Tarmmikrobiom och sex som riskfaktorer för njursten efter bariatrisk kirurgi

Experimentell design: Vi kommer att bestämma könsskillnader i 24-timmars urinövermättnad (SS) med avseende på kalciumoxalat (CaOx) i Roux-en-Y Gastric Bypass (RYGB) och ärmgastrektomipatienter och korrelationen mellan mikrobiella arter och deras metabola vägar med urinoxalat. Detta kommer att bestämmas under betingelserna för en isokalorisk, standardiserad natrium (200 mmol/dag), kalcium, kalium, makronäringsämnesfördelning. Vi kommer att rekrytera försökspersoner från Bariatric Surgery Clinic vid University of Chicago Medical Center.

Plats: Studien kommer att äga rum i deltagarnas hem (Period 1, 4) och i University of Chicago Medicine (UCM) Clinical Research Center. (Period 2, 3, 5).

Studieperiod:

Studien kommer att bestå av 5 separata perioder. Period 1 och 2 kommer att vara före operation och period 3-5 kommer att inträffa efter operation. Period 1 och 4 kommer att pågå i tre dagar och perioderna 2, 3 och 5 kommer att pågå i fyra dagar, varav tre är hemma och en fjärde (halvdag) i Clinical Research Center (CRC).

Studieperiod 1 kommer att inträffa före RYGB eller specifik vikt (SG) i deltagarens hem. Varje deltagare kommer att tillhandahålla en tredagars dietpost och genomföra ett 1,5-timmars telefonsamtal med CRC-dietisten och en 24-timmars urininsamling (dag tre). Urinsamlingssatser kommer att skickas direkt hem och skickas tillbaka till njurstenslaboratoriet efter att de är klara.

Studieperiod 2 kommer att avslutas i CRC och kommer att ske före RYGB eller SG. Den fasta studiedieten kommer att skickas med bud tillsammans med en palluppsamlingssats. Varje deltagare kommer att äta studiedieten dag ett, två och tre av denna studieperiod. På morgonen dag fyra kommer försökspersonerna till CRC i fastande tillstånd och tar med avföringssamlingar till CRC. Varje deltagare kommer att samla in tre 45-minutersuriner med ett blodprov i mitten av varje insamling. Studiedeltagarna äter sedan en fast frukost och samlar in sex 45-minutersuriner med blodprover under den postprandiala perioden.

Studieperiod 3 kommer att slutföras i CRC och kommer att ske mellan 2 och 4 veckor efter RYGB eller SG. Tidpunkten på 2 till 4 veckor för denna period valdes eftersom de biologiska förändringarna i anatomi och neuroendokrina signaler skulle ha inträffat 2 veckor efter operationen och patienter är vanligtvis avancerade från en diet med mjuk mat till vanlig mat med 2 veckor. Försökspersoner kommer inte att delta i period 3 förrän efter kliniskt godkännande av kirurgen för att avancera dieten. Det förväntas också att alla effekter av anestesi eller perioperativa antibiotika och mediciner vid denna tidpunkt är minimal. Protokollet för studieperiod 3 är identiskt med det för period 2 med tre dagars studiediet och CRC på dag fyra med fastande och utfodrade blod- och urinsamlingar (se period 2 för detaljer).

Studieperiod 4 kommer att ske i hemmet mellan 9 och 12 månader efter RYGB eller SG i deltagarens hem. Tidpunkten för denna period är vald eftersom patienterna vanligtvis har genomgått majoriteten av viktminskningen och haft tid att anta nya självvalda hemdieter. Urinförändringar som förväntas inträffa i njurstensbildare förväntas också kunna detekteras vid denna tidpunkt. Deltagarna kommer att tillhandahålla en tredagars dietpost och genomföra ett 1,5-timmars telefonsamtal med CRC-dietisten och en 24-timmars urininsamling (dag tre). Urinsamlingssatser kommer att skickas direkt hem och skickas tillbaka till njurstenslaboratoriet efter att de är klara.

Studieperiod 5 kommer att inträffa i CRC 12 månader (+/- 1 månad) efter RYGB eller SG. Tidpunkten för denna period är vald eftersom patienterna vanligtvis har genomgått större delen av sin viktminskning och de flesta har haft upplösning av det metabola syndromet. Protokollet för studieperiod 3 är identiskt med det för period 2 och 3 (se period 2 för detaljer).

Studiediet: Försökspersonerna kommer att äta en diet som innehåller 65 mmol natrium, 1740-2940mg kalium, 800-1200 mg kalcium, och måltiderna kommer att vara isokaloriska med kontrollerad makronäringsämnesfördelning. Mat kommer att tillagas i CRC-köket och skickas till patienter. Intag av vatten är ad lib, andra vätskor endast enligt ordination. Dieten kommer att utarbetas i samråd med dietister, inklusive dietister med expertis inom bariatrisk kirurgi. Mat kommer att skickas till deltagarna dag 1. Deltagarna kommer att fortsätta att ta receptbelagda mediciner och vitamintillskott enligt bariatrisk kirurgiklinik.

Hemdietregister och näringsdatainsamling (studieperiod 1, 4): Varje deltagare kommer att tillhandahållas en matlogg och en utdelning om portionsuppskattningar före hemdietposten. En tredagars dietpost kommer att registreras av deltagaren. Inom en till tre dagar efter att ha fyllt i dietprotokollet kommer varje deltagare att ha ett 1,5-timmars telefonsamtal med CRC-dietisten. Dietisten kommer att granska journalen för fullständighet och förtydligande och sedan mata in uppgifterna i Nutritional Data System for Research (NDSR). NDSR är ett väletablerat, datorbaserat program för dietanalys som utvecklades vid University of Minnesota och tillhandahåller kvantitativa data om både mikro- och makronäringsämnen från dietåterkallelsen. Matdatabasen i NDSR omfattar över 18 000 livsmedel och använder laboratoriet från United States Department of Agriculture som sin primära källa för näringsvärden och sammansättning. UCM CRC har ett befintligt kontrakt med NDSR för att stödja användningen av denna programvara för denna studie.

Urin- och serummätningar: Två 24-timmars urininsamlingar kommer att utföras hemma (med instruktioner). 24-timmars urinvolym, Ca, oxalat, citrat, urinsyra, Na, K, Cl, Mg, sulfat, ammonium och kreatinin kommer att mätas. Urinmätningar kommer att utföras vid University of Chicago Kidney Stone Research Groups laboratorium. Serum 25-vitamin D och bisköldkörtelhormonnivåer kommer att mätas genom CRC i University of Chicagos laboratorium. Serumnatrium, kalium, klorid, bikarbonat, kalcium, fosfor, magnesium, kreatinin och glukagonliknande peptid 1 (GLP-1) kommer att göras vid University of Chicago Kidney Stone laboratory. Serumpeptid YY och insulin kommer att analyseras vid University of Chicago Diabetes Research and Training Centers laboratorium. Serumglukagon kommer att analyseras på LabCorp. Glukos kommer att mätas med hjälp av guldstandarden YSI-metoden vid CRC. Serum och urin kommer att frysas vid -80 grader C och förvaras i njurstenslaboratoriet för potentiella senare analyser.

Mål 1, Urinstatistisk analys: Urin CaOx SS kommer att beräknas med hjälp av EQUIL2 (ett datorprogram som används för beräkning av urinmättnad). Vi kommer att jämföra CaOx SS för män vs. kvinnor med ett t-test som tar hänsyn till eventuella skillnader i varianser mellan de två grupperna. Vi kommer att utföra linjära regressionsmodeller efter kön för att bestämma prediktorer för CaOx SS. Vi kommer att använda Spearmans korrelationstester för att hitta oberoende korrelationer mellan mikrobiella arter och/eller metabola vägar med CaOx SS. Generaliserade linjära modeller kommer att genereras för alla moduler som är associerade med hög CaOx SS.

Mål 2, avföringsmikrobiella arter och statistisk analys: Hagelgevärssekvensering kommer att utföras för alla avföringsprover. Hagelgevärssekvensering kommer att utföras för alla avföringsprover. TruSeq DNA Sample prep kit (Illumina) och reagenser från KAPA Library Preparation kit (Kapa biosystems) kommer att användas för att generera bibliotek. Bibliotek kommer att sekvenseras på Illumina MiSeq-plattformen med hjälp av 2x250 nukleotider med parad sekvens. Sekvensavläsningar kommer att omvandlas till relativa mängder av mikrobiella metaboliska moduler med hjälp av HUManN och mappas till KEGG. Relativa mängder kommer att beräknas med hjälp av Metagenomic Phylogenetic Analysis (MetaPhlAn) pipeline.