PEG-avføringsmidler for tarmforberedelse og tarmmikrobiota ved kolecystektomi

Mikrobiotaen i tarmen har blitt koblet til ulike gastrointestinale og metabolske lidelser. Polyetylen glykol (PEG)-baserte avføringsmidler, som rutinemessig administreres for tarmrens før koloskopi, forårsaker forbigående osmotisk diaré og har i dyremodeller vist seg å forårsake langvarige endringer i mikrobiel sammensetning og funksjon. Samtidig endrer kolecystektomi, en av de hyppigst utførte abdominale operasjonene, galdesyrestrømmen og den enterohepatiske sirkulasjonen, noe som kan modulere det tarmmikrobielle økosystemet og har blitt assosiert med økt risiko for postoperativ diaré og til og med kolorektal neoplasi. Til tross for disse uavhengige effektene, har den kombinerte påvirkningen av kolecystektomi og PEG-basert tarmforberedelse på den menneskelige tarmmikrobiotaen ikke blitt systematisk undersøkt.

Dette er en prospektiv, parallellgruppe, observasjonskohortstudie utført ved Tongji-sykehuset, Huazhong University of Science and Technology. Totalt vil omtrent 20 deltakere rekrutteres og fordeles i to grupper: kolecystektomigruppen, bestående av personer som har gjennomgått kolecystektomi minst seks måneder før inkludering og er planlagt for en screening- eller overvåkingskoloskopi; og kontrollgruppen, bestående av personer med intakt galleblære som er matchet for alder og kjønn og også er planlagt for koloskopi.

Kvalifiserte deltakere er mellom 18 og 75 år gamle, har ingen historie med alvorlig organsykdom, har ikke brukt antibiotika, probiotika eller prebiotika innen seks måneder før inkludering, og har ingen kontraindikasjoner for koloskopi eller PEG-inntak. Eksklusjonskriterier inkluderer graviditet, alvorlig kardiopulmonal insuffisiens, psykiske lidelser og manglende evne til å følge avføringsinnsamlingsprosedyrer.

Alle deltakere vil gjennomgå standard tarmforberedelse ved bruk av 2-4 L PEG-4000/3350-løsning i henhold til rutinemessig klinisk praksis. Ingen eksperimentell intervensjon administreres.

Avføringsprøver på omtrent 10 g hver vil bli selvinnsamlet av deltakerne hjemme med bruk av utleverte innsamlingssett på fem forhåndsdefinerte tidspunkter: innen tre dager før tarmforberedelse (baseline), ved første ikke-vannaktige avføring etter koloskopi, og ved en måned, tre måneder og seks måneder etter koloskopi, hver med en tillatt vindu på ±7 dager for ettmånedsbesøket og ±14 dager for tre- og seksmånedersbesøkene. Prøver vil umiddelbart fryses ved -80 °C til DNA-ekstraksjon. Fekalt genomisk DNA vil bli underlagt shotgun metagenomisk sekvensering på DNBSEQ-T7-plattformen. Rå lesinger vil bli filtrert ved bruk av fastp for å fjerne adapterkontaminering og lavkvalitetssekvenser. Høy-kvalitets lesinger vil bli justert til det menneskelige genomet for å ekskludere verts-DNA, og de gjenværende lesingene vil bli brukt for taksonomisk profilering med MetaPhlAn eller Kraken2/Bracken, og funksjonell profilering med HUMAnN3 mot UniRef90- og KEGG-databasene.

Det primære resultatmålet er endringen i tarmmikrobiell α-diversitet, målt ved Shannon-, Simpson- og Chao1-indeksene, og β-diversitet, vurdert ved Bray-Curtis-ulikhet og UniFrac-avstander, både innenfor og mellom grupper på de fem tidspunktene.

Sekundære resultater inkluderer de tidsmessige dynamikkene til spesifikke taksoner, som forholdet mellom Firmicutes/Bacteroidetes på fylum-nivå og butyrat-produserende slekter; differensiell overflod av arter og funksjonelle baner, inkludert KEGG-moduler og MetaCyc-reaksjoner; og korrelasjonen mellom mikrobielle sammensetningsendringer og kliniske parametere, for eksempel tid siden kolecystektomi og avføringsfrekvens.

Alle statistiske analyser vil bli utført ved bruk av R. Sammenligninger innenfor grupper over tid vil bli vurdert ved Friedman-testen eller gjentatte mål ANOVA, eller ikke-parametriske ekvivalenter, etterfulgt av post-hoc parvise Wilcoxon signed-rank-tester med falsk oppdagelsesrate-korreksjon. Sammenligninger mellom grupper på hvert tidspunkt vil bli analysert ved bruk av Mann-Whitney U-testen eller lineære blandede effektmodeller justert for potensielle forvirrende faktorer. Hovedkoordinatanalyse basert på Bray-Curtis-avstander vil visualisere samfunnsskille, og permutasjonsmultivariat variansanalyse vil teste for signifikant klyngedannelse. Lineær diskriminantanalyse effektstørrelse vil identifisere taksoner med differensiell overflod mellom grupper, ved bruk av en LDA-skår terskel på >2,0 og p <0,05.

Studieprotokollen har blitt godkjent av Medisinsk etikkkomité ved Tongji-sykehuset, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. Skriftlig informert samtykke vil bli innhentet fra alle deltakere før inkludering. Resultater vil bli formidlet gjennom fagfellevurderte publikasjoner og vitenskapelige konferanser.

Ved å profilere tarmmikrobiotaen longitudinelt hos kolecystektomerte og ikke-kolecystektomerte personer utsatt for det samme tarmforberedelsesregimet, vil denne studien avklare om tidligere galleblærefjerning predisponerer pasienter for en mer alvorlig eller langvarig PEG-indusert dysbiose. Funnene kan gi en mikrobiologisk rasjonalitet for skreddersydde tarmforberedelsesprotokoller eller mikrobiota-målrettede intervensjoner, som probiotika eller post-koloskopi kostholdsveiledning, i denne voksende pasientpopulasjonen.