Паттерны реакции кишечника на микробные сигналы

Будут включены только взрослые старше 18 лет. Будут включены две когорты: когорта пациентов с БК (включая конкретные подгруппы набранных пациентов с БК с известным и впервые начавшимся заболеванием и путешествующих пациентов с БК, а также архивные патологические образцы послеоперационного БК, всего n = 300) и когорта контроля (здоровые люди и члены семей больных целиакией, всего n=200). Мы будем получать образцы кала и крови и образцы биопсии и/или резекции кишечника у пациентов с болезнью Крона, а также образцы крови, кала и биопсии кишечника у здоровых людей и бессимптомных родственников, которым проводится колоноскопия по причинам, не связанным с исследованием (например, скрининговая колоноскопия). ).

После подписания информированного согласия будет получен образец кала и образец крови (20 мл). Кишечные инфекции будут исключены посевами кала, паразитами, включая энтамебу, и анализом C. difficile. Будут проверены воспалительные маркеры (СРБ в крови, кальпротектин в кале). Образцы крови будут подвергаться иммунологической характеристике, включая тестирование in vitro путем активации иммунных клеток, измерение секреции цитокинов и анализ маркеров клеточной поверхности с помощью FACS. Два образца фекалий от каждого донора (≥3 г или 3 мл каждый) будут собраны в чистые контейнеры при комнатной температуре, свежезаморожены при -20°C, а затем сохранены при -80°C в течение 72 часов. Мы также получим при колоноскопии четыре биопсии воспаленной и невоспаленной слизистой оболочки подвздошной и толстой кишки (всего 8 биопсий). Образцы от каждого человека будут разделены для анализа в Шибе и для передачи. Стул будет передан профессору Элинав в Институт Вейцмана для проведения дробовой метагеномики микробиома. Биопсия кишечника и/или архивные образцы резекции (гистология) будут переданы профессору Стаппенбеку в Вашингтонский университет, Сент-Луис, США, для гистологического анализа клеток врожденного иммунитета и анализа морфологии клеток Панета с помощью H&E и иммуногистохимии.

Биоптаты подвздошной и прямой кишки будут собраны и немедленно сохранены в RNAlater. Биопсии будут получены из каждого места (воспаленного или невоспаленного, всего 8 биопсий) и использованы для выделения РНК и микробной ДНК. РНК будет использоваться для секвенирования мРНК тканей, а ДНК — для микробной характеристики. mRNAseq будет выполняться в центре центра здоровья пищеварительной системы (DHC) при поддержке NIH в Медицинском центре детской больницы Цинциннати (CCHMC), где уже было проведено > 700 mRNAseq различных когорт IBD, включая когорты RISK CD и PROTECT UC, с хорошими результатами. Секвенирование микробного ампликона 16S ДНК, извлеченной из кала и биопсии, будет выполнено, как описано ранее.

Пациенты из обеих групп также пройдут обследование воздействия окружающей среды и питания. Для воздействия на окружающую среду мы будем использовать анкету, разработанную Международной организацией ВЗК (IOIBD), с некоторыми изменениями. Анкета состоит из 87 вопросов, охватывающих 25 различных тем, предложенных в качестве экологических факторов риска для БК и/или ЯК. Этот вопросник ранее использовался в эпидемиологических исследованиях по изучению триггеров ВЗК, в том числе в Юго-Восточной Азии и Китае. Вопросы относятся к пяти основным различным областям: (i) Факторы детства до 20 лет, включая грудное вскармливание, аппендэктомию, тонзиллэктомию, экзему, прививки (туберкулез, коклюш, корь, краснуха, дифтерия, столбняк, полиомиелит), детские инфекции (корь, коклюш). , краснуха, ветряная оспа, эпидемический паротит, скарлатина) и владение домашними животными; (ii) пищевые привычки, включая ежедневное, еженедельное или менее частое потребление фруктов, овощей, яиц, хлопьев, хлеба, хлопьев, кофе, чая, соков, сахара и продуктов быстрого приготовления; (iii) привычка к курению (курильщик в настоящее время, некурящий, бывший курильщик); (iv) санитарные условия, такие как наличие в доме водопроводного крана, крана с горячей водой или туалета со смывом; и (v) другие факторы, включая ежедневную физическую активность, прием оральных контрацептивов и стрессовые события до постановки диагноза. Мы также добавим в анкету IOIBD пункты, касающиеся использования антибиотиков до и после 15 лет, использования зубной пасты и наличия амальгамных пломб в детстве или в более позднем возрасте.

Для картирования пищевых привычек мы будем использовать интервью, проведенное обученным диетологом с использованием утвержденного структурированного опросника FFQ (опросник частоты приема пищи). Этот инструмент охватывает более 600 продуктов питания, отсортированных по заранее определенной частоте их употребления в обычном рационе. Персонал будет обучен методу диетического опроса. Результаты FFQ будут в дальнейшем импортированы в компьютеризированную версию FFQ, которая автоматически выводит и нормализует содержание питательных веществ из рациона отдельного пациента на основе известной базы данных питательных веществ израильских продуктов питания от Национального института статистики. Как показано на снимке экрана из этого адаптивного программного обеспечения для типичного пациента, каждая цветная полоса обозначает конкретное потребление питательных веществ человеком (например, белка, олигосахаридов и т. д.), а также его отклонение от нормализованного ВОЗ потребления (диапазон зеленого цвета). . Методология FFQ будет дополнена проверкой предполагаемого трехдневного диетического маршрута с помощью смартфона. Участники будут фотографировать в электронном виде все продукты, съеденные за эти три дня. Фотографии будут загружены в электронную визуальную базу данных, а продукты питания будут идентифицированы, зарегистрированы и сверены с ретроспективным FFQ.

Чтобы расставить приоритеты среди множества экологических / диетических факторов, мы проведем систематический обзор и метаанализ всех публикаций, касающихся экологических факторов риска CD. Мы вычислим объединенное отношение шансов и точечные оценки для каждой переменной, а также определим взвешенные эффекты между переменными, используя модель случайных эффектов. Это позволит анализировать и идентифицировать факторы, которые, как было установлено, наиболее воспроизводимо и надежно связаны с возникновением целиакии. Затем мы поэтапно расставим приоритеты этих переменных для анализа ассоциации факторов окружающей среды с нарушениями микробиома, транскриптома и PCP.