Микробиом кишечника при дивертикулите и дивертикулезе

Дивертикулез поражает 60% людей старше 60 лет, и примерно у 10-25% людей будут симптомы, начиная от острого дивертикулита, требующего неотложного вмешательства, до симптоматической дивертикулярной болезни с постоянной болью внизу живота и измененным режимом работы кишечника. До 5% пациентов с острым дивертикулитом умирают во время госпитализации. Несмотря на распространенность и тяжесть его проявлений, остаются принципиальные вопросы о природе дивертикулита и дивертикулеза.

Толстая кишка человека содержит 100 триллионов бактерий, в том числе сотни видов, и в 10 раз больше генов, чем человеческий геном. В то время как изменения в микробиоме были связаны с болезненными состояниями, такими как синдром раздраженного кишечника (СРК) или воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), микробиом не был адекватно описан в отношении дивертикулов толстой кишки. Поскольку в больнице Королевского колледжа есть единственная известная специализированная клиника дивертикулярной болезни, у нас есть уникально большое количество пациентов, у которых можно узнать об этом заболевании.

Когда дивертикулы толстой кишки воспаляются или перфорируются, у пациентов развивается дивертикулит. Факторы, провоцирующие эпизоды острого дивертикулита, недостаточно хорошо охарактеризованы, но включают возраст, образ жизни и прием некоторых лекарственных препаратов. У клиницистов нет возможности предсказать, у каких пациентов разовьется дивертикулит и насколько тяжелым будет его проявление. В некоторых случаях периколонического дивертикулита (известного как Хинчи I) воспаление может пройти даже без антибиотиков, в то время как в других случаях перфоративный дивертикулит будет включать фекальный перитонит (Хинчи IV) и потребует экстренной резекции толстой кишки. Дивертикулит может быть вызван изменениями в микробиоме, но это недостаточно изучено.

У большинства пациентов с бессимптомным дивертикулезом, то есть наличием дивертикулов толстой кишки при отсутствии симптомов, никогда не будет эпизода дивертикулита. Однако имеются некоторые ограниченные доказательства того, что микробиом при дивертикулезе изменен и подобен таковому при остром дивертикулите. Если это так, то предсказать, у каких больных разовьется острый дивертикулит, будет невозможно. Это также будет означать, что исследования, которые не оценивали или не контролировали наличие дивертикулов у пациентов, должны быть пересмотрены.

В настоящее время у клиницистов нет оснований предсказывать, (1) у каких пациентов разовьется тяжелый острый дивертикулит, требующий хирургического вмешательства, или (2) у каких пациентов разовьется острый дивертикулит, который разрешится антибиотиками. Мы считаем, что дальнейшее изучение микробиома кишечника позволит улучшить диагностику и лечение в будущем.

Было проведено несколько ограниченных исследований микробиома при дивертикулите, но не было проведено полное пиросеквенирование. Это связано с тем, что за последнее десятилетие затраты на исследования упали на 5 порядков, а вычислительные мощности увеличились. В исследованиях изучались отдельные штаммы бактерий в образцах стула или слизистых оболочек, чего недостаточно для понимания сложного микробиома.

Поскольку кишечный микробиом при дивертикулярной болезни тщательно не исследовался, данное исследование носит ознакомительный характер. Тем не менее, мы хотим проверить гипотезу о том, что у пациентов с бессимптомным дивертикулезом микробиом больше похож на пациентов с острым дивертикулитом, чем на таковой у здоровых людей.

14. Методология. Условия: Больница Королевского колледжа, специализированная больница третичного уровня на юге Лондона. King's является центром направления для двухнедельного ожидания оценки колоректального рака (2ww), с 900 новыми направлениями пациентов, оцениваемыми в год. Кроме того, отделение неотложной и неотложной помощи King's ежегодно принимает до 250 пациентов с острым дивертикулитом.

Пациенты: будут набраны 4 группы пациентов. Будет набрано по 25 пациентов в группу:

Группы A и B. Пациенты с острым дивертикулитом будут набраны из отделения неотложной помощи в King's до начала антибиотикотерапии. Ректальные мазки будут взяты у пациентов с основной жалобой на острую боль в животе при первоначальном обследовании, до первоначального назначения антибиотиков. Сначала все образцы будут заморожены, но анализу будут подвергаться только образцы пациентов с диагностированным острым дивертикулитом и визуализацией толстой кишки (КТ или визуализация во время операции). Пациенты с острым дивертикулитом будут разделены на 2 группы: пациенты с перфоративным дивертикулитом (т. е. Хинчи III или IV) и пациенты с неперфоративным дивертикулитом (Хинчи I или II).

Группа C. Пациенты с бессимптомным дивертикулезом будут набраны из группы 2-недельного ожидания (2 нед) колоректального рака. Пациенты с основной жалобой на свежее ректальное кровотечение, без других жалоб, будут набраны до проведения диагностической визуализации с помощью КТ, КТ-колонографии или эндоскопии. Они предоставят образец стула или ректальный мазок перед очисткой кишечника, если это необходимо для их оценки, поскольку это может изменить микробиом. Будут проанализированы образцы пациентов с дивертикулезом (и/или геморроем, как другой наиболее частой причиной свежего кровотечения из PR).

Группа D. Пациенты с геморроем или без него и без другой патологии толстой кишки будут набраны из пути колоректального рака 2ww. Это будут обычные элементы управления. Пациенты с основной жалобой на свежее кровотечение из ЛР, без других жалоб, будут набраны до диагностической визуализации либо с помощью КТ, КТ-колонографии, либо эндоскопии. Они предоставят образец стула или ректальный мазок перед очисткой кишечника, если это необходимо для их оценки, поскольку это может изменить микробиом. Будут проанализированы образцы пациентов с дивертикулезом (и/или геморроем, как другой наиболее частой причиной свежего кровотечения из PR).

Анализ стула: Образцы стула будут проанализированы на состав фекального микробиома с помощью пиросеквенирования гена рибосомной РНК 16S в соответствии с соглашением о сотрудничестве с лабораторией Брюса в Королевском колледже Лондона.

Вкратце, секвенирование 16S рРНК, нацеленное на ген, исследует структурный компонент бактериальной рибосомы с помощью целевых праймеров. Постоянные участки рибосомной РНК амплифицируются, что позволяет идентифицировать вариабельные участки. Затем последовательности группируются в OTU, операционные таксономические единицы, и могут быть отнесены к линиям от рода до типов.

Запланированный статистический анализ: Состав микробиома будет оцениваться несколькими различными способами. Будет измеряться альфа-разнообразие, которое является мерой среднего разнообразия в образце. Будут проведены множественные оценки альфа-разнообразия, включая оценку богатства Chaol, богатство OTU и индекс Шеннона. Было показано, что альфа-разнообразие снижено у пациентов с активным ВЗК по сравнению с пациентами с заболеванием в состоянии покоя, но не было описано при дивертикулярной болезни. Бета-разнообразие — это сравнение разнообразия между образцами (то есть разделение филогенетической структуры OTU в одном образце по сравнению со всеми другими образцами) будет рассчитываться с помощью расстояний Unifrac.

Расчет мощности: метабономические исследования микробиома кишечника в настоящее время обязательно носят исследовательский характер. Поскольку такие расчеты мощности в полевых условиях не проводились. Однако в этом случае анализа 25 образцов на группу должно быть достаточно, чтобы различать группы и оценивать их разнообразие.

Существующая инфраструктура: В настоящее время имеется вся необходимая инфраструктура. Исследовательская группа (профессор Бьярнасон и г-н Папагригориадис) в настоящее время управляет клиниками 2ww, а также посещает неотложные госпитализации в отделении неотложной помощи в больнице Королевского колледжа. Соглашение о передаче материалов заключено с лабораторией Брюса в Королевском колледже Лондона для передачи других образцов фекалий, и в него нужно будет только внести поправки.