Laksatywy PEG do przygotowania jelit i mikrobioty jelitowej w cholecystektomii

Dysbioza mikroflory jelitowej jest powiązana z różnymi zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi i metabolicznymi. Leki przeczyszczające na bazie glikolu polietylenowego (PEG), rutynowo podawane w celu oczyszczenia jelit przed kolonoskopią, wywołują przejściową biegunkę osmotyczną i, jak wykazano w modelach zwierzęcych, powodują długotrwałe zmiany w składzie i funkcji mikrobiomu. Tymczasem cholecystektomia, jeden z najczęściej wykonywanych zabiegów chirurgicznych jamy brzusznej, zmienia przepływ kwasów żółciowych i krążenie jelitowo-wątrobowe, co może modulować ekosystem mikroflory jelitowej i zostało powiązane ze zwiększonym ryzykiem biegunki pooperacyjnej, a nawet nowotworów jelita grubego. Pomimo tych niezależnych efektów, łączny wpływ cholecystektomii i przygotowania jelit opartego na PEG na ludzki mikrobiom jelitowy nie został systematycznie zbadany.

Jest to prospektywne, obserwacyjne badanie kohortowe z grupami równoległymi, przeprowadzone w Szpitalu Tongji, Uniwersytetu Nauki i Technologii Huazhong. Łącznie zostanie zrekrutowanych około 20 uczestników i przydzielonych do dwóch grup: grupa cholecystektomii, składająca się z osób, które przeszły cholecystektomię co najmniej sześć miesięcy przed rekrutacją i są skierowane na kolonoskopię przesiewową lub kontrolną; oraz grupa kontrolna, obejmująca osoby z nienaruszoną pęcherzykiem żółciowym, dopasowane pod względem wieku i płci, również skierowane na kolonoskopię.

Kwalifikujący się uczestnicy mają 18–75 lat, nie mają historii poważnych chorób narządów, nie stosowali antybiotyków, probiotyków ani prebiotyków w ciągu sześciu miesięcy przed rekrutacją oraz nie mają przeciwwskazań do kolonoskopii lub przyjmowania PEG. Kryteria wykluczenia obejmują ciążę, ciężką niewydolność sercowo-płucną, zaburzenia psychiczne oraz niezdolność do przestrzegania procedur pobierania kału.

Wszyscy uczestnicy przejdą standardowe przygotowanie jelit przy użyciu 2–4 L roztworu PEG-4000/3350 zgodnie z rutynową praktyką kliniczną. Nie stosuje się interwencji eksperymentalnej.

Próbki kału o masie około 10 g każda będą samodzielnie pobierane przez uczestników w domu przy użyciu dostarczonych zestawów w pięciu z góry określonych punktach czasowych: w ciągu trzech dni przed przygotowaniem jelit (linia bazowa), przy pierwszym nie-wodnistym stolcu po kolonoskopii oraz po jednym miesiącu, trzech miesiącach i sześciu miesiącach po kolonoskopii, z dopuszczalnym oknem ±7 dni dla wizyty miesięcznej i ±14 dni dla wizyt trzy- i sześciomiesięcznych. Próbki będą natychmiast zamrażane w temperaturze -80°C do czasu ekstrakcji DNA. Genomowe DNA kałowe zostanie poddane sekwencjonowaniu metagenomicznemu typu shotgun na platformie DNBSEQ-T7. Surowe odczyty zostaną przefiltrowane przy użyciu fastp w celu usunięcia zanieczyszczeń adapterami i sekwencji niskiej jakości. Odczyty wysokiej jakości zostaną dopasowane do genomu ludzkiego w celu wykluczenia DNA gospodarza, a pozostałe odczyty zostaną wykorzystane do profilowania taksonomicznego za pomocą MetaPhlAn lub Kraken2/Bracken oraz profilowania funkcjonalnego za pomocą HUMAnN3 w oparciu o bazy danych UniRef90 i KEGG.

Głównym wynikiem jest zmiana w α-różnorodności mikroflory jelitowej, mierzona wskaźnikami Shannona, Simpsona i Chao1, oraz β-różnorodności, ocenianej za pomocą odległości Braya-Curtisa i UniFrac, zarówno wewnątrz grup, jak i między grupami w pięciu punktach czasowych.

Wyniki drugorzędne obejmują dynamikę czasową określonych taksonów, takich jak stosunek Firmicutes/Bacteroidetes na poziomie typu oraz rodzajów produkujących maślan; różnicową obfitość gatunków i szlaków funkcjonalnych, w tym modułów KEGG i reakcji MetaCyc; oraz korelację między zmianami składu mikrobiomu a parametrami klinicznymi, na przykład czasem od cholecystektomii i częstotliwością wypróżnień.

Wszystkie analizy statystyczne zostaną przeprowadzone przy użyciu R. Porównania wewnątrzgrupowe w czasie zostaną ocenione za pomocą testu Friedmana lub ANOVA z powtarzanymi pomiarami lub ich odpowiedników nieparametrycznych, a następnie testów post-hoc par Wilcoxona z korektą wskaźnika fałszywych odkryć. Porównania międzygrupowe w każdym punkcie czasowym zostaną przeanalizowane przy użyciu testu U Manna-Whitneya lub liniowych modeli efektów mieszanych z uwzględnieniem potencjalnych czynników zakłócających. Analiza głównych współrzędnych oparta na odległościach Braya-Curtisa zwizualizuje separację społeczności, a permutacyjna wieloczynnikowa analiza wariancji przetestuje istotność grupowania. Analiza efektu wielkości dyskryminacyjnej liniowej zidentyfikuje taksony o różnicowej obfitości między grupami, przy użyciu progu wyniku LDA >2,0 i p <0,05.

Protokół badania został zatwierdzony przez Komisję Etyki Medycznej Szpitala Tongji, College'u Medycznego Tongji, Uniwersytetu Nauki i Technologii Huazhong. Pisemną świadomą zgodę uzyskano od wszystkich uczestników przed rekrutacją. Wyniki zostaną rozpowszechnione poprzez publikacje recenzowane i konferencje naukowe.

Długoterminowo profilując mikroflorę jelitową osób po cholecystektomii i bez niej, narażonych na ten sam schemat przygotowania jelit, to badanie określi, czy wcześniejsze usunięcie pęcherzyka żółciowego predysponuje pacjentów do cięższej lub dłuższej dysbiozy wywołanej przez PEG. Wyniki mogą dostarczyć mikrobiologicznego uzasadnienia dla dostosowanych protokołów przygotowania jelit lub interwencji ukierunkowanych na mikroflorę, takich jak probiotyki lub porady dietetyczne po kolonoskopii, w tej rosnącej populacji pacjentów.