條文本
PDF
文摘
介紹腸道微生物群與整個生命周期飲食影響身體健康。增長的關鍵時期,如嬰兒期和青春期,微生物群的特點是改造和飲食習慣的變化。雖然早期的腸道微生物群和經濟增長之間的關係研究,我們對這種關係的理解青春期仍然有限。在這裏,我們描述了微生物群,增長和飲食在摘要的孩子(MiGrowD)研究中,旨在評估三方growth-gut microbiota-diet在青春期的關係。
和分析方法MiGrowD研究將是一個橫斷麵,以社區為基礎的研究涉及兒童8 - 12年參與目標的孩子!隊列。目標的孩子啊!是一個初級保健基於實踐研究網絡在加拿大。孩子們將被要求提供一個糞便樣本,完成兩個非連續24小時膳食的回憶和一個青春期的自我評估基於Tanner階段。人體測量學也將進行。主要結果是腸道微生物群組成和縱向生長之間的關係從出生直到進入研究。人體測量學數據從出生的前瞻性收集的數據通過目標孩子!。身體質量指數z得分計算根據世衛組織。二次結果是腸道微生物群之間的關係,飲食和青春期的階段。
道德和傳播倫理批準獲得了兒童醫院和聖邁克爾的Hospital-Unity健康,和多倫多大學的。結果將在公眾和傳播學術部門,包括參與者、目標的孩子啊!初級保健醫師團隊,科學家們通過參與目標的孩子啊!科學和醫生會議,會議和出版物在同行評議的期刊。MiGrowD研究結果將有助於研究人員理解潛在增長的關係,腸道微生物群兒童和青春期的成熟。
- 腸道微生物群
- 飲食
- 增長
- 摘要兒童
- 以社區為基礎的初級衛生保健設置
這是一個開放的分布式條依照創作共用署名非商業性(4.0 CC通過數控)許可證,允許別人分發,混音,適應,建立這個工作非商業化,和許可他們的衍生產品在不同的協議,提供了最初的工作是正確地引用,給出合適的信用,任何更改表示,非商業使用。看到的:http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/。
來自Altmetric.com的統計
本研究的優點和局限性
摘要兒童的微生物群,增長和飲食(MiGrowD)研究旨在調查微生物群之間的關係和青春期,一個敏感卻忽視了經濟增長的時期。
MiGrowD研究是用於遠程參與者登記和數據收集,從而提供一個靈活的研究模型,包括大流行期間的適用性。
MiGrowD研究程序參與性和generalisable與不同人群和社區的研究,設計和兒童的年齡群體。
MiGrowD是橫斷麵研究,因此,隻顯示關聯;縱向研究設計係列微生物群的評估在發育期的期間將證實腸道微生物群的動態變化和飲食。
MiGrowD是嵌入在一個允許未來的前瞻性群組研究因果關係的縱向研究和評估的實現。
背景
童年的特點是兩個時期的快速增長和發展:嬰兒期和青春期。1階段持續從出生到2歲,它是由生理和心理迅速發展。1 - 3青春期開始8 - 9歲左右,對應於骨骼快速發展,神經水平和性成熟。期間,環境影響是深遠的,對發展有一個永久的影響。4 - 6孕齡等因素,7 8種族,9日10性,11病史,10 12飲食13和社會經濟狀況14獨立或協同的方式行動10影響經濟增長。然而,這些因素並不完全解釋變化的增長。事實上,一個新興的證據表明,微生物生活在腸道的組裝,定義為腸道微生物群,15—扮演重要的角色。19日20腸道菌群之間的因果關係不成熟,營養不良和生長障礙已被觀察到在年輕的孩子年齡6個月和18個月20.,而有一個逆關聯嚴重發育不良或腸道微生物群的多樣性和發育不良嚴重發育不良的孩子。21在光譜的另一端,營養不良,與肥胖兒童和年輕人(平均年齡9.93 - -22.1年)顯示不同的腸道微生物群組成與兒童肥胖。22 - 24提出了各種機製來支持這種關係,25日- 27日包括微生物處理膳食組件,代謝物生產和微生物群組成和功能能力和適應性。然而,微生物群之間的關係所知甚少和縱向生長模式與兒童的營養狀況和飲食。
腸道微生物群的發展隨著主機。腸道微生物群的圍產期和產後過程播種和成熟在第一年的生活特征,和這個社區的年齡被認為是成熟的三年。17 - 30雖然有一個共識,即微生物群組成仍然穩定在接下來的童年時光,數量有限的研究表明,它可能接受最後一個重塑在青春期。事實上,差異被發現在核心類群的相對多度,等擬杆菌Ruminococcaceae, 7和12年的兒童和成人之間的關係31日和雙歧杆菌已經被證明更高度代表在青少年和成年人。32 33此外,最近的一項研究包括89名中國兒童從5.5到14.5歲表明,兩性之間的差異存在於腸道微生物群,青春期變得更加明顯;歧視性的類群被確定在青春期的男人(Dorea和Megamonas)和女性(Bilophila,Parabacteroides和Phascolarctobacterium)。34然而,它仍然是未知的,如果人類腸道微生物群的變化之間的男性和女性青春期劃分為五個階段。增長的影響出生後的微生物群青春期發病的時候也未知以及青春期與改造的關係。重要的是,青春期的時候飲食模式也可以進行重大修改,因為他們過渡到成人類型。35 36雖然這些修改跨地域不同,在北美,將進行本研究,其中包括減少乳製品的攝入,特定的蔬菜和水果。372015年加拿大社區健康調查顯示,男性和女性參與歲少了份總吃水果和蔬菜相比,年幼的兒童(2 - 8歲)和成人(19-30年)。38此外,證據表明,青少年的飲食趨勢可能是性具體,與每天攝入的水果和蔬菜減少了0.7份中由0.4份女孩和男孩在青春期早期過渡到中間。37飲食一直以來所示改變微生物群組成,39-42擴展當前研究沿著時間是很重要的,包括飲食和微生物群組成的分析在此期間的生活。低質量的飲食中經常能觀察到青少年,特點是高脂肪或糖分的攝入量和低攝入的水果和蔬菜,37 43 44可能會影響腸道微生物群組成和代謝,使飲食在青春期評估至關重要。青春期可能提供一個最後的機會之窗有益影響腸道微生物群組成和功能,可能通過飲食的改變。基於這些前提,MiGrowD研究的目的是探討腸道微生物群之間的聯係,經濟增長從出生和飲食,在不同發育期的兒童階段(圖1)。
MiGrowD研究的概念框架。腸道微生物群之間的三方關係,增長和飲食。MiGrowD研究的目的是探討腸道微生物群之間的聯係,經濟增長自出生以來,和飲食早期青少年兒童中一個正在進行的以社區為基礎的初級保健設置。
方法
研究設計
MiGrowD研究是觀察性研究使用縱向生長分析方法。我們以前學習增長自1134年出生,直到12歲孩子從目標的孩子!隊列。簡單地說,使用潛類混合模型,我們發現三個模式身體質量指數(BMI)年齡z分數的增長軌跡,我們貼上(1)正常,(2)逐漸增加,發展中超重和(3)快速增長,肥胖發展。45我們還發現了三個(低正常,高正常和增加)和兩個低(正常和更高的正常增加)模式身高z分數和體重z分數軌跡,分別。同樣的方法將用於MiGrowD。腸道微生物群的數據,飲食和青春期的階段的增長將來自一個主healthcare-based隊列研究。從參與招聘初級護理實踐始於2019年1月,在家和招聘開始於2020年4月(圖2)。
MiGrowD研究過程。縮寫:ASA24自動化自行24小時;目標的孩子啊!,The Applied Research Group for Kids!
研究人口和設置
MiGrowD將通過目標的孩子!基於實踐研究網絡在加拿大。目標的孩子啊!新兵從兒科和兒童家庭醫學初級護理實踐在安大略和魁北克兩省。0到5歲之間的兒童入學,並跟進年度衛生監督訪問的前瞻性。46截至2021年3月,隊列招募了11 488名參與者。兒童發育遲緩,慢性疾病(哮喘和高功能自閉症除外)或條件,影響身體發育在入學被排除在外。46人體測量(體重、身高、腰圍)期間獲得訪問由訓練有素的研究人員先前描述的標準化程序。47此外,問卷調查獲得數據管理參與者的社會經濟地位、種族和健康狀況。目標的孩子啊!研究倫理委員會批準的研究以前SickKids和聖邁克爾醫院,目前是通過臨床試驗批準安大略省。更多信息在Carsley隊列可以找到等46而在http://www.targetkids.ca/contact-us/。
樣本大小
以前的數據的缺乏使得樣本大小的計算挑戰。感興趣的研究設計,微生物指標(如多樣性措施)及其分布感興趣的人群中扮演一個角色在指定最小數量的參與者研習班。48因為我們缺乏這些信息,估計樣本容量,我們使用的數據發表的一項研究顯示一些與我們相似,包括分類6-12-year-old兒童分成三個不同的組,即正常體重,超重或肥胖,基於增長指標。24這種方法已經被先前提出了微生物的研究。48 49我們使用微生物α-diversity,以香農指數來衡量,50從Moran-Ramos分布數據等研究24結果,通過計算機模擬多元方差分析49評估的影響增長α-diversity而控製飲食。生成的模型估計,240個孩子需要基於一個α0.05實現80%的力量。
MyGrowD合格標準和篩選過程
MiGrowD研究將邀請8 - 12歲的兒童(96 - 155個月),旨在捕捉青春期的初始階段。事實上,在加拿大,68%的女性在11.53和13.91之間坦納歲已經達到了第五階段,51而5%的女性和3%的男性報告由10歲進入青春期。52潛在參與者將與專門設計的篩選工具(篩選第一節在線補充材料)腸道微生物群組成和影響因素排除基於(1)慢性胃腸道疾病等的診斷腹腔疾病,慢性腹瀉和(2)飲食限製,過敏或重大變化的飲食招聘前3個月。兒童使用抗生素,益生菌或瀉藥糞便樣本集合之前3個月53或被診斷出患有常見的急性疾病將暫時被排除在外,3個月後再次邀請。
招聘
MiGrowD將使用兩種招聘方法與目標的建立研究過程的孩子啊!隊列研究46(圖2)。在第一種方法招聘從診所,參與者prescheduled診所訪問將被引入到MiGrowD研究招聘信件或電子郵件邀請孩子的兒科診所發送前2周的訪問。在到達診所,參與者將接近現場研究助理接受篩查,如果符合條件,能力評估和討論同意。然後參與者人體測量(身高、體重和腰圍),參與者是回家與糞便樣本中收集裝備和青春期的評估問卷self-completed或完成與父母的幫助。海報和信息表可以在等待房間。
第二個招聘的方法,稱為招聘從家裏即將到來,將針對潛在參與者沒有診所訪問。家庭將由電子郵件或通過電話接洽。如果他們感興趣,篩查和同意將通過電話討論。參與者將返回他們簽署了同意文件通過電子郵件或post。在收到簽署了同意文件,參與者將通過郵件提供了這項研究。
糞便樣本集合
糞便樣本將收集糞便核酸收集和保存管收集裝備(貓。63700年,一起BIOTEK公司Thorold,安大略省)。54我們已經開發出書麵糞便收集指令(第二節在線補充材料)和視頻設計目標本研究人口。說明將提供書麵和動畫圖形視頻格式。糞便樣本將被送到實驗室設施預付快遞服務或研究助理(圖2),在那裏他們將鑒定、標簽、編碼和存儲直到進一步分析。
腸道微生物群分析
將從收集糞便中提取DNA ZymoBIOMICS DNA Miniprep工具包(Zymo研究公司,加州歐文)和用於深獵槍宏基因組。數據將被用於分類和功能分析(HUMAnN2)。55正麵和負麵的控製,包括商業和內部綜合社區,將包括在內。中心的測序將運行在UToronto基因組進化和功能的分析。
膳食評估
孩子的飲食將使用24小時自動自行評估(ASA24)加拿大飲食評估工具,由美國國家癌症研究所的國立衛生研究院(NIH)。56ASA24 -加拿大- 2018是一個改編自ASA24反映加拿大食品服務可用性和尺寸,它是2015年自動加拿大營養有關文件。57食品集團等價物將被用作飲食指標在這項研究。孩子們將被要求提供兩個連任的回憶父母的幫助。近期目標的孩子啊!研究包括4-15歲兒童的父母使用ASA24從隊列顯示的可行性為父proxy-reporting兒童攝入量和攝入了估計與國家監測。58先前的研究表明,兒童年齡在9和11年的可能無法成功完成召回。59不過,10 - 13歲的兒童的一項研究顯示,他們可以報告一些食品和飲料使用asa24 -加拿大- 2018沒有援助41分鍾。60準確性被發現隨年齡的變化而變化,8 - 9歲兒童不太準確的記者過去的飲食比大一些的孩子(10 - 11年)。61年對學齡前兒童的研究顯示,父母可以準確地報告兒童的飲食,尤其是當他們吃飯的時候出現。62 63然而,在青春期兒童膳食攝入量的變化35和父母報告的準確性對於大一點的孩子可能是不同的。
人體測量學
人體測量(體重、身高和腰圍)將獲得參與者在訪問每個臨床網站按目標的孩子!群參與者登記和後續協議46或在研究家訪後在臨床基地一樣的標準化程序。64年在家裏,測量將由一個訓練有素的營養師使用數字移動使用平麵規模(Seca模型876)和移動高度穩定的測距儀測量(Seca模型217)。人體測量學的設備將用於MiGrowD研究將具有相同的技術規範作為目標的其他孩子!隊列。將測量腰圍腰髖部骨和肋骨之間的中途使用卷尺。參與者將被要求脫鞋和任何沉重的衣服每次測量前。將測量到最近的體重0.01公斤,身高和腰圍到最近的0.1厘米。體重指數、體重和身高z得分將使用世衛組織生長標準和計算igrowupR包。65年
青春期的評估
青春期的階段將決定一個自我評估工具基於Tanner階段1 - 5。66 67乳房的工具包括線圖,男性和女性生殖器和陰毛的坦納五階段,有一篇描述。68年創建了單獨的版本為男性和女性參與者將隻完成兒童或兒童父母的幫助。
家訪
參與者招募了在家,兩個訓練有素的團隊成員將參與者的家進行所有的研究過程和接受糞便樣本(圖2)。家訪過程和安全手冊是由研究小組開發的。
同意和能力評估
知情同意將獲得目標的孩子啊!群參與者同意著手為未來的研究。合格的參與者參加預定的診所訪問將接近研究助理在每個站點。研究助理將提供兒童和他們的家長/監護人書麵和口頭的描述研究,他們將獲得書麵知情同意和同意的家長和孩子,分別。研究助理從所有目標的孩子!網站將徹底訓練MiGrowD研究程序,他們也將引入在腸道微生物群的基本概念和健康能夠回答與會者的問題。參與者選擇一個家庭訪問將被要求提供同意家訪和MiGrowD研究前的訪問。
報銷
家庭將提供CAD 10美元的禮品卡的參與,和孩子們將獲得一個證書的參與將在收到的糞便樣本,青春期的問卷調查和兩個24小時膳食回憶說。
應對COVID-19大流行
為了應對COVID-19大流行,國內招聘方案的開發,過渡到完全遠程學習過程。家訪將幾乎使用變焦醫療同意/同意討論和評估能力。文檔的同意將獲得電子或普通郵件。參與者將郵寄學習用品。最小化之間的互訪,人體測量數據的集合將會搬到一個self-collection模型(圖2)。研究過程將使用家庭適應招聘方法有以下修改:
招聘
逐步招聘模型將跟蹤方法遠程參與者。首先,所有合格的潛在參與者的聯係信息將位於隊列的研究經理。目標的孩子啊!研究助理將接近每個符合條件的家庭電話和口頭提供信息的性質和目標的研究。如果感興趣,一個視頻會議將安排在孩子和家長/監護人和兩個MiGrowD研究協調員。
遠程學習訪問
篩選、能力評估和知情同意將在視頻會議或電話。口頭同意將獲得在每個虛擬參觀學習。能力評估將遠程,尊重孩子的權利和自由。69 70參與者將簽署同意書電子,他們將收到糞便樣本收集裝備,研究通過普通郵件指令和青春期的評估問卷。視頻會議將按照SickKids機構的指導方針。具體地說,將使用安全的互聯網接入,音頻和視頻不會被記錄下來。如果家庭沒有上網或者是他們的偏好,一個電話將被用於評估和知情同意過程的能力。同意書已經適應包括遠程學習程序。
數據管理
所有的數據和問卷調查將被捕獲和策劃73 74在線使用研究電子數據捕獲(搬運工)應用程序75年托管在聖邁克爾醫院服務器。一個新的搬運工MiGrowD研究項目將應用健康研究中心主辦的李嘉誠知識聖邁克爾的Hospital-Unity衛生研究所,目標的數據協調中心的孩子啊!隊列。46數據庫存儲信息從所有參與目標的孩子!網站,允許研究助理直接輸入數據到數據庫中。儀器(即數據輸入表單搬運工)將分別創建捕獲參與者人口,篩選信息,青春期的評估、糞便樣本偏差跟蹤和協議。實施質量控製程序,以確保研究記錄的準確性。這些程序包括警告和提醒消息,範圍控製,停止操作或分支邏輯的使用來指定儀器領域基於特定問題的答案。使用紙質調查問卷收集的數據將由MiGrowD研究協調員和手動輸入搬運工。asa24 -加拿大- 2018反應將存儲在美國國立衛生研究院研究門戶(https://asa24.nci.nih.gov/researchersite/)。
統計分析
正如上麵提到的,我們之前已經確定在這個人口增長模式。相應的增長數據和軌跡的特性(如坡度、曲線下的麵積)將結合飲食和微生物群數據使用一般線性模型,允許對多變量關聯,包括微生物組多變量對線性模型。76年額外的探索性分析將調查進行特定的細菌類群之間的關係,經濟增長,青春期的發展,飲食。統計分析計劃將調整合並腸道微生物群數據分析的最新進展。
道德和傳播
MiGrowD研究已經批準的兒童醫院(REB號碼1000059644),聖邁克爾的Hospital-Unity衛生(REB 18號- 252)和多倫多大學(REB號碼00036627)。我們的推廣計劃包括共享結果(a)的參與者和他們的照顧者,(b)目標的孩子!初級衛生保健提供者,(c)目標的孩子啊!研究小組(d)我們的資助機構(Joannah和布萊恩·勞森兒童營養中心醫學院,多倫多大學)和(e)的學術社區。MiGrowD研究結果將分享與目標的孩子啊!初級衛生保健提供者和研究團隊。最後,研究結果將傳播通過同行評議的出版物和會議報告。
討論
MiGrowD研究將檢查飲食之間的關係,微生物群青春期和增長在一個大型前瞻性群組。這項研究將遵循兩個過程;進行麵對麵的訪問(在診所或通過一個家庭進行訪問),另外,遠程訪問的響應研究COVID-19大流行。這是一個橫斷麵研究,我們邀請孩子們將主要在最初的青春期階段。不過,利用一個正在進行的縱向隊列研究,46MiGrowD,據我們所知,第一個調查鏈接增長模式從出生與腸道微生物群在青春期發病。這是很重要的,因為成熟的腸道微生物群及其主機並行進行,但調查他們如何相互影響主要集中在生命的最初幾年。在特定的人口研究中,我們已經確定了三個軌跡體重index-for-age z分數,45我們預計是反映在MiGrowD人口,這將使我們更好地理解腸道微生物群與超重和肥胖之間的關係在青少年時期。這是特別重要的,因為兒童肥胖率在過去的30年裏翻了三倍,200萬年5-19歲兒童目前生活在超重或肥胖。在加拿大,肥胖率增加在pre和青春期早期,從9(8.5%)14歲(13%)。77年
MiGrowD還將幫助建立這些特定的增長模式之間的關係與腸道微生物群表型在不同發育期的階段。生長發育期的兒童有不同的軌跡從出生可能攜帶微生物群在不同的成熟階段。MiGrowD研究可能提供一個“青春期的基線”應遵循前瞻性目標內的孩子啊!在青春期及以後隊列。然而,潛在的限製存在,雖然性別將使用問卷調查,自我報告的青春期發育比臨床評估可能不可靠78年,因此,引入偏差。微生物群最近的一項研究(N = 89)使用Tanner分期評估分組介紹青春期前時期兒童和青春期。34相比之下,我們的研究將包括更多的孩子。人體測量中引入額外的偏見也可能因為這些可以在診所或由一個訓練有素的研究助理或父母回家。雖然解釋一樣的標準化的協議將被應用在方法部分,目標的孩子啊!群發現協議由訓練有素的研究人員和父母在家裏測量(未出版)。還應該承認,樣本容量的計算隻提供估計可能需要的兒童的數量。常見的幾種微生物的研究,之前的數據沒有在這一群人,因此我們將計算基於發表的一項研究中,如上所述。然而,我們將有可能使用第一個運行內部試點研究收集的100份糞便樣本。走走停停的方法79年提出了試點研究通知試驗和微生物研究中可以實現。
總之,這項工作將提供機會增長之間的關係進行調查模式在早期的全譜和mid-childhood和腸道微生物群在青春期。我們的方法可能是generalisable其他設置,包括低收入和中等收入的設置,因為這裏使用的糞便樣本收集係統簡化了收集、運輸和存儲的樣本。MiGrowD可以建立一個基礎設計策略目標微生物支持健康的整個童年。
倫理語句
病人同意出版
確認
作者要感謝曾Lopez-Dominguez技術的幫助。我們還要感謝所有成員目標的孩子!協作;位聯席:凱瑟琳·s . Birken MD和喬納森·l·馬奎爾,MD。谘詢委員會:羅納德•科恩博士;艾迪劉博士;Andreas Laupacis博士;帕特裏夏·c·帕金博士;邁克爾·索爾特,醫學博士;和香農Weir-Seeley, MSc。科學審查和管理委員會:勞拉·n·安德森博士; Cornelia M Birkhoff, Ph.D.; Charles Keown-Stoneman, Ph.D.; Christine Kowal, MSc; and Dalah Mason, MPH. Site investigators: Murtala Abdurrahman, MD; Kelly Anderson, MD; Gordon Arbess, MD; Jillian Baker, MD; Tony Barozzino, MD; Sylvie Bergeron, MD; Gary Bloch, MD; Joey Bonifacio, MD; AshnaBowry, MD; Caroline Calpin, MD; Douglas Campbell, MD; Sohail Cheema, MD; Elaine Cheng, MD; Brian Chisamore, MD; Evelyn Constantin, MD; Karoon Danaan, MD; Paul Das, MD; Mary Beth Derocher, MD; Anh Do, MD; Kathleen Doukas, MD; Anne Egger, BScN; Allison Farber, MD; Amy Freedman, MD; Sloane Freeman, MD; Sharon Gazeley, MD; Charlie Guiang, MD; Dan Ha, MD; Curtis Handford, MD; Laura Hanson, MD; Leah Harrington, MD; Sheila Jacobson, MD.
引用
補充材料
-
補充數據
僅這個web文件已經由英國醫學雜誌出版集團從一個電子文件提供的作者(年代)和沒有對內容進行編輯。
腳注
貢獻者EMC, RB和PM概念化設計的研究和起草了手稿。CS-F協助細化研究設計和程序。JH JLM, CB擔任科學顧問,協助招聘、保留和數據收集在這個研究。所有作者回顧和修訂後的手稿和批準它的最終版本。
資金這項研究得到了Joannah和布萊恩·勞森兒童營養中心,多倫多大學醫學院。EMC的接受者是勞森家庭椅子在多倫多大學的微生物營養研究。點部分由百諾國際獎學金資助,奧納西斯基金會獎學金和彼得伯勒k . m .獵人慈善基金會獎學金。目標的孩子啊!群體是由加拿大衛生研究院資助的研究。
相互競爭的利益EMC收到Lallemand健康解決方案和研究支持海洋噴霧,和已經收到顧問費用或者演講者和旅遊支持達能和Lallemand健康解決方案(本研究以外的所有)。
病人和公眾參與病人和/或公眾沒有參與設計,或行為,或報告,或傳播本研究計劃。
出處和同行評議不是委托;外部同行評議。
補充材料此內容已由作者(年代)。尚未審查由BMJ出版集團有限公司(BMJ)和可能沒有被同行評議。任何意見或建議討論僅代表作者(年代)和不了BMJ的支持。和責任起源於BMJ概不負責任何依賴的內容。內容包括任何翻譯材料,BMJ並不保證翻譯的準確性和可靠性(包括但不限於當地法規、臨床指南,術語,藥物名稱和藥物劑量),和不負責任何錯誤或遺漏引起的翻譯和改編或否則。