Mikrobiom jelitowy w zapaleniu uchyłków i uchyłkowatości

Uchyłkowatość dotyka 60% osób w wieku powyżej 60 lat, a około 10-25% osób ma objawy, od ostrego zapalenia uchyłków wymagającego natychmiastowej interwencji do objawowej choroby uchyłkowej z uporczywym bólem podbrzusza i zmienionymi rytmami wypróżnień. Do 5% pacjentów z ostrym zapaleniem uchyłków umiera podczas hospitalizacji. Pomimo częstości występowania i ciężkości jej objawów, pozostają fundamentalne pytania dotyczące natury zapalenia uchyłków i uchyłkowatości.

Ludzka okrężnica zawiera 100 bilionów bakterii, w tym setki gatunków i 10 razy więcej genów niż ludzki genom. Podczas gdy zmiany w mikrobiomie są związane ze stanami chorobowymi, takimi jak zespół jelita drażliwego (IBS) lub nieswoiste zapalenie jelit (IBD), mikrobiom nie został odpowiednio opisany w odniesieniu do uchyłków okrężnicy. Ponieważ King's College Hospital posiada jedyną znaną klinikę zajmującą się chorobą uchyłkową, mamy wyjątkowo dużą populację pacjentów, w której można dowiedzieć się o tej chorobie.

Kiedy uchyłki okrężnicy ulegają zapaleniu lub perforacji, pacjenci mają zapalenie uchyłków. Czynniki wywołujące epizody ostrego zapalenia uchyłków nie są dobrze scharakteryzowane, ale obejmują wiek, czynniki związane ze stylem życia i niektóre leki. Klinicyści nie mają możliwości przewidzenia, którzy pacjenci zachorują na zapalenie uchyłków ani jak ciężka będzie jego manifestacja. W niektórych przypadkach zapalenia uchyłków okołookrężniczych (znanego jako Hinchey I) stan zapalny może ustąpić nawet bez antybiotyków, podczas gdy w innych przypadkach perforowane zapalenie uchyłków będzie obejmować kałowe zapalenie otrzewnej (Hinchey IV) i będzie wymagać pilnej resekcji okrężnicy. Zapalenie uchyłków może być spowodowane zmianami w mikrobiomie, ale nie zostało to wystarczająco zbadane.

Większość pacjentów z bezobjawową uchyłkowatością, to znaczy obecnością uchyłków okrężnicy przy braku objawów, nigdy nie doświadcza epizodu zapalenia uchyłków. Istnieją jednak ograniczone dowody na to, że mikrobiom w uchyłkowatości jest zmieniony i podobny do tego w ostrym zapaleniu uchyłków. Jeśli tak jest, przewidywanie, u których pacjentów rozwinie się ostre zapalenie uchyłków, pozostanie niemożliwe. Oznacza to również, że badania, które nie oceniały ani nie kontrolowały obecności uchyłków w populacjach pacjentów, będą musiały zostać ponownie przeanalizowane.

Obecnie klinicyści nie mają podstaw do przewidywania (1) u których pacjentów rozwinie się ciężkie ostre zapalenie uchyłków wymagające operacji lub (2) u których pacjentów rozwinie się ostre zapalenie uchyłków, które ustąpi po zastosowaniu antybiotyków. Wierzymy, że dalszy wgląd w mikrobiom jelitowy pozwoli w przyszłości na lepszą diagnostykę i leczenie.

Przeprowadzono kilka ograniczonych badań mikrobiomu w zapaleniu uchyłków, ale nie przeprowadzono pełnego pirosekwencjonowania. Dzieje się tak, ponieważ koszty badań spadły o 5 rzędów wielkości w ostatniej dekadzie, podczas gdy moce obliczeniowe wzrosły. Badania dotyczyły poszczególnych szczepów bakterii w próbkach kału lub błony śluzowej, co nie wystarcza do zrozumienia złożonego mikrobiomu.

Ponieważ mikrobiom jelitowy nie został dokładnie zbadany w chorobie uchyłkowej, jest to badanie eksploracyjne. Chcielibyśmy jednak przetestować hipotezy, że pacjenci z bezobjawową uchyłkowatością mają mikrobiom bardziej podobny do pacjentów z ostrym zapaleniem uchyłków niż do normalnej grupy kontrolnej.

14. Metodologia Otoczenie: King's College Hospital, szpital referencyjny trzeciego stopnia w południowym Londynie. King's jest ośrodkiem referencyjnym zajmującym się opracowywaniem dwutygodniowego oczekiwania na ocenę raka jelita grubego (2ww), przy czym ocenia się 900 nowych skierowań pacjentów rocznie. Również oddział ratunkowy King's przyjmuje rocznie do 250 pacjentów z ostrym zapaleniem uchyłków.

Pacjenci: Zrekrutowane zostaną 4 zestawy pacjentów. Zrekrutowanych zostanie 25 pacjentów na grupę:

Grupy A i B. Pacjenci z ostrym zapaleniem uchyłków będą rekrutowani z izby przyjęć szpitala King's przed rozpoczęciem antybiotykoterapii. Wymazy z odbytu będą pobierane od pacjentów, u których głównym objawem jest ostry ból brzucha, podczas wstępnej oceny, przed podaniem antybiotyków. Wszystkie próbki zostaną wstępnie zamrożone, ale analizowane będą tylko próbki pacjentów z rozpoznaniem ostrego zapalenia uchyłków i badaniami obrazowymi okrężnicy (obrazowanie TK lub wizualizacja podczas zabiegu). Pacjenci z ostrym zapaleniem uchyłków będą oceniani w 2 grupach, pacjenci z perforowanym zapaleniem uchyłków (tj. Hinchey III lub IV) i pacjenci z nieperforowanym zapaleniem uchyłków (Hinchey I lub II).

Grupa C. Pacjenci z bezobjawową uchyłkowatością będą rekrutowani z 2-tygodniowej kolejki (2ww) raka jelita grubego. Pacjenci zgłaszający się z głównym zarzutem świeżego krwawienia z odbytu, bez innych dolegliwości, będą rekrutowani przed diagnostyką obrazową, za pomocą tomografii komputerowej, kolonografii tomografii komputerowej lub endoskopii. Dostarczą próbkę kału lub wymaz z odbytu przed oczyszczeniem jelita, jeśli jest to wymagane do ich oceny, ponieważ może to zmienić mikrobiom. Analizie poddane zostaną próbki pacjentów z uchyłkowatością (i/lub hemoroidami jako drugą najczęstszą przyczyną świeżego krwawienia PR).

Grupa D. Pacjenci z lub bez hemoroidów i bez innych patologii okrężnicy będą rekrutowani z 2ww raka jelita grubego. Będą to zwykłe kontrole. Pacjenci zgłaszający się z głównym zarzutem świeżego krwawienia PR, bez innych dolegliwości, będą rekrutowani przed diagnostyką obrazową, albo za pomocą CT, kolonografii CT, albo endoskopii. Dostarczą próbkę kału lub wymaz z odbytu przed oczyszczeniem jelita, jeśli jest to wymagane do ich oceny, ponieważ może to zmienić mikrobiom. Analizie poddane zostaną próbki pacjentów z uchyłkowatością (i/lub hemoroidami jako drugą najczęstszą przyczyną świeżego krwawienia PR).

Analiza kału: Próbki kału zostaną przeanalizowane pod kątem składu mikrobiomu kału za pomocą pirosekwencjonowania genu 16S rybosomalnego RNA, w ramach umowy o współpracy z laboratorium Bruce'a w King's College London.

W skrócie, ukierunkowane na geny sekwencjonowanie 16S rRNA bada strukturalny składnik rybosomu bakteryjnego za pomocą ukierunkowanych starterów. Amplifikowane są stałe części rybosomalnego RNA, co pozwala na identyfikację części zmiennych. Sekwencje są następnie grupowane w OTU, operacyjne jednostki taksonomiczne i mogą być przypisywane do linii rodowych od rodzaju aż do typów.

Planowane analizy statystyczne: Skład mikrobiomu będzie oceniany na kilka różnych sposobów. Zmierzona zostanie różnorodność alfa, która jest miarą średniej różnorodności w próbce. Dokonanych zostanie wiele ocen różnorodności alfa, w tym oszacowanie bogactwa Chaol, bogactwo OTU i indeks Shannona. Wykazano, że różnorodność alfa jest zmniejszona u pacjentów z aktywnym IBD w porównaniu z pacjentami z chorobą uśpioną, ale nie została opisana w chorobie uchyłkowej. Różnorodność beta to porównanie różnorodności między próbkami (to znaczy oddzielenie struktury filogenetycznej OTU w jednej próbce w porównaniu ze wszystkimi innymi próbkami) zostanie obliczone za pomocą odległości Unifrac.

Obliczanie mocy: badania metabonomiczne mikrobiomu jelitowego w tym czasie są z konieczności odkrywcze. W związku z tym nie przeprowadzono obliczeń mocy w terenie. Jednak w tym przypadku analiza 25 próbek na grupę powinna wystarczyć do rozróżnienia grup i oceny ich różnorodności.

Istniejąca infrastruktura: Cała potrzebna infrastruktura jest obecnie na miejscu. Zespół badawczy (profesor Bjarnason i pan Papagrigoriadis) obecnie zarządza klinikami 2ww, a także zajmuje się ostrymi przyjęciami na ostrym dyżurze w King's College Hospital. Umowa o transferze materiałów jest zawarta z laboratorium Bruce'a w King's College London w celu przekazania innych próbek kału i wymaga jedynie zmiany.