益生菌给药对肠道菌群组成的影响
服用益生菌后人体肠道菌群和免疫功能的变化
健康的人体肠道含有大量细菌,它们属于几个不同的物种。 这些细菌中的某些基因编码人体无法产生的酶。 这些酶可以催化远端小肠的代谢反应。 例如,细菌酶可以分解难以消化的膳食成分,为宿主提供额外的能量。 目前的范式将人体视为“宏基因组”,即智人基因和定殖细菌基因组中的基因的组合。
直到最近,准确测定肠道菌群还是不可能的。 多平行测序技术的最新发展允许无偏见地确定肠道菌群的概况。 这些技术揭示了几种疾病条件下肠道菌群的变化,包括胃肠道和肝脏的变化。 这促使人们使用益生菌等药物来恢复肠道菌群。
益生菌含有活的微生物,服用益生菌是为了通过恢复正常的肠道菌群来获得健康益处。 这些制剂对患有多种疾病的患者有益,包括儿童腹泻、抗生素相关性腹泻、炎症性肠病、阴道炎等。 然而,其有益作用的机制仍不清楚。 肠道微生物群似乎可以调节免疫系统的发育并维持动物 Th17 和 T 调节细胞之间的平衡。 然而,尚不清楚益生菌的施用是否会改变肠道菌群的特征(各种物种的性质和相对密度),以及这些变化是短暂的还是持久的。
该提案旨在研究益生菌给药是否影响肠道细菌谱和宿主免疫反应。 此外,我们希望确定益生菌给药停止后肠道菌群和免疫反应的变化是否持续。
研究概览
详细说明
研究对象 该研究包括 14 名健康的未怀孕女性。 所有受试者都提供了书面知情同意书。 受试者必须 (i) 没有全身性(糖尿病、自身免疫性疾病、癌症)、胃肠道或肝脏疾病,这些疾病已知与肠道菌群的改变有关,(ii) 不肥胖(体重指数在20 至 25 公斤/平方米),以及 (iii) 在过去 6 周内未服用任何抗微生物剂、益生菌、胃酸抑制剂或改变胃肠动力的药物。
研究设计 每个受试者在 3 个时间点进行研究:(i) 基线(登记),(ii) 以常规剂量施用益生菌 4 周后,以及 (iii) 停止益生菌施用后 4 周。 每个受试者接受 Cap VSL#3,每天 2 粒胶囊(每粒胶囊含有 1125 亿细菌——8 种细菌的混合物——嗜热链球菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、副干酪乳杆菌、和德氏乳杆菌)。 在每个时间点,研究肠道微生物群概况和免疫反应。
用于分析肠道菌群的宏基因组学分析 用于鉴定和分析肠道菌群的分析是通过对 16S 核糖体核糖核酸基因的 V3 区进行测序来完成的。 该基因包含九个可变区域,两侧是所有细菌中的保守延伸。 使用特异性引物对任何高变区进行扩增和测序可用于确定细菌的性质(门、科、属、种等)。 使用最广泛的区域是V3、V4和V6;我们使用 V3 区域,因为它具有更高的分类分辨率。
如上所述,通过要求受试者将粪便排入干净的无菌容器中,在 3 个时间点从受试者收集粪便标本;容器立即被冷冻并运送到实验室。 使用标准方案从每个标本中分离 DNA、量化、归一化并冷冻储存直至进一步使用。
进行了 V3 区的聚合酶链反应扩增。 凝胶纯化的扩增子(具有不同的接头序列,以便每个样品的数据可以在分析阶段分离)被量化、归一化并以等摩尔量(多路复用)汇集。 使用安捷伦生物分析仪 DNA 芯片对多重文库进行质量控制。
使用 Illumina 机器在两个方向上对包含来自各种临床样本的等量混合物的 V3 扩增子的测序文库进行测序。 序列读数根据索引序列分箱,进行质量控制,并将两个方向的序列融合在一起以获得单个读数。 分析序列数据以确定肠道菌群的概况。
免疫学研究 血液标本的收集 在 (i) 基线(开始益生菌给药前),(ii) 益生菌治疗结束时(4 周时),和 (iii) 在肝素锂/EDTA 中收集静脉血 (6 ml) ) 在停止摄入益生菌后 4 周。 从 2.5 毫升血液中分离出血浆并储存在 -70 摄氏度。 剩余的肝素化血液用于全血培养和 Th17 和 Treg 细胞频率的测量。
在单独的孔中,使用肝素化血液和抗 CD28 (1 ug/ml) 来刺激 T 细胞和脂多糖来刺激巨噬细胞。 72小时后收获培养物上清液并储存在-70摄氏度。 使用夹心 ELISA 测量培养物上清液和血浆中细胞因子(TNF-α、IL-10、IFN-γ、IL-12p70、IL-6 和 IL-4)的水平。
Th1、Th2 和 Th17 频率通过用 PMA 和离子霉素刺激全血,然后对细胞进行 CD4 和细胞内 IFN、IL-4 和 IL-1L-17 染色来确定。 对于 Treg 计数,对 CD4 和 Fox-P3 进行了双重染色。
伦理学考虑 该研究涉及对健康受试者施用益生菌。 然而,这些含有的细菌是健康人正常肠道菌群的一部分,因此没有任何不良事件。 事实上,一些健康的人将这些作为“保健品”食用。 因此,这些药物的使用不应带来超过最低限度的风险。 建议收集的唯一标本是粪便标本和少量血液。 没有收集临床结果。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准:
- 健康
- 非孕妇
排除标准:
(i) 已知与肠道菌群改变有关的全身性(糖尿病、自身免疫性疾病、癌症)、胃肠道或肝脏疾病,(ii) 肥胖或营养不良(体重指数为 25 Kg/m2),(iii)在过去 6 周内服用抗微生物剂、益生菌或抑制胃酸或改变胃肠动力的药物的历史,(iv) 在过去 8 周内有任何并发疾病,或 (v) 最近的变化在饮食或排便习惯上
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
- 主要用途:基础科学
- 分配:不适用
- 介入模型:单组作业
- 屏蔽:无(打开标签)
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的:益生菌 (VSL#3)
研究组中的女性将服用益生菌
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每个受试者在三个时间点提供晨便和静脉血样本,即基线时(益生菌给药前)、益生菌给药后(VSL#3®,每天两次一粒胶囊)持续 4 周,以及给药后 4 周停止益生菌摄入。
每个胶囊含有约 1125 亿个冻干活菌(8 个物种的混合物——嗜热链球菌、短双歧杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、副干酪乳杆菌和德氏乳杆菌),这些细菌被储存在2-4ºC 直至摄入。
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研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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印度健康女性的肠道菌群概况
大体时间:基线
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使用宏基因组技术(对 16S 核糖体 RNA 的 V3 区进行测序)确定健康印度女性的肠道菌群概况(各种细菌门、科、属和种的丰度百分比)。
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基线
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益生菌制剂对肠道菌群概况的影响
大体时间:益生菌给药 4 周
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确定服用益生菌制剂 4 周对健康印度女性肠道菌群概况的影响。
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益生菌给药 4 周
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益生菌对免疫反应的影响
大体时间:益生菌给药 4 周
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评估益生菌给药对免疫反应的影响,以及停止益生菌给药后这种变化的持续性
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益生菌给药 4 周
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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停用益生菌后肠道菌群持续发生变化(如果有的话)
大体时间:停止益生菌给药 4 周
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确定益生菌给药后肠道菌群的变化在停止给药后是否持续(停止后 4 周)
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停止益生菌给药 4 周
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合作者和调查者
出版物和有用的链接
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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益生菌 (VSL#3)的临床试验
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