항생제 사용 후 장내 마이크로바이옴의 탄수화물에 의한 탄력성 (CARMA)
장내 마이크로바이옴은 다양한 기능을 가진 복잡한 생태계이며 인체의 여러 과정에 영향을 미칠 수 있는 것으로 생각됩니다. 결과적으로 장내 마이크로바이옴의 구성과 활동은 많은 요인의 영향을 받습니다.
항생제는 세균 감염을 치료하는 데 매우 효과적일 수 있지만 건강에 해로운 영향을 주기도 합니다. 이전 연구에서는 항생제가 공생 박테리아를 파괴함으로써 인간의 장내 미생물 군집 구성을 방해한다는 사실을 이미 보여주었습니다. 마이크로바이옴이 숙주 대사에 영향을 미친다는 것이 잘 알려져 있기 때문에 건강한 마이크로바이옴의 교란(dysbiosis)이 질병을 일으키는 것으로 생각됩니다.
반면에 프리바이오틱스는 장내 미생물 군집에 유익합니다. 이러한 소위 난소화성 섬유질은 식품에 자연적으로 존재하지만 인체에서 대사될 수 없습니다. 사람의 내장에 있는 많은 박테리아는 이러한 섬유질을 발효시킬 수 있으며 이후 신체의 나머지 부분에 유익한 제품을 생산합니다. 이 외에도 섬유질 섭취는 인간 장내 공생 박테리아의 성장을 자극합니다.
프리바이오틱스가 장내 미생물군과 일반 건강에 유익한 효과가 있다는 것이 점점 더 분명해지고 있지만, 장내 미생물군이 항생제에 의해 교란된 후에 프리바이오틱스 보충의 유익한 효과가 어느 정도까지 발생하는지는 여전히 불분명합니다. 우리는 항생제 사용 후 프리바이오틱스 보충이 위약에 비해 건강한 상태로 장내 미생물 군집의 회복을 개선할 것이라는 가설을 세웁니다.
연구 개요
상세 설명
이 이중 맹검, 무작위 위약 대조 연구에서, 40명의 과체중이지만 건강한 성인이 먼저 장내 미생물을 교란시키기 위해 7일 동안 반코마이신을 투여받습니다(하루 3회 500mg). 그런 다음 다음 8주 동안 소화되지 않는 섬유질 보충제(분류됨) 또는 위약을 받게 됩니다. 모든 연구 매개변수는 최소화를 사용하여 피험자가 할당되는 두 개의 병렬 그룹으로 평가됩니다.
1차 심사 후 참가자들은 11주 동안 총 6번 대학을 방문해야 합니다. 기준선에서 항생제 사용 후 및 보충 기간 후에 임상 조사일이 실시됩니다. 나머지 3회 방문은 보충 기간(보충 2주, 4주 및 6주) 동안 짧은 방문입니다. 참가자는 대학 방문 전에 매일 배설물을 수집해야 합니다.
임상 조사 기간 동안 금식 상태에서 복부 피하 지방 조직을 채취합니다. 참가자는 또한 인슐린 감수성을 평가하기 위해 7점 경구 포도당 내성 테스트를 수행합니다. 또한 지방 대사 지표, 단쇄 지방산, 장 호르몬 및 염증 지표를 평가하기 위해 공복 상태에서 혈액 샘플을 채취합니다. 참가자는 수집된 대변을 제출하고 대변 일관성, 대변 빈도 및 신체 활동에 관한 설문지를 작성해야 합니다. 마지막으로 3일간의 음식 일기를 작성하여 제출해야 합니다.
보충 기간 중 남은 3회 방문 시 참가자는 채취한 대변과 식사 일지를 제출하고 설문지를 작성합니다.
이 6번의 방문을 위해 참가자는 약 14시간을 투자해야 합니다.
연구 유형
등록 (실제)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
연구 장소
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Maastricht, 네덜란드, 6200MD
- Department of Human Biology, Maastricht University Medical Centre
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
연구 대상 성별
설명
포함 기준:
- 과체중 또는 비만(BMI: 25 - 35kg/m^2)
- 코카서스 사람
- 지난 3개월 동안 안정적인 체중(< 3kg 변화)
제외 기준:
- 반코마이신 또는 기타 글리코펩티드 항생제에 대한 알려진 알레르기 반응;
- 당뇨병 전단계, 당뇨병, 심혈관 질환, 신장 질환, 청력 장애, 암, 천식 또는 기관지염, 간 기능 부전, 포도당 내성에 영향을 미치는 질병, 기대 수명이 5년 미만인 주요 질병, 위장관 질환 또는 복부 수술;
- 제품 남용; 알코올 및 약물, 과도한 니코틴 사용(하루에 > 20 개비);
- 완하 제품의 정기적인 사용;
- 지난 3개월 동안 항생제 사용;
- 프리바이오틱스 또는 프로바이오틱스 제품의 정기적인 보충, 연구 시작 3개월 전 프리바이오틱스 또는 프로바이오틱스 사용;
- 체중 감량을 계획 중이거나 현재 저칼로리 식단을 따르고 있습니다.
- 채식을 따르십시오.
- 일주일에 3시간 이상 조직화된 스포츠 활동에 참여;
- 청력 손실 또는 기타 청력 문제로 고통받는 경우
- 현재 임신 중이거나 임신을 계획 중이거나 현재 모유 수유 중입니다.
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 치료
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 병렬 할당
- 마스킹: 더블
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: 난소화성 섬유소 보충
참가자는 8주 동안 소화되지 않는 섬유질 보충제(분류)를 받게 됩니다.
하루에 세 번 식사 중에 섬유질 가루를 섭취합니다.
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참가자는 8주 동안 하루에 12g의 난소화성 섬유소 분말을 섭취해야 합니다.
하루 세 번 식사와 함께 4g의 분말을 섭취합니다.
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위약 비교기: 위약 보충
참가자는 8주 동안 위약 보충제(말토덱스트린)를 받게 됩니다.
하루에 세 번 식사 중에 섬유질 가루를 섭취합니다.
섭취한 말토덱스트린의 양은 소화되지 않는 섬유질의 양과 같은 열량입니다.
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참가자는 8주 동안 매일 6g의 위약 분말을 섭취하도록 요청받습니다.
하루 세 번 식사와 함께 2g의 분말을 섭취합니다.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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장내 미생물 구성
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용(1주) 후 장내 미생물 구성의 변화 및 위약과 비교하여 섬유질 보충(3주, 5주, 7주 및 9주) 동안 미생물 조성의 변화.
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배설물 샘플은 기준선, 1주, 3주, 5주, 7주 및 9주차에 수집됩니다. 미생물 DNA가 추출되고 미생물 구성이 차세대 시퀀싱으로 분석됩니다. 항생제 사용의 효과를 평가하기 위해 1주째 장내 미생물 구성을 기준선과 비교합니다. 보충 기간(3주, 5주, 7주 및 9주) 동안의 미생물 조성을 두 연구 부문 간에 비교하여 난소화 섬유의 회복 가능성을 평가합니다. |
베이스라인 대비 항생제 사용(1주) 후 장내 미생물 구성의 변화 및 위약과 비교하여 섬유질 보충(3주, 5주, 7주 및 9주) 동안 미생물 조성의 변화.
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장내 미생물 활동
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용(1주) 후 장내 미생물 활동의 변화 및 위약과 비교하여 섬유질 보충(3, 5, 7, 9주) 동안 미생물 활동의 변화.
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배설물 샘플은 기준선, 1주, 3주, 5주, 7주 및 9주에 수집됩니다. 미생물 단백질은 추출 후 질량 분석법(MS)으로 분석됩니다. 항생제 사용의 효과를 평가하기 위해 1주째 장내 미생물총 활동을 기준선과 비교합니다. 보충 기간(3주, 5주, 7주 및 9주) 동안의 미생물 활동을 두 연구 부문 간에 비교하여 난소화성 섬유소의 회복 가능성을 평가합니다. |
베이스라인 대비 항생제 사용(1주) 후 장내 미생물 활동의 변화 및 위약과 비교하여 섬유질 보충(3, 5, 7, 9주) 동안 미생물 활동의 변화.
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분변 단쇄 지방산(SCFA)
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용(1주) 후 대변 SCFA 수치의 변화 및 위약과 비교하여 섬유질 보충(3, 5, 7 및 9주) 동안 대변 SCFA 수치의 변화.
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배설물 샘플은 기준선, 1주, 3주, 5주, 7주 및 9주에 수집됩니다. 배설물 SCFA 수준은 가스 크로마토그래피 MS를 사용하여 분석됩니다. 항생제 사용의 효과를 평가하기 위해 1주의 대변 SCFA 수준을 기준선 수준과 비교합니다. 보충 기간(3주, 5주, 7주 및 9주) 동안 대변의 SCFA 수준을 두 연구 부문 간에 비교하여 난소화성 섬유소의 회복 가능성을 평가합니다. |
베이스라인 대비 항생제 사용(1주) 후 대변 SCFA 수치의 변화 및 위약과 비교하여 섬유질 보충(3, 5, 7 및 9주) 동안 대변 SCFA 수치의 변화.
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저항성 분석
기간: 베이스라인과 비교하여 항생제 사용 후(1주) ARG 존재의 변화 & 위약과 비교하여 섬유질 보충 중(3, 5, 7, 9주) ARG 존재의 변화.
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기준선, 1주, 3주, 5주, 7주 및 9주차에 배설물 샘플을 수집합니다. 미생물 DNA를 추출하고 특정 항생제 내성 유전자(ARG)를 표적으로 하는 qPCR을 통해 저항체 분석을 수행합니다. 항생제 사용의 효과를 평가하기 위해 1주차에 ARG의 존재를 기준선과 비교합니다. 보충 기간(3주, 5주, 7주 및 9주) 동안 ARG 존재를 두 연구 부문 간에 비교하여 난소화성 섬유소의 효과를 평가할 것입니다. |
베이스라인과 비교하여 항생제 사용 후(1주) ARG 존재의 변화 & 위약과 비교하여 섬유질 보충 중(3, 5, 7, 9주) ARG 존재의 변화.
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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체질량 지수
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교한 8주 난소화성 섬유질 보충 후 BMI의 변화.
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임상 조사일(기준선, 1주 및 9주)에 체질량 지수가 측정됩니다.
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베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교한 8주 난소화성 섬유질 보충 후 BMI의 변화.
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인슐린 감수성
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약 대비 8주 난소화성 섬유질 보충 후 인슐린 감수성의 변화.
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임상 조사 3일차에 인슐린 감수성을 평가하기 위해 7점 경구 포도당 내성 검사를 실시할 것입니다.
혈액 내 포도당과 인슐린 수치를 측정하고 HOMA-IR을 계산합니다.
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베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약 대비 8주 난소화성 섬유질 보충 후 인슐린 감수성의 변화.
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지방 대사의 플라즈마 마커
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약 대비 8주 난소화성 섬유질 보충 후 지방 대사 지표의 변화.
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임상 조사 3일차에 공복 상태에서 혈액을 채취하여 혈장 유리 지방산 및 트리아실글리세롤 수치를 분석합니다.
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베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약 대비 8주 난소화성 섬유질 보충 후 지방 대사 지표의 변화.
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지방 조직 유전자 발현
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약 대비 8주 난소화성 섬유질 보충 후 지방 조직 유전자 발현의 변화.
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임상 조사 3일차에 복부 피하 지방 조직 생검을 실시하여 지방 조직 유전자 발현을 조사합니다.
관심 있는 유전자의 발현은 표적화된 qPCR을 사용하여 분석될 것입니다.
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베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약 대비 8주 난소화성 섬유질 보충 후 지방 조직 유전자 발현의 변화.
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지방 조직 단백질 수준
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교한 8주 난소화성 섬유질 보충 후 지방 조직 단백질 수준의 변화.
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임상 조사 3일차에 지방 조직 단백질 수준을 조사하기 위해 복부 피하 지방 조직 생검을 실시할 것입니다.
관심 있는 단백질은 Western Blot을 사용하여 분석됩니다.
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베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교한 8주 난소화성 섬유질 보충 후 지방 조직 단백질 수준의 변화.
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혈장 단쇄 지방산
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교한 8주 난소화성 섬유질 보충 후 혈장 SCFA 수치의 변화.
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임상 조사 3일차에 SCFA 아세테이트, 부티레이트 및 프로피오네이트의 수준을 분석하기 위해 공복 상태에서 혈액을 채취할 것입니다.
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베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교한 8주 난소화성 섬유질 보충 후 혈장 SCFA 수치의 변화.
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염증 마커
기간: 베이스라인과 비교하여 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교하여 8주 난소화성 섬유질 보충 후 혈장 염증 마커 수치의 변화.
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임상 조사 3일째에, 염증 마커 IL-6, IL-8, MCP1, TNF-알파, 렙틴, 아디포넥틴 및 LBP의 수준을 분석하기 위해 공복 상태에서 혈액을 채취할 것입니다.
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베이스라인과 비교하여 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교하여 8주 난소화성 섬유질 보충 후 혈장 염증 마커 수치의 변화.
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장 호르몬
기간: 베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교한 8주 난소화성 섬유질 보충 후 혈장 장 호르몬 수치의 변화.
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임상 조사 3일차에, 장 호르몬 GLP-1 및 PYY의 수준을 분석하기 위해 공복 상태에서 혈액을 채취할 것입니다.
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베이스라인 대비 항생제 사용 1주 후 및 위약과 비교한 8주 난소화성 섬유질 보충 후 혈장 장 호르몬 수치의 변화.
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기타 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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식이 섭취
기간: 1, 3, 5, 7, 9주차의 식이 섭취량을 기준선과 비교합니다.
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참가자들은 3일간의 음식 일기를 작성해야 합니다.
이들은 체중 관리 기간 동안 식이 섭취량을 기준선과 비교하여 확인하는 데 사용됩니다.
이것은 또한 식이 조언을 준수하는 척도 역할을 합니다.
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1, 3, 5, 7, 9주차의 식이 섭취량을 기준선과 비교합니다.
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신체 활동
기간: 1, 3, 5, 7, 9주의 신체 활동을 기준선과 비교합니다.
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6번의 모든 방문에서 참가자는 신체 활동에 대한 SQUASH 설문지를 작성해야 합니다.
이들은 신체 활동을 확인하는 데 사용됩니다.
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1, 3, 5, 7, 9주의 신체 활동을 기준선과 비교합니다.
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대변 일관성
기간: 1주, 3주, 5주, 7주, 9주에 대변 일관성을 기준선과 비교합니다.
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참가자는 대변 일관성을 평가하기 위해 각 6회 방문 전날 브리스톨 대변 차트를 작성해야 합니다.
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1주, 3주, 5주, 7주, 9주에 대변 일관성을 기준선과 비교합니다.
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위장 증상
기간: 1주, 3주, 5주, 7주 및 9주에 위장관 증상을 기준선과 비교합니다.
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참가자는 잠재적인 위장 장애를 평가하기 위해 6회 방문 전날에 위장 증상 평가 척도를 작성해야 합니다.
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1주, 3주, 5주, 7주 및 9주에 위장관 증상을 기준선과 비교합니다.
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Ellen E Blaak, Prof. Dr., Department of Human Biology, Maastricht University
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
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기본 완료 (실제)
연구 완료 (실제)
연구 등록 날짜
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