PEG-laxermedel för tarmförberedelse och tarmmikrobiota vid kolecystektomi

Dysbios i tarmmikrobiota har kopplats till olika gastrointestinala och metabola störningar. Polyetylenglykol (PEG)-baserade laxermedel, som rutinmässigt administreras för tarmrengöring före koloskopi, inducerar transient osmotisk diarré och har i djurmödler visats orsaka långvariga förändringar i mikrobiell sammansättning och funktion. Samtidigt förändrar kolecystektomi, en av de vanligaste bukkirurgierna, gallflöde och enterohepatisk cirkulation, vilket kan modulera tarmens mikrobiella ekosystem och har associerats med ökad risk för postoperativ diarré och till och med kolorektal neoplasi. Trots dessa oberoende effekter har det kombinerade inflytandet av kolecystektomi och PEG-baserad tarmförberedelse på den mänskliga tarmmikrobiotan inte systematisk undersökts.

Detta är en prospektiv, parallellgrupps-, observationskohortstudie genomförd vid Tongji-sjukhuset, Huazhong University of Science and Technology. Totalt kommer cirka 20 deltagare att rekryteras och fördelas i två grupper: kolecystektomigruppen, bestående av individer som genomgått kolecystektomi minst sex månader före rekrytering och är schemalagda för screening- eller övervakningskoloskopi; och kontrollgruppen, bestående av individer med intakt gallblåsa som matchas för ålder och kön och också är schemalagda för koloskopi.

Behöriga deltagare är 18 till 75 år gamla, har ingen anamnes på större organsjukdom, har inte använt antibiotika, probiotika eller prebiotika inom sex månader före rekrytering, och har inga kontraindikationer mot koloskopi eller PEG-intag. Exklusionskriterier inkluderar graviditet, allvarlig kardiopulmonell insufficiens, psykiska störningar och oförmåga att följa avföringssamlingsprocedurer.

Alla deltagare kommer att genomgå standard tarmförberedelse med 2–4 L PEG-4000/3350-lösning enligt rutinmässig klinisk praxis. Inget experimentellt ingrepp administreras.

Avföringsprover på cirka 10 g vardera kommer att samlas in av deltagarna hemma med tillhandahållna samlingskit vid fem fördefinierade tidpunkter: inom tre dagar före tarmförberedelse (baslinje), vid första icke-vattniga avföringen efter koloskopi, och vid en månad, tre månader och sex månader efter koloskopi, var och en med ett tillåtet fönster på ±7 dagar för ettmånadsbesöket och ±14 dagar för tre- och sexmånadersbesöken. Prover kommer omedelbart att frysas vid -80 °C tills DNA-extraktion. Fekalt genomiskt DNA kommer att underkännas shotgun metagenomsekvensering på DNBSEQ-T7-plattformen. Rådata (raw reads) kommer att filtreras med fastp för att ta bort adapterkontamination och lågkvalitativa sekvenser. Högkvalitativa data (reads) kommer att aligneras mot det mänskliga genomet för att exkludera värd-DNA, och de återstående datan kommer att användas för taxonomisk profilering med MetaPhlAn eller Kraken2/Bracken, och funktionell profilering med HUMAnN3 mot UniRef90- och KEGG-databaserna.

Det primära utfallet är förändringen i tarmmikrobiell α-diversitet, mätt med Shannon-, Simpson- och Chao1-index, och β-diversitet, bedömd med Bray-Curtis-dissimilaritet och UniFrac-avstånd, både inom och mellan grupper över de fem tidpunkterna.

Sekundära utfall inkluderar den temporala dynamiken hos specifika taxa, såsom förhållandet mellan stammen Firmicutes/Bacteroidetes och butyratproducerande släkten; differentiell abundans av arter och funktionella vägar, inklusive KEGG-moduler och MetaCyc-reaktioner; och korrelationen mellan mikrobiella kompositionsskiften och kliniska parametrar, till exempel tid sedan kolecystektomi och tarmrörelsefrekvens.

Alla statistiska analyser kommer att utföras med R. Jämförelser inom grupp över tid kommer att bedömas med Friedmantest eller upprepade mätningar ANOVA, eller icke-parametriska ekvivalenter, följt av post-hoc parvisa Wilcoxon signed-rank-tester med falsk upptäcktsfrekvenskorrigering. Jämförelser mellan grupper vid varje tidpunkt kommer att analyseras med Mann-Whitney U-test eller linjära mixed-effects-modeller med justering för potentiella confounders. Principal coordinate-analys baserad på Bray-Curtis-avstånd kommer att visualisera samhällsseparation, och permutational multivariate analysis of variance kommer att testa för signifikant klustring. Linear discriminant analysis effect size kommer att identifiera taxa med differentiell abundans mellan grupper, med ett LDA-poängtröskelvärde på >2,0 och p <0,05.

Studieprotokollet har godkänts av Medicinska etikkommittén vid Tongji-sjukhuset, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology. Skriftligt informerat samtycke kommer att erhållas från alla deltagare före rekrytering. Resultat kommer att spridas genom peer-review-publikationer och vetenskapliga konferenser.

Genom att longitudinellt profilera tarmmikrobiotan hos kolecystektomerade och icke-kolecystektomerade individer exponerade för samma tarmförberedelseregim kommer denna studie att avgränsa om tidigare gallblåsavlägsnande predisponerar patienter för en mer allvarlig eller långvarig PEG-inducerad dysbios. Resultaten kan ge en mikrobiologisk motivering för skräddarsydda tarmförberedelseprotokoll eller mikrobiotainriktade interventioner, såsom probiotika eller post-koloskopisk kostrådgivning, i denna växande patientpopulation.