Klinisk studie av PEG-tarmforberedelse ved pasienter som gjennomgår appendektomi

Den menneskelige tarmmikrobioten utgjør en av de tetteste mikrobielle samfunnene på jorden, og omfatter en svært mangfoldig samling av mikroorganismer som utfører metabolske, immunologiske og beskyttende funksjoner som er avgjørende for menneskelig helse. Gastrointestinal mikrobiota påvirkes av en rekke faktorer, inkludert genetikk, vertens fysiologiske status (som alder, sykdom og stress) og miljøforhold som leveområde og medisinbruk. Blant disse mange forstyrrende faktorer har iatrogene inngrep – spesielt tarmrensingsprosedyren som er avgjørende før koloskopi – en spesielt betydelig innvirkning på tarmens mikroøkosystem.

Nåværende forberedelse til koloskopi innebærer administrering av store mengder polyetylen glykol (PEG2000-4000) som avføringsmiddel og smøremiddel. Eksisterende studier indikerer at PEG-bruk kan markert redusere mikrobielt rikdom og mangfold. Spesifikt kan PEG-inntak føre til unormal proliferering av *Akkermansia*-arter, en reduksjon i Firmicutes, og en økt mengde og virulensgenuttrykk av patogener som *Citrobacter*. Metabolt kan PEG-bruk resultere i redusert dehydroksylering av primære gallesyrer og endret kolesterolmetabolisme, som til slutt bidrar til diaré, vekttap, forstyrrelse av lipid- og energimetabolisme, og tarmbetennelse. Dermed kan omfattende bruk av PEG forårsake langsiktig og irreversible skader på tarmmikrobioten, og utgjøre betydelige helserisikoer.

Blindtarmen, lokalisert ved bunnen av cecum, er en langstrakt, rørformet struktur som stikker ut fra den bakre veggen av cecum. Som en integrert komponent av tarmens slimhinnelimmunsystem, inneholder dens lumen rike biofilmstrukturer som gir et «økologisk tilfluktssted» for kommensale bakterier, og beskytter dem fra skyllingen av tarminnhold. Nye forskningsresultater indikerer at under fysiologiske forhold, mottar og beskytter blindtarmen kontinuerlig spesifikk mikrobiota fra den proksimale colon, spesielt adhererende medlemmer av Firmicutes- og Bacteroidetes-stammene. Når mikrobiell dysbiose oppstår i verten – på grunn av faktorer som infeksjon, antibiotikaeksponering eller tarmrensning – kan blindtarmen tjene som et mikrobielt reservoar, og akselerere prosessen med mikroøkologisk restaurering. Derfor blir blindtarmen betraktet som et «naturlig sikkerhetskopisystem» for tarmmikrobioten, og dens integritet spiller en uerstattelig rolle i å motstå mikrobielle forstyrrelser og opprettholde mikroøkologisk motstandskraft. Historisk har blindtarmbetennelse rangert som den vanligste akutte mageakuten, og når akutt blindtarmbetennelse oppstår, involverer tradisjonell behandling ofte blindtarmfjerning. Omfattende epidemiologiske bevis har vist at befolkninger etter blindtarmfjerning har betydelig økt risiko for *Clostridioides difficile*-infeksjon, kolorektal kreft, Parkinsons sykdom og depresjon. Metagenomiske studier avslører videre at individer som har gjennomgått blindtarmfjerning, viser redusert tarmmikrobiell mangfold, vedvarende lav overflod av kortkjedede fettsyreproduserende slekter (f.eks. *Faecalibacterium* og *Roseburia*), redusert stabilitet av mikrobielle nettverk, og svekket motstandskraft og gjenopprettingsevne mot eksterne forstyrrelser. Disse funnene antyder at tap av blindtarmen kan plassere tarmens mikroøkosystem i en tilstand av «skjør likevekt», hvor pålegging av den sterke forstyrrelsen fra PEG-basert tarmrensning kan indusere mer alvorlig og vedvarende dysbiose.

Denne studien tar i bruk et parallellkontrollert, overvåket klinisk studiedesign, og rekrutterer totalt omtrent 10 deltakere. Kvalifiserte deltakere må tidligere ha gjennomgått blindtarmfjerning eller høyre hemikolektomi med blindtarmfjerning, være mellom 18-75 år, være planlagt for koloskopi, være generelt sunne, og ha ingen historikk med større organsykdommer. Kontrollpersoner må være mellom 18-75 år, ha ingen historikk med blindtarmfjerning eller høyre hemikolektomi med blindtarmfjerning, være generelt sunne, og ha ingen historikk med større organsykdommer. Begge grupper må oppfylle tilsvarende eksklusjonskriterier, inkludert: kontraindikasjoner for koloskopi (f.eks. organiske sykdommer som kardiopulmonal insuffisiens), manglende toleranse for PEG-avføringsmidler, graviditet, langvarig historikk med tarmsykdommer, eller antibiotikabruk innen de siste seks månedene.

Avføringsprøver vil bli samlet inn på flere tidspunkter: før koloskopi, ved første ikke-vannige avføring etter koloskopi, og en måned, tre måneder og seks måneder etter koloskopi. Metagenomisk sekvensering vil bli brukt for å detektere tarmmikrobiell informasjon fra avføring, og bioinformatisk analyse vil bli utført med fokus på: (1) de langsiktige effektene av koloskopi på tarmmikrobioten og forstyrrelseskarakteristikkene under tarmmikrobiell gjenoppretting etter blindtarmfjerning; (2) design av mikroøkologiske restaurerende probiotiske formuleringer basert på mikrobiomtrekk; og (3) screening av representative avføringsprøver for påfølgende dyreforsøk.

Denne studien vil ikke bruke rekrutteringsannonser; deltakelse er helt frivillig. Deltakere vil bli informert om potensielle risikoer under forsøket og vil signere informert samtykke ved å godta å delta i studien. Frivillige som samtykker til å delta vil fullføre et spørreskjema for å vurdere deres tarmhelsetilstand og andre helseforhold, og vil bli vurdert i henhold til de ovennevnte utvelgelses- og eksklusjonskriteriene. Innsamlede prøver vil bli merket med koder for å sikre at ingen personlig identifiserbar informasjon blir avslørt. Gjennom hele studien vil deltakernes identiteter holdes konfidensielle, med kun koder og sykdomsfenotyper synlige. Deltakere kan trekke seg fra studien når som helst.

Denne studien vil analysere sammensetningen og strukturen til deltakernes tarmmikrobiota, og deltakere vil holdes informert om fremdriften til testene og analysene i tide, og vil ha tilgang til sine egne relevante data.