益生菌治疗腰痛患者的莫迪奇变化

试验准备的背景信息 鼠李糖乳杆菌 GG 是一种厌氧的革兰氏阳性棒状杆菌，在其他领域中作为人体正常肠道菌群的一部分存在。 在肠道中，细菌分解碳水化合物形成乳酸。 该细菌对低 pH 条件具有耐受性。

鼠李糖乳杆菌用于乳制品的工业加工，在医学上用作益生菌以平衡天然肠道菌群。

鼠李糖乳杆菌被认为是非常安全的，并且已在多项研究中用于妊娠期间 [1, 2]。 然而，已有两例使用这种益生菌引起败血症的报道 [1, 2]，一例发生在糖尿病患者身上，另一例发生在心脏手术患者身上。

目的 在一项安慰剂对照的随机研究中

• 旨在检查长期使用益生菌治疗是否对患有长期背痛和腰椎 1 型莫迪奇改变的患者有影响。
• 检查是否可以测量与治疗相关的免疫活性变化，以及这种变化是否与益生菌治疗有关。
• 与未接受益生菌的参与者相比，检查第一年接受益生菌的参与者的 1 型莫迪奇变化在磁共振成像 (MRI) 上的变化是否不同。

假设

1. 这项研究将能够显示用鼠李糖乳杆菌 GG 连续治疗 100 天对背痛超过 3 个月和 1 型莫迪奇变化的参与者的影响。
2. 可以证明，白细胞介素 6 (IL-6)、白细胞介素 10 (IL-10) 和 TNF-α 测量的免疫系统活性存在差异，这取决于参与者接受的是安慰剂还是鼠李糖乳杆菌 GG。
3. 在 MRI 上，与对照组相比，益生菌组的 Modic 变化在第一年更常从 1 型变为 2 型。

背景 莫迪奇改变 (MC) 是椎骨终板的炎症改变，也称为终板水肿 [3]。 MC 在普通人群中的中位数为 6%，在第二部门的临床人群中的中位数为 43% [4]。 在因腰背痛请病假的患者中，60% 检测到 MC [5]。 这些变化可以在 MR 成像上看到，但在 X 射线上看不到 [3]。

MC 在有椎间盘突出症的患者中更常见，并且在椎间盘没有退行性变化时很少发生 [6, 7]。 它们通常发生在 L4-5 和 L5-S1 水平，并且随着年龄的增长更常见，如退行性改变 [6]。

MC分为1、2、3型，后者比较少见。 分类基于 MR 成像的组织学和配置 [3, 7]。 在组织学上，终板中的裂隙和肉芽是 1 型的特征。 在 2 型中，终板的破坏更为明显，脂肪变性延伸至骨髓。 在类型 3 中，骨组织硬化，这在 X 射线中也可见，但也可能有其他原因。 在 MRI 上，1 型变化是 T1 加权序列上的低信号和 T2 加权序列上的高信号，而 2 型变化是两个序列中的高信号。 类型 3 的变化在 T1 和 T2 加权序列上表现为低信号 [8]。 此外，还有所谓的混合型 Modic 改变，在同一病变中同时具有 1 型和 2 型。 最后，1 型和 2 型可能发生在同一患者的不同椎骨中 [9]。 2 型通常更常见，但在某些患者群体中也可能不太常见。 据文献报道，约40%的MC 1型转变为2型，高达20%可能再次消失，40-50%在1-2年内保持稳定或增大。 类型 2 和 3 可能保持不变、消失或更改为不同的类型。 重大变化比小变化更稳定 [9]。 已经表明，1 型，包括混合型，可导致严重的退行性改变 [10]。

在横断面研究中，与脊柱的其他退行性变化相比，MC 与疼痛的相关性更密切，尤其是 1 型 [11, 12]。 1 型 MC 患者更常因疼痛在夜间醒来，并且经常被超过一小时的晨僵（炎性背痛）所困扰。 他们也经常在伸展时经历疼痛 [13]。 已发表的三项研究包括 1 型 MC 患者，清楚地表明 1 型 MC 与残疾和疼痛方面的一年预后不良相关 [7, 11, 16]，并且 Modic 变化已被证明是独立的严重背痛发作的危险因素 [17]。 其他退行性表现似乎几乎不会对预后产生不利影响 [14]。 最后，研究人员表明，在针对其他已确定的风险因素进行调整后，1 型 MC 与重返工作不成功的风险增加有关 [5]。 另一项队列研究显示 MC 没有预后意义，可能是因为该研究中 MC 的患病率较低 (14%) [15]。

MC 的既往治疗 由于 MC 代表炎症区域，因此建议 MC 患者应减少体力活动并避免负重 [16]。 然而，一项前瞻性对照研究并未显示，与针对腰痛的常规主动训练计划相比，以休息为重点的训练计划在疼痛和功能方面并无差异，这就是该建议不再适用的原因 [17]。

有关于皮质类固醇治疗的暂时效果的神秘报告，无论是片剂还是椎间盘注射，但没有对照研究 [13]。 一些回顾性队列研究 [18, 19] 表明，与其他患者相比，1 型患者的背部手术效果更好，但其他研究表明愈合率较低 [9, 23]。 没有关于该主题的随机前瞻性研究。

感染假说 没有证据表明 MC 中存在细菌 [20]，但有证据表明，与 2 型变化相比，1 型变化中 TNF 免疫反应细胞数量增加 [25]。

一些研究已经在多达 50% 的接受椎间盘突出手术的患者的椎间盘组织中发现了细菌，最常见的是痤疮丙酸杆菌，它通常是一种良性皮肤细菌 [21]。 这些发现导致假设低度感染可能是 MC 的原因，因为椎间盘突出已被证明是随后发生 MC 的危险因素。

一项非对照研究表明 Bioclavid 治疗的效果 [22]，这是一种常用药物阿莫西林和克拉维酸，通常用于慢性阻塞性肺病的恶化。 2013 年 1 月，一项为期 1 年随访的双盲、随机临床试验的结果发表了，该试验包括 160 名 1 型 MC 患者，显示了 Bioclavid 治疗的疗效，每天两次，每次 1 片，持续 100 天。 在抗生素治疗期间，疼痛和功能仅存在适度差异，但在接下来的 9 个月的随访期间，干预组和对照组之间的差异越来越大 [16]。 治疗持续时间是根据目前对脊柱椎间盘炎患者的实践来务实地选择的。 然而，莫迪奇患者没有发热或血沉升高。 仅包括 1/2 - 2 年前确诊为椎间盘突出的患者、疼痛持续时间超过 6 个月且前 2 周背痛强度≥ 6 的患者（共 10 名）。 超过一半的患者有胃肠道副作用，但没有严重的不良反应。

抗生素在前 100 天的影响非常小，但随后在随访期间产生了明显的影响，这让目前的研究人员有理由假设治疗效果不是由抗生素治疗本身引起的，而是由随之而来的变化引起的肠道菌群。 通常，抗生素治疗感染的效果发生得更快。

免疫系统的激活 IL-6 是炎症的标志，血浆 IL-6 可因感染和自身免疫激活而升高 [23]。 最近的研究表明，椎间盘退变引起的 IL-6 在与其他细胞因子的相互作用中发挥作用，特别是 IL-1 和 TNF-α [24]，特别是对于巨噬细胞的激活 [25]。 一项针对腰痛患者的横断面研究表明，IL-6 浓度、疼痛和睡眠质量差之间存在关联 [26]。 通过测量与益生菌或安慰剂治疗相关的 IL-6 水平的变化，研究人员将能够了解益生菌是否可以减少体内 IL-6 和 TNF-α 的总体产生并增加 IL-10 的产生。 研究人员怀疑 IL-6 和 TNF-alpha 在益生菌治疗开始后会减少，并且在结束益生菌治疗后会再次增加，这与 IL-10 形成对比。

结论 研究人员认为，澄清益生菌疗法是否对 1 型莫迪奇改变患者的残疾和疼痛具有临床相关影响，以及这是否会导致炎症标志物的可检测变化和莫迪奇改变随时间的改变非常重要。 一个积极的结果可能会为另一种有效、低风险和低成本的治疗打开大门。

益生菌的选择 使用益生菌产品 Dicoflor ® (Pharma Force Aps)，因为它含有临床试验中最常用的菌株鼠李糖乳杆菌 GG。 每个胶囊含有 60 亿个乳酸菌。 推荐剂量为每天两次，每次 1 粒胶囊。 已经在类风湿性关节炎患者中研究了这种膳食补充剂的作用 [32]，并证明它对 TNF-α 和 IL-8 有作用 [27-29]。 该细菌菌株已用于患有特应性皮炎的儿童，对 IL-10 有明显影响 [30]。 此外，已经在健康成人中研究了对免疫系统的影响 [31]。

方法设计

随机双盲临床对照研究，随访 3、6 和 12 个月，两组：

1. 第 1 组：Probiotic Dicoflor ® 每天两次，持续 100 天
2. 第 2 组：安慰剂，每天两次，持续 100 天

随机化 基于 Web 的自动分组随机化由数据经理 Jakob Hjort 建立，并在属于奥胡斯大学临床医学系的 RedCap 数据库中创建。 只有一个人，即 Silkeborg 地区医院诊断中心的项目助理博士 Nanna Rolving 知道随机化代码。

地点 脊柱中心（研究单位），诊断中心，Silkeborg 地区医院。

Ole Kudsk Jensen, MD PhD 是赞助商研究员。 一名初级博士 (MHA) 负责该项目的实际实施，该项目计划作为博士学位的一部分。

背景 研究参与者是在转诊至 Silkeborg 地区医院脊柱中心的患者中招募的，该医院包括外科病房 (K-RYG)、医疗病房 (M-RYG) 和研究病房 (F-RYG)。 在脊柱中心接受常规干预（未指明手术干预）后，患者会被告知该研究并获得书面信息和电话号码，如果他们有兴趣参与该研究，他们可以联系研究单位。 大多数参与者是从医疗部门招募的，负责照顾脊柱中心的绝大多数患者。

通常，当收到全科医生的转介时，就可以进行腰椎核磁共振检查。 如果 MRI 不可用，脊柱中心的医生通常会下令进行检查，以澄清与临床发现相关的情况。

M-RYG 和 F-RYG 的常规干预非常相似。 患者完成问卷。 随后进行临床背部检查的医生、脊椎按摩师或物理治疗师会记录病史。 临床问题和 MR 图像在医生、脊椎按摩师和物理治疗师之间进行讨论。 如果需要进行进一步的测试或成像，则需要订购。 在 M-RYG 和 F-RYG 中，患者会收到有关背痛的一般信息，包括影像学和疼痛之间普遍的不良相关性、锻炼的重要性、一般锻炼或训练，最后是心理因素会对背痛产生影响。 考虑是否需要调整医学疼痛治疗，以及是否应考虑外科医生的评估。

MRI 由检查医师评估，并与 Silkeborg 地区医院放射科的附属医师讨论 [32]。

当患者接受了 M-RYG、F-RYG 或 K-RYG 的常规干预，并且在腰椎 MRI 上发现 Modic 1 型或混合 Modic 改变时，患者被告知这种结构改变可能是疼痛的促成因素，并可能导致疼痛和残疾延长。 然后，患者会被告知当前的 Modic 项目，并获得参与的机会。 如果患者表示有兴趣参与，他们将获得有关该研究的书面信息。 该信息包括 F-Ryg 秘书的电话号码。 如果患者仍然感兴趣，建议患者在阅读信息后联系秘书。

基线 当患者打电话给 F-RYG 的秘书时，计划访问 F-RYG 以最终决定是否满足入组和排除标准。 在 F-RYG 开会时，会讨论参与者信息。 如果患者仍然感兴趣并且没有排除标准，则进行病历和临床背部检查。 随后，采集血样。 之后，患者将接受物理治疗师的检查和指导，了解身体活动的计划。 如果实验室测试正常且没有排除标准，并且满足所有纳入标准，则签署同意书，并将参与者纳入研究。

医生确保向参与者提供有关背痛的一般信息，特别是与患者情况相关的信息。 必要时调整医疗疼痛管理。

记录功能水平（自我评估的步行距离、坐下的最长时间、夜间疼痛）。 测量脊柱的活动度（改良的Schober、侧弯、向后弯），并记录是否有神经根受压的迹象。

如果病情有任何恶化或没有改善，患者将被告知在研究期间外科医生可能进行评估的可能性。 转介给外科医生的指征符合指南。

如果患者请病假，建议该人在可能的情况下恢复工作。 没有指派个案经理。

物理治疗师以百分比记录自评功能损失，并评估测试期间的疼痛反应，以确保患者适当了解具体锻炼、一般锻炼和“起搏”原则。

14 天后安排与物理治疗师的后续预约。 临床数据记录在时间表中。

分配含有膳食补充剂/安慰剂的胶囊 随机化后，将胶囊装在泡罩包装中分发给参与者，并在日记中记录依从性。 建议参与者在 08 点和 18 点进餐时服用胶囊，并建议保存空的泡罩包装。 建议将胶囊存放在冰箱中。 它们也可以在室温下储存。 胶囊的设计使安慰剂胶囊与活性胶囊无法区分。

建议参与者不要使用含有其他乳酸菌的其他制剂，例如 Paraghurt 或 Idoform。

临床发现之外的基线数据 问卷数据：在医生和物理治疗师进行临床检查之前，完成一份综合问卷，包括前 14 天的背痛和腿痛 [33]、检查当天的功能限制 [34] ，可能是以前的椎间盘突出手术，恐惧回避，工作，可能是病假和持续时间，关于疼痛原因的问题，关于闲暇时间锻炼的问题，住房类型，心理症状，吸烟和饮酒以及使用疼痛药物。 如何回答这些问题，先前已被证明对预后很重要 [35, 36]。

一般随访：如果在研究期间出现神经根刺激症状，参与者可以联系研究单位进行额外的临床评估。

14 天后：物理治疗师调整锻炼计划。 此外，还采集血样。

102 天后：参与者与项目护士会面并归还清空的泡罩包装，完成问卷调查（疼痛、功能、可能的其他治疗），并采集血样。

治疗开始后 6 个月，项目护士通过电话或邮件记录疼痛程度和功能。

治疗开始后 12 个月，参与者参加新的咨询，包括问卷调查、血液测试和新的标准化临床评估。 对腰椎进行新的 MRI 扫描，以评估先前诊断的 Modic 1 型改变未改变或改变的程度。

项目结束后，将在不了解临床信息和干预组的情况下，对基线和 1 年时的 MRI 变化进行标准化 [38] 描述（盲法描述）。

关于病假的状态是根据 DREAM 数据库 [37] 确定的。

验血：

在开始治疗之前采集血样，部分作为关于纳入的常规测试，部分作为项目样本，然后将其冷冻。 常规检查包括：CRP、血红蛋白、白细胞、血小板、肌酐、ALAT、碱性磷酸酶、白蛋白。

生物样本库的血液样本：IL-6、IL-1 0 和 TNF-alpha 以及一个额外的样本供未来参考和可能的额外分析。

同样，在 14 天、102 天和 1 年后采集额外的血样。

总共采集 4 x 7 毫升血液用于常规测试，4 x 6 毫升用于项目样本。 项目样本存储在生物库中，并在包括研究期在内的整个研究结束时销毁。

登记可能的不良反应 不需要的副作用或可能的副作用在 RedCap 中记录为不良事件并报告给伦理委员会。

没有可用的产品摘要，因为该产品已注册为膳食补充剂。 在免疫系统功能正常的人群中使用该产品时，没有已知的副作用。 因此，任何潜在的副作用都将是意想不到的副作用。

研究期间的感染由全科医生照常评估和治疗。 如果参与者因感染入院，应联系研究单位评估可能的预防措施。 如果出现肠道细菌或乳酸菌感染和菌血症，将停药并破坏随机密码。 该案例将报告给伦理委员会。 揭盲前应评估可能的因果关系。

副作用和可能的制剂中止记录在期刊和 RedCap 中，用作“病例报告表”。

数据分析 数据是匿名的，所以每个病人只能通过一个序列号来识别。

功效计算 功效计算基于安慰剂对照研究的结果 [16]，并假设益生菌治疗的效果不如抗生素治疗。

在前面提到的研究中，干预组和对照组在 1 年时功能中值的变化分别为 8 和 1。 假定平均值与中值没有差异。 文章 [16] 中未指定标准差，仅指定与研究人员先前研究的数据可比的四分位数 [5]。 该研究的标准偏差为 6.3。 使用 6.5 的标准偏差，临床相关变化估计为 5 而不是 8。

强度计算由 STATA [38]（β = 0.8，α = 0.05）进行：每组需要 42 名患者，以便能够检测到 1 年后功能的“5”与对照组“1”的差异团体。 假设 10% 的辍学率将导致需要 47 人的小组规模。

统计分析

主要结果：

1) 1 年函数与基线之间的差异通过未配对 t 检验进行分析，如果数据是正态分布的，以及 Wilcoxon 对未配对数据的检验，如果数据不是正态分布的。

次要结果：

1. 将功能损失最小的比例与 Chi 2 检验进行比较。
2. 和 3) 通过非配对 t 检验或 Wilcoxon 检验对非配对数据进行分析，具体取决于数据是否呈正态分布。

4) 用 Wilcoxon 对未配对数据的检验进行分析。 5) 通过 Chi 2 检验进行比较。 6) 操作次数的差异是用 Fishers 精确检验测试的，假设数字很小。

7) 最显着的变化是开始治疗后和治疗停止后 IL-6 水平分别降低或升高，这在组内用配对 t 检验和组间非配对 t 检验进行检验，可能用 Wilcoxon 检验，如果数据不是正态分布的。

8) 和 9, 10) 通过 Chi 2 检验进行比较。

将使用“意向治疗”原则，这意味着所有随机分配的患者都包括在分析中，无论他们是否遵守治疗或是否需要手术。 在缺少后续数据的情况下，将输入基线数据（上次观察结转）。

将使用 5% 的显着性水平。

伦理方面的考虑 提供参与随机试验被认为符合良好的伦理标准，该试验涉及一种通常耐受性良好且可能有效的制剂，并作为长期抗生素治疗的替代方法，这种疗法在某些地方使用并且是并非没有风险。

有充分的证据表明，与其他背痛患者相比，患有 1 型莫迪奇改变的患者出现持续性疼痛和残疾甚至重返工作的问题的风险更高。 后者不仅对生活质量而且在经济上，对个体患者和社会都特别重要。 据估计，约有 20% 转诊至二级医疗保健的患者患有 1 型莫迪奇改变，据估计，丹麦至少有 20,000 名患者因腰痛转诊至医院。 这可能意味着在丹麦，每年可以为大约 4,000 名患者提供具有临床相关效果的治疗。

审查和批准申请由 Central Jutland 研究伦理委员会批准，并将实验报告给 www.ClinicalTrials.gov 和数据保护局。 卫生署已宣布试验不应作为药物试验进行，因此不需要GCP单位的监督。

时间表 参与者的纳入已于 2016 年 1 月开始，截至目前（2017 年 3 月底）已纳入 91 名参与者。 所有参与者的一年随访将于 2018 年 4 月结束。 数据分析和文章写作计划在 2018-19 年进行。