Alkoholisk leversykdom og tarmmikrobiomet

Prevalensen av AUD og ALD øker, og sykdomsbyrden påvirker menn og kvinner ulikt. Forskning har vist at prevalensen av AUD og alkoholisk leversykdom (ALD) har vokst betydelig høyere for kvinner enn for menn det siste tiåret (80 % mot 30 % for alkoholbruksforstyrrelser og 50 % mot 30 % for ALD). Forskning har også funnet at kvinner, sammenlignet med menn, er mer sannsynlig å bukke under for de negative effektene av alkohol. Studier har vist at det er variasjon i alkoholabsorpsjon, distribusjon og metabolisme mellom menn og kvinner, som et resultat av hormonelle, genetiske og miljømessige faktorer. Mens kvinner har en tendens til å drikke mindre enn menn, er kvinner som har AUD mer sannsynlig å ha ALD, hjerte- og karsykdommer og kreft. Kjønnsforskjeller eksisterer for hvordan kvinner og menn konsumerer alkohol, men kjønnsforskjeller eksisterer også for hvor sannsynlig de er til å avstå, med gifte kvinner som har en høyere forekomst av tilbakefall enn gifte menn. Men til tross for nylige anstrengelser, har ikke kjønnsforskjellene i alkoholmisbruk og alkoholkomplikasjoner blitt klart belyst. Det er toveis mellom tarmmikrobiomet og AUD og ALD. Tung alkoholbruk har vært assosiert med en reduksjon i tarmbarrierefunksjon, økt bakteriell translokasjon og et skifte i tarmmikrobiomet til en mer inflammatorisk fenotype. Motsatt har nyere forskning vist at probiotika er gunstig ved ALD, og ​​i en nylig fase 1 klinisk studie viste forsker at fekal mikrobiell transplantasjon var i stand til å redusere alkoholbruksforstyrrelser betydelig hos en mannlig populasjon av veteraner. Spesielt VSL#3, en probiotisk blanding, har vist seg å være trygg og beskyttende mot tarmbarrieredysfunksjon, alkoholrelatert leversykdom og til og med re-hospitalisering. Derfor er det økende data som tyder på at hjerne-tarm-mikrobiom-aksen (BGM) kan være viktig ved alkoholbruksforstyrrelser og ALD. Til dags dato er det ingen studier som undersøker rollen til BGM-aksen i kjønnsforskjeller ved alkoholbruksforstyrrelser eller ALD. Kjønnsbaserte forskjeller i mikrobiomet er relatert til andre metabolske sykdommer. I både menneske- og dyremodeller har studier vist at tarmmikrobiomets sammensetning og effekter kan variere mellom kjønn basert på sykdommen. Denne gruppen av etterforskere var for eksempel i stand til å vise en kjønnsbasert forskjell i BGM-aksen i forhold til fedme og matavhengighet. Hvorvidt det er en kjønnsforskjell i BGM-aksen som påvirker sykdomsprogresjon og utfall av AUD og ALD vil være hovedformålet med denne pilotstudien.

EKSPERIMENTELL TILNÆRING OG TIDSLINJE Etterforskerne antar at kjønnsrelaterte forskjeller på BGM-aksen i AUD og ALD forklarer variasjonen i pasientresultat etter kjønn, og at endringer i BGM-aksen kan redusere alvorlighetsgraden av alkoholbruksforstyrrelser og ALD.

Oversikt over mål 1: Demonstrere baseline kjønnsforskjeller i tarmmikrobiomet og metatranskriptomet til pasienter med AUD og ALD og korreler disse forskjellene med alvorlighetsgraden av AUD og ALD. Ved å bruke fekal innsamling og hagle metagenomikk, vil etterforskerne identifisere viktige bakterielle markører og metatranskriptomsignaturer relatert til AUD og ALD sammenlignet med friske kontroller. Etterforskerne vil deretter avgjøre om disse markørene er assosiert med AUD og ALD alvorlighetsgrad på en sexrelatert måte. Pasienter vil bli rekruttert fra Santa Monica UCLA sykehus og Ronald Reagan UCLA Hospital. Potensielt kvalifiserte pasienter vil bli spurt av leverandøren om de kan kontaktes av forskningsteamet. Etterpå vil teamet gjøre en foreløpig kartgjennomgang og se på tidligere medisinsk historie, problemliste og gjeldende innleggelsesnotater for å avgjøre om pasienten er kvalifisert basert på inklusjons- og eksklusjonskriterier.

Måling av baseline AUD- og ALD-karakteristikk. I tillegg til pasientdemografisk informasjon, vil etterforskerne også samle spørreskjemadata for å vurdere alvorlighetsgraden av deres AUD og kliniske laboratorieparametre for å vurdere alvorlighetsgraden av deres ALD. For å vurdere alvorlighetsgraden av deres AUD, vil etterforskerne bruke DSM-V-kriteriene for alvorlighetsgrad, AUDIT-score, Timeline Followback (TLFB) alkoholvurdering, livskvalitetsskala (QOL) og Alcohol craving questionnaire-Short form (ACQ) -SF). For å vurdere pasientens ALD-alvorlighet, vil kliniske laboratoriedata samles inn for å måle pasientens Maddreys diskriminerende funksjonsscore, MELD-Na-score, Glasgow Alcoholic Hepatitis-score og baseline-transaminaser. For å vurdere for andre komorbiteter vil teamet spørre Hospital Anxiety and Depression scale (HADS). DSM-V-kriterier for alvorlighetsgrad, AUDIT-score, Timeline Followback (TLFB) alkoholvurdering, livskvalitetsskala (QOL), Alcohol craving questionnaire-Short form (ACQ-SF) og HADS er spørreskjemaer som administreres for forskningsformål. Som sådan vil HADS-spørreskjemaet bli scoret på et senere tidspunkt. Maddreys Discriminant Function-poengsum, MELD-Na-poengsum, Glasgow alkoholhepatitt-score og baseline-transaminaser er basert på kliniske laboratorier og medisinsk kartgjennomgang. Prøveinnsamling og mikrobiomsekvensering. Mens pasienter er innlagt på sykehus, vil både etanolkonservert og fersk avføring samles ved baseline sammen med serum for fremtidig analyse som ligner på våre tidligere arbeider. Avføring vil bli samlet i en medfølgende beholder, pasienten vil deretter ta et medfølgende para pak hetteglass som inneholder en skje og ta en liten skje full og plassere den i para pak hetteglasset som også inneholder 95 % etanol. Disse prøvene vil deretter bli lagret ved -80oC og deretter behandlet som en enkelt batch. DNA vil bli ekstrahert fra avføringsprøver ved å bruke perleslag i forbindelse med ZymoBiomics DNA Miniprep-settet (Zymo Research). DNA ekstrahert fra fekale prøver vil bli fragmentert og strekkodet ved hjelp av et kommersielt sett (Illumina Nextera Flex). Haglebiblioteker vil gjennomgå sekvensering ved å bruke en Illumina NovaSeq 6000 (S4 flowceller) med en måldybde på 20 millioner parede endesekvenser per prøve. Sekvensdata vil deretter bli lagt inn i MetaPhlAn2 for taksonomisk identifikasjon av arter for sammensetningsanalyse tilsvarende det utført med 16S rRNA-sekvensdata. Hagle-metagenomikkdataene vil også bli brukt til å utføre mikrobiomanalyse på stammenivå med ConStrains-algoritmen, som identifiserer enkeltnukleotidpolymorfismer i metagenomiske sekvensdata som kan brukes til å spore stammer på tvers av prøver. I tillegg vil metagenomikkdata bli behandlet i HUManN2 for annotering av genfamilier og identifikasjon av den mikrobielle kilden til disse genene. Bakterielle genoverflod vil bli aggregert i veier basert på KEGG- og MetaCyc-klassifiseringer. Serumbehandling: Blod vil bli samlet ved hvert studiebesøk (ca. 3-5 ml). Blod vil bli sentrifugert og serum vil bli samlet. Serum vil deretter lagres ved -80C for fremtidig bruk for metabolomikk. Avidentifiserte serumprøver vil bli sendt til Metabolon for metabolittbehandling og analyse.

Oversikt over mål 2: Bestem om baseline kjønnsforskjeller i tarmmikrobiomet og metatranskriptomet forutsier fortsatt avholdenhet, residivisme eller ALD-relaterte utfall. Pasienter rekruttert som ovenfor vil bli randomisert på en 1:1-måte til enten placebo eller VSL#3 i 6 måneder. De vil ta en VSL#3-pille én gang daglig mens de er i studien (112,5 milliarder CFU per kapsel) eller en placebo-pille med 100 mg sukker én gang daglig. VSL#3 Etter 3 måneder og 6 måneder vil pasienten komme tilbake for et besøk, og de samme spørreskjemaene og kliniske poengsummene som deres baseline-besøk vil bli innhentet igjen. Pasienten vil også gi etanolholdig avføring og sende den tilbake til oss i en selvadressert betalt konvolutt, og en serumblodprøve vil bli tatt ved besøket for fremtidig analyse. Det vil samles inn totalt 3-5 ml blod ved hver samling. Prospektive utfall. I tillegg til spørreskjemaet og skårene som er oppført ovenfor målt ved 3 måneder og 6 måneder, vil teamet også undersøke frekvensen av tilbakefall, re-innleggelse for alkoholrelaterte årsaker, rehospitalisering av alle årsaker, dødelighet og levertransplantasjon.

Oversikt Mål 3. Vis hvordan endring av tarmmikrobiomet kan redusere alvorlighetsgraden av AUD og ALD på en kjønnsavhengig måte. Som nevnt ovenfor vil pasienter som rekrutteres randomiseres på en 1:1-måte til enten placebo eller VSL#3 i 6 måneder. De vil ta én VSL#3-pille én gang daglig (112,5 milliarder CFU per kapsel) eller en placebo-pille med 100 mg sukker én gang daglig. VSL#3 ble valgt som det foretrukne probiotikumet fordi tidligere publisert litteratur har vist dets sikkerhet i ALD og dyremodeller har vist at det er effektivt mot betennelse i tarmbarrieredysfunksjon i modeller av AUD og ALD. Ved kraftberegning basert på tidligere arbeider på VSL#3, har etterforskerne fastslått at det vil være behov for rundt 20 pasienter per gruppe for å bestemme en forskjell (Male-Placebo, Male-VSL#3, Female-Placebo, Female-VSL#3, totalt = 80). Både pasient og studiepersonell vil bli blindet for pasientens randomisering. Studiekoordinatoren vil være den eneste personen som ikke er blindet for pasientrandomiseringen, mens PI og co-etterforskerne vil bli blindet gjennom hele studien, inkludert dataanalysen. Primære utfall og sekundære utfall. Flere tidligere publiserte studier på VSL#3 har ikke vist noen signifikante bivirkninger sammenlignet med placebo. Derfor vil det primære resultatet av den prospektive randomiserte placebokontrollstudien være kjønnsforskjeller i avholdenhetsfrekvensen og andelen av oppløsning av ALD målt ved Maddreys diskriminerende funksjonsscore, MELD-Na-score, Glasgow Alcoholic Hepatitis-score og transaminaser. Sekundære utfall vil være kjønnsforskjeller angående mikrobiometdringer, alkoholforbruk, QOL og alkoholtrang. Prøveinnsamling og mikrobiomsekvensering. Tilsvarende innsamling og mikrobiomsekvensering vil bli gjort som nevnt ovenfor. Men i stedet for metagenomisk sekvensering av hagle, vil etterforskerne utføre full 16S-sekvensering for prøvene samlet etter 6 måneder for å redusere kostnadene. Full 16S-sekvensering er rimeligere, men er i stand til å gi oss lignende belastningsprofiler som hagle metagenomisk sekvensering.