卢森堡纤维队列 (Lux-FiCo)
从小鼠到人:将小鼠研究结果转化为人类队列(卢森堡纤维队列:Lux-FiCo)
研究概览
详细说明
工业化国家往往摄入较少的膳食纤维,在许多采用西式饮食的国家,平均摄入量是每日推荐摄入量 25-38 克的一半。 膳食纤维是健康饮食的重要组成部分,因为它增加粪便膨胀和通便,降低胆固醇并调节血糖水平。 低纤维摄入量与疾病之间的联系可能与肠道微生物群有关,肠道微生物群是栖息在胃肠道中的数万亿个共生微生物。 在肠道中发现的细菌负责一系列支持人类健康的功能,包括将宿主难以消化的纤维转化为短链脂肪酸 (SCFA),短链脂肪酸为结肠细胞提供能量,支持粘液产生,并调节免疫系统。
研究人员最近研究了无纤维饮食对具有 14 个成员的合成微生物群落的无菌小鼠模型的影响,表明粘液降解细菌在竞争中胜过纤维降解细菌,导致结肠粘液层降解。 这个合成群落的一个成员 Akkermansia muciniphila 是一种共生细菌,在人类肠道中的相对丰度为 1-4%,专门以宿主分泌的粘蛋白为食。 然而,这种细菌在多发性硬化症和结直肠癌患者的肠道中显着富集,表明其粘液溶解能力可能在这些疾病中发挥作用。 微生物向粘液溶解细菌富集的转变可能是肠道相关疾病的重要前兆。 虽然观察性研究发现食用高纤维、水果和蔬菜的人患肠易激疾病 (IBD) 的风险较低,但尚无研究明确调查纤维对人类肠道微生物组功能的影响。对粘液降解微生物组的影响。 根据我们在小鼠身上发表的研究成果,对于当前的项目,研究人员假设人类缺乏膳食纤维会促进粘液降解细菌的活性增加,从而减少肠道粘液层。 研究人员要求启动泵启动该试点项目,因为它将生成基础数据集,为众多后续研究提供信息。
因此,当前的项目试图通过在健康成年人中进行交叉研究,将小鼠模型的发现转化为人类。 参与者将被随机分配到第一个低纤维或高纤维的饮食干预组,然后在旨在逆转任何成分变化的清除期之后,切换到第二种饮食类型。 营养师将对这些饮食进行评估,以确保它们的纤维含量不同,但在热量和常量营养素含量方面具有可比性。 高纤维测试餐的目标膳食纤维摄入量将比低纤维饮食多 30 克/天左右。 除了饮食记录外,研究人员还将进行问卷调查,获得基本的临床指标(血压、体重、身高、腰围/大腿围),收集血液样本进行免疫学检测,并在每次饮食干预之前和结束时收集粪便样本细菌群落的测序和功能分析。
研究人员将招募健康志愿者参与 2x2 交叉设计控制饮食研究。 在统计咨询后,研究人员得出结论,研究人员需要每个序列组中的样本量为 n=15(总样本量为 N=30),以具有 87.5% 的功效来检测 alpha 多样性均值的 -0.5 差异(香农指数)在两种饮食条件下。 符合所有纳入和排除标准的志愿者将被随机分配到高纤维或低纤维饮食干预组,然后在为期一周的清除期后,将接受第二种饮食类型。 包含多种纤维类型的高纤维和低纤维膳食将在指定的投放点(家中或工作场所)为参与者提供一周,以减少纤维摄入量的差异,增加对饮食的依从性,并最大限度地了解纤维摄入量参与者饮食中的营养成分。 营养均衡的饮食干预措施由 SERVIOR 的合格营养师与 LIH 研究团队共同设计,并由餐饮服务合作伙伴 Paul Eischen Traiteur 提供。 两种饮食干预的参与者都将获得多种维生素补充剂,以进一步确保他们获得必需的维生素和矿物质。
在基线访问中,我们的团队将与临床和流行病学调查中心(CIEC,由 Manon Gantenbein 博士领导)的护士合作,收集人口统计数据、人体测量学、早期生活史、家族病史、详细的饮食模式和生物样本(血液、尿液和粪便)。 参与者将使用参与者日记以每日 24 小时食物召回的形式在整个研究过程中记录他们的饮食,饮食干预期间提供的食物或饮料除外。 在每个干预期之后,将采用为期一周的清除期来逆转因饮食而发生的任何变化。
在每个干预和清除期的中途,研究人员将进行一项简短的调查,其中包含与我们的研究目标相关的问题。 在每次访问中,CIEC 护士都会收集生物样本和人体测量数据。 参与者还将被要求在接下来的两天内提供粪便样本。 当从研究电子数据捕获应用程序 (REDCap) 导出进行分析时,所有参与者数据都将被假名化,并将根据通用数据保护条例 (GDPR) 进行处理。 该研究已获得卢森堡卫生部(Ref# 835x38895)和 Comité National d'Ethique de Recherche(CNER;Ref# 201911/03)的伦理批准。
研究类型
注册 (实际的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习地点
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Esch-sur-Alzette、卢森堡、4354
- Luxembourg Institute of Health
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Strassen、卢森堡、4356
- Luxembourg Institute of Health
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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:
男女不限:
A。 调查人员的目标是男女比例为 50:50,最多为 40:60。 因此,假设样本量为 N=40,如果一种性别超过 24 名符合条件的参与者,调查人员将只为代表性不足的性别成员进行招募。
- 18 至 35 岁之间(如果需要可扩大至 55 岁)
- BMI在18.5之间 ≥ BMI > 25 kg/m2 (需要时扩大到30)
- 生于欧洲
- 卢森堡市或 Esch-sur-Alzette 的当前居民(如果需要,可扩展到附近的公社)
- 拥有可以访问 Android 或 Apple Store 应用程序的智能手机
排除标准:
- 遵循特定的饮食习惯或出于任何原因受到饮食限制
- 基于国际身体活动调查问卷 - 简表 (IPAQ-SF) 标准的“剧烈”身体活动水平
- 过去 3 个月内使用抗生素
- 过去 1 个月内使用益生菌
- 过去 1 个月内使用泻药
- 其他常规药物使用(例如 布洛芬、华法林)
- 现在或以前吸烟者
- 胃肠道疾病(例如 溃疡性结肠炎、克罗恩病)诊断
- 胃肠手术史(不包括阑尾切除术)
代谢紊乱诊断或易感性(在资格筛选时通过血液测试确定)
- 糖尿病前期:空腹血糖 100-125 毫克/分升(6.1-7.0 毫摩尔/升)和/或血糖升高的药物治疗 (8)
- 糖尿病:空腹血糖≥126 毫克/分升(7.0 毫摩尔/升)和/或血糖升高的药物治疗和/或先前诊断的 1 型或 2 型糖尿病 (8)
- 高甘油三酯血症:空腹甘油三酯≥1.7 毫摩尔/升(≥150 毫克/分升)和/或甘油三酯升高的药物治疗 (9)
- 高胆固醇血症:男性空腹高密度脂蛋白胆固醇 (HDL-C) < 40 mg/dL (< 1.0 mmol/L),女性空腹高密度脂蛋白胆固醇 (HDL-C) < 45 mg/dL (< 1.2 mmol/L) 和/或药物治疗降低 HDL -C (9)
- 高血压:收缩压≥130 和/或舒张压≥80 毫米汞柱和/或对既往诊断的高血压进行药物治疗 (10)
- 癌症(任何类型)诊断(请注意,缓解期超过 3 年的癌症病史仍可能被视为符合条件)
- 免疫缺陷病(例如 HIV)或自身免疫性疾病(例如 类风湿性关节炎、狼疮)诊断
- 神经系统疾病(例如 晚期痴呆,诊断为重度抑郁症或广泛性焦虑症)
- 凝血问题(例如 血友病)或贫血影响参与抽血的能力
- 循环障碍(例如 缺血性心脏病或中风病史)
- 目前怀孕或哺乳(母乳喂养)
- 学习期间计划休假
- 在学习期间搬出卢森堡
- 潜在的利益冲突:参与研究设计、管理、数据分析或结果发表或属于研究主要研究者的实验室小组
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:随机化
- 介入模型:交叉作业
- 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:高到低纤维饮食干预
参与者首先接受高纤维饮食干预,然后在接受低纤维饮食干预之前经历清除期以逆转饮食的任何变化。
第二个清除期将在这种饮食之后进行,以便我们可以追踪任何与饮食相关的变化的逆转。
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以植物为基础的饮食,目标量为每天 35 克膳食纤维,来自各种纤维类型。
每顿饭都将保持平衡,以提供所有必需的营养素,并且份量将足够大,以确保参与者吃饱。
两种饮食干预的参与者都将获得多种维生素补充剂,以确保他们获得必需的维生素和矿物质。
动物性饮食(肉类、奶制品),目标膳食纤维量为每天 10 克。
每顿饭都将保持平衡,以提供所有必需的营养素,并且份量将足够大,以确保参与者吃饱。
两种饮食干预的参与者都将获得多种维生素补充剂,以确保他们获得必需的维生素和矿物质。
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实验性的:低到高纤维饮食干预
参与者首先接受低纤维饮食干预,然后在接受高纤维饮食干预之前经历清除期以逆转饮食的任何变化。
第二个清除期将在这种饮食之后进行,以便我们可以追踪任何与饮食相关的变化的逆转。
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以植物为基础的饮食,目标量为每天 35 克膳食纤维,来自各种纤维类型。
每顿饭都将保持平衡,以提供所有必需的营养素,并且份量将足够大,以确保参与者吃饱。
两种饮食干预的参与者都将获得多种维生素补充剂,以确保他们获得必需的维生素和矿物质。
动物性饮食(肉类、奶制品),目标膳食纤维量为每天 10 克。
每顿饭都将保持平衡,以提供所有必需的营养素,并且份量将足够大,以确保参与者吃饱。
两种饮食干预的参与者都将获得多种维生素补充剂,以确保他们获得必需的维生素和矿物质。
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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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研究期间肠道菌群组成的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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将使用 PERMANOVA 评估在每次干预的最后三天从粪便中提取的 16S rRNA 基因序列数据的 SILVA 注释分类输出,以评估群落组成是否发生了统计学上的显着变化。
将使用基于加权和未加权 Unifrac 距离度量的 PCoA 图来呈现 beta 多样性的视觉呈现。
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通过学习完成,平均1个月
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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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研究期间肠道微生物群 CAZyme 丰度的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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通过从粪便中分离的基因组 DNA 的鸟枪法测序检测到的碳水化合物活性酶 (CAZymes) 的丰度。
主要比较将在高纤维饮食干预期和低纤维饮食干预期之间进行。
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通过学习完成,平均1个月
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研究期间肠道微生物群粘液溶解酶活性的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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每个研究期最后 3 天采集的样本的平均细菌硫酸酯酶活性。
主要比较将是高纤维饮食干预期和低纤维饮食干预期之间的平均活动水平。
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通过学习完成,平均1个月
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其他结果措施
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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整个研究期间粪便乙酸盐水平的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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每个研究期间最后 3 天通过质谱法测定的乙酸盐浓度。
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通过学习完成,平均1个月
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研究期间粪便丙酸水平的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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在每个研究期的最后 3 天内通过质谱法测定的丙酸盐浓度。
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通过学习完成,平均1个月
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研究期间粪便丁酸盐水平的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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每个研究期最后 3 天通过质谱法测定的丁酸盐浓度。
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通过学习完成,平均1个月
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跨研究期间 CyTOF 免疫谱的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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使用飞行时间质谱细胞术 (CyTOF) 分析免疫细胞群的变化。
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通过学习完成,平均1个月
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研究期间 CRP 的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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使用 ELISA 试剂盒测定的 C 反应蛋白 (CRP) 水平的变化,CRP 是一种一般炎症标记物。
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通过学习完成,平均1个月
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研究期间 LCN2 的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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使用 ELISA 试剂盒测定的脂质运载蛋白 2 (LCN2)(一种一般炎症标记物)水平的变化。
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通过学习完成,平均1个月
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研究期间钙卫蛋白的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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使用 ELISA 试剂盒测定的钙卫蛋白水平的变化,钙卫蛋白是一种一般炎症标志物。
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通过学习完成,平均1个月
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研究期间空腹血糖水平的变化
大体时间:通过学习完成,平均1个月
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商业实验室测定的空腹血糖水平的变化。
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通过学习完成,平均1个月
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合作者和调查者
合作者
调查人员
- 首席研究员:Mahesh S Desai, PhD、Luxembourg Institute of Health
出版物和有用的链接
一般刊物
- David LA, Maurice CF, Carmody RN, Gootenberg DB, Button JE, Wolfe BE, Ling AV, Devlin AS, Varma Y, Fischbach MA, Biddinger SB, Dutton RJ, Turnbaugh PJ. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature. 2014 Jan 23;505(7484):559-63. doi: 10.1038/nature12820. Epub 2013 Dec 11.
- Martens EC, Neumann M, Desai MS. Interactions of commensal and pathogenic microorganisms with the intestinal mucosal barrier. Nat Rev Microbiol. 2018 Aug;16(8):457-470. doi: 10.1038/s41579-018-0036-x.
- Desai MS, Seekatz AM, Koropatkin NM, Kamada N, Hickey CA, Wolter M, Pudlo NA, Kitamoto S, Terrapon N, Muller A, Young VB, Henrissat B, Wilmes P, Stappenbeck TS, Nunez G, Martens EC. A Dietary Fiber-Deprived Gut Microbiota Degrades the Colonic Mucus Barrier and Enhances Pathogen Susceptibility. Cell. 2016 Nov 17;167(5):1339-1353.e21. doi: 10.1016/j.cell.2016.10.043.
- Belzer C, de Vos WM. Microbes inside--from diversity to function: the case of Akkermansia. ISME J. 2012 Aug;6(8):1449-58. doi: 10.1038/ismej.2012.6. Epub 2012 Mar 22.
- Weir TL, Manter DK, Sheflin AM, Barnett BA, Heuberger AL, Ryan EP. Stool microbiome and metabolome differences between colorectal cancer patients and healthy adults. PLoS One. 2013 Aug 6;8(8):e70803. doi: 10.1371/journal.pone.0070803. Print 2013.
- Jangi S, Gandhi R, Cox LM, Li N, von Glehn F, Yan R, Patel B, Mazzola MA, Liu S, Glanz BL, Cook S, Tankou S, Stuart F, Melo K, Nejad P, Smith K, Topcuolu BD, Holden J, Kivisakk P, Chitnis T, De Jager PL, Quintana FJ, Gerber GK, Bry L, Weiner HL. Alterations of the human gut microbiome in multiple sclerosis. Nat Commun. 2016 Jun 28;7:12015. doi: 10.1038/ncomms12015.
- Hou JK, Abraham B, El-Serag H. Dietary intake and risk of developing inflammatory bowel disease: a systematic review of the literature. Am J Gastroenterol. 2011 Apr;106(4):563-73. doi: 10.1038/ajg.2011.44.
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 (估计)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
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与本研究相关的术语
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研究美国 FDA 监管的药品
研究美国 FDA 监管的设备产品
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