Микробиом и летучие органические соединения у пациентов с CDH (CDHVOCS)

Цель: Целью данного исследования является оценка детей, включенных в исследование на основании грыжи, легочного микробиома и летучих органических соединений (ЛОС) в выдыхаемом воздухе, и сравнение их с контрольной группой, у которой нет хроническое или острое заболевание легких. Кроме того, должны быть точно зарегистрированы функции легких с помощью спирометрии, плетизмографии всего тела и процедур «многократного вымывания дыхания», а также проведено спортивное медицинское обследование, включая эргоспирометрию. Кроме того, будет исследовано любое влияние пробиотиков на легочный микробиом у детей с диафрагмальной грыжей.

Дизайн исследования: Это проспективное исследование с участием детей, которые в раннем детстве подвергались хирургическому лечению врожденной диафрагмальной грыжи. После первичного определения микробиома и состава летучих органических веществ в воздухе для дыхания и фекалиях и измерения функции легких, а также спортивно-медицинского осмотра исследуемая группа получает пробиотик (Омнибиотик 6, полученный в Институте Аллергосан, пищевые добавки) на 3 месяца. После этого наблюдают за микробиомом и ЛОС. Субъекты разделены по возрасту, полу, уходу с пластырем или без него. Кроме того, сравнение с контрольной группой, у которой не наблюдается хронического или острого заболевания легких, проводят в зависимости от возраста и пола испытуемой группы. Кроме того, в сотрудничестве с отделением детской пульмонологии и аллергологии отделения педиатрии и подростковой медицины Медицинского университета Граца будет проведено измерение функции легких у пациентов с диафрагмальными грыжами (до введения пробиотиков) и контрольной группы. . В сотрудничестве с Медицинским центром спортивной медицины следователем также проводится спортивное медицинское обследование, включающее эргоспирометрию. Продолжительность исследования определена в 12 месяцев.

Участники исследования: Исследуемая группа: дети в возрасте от 6 до 16 лет, которые находились на отделении детской и подростковой хирургии Медицинского университета Граца в период с 2000 по 2010 год по поводу врожденной диафрагмальной грыжи, перенесшей оперативное закрытие с или без пластырь. Контрольная группа: дети в возрасте от 6 до 16 лет, у которых нет заболеваний легких. Набран из амбулаторного отделения отделения детской и подростковой хирургии Медицинского университета Граца. Цель состоит в том, чтобы установить контакт с вышеупомянутыми пациентами и их родителями и добиться готовности участвовать в этом исследовании посредством информационного письма. Контрольная группа должна прийти из амбулаторного отделения отделения детской и подростковой хирургии Медицинского университета Граца после соответствующей информации и возможного согласия.

Анализ микробиома перед лечением пробиотиком: сбор образца материала - в данном случае мокроты - из глубоких дыхательных путей путем индуцированной мокроты после ингаляции гиперсолевого раствора с последующей провокацией кашля. Затем образец подвергают глубокой заморозке. Измерение микробиома выполняется в виде сравнительного профиля на основе 16S рДНК с помощью секвенирования следующего поколения на основе чипа, как уже опубликовано, анализируется с использованием SnowMAN, Qiime и MOTHUR, а также собственного программного обеспечения на основе «R». Глубина секвенирования 5 000-10 000 прочтений на образец.

Анализ ЛОС перед лечением пробиотиком: I) Взятие проб выдыхаемого газа: у каждого субъекта берется одна проба на вдохе и две на выдохе (n = 3). Для отбора проб исследователь использует автоматическую систему отбора проб, которая напрямую связана с капнометром. Эта система содержит так называемую микроэкстракцию с иглой-ловушкой (NTME) в качестве метода микроэкстракции и отвечает требованиям оптимального отбора проб на самом высоком в настоящее время техническом уровне. Образцы выдыхаемого газа, полученные таким образом, затем отправляются нашему партнеру по сотрудничеству, в Институт анализа дыхательных газов Университета Ростока для анализа. II) Анализ образцов выдыхаемого газа: Там образцы выдыхаемого газа термически переносятся в поток инертного газа-носителя (Не) в инжекторе хроматографа. Вещества распределяются по времени удерживания на хроматограмме и масс-спектру. Неизвестные соединения в выдыхаемом газе идентифицируют путем сравнения с эталонной базой данных на основе масс-спектра. Витальные и лабораторные данные, а также микробиологическая информация берутся из заключений пациентов. III) Идентификация биомаркеров проб выдыхаемого газа: По результатам измерений пациентов определяются те вещества и концентрации веществ, которые характерны для исследуемой группы 1 и группы 2, т.е. соединения, которые отсутствуют в группе сравнения или только в значительно более низкие или более высокие концентрации. Выбранные летучие маркеры, а также любые летучие загрязнители, которые могли быть обнаружены в окружающей среде, хранятся в аналитической справочной базе данных и после устранения загрязнения объединяются в профили маркеров, возможно, для конкретных заболеваний. IV) Анализ образцов фекалий: Образцы фекалий также отправляются в Институт анализа дыхательных газов Университета Ростока для анализа и анализа там после соответствующей предварительной концентрации с помощью твердофазной микроэкстракции (ТФМЭ). V) Идентификация биомаркеров образцов фекалий: это делается по аналогии с образцами выдыхаемого газа.

Измерение функции легких до лечения пробиотиком: измерение функции легких с помощью спирометрии и плетизмографии тела (спирометр Fa Jäger и плетизмограф тела) и процесса вымывания азота (многократное вымывание N2, System Exhalyzer D и Spiroware 3.1, Eco Medics AG, Дюрнтен, Швейцария). Спирометрию и плетизмографию тела проводят в соответствии с опубликованными стандартами ERS/ATS. Метод «многократного вымывания дыхания» выполняется при дыхании в состоянии покоя и выявляет (не)однородность вентиляции на уровне функциональной остаточной емкости (= ФОЕ = тот объем легких, который еще остается в легких после спокойного спонтанного выдоха) . Система состоит из расходомера, системы измерения газа для быстрого анализа, системы подачи газа и соответствующего программного обеспечения для компьютерного анализа. В качестве «постороннего газа» будет использоваться 78% содержащегося в воздухе газа азота (N2). Измерение расхода-объема выполняется с помощью ультразвукового расходомера, установленного непосредственно в потоке вдоха и выдоха испытуемого/пациента, и с помощью лазерного датчика O2 с использованием метода измерения бокового тока и инфракрасного датчика CO2 в основной процедуре измерения тока (= непосредственно в дыхательном потоке пациента) соответствующую концентрацию газа. Компонент N2 затем косвенно измеряется через концентрации O2 и CO2 (N2 = 1 - O2 - CO2). При спокойном спонтанном дыхании Пациент на мундштуке через бактериальный фильтр пропускает через расходомер 100% кислорода и таким образом «вымывает» N2 («N2-многократное вымывание дыхания»). При этом на экран выводится кривая объем-поток спонтанного дыхания «онлайн» и измерение при достижении 1/40 (= 2,5%) исходной концентрации азота завершается. После этого подождите, пока субъект будет в безопасности в течение удвоенной продолжительности измерения кислорода при выдохе. Затем следует следующее измерение. Всего 3 измерения, среднее значение которых служит результатом. Так называемый «индекс легочного клиренса», который указывает количество функциональных легочных объемов остаточной емкости, которое можно использовать для снижения исходной концентрации азота до 1/40 после того, как потребовалась оксигенация. (LCI = частное между выдыхаемым объемом и FRC). Он показывает, сколько времени требуется вдыхаемому газу (в нашем случае это физиологически присутствующий в воздухе азот) при вдыхании 100% кислорода. У здоровых людей это значение в среднем равно 7 и значительно выше у легочных больных. Рассчитываются дополнительные параметры измерения, которые делают вывод о периферических дыхательных путях, проксимальных к терминальным бронхиолам, с одной стороны, и более дистальных дыхательных путях, с другой стороны.

Спортивное медицинское обследование: Для исключения противопоказаний к эргометрии в начале обследования проводится 12-канальная ЭКГ покоя и измерение артериального давления в покое (CombynTM Function & Spaces ECG, Academic Technologies). После сбора антропометрических данных (рост, вес, ИМТ) мышечная и жировая массы определяются с помощью многочастотного измерения импеданса в шести сегментах тела (CombynTM Function & Spaces ECG, Academic Technologies). Легочную функцию измеряют с помощью малой спирометрии в покое и после нагрузки (спирометр Oxycon Pro, Reiner). С целью определения сердечно-легочной деятельности проводят эргоспирометрию на велосипеде (эргометр Excalibur Sport фирмы Lode; установка спироэргометрии Oxycon Pro фирмы Reiner) с постепенным нарастанием нагрузки вплоть до субъективного утомления. Оценка этих данных позволяет сделать выводы о системе, ограничивающей работоспособность (сердечно-сосудистая система, легкие, мускулатура), в дополнение к определению аэробной производительности.

Анализ микробиома/ЛОС после лечения пробиотиком: после взятия проб для анализа микробиома и ЛОС и проведения измерений функции легких и спортивного медицинского осмотра участники исследовательской группы будут принимать пробиотик (Омнибиотик 6, приобретенный в Институте Аллергосан, пищевая добавка ) сроком на 3 месяца. Сразу после этого и еще через месяц проводятся измерения легочного микробиома и летучих органических соединений в выдыхаемом воздухе.