Alcoholische leverziekte en het darmmicrobioom

De prevalentie van AUD en ALD neemt toe en de ziektelast treft mannen en vrouwen anders. Onderzoek heeft aangetoond dat de prevalentie van AUD en alcoholische leverziekte (ALD) de afgelopen tien jaar significant hoger is geworden voor vrouwen dan voor mannen (80% versus 30% voor alcoholgebruiksstoornis en 50% versus 30% voor ALD). Uit onderzoek is ook gebleken dat vrouwen, in vergelijking met mannen, sneller bezwijken voor de negatieve effecten van alcohol. Studies hebben aangetoond dat er verschillen zijn in alcoholopname, -distributie en -metabolisme tussen mannen en vrouwen, als gevolg van hormonale, genetische en omgevingsfactoren. Terwijl vrouwen de neiging hebben om minder te drinken dan mannen, hebben vrouwen die wel AUD hebben meer kans op ALD, hart- en vaatziekten en kanker. Er zijn sekseverschillen voor de manier waarop vrouwen en mannen alcohol consumeren, maar er zijn ook sekseverschillen voor de kans dat ze zich zullen onthouden, waarbij getrouwde vrouwen een hoger terugvalpercentage hebben dan getrouwde mannen. Maar ondanks recente inspanningen zijn de sekseverschillen bij alcoholmisbruik en alcoholische complicaties niet duidelijk opgehelderd. Er is een bidirectionele relatie tussen het darmmicrobioom en AUD en ALD. Zwaar alcoholgebruik is in verband gebracht met een afname van de darmbarrièrefunctie, een toename van bacteriële translocatie en een verschuiving in het darmmicrobioom naar een meer inflammatoir fenotype. Omgekeerd heeft recent onderzoek aangetoond dat probiotica gunstig zijn bij ALD, en in een recente fase 1 klinische studie toonde een onderzoeker aan dat fecale microbiële transplantatie in staat was om de alcoholgebruiksstoornis bij een mannelijke populatie van veteranen aanzienlijk te verminderen. Met name VSL#3, een probiotisch mengsel, is veilig en beschermend gebleken tegen disfunctie van de darmbarrière, aan alcohol gerelateerde leverziekte en zelfs heropname. Daarom zijn er steeds meer gegevens die suggereren dat de hersen-darm-microbioom-as (BGM) belangrijk kan zijn bij alcoholgebruiksstoornissen en ALD. Tot op heden zijn er echter geen studies die de rol van de BGM-as in sekseverschillen van alcoholgebruiksstoornis of ALD onderzoeken. Op geslacht gebaseerde verschillen in het microbioom zijn gerelateerd aan andere stofwisselingsziekten. In zowel menselijke als dierlijke modellen hebben onderzoeken aangetoond dat de samenstelling en effecten van het darmmicrobioom kunnen variëren tussen geslachten op basis van de ziekte. Deze groep onderzoekers was bijvoorbeeld in staat om een ​​op geslacht gebaseerd verschil in de BGM-as aan te tonen in relatie tot obesitas en voedselverslaving. Of er een sekseverschil is in de BGM-as die de ziekteprogressie en de uitkomst van AUD en ALD beïnvloedt, zal het belangrijkste doel van deze pilotstudie zijn.

EXPERIMENTELE AANPAK EN TIJDLIJN De onderzoekers veronderstellen dat seksegerelateerde verschillen van de BGM-as in AUD en ALD de variatie in patiëntuitkomst per geslacht verklaren, en dat veranderingen van de BGM-as de ernst van alcoholgebruiksstoornis en ALD kunnen verminderen.

Overzicht van doel 1: Demonstreer basislijn geslachtsverschillen in het darmmicrobioom en metatranscriptoom van patiënten met AUD en ALD en breng die verschillen in verband met de ernst van AUD en ALD. Door gebruik te maken van fecale verzameling en shotgun-metagenomics, zullen de onderzoekers belangrijke bacteriële markers en metatranscriptome-handtekeningen identificeren die verband houden met AUD en ALD in vergelijking met gezonde controles. De onderzoekers zullen vervolgens bepalen of deze markers op een seksegerelateerde manier geassocieerd zijn met de ernst van AUD en ALD. Patiënten zullen worden gerekruteerd uit het Santa Monica UCLA-ziekenhuis en het Ronald Reagan UCLA-ziekenhuis. Potentieel in aanmerking komende patiënten zullen door hun provider worden gevraagd of ze kunnen worden gecontacteerd door het onderzoeksteam. Daarna zal het team een ​​voorlopige beoordeling van de kaart uitvoeren, waarbij wordt gekeken naar de medische geschiedenis, de probleemlijst en de huidige aantekeningen van de patiënt om te bepalen of de patiënt in aanmerking komt op basis van in- en uitsluitingscriteria.

Meting van baseline AUD- en ALD-kenmerken. Naast demografische informatie van de patiënt zullen de onderzoekers ook vragenlijstgegevens verzamelen om de ernst van hun AUD en klinische laboratoriumparameters te beoordelen om de ernst van hun ALD te beoordelen. Om de ernst van hun AUD te beoordelen, gebruiken de onderzoekers de DSM-V-criteria voor ernst, de AUDIT-score, Timeline Followback (TLFB) alcoholbeoordeling, Quality of Life (QOL)-schaal en de Alcohol hunkering vragenlijst-korte vorm (ACQ -SF). Om de ALD-ernst van de patiënt te beoordelen, zullen klinische laboratoriumgegevens worden verzameld om de Maddrey's Discriminant Function-score, MELD-Na-score, Glasgow Alcoholic Hepatitis Score en baseline transaminasen van de patiënt te meten. Om andere comorbiteiten te beoordelen, zal het team de Hospital Anxiety and Depression-schaal (HADS) vragen. DSM-V-criteria voor ernst, de AUDIT-score, Timeline Followback (TLFB) alcoholbeoordeling, Quality of Life (QOL)-schaal, de Alcohol hunkering vragenlijst-korte vorm (ACQ-SF) en de HADS zijn vragenlijsten die worden afgenomen voor onderzoeksdoeleinden. Als zodanig zal de HADS-vragenlijst op een later tijdstip worden gescoord. Maddrey's Discriminant Function-score, MELD-Na-score, Glasgow Alcoholic Hepatitis Score en baseline transaminasen zijn gebaseerd op klinische laboratoria en beoordeling van medische dossiers. Specimenverzameling en microbioomsequencing. Terwijl patiënten in het ziekenhuis worden opgenomen, zullen zowel geconserveerde ethanol als verse ontlasting bij baseline worden verzameld, samen met serum voor toekomstige analyse, vergelijkbaar met onze eerdere werken. De ontlasting wordt opgevangen in een meegeleverde container, de patiënt neemt dan een meegeleverde para pak-flacon die een lepel bevat en neemt een kleine lepel vol en plaatst deze in de para pak-flacon die ook 95% ethanol bevat. Deze monsters worden vervolgens bij -80oC opgeslagen en vervolgens als een enkele batch verwerkt. DNA zal worden geëxtraheerd uit fecale monsters met behulp van bead beating in combinatie met de ZymoBiomics DNA Miniprep-kit (Zymo Research). DNA geëxtraheerd uit fecesmonsters zal worden gefragmenteerd en voorzien van een streepjescode met behulp van een commerciële kit (Illumina Nextera Flex). Shotgun-bibliotheken zullen sequencing ondergaan met behulp van een Illumina NovaSeq 6000 (S4-stroomcellen) met een doeldiepte van 20 miljoen gepaarde eindsequenties per monster. Sequentiegegevens zullen vervolgens worden ingevoerd in MetaPhlAn2 voor taxonomische identificatie van soorten voor samenstellingsanalyse die equivalent is aan die uitgevoerd met 16S rRNA-sequentiegegevens. De shotgun-metagenomics-gegevens zullen ook worden gebruikt om microbioomanalyse op stamniveau uit te voeren met het ConStrains-algoritme, dat single-nucleotide polymorfismen identificeert in metagenomics-sequentiegegevens die kunnen worden gebruikt om stammen over monsters te volgen. Daarnaast zullen metagenomics-gegevens worden verwerkt in HUMANN2 voor annotatie van genfamilies en identificatie van de microbiële bron van deze genen. Bacteriële genabundanties zullen worden geaggregeerd in routes op basis van KEGG- en MetaCyc-classificaties. Serumverwerking: bij elk studiebezoek wordt bloed afgenomen (ongeveer 3-5 ml). Bloed wordt gecentrifugeerd en serum wordt verzameld. Serum wordt dan bewaard bij -80C voor toekomstig gebruik voor metabolomics. Geanonimiseerde serummonsters worden naar Metabolon gestuurd voor verwerking en analyse van de metabolieten.

Overzicht van doel 2: bepalen of basislijn geslachtsverschillen in het darmmicrobioom en metatranscriptoom aanhoudende onthouding, recidive of ALD-gerelateerde uitkomsten voorspelt. Patiënten die als hierboven worden geworven, worden op een 1:1-manier gerandomiseerd naar een placebo of VSL#3 gedurende 6 maanden. Tijdens het onderzoek nemen ze één keer per dag één VSL#3-pil (112,5 miljard CFU per capsule) of één keer per dag een placebopil met 100 mg suiker. VSL#3 Na 3 maanden en 6 maanden komt de patiënt terug voor een bezoek en worden dezelfde vragenlijsten en klinische scores als bij het basisbezoek opnieuw afgenomen. De patiënt zal ook ontlasting met ethanol geven en deze naar ons terugsturen in een aan zichzelf geadresseerde betaalde envelop, en er zal tijdens het bezoek een serumbloedmonster worden verzameld voor toekomstige analyse. Bij elke afname wordt in totaal 3-5 ml bloed afgenomen. Toekomstige resultaten. Naast de vragenlijst en de hierboven vermelde scores, gemeten na 3 maanden en 6 maanden, zal het team ook het recidivepercentage, heropname wegens aan alcohol gerelateerde oorzaken, heropname door alle oorzaken, mortaliteit en levertransplantatie onderzoeken.

Overzicht Doel 3. Laten zien hoe het veranderen van het darmmicrobioom de ernst van AUD en ALD op een geslachtsafhankelijke manier kan verminderen. Zoals hierboven vermeld, zullen de geworven patiënten 1:1 gerandomiseerd worden naar een placebo of VSL#3 gedurende 6 maanden. Ze nemen eenmaal per dag één VSL#3-pil (112,5 miljard CFU per capsule) of eenmaal per dag een placebopil met 100 mg suiker. VSL#3 werd gekozen als probioticum bij uitstek omdat eerder gepubliceerde literatuur de veiligheid ervan bij ALD heeft aangetoond en diermodellen hebben aangetoond dat het effectief is tegen ontsteking van darmbarrièredisfunctie in modellen van AUD en ALD. Door powerberekening op basis van eerdere werken aan VSL#3, hebben de onderzoekers vastgesteld dat ongeveer 20 patiënten per groep nodig zullen zijn om een ​​verschil te bepalen (Man-Placebo, Man-VSL#3, Vrouw-Placebo, Vrouw-VSL#3, totaal=80). Zowel de patiënt als het onderzoekspersoneel zullen blind zijn voor de randomisatie van de patiënt. De studiecoördinator zal de enige persoon zijn die niet blind is voor de randomisatie van de patiënt, terwijl de PI en de mede-onderzoekers gedurende de hele studie, inclusief de data-analyse, blind zullen zijn. Primaire uitkomsten en secundaire uitkomsten. Verschillende eerder gepubliceerde onderzoeken met VSL#3 hebben geen significante bijwerkingen aangetoond in vergelijking met placebo. Daarom zal het primaire resultaat van de prospectieve gerandomiseerde placebo-gecontroleerde studie sekseverschillen zijn in het percentage onthouding en het aandeel van resolutie van ALD zoals gemeten door de Maddrey's Discriminant Function-score, MELD-Na-score, Glasgow Alcoholic Hepatitis Score en transaminasen. Secundaire uitkomsten zijn sekseverschillen met betrekking tot veranderingen in het microbioom, alcoholgebruik, kwaliteit van leven en hunkering naar alcohol. Specimenverzameling en microbioomsequencing. Soortgelijke verzameling en microbioomsequencing zullen worden uitgevoerd zoals hierboven vermeld. Maar in plaats van shotgun-metagenomische sequencing, zullen de onderzoekers volledige 16S-sequencing uitvoeren voor de monsters die na 6 maanden zijn verzameld om de kosten te verlagen. Volledige 16S-sequencing is minder duur, maar kan ons vergelijkbare spanningsprofielen geven als shotgun-metagenomische sequencing.