Guthälsa hos barn med cancer

Akut myeloid leukemi (AML) är en aggressiv cancer som uppstår på grund av den klonala expansionen av omogna vita blodkroppar, känd som sprängningar (Chaudhury et al., 2018) med generellt dåliga resultat jämfört med barnlymfoid leukemi (Arad-Cohen et al., 2022). Medan fullständiga remission är höga i pediatrisk AML vid cirka 90%, förblir händelsefri överlevnad och total överlevnad suboptimal vid 45%respektive 65%vid 3 år, och nästan hälften av barn kommer att återfallas (Rasche et al., 2018). Nyligen har det skett en förskjutning mot antigeninriktande immunterapi vid behandling av cancer, inklusive AML, för att utlösa anti-leukemiska svar (Greiner, 2019).

Intestinal slemhinnan är en av de vanligaste biverkningarna av kemoterapi, till följd av störningar i den immunologiska balansen i tarmslemhinnbarriären (de Pietri et al., 2020). Detta resulterar i förändringar av absorptions- och sekretionsfunktioner i tarmslemhinnan, blödningar, tarmdysmotilitet eller tarmsvikt (McGrath, 2019; Ohta et al., 2003). Kemoterapi-inducerad tarmslemhinnan tros spela en central roll i utvecklingen av systemisk inflammation och infektioner (van der Velden et al., 2014). Den kliniska bedömningen av svårighetsgraden av tarmslemhinnan utmanas av bristen på validerade poängskalor, och objektiva biomarkörer relaterade till slemhinnepatogenes för bedömning av dess svårighetsgrad är därför efterfrågade. Minskande plasmakitrullinnivåer har associerats med svårighetsgraden av tarmslemhinnan och systemisk inflammation efter hematopoietisk stamcellstransplantation hos både vuxna och barn (Gosselin et al., 2014; van Vliet et al., 2009).

Kemoterapi-inducerad tarmslemhinnor orsakar translokation av tarmbakterier och gör det möjligt för bakterier att korsa den skadade slemhinnbarriären som leder till en systemisk inflammation och potentiellt till systemiska infektioner, särskilt hos immunkompromiserade patienter (Villa och Sonis, 2015). Sjukdomar som påverkar immunsystemet, såsom inflammatorisk tarmsjukdom (IBD), juvenil idiopatisk artrit (JIA) och akut leukemi, är patologiska tillstånd som påverkar pediatriska befolkningen och är ofta associerade med förändringar i tarmmikrobiota, såsom en minskning i bakteriell mångfald (lucafò et al., 2020). Växande bevis tyder på att tarmmikrobiota kan störa kemoterapeutiska och immunsuppressiva läkemedel, som används vid behandling av dessa sjukdomar, minska eller underlätta läkemedelseffektivitet (Peppas et al., 2023). Mänsklig tarmmikrobiota består av flera hundra bakteriearter [(Marchesi et al., 2016)]. Gutens mikrobiella samhälle förmedlar betydande fördelar för mänsklig fysiologi vid en tarmepitelial och systematisk inflammatorisk nivå [(Kindon et al., 2007; McDonnell et al., 2021) (Feng et al., 2022)].

Matningsstrategier i klinisk praxis hos patienter med barncancer med kemoterapi-inducerad slemhinnor varierar betydande men kräver alltid tarmstöd och kan kräva parenteral (intravenös) näring (Kuiken et al., 2017b) (Kuiken et al., 2017b). Parenteral näring är förknippad med betydande biverkningar, nämligen leverskada, risk för infektioner, metaboliska avskiljningar, tarmatrofi, dysbios i tarmmikrobiomet (Tume et al., 2020) GUT-mikrobiota är den mest rikliga typen av antigenpresenterande celler. Därför är det tänkbart att parenteral näring kan djupt förändra tarmmikrobiomkompositionen och funktionen, vilket kan leda till skadliga effekter på tarmen (Pierre, 2017).

Den katastrofala effekten av en fiber-devoid diet på tarmens mikrobiella rekolonisering efter kritisk sjukdom har beskrivits av Tanes et al. Mångfalden och den relativa överflödet av mikrobiella metaboliter är starkt beroende av specifika dietkomponenter [(Morrison och Preston, 2016)]. Icke-smälta dietfiber såsom oligosackarider och inulin visar resistens mot matsmältningen i den mänskliga tunntarmen [(Lattimer och Haub, 2010)]. I den stora tarmfiberen genomgår dietfiber jäsning av kolonmikrobiota för att producera kortkedjiga fettsyror (SCFA); Acetat, butyrat och propionat, som fungerar som den primära kolkällan för kolonocyt [5]. Det synergistiska förhållandet mellan värden och tarmkoncentrationerna inkluderar samtidig reduktion av luminal pH, som i sig själv hämmar patogena mikroorganismer och ökar absorptionen av vissa näringsämnen [(MacFarlane och MacFarlane, 2012)]. Vidare kontrollerar tarm SCFA produktionen av T-hjälpceller, antikroppar och cytokiner och är också involverade i att upprätthålla homeostas i slemhinnesystemet [(Ríos-Covián et al., 2016; Corrise-Oliveira et al., 2016)].

Kost- och mikrobiombaserade terapier undersöks för potentialen att stödja återhämtning av hälsosamma tarmkomensala populationer under och efter kritisk sjukdom. I den pediatriska befolkningen växer intresset i användning av en blandad diet för hantering av foderintoleranser [(Schmitz é et al., 2021)]. Industrin har svarat på denna förändring i utfodringsmetoder och utvecklat en enteral formel med hög fiber med livsmedel härledda ingredienser, vilket har visat sig förbättra enteral fodertolerans [(O'Connor et al., 2022)].

Detta är den första studien som observerar effekterna av AML-behandling på tarmmikrobiomet hos barn på olika matningsmetoder inklusive parenteral näring och livsmedelsbaserade formler. Slutligen kommer denna studie också att observera återhämtningsfasen för tarmmikrobiota efter AML -behandling och jämföra med efterföljande infektioner och återfall.

Fall: Barn med AML: Avföringsprover kommer att erhållas vid tre fördefinierade tidpunkter för mikrobiomalys: Baslinjestart på AML -behandling (inom två veckor efter inträde); efter induktion av induktionskemoterapi (6-8 veckor); Återhämtningsfas 6-8 månader.

Pediatriska avföringsprover kommer att samlas in med hjälp av avföringsprovsamlingssatsen. Varje deltagare kommer att få fyra hemssamlingssatser. Varje kit innehåller:

• • Fe-Col®-samlingssats
• • Avföringsrör (innehåller stabilitetsbuffert)
• • Biohazard påse
• • Bubble Mailer väska
• • Instruktioner.

Proverna kommer sedan att läggas tillbaka på Peplobios laboratorium (Royal Mail Priority, Track24). Vid ankomsten kommer Peplobio -personal att fortsätta med provmottagning, inklusive verifiering av provintegritet och anslutning. Prover kommer att homogeniseras och delas upp i 200ul -alikvoter och lagras i upp till 7 dagar vid -20 ° C.

Kontroller: Matchkontrollpallprover skickas till Peplobio för mikrobiomalys

Analysöversikt:

Både fall- och kontrollpallprover kommer att skickas till Peplobios avancerade tarmmikrobiompanelerbjudande. Denna qPCR -multiplexanalys riktar sig mot 16S -genen för 10 bakteriella mål. Dessa mål kommer specifikt att väljas baserat på kliniska, peer-granskade korrelationsstudier som påverkar deras engagemang i metaboliska och inflammatoriska sjukdomar, såsom cancer. Resultaten kommer att ge en absolut kvantifieringsdata inom så lite som 1-2 dagar från provans ankomst till laboratoriet.

Bioinformatisk bearbetning Vi planerar att sekvensera V4 -regionen för bakterie 16S rRNA -genen med Illumina Miseq -plattformen enligt tillverkarens specifikationer. Reads kommer att avlägsnas i FASTQ -filer för varje prov med hjälp av sekvensstilkoder. Framåt och omvända läsningar kommer att förenas med Pandaseq. Efter prover med färre än 3000 läsningar kommer att uteslutas. De förenade sekvensfilerna kommer att formateras med ett Python -skript för att lägga till QIIME -rubriker med respektive prov -ID till varje sekvens innan de sammanlänkas i en fil för inmatning i qiime 1.8.0A.

Shannon Alpha -mångfalden kommer att beräknas på den ofiltrerade Biom -tabellen med Alpha_Diversity.py Skript och vägda Unifrac -avstånd beräknades med Beta_diversity.py manus. Det mikrobiella dysbiosindexet (initialt beskrivs av Gevers et al. Kommer att beräknas i R för varje prov. Det mikrobiella dysbiosindexet kommer att definieras när log10 för det totala överflödet i organismer ökade i CD dividerat med det totala överflödet av organismer minskade i CD. De ökade CD-taxorna omfattar Enterobacteriaceae, Pasteurellaceae, Fusobacteriaceae, Neisseriaceae, Veillonellaceae och Gemellaceae. Minskade taxa är bakteroidales, Clostridiales (exklusive Veillonellaceae), Erysipelotrichaceae och Bifidobacteriaceae

Mikrobiomkompositionanalys:

Mikrobiell mångfald kommer att uttryckas som antalet distinkta arter i ett samhälle (rikedom), jämn fördelning av deras överflöd (jämnhet) eller en kombination av båda aspekterna, vanligtvis benämnda alfakiversitet. Mikrobiell alfa -mångfald uppskattas med hjälp av Shannon- och Simpson -indexen, medan mikrobiell rikedom uppskattas med hjälp av CHAO1 -indexet, eller antalet observerade arter/operativa taxonomiska enheter (OTU).

För extraktion av nukleinsyrorna är proverna lyserade och nukleinsyra extraheras med användning av Magmax ™ viral/patogen II (MVP II) nukleinsyrasoleringssats, efter tillverkarens IFU (Thermo Scientific). QRT-PCR kommer att utföras med primrar utformade för de 10 bakteriella målen (16S-genen), och kvantitativt absolut överflöd bestäms med hjälp av standardkurvan-metoden.

Antropometri (datainsamling: T0 Baslinje; T1 End of Consolidation 6-8 månader; T2-återhämtning 10-12 månader) Vikt kommer att bestämmas till närmaste 0,1 kg, med försökspersoner klädda i lätt kläder eller avdelningsklänning bland patienter, med en modell 880 elektronisk skala (SECA, Hamburg, Tyskland) efter ved. Höjden mäts till närmaste 0,1 cm utan strumpor eller skor med en modell 206 väggmonterad stadiometer (SECA). Body Mass Index (BMI) kommer att beräkna med standardformeln (kg M-2). Vikt och höjd mäts enligt standardförfaranden. Kroppsmassaindex kommer att beräknas som vikt i kilogram dividerat med höjd i meter kvadrat, och BMI SDS kommer att erhållas från WHO -referenskurvorna. BMI- och standardavvikelser (SDS) kommer att beräknas med WHO som referensdata.

Fetma kommer att bekräftas när percentilen är högre än 99,9: e på WHO: s tillväxtstandarder, eller Z-poängen var högre än +3 (Cole et al., 2000). Barn som är äldre än 5 år, med BMI mellan de 85: e och 97: e percentilerna på WHO-barnens tillväxtstandarder, kommer att klassificeras som övervikt, och som överviktiga när percentilen är högre än 97: e eller Z-poängen är högre än +2SD. Conversely, underweight will be confirmed when the z-score is lower than -2SD Mid upper arm circumference (MUAC) will be measured halfway between the tip of the acromion and olecranon process using a non-stretchable measuring tape SECA 212 to the nearest 0.1 cm Dietary data collection (data collection: T0 baseline; T1 end of consolidation 6-8months; T2 Recovery 10-12months) Three-day food records will be used to assess Kostintag och enteral näring av barn. Föräldrar eller vårdgivare kommer att instrueras om hur man registrerar mat- och vätskekonsumtionen för sitt barn med hjälp av hushållsåtgärder för att uppskatta delstorlekar och livsmedelsyp (inklusive varumärken på livsmedel, om tillämpligt) i en dagbok som tillhandahålls. Kostrekord kommer att hållas i två vardagar och en helgdag. Analys av dietintag kommer att utföras med hjälp av näringsrika näringsanalysprogramvara (Dublin, Irlands Irland). Energi och näringsintag av barn kommer att jämföras mot SAGN 2017 -riktlinjerna (SACN, 2011).

Gastrointestinal tolerabilitet (datainsamling: T0 Baslinje; T1 Slut på konsolidering 6-8 månader; T2-återhämtning 10-12 månader) Pallkonsistens är en central komponent i beskrivningen av normal eller förändrad tarmvanor. Avföringsform kan betraktas som ett proxy -mått för avföringskonsistens och hänvisar till avföringens form och uppenbara struktur, som kan bedömas visuellt. Avföringsskalor är en standardiserad och billig metod för att klassificera avföringsform till ett slutligt antal kategorier som kan användas av vårdpersonal och forskare.

Bristol Stool Form Scale är en ordinär skala av avföringstyper som sträcker sig från de hårdaste (typ 1) till den mjukaste (typ 7). Typ 1 och 2 anses vara onormalt hårda avföringar (och i samband med andra symtom som indikerar förstoppning) medan typ 6 och 7 betraktas som onormalt lösa/flytande avföring (och i samband med andra symtom som indikerar diarré). Typ 3, 4 och 5 anses därför i allmänhet vara den mest "normala" avföringsformen och är de modala avföringsformerna i tvärsnittsundersökningar av friska vuxna. [22] Tolerans och detaljer om avföringsmönster kommer att registreras varje vecka på församlingsnivå och hemma beroende på behandlingsfas. Beskrivningar av utfodringsintolerans kommer att innehålla en rapport om följande variabler: avföringskonsistens och volym (antal avföring under en 24-timmarsperiod), bukutbredning, gas, kräkningar och total komfortnivå.

Andra källor för datainsamling:

Kemoterapins inverkan

• Tarmslängden
• Tid för parenteral (intravenös) näring
• Tidslängd vid enteral näring inklusive näringsmässig sammansättning av formel
• Infektion och antibiotikabruk
• Någon annan betydande medicinsk händelse relaterad till behandling

Studieinställning av enstaka center tertiär hematologcenter - Great Ormond Street Hospital. Provtagning

Data analysis strategies Sample size calculated on primary outcome - alpha diversity primary outcome marker: The sample size calculations will be based on the association between total microbial alpha-diversity (the richness and evenness) to find the difference in diversity between control and case participants post-treatment for AML (end of induction - 1 month) Assuming an adequate power (80%), a total of 50 samples (25 per group) will be required for an effect size of 0,82.

(Mattiello et al., 2016). Mikrobiell mångfald i kliniska mikrobiomstudier: provstorlek och statistiska effektöverväganden (gastrojournal.org)

25 barnkontroll (1 avföringsprover) 25 barnfall (3 tidpunkter = 75 avföringsprover)

Alpha Diversity Associations med fallkontrollstatus testas genom linjär och ovillkorlig logistisk regression, med justering för ålder och kön. Kompositionen av mikrobiota (beta -mångfald) kommer att jämföras genom ovägd och vägd Unifrac -analys av avståndsmatrisen med 10 000 permutationer. Mann-Whitney U-testet kommer att användas för jämförelser av mångfald och förhållanden mellan komponentbakterier på släktet och artnivåerna. Relativt överflöd av mikroberna kommer att uttryckas som median ± intervall och ett Wilcoxon-signerat rank-test kommer att användas för jämförelse av alfa-mångfald om kontroll vid baslinjen och 6 månaders uppföljning och jämförelse av relativt överflöd mellan baslinjen och senare tidpunkter. (Plaza-díaz et al., 2019).

Wilcoxon Rank Sum -testet användes för jämförelse mellan grupper, medan permutationsmultivariat variansanalys (permanova) användes för att utvärdera tarmmikrobiota -sammansättningen på OTU och släktnivå.

Förändringar i mikrobiota mångfald och sammansättning under kemoterapi: En linjär modell med blandade effekter undersökte förändringar i mångfaldsindexen med R-version 4.3.1. För mikrobiomkompositionsförändring kommer en negativ binomial regressionsmodell med blandade effekter att användas kommer P-värdet att justeras för den falska upptäcktsfrekvensen med Benjamini-Hochberg-metoden och rapporteras som Q-värde (Benjamini och Hochberg, 1995).

Normalitet kommer att kontrolleras med Shapiro-Wilk-testet i myntpaketet av R (Hothorn et al., 2006). De icke-parametriska multivariata analyserna av variansprov kommer att utföras med Adonis-funktion som kommer att ställas in på 9999 permutationer. Data kommer att sammanfattas enligt deras respektive distribution. För parametriska data presenteras medel ± SD (standardavvikelse), för icke-parametriska variabler, medianer ± IQR (inter-quartile-intervall). För alla statistiska analyser kommer signifikansnivån att baseras på p-värde <0,05.

Påverkan av baslinjemikrobiota på infektionsresultat för initial riskstratifiering Vid tidpunkten för AML-diagnos kommer Wilcoxon-Mann-Whitney-testet och logistisk regression att användas för att bedöma potentiella riskfaktorer för efterföljande infektion när som helst under studieperioden, inklusive baslinjemikrobiomet. För varje taxon vars relativa överflöd signifikant skilde sig mellan patienter som hade eller inte hade händelsen kommer RA att dikotomiseras vid det optimala avgränsningsvärdet baserat på Youden -indexet. Faktorer med ett P -värde på <.1 i univariat analys kommer att undersökas genom multipel logistisk regression. Den kumulativa förekomsten av resultat kommer att jämföras mellan riskfaktorer med grå test.

7.3 Rekrytering Forskarna kommer att delta i avdelningsrundor och se EPIC (elektroniska anteckningar) varje dag för att identifiera nya tillträde med alla familjer kommer att identifieras på församlingsnivå av sin dietist, en medlem av patientens befintliga kliniska vårdteam som kommer att kontrollera om de uppfyller inkluderingskriterierna i ljuset av att kräva enteral rörmatning för barn som visar tecken på foderintolerans. Ett första tillvägagångssätt med ett inbjudningsbrev och ett deltagares informationsblad kommer att ges till dem som förklarar studien med detaljerna i forskarteamet för att diskutera utfodringsalternativen i studien 7.3.1 Providentifieringsgodkännande Studiens deltagares informationsblad kommer att erbjudas den potentiella deltagarens familjemedlem/vårdare åtföljd av ett åldersanpassat informationsblad som beskriver: studien; dess syfte och natur, vad det kommer att kräva för deltagaren; dess risker och bördor, protokollets förslag och begränsningar; de kända biverkningarna och riskerna med att delta. Det kommer att tydligt anges att deltagandet är helt frivilligt, kunna göra ett fritt val och deltagaren är fri att när som helst dra sig ur studien av någon anledning utan att påverka eller påverka deras vård, utan att påverka deras rättigheter och utan krav att motivera uttag. Detta beskrivs tydligt i PI: s inledande stycken.

Deltagaren får tre dagar att överväga informationen och chansen att ställa alla frågor till utredaren. Skriftligt informerat samtycke från deltagarens representant kommer att krävas och sedan erhålls och den person som erhåller samtycket måste vara lämpligt kvalificerad, erfaren och behörig att göra det av chefen/huvudutredaren.

Informerat samtycke /samtycke Process En undertecknad kopia av studien Informerad samtycke /samtycke kommer att ges till deltagarens juridiska representant och en kopia i deltagarens medicinska register. Ett original signerat formulär kommer att behållas på studieplatsen på en säker plats. Kompetenta vuxna (16 år vid tidpunkten för samtycke) efter avslutad ovan kommer patienten sedan att underteckna och datera det informerade samtyckesdokumentet. Både personen som får samtycke och deltagaren måste personligen underteckna och datera formuläret. En kopia av det informerade samtyckedokumentet kommer att ges till patienten för sina register. Den ursprungliga kopian kommer att lämnas in i deltagarens medicinska anteckningar och en ytterligare kopia av det undertecknade samtyckesformuläret kommer att arkiveras i utredarens webbplatsfil. En kopia av samtyckesformuläret bör skickas till YP (åldrande <16 år vid tidpunkten för samtycke) informerat samtycke för en ung person under 16 år tillhandahålls av en person med föräldraansvar eller en juridisk representant.

Barn i åldern 6 år och högre kommer att kontaktas för samtycke om inte det kliniska vårdteamet anser att annars, då kommer de inte att ingå i studien förrän samtycke (utöver lagligt samtycke från en lämplig vuxen) ges - ett undantag från detta fattas där den minderåriga uttrycker en önskan om att beslutet ska fattas enbart av lämplig vuxen.

Åldersanpassad rec-granskad informationsblad och samtycke, som har fått en gynnsam åsikt, som beskriver (i förenklade termer) detaljerna i studieinterventionen, studieprocedurer och risker kommer att finnas tillgängliga för användning. YP bör personligen skriva sitt namn och datum på samtycke, som sedan undertecknas av förälder/juridisk representant och forskaren.

Ungdomar som var under 16 år när behandlingen initialt startade och fyller 16 år medan de är på studien kommer att koncentreras på nytt med hjälp av specifika PI: er och samtyckesformulär (hårdkopior) kommer att laddas upp i de elektroniska anteckningarna (EPIC) och hårdkopia lagrad i dietetikkontoret i ett låst dragning under studien. När studien är stängd kommer samtyckesformulär att överföras till FoU uppnår dietetisk forskningslagring - £ 25 årsavgift som omfattas av dietetik.

Deltagare som kan ha svårigheter i en tillräcklig förståelse av engelska kommer att stöds av Gosh Trust -tolkningstjänsten. "TheBigword" är förtroendets enda leverantör av telefontolkning, en tjänst som gör det möjligt för dig att hjälpa alla klienter som kan ha begränsade engelska språkkunskaper. 0800 694 5093 Samtalet kommer att registreras i en patients elektroniska anteckningar och i studieposter.

8 Etiska och reglerande överväganden Detta protokoll och relaterade dokument kommer att lämnas in för Ethics Review till Integrated Research Application System (IRAS) och Health Research Authority (HRA).

Bedömning och hantering av risker

8.1 Research Ethics Committee (REC) och annan regleringsgranskning och rapporter

• Innan studiens början kommer en gynnsam åsikt att sökas från en rec
• Innan studiens start kommer godkännande från Health Research Authority (HRA) och Health and Care Research Wales (HCRW) för projektbaserad forskning som äger rum i NHS i England och Wales att sökas.

För NHS REC granskade forskning

• Betydande ändringar som kräver granskning av NHS REC och HRA kommer inte att genomföras förrän den översynen är på plats och andra mekanismer är på plats för att implementera på plats.
• All korrespondens med REC och HRA kommer att behållas.
• Det är huvudutredarens ansvar att producera årsrapporterna efter behov.
• Huvudutredaren kommer att meddela REC från slutet av studien.
• En årlig framstegsrapport (APR) kommer att överlämnas till REC inom 30 dagar efter årsdagen som det gynnsamma yttrandet gavs, och årligen tills studien har förklarats avslutades.
• Om studien avslutas för tidigt kommer huvudutredaren att meddela REC, inklusive orsakerna till för tidigt uppsägning.
• Inom ett år efter studiens slut kommer chefsutredaren att lämna in en slutrapport med resultaten, inklusive alla publikationer/sammanfattningar, till REC.

Regleringsgranskning och efterlevnad

• Detta är en encenterstudie
• Innan någon webbplats [er] kan registrera patienter i studien kommer huvudutredaren/huvudutredaren eller anställdare att se till att lämpliga godkännanden från deltagande organisationer är på plats.
• För alla ändringar av studien kommer huvudutredaren eller anställd, i överensstämmelse med sponsorn att lämna in information till lämpligt organ för att de ska kunna utfärda godkännande för ändringsförslaget. Huvudutredaren eller den anställd kommer att arbeta med webbplatser (FoU -avdelningar på NHS -webbplatser samt studieleveransgruppen) så att de kan sätta de nödvändiga arrangemangen på plats för att genomföra ändringen för att bekräfta deras stöd för studien med ändringar.