Vattenmelonfokuserad kostinflammatorisk indexintervention (IMAGINE)

Studiemål: Kronisk inflammation underbygger utvecklingen av många kroniska sjukdomar som väsentligt bidrar till funktionshinder och dödlighet i USA (USA). Av särskilt intresse, eftersom det hänför sig till inflammation, är kosten som är en stark moderator av systemisk inflammation. Dieter med högt intag av frukt och grönsaker, fisk och fullkorn (t.ex. medelhavskost och vegetarisk kost) har associerats med lägre nivåer av inflammation. Å andra sidan är dieter rik på rött kött, mejeriprodukter med hög fetthalt och raffinerade spannmål (västerländsk kost) vanligtvis förknippade med högre nivåer av inflammation. Fram till 2014 har inget dietindex utformats specifikt för att bestämma den inflammatoriska potentialen hos individens kost. Men forskare i Cancer Prevention and Control Program, University of South Carolina utvecklade Dietary Inflammatory IndexTM (DII). DII kvantifierar nivån av inflammatorisk potential i kosten på en skala från maximalt anti- till pro-inflammatorisk. Vattenmelon är en av frukterna vars komponenter har visat sig ha antiinflammatoriska effekter. Det övergripande målet med detta förslag är att avgöra om ett raffinerat och modifierat vattenmelonfokuserat DII-rådgivningssystem kan minska nivåerna av kronisk inflammation. DII är ett validerat mått som har visat sig förutsäga en rad utfall inklusive inflammation, cancer, CVD och dödlighet, bland annat.

Specifikt är syftet med detta förslag att:

1. Förfina och modifiera den DII-baserade interventionen genom att utveckla och införliva många vattenmelonrecept som ger låga (antiinflammatoriska) resultat på DII-skalan.
2. Designa och implementera en tvåarmad interventionsstudie baserad på det raffinerade vattenmelonfokuserade DII-baserade programmet för att minska nivåerna av kronisk inflammation. Varje arm kommer att ha 15 deltagare (plus ytterligare 15 partners som rekryteras av deltagarna i interventionsarmen). Interventionsarmen kommer att få den modifierade DII-interventionen medan kontrollarmen kommer att få allmän hälsoutbildning.

Motivering: Inkludera en sammanfattning av tidigare arbete och expertis relaterat till ämnet och referenser som citeras: Fram till 2014 hade det inte funnits något vetenskapligt giltigt sätt att relatera vad individer åt till kapaciteten hos livsmedel som konsumeras för att modulera inflammation. Som svar på avsaknaden av ett instrument som kunde sammanfatta dieters förmåga att påverka inflammatoriska processer, utvecklade utredarna DII som är baserad på litteratur (nästan 2 000 fackgranskade tidskriftsartiklar) om kost och inflammation fram till 2010.20 DII kategoriserar individers dieter efter deras inflammatoriska potential. Dessutom befanns det förutsäga förändringar i hs-CRP i säsongsvariationen i blodkolesterol (SEASONS)-studien. Därefter har utredare använt DII i cirka 100 datauppsättningar från hela världen för att testa effekten av kostrelaterad inflammation på: 1) Inflammationsmarkörer som CRP, IL-6 och TNF-alfa-R2; 2) CVD, 3) cancer i bröst, tjocktarm, prostata, äggstockar, endometrium, lever och pankreas; 3) all orsak, CVD och cancerspecifik dödlighet; 4) andningssjukdomar såsom astma; och 6) kognitiva störningar. Hittills har utredare publicerat mer än 80 referentgranskade DII-publikationer.

Studiens designöversikt: Utredarna har lång erfarenhet av dietinterventioner som sträcker sig över två decennier och involverar en mängd olika effektmått inklusive cancer, kroppsvikt och de som är relaterade till CVD, inflammation och immunsvar. Interventionsplatser har sträckt sig från samhället (inklusive arbetsplatser) och kyrkor, forskningsinstitutsbaserade, till kliniska praktikplatser. Denna studie kommer att inkludera två studiegrenar (dvs intervention och kontroll). Deltagare kommer att rekryteras från samhället. Vårt mål är att rekrytera 15 deltagare per arm, förutom att registrera partner (t.ex. make, barn, syskon) till interventionsdeltagare (n totalt = 45, n intervention = 30, n kontroll = 15). Deltagarna kommer att genomgå en baslinjeklinik, följt av tolv veckors interventionsklasser, och sedan ytterligare en klinik. De viktigaste interventionslektionerna kommer att äga rum i ett toppmodernt demonstrationskök beläget i Cancer Prevention and Control Program vid University of South Carolinas Arnold School of Public Health.

Studiedeltagare, rekrytering och randomisering: Deltagare kommer att rekryteras från större Columbia, South Carolina via webbplatser, flygblad, tidningsannonser och listservmeddelanden. Berättigade deltagare kommer att: 1) vara ≥18 år gamla; 2) inte har någon allvarlig, instabil komorbiditet som skulle göra deltagande i en diet och PA-intervention svårt eller riskabelt; 3) vara villig och kunna delta fullt ut i studien under en period av tre månader, 4) ha boende i Columbia, SC område och kunna resa till och från kliniken och interventionsplatserna; 5) ha tillgång till Internet; och 6) inte för närvarande vara inskriven i en viktminskningsstudie eller aktivt ta viktminskningsmediciner. Det bör dock noteras att för att se en minskning av inflammationsnivåerna behöver individer ha "utrymme från förbättringar". Eftersom det är kostsamt att screena alla deltagare för inflammation (det primära resultatet av denna studie) före inskrivning, ett kroppsmassaindex (BMI, kg/m2) på 25,0-49,9 kommer att användas som ett behörighetskriterium, eftersom BMI är starkt förknippat med inflammation.

Alla med ett eller flera av följande kriterier kommer inte att vara berättigade att delta i denna studie: 1) ta några mediciner som är kända för att påverka CRP-nivåer såsom systemiska steroider (t.ex. prednison); 2) diagnoser av kronisk hjärtsvikt, kronisk njursvikt, kronisk leversjukdom (inklusive alkoholisk cirros), cancer under det senaste året (förutom hudcancer som inte är melanom); 3) har genomgått någon större operation under de senaste 3 månaderna; 4) förväntad livslängd <3 år, på hospice, vårdhem eller annan institutionaliserad vård; eller 6) för närvarande gravid eller planerar att bli gravid under nästa år.

Den senaste tidens uppmärksamhet på beteendeinterventioner har påpekat begränsningar i traditionella randomiseringsscheman bland dessa typer av randomiserade kontrollerade prövningar (t.ex. oförmåga att verkligen blinda deltagare, bristande beslutsfattande av deltagarna). Andra tilldelningsmetoder, som tar hänsyn till upplevd förmåga att uppfylla insatskrav, är mycket mer lämpliga för denna typ av insatser. Därför föreslår utredarna att endast individer som är motiverade att göra en hälsosam kostförändring kommer att få interventionen.

Interventionsdesign: Det bör noteras att de kognitiva och beteendemässiga färdigheter som kommer att införlivas i interventionen till stor del bygger på social kognitiv teori och den transteoretiska modellen. Dessa inkluderar självreglering (självövervakning, sätta upp mål, problemlösning och förstärkning), ökad beteendekompetens, ökad själveffektivitet (genom prestationsprestationer, övertalning eller uppmuntran, förebild och göra upplevelsen trevlig), förbättra socialt stöd , stresshantering, tidshantering, återfallsförebyggande och införlivande av förändringar i vardagen.

De två armarna av denna interventionsstudie kommer att vara det DII-baserade rådgivningssystemet, inklusive tillgång till vår Imagine Healthy Online-portal och en allmän hälsoutbildningskontroll. Gruppbaserade beteendeförändringsprogram ger medlemmarna ett sätt att dela framgångar och få och ge stöd till varandra. Båda armarna kommer att bestå av 1 våg med 15 individer. Deltagarna kommer att behöva bjuda in en partner som de väljer att gå med i interventionsaktiviteterna för att förbättra socialt stöd för beteendeförändringar. Utredarna har erfarenhet av att genomföra studier där deltagarna bjuder in partners att delta. Båda armarna kommer att genomgå kliniker för datainsamling vid baslinjen och omedelbart efter intervention (dvs efter 12 veckor i båda grupperna). Mätningar inkluderar lipider (mycket lågdensitetslipoprotein [VLDL], lågdensitetslipoprotein [LDL], högdensitetslipoprotein [HDL], totalkolesterol och triglycerider), insulin och högkänsligt c-reaktivt protein (hs-CRP). Antropometriska mätningar som kommer att erhållas inklusive längd och vikt (från vilken utredarna kan beräkna BMI), samt midje- och höftomkretsar.

Standardvårdsarmen kommer att få allmän hälsoinformation (t.ex. allmänna riktlinjer för hälsosam kost och fysisk aktivitet, stresshantering, cancerscreening, etc.). Denna information kommer att tillhandahållas via e-post, som kommer att innehålla ett veckobrev, hälsosamma recept som inte är fokuserade på att minska DII-poängen, länkar till onlineinnehåll och hälsorelaterade händelsemeddelanden i och runt Columbia, SC. Alla deltagare i standardvårdsarmen som inte använder e-post regelbundet kan begära att föremål skickas till deras postadress.

Den DII-baserade rådgivningsgruppen kommer att använda vår 12-veckors läroplan för IMAGINE Counseling System som utvecklades som en del av vårt tidigare SBIR-pris (R44DK103377). Den DII-baserade rådgivningsgruppen kommer att träffas en gång i veckan i 12 veckor för att laga mat och för att engagera sig. i träning och stressreducerande aktiviteter. Tillsammans med den första kliniken kommer deltagarna att träffas en-mot-en för en kostrådgivningssession med en registrerad dietist. Deltagarna kommer att ha tillgång till onlinematerial via vår Imagine Healthy Online-portal och kommer att få ta hemaktiviteter, kallade IMAGINE-åtgärder. Dessa hemuppgifter kommer att fokusera på målsättning för kost, fysisk aktivitet och stressreducering. Näringskomponenterna i denna intervention kommer att baseras på DII och kommer att fokusera på antiinflammatoriska livsmedel och komponenter. Några mer specifika aspekter av kosten inkluderar ökad konsumtion av hela livsmedel (frukt och grönsaker i allmänhet, baljväxter och fullkornsintag) och minskat fett (särskilt mättade fetter och transfetter) som är kända för att påverka inflammation. Exempel på starkt antiinflammatoriska livsmedel är bland annat mörkgröna bladgrönsaker, bär, kryddor och örter och sötpotatis. Vattenmelon är ett antiinflammatoriskt livsmedel (d.v.s. har ett lågt DII-poäng) och kommer att ingå i vår näringskomponent.

Svaga måltidsplaner kommer att utformas för att ge deltagarna 2 måltider per dag som innehåller vattenmelon. I varje veckopass kommer ett recept med vattenmelon som ingrediens att demonstreras och förberedas. Dessa praktiska matlagningsdemonstrationer kommer att äga rum så att individer lär sig hur man förbereder hälsosamma men välsmakande rätter. Precis som vår praxis med våra andra kostinterventioner kommer utredarna att fokusera den upplevelsemässiga delen på upplevelser av smak och lukt såväl som taktila upplevelser, inklusive saker som att skära och tvätta grönsaker. Utredarna kommer att förlita sig på mat som är bekant för sydkarolinerna och som finns på lokala marknader samtidigt som de utforskar olika matlagningsmetoder som innehåller kryddor från andra delar av världen. Utredarna har lång erfarenhet av denna typ av design av kostinterventioner. I slutet av varje pass kommer deltagarna att få 1 hel vattenmelon och 1-liters påse med färdigskuren vattenmelon per vecka under lektionen. För fortsatt förstärkning kommer deltagare i den DII-baserade rådgivningsgruppen att ha tillgång till vår Imagine Healthy Online-portal. Onlineportalen kommer att tillhandahålla blogginlägg varje vecka, en receptdatabas med 84 recept som kommer att införliva vattenmelon i sina måltidsplaner, interaktiva moduler och korta vinjetter av matlagningsguider. Information kommer att avse kost, fysisk aktivitet, stressminskning och att göra meningsfull beteendeförändring. Viss information kommer att finnas kvar på webbplatsen från början av interventionen och ytterligare information kommer att läggas till varje vecka. Aviseringar kommer att skickas ut till deltagarna när ny information läggs till. Dessutom kommer deltagare i interventionsarmen att få ett nyhetsbrev varje vecka till sin e-post.

De fysiska aktivitetsmålen för denna intervention kommer att överensstämma med rekommendationer om fysisk aktivitet för vuxna. Deltagarna kommer att uppmuntras att få minst 150 minuters fysisk aktivitet med måttlig intensitet (motsvarande snabba promenader) per vecka och att delta i minst två sessioner styrketräning varje vecka. För att garantera säkerheten kommer deltagarna att uppmuntras att göra framsteg mycket gradvis för att öka intensiteten och varaktigheten av fysisk aktivitet från sin baslinje. För att minska stress kommer flera tekniker att användas, inklusive andningsövningar och mindfulness-baserade stressreducerande (MBSR) liknande aktiviteter.

Mätningar: Den primära exponeringen av intresse kommer att vara interventionsarmens status. Ett fokus för IMAGINE är dock att minska källor till inflammation i kosten. DII består av olika mikro- och makronäringsämnen, såväl som flera enskilda livsmedel, gemensamt kända som livsmedelsparametrar (fler negativa poäng representerar mer antiinflammatoriska dieter och mer positiva poäng representerar mer pro-inflammatoriska dieter). Deltagarna kommer att rapportera sin diet med hjälp av Automated Self-administered 24-hour Dietary Recall (ASA24™). ASA24TM skapades av National Cancer Institute och inkluderar en webbplats för deltagarrapportering och en motsvarande webbplats för forskare att få kostinformation (http://epi.grants.cancer.gov/asa24/). DII kommer att beräknas från ASA24TM-data. Tidigare har utredare beräknat DII från detta verktyg och hittat samband med CRP. Dessa självbedömningar kommer att äga rum vid varje tidpunkt för datainsamling (d.v.s. baslinje och 12 veckor) där deltagarna kommer att rapportera sitt kostintag under två dagar på helgen och två under veckan. Hela processen för att utveckla DII beskrivs på annat håll.9 Kort sagt, nästan 2 000 forskningsartiklar, publicerade mellan 1950 och 2010, som undersökte sambandet mellan 45 olika livsmedelsparametrar (främst mikro- och makronäringsämnen) och inflammation granskades för att härleda poäng för inflammatorisk effekt. Dessutom är DII-beräkning kopplad till en regionalt representativ världsdatabas. Världsdatabasen innehåller standardmedelvärden och avvikelser för de 45 matparametrarna från 11 populationer runt om i världen.9 En z-poäng skapas för varje matparameter genom att subtrahera världsstandardmedelvärdet från deltagarnas uppskattade intag och sedan dividera detta med dess standardavvikelse. Detta konverteras sedan till en percentil och centreras genom att dubbla värdet och subtrahera 1. Produkten av den litteraturbaserade poängen för inflammatorisk effekt och den centrerade percentilen för varje matparameter summeras över alla matparametrar för att skapa den övergripande DII-poängen. Högre (dvs mer positiva) poäng indikerar mer pro-inflammatoriska dieter och negativa värden är mer antiinflammatoriska.9 För att kontrollera effekten av det totala energiintaget, beräknades DII per 1 000 kalorier förbrukad mat.

Det primära resultatet av intresse kommer att inkludera den inflammatoriska markören hs-CRP. Alla blodprover kommer att tas från en antecubital ven eller dorsal handven av en utbildad phlebotomist medan försökspersonerna sitter i sittande läge. Blod kommer att samlas in med två serumseparatorrör (SST) med en kapacitet på 8 milliliter och ett helblods EDTA-rör. SST:erna kommer att bearbetas och så många en milliliters alikvoter (cirka 5) som möjligt av serum kommer att lagras för CRP-, lipid- och insulinkarakterisering. Helblodet kommer att vara för HbA1c%. Alla blodprover kommer att tas på morgonen efter en nattfasta och information om fasta och exakt tidpunkt för blodtagning kommer att erhållas. Ett akutfasprotein, CRP, är en serologisk markör för inflammation som produceras främst av levern som svar på stimulering av IL-6. CRP korrelerar med inflammationens omfattning och svårighetsgrad. CRP har associerats med patogenesen av flera kroniska sjukdomar, inklusive typ 2-diabetes, cancer och hjärt-kärlsjukdom. Det är en av de mest använda markörerna för inflammation på grund av dess kemiska stabilitet, långa halveringstid och relativa brist på dygnsvariation. Totala plasmakoncentrationer av inflammatoriska cytokiner kommer att bestämmas med hjälp av kvantitativa sandwich ELISA-kit från R&D Systems, Inc. (Minneapolis, MN) för c-reaktivt protein (Katalog #DCRP00); känslighet = 0,022 ng/ml. Prover och tillhandahållna standarder kommer att analyseras i duplikat, enligt tillverkarens instruktioner. Variabiliteten mellan analys och intraanalys kommer att bedömas.

Sekundära resultat kommer att inkludera HbA1c%, insulin och lipider. HbA1c kommer att mätas i helblod som samlats upp i EDTA-röret med hjälp av en Siemens/Bayer DCA 2000+ Analyzer and Test Kit DCA™ (SEMDIA-10311134), som effektivt utför hemoglobin A1c-tester på några minuter. Lipidanalys kommer att inkludera mycket lågdensitetslipoprotein (VLDL), lågdensitetslipoprotein (LDL), högdensitetslipoprotein (HDL), totalt kolesterol och triglycerider med användning av ett standardiserat protokoll. Slutligen kommer insulinkoncentrationerna att bestämmas med hjälp av kvantitativa sandwich-ELISA-kit från Mercodia, INC (Winston Salem, NC, Katalog #10-1113-01); känslighet = 1,0 mU/L.

Actigraph GT3X-BT-baserad PA och sömn: GT3x-BT som produceras av Actigraph är lätt (dvs. något mindre än 1 ounce) och är ungefär lika stor som ett armbandsur. Deltagarna kommer att uppmanas att bära GT3X-BT i 24 timmar på handleden, förutom under vattenbaserade aktiviteter, i 10 dagar runt klinikens datum. Minsta krav på slitage kommer att vara 7 dagar (inklusive lördag och söndag) med minst 20 timmar/dag. Under perioder som GT3x-BT inte bärs kommer deltagarna att rapportera sina aktiviteter i en logg. Energiförbrukning under icke-nötningstid kommer att uppskattas baserat på Compendium of Physical Activities.168 Följande PA-parametrar tillhandahålls med hjälp av propriety-algoritmer av ActiLife 6-programvaran för fysisk aktivitet: aktivitetsantal, energiförbrukning, metaboliska ekvivalenter (MET), steg, fysisk aktivitetsintensitet, aktivitetsperioder och stillasittande anfall. Actigraph GT3X-produkterna har validerats i ett flertal studier. Sömn kommer också att präglas av GT3X och har visat sig vara giltig för sömn när den bärs på handleden. Specifikt kommer sömnlängd, effektivitet, början (dvs läggdags) och offset (dvs vakentid) att användas.

Antropometriska mätningar som tas under vart och ett av de två klinikbesöken kommer att inkludera längd (cm), kroppsvikt (kg) och kroppsfettprocent kommer att bedömas enligt standardprocedurer med hjälp av en väggmonterad stadiometer (Model S100, Ayerton Corp., Prior lake) , MN) och elektronisk våg (Healthometer® modell 500 KL, McCook, IL) i barfota. BMI (kg/m2) kommer att beräknas från uppmätt vikt och längd. Midjeomkrets (cm) och höftomkrets (cm) kommer att mätas med ett kalibrerat, fjäderbelastat måttband av utbildade tekniker. Blodtrycket kommer att mätas enligt standardprocedurer med hjälp av ett stetoskop och manuell blodtrycksmätare efter att deltagaren har suttit i 5 minuter.

Uppmätta kovariater kommer att omfatta data om grundläggande demografi, inkomst, utbildning, rökning, andra hälsobeteenden och aktuella mediciner. Utredarna kommer också att mäta fördomar som kallas social önskvärdhet och socialt godkännande med hjälp av Marlowe-Crowne Social Desirability-skalan (MCSD) med 33 punkter och Martin-Larson Approval Motivation-skalan (MLAM) med 20 punkter. Utredarna kommer att mäta effekten av self-efficacy (tilltro till förmågan att förändra över problemsituationer) föreställningar om kost och PA med hjälp av anpassningar av tidigare validerade frågeformulär. Depression och stress kommer också att mätas med hjälp av Center for Epidemiologic Studies Depression (skala) och Perceived Stress Scale, respektive.

Statistiska analyser: Alla analyser kommer att utföras med SAS® version 9.4 (Cary, NC). Skillnader i beskrivande kovariater mellan studiearmarna kommer att testas med chi-kvadrattest för kategoriska kovariater och t-test (normalfördelade) eller Wilcoxon ranksummortest (icke-normala) för kontinuerliga mätningar. Utredarna kommer att använda linjära blandade modeller (LMM) för att avgöra om interventionsarmarna är associerade med det primära resultatet (dvs CRP). Specifikt kommer utfallsvärden (t.ex. CRP) vid tidpunkt 2 (dvs. 12 veckor) att modelleras som utfallet. Interventionsstatus, ytterligare kovariater och utfallsmåttet vid baslinjen kommer att vara på höger sida av ekvationen. Val av konfounder kommer att börja med en serie multivariabla analyser (dvs tidpunkt två utfall = exponering + kovariat + baslinjeutfall). Om en kovariat har ett p-värde på ≤0,20 kommer den att läggas till en full modell. Confounders kommer att inkludera de som leder till en 10 % förändring i betakoefficienten för interventionsstatus när confoundern tas bort; signifikanta kovariater (p≤0,05) kommer också att inkluderas i slutliga modeller. Residualerna för alla slutliga modeller kommer att undersökas för deras överensstämmelse med antagandena om linjär regression. Om antagandena inte uppfylls kan andra analytiska tillvägagångssätt användas. Till exempel är kvantilregression en analytisk teknik som möjliggör en bedömning av associationer genom fördelningen av resultatet av intresse. Dessutom har CRP en standard cut-point på 3,0 mg/L för klinisk referens. Därför kan logistisk regression användas för att erhålla oddskvoter [OR] och 95 % CIs för de olika interventionsarmarna baserat på denna cut-point.