肠道对微生物信号的反应模式

仅包括大于 18 岁的成年人，将包括两个队列：一组 CD 患者（包括招募的已知和新发 CD 和旅行 CD 患者的特定子队列以及术后 CD 的存档病理标本，总 n = 300）和一组对照（健康个体和 CD 患者的家庭成员，总 n = 200）。 我们将从 CD 患者中获取粪便和血液样本以及肠道活检和/或切除标本，以及从健康个体和因与研究无关的原因（例如筛查结肠镜检查）而接受结肠镜检查的无症状家庭亲属中获取血液、粪便和肠道活检样本).

签署知情同意书后，将获得粪便样本和血液样本（20cc）。 肠道感染将通过粪便培养、寄生虫（包括 entameba）和 C. difficile 检测排除。 将测试炎症标记物（血液中的 CRP、粪便中的钙卫蛋白）。 血液样本将进行免疫表征，包括通过免疫细胞激活进行的体外测试、细胞因子分泌测量和通过 FACS 进行的细胞表面标记物分析。 每个供体的两个粪便样本（每个≥3g 或 3mL）将在室温下收集在干净的容器中，在-20°C 下新鲜冷冻，然后在 72 小时内在-80°C 下储存。 我们还将在结肠镜检查中获得来自发炎和未发炎的回肠和结肠粘膜的四份活检（总共 8 份活检）。 每个人的样本将被分配到 Sheba 进行分析和转移。 粪便将转移给魏茨曼研究所的 Elinav 教授，以执行微生物组的鸟枪法宏基因组学。 肠道活检和/或存档的切除标本（组织学）将被转移到美国圣路易斯华盛顿大学的 Stappenbeck 教授，用于通过 H&E 和免疫组织化学对先天免疫细胞进行组织学分析和潘氏细胞形态学分析。

回肠和直肠活检将立即收集并储存在 RNAlater 中。 活组织检查将从每个位置（发炎或未发炎，总共 8 个活组织检查）获得并用于 RNA 和微生物 DNA 提取。 RNA 将用于组织的 mRNAseq，DNA 用于微生物表征。 mRNAseq 将在辛辛那提儿童医院医疗中心 (CCHMC) 的 NIH 支持的消化健康中心 (DHC) 核心进行，其中包括 RISK CD 和 PROTECT UC 队列在内的超过 700 个不同 IBD 队列的 mRNAseq 已经运行并取得了良好的结果。 粪便和活检提取的 DNA 的微生物 16S 扩增子测序将如前所述进行。

来自两个队列的患者也将接受环境和饮食暴露调查。 对于环境暴露，我们将使用国际 IBD 组织 (IOIBD) 开发的调查问卷，并进行一些修改。 该调查问卷包括 87 个问题，涵盖 25 个不同的主题，建议作为 CD 和/或 UC 的环境风险因素。 该问卷以前曾用于调查 IBD 诱因的流行病学研究，包括在东南亚和中国进行的一项研究。 问题涉及五个主要不同领域：(i) 20 岁以下的儿童因素，包括母乳喂养、阑尾切除术、扁桃体切除术、湿疹、疫苗接种（结核病、百日咳、麻疹、风疹、白喉、破伤风、小儿麻痹症）、儿童感染（麻疹、百日咳、风疹、水痘、腮腺炎、猩红热）和养宠物； (ii) 饮食习惯，包括每天、每周或以较低频率食用水果、蔬菜、鸡蛋、麦片、面包、麦片、咖啡、茶、果汁、糖和快餐； (iii) 吸烟习惯（当前吸烟者、非吸烟者、戒烟者）； (iv) 卫生条件，例如是否有室内水龙头、热水龙头或抽水马桶； (v) 其他因素，包括日常体力活动、口服避孕药和诊断前的应激事件。 我们还将在 IOIBD 调查问卷中添加与 15 岁前后抗生素使用、牙膏使用以及童年或以后使用汞合金牙齿填充有关的项目。

为了绘制饮食习惯，我们将采用由训练有素的营养师进行的访谈，并使用经过验证的结构化 FFQ（食物频率问卷）。 该工具捕获超过 600 种食物，按它们在常规饮食中的预定义频率排列优先级。 人员将接受饮食面谈方法方面的培训。 FFQ 结果将进一步导入计算机化的 FFQ 版本，该版本根据国家统计局已知的以色列食品营养素数据库，自动推导和规范化个体患者饮食中的营养素含量。 如示例性患者响应软件的屏幕截图所示，每个颜色条表示个人的特定营养素消耗量（例如蛋白质、低聚糖等），以及与 WHO 标准化消耗量（绿色范围）的差异. FFQ 方法将通过智能手机捕获的验证前瞻性三天饮食行程进行补充。 参与者将对这三天内食用的所有食品拍摄电子照片。 照片将上传到电子视觉数据库，食品将根据追溯 FFQ 进行识别、记录和验证。

为了在多种环境/饮食因素中确定优先级，我们将对所有与 CD 的环境风险因素相关的出版物进行系统回顾和荟萃分析。 我们将计算每个变量的合并优势比和点估计，并使用随机效应模型定义变量之间的加权效应。 这将能够剖析和识别最可重复和最可靠地发现与 CD 的发生相关的因素。 然后，我们将逐步确定这些变量的优先级，以分析与微生物组、转录组和 PCP 扰动相关的环境因素。