Probiotika och mikrobiomet: klinisk interventionsprövning för ångest och depression

Syfte

Den mänskliga mikrobiomet, även känd som mikroflora, består av kroppens bakteriekolonier. Även om bakterier ofta är förknippade med sjukdom, finns det goda bakterier som kallas probiotiska bakterier som växer naturligt i mikrobiomet i den mänskliga tarmen. Probiotiska bakterier är levande mikroorganismer och består av cirka 400 olika bakteriestammar som stödjer liv i sin värdorganism. Tarmmikrobiomet, även känt som tarmfloran, spelar en roll i normal mänsklig utveckling, matsmältning, kroppsvikt, näring och reglering av immunsystemet, förutom att det påverkar olika neurologiska funktioner. Det har visat sig att miljöfaktorer inklusive antibiotika, sjukdom, stress och kost kan förändra en individs mikrobiom genom deras effekter på probiotiska bakterier som finns i tarmmikrofloran.

Även om probiotiska bakterier växer naturligt i människans tarm, varierar förvärvet av tarmmikrobiomet hos varje individ beroende på olika faktorer, inklusive födelsemetod och tidig kost. Forskning tyder på att nyföddas första exponering för bakterier och förvärvet av de första komponenterna i deras mikrobiom sker under födseln. Spädbarn förvärvar sina mödrars bakterier när de passerar genom vaginalkanalen under förlossningen. Forskning tyder på att barn som föds genom kejsarsnitt har ett mindre varierat mikrobiom (Dominguez-Bello, Costello, Contreras, Magris, Hidalgo, Fierer, & Knight, 2010). Forskning tyder också på att spädbarn efter födseln fortsätter att förvärva sin tarmmikrobiom under de första två levnadsåren under påverkan av kostnäring. Till exempel, i en studie av sex ammade och sex spädbarn som matades med modermjölksersättning, hade de som konsumerade en speciellt berikad mjölkersättning som innehöll både prebiotika (ämnen som matar probiotika) och en mängd olika probiotiska bakterier en mycket mer varierad tarmflora än de som fått bröstmjölk (Harmsen, Wildeboer-Veloo, Raangs, Wagendorp, Klijn, Bindels, & Welling, 2000). Observera att denna studie inte förnekar fördelarna med bröstmjölk och var avsedd att bedöma effekten av förhöjda prebiotiska och probiotiska koncentrationer i en modersmjölksersättning som var kemiskt lik bröstmjölk.

Eftersom probiotiska bakterier förvärvas naturligt från miljökällor förutom att de växer normalt i människokroppen, är det säkert för människor att konsumera probiotika. Dessutom har Health Canada märkt probiotika som en naturlig hälsoprodukt (NHP) säker för mänsklig konsumtion. Vanlig mat vi äter varje dag innehåller probiotiska bakterier som berikar vår tarmflora. Till exempel innehåller yoghurt och ost probiotiska bakterier. Det har nyligen skett ett ökat intresse för probiotika bland forskare eftersom de positiva effekterna av probiotika på tarmmikrobiomet och erkännandet av deras stora terapeutiska potential för en mängd olika tillstånd ökar.

Mikrobiomet och fysisk hälsa

Forskning har visat att probiotiska bakteriestammar, såsom bifidobakterier och laktobaciller, hjälper till vid behandling av irriterande tarmsyndrom och andra gastrointestinala och tarmsjukdomar genom att hämma koloniseringen och tillväxten av bakterier som orsakar sjukdomar. Dessutom tros tarmmikrobiomet spela en viktig roll för att reglera ett hälsosamt immunsystem. Immunsystemets funktion upprätthålls av homeostatiska relationer med mikrobiomet, vilket i sin tur spelar en roll i utvecklingen av lymfoida vävnader och immunsystemet (Hooper, Littman, & Macpherson, 2012). Obalanser i tarmens mikroflora har associerats med nedsatt immunförsvar.

Mikrobiomet och mental hälsa

Mikrobiomet har förknippats med en mängd olika psykiska tillstånd. Forskare har kallat denna koppling "tarm-hjärnans axel" (Forsythe, Sudo, Dinan, Taylor, & Bienenstock, 2010). Bakterier i tarmen har visat sig producera GABA och serotonin, även om den exakta mekanismen genom vilken dessa gastrointestinalt producerade neurotransmittorer påverkar hjärnans funktion är okänd vid denna tidpunkt. Emellertid har störningar i mikrobiomet associerats med autism, såväl som med ångest och depressiva störningar.

Obalanser i tarmfloran till följd av till exempel tidig antibiotikaanvändning har också varit inblandad i utvecklingen av autism. Probiotika har visat sig hjälpa till vid behandling av autistiska symtom genom att främja tillväxten av nyttiga bakterier och hämma tillväxten av skadliga bakterier. Forskare har identifierat en överväxt av vissa stammar av Clostridia som producerar propionsyra i tarmarna hos autistiska barn. Propionsyra är ett nervgift som passerar blod-hjärnbarriären och kan störa normal hjärnutveckling i tidig barndom (Parracho, Gibson, Knott, Bosscher, Kleerebezem, & McCartney, 2010).

Störningar i utvecklingen av normal mikroflora har också associerats med förändringar i stressreaktivitet som fortsätter in i senare livet. Till exempel beror olika metaboliska vägar, såsom de som involverar gallsyror och steroidhormonsynteser, som är nödvändiga för kroppsfunktioner på en frisk mikrobiom (Antunes, Han, Ferreira, Lolic, Borchers, & Finlay, 2011). Forskning visar att antibiotikaanvändning tidigt i livet leder till en minskning av tarmfloran och mångfalden och kan vara inblandad i att orsaka ett fysiologiskt beredskapstillstånd, som liknar en egenskap som kallas "ångestkänslighet". Ångestkänslighet avser en tendens hos vissa individer att kontinuerligt övervaka sitt fysiologiska tillstånd och misstolka normala fluktuationer i homeostas som livshotande händelser. I djurstudier leder konsumtion av probiotika till minskningar av ångestrelaterade beteenden såväl som förändringar i GABA-receptorerna som medierar stressrelaterade hormoner (Bravo, Forsythe, Chew, Escaravage, Savignac, Dinan, Bienenstock, & Cryan, 2011). De gynnsamma effekterna av tarmmikrobiota på stress och ångest har också påvisats när man jämför bakteriefria möss (dvs möss utan mikrobiom) med möss med rik tarmmikroflora. Möss med rik tarmmikroflora visar mindre stressreaktivitet än bakteriefria möss.

Nuvarande förslag

Det föreslagna projektet kommer att undersöka effekterna av probiotika på ångest och associerade psykologiska och fysiologiska faktorer hos människor. Den terapeutiska potentialen hos probiotika för att minska ångest och andra faktorer associerade med en störd mikrobiom kommer att bedömas i en dubbelblind placebo-crossover-design. Baserat på forskningsresultaten hittills antas det att probiotika kommer att minska ångest och depressiva symtom.

Metodik

Sjuttiofem manliga och kvinnliga deltagare över 18 år kommer att rekryteras genom annonser som publiceras på olika platser runt Wolfville-området, såväl som lokala tidningar och sociala medier som Facebook. Onlineannonser inklusive en länk till en webbplats som innehåller information om studiebehörighet och krav (http://www.probioticstudy.com) kommer att publiceras på Facebook-grupperna för olika organisationer i Wolfville, inklusive Inner Sun Yoga Center, Wolfville Farmer's Market och EOS Fine Foods community board, samt i lokala tidningar som Grapevine och Advertiser (se bilaga A). Informationsbroschyrer kommer att distribueras till Valley Regional Hospital, Eastern Kings Memorial Health Centre och Mud Creek Medical Co-op Ltd. för visning i deras väntrum (se bilaga B). Annonsaffischer kommer också att sättas upp i Wolfville-området (inklusive Acadia Athletic Complex community board, Wolfville Shopper's Drug Mart och Wolfville Post Office community board) med dragflikar som innehåller webbadressen till studieinformationssidan (se bilaga C). Ett e-postmeddelande med all personal kommer också att skickas till personal från Acadia University som är inriktad på icke-akademiska yrken för rekrytering (se bilaga D).

Eftersom det finns begränsad forskning om deltagare under 18 år måste deltagarna vara minst 18 år gamla. Deltagarna måste också bo inom köravstånd från Wolfville, Nova Scotia, kunna komma till Wolfville för möten med forskarna och ha en giltig e-postadress. Uteslutande kriterier för deltagande inkluderar att ha ett akademiskt relaterat yrke, inklusive universitets-/högskoleprofessor eller student (för att undvika kohorteffekter relaterade till specifika fluktuationer i tillstånd förknippade med hög stress under den akademiska terminen); har HIV/AIDS; genomgår för närvarande kemoterapi; har ett diagnostiserat allvarligt ämnesomsättnings-, immun- eller matsmältningsproblem, inklusive cancer, Crones sjukdom eller ulcerös kolit, multipel skleros, lupus, Addisons sjukdom eller annan form av binjurebarksvikt; använder för närvarande medicin mot ångest; ta probiotiska kapslar; tar antibiotika; eller har någon annan allvarlig medicinsk sjukdom.

När potentiella deltagare har granskat informationen på studiens webbplats och angett att de vill delta, kommer de att dirigeras till en sida med informerat samtycke. Genom att markera rutan och klicka på "Skicka" på sidan för informerat samtycke online kommer de att ange sitt samtycke till att delta och kommer att dirigeras till ett demografiskt frågeformulär (se bilaga E). Enkäten kommer att innehålla frågor om deltagarnas hälsa, sjukdomshistoria och mat de konsumerar. All data som samlas in online under denna studie kommer att lagras på en kanadensisk server för att undvika Patriot Act-problem associerade med data som finns på amerikanska servrar. Forskaren kommer att boka möten med deltagare som ger online-samtycke att delta.

Studien kommer att genomföras under en 22-veckorsperiod, under vilken deltagarna kommer att konsumera en oral probiotika i 10 veckor och en placebo (en inert substans utan terapeutisk effekt) i 10 veckor, med en tvåveckors tvättperiod emellan . Deltagarna kommer att få antingen probiotika eller placebo under de första tio veckorna och den andra under de andra 10 veckorna. Varken deltagaren eller forskaren som administrerar probiotika och placebo kommer att vara medvetna om vilken deltagaren tar. Eftersom detta är en dubbelblind design, kommer endast handledaren, Dr Susan Potter, att vara insatt i deltagarnas experimentella tillstånd. Handledaren kommer slumpmässigt att tilldela deltagarna antingen placebo eller probiotiskt tillstånd.

Probiotikan som används i denna studie kommer att vara Organic Probiotics 7 Strains 20 Billion per gram köpt från Prescribed For Life. Detta är ett naturligt organiskt probiotiskt pulver inklusive Acidophilus, Bifidum, Casei och Rhamnosus stammar av probiotiska bakterier, 400mg per kapsel. Placebokapslar innehåller 400 mg rismjöl. Varje deltagare kommer att få två pillerflaskor – en med 70 probiotiska kapslar i tio veckor och en annan med 70 placebokapslar i tio veckor. Dessa kapslar ska intas oralt, en kapsel per dag.

Forskaren och handledaren kommer att boka ett möte med varje deltagare för att ge detaljerade instruktioner för studien och för att erhålla informerat samtycke för varje deltagares fortsättning i studien (se bilaga F och bilaga G). Vid det första mötet, det tioveckorsmötet och det sista tjugoveckorsmötet kommer deltagarna att slutföra skalan för depression och ångest och stress (DASS) och ångestkänslighetsindex (ASI). Deltagarna kommer att genomföra dessa åtgärder tre gånger under studieperioden för att forskarna ska kunna mäta förändringar i ångest- och depressionssymtom över de tre tidpunkterna. Vid vart och ett av dessa möten kommer deltagarna också att få sin flaska med antingen probiotikakapslar eller placebokapslar som ska tas under 10-veckorsperioden. Vid deras tio veckor långa möte kommer deltagarna också att få kopior av DASS och ASI som ska fyllas i i slutet av studien (se bilaga H). Vid det tredje och sista mötet kommer deltagarna att ta med sina ifyllda frågeformulär och ges möjlighet att ställa alla frågor de kan ha om studien, samt fylla i en omröstning för prisdragningarna. Om de vill veta under vilka faser de fick probiotika- och placebokapslarna, kommer de att få veta att informationen kommer att skickas till dem via e-post när studien är klar.

Deltagarna kommer att kontaktas av forskaren den tredje och sjätte dagen i varje fas (probiotisk och placebo) via e-post för att checka in och svara på eventuella frågor de kan ha (se bilaga I). Deltagarna kommer att uppmanas att fylla i ett kort frågeformulär en gång varannan vecka under studieperioden, vilket inte bör ta längre tid än 5 minuter att fylla i (se bilaga J och bilaga K), för att kartlägga eventuella förändringar i ångest och/eller fysisk hälsa, som samt att hålla kommunikationsvägarna öppna om det skulle dyka upp några frågor.

Samtycke

Deltagarna kommer att fylla i två samtyckesformulär, ett online innan insamlingen av demografisk och identifierande information och ett innan studiens probiotiska fas (se bilaga E respektive bilaga G) påbörjas.

Bedrägeri och Debriefing

Även om det inte är tekniskt bedrägeri, kommer deltagarna att få antingen placebo eller probiotika i tio veckors intervaller under studieperioden men kommer inte att få veta vilken av de två de får, även om de kommer att informeras om att de inte kommer att få besked. Efter avslutad studie kommer deltagare som vill veta vilken av de två (probiotika eller placebo) de fick under varje tioveckorsperiod. Deltagarna kommer också att ges möjlighet att få alla sina frågor besvarade av forskaren och de som vill få en kopia av resultaten kommer att skickas till dem via e-post när studien är klar.

Risker och fördelar

Probiotika är bra bakterier som växer naturligt i människans tarm. Hittills finns det inga publicerade risker förknippade med probiotikakonsumtion. Icke desto mindre kommer deltagarna att kontaktas två gånger under den första veckan i varje fas (probiotisk och placebo) för att säkerställa att de inte upplever några negativa biverkningar. Dessutom kommer deltagarna att skicka in uppdateringar om sin fysiska och mentala hälsa varannan vecka under hela studien, förutom att de uppmanas att kontakta forskarna om de har några problem under studieperioden.

Det är möjligt att deltagarna kan göras mer medvetna om eventuella oroliga eller depressiva symtom de upplever genom deltagande i detta forskningsprojekt och, som ett resultat av ökad närvaro, kan uppleva ökningar i sin känslomässiga nöd. För att lösa dessa problem kommer deltagarna att förses med specifik kontaktinformation för leverantörer av mentalvårdstjänster i Wolfville-området.

Även om direkta fördelar för deltagarna är osäkra vid denna tidpunkt, är det möjligt att de kan uppleva en minskning av ångest och/eller depressiva symtom, och det är ganska troligt att de kommer att uppleva en minskning av eventuella fysiologiska tarmrelaterade symtom som ett resultat av att ta probiotika. Det kommer dock att vara omöjligt att avgöra om några förbättringar av symtomen kan hänföras till den probiotiska interventionen tills studien är klar.

Sekretess

Sekretess kommer att upprätthållas hela tiden. När de väl är inskrivna i studien kommer varje deltagare att tilldelas ett unikt kodnummer som kommer att användas på alla frågeformulär och annan data. Deltagarnas namn kommer inte att visas i samband med några uppgifter förutom det första online-frågeformuläret. När potentiella deltagare har kontaktats angående deras deltagande i interventionsfasen av studien, kommer onlinefrågeformulärets data att tas bort från servern och namn kommer att ersättas med kodnummer. En huvudlista med kodnummer och namn kommer att förvaras i en lösenordsskyddad fil i en separat mapp på forskarens lösenordsskyddade dator.

Datasäkerhet: Alla pappersenkäter kommer att förvaras i ett låst arkivskåp på ett låst kontor. Alla elektroniska datafiler kommer att lagras på en lösenordsskyddad dator. Eftersom detta forskningsområde är relativt nytt kommer data att sparas på obestämd tid eftersom det kan hjälpa till att vägleda framtida studier.