鱼油补充剂、营养基因组学和结直肠癌预防

1.基本原理和具体目标

结直肠癌 (CRC) 是美国第三大常见癌症，也是癌症相关死亡率的第二大最常见原因。 动物和人类研究表明，海洋来源的 n-3 多不饱和脂肪酸 (PUFA)、二十碳五烯酸 (EPA) 和二十二碳六烯酸 (DHA) 具有抗癌特性，而相反，n-6 多不饱和脂肪酸，如花生四烯酸 (ARA) ) 可能促进肿瘤发生。 这些相反作用背后的机制可能是由于它们的类花生酸终产物的生物活性及其对慢性炎症的影响存在差异。 前列腺素 E2 (PGE2) 是一种促炎性花生酸，在结直肠腺瘤和癌症中异常产生，通过环加氧酶途径从 ARA 衍生而来。 EPA 通过相同的途径转化为前列腺素 E3，与 PGE2 相比，前列腺素 E3 的前列腺素 E 受体亲和力低 4 至 7 倍，炎症较少，甚至可能促细胞凋亡。 因此，它可能是 ARA 与 EPA 和 DHA 的比率，而不是海洋衍生的 n-3 PUFA 的绝对水平，这对它们的抗增殖和促细胞凋亡作用贡献最大。

然而，可以通过补充鱼油来控制 ARA 与 EPA + DHA 的比例；遗传因素可能在决定这一比率方面发挥关键作用。 最近的全基因组关联和单倍型研究表明，ARA 组织水平中高达 28% 的附加变异是由单个基因脂肪酸去饱和酶 1 (FADS1) 中的变异解释的。 FADS1 是亚油酸 (LA)（最常消耗的 PUFA）转化为 ARA 的限速酶，rs174537 中 T 等位基因（群体频率为 13%，HapMap -CEU）的纯合子具有较低的脂肪酸去饱和酶活性并随后降低 ARA 的组织水平。 虽然 EPA 可以在体内由 α-亚麻酸产生，但在人体中，这个过程效率极低，而且大多数组织水平的 EPA 直接来自富含脂肪的鱼类的膳食消耗。 因此，FAD1 的高活性和随后增加的 ARA 组织水平可能会抵消膳食补充鱼油的一些潜在益处。 迄今为止，之前发表的研究还没有调查影响脂肪酸去饱和酶活性的遗传变异如何改变鱼油补充剂的有益效果。

研究人员的假设是，由于 ARA 的组织水平较低，因此 ARA 与 EPA + DHA 的比率更有利，因此与 FADS1 活性较高的个体相比，FADS1 基因活性较低的个体将从补充鱼油中获得更大的益处。 为检验这一假设，研究人员将招募 150 名最近发现腺瘤性息肉的参与者，并进行为期 6 个月的双盲 3 X 2 析因随机对照试验。 第一个因素是 FADS1 基因中的 rs174537 基因型（GG、GT 和 TT），第二个因素是补充鱼油（鱼油与安慰剂）。 主要研究结果将是直肠上皮细胞增殖（通过 Ki-67 标记测量）和直肠隐窝细胞凋亡（通过 TUNEL 测量）相对于基线的变化。 次要终点将包括 COX-2 和 15-PGDH 的直肠上皮细胞表达、PGE2 和 PGE3 的直肠细胞产生、直肠细胞脂肪酸浓度，以及炎症生物标志物（C 反应蛋白）、脂肪因子相对于基线的变化（瘦素、脂联素）和胰岛素敏感性标志物 (HOMA-IR)。

该研究计划的具体目标是：

1. 确定鱼油补充剂对直肠上皮细胞增殖指标和直肠隐窝凋亡标志物的疗效；和，
2. 确定基因决定的脂肪酸去饱和酶活性对补充鱼油对结直肠癌风险标志物的影响。

研究人员的长期目标是确定可能影响鱼油补充剂功效的遗传因素，以便使用海洋来源的 n-3 多不饱和脂肪酸进行更明确的腺瘤复发试验。 研究人员预计，鱼油将具有抗肿瘤作用，并且与 FADS1 活性高的个体相比，FADS1 活性低的个体会有更大的反应。 这项研究将首次调查补充鱼油在结直肠癌化学预防中的营养基因组学，并且可能具有超越癌症预防的意义，因为正在积极研究鱼油在心血管和精神疾病以及糖尿病和糖尿病中的抗炎作用代谢综合征。

2.招聘和保留

研究人员将通过审查田纳西结直肠息肉研究 (TCPS) 中收集的研究数据和医疗记录数据，根据纳入标准确定符合条件的参与者。 记录审查后仍符合资格的参与者将收到一封邀请他们参与的介绍信。 信件寄出后一周；来自 Vanderbilt Survey Research Shared Resource (SRSR) 的训练有素的采访者将致电潜在参与者，以提供有关该研究的更多详细信息，回答有关该研究的问题，并查看他们是否有兴趣参与。 届时，将与参与者预约进行基线面对面访问。 在初次访问并获得知情同意后，来自 SRSR 的访谈员将进行基线访谈调查和 24 小时饮食回顾。 在基线访问时，研究人员将对 rs174535 进行重新基因分型，以确认插补过程的准确性。 这一策略将使研究人员能够有效、准确地为我们的研究确定合适的候选人。

符合条件的受试者将前往范德比尔特综合临床研究中心 (GCRC) 进行初次就诊和基线研究程序。 符合研究条件并提供入组书面同意书的参与者将获得血液；进行了脂肪组织活检，并进行了基线直肠粘膜活检程序。 治疗分配将由协调员从 Vanderbilt Investigational Pharmacy 获得。 研究药物的第一剂将在初次就诊时给予患者，并记录日期和时间。 该日期和时间将被视为随机化时间。

3. 随机化

将根据在三种基因型上分层的置换块随机化方案进行随机化。 随机化将在这三个层中进行，块大小为平衡间隔，根据计算机生成的随机数的结果随机变化。 这确保在完成每个分配块后，每个处理的分配的累积比例将是平衡的。

四、学习程序

1. 数据采集

   由于 n-6 和 n-3 多不饱和脂肪酸的外部饮食暴露可能会混淆鱼油补充剂的效果，研究人员将在研究过程中对每位参与者进行总共四次 24 小时饮食回忆研究。 在入组时，研究人员将进行两项 24 小时饮食评估，一项在工作日进行，一项在周末进行，因为参与者的饮食可能会因一周中的每一天而有所不同。 此外，研究人员将在第 8 周和第 16 周进行一次 24 小时饮食回顾。 研究人员将使用从这些 24 小时膳食评估中收集的数据以及标准食物成分表来计算 PUFA 的膳食暴露量。

   研究人员将在研究期间的每次亲自访问中确定对研究药物的依从性。 在这些访问中将记录药物和药物变化。 在研究期间开始使用新的 NSAID 的患者将被退出并进行退出访视。 还将通过在第 3 个月和第 6 个月进行的 RBC 磷脂膜脂肪酸分析来确定对鱼油的依从性。 此外，为了确定补充鱼油是否也会影响靶组织的脂肪酸膜浓度，研究人员将确定直肠上皮细胞磷脂膜脂肪酸浓度的变化。

2. 鱼油胶囊

   分配给鱼油补充剂的参与者将被指示每天服用三粒 Lovaza® 胶囊，每粒含有 465 毫克 EPA 和 375 毫克 DHA；这将提供 1395 毫克 EPA 和 1125 毫克 DHA 的总日剂量，即每日总剂量为 2.5 克的鱼油。 患者每天服用 3 次，每次 1 片，随餐服用。 Lovaza® 胶囊是唯一获得 FDA 批准的鱼油制剂，因此，药物的质量受到监控和保证。 药理学级鱼油胶囊具有提供高浓度多不饱和脂肪酸、低水平污染物（如汞）且几乎没有鱼腥味的优势。

3. 安慰剂胶囊

   研究人员将使用油酸作为安慰剂。 使用油酸的原因是多方面的。 首先，油酸（橄榄油）胶囊与鱼油胶囊具有相似的质地、大小、颜色和稠度。 更重要的是，油酸不会转化为类花生酸或任何其他具有代谢活性的产物。 这与玉米油相反，玉米油也被用作鱼油研究中的安慰剂，但主要是亚油酸，随后可能会增加 ARA 的组织水平并混淆我们的研究结果。 在之前的几项鱼油补充剂研究中，油酸已被用作安慰剂，并且具有良好的耐受性。

4. 评估访问

患者将在基线（初次访问）、3 个月的研究治疗后（中期访问）和 6 个月的研究治疗（结束访问）后到 GCRC 诊所就诊。 研究协调员将在研究过程中每 4 周与参与者联系一次，以鼓励他们遵守研究方案。 在 3 个月和 6 个月的访问中，将通过胶囊计数和 RBC 磷脂脂肪酸浓度测量来监测治疗的依从性。 将在这些访问中记录不良事件。

5.数据管理和质量控制

范德比尔特 GCRC 信息学核心将用作数据处理和分析的中心位置。 范德比尔特大学开发了用于电子收集和管理研究数据的软件工具和工作流程方法。 (132) REDCap（研究电子数据采集）是一个安全的、基于网络的应用程序，它为用户提供了一个直观的界面来远程输入经过验证的数据（具有自动数据类型和范围检查）、数据操作审计跟踪和报告，以及导出研究结束时将数据导出到通用统计包的机制。