알코올성 간 질환과 장내 마이크로바이옴

AUD와 ALD의 유병률이 증가하고 있으며 질병의 부담은 남성과 여성에게 다르게 영향을 미치고 있습니다. 연구에 따르면 AUD 및 알코올성 간질환(ALD) 유병률은 지난 10년 동안 남성보다 여성에서 훨씬 더 높았습니다(알코올 사용 장애의 경우 80% 대 30%, ALD의 경우 50% 대 30%). 연구에 따르면 남성에 비해 여성이 알코올의 부정적인 영향에 더 쉽게 굴복하는 것으로 나타났습니다. 연구에 따르면 호르몬, 유전 및 환경 요인의 결과로 남성과 여성 사이에 알코올 흡수, 분배 및 신진 대사에 차이가 있음이 밝혀졌습니다. 여성은 남성보다 술을 덜 마시는 경향이 있지만 AUD가 있는 여성은 ALD, 심혈관 질환 및 암에 걸릴 가능성이 더 높습니다. 여성과 남성이 알코올을 소비하는 방법에 대한 성별 차이가 존재하지만 기혼 여성이 기혼 남성보다 재발률이 더 높기 때문에 기혼 여성이 술을 절제할 가능성에 대한 성별 차이도 존재합니다. 그러나 최근의 노력에도 불구하고 알코올 남용과 알코올 합병증의 성별 격차는 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 장내 미생물 군집과 AUD 및 ALD 사이에는 양방향성이 있습니다. 과도한 알코올 사용은 장 장벽 기능 감소, 박테리아 전좌 증가, 장내 미생물 군집의 더 염증성 표현형으로의 이동과 관련이 있습니다. 반대로, 최근 연구에서는 프로바이오틱스가 ALD에 유익한 것으로 나타났으며, 최근 1상 임상 시험에서 연구원은 배설물 미생물 이식이 퇴역 군인 남성 인구의 알코올 사용 장애를 크게 줄일 수 있음을 보여주었습니다. 특히 프로바이오틱 혼합물인 VSL#3은 안전하고 장 장벽 기능 장애, 알코올 관련 간 질환, 심지어 재입원을 예방하는 것으로 나타났습니다. 따라서 BGM(brain-gut-microbiome axis)이 알코올 사용 장애 및 ALD에서 중요할 수 있음을 시사하는 데이터가 증가하고 있습니다. 아직까지 알코올 사용 장애 또는 ALD의 성별 차이에서 BGM 축의 역할을 조사한 연구는 없습니다. 마이크로바이옴의 성별에 따른 차이는 다른 대사 질환과 관련이 있습니다. 인간과 동물 모델 모두에서 장내 미생물 구성과 영향이 질병에 따라 성별에 따라 다를 수 있다는 연구 결과가 있습니다. 예를 들어, 이 조사 그룹은 비만과 음식 중독과 관련하여 BGM 축에서 성별에 따른 차이를 보여줄 수 있었습니다. AUD 및 ALD의 질병 진행 및 결과에 영향을 미치는 BGM 축에 성별 차이가 있는지 여부가 이 파일럿 연구의 핵심 목적이 될 것입니다.

실험적 접근 및 타임라인 연구자들은 AUD 및 ALD에서 BGM 축의 성별 관련 차이가 성별에 따른 환자 결과의 차이를 설명하고 BGM 축의 변경이 알코올 사용 장애 및 ALD의 중증도를 감소시킬 수 있다는 가설을 세웠습니다.

목표 1의 개요: AUD 및 ALD 환자의 장내 마이크로바이옴 및 메타전사체의 기본 성별 차이를 입증하고 이러한 차이를 AUD 및 ALD의 중증도와 연관시킵니다. 배설물 수집 및 산탄총 메타게놈학을 활용하여 연구자들은 건강한 대조군과 비교하여 AUD 및 ALD와 관련된 주요 박테리아 마커 및 메타전사체 시그니처를 식별할 것입니다. 그런 다음 조사관은 이러한 마커가 성별과 관련된 방식으로 AUD 및 ALD 중증도와 연관되어 있는지 확인할 것입니다. Santa Monica UCLA 병원과 Ronald Reagan UCLA 병원에서 환자를 모집합니다. 잠재적으로 자격이 있는 환자는 연구 팀이 연락할 수 있는지 제공자가 질문합니다. 그 후, 팀은 포함 및 제외 기준에 따라 환자가 자격이 있는지 결정하기 위해 과거 병력, 문제 목록 및 현재 입원 환자 메모를 살펴보는 예비 차트 검토를 수행합니다.

기준선 AUD 및 ALD 특성 측정. 환자 인구 통계 정보 외에도 조사관은 AUD의 중증도를 평가하기 위한 설문지 데이터와 ALD의 중증도를 평가하기 위한 임상 실험실 매개변수를 수집합니다. AUD의 중증도를 평가하기 위해 조사관은 중증도에 대한 DSM-V 기준, AUDIT 점수, TLFB(Timeline Followback) 알코올 평가, 삶의 질(QOL) 척도 및 알코올 갈망 설문지-간단한 형식(ACQ)을 사용합니다. -SF). 환자의 ALD 중증도를 평가하기 위해 임상 실험실 데이터를 수집하여 환자의 Maddrey 판별 기능 점수, MELD-Na 점수, Glasgow 알코올성 간염 점수 및 기준선 트랜스아미나제를 측정할 것입니다. 다른 합병증을 평가하기 위해 팀은 병원 불안 및 우울증 척도(HADS)를 요청할 것입니다. 중증도에 대한 DSM-V 기준, AUDIT 점수, TLFB(Timeline Followback) 알코올 평가, QOL(Quality of Life) 척도, ACQ-SF(Alcohol craving Questions-Short form) 및 HADS는 연구 목적으로 관리되는 설문지입니다. 따라서 HADS 설문지는 나중에 채점됩니다. Maddrey의 판별 기능 점수, MELD-Na 점수, Glasgow 알코올성 간염 점수 및 기준선 트랜스아미나제는 임상 실험실 및 의료 차트 검토를 기반으로 합니다. 표본 수집 및 마이크로바이옴 시퀀싱. 환자가 입원하는 동안 에탄올 보존 및 신선한 대변은 이전 작업과 유사한 향후 분석을 위해 혈청과 함께 기준선에서 수집됩니다. 대변은 제공된 용기에 수집되며, 환자는 숟가락이 들어 있는 제공된 파라 팩 유리병을 가져다가 작은 숟가락을 가득 채운 다음 역시 95% 에탄올이 들어 있는 파라 팩 유리병에 넣습니다. 그런 다음 이러한 샘플을 -80oC에 저장한 다음 단일 배치로 처리합니다. DNA는 ZymoBiomics DNA Miniprep 키트(Zymo Research)와 함께 비드 박동을 사용하여 대변 샘플에서 추출됩니다. 분변 샘플에서 추출한 DNA는 상용 키트(Illumina Nextera Flex)를 사용하여 단편화되고 바코드화됩니다. Shotgun 라이브러리는 Illumina NovaSeq 6000(S4 플로우 셀)을 사용하여 샘플당 2천만 페어드 엔드 시퀀스의 대상 깊이로 시퀀싱을 수행합니다. 그런 다음 서열 데이터는 16S rRNA 서열 데이터로 수행한 것과 동등한 구성 분석을 위한 종의 분류학적 식별을 위해 MetaPhlAn2에 입력됩니다. Shotgun metagenomics 데이터는 ConStrains 알고리즘으로 균주 수준의 미생물군집 분석을 수행하는 데에도 사용됩니다. ConStrains 알고리즘은 샘플 전체에서 균주를 추적하는 데 사용할 수 있는 metagenomics 시퀀스 데이터에서 단일 뉴클레오티드 다형성을 식별합니다. 또한, metagenomics 데이터는 HUMAnN2에서 처리되어 유전자 군에 주석을 달고 이러한 유전자의 미생물 출처를 식별합니다. 세균 유전자 풍부도는 KEGG 및 MetaCyc 분류에 따라 경로로 집계됩니다. 혈청 처리: 각 연구 방문 시 혈액을 수집합니다(약 3-5ml). 혈액을 원심분리하고 혈청을 수집합니다. 그런 다음 혈청은 나중에 대사체학에 사용할 수 있도록 -80C에 저장됩니다. 식별되지 않은 혈청 샘플은 대사산물 처리 및 분석을 위해 Metabolon으로 보내집니다.

목표 2 개요: 장내 미생물 및 메타전사체의 기준 성별 차이가 지속적인 금욕, 재범 또는 ALD 관련 결과를 예측하는지 확인합니다. 위와 같이 모집된 환자는 6개월 동안 위약 또는 VSL#3에 1:1 방식으로 무작위 배정됩니다. 그들은 연구에 참여하는 동안 하루에 한 번 VSL#3 알약 하나(캡슐당 1,125억 CFU) 또는 설탕 100mg이 들어 있는 위약 알약을 하루에 한 번 복용합니다. VSL#3 3개월 및 6개월에 환자는 방문을 위해 돌아올 것이며 기준 방문과 동일한 설문지 및 임상 점수를 다시 얻을 것입니다. 환자는 또한 에탄올 보존 대변을 제공하고 회신용 유료 봉투에 넣어 반송할 것이며, 향후 분석을 위해 방문 시 혈청 혈액 샘플을 수집할 것입니다. 각 수집에서 총 3-5ml의 혈액이 수집됩니다. 예상되는 결과. 3개월과 6개월에 측정된 위에 나열된 설문지와 점수 외에도 팀은 재범율, 알코올 관련 원인에 대한 재입원율, 모든 원인에 의한 재입원율, 사망률, 간이식률을 조사할 것입니다.

개요 목표 3. 장내 마이크로바이옴을 변경하면 성별에 따라 AUD 및 ALD의 심각도가 감소할 수 있음을 보여줍니다. 위에서 언급한 바와 같이 모집된 환자는 6개월 동안 위약 또는 VSL#3에 1:1 방식으로 무작위 배정됩니다. 그들은 하루에 한 번 VSL#3 알약 하나(캡슐당 1,125억 CFU) 또는 설탕 100mg이 들어 있는 위약 알약을 하루에 한 번 복용합니다. VSL#3은 이전에 발표된 문헌에서 ALD에서 안전성을 보여주었고 동물 모델에서 AUD 및 ALD 모델에서 장 장벽 기능 장애의 염증에 효과적인 것으로 나타났기 때문에 선택의 프로바이오틱으로 선택되었습니다. VSL#3에 대한 이전 작업을 기반으로 검정력 계산을 통해 연구자들은 차이(남성-위약, 남성-VSL#3, 여성-위약, 여성-VSL#3, 합계=80). 환자와 연구 인력 모두 환자의 무작위화에 대해 눈이 멀게 됩니다. 연구 코디네이터는 환자 무작위화에 대해 맹검되지 않은 유일한 사람이 될 것이며, PI 및 공동 조사자는 데이터 분석을 포함하여 연구 전반에 걸쳐 맹검될 것입니다. 1차 결과 및 2차 결과. VSL#3에 대해 이전에 발표된 여러 임상시험에서는 위약과 비교했을 때 심각한 부작용이 나타나지 않았습니다. 따라서 전향적 무작위 위약 대조 연구의 주요 결과는 Maddrey의 판별 기능 점수, MELD-Na 점수, Glasgow 알코올성 간염 점수 및 트랜스아미나제에 의해 측정된 금욕률 및 ALD 해소 비율의 성별 차이가 될 것입니다. 이차 결과는 미생물 변화, 알코올 소비, QOL 및 알코올 갈망과 관련된 성별 차이입니다. 표본 수집 및 마이크로바이옴 시퀀싱. 유사한 수집 및 마이크로바이옴 시퀀싱이 위에서 언급한 바와 같이 수행될 것입니다. 그러나 샷건 메타게노믹 시퀀싱 대신 조사관은 비용을 줄이기 위해 6개월에 수집된 샘플에 대해 전체 16S 시퀀싱을 수행할 것입니다. 전체 16S 시퀀싱은 저렴하지만 Shotgun metagenomic 시퀀싱과 유사한 변형 프로필을 제공할 수 있습니다.