Studie van variatie in de tijd in het orale microbioom

Het Human Microbiome Project (HMP), gestart in 2008, had tot doel de microbiële gemeenschappen op de huid, in de mond- en neusholten, en in de gastro-intestinale en urogenitale kanalen te karakteriseren. Dit project beschreef in dwarsdoorsnede de microbiële gemeenschappen in een gezonde menselijke populatie, maar beschreef de longitudinale stabiliteit niet adequaat. Van de 236 volwassenen die in het HMP waren opgenomen, werd een tweede speekselmonster verzameld op een kleine subset (N=74) met een lang interval tussen de verzamelingen, gemiddeld 203 dagen. Communautaire gelijkenis werd berekend tussen twee bezoeken; voor speekselmonsters was de Spearman-correlatie hoog (rs=0,8). Het was echter onduidelijk welke metriek van de gemeenschap op dezelfde manier werd gebruikt voor deze berekening. Toen we de HMP-gegevens verkregen en de Spearman-correlatie berekenden voor specifieke diversiteitsstatistieken in de speekselmonsters, waren de correlaties zwakker en varieerden van 0,225 tot 0,524 voor respectievelijk de Shannon Index en PD-boom. Andere onderzoeken met minder mensen, maar met meer tijdstippen, hebben tegenstrijdige conclusies opgeleverd over de temporele variatie van het orale microbioom. Gezien deze variabiliteit is het van vitaal belang om vast te stellen of een enkele meting representatief is voor de typische samenstelling van de microbiota op een specifieke lichaamslocatie met behulp van meer dan twee tijdspunten.

In epidemiologische onderzoeken is het vaak onpraktisch, zo niet onmogelijk, om meerdere keren biologische monsters of metingen te verzamelen voor elke deelnemer tijdens de onderzoeksperiode. Wanneer een biologisch monster of een meting echter maar één keer wordt genomen, bestaat de zorg dat de enkele beoordeling niet representatief is voor de typische waarde. Serum 25(OH)D-spiegels, die worden gebruikt om de vitamine D-blootstelling van een persoon te beoordelen, hebben bijvoorbeeld seizoensfluctuaties, maar studies hebben aangetoond dat een enkele meting voldoende betrouwbaar is om een ​​typische blootstelling weer te geven. De correlatie tussen monsters in de loop van de tijd wordt ook gebruikt om nauwkeurigere vermogensberekeningen te maken voor toekomstige studies.

Aangezien eerder werk de temporele variatie in het orale microbioom niet voldoende heeft aangepakt, stellen we voor om: 1) een cohort van 40 volwassenen op te richten die bereid zijn om gedurende een jaar ongeveer elke twee maanden orale monsters af te leveren; 2) verwerk alle orale monsters en evalueer de aanwezigheid en hoeveelheid microbiota met behulp van 16S ribosomale RNA-gensequencing; 3) geschikte betrouwbaarheidsmetingen voor de steekproef in de loop van de tijd berekenen met behulp van de intra-class correlatiecoëfficiënt (ICC) voor en <= diversiteitsmetrieken; en 4) empirisch de efficiëntie evalueren van verschillende longitudinale ontwerpen, waaronder twee of meer monsterverzamelingen met een uitkomst zoals body mass index (BMI). Vanwege de complexiteit en hoge prevalentie van menselijk DNA in speeksel, zijn metagenomische analyses van orale monsters nog niet mogelijk, maar de monsters die uit dit onderzoek zijn verkregen, zullen beschikbaar zijn voor gebruik in toekomstige metagenomische analyses wanneer de technologie operationeel is. De huidige studie is essentieel om de betrouwbaarheid vast te stellen van een enkele meting van het orale microbioom om de juiste steekproefomvang te bepalen voor toekomstige cohortstudies, rekening houdend met het effect van het orale microbioom op het risico op kanker en andere gezondheidsresultaten.