임상 연구는 IBD에서 n-3 PUFA의 공급원으로 어유를 사용하는 것에 대해 상충되는 결과를 보여주었습니다. 이전에는 어유가 n-6 PUFA가 풍부한 식이에 첨가되었을 때 생쥐의 감염성 대장염 동안 장내 병원체를 풍부하게 하고 사망률을 악화시킬 수 있는 것으로 나타났습니다. 따라서 n-6 PUFA는 감소하지만 섬유소 섭취량은 더 많은 식이요법이 IBD를 보호하는 것으로 제안됩니다.

   증가된 소장 투과성 또는 소위 "장 누수"는 비만, 제2형 당뇨병 및 IBD와 같은 많은 만성 질환과 관련이 있습니다. 증가된 장 투과성은 또한 크론병 환자의 건강한 1촌 친척(FDR)에 대한 10년 종적 연구 모집단의 최대 20%에서 확인된 CD의 잠재적인 병인 위험 요소 중 하나입니다. 또한 고지방, 고포도당 또는 고과당 식단과 같은 특정 식단은 장벽 기능 장애를 일으키고 장 투과성을 증가시켜 대사성 내독소혈증 및 만성 장 염증이 발생할 위험을 증가시킬 수 있습니다. 대조적으로, 소장 투과성을 감소시키면 실험적 대장염이 약화됩니다. 이러한 결과는 장 투과성의 감소가 CD 환자의 FDR에서 CD 발병으로 이어지는 위험 요소를 감소시킬 수 있음을 시사합니다.

   동물 모델과 건강한 지원자를 대상으로 실시한 연구에서 β-프럭탄 섭취 후 장 투과성 감소가 설명되었습니다. 그러나 실험적 IBD에서 프리바이오틱스 효능은 또한 배경 식이 구성에 따라 달라집니다. 우리는 최근 HLA-B27 쥐 대장염에서 β-fructans 보호 효과가 n-6 및 n-3 PUFA 섭취에 의해 조절된다는 것을 발견했습니다. 이 데이터는 β-프럭탄 유형의 프리바이오틱스가 유익하다는 것을 강조하지만 배경 식이 지질 구성이 임상 결과를 조절할 수 있음을 시사합니다. 대부분의 캐나다인은 높은 n-6/낮은 n-3 PUFA 식이를 섭취하기 때문에 n-3 PUFA를 포함한 지방산의 조합이 β-프럭탄에 대한 n-6 PUFA 효과를 압도하고 (더 나아가) 임상 반응을 개선할 것이라고 제안합니다.

2. 연구 가설 및 목적:

실험 모델과 건강한 참여자를 대상으로 한 임상 연구에서 나타난 장 투과성 감소 및 장 면역 조절에 대한 β-프럭탄의 효능과 장내 미생물군집, 대장염 발달 및 프리바이오틱스 활동에 대한 식이 효과에 기초하여, 우리는 β-프럭탄이 조합된 높은 n-3 PUFA/낮은 n-6 PUFA 식단(지중해식 식단과 유사)은 장내 미생물 대사 개선과 관련하여 CD 환자의 FDR에서 소장 투과성을 줄이고 만성 장 염증을 예방할 수 있습니다.

이 가설을 달성하기 위해 다음과 같은 목표를 제안합니다.

1. β-프럭탄의 경구 투여와 식이 변화가 비정상적인 투과성을 가진 FDR에서 소장 투과성을 개선할 수 있는지 평가합니다(요로 배출된 락툴로오스 및 만니톨로 측정).
2. 순환하는 조눌린, 글루카곤 유사 펩타이드 2(GLP-2) 및 혈장 내독소의 변화뿐만 아니라 장내 미생물 구성 및 단쇄 지방산 생성의 변화와 같은 투과성 변화와 관련된 보호 메커니즘을 평가합니다.
3. 연구 설계:

참가자(CD 환자의 직계 가족, 총 40명)는 무작위로 β-프럭탄(1:1 비율의 올리고프럭토스 강화 이눌린, Prebiotin® 12g, Jackson GI에서 제공하는 Orafti®Synergy1과 동일)을 받도록 배정됩니다. 의료), 또는 위약(소화성 말토덱스트린, 일일 복용량 5g, 등칼로리에서 12g/d Prebiotin®) 및 식이 중재. n-3 및 n-6 PUFA 섭취를 조절하기 위해 참가자는 공인 영양사로부터 영양 상담을 받게 됩니다. n-3 PUFA, 포화 지방산(SFA) 및 단일불포화 지방산(MUFA)이 증가하고 n-6 PUFA 식품 섭취가 감소된 지중해 식단 패턴(MDP)(이하 "낮은 n-6 PUFA 식단"이라고도 함)은 적합한 낮은 n-6 PUFA 식단으로 채택되었습니다. "낮은 n-6 PUFA 다이어트"에 배정되지 않는 참가자는 캐나다 식품 가이드 권장 사항("컨트롤 다이어트")을 따르도록 조언받을 것입니다. 따라서 이 위약 대조 연구는 각 팔에 20명의 참가자가 있는 2개의 개입 그룹을 포함합니다: 1) 프리비오틴 + "저 n-6 PUFA 다이어트"; 2) 플라시보 + 컨트롤 다이어트

장 투과성은 락툴로오스/만니톨 비율(0주 및 6주차)과 조눌린, 글루카곤 유사 펩티드 2(GLP-2) 및 지질다당류(LPS)를 포함하는 장 투과성에 대한 혈청/혈장 마커(0주차)를 사용하여 평가됩니다. 6). 우리는 또한 분변 미생물 구성 및 활동(분변 단쇄 지방산 및 담즙산)에 대한 프리바이오틱 제품 및 식이의 효과를 연구할 것입니다(0주 및 6주). 부작용/소화불량 및 위장관 습관(0주, 3주 및 6주)과 관련된 설문지를 사용하여 FDR에서 이러한 프리바이오틱스의 안전성 및 내약성에 주의를 기울일 것입니다.

식이 요법도 중재 연구의 일부이며 장 투과성과 프리바이오틱 활동에서 역할을 하는 것으로 생각되기 때문에 모든 참가자는 식이 상담을 받고 권장 식단을 준수해야 합니다. 장기간의 식이 섭취는 개인의 박테리아 분류군과 관련이 있으므로 식이 개입 전에 이를 정량화하는 것이 중요합니다. 참가자는 지난 1년 동안 연구 전 식단(습관적 식단)을 평가하기 위한 음식 빈도 설문지인 Canadian Diet History Questionnaire II(C-DHQ II)의 온라인 버전을 작성하게 됩니다. 다이어트에 대한 준수 여부를 평가하기 위해 참가자는 검증된 24시간 다이어트 리콜인 Automated Self-Administered 24-hour(ASA24-Canada-2016)의 캐나다 적응을 완료합니다. 연구 영양사는 식단 변경을 지원하기 위해 리콜을 검토하고 결과에 따라 참가자에게 피드백을 제공합니다. 또한 참가자는 지중해 식단 서빙 점수(MDSS)를 완료하게 됩니다. MDSS는 식품 1인분 및 식품군 소비를 기반으로 MDP 순응도를 측정하는 데 사용되는 검증된 도구입니다. ASA-24 및 MDSS는 연구 0, 3 및 6주에 완료됩니다.

이 연구는 기준선으로부터 6주 동안 진행되며 연구 참가자는 식이 상담 및 개입 외에도 프리바이오틱스 치료 또는 위약(말토덱스트린)을 받게 됩니다.

쥐의 대장염 모델과 궤양성 대장염(UC) 환자에서 올리고프럭토스가 풍부한 이눌린의 경구 섭취는 분변 비피도박테리아를 증가시킬 수 있었고 잠재적으로 보호적인 부티레이트 생성 박테리아와 결장에서의 부티레이트 생산을 증가시키고 더 많은 항 염증 프로필을 선호합니다. 현재 제안된 연구에서 우리는 프리바이오틱스와 식단에 의해 유발된 그러한 미생물 변화가 CD 발병 위험이 있는 건강한 인구의 소장 투과성 감소와 관련이 있는지 평가할 것입니다. 따라서 우리는 연구 시작과 종료 시 소장 투과성을 측정할 뿐만 아니라 실험 전반에 걸쳐 대변, 혈액/혈청 및 소변 표본을 수집할 것입니다.

소장 투과성 증가는 또한 아스피린과 이부프로펜을 포함한 비스테로이드성 항염증제(NSAID)와 같이 광범위하게 사용되는 일부 약물에 의해 유발될 수 있습니다. 사실상 모든 연구는 모든 기존의 NSAID가 섭취 후 24시간 이내에 인간의 장 투과성을 증가시키고 이는 장기간 복용했을 때 똑같이 분명하다는 데 동의합니다. 이 교란 요인을 통제하기 위해 매일 NSAID를 복용하는 개인을 제외할 것입니다. 또한 선별 투과도 검사 1주일 전에 비스테로이드성 소염진통제 복용을 중단하도록 참가자들에게 요청할 것입니다.