Vannmelonfokusert kostholdsinflammatorisk indeksintervensjon (IMAGINE)

Studiemål: Kronisk betennelse underbygger utviklingen av en rekke kroniske sykdommer som bidrar betydelig til funksjonshemming og dødelighet i USA (USA). Av spesiell interesse, når det gjelder betennelse, er kosthold som er en sterk moderator av systemisk betennelse. Dietter med høyt inntak av frukt og grønnsaker, fisk og fullkorn (f.eks. middelhavskost og vegetarisk kosthold) har vært assosiert med lavere nivåer av betennelse. På den annen side er dietter rik på rødt kjøtt, høyfett meieriprodukter og raffinert korn (vestlig kosthold) vanligvis forbundet med høyere nivåer av betennelse. Frem til 2014 har ingen diettindeks blitt designet spesielt for å bestemme det inflammatoriske potensialet til individets kosthold. Imidlertid utviklet forskere i Cancer Prevention and Control Program, University of South Carolina Dietary Inflammatory IndexTM (DII). DII kvantifiserer nivået av diettbetennelsespotensial på en skala fra maksimalt anti- til pro-inflammatorisk. Vannmelon er en av fruktene hvis komponenter har vist seg å ha anti-inflammatoriske effekter. Det overordnede målet med dette forslaget er å finne ut om et raffinert og modifisert vannmelonfokusert DII-rådgivningssystem kan redusere nivåer av kronisk betennelse. DII er et validert mål som har vist seg å forutsi en rekke utfall, inkludert betennelse, kreft, CVD og dødelighet, blant andre.

Konkret er målene med dette forslaget å:

1. Avgrens og modifiser den DII-baserte intervensjonen ved å utvikle og inkorporere en rekke vannmelonoppskrifter som vil score lavt (anti-inflammatorisk) på DII-skalaen.
2. Design og implementer en to-arms intervensjonsforsøk basert på det raffinerte vannmelonfokuserte DII-baserte programmet for å redusere nivåer av kronisk betennelse. Hver arm vil ha 15 deltakere (pluss ytterligere 15 partnere rekruttert av intervensjonsarmdeltakerne). Intervensjonsarmen vil motta den modifiserte DII-intervensjonen, mens kontrollarmen vil motta generell helseundervisning.

Begrunnelse: Inkluder oppsummering av tidligere arbeid og ekspertise knyttet til emnet og referanser som er sitert: Inntil 2014 hadde det ikke vært noen vitenskapelig gyldig måte å relatere hva individer spiste til kapasiteten til mat som konsumeres til å modulere betennelse. Som svar på fraværet av et instrument som kunne oppsummere dietters evne til å påvirke inflammatoriske prosesser, utviklet etterforskere DII som er basert på litteratur (nesten 2000 fagfellevurderte tidsskriftartikler) om kosthold og betennelse gjennom 2010.20 DII kategoriserer individers dietter i henhold til deres inflammatoriske potensial. I tillegg ble det funnet å forutsi endringer i hs-CRP i undersøkelsen om sesongvariasjoner i blodkolesterol (SEASONS). Deretter har etterforskere brukt DII i rundt 100 datasett fra hele verden for å teste effekten av diettassosiert betennelse på: 1) Betennelsesmarkører som CRP, IL-6 og TNF-alfa-R2; 2) CVD, 3) kreft i bryst, tykktarm, prostata, eggstokk, endometrium, lever og bukspyttkjertel; 3) alle årsaker, CVD og kreftspesifikk dødelighet; 4) luftveistilstander som astma; og 6) kognitive forstyrrelser. Til dags dato har etterforskere publisert mer enn 80 fagfellevurderte DII-publikasjoner.

Oversikt over studiedesign: Etterforskere har lang erfaring med diettintervensjoner som strekker seg over to tiår og involverer en rekke endepunkter, inkludert kreft, kroppsvekt og de relatert til CVD, betennelse og immunrespons. Intervensjonssteder har variert fra samfunnet (inkludert arbeidsplasser) og kirker, forskningsinstituttbaserte, til kliniske praksissteder. Denne studien vil inkludere to studiearmer (dvs. intervensjon og kontroll). Deltakere vil bli rekruttert fra samfunnet. Målet vårt er å rekruttere 15 deltakere per arm, i tillegg til å registrere partnere (f.eks. ektefelle, barn, søsken) av intervensjonsdeltakere (n totalt = 45, n intervensjon = 30, n kontroll = 15). Deltakerne vil gjennomgå en baseline-klinikk, etterfulgt av tolv uker med intervensjonstimer, og deretter en annen klinikk. De viktigste intervensjonsklassene vil finne sted på et toppmoderne demonstrasjonskjøkken som ligger i Cancer Prevention and Control Program ved University of South Carolinas Arnold School of Public Health.

Studiedeltakere, rekruttering og randomisering: Deltakere vil bli rekruttert fra større Columbia, South Carolina via nettsteder, løpesedler, avisannonser og listeserv-meldinger. Kvalifiserte deltakere vil: 1) være ≥18 år; 2) har ingen alvorlig, ustabil komorbiditet som ville gjøre deltakelse i en diett og PA-intervensjon vanskelig eller risikabelt; 3) være villig og i stand til å delta fullt ut i studien i en periode på tre måneder, 4) ha opphold i Columbia, SC-området og være i stand til å reise til og fra klinikken og intervensjonsstedene; 5) ha tilgang til Internett; og 6) for øyeblikket ikke er registrert i en vekttapsstudie eller aktivt tar vekttapsmedisiner. Det bør imidlertid bemerkes at for å se en reduksjon i betennelsesnivåer må individer ha "rom for forbedring". Fordi det er kostbart å screene alle deltakerne for betennelse (det primære resultatet av denne studien) før påmelding, en kroppsmasseindeks (BMI, kg/m2) på 25,0-49,9 vil bli brukt som et valgbarhetskriterium, da BMI er sterkt assosiert med betennelse.

Alle med ett eller flere av følgende kriterier vil ikke være kvalifisert til å delta i denne studien: 1) å ta noen medisiner som er kjent for å påvirke CRP-nivåer som systemiske steroider (f.eks. prednison); 2) diagnoser av kongestiv hjertesvikt, kronisk nyresvikt, kronisk leversykdom (inkludert alkoholisk skrumplever), kreft i løpet av det siste året (unntatt hudkreft uten melanom); 3) har hatt noen større operasjoner de siste 3 månedene; 4) forventet levealder <3 år, på hospice, sykehjem eller annen institusjonalisert omsorg; eller 6) gravid eller planlegger å bli gravid i løpet av neste år.

Nylig oppmerksomhet på atferdsintervensjoner har pekt på begrensninger i tradisjonelle randomiseringsordninger blant disse typene randomiserte kontrollerte studier (f.eks. manglende evne til å virkelig blinde deltakere, mangel på beslutningstaking fra deltakerne). Andre tildelingsmetoder, som tar hensyn til opplevd evne til å overholde intervensjonskrav, er mye mer hensiktsmessige for denne typen intervensjon. Derfor foreslår etterforskere at bare individer som er motivert til å gjøre en sunn kostholdsendring vil motta intervensjonen.

Intervensjonsdesign: Det bør bemerkes at de kognitive og atferdsmessige ferdighetene som vil bli inkorporert i intervensjonen i stor grad er basert på sosial kognitiv teori og den transteoretiske modellen. Disse inkluderer selvregulering (egenovervåking, å sette mål, problemløsning og forsterkning), forbedre atferdskompetansen, øke selveffektiviteten (gjennom prestasjonsoppnåelse, overtalelse eller oppmuntring, rollemodellering og gjøre opplevelsen hyggelig), forbedre sosial støtte , stressmestring, tidshåndtering, tilbakefallsforebygging og innlemming av endringer i hverdagen.

De to armene til denne intervensjonsstudien vil være det DII-baserte rådgivningssystemet, inkludert tilgang til vår Imagine Healthy Online Portal, og en generell helseopplæringskontroll. Gruppebaserte atferdsendringsprogrammer gir medlemmene en måte å dele suksesser og oppnå og gi støtte til hverandre. Begge armene vil være sammensatt av 1 bølge på 15 individer. Deltakerne vil bli bedt om å invitere en partner de selv velger til å bli med dem i intervensjonsaktivitetene for å forbedre sosial støtte for atferdsendring. Etterforskerne har erfaring med å gjennomføre studier der deltakerne inviterer partnere til å delta. Begge armene vil gjennomgå klinikker for datainnsamling ved baseline og umiddelbart etter intervensjon (dvs. ved 12 uker i begge grupper). Målinger inkluderer lipider (lipoprotein med svært lav tetthet [VLDL], lipoprotein med lav tetthet [LDL], lipoprotein med høy tetthet [HDL], totalkolesterol og triglyserider), insulin og høysensitivt c-reaktivt protein (hs-CRP). Antropometriske mål som vil bli oppnådd, inkludert høyde og vekt (som etterforskere kan beregne BMI fra), og midje- og hofteomkretser.

Standardomsorgsarmen vil motta generell helseinformasjon (f.eks. generelle retningslinjer for sunt kosthold og fysisk aktivitet, stressmestring, kreftscreening osv.). Denne informasjonen vil bli gitt via e-post, som vil inkludere et ukentlig nyhetsbrev, sunne oppskrifter som ikke er fokusert på å redusere DII-resultatene, lenker til nettinnhold og helserelaterte begivenheter i og rundt Columbia, SC. Alle deltakere i standardavdelingen som ikke bruker e-post regelmessig, kan be om at varer sendes til deres postadresse.

Den DII-baserte rådgivningsgruppen vil bruke vår 12-ukers IMAGINE Counseling System-pensum som ble utviklet som en del av vår forrige SBIR-pris (R44DK103377). Den DII-baserte rådgivningsgruppen møtes en gang i uken i 12 uker for å lage mat og engasjere seg. i trening og stressreduserende aktiviteter. Sammen med den første klinikken vil deltakerne møte en-til-en for en ernæringsveiledning med en registrert kostholdsekspert. Deltakerne vil ha tilgang til nettmateriale gjennom vår Imagine Healthy Online Portal og vil bli gitt med hjem-aktiviteter, referert til som IMAGINE-handlinger. Disse lekseoppgavene vil fokusere på målsetting for ernæring, fysisk aktivitet og stressreduksjon. Ernæringskomponentene i denne intervensjonen vil være basert på DII og vil fokusere på antiinflammatoriske matvarer og komponenter. Noen mer spesifikke aspekter ved dietten inkluderer økende inntak av hel mat (frukt og grønnsaker generelt, belgfrukter og fullkorninntak) og redusert fett (spesielt mettet fett og transfett) som er kjent for å påvirke betennelse. Eksempler på sterkt anti-inflammatoriske matvarer inkluderer mørkegrønne bladgrønnsaker, bær, krydder og urter, og søtpoteter, blant andre. Vannmelon er en anti-inflammatorisk matvare (dvs. har lav DII-score) og vil bli inkorporert i ernæringskomponenten vår.

Svake måltidsplaner vil bli utformet for å gi deltakerne 2 måltider per dag som inneholder vannmelon. I hver ukentlige klasseøkt vil en oppskrift med vannmelon som ingrediens demonstreres og tilberedes. Disse praktiske matlagingsdemonstrasjonene vil finne sted slik at enkeltpersoner lærer å tilberede sunne, men smakfulle retter. Som vår praksis med våre andre kosttiltak, vil etterforskere fokusere den erfaringsmessige delen på opplevelser av smak og lukt, så vel som taktile opplevelser, inkludert ting som å kutte og vaske grønnsaker. Etterforskere vil stole på mat som er kjent for sørkarolinerne og som er tilgjengelig på lokale markeder, mens de utforsker forskjellige matlagingsmetoder som inneholder krydder fra andre deler av verden. Etterforskerne har lang erfaring med denne typen design av kosttilskudd. På slutten av hver økt vil deltakerne motta 1 hel vannmelon og 1-liters pose ferdigkuttet vannmelon per uke i løpet av timen. For fortsatt forsterkning vil deltakere i den DII-baserte rådgivningsgruppen ha tilgang til vår Imagine Healthy Online Portal. Nettportalen vil gi ukentlige blogginnlegg, en oppskriftsdatabase med 84 oppskrifter som vil inkludere vannmelon i måltidsplanene deres, interaktive moduler og korte vignetter av matlagingsveiledninger. Informasjon vil gjelde ernæring, fysisk aktivitet, stressreduksjon og meningsfull atferdsendring. Noe informasjon vil forbli på nettstedet fra begynnelsen av intervensjonen, og ytterligere informasjon vil bli lagt til ukentlig. Varsler vil bli sendt ut til deltakerne når ny informasjon legges til. I tillegg vil deltakere i intervensjonsarmen motta et ukentlig nyhetsbrev til sin e-post.

De fysiske aktivitetsmålene for denne intervensjonen vil være i samsvar med fysisk aktivitetsanbefalinger for voksne. Deltakerne vil bli oppfordret til å oppnå minst 150 minutter med moderat intensitet fysisk aktivitet (tilsvarer rask gange) per uke og til å delta i minst to økter med styrketrening hver uke. For å ivareta sikkerheten vil deltakerne bli oppfordret til å utvikle seg veldig gradvis med å øke intensiteten og varigheten av fysisk aktivitet fra baseline. For stressreduksjon vil flere teknikker bli brukt, inkludert pusteøvelser og mindfulness-basert stressreduksjon (MBSR)-lignende aktiviteter.

Målinger: Den primære eksponeringen av interesse vil være intervensjonsarmens status. Et fokus for IMAGINE er imidlertid å redusere kilder til diettbetennelse. DII består av ulike mikro- og makronæringsstoffer, samt flere individuelle matvarer, samlet kjent som matparametere (flere negative skårer representerer mer antiinflammatoriske dietter og mer positive skårer representerer mer pro-inflammatoriske dietter). Deltakerne vil rapportere kostholdet sitt ved å bruke Automated Self-administered 24-hour Dietary Recall (ASA24™). ASA24TM ble opprettet av National Cancer Institute og inkluderer et nettsted for deltakerrapportering og et tilsvarende nettsted for forskere for å få tak i kostholdsinformasjon (http://epi.grants.cancer.gov/asa24/). DII vil bli beregnet fra ASA24TM data. Tidligere har etterforskere beregnet DII fra dette verktøyet og funnet assosiasjoner til CRP. Disse selvevalueringene vil finne sted på hvert tidspunkt for datainnsamling (dvs. baseline og 12 uker) der deltakerne vil rapportere kostinntaket i to dager i helgen og to i løpet av uken. Hele prosessen med å utvikle DII er beskrevet andre steder.9 Kort sagt, nesten 2000 forskningsartikler, publisert mellom 1950 og 2010, som undersøkte forholdet mellom 45 forskjellige matparametere (for det meste mikro- og makronæringsstoffer) og betennelse ble gjennomgått for å utlede score for inflammatorisk effekt. I tillegg er DII-beregning knyttet til en regionalt representativ verdensdatabase. Verdensdatabasen inneholder standardverdier og avvik for de 45 matparameterne fra 11 populasjoner rundt om i verden.9 En z-score opprettes for hver matparameter ved å trekke verdensstandardgjennomsnittet fra deltakernes estimerte inntak, og deretter dele dette med standardavviket. Dette konverteres deretter til en persentil og sentreres ved å doble verdien og trekke fra 1. Produktet av den litteraturavledede score for inflammatorisk effekt og den sentrerte persentilen for hver matparameter summeres på tvers av alle matparametere for å lage den totale DII-skåren. Høyere (dvs. mer positive) skårer indikerer mer pro-inflammatoriske dietter og negative verdier er mer anti-inflammatoriske.9 For å kontrollere effekten av totalt energiinntak ble DII beregnet per 1000 kalorier konsumert.

Det primære resultatet av interesse vil inkludere den inflammatoriske markøren hs-CRP. Alle blodprøver vil bli tatt fra en antecubital vene eller dorsal håndvene av en utdannet phlebotomist mens forsøkspersonene er i sittende stilling. Blod vil bli samlet inn ved hjelp av to serumseparatorrør (SST) med en kapasitet på 8 milliliter og ett fullblods EDTA-rør. SST-ene vil bli behandlet og så mange en milliliter alikvoter (ca. 5) som mulig av serum vil bli lagret for karakterisering av CRP, lipid og insulin. Helblodet vil være for HbA1c%. Alle blodprøver vil bli tatt om morgenen etter faste over natten, og informasjon om faste og nøyaktig tidspunkt for blodprøvetaking vil bli innhentet. Et akuttfaseprotein, CRP, er en serologisk markør for betennelse som produseres primært av leveren som respons på stimulering av IL-6. CRP korrelerer med omfanget og alvorlighetsgraden av betennelse. CRP har vært assosiert med patogenesen av flere kroniske sykdommer, inkludert type 2 diabetes, kreft og CVD. Det er en av de mest brukte markørene for betennelse på grunn av dens kjemiske stabilitet, lange halveringstid og relative mangel på variasjon i døgnet. Totale plasmakonsentrasjoner av inflammatoriske cytokiner vil bli bestemt ved hjelp av kvantitative sandwich ELISA-sett levert av R&D Systems, Inc. (Minneapolis, MN) for c-reaktivt protein (katalog #DCRP00); følsomhet = 0,022 ng/ml. Prøver og medfølgende standarder vil bli analysert i duplikat, i henhold til produsentens instruksjoner. Inter-assay og intra-assay variabilitet vil bli vurdert.

Sekundære utfall vil inkludere HbA1c%, insulin og lipider. HbA1c vil bli målt i helblod samlet i EDTA-røret ved hjelp av en Siemens/Bayer DCA 2000+ Analyzer and Test Kit DCA™ (SEMDIA-10311134), som effektivt utfører hemoglobin A1c-tester på minutter. Lipidanalyse vil inkludere svært lavdensitetslipoprotein (VLDL), lavdensitetslipoprotein (LDL), høydensitetslipoprotein (HDL), totalkolesterol og triglyserider ved bruk av en standardisert protokoll. Til slutt vil insulinkonsentrasjoner bestemmes ved bruk av kvantitative sandwich ELISA-sett levert av Mercodia, INC (Winston Salem, NC, Catalog #10-1113-01); følsomhet = 1,0 mU/L.

Actigraph GT3X-BT basert PA og søvn: GT3x-BT produsert av Actigraph er lett (dvs. litt mindre enn 1 unse) og er omtrent på størrelse med et armbåndsur. Deltakerne vil bli bedt om å bruke GT3X-BT i 24 timer på håndleddet, bortsett fra under vannbaserte aktiviteter, i 10 dager rundt klinikkdatoene. Minimumskrav til brukstid vil være 7 dager (inkludert lørdag og søndag) med minst 20 timer/dag. I perioder GT3x-BT ikke brukes, vil deltakerne rapportere sine aktiviteter i en logg. Energiforbruk under ikke-slitetid vil bli estimert basert på Compendium of Physical Activities.168 Følgende PA-parametere er gitt ved hjelp av propriety-algoritmer av ActiLife 6-programvaren for fysisk aktivitet: aktivitetstall, energiforbruk, metabolske ekvivalenter (MET), trinn, fysisk aktivitetsintensitet, aktivitetskamper og stillesittende anfall. Actigraph GT3X-produktene har blitt validert i en rekke studier. Søvn vil også være preget av GT3X og har vist seg å være gyldig for søvn når den bæres på håndleddet. Spesifikt vil søvnvarighet, effektivitet, begynnelse (dvs. leggetid) og offset (dvs. oppvåkningstid) brukes.

Antropometriske målinger tatt under hvert av de to klinikkbesøkene vil inkludere høyde (cm), kroppsvekt (kg), og kroppsfettprosent vil bli vurdert i henhold til standardprosedyrer ved bruk av et veggmontert stadiometer (Model S100, Ayerton Corp., Prior lake) , MN) og elektronisk vekt (Healthometer® modell 500 KL, McCook, IL) i bare føtter. BMI (kg/m2) vil bli beregnet fra målt vekt og høyde. Midjeomkrets (cm) og hofteomkrets (cm) vil bli målt med et kalibrert, fjærbelastet målebånd av utdannede teknikere. Blodtrykket vil bli målt i henhold til standardprosedyrer ved hjelp av et stetoskop og manuelt blodtrykksmåler etter at deltakeren har sittet i 5 minutter.

Målte kovariater vil inkludere data om grunnleggende demografi, inntekt, utdanning, røyking, annen helseatferd og aktuelle medisiner. Etterforskere vil også måle skjevheter kjent som sosial ønskelighet og sosial godkjenning ved å bruke Marlowe-Crowne Social Desirability (MCSD)-skalaen med 33 elementer og Martin-Larson Approval Motivation (MLAM)-skalaen med 20 elementer. Undersøkere vil måle effekten av selveffektivitet (tillit til evnen til å endre på tvers av problemsituasjoner) oppfatninger om kosthold og PA ved hjelp av tilpasninger av tidligere validerte spørreskjemaer. Depresjon og stress vil også bli målt ved hjelp av henholdsvis Senter for epidemiologiske studier Depresjon (skala) og Perceived Stress Scale.

Statistiske analyser: Alle analyser vil bli utført med SAS® versjon 9.4 (Cary, NC). Forskjeller i beskrivende kovariater mellom studiearmer vil bli testet ved bruk av kjikvadrat-tester for kategoriske kovariater og t-test (normalfordelt) eller Wilcoxon rangsummertester (ikke-normale) for kontinuerlige mål. Etterforskere vil bruke lineære blandede modeller (LMM) for å avgjøre om intervensjonsarmene er assosiert med det primære resultatet (dvs. CRP). Spesifikt vil utfallsverdier (f.eks. CRP) på tidspunkt 2 (dvs. 12 uker) modelleres som utfallet. Intervensjonsstatus, ytterligere kovariater og utfallsmålet ved baseline vil være på høyre side av ligningen. Confounder-valg vil begynne med en serie multivariable analyser (dvs. tidspunkt to utfall = eksponering + kovariat + baseline utfall). Hvis en kovariat har en p-verdi på ≤0,20, vil den bli lagt til en full modell. Konfoundere vil inkludere de som fører til en endring på 10 % i beta-koeffisienten for intervensjonsstatus når konfounderen fjernes; signifikante kovariater (p≤0,05) vil også bli inkludert i endelige modeller. Residualene for alle endelige modeller vil bli undersøkt for deres overholdelse av antakelsene om lineær regresjon. Dersom forutsetningene ikke oppfylles, kan andre analytiske tilnærminger benyttes. For eksempel er kvantilregresjon en analytisk teknikk som gjør det mulig å vurdere assosiasjoner gjennom fordelingen av resultatet av interesse. I tillegg har CRP et standard cut-point på 3,0 mg/L for klinisk referanse. Derfor kan logistisk regresjon brukes til å oppnå oddsratio [OR] og 95 % CI for de forskjellige intervensjonsarmene basert på dette kuttpunktet.