Микробиом кишечника и секс как факторы риска образования камней в почках после бариатрической хирургии

Экспериментальный дизайн: мы определим половые различия в 24-часовой перенасыщенности мочи (SS) по отношению к оксалату кальция (CaOx) у пациентов с шунтированием желудка по Ру (RYGB) и рукавной гастрэктомией, а также корреляцию видов микробов и их метаболических путей. с оксалатом мочи. Это будет определяться в условиях изокалорийного, стандартизированного распределения натрия (200 ммоль/день), кальция, калия, макронутриентов. Мы будем набирать пациентов из Клиники бариатрической хирургии Медицинского центра Чикагского университета.

Место проведения: исследование будет проходить дома у участников (периоды 1, 4) и в Центре клинических исследований Чикагского медицинского университета (UCM). (Периоды 2, 3, 5).

Период обучения:

Исследование будет состоять из 5 отдельных периодов. Периоды 1 и 2 будут до операции, а периоды 3-5 - после операции. Периоды 1 и 4 продлятся три дня, а периоды 2, 3 и 5 — четыре дня, три из которых — дома, а четвертый (полдня) — в Центре клинических исследований (CRC).

Период исследования 1 будет происходить до RYGB или удельного веса (SG) в доме участника. Каждый участник предоставит отчет о диете за три дня и завершит 1,5-часовой телефонный разговор с диетологом CRC и один 24-часовой сбор мочи (на третий день). Наборы для сбора мочи будут доставлены курьером прямо домой и отправлены обратно в лабораторию камней в почках после завершения.

Период исследования 2 будет завершен в CRC и будет происходить до RYGB или SG. Фиксированная диета для исследования будет отправлена ​​курьером вместе с набором для сбора кала. Каждый участник будет есть исследуемую диету в первый, второй и третий дни этого периода исследования. Утром четвертого дня субъекты доставляются в CRC натощак и приносят в CRC образцы стула. Каждый участник будет собирать три 45-минутных мочи с образцом крови в середине каждого сбора. Затем участники исследования едят фиксированный завтрак и собирают шесть 45-минутных мочи с образцами крови в постпрандиальный период.

Период исследования 3 будет завершен в CRC и будет проходить между 2 и 4 неделями после RYGB или SG. Время этого периода от 2 до 4 недель было выбрано потому, что биологические изменения в анатомии и нейроэндокринной сигнализации должны были произойти через 2 недели после операции, а пациентов обычно переводили с диеты из мягкой пищи на обычную пищу через 2 недели. Субъекты не будут участвовать в периоде 3 до тех пор, пока хирург не получит клиническое разрешение на улучшение диеты. Также ожидается, что к этому времени любой эффект анестезии или периоперационных антибиотиков и лекарств будет минимальным. Протокол периода исследования 3 идентичен протоколу периода 2 с тремя днями исследуемой диеты и CRC на четвертый день с голоданием и сборами крови и мочи после еды (подробности см. в периоде 2).

Период исследования 4 будет проходить дома между 9 и 12 месяцами после RYGB или SG в доме участника. Время этого периода выбрано потому, что пациенты, как правило, претерпели большую часть потери веса и имели время, чтобы принять новые самостоятельно выбранные домашние диеты. Ожидается, что в это время можно будет обнаружить изменения мочи, которые, как ожидается, произойдут у пациентов с камнями в почках. Участники предоставят отчет о диете за три дня и сделают 1,5-часовой телефонный разговор с диетологом CRC и один раз за 24 часа соберут мочу (на третий день). Наборы для сбора мочи будут доставлены курьером прямо домой и отправлены обратно в лабораторию камней в почках после завершения.

Период исследования 5 будет происходить в CRC через 12 месяцев (+/- 1 месяц) после RYGB или SG. Время этого периода выбрано потому, что пациенты, как правило, претерпели большую часть своей потери веса, и у большинства из них было разрешение метаболического синдрома. Протокол периода исследования 3 идентичен протоколу периодов 2 и 3 (подробнее см. период 2).

Диета для исследования: испытуемые будут придерживаться диеты, содержащей 65 ммоль натрия, 1740-2940 мг калия, 800-1200 мг кальция, а пища будет изокалорийной с контролируемым распределением макронутриентов. Еда будет готовиться на кухне CRC и доставляться пациентам. Прием воды без ограничений, другие жидкости только по назначению. Диета будет составлена ​​в консультации с диетологами, в том числе диетологами, имеющими опыт бариатрической хирургии. Еда будет доставлена ​​участникам в первый день. Участники будут продолжать принимать прописанные лекарства и витаминные добавки в клинике бариатрической хирургии.

Запись о домашнем рационе и сбор данных о питании (период исследования 1, 4): Каждому участнику будет предоставлен журнал питания и раздаточный материал с оценками порций перед записью о домашнем рационе. Трехдневный рекорд диеты будет записан участником. В течение одного-трех дней после заполнения записи о диете каждый участник проведет 1,5-часовой телефонный разговор с диетологом CRC. Диетолог рассмотрит запись на предмет полноты и уточнения, а затем введет данные в Систему данных о питании для исследований (NDSR). NDSR — это хорошо зарекомендовавшая себя компьютерная программа для анализа питания, разработанная в Университете Миннесоты и предоставляющая количественные данные как о микро-, так и о макронутриентах из отзыва о рационе. База данных о продуктах питания в NDSR включает более 18 000 продуктов и использует лабораторию Министерства сельского хозяйства США в качестве основного источника информации о питательных веществах и составе. CRC UCM имеет действующий контракт с NDSR на поддержку использования этого программного обеспечения для этого исследования.

Измерения мочи и сыворотки: Дома будут проводиться два сбора мочи в течение 24 часов (с предоставленными инструкциями). Будут измеряться 24-часовой объем мочи, Ca, оксалат, цитрат, мочевая кислота, Na, K, Cl, Mg, сульфат, аммоний и креатинин. Измерения мочи будут проводиться в лаборатории Исследовательской группы камней в почках Чикагского университета. Уровни 25-витамина D и паратиреоидного гормона в сыворотке будут измеряться с помощью CRC в лаборатории Чикагского университета. Анализ сыворотки на натрий, калий, хлорид, бикарбонат, кальций, фосфор, магний, креатинин и глюкагоноподобный пептид 1 (GLP-1) будет проводиться в лаборатории почечных камней Чикагского университета. Сывороточный пептид YY и инсулин будут анализироваться в лаборатории Диабетического исследовательского и учебного центра Чикагского университета. Глюкагон сыворотки будет проанализирован в LabCorp. Глюкоза будет измеряться с использованием методики золотого стандарта YSI в CRC. Сыворотка и моча будут заморожены при температуре -80 градусов по Цельсию и сохранены в лаборатории по изучению камней в почках для возможных последующих анализов.

Цель 1, Статистический анализ мочи: SS мочи CaOx будет рассчитываться с использованием EQUIL2 (компьютерная программа, используемая для расчета насыщения мочи). Мы сравним SS CaOx мужчин и женщин, используя t-критерий, который учитывает любые различия в различиях между двумя группами. Мы выполним модели линейной регрессии по полу, чтобы определить предикторы CaOx SS. Мы будем использовать тесты корреляции Спирмена, чтобы найти независимые корреляции между видами микробов и/или метаболическими путями с CaOx SS. Обобщенные линейные модели будут созданы для любых модулей, которые связаны с высокой СС CaOx.

Цель 2, Микробные виды стула и статистический анализ. Для всех образцов стула будет проведено последовательное секвенирование. Для всех образцов стула будет проведено секвенирование методом дробовика. Набор для подготовки образцов ДНК TruSeq (Illumina) и реагенты из набора для подготовки библиотек KAPA (Kapa biosystems) будут использоваться для создания библиотек. Библиотеки будут секвенированы на платформе Illumina MiSeq с использованием секвенирования парных концов 2x250 нуклеотидов. Считывания секвенирования будут преобразованы в относительную численность микробных метаболических модулей с использованием HUMAnN и сопоставлены с KEGG. Относительная численность будет рассчитана с использованием конвейера метагеномного филогенетического анализа (MetaPhlAn).