비만 수술 후 신장 결석의 위험 인자인 장내 미생물 군집과 성별

실험 설계: Roux-en-Y 위우회술(RYGB) 및 위소매절제술 환자에서 옥살산칼슘(CaOx)에 대한 24시간 소변 과포화(SS)의 성별 차이와 미생물 종 및 대사 경로의 상관관계를 결정합니다. 소변 옥살산염으로. 이는 등칼로리, 표준화된 나트륨(200mmol/일), 칼슘, 칼륨, 다량 영양소 분포 조건에서 결정됩니다. 우리는 시카고 대학교 메디컬 센터의 Bariatric Surgery Clinic에서 과목을 모집할 것입니다.

장소: 연구는 참가자의 집(기간 1, 4)과 University of Chicago Medicine(UCM) 임상 연구 센터에서 진행됩니다. (기간 2, 3, 5).

공부 기간:

이 연구는 5개의 개별 기간으로 구성됩니다. 1~2기는 수술 전, 3~5기는 수술 후입니다. 기간 1과 4는 3일 동안 지속되며 기간 2, 3, 5는 4일 동안 지속되며, 그 중 3일은 집에서, 4번째(반나절)는 임상 연구 센터(CRC)에서 진행됩니다.

연구 기간 1은 참가자의 집에서 RYGB 또는 비중(SG) 이전에 발생합니다. 각 참가자는 3일 다이어트 기록을 제공하고 CRC 영양사와 1.5시간 전화 통화 및 24시간 소변 수집 1회(3일째)를 완료합니다. 소변 수집 키트는 집으로 직접 배송되며 완료 후 신장 결석 검사실로 다시 배송됩니다.

연구 기간 2는 CRC에서 완료되며 RYGB 또는 SG 이전에 발생합니다. 고정 연구 식단은 대변 수집 키트와 함께 택배로 배송됩니다. 각 참가자는 이 연구 기간의 1일, 2일 및 3일에 연구 식단을 섭취합니다. 4일째 아침에 피험자는 단식 상태로 CRC에 출석하고 대변 수집품을 CRC로 가져옵니다. 각 참가자는 각 수집의 중간 지점에서 혈액 샘플과 함께 3개의 45분 소변을 수집합니다. 그런 다음 연구 참가자는 정해진 아침 식사를 하고 식후 혈액 샘플과 함께 45분 소변 6회를 수집합니다.

연구 기간 3은 CRC에서 완료되며 RYGB 또는 SG 이후 2주에서 4주 사이에 발생합니다. 이 기간의 2~4주 시기는 수술 후 2주까지 해부학 및 신경 내분비 신호의 생물학적 변화가 발생하고 환자가 일반적으로 2주까지 부드러운 음식에서 일반 음식으로 진행되기 때문에 선택되었습니다. 피험자는 식이요법 개선을 위해 외과의사가 임상적으로 허가할 때까지 기간 3에 참여하지 않을 것입니다. 또한 이때까지 마취 또는 수술 전후 항생제 및 약물의 효과가 최소화될 것으로 예상됩니다. 연구 기간 3의 프로토콜은 3일간의 연구 식이요법 및 4일째 단식 및 급식 혈액 및 소변 수집이 있는 CRC가 있는 기간 2의 프로토콜과 동일합니다(구체적인 내용은 기간 2 참조).

연구 기간 4는 참가자의 집에서 RYGB 또는 SG 후 9개월에서 12개월 사이에 집에서 진행됩니다. 이 기간의 시기는 환자가 일반적으로 대부분의 체중 감소를 겪었고 스스로 선택한 새로운 가정 식단을 채택할 시간이 있었기 때문에 선택되었습니다. 신장 결석 형성제에서 발생할 것으로 예상되는 소변 변화도 이 시점에서 감지할 수 있을 것으로 예상됩니다. 참가자는 3일 식단 기록을 제공하고 CRC 영양사와 1.5시간 전화 통화 및 24시간 소변 수집 1회(3일째)를 완료합니다. 소변 수집 키트는 집으로 직접 배송되며 완료 후 신장 결석 검사실로 다시 배송됩니다.

연구 기간 5는 RYGB 또는 SG 이후 12개월(+/- 1개월)에 CRC에서 발생합니다. 이 기간의 시기는 환자가 일반적으로 대부분의 체중 감소를 겪었고 대부분 대사 증후군이 해결되었기 때문에 선택됩니다. 연구 기간 3의 프로토콜은 기간 2 및 3의 프로토콜과 동일합니다(자세한 내용은 기간 2 참조).

연구 식단: 피험자는 65mmol 나트륨, 1740-2940mg 칼륨, 800-1200mg 칼슘이 포함된 식단을 섭취하고 식사는 다량 영양소 분포가 제어된 등칼로리입니다. 음식은 CRC 주방에서 준비되어 환자에게 배송됩니다. 물 섭취는 임의적이며 다른 액체는 처방된 대로만 섭취합니다. 다이어트는 비만 수술에 대한 전문 지식을 갖춘 영양사를 포함한 영양사와의 상담을 통해 준비됩니다. 음식은 1일 참가자에게 배송됩니다. 참가자는 비만 수술 클리닉에 따라 처방된 약물과 비타민 보충제를 계속 복용합니다.

가정 식단 기록 및 영양 데이터 수집(연구 기간 1, 4): 각 참가자에게는 가정 식단 기록 전에 음식 일지와 예상 분량에 대한 유인물이 제공됩니다. 참가자는 3일간의 다이어트 기록을 기록합니다. 다이어트 기록을 완료한 후 1~3일 이내에 각 참가자는 CRC 영양사와 1.5시간 동안 전화 통화를 하게 됩니다. 영양사는 완전성과 명확성을 위해 기록을 검토한 다음 연구용 영양 데이터 시스템(NDSR)에 데이터를 입력합니다. NDSR은 미네소타 대학에서 개발된 잘 확립된 컴퓨터 기반 식이 분석 소프트웨어 프로그램으로 식이 리콜에서 미량 영양소와 다량 영양소 모두에 대한 정량적 데이터를 제공합니다. NDSR의 식품 데이터베이스에는 18,000개 이상의 식품이 포함되어 있으며 미국 농무부 실험실을 영양소 값 및 구성에 대한 기본 소스로 사용합니다. UCM CRC는 이 연구에서 이 소프트웨어의 사용을 지원하기 위해 NDSR과 기존 계약을 맺었습니다.

소변 및 혈청 측정: 집에서 24시간 소변 수집을 2회 실시합니다(지침 제공). 24시간 소변량, Ca, 옥살산염, 구연산염, 요산, Na, K, Cl, Mg, 황산염, 암모늄 및 크레아티닌을 측정합니다. 소변 측정은 University of Chicago Kidney Stone Research Group 실험실에서 수행됩니다. 혈청 25-비타민 D 및 부갑상선 호르몬 수치는 시카고 대학 실험실의 CRC를 통해 측정됩니다. 혈청 나트륨, 칼륨, 염화물, 중탄산염, 칼슘, 인, 마그네슘, 크레아티닌 및 글루카곤 유사 펩티드 1(GLP-1)은 시카고 대학교 신장 결석 실험실에서 수행됩니다. 혈청 펩티드 YY 및 인슐린은 시카고 대학 당뇨병 연구 및 훈련 센터 실험실에서 분석될 것입니다. 혈청 글루카곤은 LabCorp에서 분석될 것입니다. 포도당은 CRC에서 금 표준 YSI 방법론을 사용하여 측정됩니다. 혈청과 소변은 -80°C에서 동결되어 향후 분석을 위해 신장 결석 실험실에 보관됩니다.

목표 1, 소변 통계 분석: 소변 CaOx SS는 EQUIL2(요포화도 계산에 사용되는 컴퓨터 프로그램)를 사용하여 계산됩니다. 우리는 두 그룹 간의 분산 차이를 설명하는 t-테스트를 ​​사용하여 남성 대 여성의 CaOx SS를 비교할 것입니다. 우리는 CaOx SS의 예측 변수를 결정하기 위해 성별로 선형 회귀 모델을 수행할 것입니다. Spearman의 상관관계 테스트를 사용하여 미생물 종 및/또는 CaOx SS와의 대사 경로 사이의 독립적인 상관관계를 찾을 것입니다. 높은 CaOx SS와 관련된 모든 모듈에 대해 일반화된 선형 모델이 생성됩니다.

목표 2, 대변 미생물 종 및 통계 분석: 모든 대변 샘플에 대해 샷건 시퀀싱을 수행합니다. 샷건 시퀀싱은 모든 대변 샘플에 대해 수행됩니다. TruSeq DNA 샘플 준비 키트(Illumina) 및 KAPA 라이브러리 준비 키트(Kapa biosystems)의 시약을 사용하여 라이브러리를 생성합니다. 라이브러리는 2x250 nucleotide paired-end 시퀀싱을 사용하여 Illumina MiSeq 플랫폼에서 시퀀싱됩니다. 시퀀싱 읽기는 HUMAnN을 사용하여 미생물 대사 모듈의 상대적 존재비로 변환되고 KEGG에 매핑됩니다. 상대적 존재비는 MetaPhlAn(Metagenomic Phylogenetic Analysis) 파이프라인을 사용하여 계산됩니다.