ขอบคุณที่เข้าชม Nature.com เบราว์เซอร์ที่คุณใช้อยู่มีการรองรับ CSS อย่างจำกัด เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์เวอร์ชันใหม่กว่า (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าเราจะสามารถให้การสนับสนุนได้อย่างต่อเนื่อง เราจึงแสดงเว็บไซต์โดยไม่มีการจัดรูปแบบหรือ JavaScript
การวินิจฉัยโรคสั่นไม่ทราบสาเหตุ (Essential Tremor, ET) ในระยะเริ่มต้นอาจเป็นเรื่องยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องแยกแยะออกจากกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี (Healthy Controls, HC) และโรคพาร์กินสัน (Parkinson's Disease, PD) เมื่อไม่นานมานี้ การวิเคราะห์ตัวอย่างอุจจาระเพื่อหาจุลินทรีย์ในลำไส้และสารเมตาบอไลต์ของจุลินทรีย์เหล่านั้น ได้ให้วิธีการใหม่ในการค้นหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพใหม่ของโรคความเสื่อมของระบบประสาท กรดไขมันสายสั้น (Short-chain fatty acids, SCFA) ซึ่งเป็นสารเมตาบอไลต์หลักของจุลินทรีย์ในลำไส้ พบว่ามีปริมาณลดลงในอุจจาระของผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการศึกษา SCFA ในอุจจาระของผู้ป่วย ET มาก่อน งานวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายเพื่อศึกษาปริมาณ SCFA ในอุจจาระของผู้ป่วย ET ประเมินความสัมพันธ์กับอาการทางคลินิกและจุลินทรีย์ในลำไส้ และพิจารณาถึงศักยภาพในการวินิจฉัยโรค เราได้ทำการวัดปริมาณ SCFA ในอุจจาระและจุลินทรีย์ในลำไส้ของผู้ป่วย ET จำนวน 37 ราย ผู้ป่วย PD รายใหม่ 37 ราย และกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี 35 ราย และประเมินอาการท้องผูก ความผิดปกติของระบบประสาทอัตโนมัติ และความรุนแรงของการสั่นโดยใช้มาตรวัด พบว่าปริมาณโพรพิโอเนต บิวทิเรต และไอโซบิวทิเรตในอุจจาระของผู้ป่วย ET ต่ำกว่าในกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี การรวมกันของกรดโพรพิโอนิก กรดบิวทิริก และกรดไอโซบิวทิริก สามารถแยกแยะ ET ออกจาก HC ได้ด้วยค่า AUC 0.751 (95% CI: 0.634–0.867) ระดับกรดไอโซวาเลอริกและกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระต่ำกว่าในผู้ป่วย ET เมื่อเทียบกับผู้ป่วย PD กรดไอโซวาเลอริกและกรดไอโซบิวทิริกสามารถแยกแยะระหว่าง ET และ PD ได้ด้วยค่า AUC 0.743 (95% CI: 0.629–0.857) โพรพิโอเนตในอุจจาระมีความสัมพันธ์แบบผกผันกับอาการท้องผูกและความผิดปกติของระบบประสาทอัตโนมัติ กรดไอโซบิวทิริกและกรดไอโซวาเลอริกมีความสัมพันธ์แบบผกผันกับความรุนแรงของอาการสั่น การลดลงของปริมาณ SCFA ในอุจจาระมีความสัมพันธ์กับการลดลงของจำนวนแบคทีเรีย Faecalibacterium และ Streptobacterium ในผู้ป่วย ET ดังนั้น ปริมาณ SCFA ในอุจจาระจะลดลงในผู้ป่วย ET และมีความสัมพันธ์กับความรุนแรงของอาการทางคลินิกและการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในลำไส้ กรดโพรพิโอนิก กรดบิวทิริก กรดไอโซบิวทิริก และกรดไอโซวาเลริกในอุจจาระ อาจเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่อาจใช้ในการวินิจฉัยและแยกแยะโรค ET ได้
อาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัด (Essential Tremor หรือ ET) เป็นโรคความเสื่อมของระบบประสาทเรื้อรังที่ดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง โดยมีลักษณะเด่นคือการสั่นของแขนขาด้านบน ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อส่วนอื่นๆ ของร่างกาย เช่น ศีรษะ เส้นเสียง และขา 1 ลักษณะทางคลินิกของ ET ไม่เพียงแต่มีอาการทางมอเตอร์เท่านั้น แต่ยังมีอาการที่ไม่เกี่ยวกับมอเตอร์บางอย่าง เช่น โรคทางเดินอาหาร 2 มีการศึกษามากมายเพื่อตรวจสอบลักษณะทางพยาธิวิทยาและสรีรวิทยาของอาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัด แต่ยังไม่สามารถระบุกลไกทางพยาธิสรีรวิทยาที่ชัดเจนได้ 3,4 การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าความผิดปกติของแกนจุลินทรีย์ในลำไส้-สมอง อาจมีส่วนทำให้เกิดโรคความเสื่อมของระบบประสาท และมีหลักฐานเพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับความเชื่อมโยงแบบสองทิศทางระหว่างจุลินทรีย์ในลำไส้และโรคความเสื่อมของระบบประสาท 5,6 ที่น่าสังเกตคือ ในรายงานกรณีศึกษาหนึ่ง การปลูกถ่ายจุลินทรีย์ในอุจจาระช่วยปรับปรุงทั้งอาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัดและกลุ่มอาการลำไส้แปรปรวนในผู้ป่วย ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างจุลินทรีย์ในลำไส้และอาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัด นอกจากนี้ เรายังพบการเปลี่ยนแปลงที่เฉพาะเจาะจงในจุลินทรีย์ในลำไส้ของผู้ป่วย ET ซึ่งสนับสนุนอย่างยิ่งถึงบทบาทสำคัญของภาวะจุลินทรีย์ในลำไส้ผิดปกติใน ET8
ในส่วนของภาวะจุลินทรีย์ในลำไส้ผิดปกติในโรคความเสื่อมของระบบประสาท โรคพาร์กินสัน (PD) เป็นโรคที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุด5 จุลินทรีย์ในลำไส้ที่ไม่สมดุลสามารถเพิ่มการซึมผ่านของลำไส้และกระตุ้นเซลล์เกลียในลำไส้ ทำให้เกิดโรคอัลฟา-ไซนูคลีนโนพาธี9,10,11 โรคพาร์กินสันและโรคสั่นจากความผิดปกติของระบบประสาท (ET) มีลักษณะที่ทับซ้อนกันบางประการ เช่น ความถี่ของการสั่นที่คล้ายคลึงกันในผู้ป่วย ET และ PD การสั่นขณะพักที่ทับซ้อนกัน (การสั่นแบบทั่วไปใน PD) และการสั่นขณะทรงตัว (ส่วนใหญ่พบในผู้ป่วย ET) ทำให้ยากที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างทั้งสองโรคในระยะเริ่มต้น12 ดังนั้น เราจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเปิดช่องทางที่มีประโยชน์ในการแยกแยะความแตกต่างระหว่าง ET และ PD ในบริบทนี้ การศึกษาภาวะจุลินทรีย์ในลำไส้ผิดปกติโดยเฉพาะและการเปลี่ยนแปลงของเมตาโบไลต์ที่เกี่ยวข้องใน ET และการระบุความแตกต่างจาก PD อาจกลายเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่มีศักยภาพสำหรับการวินิจฉัยและการวินิจฉัยแยกโรคของ ET
กรดไขมันสายสั้น (SCFAs) เป็นสารเมตาบอไลต์หลักที่เกิดจากการหมักใยอาหารโดยแบคทีเรียในลำไส้ และเชื่อว่ามีบทบาทสำคัญในปฏิสัมพันธ์ระหว่างลำไส้และสมอง13,14 SCFAs ถูกดูดซึมโดยเซลล์ลำไส้ใหญ่และขนส่งไปยังตับผ่านระบบหลอดเลือดดำพอร์ทัล และ SCFAs บางส่วนเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตทั่วร่างกาย SCFAs มีผลเฉพาะที่ในการรักษาความสมบูรณ์ของเยื่อบุลำไส้และส่งเสริมภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดในเยื่อบุลำไส้15 นอกจากนี้ยังมีผลในระยะยาวต่ออุปสรรคเลือด-สมอง (BBB) ​​โดยการกระตุ้นโปรตีนไทต์จังก์ชันและกระตุ้นเซลล์ประสาทโดยการกระตุ้นตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีนจี (GPCRs) ให้ข้าม BBB16 อะซิเตต โพรพิโอเนต และบิวทิเรตเป็น SCFAs ที่พบมากที่สุดในลำไส้ใหญ่ การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าระดับกรดอะซิติก โพรพิโอนิก และบิวทิริกในอุจจาระลดลงในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน17 อย่างไรก็ตาม ยังไม่เคยมีการศึกษาถึงระดับกรดไขมันสายสั้นในอุจจาระของผู้ป่วยที่เป็นโรค ET มาก่อน
ดังนั้น การศึกษาของเราจึงมุ่งเน้นไปที่การระบุการเปลี่ยนแปลงเฉพาะของกรดไขมันสายสั้นในอุจจาระของผู้ป่วยที่เป็นโรค ET และความแตกต่างจากผู้ป่วยที่เป็นโรค PD การประเมินความสัมพันธ์ของกรดไขมันสายสั้นในอุจจาระกับอาการทางคลินิกของกรดไขมันสายสั้นและจุลินทรีย์ในลำไส้ ตลอดจนการระบุศักยภาพในการวินิจฉัยและแยกแยะโรคจากตัวอย่างอุจจาระ เพื่อแก้ไขปัจจัยรบกวนที่เกี่ยวข้องกับยาต้านโรคพาร์กินสัน เราจึงเลือกผู้ป่วยที่เป็นโรคพาร์กินสันที่เพิ่งเริ่มเป็นโรคเป็นกลุ่มควบคุม
ลักษณะทางประชากรและลักษณะทางคลินิกของผู้ป่วย ET 37 ราย ผู้ป่วย PD 37 ราย และกลุ่มควบคุม 35 ราย สรุปไว้ในตารางที่ 1 ผู้ป่วย ET, PD และกลุ่มควบคุมได้รับการจับคู่ตามอายุ เพศ และดัชนีมวลกาย (BMI) นอกจากนี้ ทั้งสามกลุ่มยังมีสัดส่วนการสูบบุหรี่ ดื่มแอลกอฮอล์ และดื่มกาแฟและชาที่ใกล้เคียงกัน คะแนน Wexner (P = 0.004) และคะแนน HAMD-17 (P = 0.001) ของกลุ่มผู้ป่วย PD สูงกว่ากลุ่มควบคุม และคะแนน HAMA (P = 0.011) และคะแนน HAMD-17 (P = 0.011) ของกลุ่มผู้ป่วย ET สูงกว่ากลุ่มควบคุม ระยะเวลาของโรคในกลุ่มผู้ป่วย ET ยาวนานกว่าในกลุ่มผู้ป่วย PD อย่างมีนัยสำคัญ (P<0.001)
พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในระดับกรดโพรพิโอนิก (P = 0.023), กรดอะซิติก (P = 0.039), กรดบิวทิริก (P = 0.020), กรดไอโซวาเลอริก (P = 0.045) และกรดไอโซบิวทิริก (P = 0.015) ในการวิเคราะห์เพิ่มเติมแบบ post hoc พบว่าระดับกรดโพรพิโอนิก (P = 0.023), กรดบิวทิริก (P = 0.007) และกรดไอโซบิวทิริก (P = 0.040) ในกลุ่ม ET ต่ำกว่ากลุ่ม HC อย่างมีนัยสำคัญ ผู้ป่วย ET มีระดับไอโซวาเลอเรต (P = 0.014) และไอโซบิวทิเรต (P = 0.005) ต่ำกว่าผู้ป่วย PD นอกจากนี้ ระดับของกรดโพรพิโอนิกในอุจจาระ (P = 0.013) กรดอะซิติก (P = 0.016) และกรดบิวทิริก (P = 0.041) ยังต่ำกว่าในผู้ป่วยที่เป็นโรคพาร์กินสัน (PD) เมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่เป็นโรคตับอ่อนอักเสบเรื้อรัง (CC) (รูปที่ 1 และตารางเสริม 1)
ag แสดงถึงการเปรียบเทียบกลุ่มของกรดโพรพิโอนิก กรดอะซิติก กรดบิวทิริก กรดไอโซวาเลริก กรดวาเลริก กรดคาโปรอิก และกรดไอโซบิวทิริก ตามลำดับ พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในระดับของกรดโพรพิโอนิก กรดอะซิติก กรดบิวทิริก กรดไอโซวาเลริก และกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระระหว่างกลุ่มทั้งสาม ET คือ กลุ่มอาการสั่นสะเทือนที่สำคัญ (essential tremor) โรคพาร์กินสัน (Parkinson's disease) กลุ่มควบคุมสุขภาพดี (healthy HC control) และ SCFA คือ ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญแสดงด้วย *P < 0.05 และ **P < 0.01
เนื่องจากความแตกต่างของระยะการดำเนินโรคระหว่างกลุ่ม ET และกลุ่ม PD เราจึงทำการทดสอบผู้ป่วย PD ระยะเริ่มต้น 33 ราย และผู้ป่วย ET 16 ราย (ระยะการดำเนินโรค ≤3 ปี) เพื่อเปรียบเทียบเพิ่มเติม (ตารางเสริม 2) ผลการศึกษาพบว่าปริมาณกรดโพรพิโอนิกในอุจจาระของผู้ป่วย ET ต่ำกว่าผู้ป่วย HA อย่างมีนัยสำคัญ (P=0.015) ความแตกต่างระหว่าง ET และ HC สำหรับกรดบิวทิริกและกรดไอโซบิวทิริกนั้นไม่มีนัยสำคัญ แต่ยังคงมีแนวโน้มให้เห็น (P = 0.082) ระดับไอโซบิวทิเรตในอุจจาระต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญในผู้ป่วย ET เมื่อเทียบกับผู้ป่วย PD (P = 0.030) ความแตกต่างระหว่าง ET และ PD ของกรดไอโซวาเลอริกนั้นไม่มีนัยสำคัญ แต่ยังคงมีแนวโน้มให้เห็น (P = 0.084) กรดโพรพิโอนิก (P = 0.023), กรดอะซิติก (P = 0.020) และกรดบิวทิริก (P = 0.044) มีปริมาณต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญในผู้ป่วย PD เมื่อเทียบกับผู้ป่วย HC ผลลัพธ์เหล่านี้ (ภาพประกอบเพิ่มเติมที่ 1) โดยทั่วไปสอดคล้องกับผลลัพธ์หลัก ความแตกต่างของผลลัพธ์ระหว่างกลุ่มตัวอย่างโดยรวมและกลุ่มย่อยของผู้ป่วยระยะเริ่มต้นอาจเกิดจากขนาดตัวอย่างที่เล็กกว่าในกลุ่มย่อย ส่งผลให้กำลังทางสถิติของข้อมูลลดลง
ต่อไปเราได้ตรวจสอบว่าระดับ SCFA ในอุจจาระสามารถแยกแยะผู้ป่วยที่เป็นโรค ET ออกจากผู้ป่วยที่เป็นโรค CU หรือ PD ได้หรือไม่ จากการวิเคราะห์ ROC พบว่าความแตกต่างของ AUC ของระดับโพรพิโอเนตอยู่ที่ 0.668 (95% CI: 0.538-0.797) ซึ่งทำให้สามารถแยกแยะผู้ป่วยที่เป็นโรค ET ออกจากกลุ่มควบคุมได้ ผู้ป่วยที่เป็นโรค ET และ GC สามารถแยกแยะได้ด้วยระดับบิวทิเรต โดยมีค่า AUC เท่ากับ 0.685 (95% CI: 0.556–0.814) ความแตกต่างของระดับกรดไอโซบิวทิริกอาจแยกแยะผู้ป่วยที่เป็นโรค ET ออกจากกลุ่มควบคุมได้ โดยมีค่า AUC เท่ากับ 0.655 (95% CI: 0.525–0.786) เมื่อรวมระดับของโพรพิโอเนต บิวทิเรต และไอโซบิวทิเรตเข้าด้วยกัน จะได้ค่า AUC ที่สูงขึ้นคือ 0.751 (95% CI: 0.634–0.867) โดยมีความไว 74.3% และความจำเพาะ 72.9% (รูปที่ 2a) สำหรับการแยกแยะผู้ป่วย ET และ PD ค่า AUC สำหรับระดับของกรดไอโซวาเลอริกคือ 0.700 (95% CI: 0.579–0.822) และสำหรับระดับของกรดไอโซบิวทิริกคือ 0.718 (95% CI: 0.599–0.836) การรวมระดับของกรดไอโซวาเลอริกและกรดไอโซบิวทิริกเข้าด้วยกันให้ค่า AUC ที่สูงขึ้นคือ 0.743 (95% CI: 0.629–0.857) โดยมีความไว 74.3% และความจำเพาะ 62.9% (รูปที่ 2b) นอกจากนี้ เรายังตรวจสอบว่าระดับ SCFA ในอุจจาระของผู้ป่วยโรคพาร์กินสันแตกต่างจากกลุ่มควบคุมหรือไม่ จากการวิเคราะห์ ROC พบว่าค่า AUC สำหรับการระบุผู้ป่วยโรคพาร์กินสันโดยพิจารณาจากความแตกต่างของระดับกรดโพรพิโอนิกคือ 0.687 (95% CI: 0.559-0.814) โดยมีความไว 68.6% และความจำเพาะ 68.7% ความแตกต่างของระดับอะซิเตตอาจช่วยแยกผู้ป่วยโรคพาร์กินสันออกจากกลุ่มควบคุมได้ โดยมีค่า AUC เท่ากับ 0.674 (95% CI: 0.542–0.805) ผู้ป่วยโรคพาร์กินสันสามารถแยกออกจากกลุ่มควบคุมได้โดยใช้ระดับบิวทิเรตเท่านั้น โดยมีค่า AUC เท่ากับ 0.651 (95% CI: 0.515–0.787) เมื่อรวมระดับของโพรพิโอเนต อะซิเตต และบิวทิเรตเข้าด้วยกัน จะได้ค่า AUC เท่ากับ 0.682 (95% CI: 0.553–0.811) (รูปที่ 2c)
ก. การเลือกปฏิบัติของคริสตจักรนิกายออร์โธดอกซ์รัสเซียต่อผู้ป่วย ET และ HC; ข. การเลือกปฏิบัติของคริสตจักรนิกายออร์โธดอกซ์รัสเซียต่อผู้ป่วย ET และ PD; ค. การเลือกปฏิบัติของคริสตจักรนิกายออร์โธดอกซ์รัสเซียต่อผู้ป่วย PD และ HC ET คืออาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัด, โรคพาร์กินสัน, HC คือกลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี, SCFA
ในผู้ป่วย ET ระดับกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน FTM (r = -0.349, P = 0.034) และระดับกรดไอโซวาเลอริกในอุจจาระมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน FTM (r = -0.421, P = 0.001) และคะแนน TETRAS (r = -0.382, P = 0.020) ในผู้ป่วย ET และ PD ระดับโพรพิโอเนตในอุจจาระมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน SCOPA-AUT (r = −0.236, P = 0.043) (รูปที่ 3 และตารางเสริม 3) ไม่พบความสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญระหว่างระยะของโรคและ SCFA ทั้งในกลุ่ม ET (P ≥ 0.161) และกลุ่ม PD (P ≥ 0.246) (ตารางเสริม 4) ในผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน ระดับกรดคาโปรอิกในอุจจาระมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับคะแนน MDS-UPDRS (r = 0.335, P = 0.042) ส่วนในผู้เข้าร่วมทั้งหมด ระดับโพรพิโอเนต (r = −0.230, P = 0.016) และอะซิเตต (r = −0.210, P = 0.029) ในอุจจาระมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน Wexner (รูปที่ 3 และตารางเสริมที่ 3)
ระดับกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน FTM กรดไอโซวาเลอริกมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน FTM และ TETRAS กรดโพรพิโอนิกมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน SCOPA-AUT กรดคาโปรอิกมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับคะแนน MDS-UPDRS และกรดโพรพิโอนิกมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน FTM และ TETRAS ส่วนคะแนน TETRAS และกรดอะซิติกมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน Wexner แบบประเมินโรคพาร์กินสันแบบรวม (Unified Parkinson's Disease Rating Scale) ที่ได้รับการสนับสนุนจากสมาคม MDS-UPDRS, แบบทดสอบ Mini-Mental State Examination (MMSE), แบบประเมินภาวะซึมเศร้า Hamilton Depression Rating Scale (HAMD-17) จำนวน 17 ข้อ, แบบประเมินภาวะวิตกกังวล Hamilton Anxiety Rating Scale (HAMA), แบบประเมินระยะของ Hoehn and Yahr (HY), แบบประเมินอาการทางระบบประสาทอัตโนมัติของโรคพาร์กินสัน (SCFA), แบบประเมินอาการสั่นของระบบประสาทอัตโนมัติของโรคพาร์กินสัน (SCOPA – AUT), แบบประเมินอาการสั่นทางคลินิกของ Fana-Tolosa-Marin (FTM), และแบบประเมินอาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัด (TETRAS Research Group (TRG)) ความแตกต่างที่มีนัยสำคัญทางสถิติแสดงด้วย *P < 0.05 และ **P < 0.01
เราได้ศึกษาลักษณะการจำแนกความแตกต่างของจุลินทรีย์ในลำไส้เพิ่มเติมโดยใช้การวิเคราะห์ LEfSE และเลือกข้อมูลระดับความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของสกุลจุลินทรีย์สำหรับการวิเคราะห์เพิ่มเติม มีการเปรียบเทียบระหว่างกลุ่ม ET และ HC และระหว่างกลุ่ม ET และ PD จากนั้นจึงทำการวิเคราะห์ความสัมพันธ์แบบสเปียร์แมนระหว่างความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของจุลินทรีย์ในลำไส้และระดับ SCFA ในอุจจาระในกลุ่มเปรียบเทียบทั้งสองกลุ่ม
พบว่า Faecalibacterium (มีความสัมพันธ์กับกรดบิวทิริก, r = 0.408, P < 0.001), Lactobacillus (มีความสัมพันธ์กับกรดบิวทิริก, r = 0.283, P = 0.016), Streptobacterium (มีความสัมพันธ์กับกรดโพรพิโอนิก, r = 0.327) ปรากฏอยู่ในการวิเคราะห์ ET และ CA , P = 0.005; มีความสัมพันธ์กับกรดบิวทิริก, r = 0.374, P = 0.001; พบว่าปริมาณของ Stenotropomonas ลดลงในกลุ่ม ET และมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับระดับกรดไขมันสายสั้น (SCFA) ในอุจจาระ โดยพบว่ามีความสัมพันธ์กับกรดไอโซบิวทิริก (r = 0.329, P = 0.005), Howardella (มีความสัมพันธ์กับกรดโพรพิโอนิก, r = 0.242, P = 0.041), Raoultella (มีความสัมพันธ์กับกรดโพรพิโอเนต, r = 0.249, P = 0.035) และ Candidatus Arthromitus (มีความสัมพันธ์กับกรดไอโซบิวทิริก, r = 0.302, P = 0.010) อย่างไรก็ตาม ปริมาณของ Stenotropomonas เพิ่มขึ้นในกลุ่ม ET และมีความสัมพันธ์เชิงลบกับระดับไอโซบิวทิเรตในอุจจาระ (r = -0.250, P = 0.034) หลังจากปรับค่า FDR แล้ว พบว่ามีเพียงความสัมพันธ์ระหว่าง Faecalibacterium, Catenibacter และ SCFA เท่านั้นที่ยังคงมีนัยสำคัญ (P ≤ 0.045) (รูปที่ 4 และตารางเสริมที่ 5)
การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่าง ET และ HC หลังจากปรับค่า FDR แล้ว พบว่าปริมาณของ Faecalibacterium (มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับบิวทิเรต) และ Streptobacterium (มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับโพรพิโอเนต บิวทิเรต และไอโซบิวทิเรต) ลดลงในกลุ่ม ET และมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับระดับ SCFA ในอุจจาระ ข การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่าง ET และ PD หลังจากปรับค่า FDR แล้ว ไม่พบความสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญ ET คือ อาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัด (essential tremor) โรคพาร์กินสัน (Parkinson's disease) HC คือ กลุ่มควบคุมที่มีสุขภาพดี (healthy HC control) SCFA คือ ความแตกต่างที่มีนัยสำคัญแสดงด้วย *P < 0.05 และ **P < 0.01
เมื่อวิเคราะห์เปรียบเทียบ ET กับ PD พบว่า Clostridium trichophyton มีปริมาณเพิ่มขึ้นในกลุ่ม ET และมีความสัมพันธ์กับกรดไอโซวาเลอริกในอุจจาระ (r = -0.238, P = 0.041) และกรดไอโซบิวทิริก (r = -0.257, P = 0.027) หลังจากปรับค่า FDR แล้ว พบว่าทั้งสองค่ามีนัยสำคัญทางสถิติ (P≥0.295) (รูปที่ 4 และตารางเสริมที่ 5)
การศึกษานี้เป็นการศึกษาแบบครอบคลุมที่ตรวจสอบระดับกรดไขมันสายสั้น (SCFA) ในอุจจาระและหาความสัมพันธ์กับความเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในลำไส้และความรุนแรงของอาการในผู้ป่วย ET เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ป่วย CU และ PD เราพบว่าระดับ SCFA ในอุจจาระลดลงในผู้ป่วย ET และมีความสัมพันธ์กับความรุนแรงทางคลินิกและการเปลี่ยนแปลงเฉพาะของจุลินทรีย์ในลำไส้ ระดับสะสมของกรดไขมันสายสั้น (SCFA) ในอุจจาระสามารถแยกแยะ ET ออกจาก GC และ PD ได้
เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ป่วย GC ผู้ป่วย ET มีระดับกรดโพรพิโอนิก กรดบิวทิริก และกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระต่ำกว่า การรวมกันของกรดโพรพิโอนิก กรดบิวทิริก และกรดไอโซบิวทิริกสามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่าง ET และ HC ได้ด้วยค่า AUC 0.751 (95% CI: 0.634–0.867) ความไว 74.3% และความจำเพาะ 72.9% ซึ่งบ่งชี้ว่าสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในการวินิจฉัย ET ได้ การวิเคราะห์เพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าระดับกรดโพรพิโอนิกในอุจจาระมีความสัมพันธ์เชิงลบกับคะแนน Wexner และคะแนน SCOPA-AUT ระดับกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระมีความสัมพันธ์ผกผันกับคะแนน FTM ในทางกลับกัน การลดลงของระดับบิวทิเรตใน ET สัมพันธ์กับการลดลงของจุลินทรีย์ที่ผลิต SCFA ได้แก่ Faecalibacterium และ Categorybacter นอกจากนี้ การลดลงของปริมาณแบคทีเรีย Catenibacter ในอุจจาระยังสัมพันธ์กับการลดลงของระดับกรดโพรพิโอนิกและกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระด้วย
กรดไขมันสายสั้น (SCFA) ส่วนใหญ่ที่ผลิตในลำไส้ใหญ่จะถูกดูดซึมโดยเซลล์ลำไส้ใหญ่เป็นหลักผ่านทางตัวขนส่งโมโนคาร์บอกซิเลตที่ขึ้นอยู่กับ H+ หรือโซเดียม กรดไขมันสายสั้นที่ถูกดูดซึมจะถูกใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเซลล์ลำไส้ใหญ่ ในขณะที่กรดไขมันที่ไม่ถูกเผาผลาญในเซลล์ลำไส้ใหญ่จะถูกขนส่งเข้าสู่ระบบไหลเวียนเลือดพอร์ทัล 18 SCFA สามารถส่งผลต่อการเคลื่อนไหวของลำไส้ เสริมสร้างการทำงานของเยื่อกั้นลำไส้ และส่งผลต่อการเผาผลาญและภูมิคุ้มกันของร่างกาย 19 ก่อนหน้านี้พบว่าความเข้มข้นของบิวทิเรต อะซิเตต และโพรพิโอเนตในอุจจาระลดลงในผู้ป่วย PD เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม 17 ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาของเรา การศึกษาของเราพบว่า SCFA ลดลงในผู้ป่วย ET แต่ยังไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับบทบาทของ SCFA ในพยาธิวิทยาของ ET บิวทิเรตและโพรพิโอเนตสามารถจับกับ GPCR และส่งผลต่อการส่งสัญญาณที่ขึ้นอยู่กับ GPCR เช่น การส่งสัญญาณ MAPK และ NF-κB20 แนวคิดพื้นฐานของแกนลำไส้-สมองคือ กรดไขมันสายสั้น (SCFAs) ที่หลั่งออกมาจากจุลินทรีย์ในลำไส้สามารถส่งผลต่อการส่งสัญญาณของโฮสต์ ซึ่งส่งผลต่อการทำงานของลำไส้และสมอง เนื่องจากบิวทิเรตและโพรพิโอเนตมีฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของฮิสโตนดีอะเซทิเลส (HDAC) อย่างมีประสิทธิภาพ21 และบิวทิเรตยังสามารถทำหน้าที่เป็นลิแกนด์สำหรับปัจจัยการถอดรหัส จึงมีผลกระทบอย่างกว้างขวางต่อการเผาผลาญ การแบ่งแยก และการเพิ่มจำนวนของโฮสต์ โดยส่วนใหญ่เกิดจากอิทธิพลต่อการควบคุมยีน22 จากหลักฐานเกี่ยวกับ SCFA และโรคทางระบบประสาทเสื่อม บิวทิเรตถือเป็นตัวเลือกในการรักษาเนื่องจากความสามารถในการแก้ไขการทำงานของ HDAC ที่บกพร่อง ซึ่งอาจเป็นตัวกลางในการตายของเซลล์ประสาทโดปามีนในโรคพาร์กินสัน23,24,25 การศึกษาในสัตว์ยังแสดงให้เห็นถึงความสามารถของกรดบิวทิริกในการป้องกันการเสื่อมของเซลล์ประสาทโดปามีนและปรับปรุงความผิดปกติของการเคลื่อนไหวในแบบจำลองโรคพาร์กินสัน26,27 พบว่ากรดโพรพิโอนิกสามารถจำกัดการตอบสนองต่อการอักเสบและปกป้องความสมบูรณ์ของ BBB28,29 จากการศึกษาพบว่ากรดโพรพิโอนิกช่วยส่งเสริมการอยู่รอดของเซลล์ประสาทโดปามีนในภาวะพิษจากโรทีโนนในแบบจำลองโรคพาร์กินสัน 30 และการให้กรดโพรพิโอนิกทางปากช่วยฟื้นฟูการสูญเสียเซลล์ประสาทโดปามีนและภาวะบกพร่องทางการเคลื่อนไหวในหนูที่เป็นโรคพาร์กินสัน 31 ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดเกี่ยวกับหน้าที่ของกรดไอโซบิวทิริก อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดพบว่าการที่หนูมีแบคทีเรีย B. ovale เข้าไปอาศัยอยู่ในลำไส้จะเพิ่มปริมาณ SCFA ในลำไส้ (รวมถึงอะซิเตต โพรพิโอเนต ไอโซบิวทิเรต และไอโซวาเลอเรต) และความเข้มข้นของ GABA ในลำไส้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีความเชื่อมโยงระหว่างจุลินทรีย์ในลำไส้และความเข้มข้นของ SCFA ในลำไส้ 32 สำหรับ ET การเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาที่ผิดปกติในสมองส่วนซีรีเบลลัม ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงในแอกซอนและเดนไดรต์ของเซลล์ Purkinje การเคลื่อนที่และการสูญเสียของเซลล์ Purkinje การเปลี่ยนแปลงในแอกซอนของเซลล์ Basket และความผิดปกติในการเชื่อมต่อของเส้นใยที่ขึ้นไปยังเซลล์ Purkinje นิวเคลียส ซึ่งนำไปสู่การลดลงของเอาต์พุต GABAergic จากซีรีเบลลัม3,4,33 ยังไม่ชัดเจนว่า SCFA เกี่ยวข้องกับการเสื่อมของเซลล์ Purkinje และการลดลงของการผลิต GABA ในซีรีเบลลัมหรือไม่ ผลการศึกษาของเราชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่าง SCFA และ ET อย่างไรก็ตาม การออกแบบการศึกษาแบบภาคตัดขวางไม่อนุญาตให้สรุปความสัมพันธ์เชิงสาเหตุระหว่าง SCFA และกระบวนการของโรค ET จำเป็นต้องมีการศึกษาติดตามผลระยะยาวเพิ่มเติม รวมถึงการวัด SCFA ในอุจจาระอย่างต่อเนื่อง ตลอดจนการศึกษาในสัตว์เพื่อตรวจสอบกลไกต่างๆ
เชื่อกันว่า SCFA กระตุ้นการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบในลำไส้ใหญ่34 การขาด SCFA จะทำให้อาการท้องผูกแย่ลง และการเสริม SCFA อาจช่วยบรรเทาอาการท้องผูกได้ PD35 ผลการศึกษาของเรายังแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่สำคัญระหว่างปริมาณ SCFA ในอุจจาระที่ลดลงกับอาการท้องผูกและการทำงานผิดปกติของระบบประสาทอัตโนมัติที่เพิ่มขึ้นในผู้ป่วย ET รายงานกรณีศึกษาหนึ่งพบว่าการปลูกถ่ายจุลินทรีย์ในลำไส้ช่วยปรับปรุงทั้งอาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัดและกลุ่มอาการลำไส้แปรปรวนในผู้ป่วยรายที่ 7 ซึ่งชี้ให้เห็นถึงความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างจุลินทรีย์ในลำไส้กับ ET ดังนั้น เราเชื่อว่า SCFA/จุลินทรีย์ในอุจจาระอาจส่งผลต่อการเคลื่อนไหวของลำไส้และการทำงานของระบบประสาทอัตโนมัติของโฮสต์
การศึกษาพบว่าระดับ SCFA ในอุจจาระที่ลดลงในกลุ่ม ET มีความสัมพันธ์กับการลดลงของปริมาณ Faecalibacterium (ที่เกี่ยวข้องกับบิวทิเรต) และ Streptobacterium (ที่เกี่ยวข้องกับโพรพิโอเนต บิวทิเรต และไอโซบิวทิเรต) หลังจากแก้ไขด้วยวิธี FDR แล้ว ความสัมพันธ์นี้ยังคงมีนัยสำคัญ Faecalibacterium และ Streptobacterium เป็นจุลินทรีย์ที่ผลิต SCFA Faecalibacterium เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นจุลินทรีย์ที่ผลิตบิวทิเรต36 ในขณะที่ผลิตภัณฑ์หลักของการหมัก Catenibacter คืออะซิเตต บิวทิเรต และกรดแลคติก37 ตรวจพบ Faecalibacterium ใน 100% ของทั้งกลุ่ม ET และ HC ค่ามัธยฐานของความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของกลุ่ม ET คือ 2.06% และของกลุ่ม HC คือ 3.28% (LDA 3.870) ตรวจพบแบคทีเรียในกลุ่ม Catenibacterium ใน 21.6% (8/37) ของกลุ่ม HC และพบเพียง 1 ตัวอย่างในกลุ่ม ET (1/35) การลดลงและตรวจไม่พบแบคทีเรียกลุ่ม Streptobacteria ในกลุ่ม ET อาจบ่งชี้ถึงความสัมพันธ์กับความรุนแรงของโรค ค่ามัธยฐานของความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของแบคทีเรียกลุ่ม Catenibacter ในกลุ่ม HC คือ 0.07% (LDA 2.129) นอกจากนี้ แบคทีเรียกรดแลคติกยังมีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของบิวทิเรตในอุจจาระ (P=0.016, P=0.096 หลังจากการปรับค่า FDR) และแบคทีเรียที่อาจเป็นสาเหตุของโรคข้ออักเสบมีความสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของไอโซบิวทิเรต (P=0.016, P=0.072 หลังจากการปรับค่า FDR) หลังจากแก้ไขด้วย FDR แล้ว เหลือเพียงแนวโน้มความสัมพันธ์ ซึ่งไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ แลคโตบาซิลลัสยังเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นผู้ผลิต SCFA (กรดอะซิติก กรดโพรพิโอนิก กรดไอโซบิวทิริก และกรดบิวทิริก) 38 และ Candidatus Arthromitus เป็นตัวกระตุ้นเฉพาะของการแยกเซลล์ T helper 17 (Th17) โดยที่ Th1/2 และ Tregs เกี่ยวข้องกับความสมดุลของภูมิคุ้มกัน /Th1739 การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าระดับของ pseudoarthritis ในอุจจาระที่สูงขึ้นอาจมีส่วนทำให้เกิดการอักเสบในลำไส้ใหญ่ ความผิดปกติของอุปสรรคในลำไส้ และการอักเสบในระบบ 40 Clostridium trichophyton เพิ่มขึ้นใน ET เมื่อเทียบกับ PD พบว่าความอุดมสมบูรณ์ของ Clostridium trichoides มีความสัมพันธ์เชิงลบกับกรดไอโซวาเลริกและกรดไอโซบิวทิริก หลังจากปรับ FDR แล้ว ทั้งสองยังคงมีนัยสำคัญ (P≥0.295) Clostridium pilosum เป็นแบคทีเรียที่ทราบกันว่าเกี่ยวข้องกับการอักเสบและอาจมีส่วนทำให้เกิดความผิดปกติของอุปสรรคในลำไส้41 งานวิจัยก่อนหน้านี้ของเราได้รายงานการเปลี่ยนแปลงของจุลินทรีย์ในลำไส้ของผู้ป่วยที่เป็นโรค ET8 ในงานวิจัยนี้ เรายังรายงานการเปลี่ยนแปลงของกรดไขมันสายสั้น (SCFAs) ในผู้ป่วย ET และระบุความสัมพันธ์ระหว่างภาวะจุลินทรีย์ในลำไส้ผิดปกติกับการเปลี่ยนแปลงของ SCFAs ระดับ SCFA ที่ลดลงมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับภาวะจุลินทรีย์ในลำไส้ผิดปกติและความรุนแรงของอาการสั่นในผู้ป่วย ET ผลการวิจัยของเราชี้ให้เห็นว่าแกนลำไส้-สมองอาจมีบทบาทสำคัญในการเกิดโรค ET แต่จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมในแบบจำลองสัตว์
เมื่อเปรียบเทียบกับผู้ป่วยที่เป็นโรคพาร์กินสัน (PD) ผู้ป่วยที่เป็นโรคอีสุกอีใส (ET) จะมีระดับกรดไอโซวาเลอริกและกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระต่ำกว่า การรวมกันของกรดไอโซวาเลอริกและกรดไอโซบิวทิริกสามารถระบุโรคอีสุกอีใสในผู้ป่วย PD ได้ด้วยค่า AUC 0.743 (95% CI: 0.629–0.857) ความไว 74.3% และความจำเพาะ 62.9% ซึ่งบ่งชี้ถึงบทบาทที่เป็นไปได้ในฐานะตัวบ่งชี้ทางชีวภาพในการวินิจฉัยแยกโรคอีสุกอีใส ระดับกรดไอโซวาเลอริกในอุจจาระมีความสัมพันธ์ผกผันกับคะแนน FTM และ TETRAS ระดับกรดไอโซบิวทิริกในอุจจาระมีความสัมพันธ์ผกผันกับคะแนน FTM การลดลงของระดับกรดไอโซบิวทิริกสัมพันธ์กับการลดลงของปริมาณแบคทีเรียกลุ่มคาโตแบคทีเรีย ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดเกี่ยวกับหน้าที่ของกรดไอโซวาเลอริกและกรดไอโซบิวทิริก การศึกษาครั้งก่อนแสดงให้เห็นว่าการที่หนูมีแบคทีเรีย Bacteroides ovale จะเพิ่มปริมาณ SCFA ในลำไส้ (รวมถึงอะซิเตต โพรพิโอเนต ไอโซบิวทิเรต และไอโซวาเลอเรต) และความเข้มข้นของ GABA ในลำไส้ ซึ่งเน้นย้ำถึงความเชื่อมโยงระหว่างจุลินทรีย์ในลำไส้และความเข้มข้นของ SCFA/สารสื่อประสาทในลำไส้32 ที่น่าสนใจคือ ระดับกรดไอโซบิวทิริกที่สังเกตได้นั้นคล้ายคลึงกันระหว่างกลุ่ม PD และ HC แต่แตกต่างกันระหว่างกลุ่ม ET และ PD (หรือ HC) กรดไอโซบิวทิริกสามารถแยกแยะระหว่าง ET และ PD ได้ด้วยค่า AUC 0.718 (95% CI: 0.599–0.836) และระบุ ET และ NC ได้ด้วยค่า AUC 0.655 (95% CI: 0.525–0.786) นอกจากนี้ ระดับกรดไอโซบิวทิริกยังมีความสัมพันธ์กับความรุนแรงของอาการสั่น ซึ่งยิ่งเสริมความเชื่อมโยงกับ ET ให้แข็งแกร่งขึ้น คำถามที่ว่ากรดไอโซบิวทิริกชนิดรับประทานสามารถลดความรุนแรงของอาการสั่นในผู้ป่วยที่เป็นโรคสั่นจากความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลางได้หรือไม่นั้น จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม
ดังนั้น ปริมาณกรดไขมันสายสั้น (SCFA) ในอุจจาระจึงลดลงในผู้ป่วยที่เป็นโรค ET และมีความสัมพันธ์กับความรุนแรงทางคลินิกของโรค ET และการเปลี่ยนแปลงเฉพาะในจุลินทรีย์ในลำไส้ โพรพิโอเนต บิวทิเรต และไอโซบิวทิเรตในอุจจาระอาจเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับการวินิจฉัยโรค ET ในขณะที่ไอโซบิวทิเรตและไอโซวาเลอเรตอาจเป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับการวินิจฉัยแยกโรค ET การเปลี่ยนแปลงของไอโซบิวทิเรตในอุจจาระอาจมีความจำเพาะต่อโรค ET มากกว่าการเปลี่ยนแปลงของกรดไขมันสายสั้นชนิดอื่น ๆ
การศึกษาของเรามีข้อจำกัดหลายประการ ประการแรก รูปแบบการบริโภคอาหารและความชอบด้านอาหารอาจส่งผลต่อการแสดงออกของจุลินทรีย์ในลำไส้ จำเป็นต้องมีกลุ่มตัวอย่างขนาดใหญ่ขึ้นในประชากรที่แตกต่างกัน และการศึกษาในอนาคตควรมีการสำรวจด้านอาหารอย่างครอบคลุมและเป็นระบบ เช่น แบบสอบถามความถี่ในการบริโภคอาหาร ประการที่สอง การออกแบบการศึกษาแบบภาคตัดขวางทำให้ไม่สามารถสรุปความสัมพันธ์เชิงสาเหตุระหว่างกรดไขมันสายสั้น (SCFAs) กับการเกิดโรค ET ได้ จำเป็นต้องมีการศึกษาติดตามผลระยะยาวเพิ่มเติมโดยมีการวัด SCFAs ในอุจจาระอย่างต่อเนื่อง ประการที่สาม ความสามารถในการวินิจฉัยและแยกแยะโรคของระดับ SCFA ในอุจจาระควรได้รับการตรวจสอบโดยใช้ตัวอย่างอิสระจากผู้ป่วย ET, HC และ PD ควรมีการทดสอบตัวอย่างอุจจาระอิสระเพิ่มเติมในอนาคต สุดท้าย ผู้ป่วย PD ในกลุ่มตัวอย่างของเรามีระยะเวลาของโรคสั้นกว่าผู้ป่วย ET อย่างมีนัยสำคัญ เราจับคู่ผู้ป่วย ET, PD และ HC โดยส่วนใหญ่ตามอายุ เพศ และดัชนีมวลกาย (BMI) เนื่องจากความแตกต่างของระยะการดำเนินโรคระหว่างกลุ่ม ET และกลุ่ม PD เราจึงศึกษาผู้ป่วย PD ระยะเริ่มต้น 33 ราย และผู้ป่วย ET 16 ราย (ระยะเวลาของโรค ≤3 ปี) เพื่อเปรียบเทียบเพิ่มเติม ความแตกต่างระหว่างกลุ่มในระดับ SCFA โดยทั่วไปสอดคล้องกับข้อมูลเบื้องต้นของเรา นอกจากนี้ เราไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างระยะเวลาของโรคและการเปลี่ยนแปลงของ SCFA อย่างไรก็ตาม ในอนาคต ควรคัดเลือกผู้ป่วย PD และ ET ในระยะเริ่มต้นที่มีระยะเวลาของโรคสั้นกว่านี้ เพื่อทำการตรวจสอบความถูกต้องในกลุ่มตัวอย่างขนาดใหญ่ขึ้น
ระเบียบวิธีการวิจัยได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรมของโรงพยาบาลรุ่ยจิน สังกัดคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้เจียวตง (RHEC2018-243) ผู้เข้าร่วมวิจัยทุกคนได้ให้ความยินยอมเป็นลายลักษณ์อักษร
ระหว่างเดือนมกราคม 2562 ถึงธันวาคม 2565 มีผู้เข้าร่วมการศึกษาทั้งหมด 109 คน (37 คนที่เป็น ET, 37 คนที่เป็น PD และ 35 คนที่เป็นกลุ่มควบคุม) จากคลินิกศูนย์ความผิดปกติของการเคลื่อนไหวของโรงพยาบาลรุ่ยจิน สังกัดคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้เจียวตง โดยมีเกณฑ์ดังนี้: (1) อายุ 25–85 ปี (2) ผู้ป่วย ET ได้รับการวินิจฉัยตามเกณฑ์ MDS Working Group 42 และผู้ป่วย PD ได้รับการวินิจฉัยตามเกณฑ์ MDS 43 (3) ผู้ป่วยทุกคนไม่ได้ใช้ยาต้าน PD ก่อนการเก็บตัวอย่างอุจจาระ (4) กลุ่ม ET ใช้ยา β-blockers เพียงอย่างเดียวหรือไม่ได้ใช้ยาที่เกี่ยวข้องก่อนการเก็บตัวอย่างอุจจาระ นอกจากนี้ยังได้คัดเลือกกลุ่มควบคุมที่มีอายุ เพศ และดัชนีมวลกาย (BMI) ใกล้เคียงกันด้วย เกณฑ์การคัดออก ได้แก่: (1) ผู้ที่ทานมังสวิรัติ (2) ภาวะโภชนาการไม่ดี (3) โรคเรื้อรังของระบบทางเดินอาหาร (รวมถึงโรคลำไส้อักเสบ แผลในกระเพาะอาหารหรือลำไส้เล็กส่วนต้น) (4) โรคเรื้อรังรุนแรง (รวมถึงเนื้องอกร้าย) ภาวะหัวใจล้มเหลว ภาวะไตวาย โรคทางโลหิตวิทยา (5) ประวัติการผ่าตัดระบบทางเดินอาหารครั้งใหญ่ (6) การบริโภคโยเกิร์ตเป็นประจำหรือเรื้อรัง (7) การใช้โปรไบโอติกหรือยาปฏิชีวนะเป็นเวลา 1 เดือน (8) การใช้คอร์ติโคสเตียรอยด์ ยาต้านกรด ยาลดกรด ยาเมตฟอร์มิน ยากดภูมิคุ้มกัน หรือยาต้านมะเร็งเป็นประจำ และ (9) ความบกพร่องทางสติปัญญาอย่างรุนแรงที่รบกวนการทดลองทางคลินิก
ผู้เข้าร่วมการวิจัยทุกคนให้ข้อมูลประวัติทางการแพทย์ น้ำหนัก และส่วนสูงเพื่อคำนวณดัชนีมวลกาย (BMI) และได้รับการตรวจทางระบบประสาทและการประเมินทางคลินิก เช่น คะแนนความวิตกกังวลจากแบบประเมินความวิตกกังวลของแฮมิลตัน (HAMA) 44 คะแนนภาวะซึมเศร้าจากแบบประเมินภาวะซึมเศร้าของแฮมิลตัน-17 (HAMD-17) 45 ความรุนแรงของอาการท้องผูกโดยใช้แบบประเมินอาการท้องผูกของเว็กซ์เนอร์ 46 และแบบประเมินอุจจาระบริสตอล 47 และสมรรถภาพทางปัญญาโดยใช้แบบทดสอบสถานะทางจิตขนาดเล็ก (MMSE) 48 แบบประเมินอาการทางระบบประสาทอัตโนมัติของโรคพาร์กินสัน (SCOPA-AUT) 49 ตรวจสอบความผิดปกติของระบบประสาทอัตโนมัติในผู้ป่วย ET และ PD แบบประเมินอาการสั่นทางคลินิกของแฟน-โทลอส-มาริน (FTM) และแบบประเมินอาการสั่นที่จำเป็น (TETRAS) 50 กลุ่มศึกษาอาการสั่น (TRG) 50 ได้รับการตรวจสอบในผู้ป่วย ET ได้ทำการตรวจสอบมาตราส่วนการให้คะแนนโรคของคินสัน (MDS-UPDRS) เวอร์ชัน 51 ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยสมาคมโรคพาร์กินสันแห่งสหรัฐอเมริกา และเกรด 52 ของโฮห์นและยาห์ร (HY)
ผู้เข้าร่วมแต่ละคนถูกขอให้เก็บตัวอย่างอุจจาระในตอนเช้าโดยใช้ภาชนะเก็บอุจจาระ นำภาชนะไปแช่ในน้ำแข็งและเก็บไว้ที่อุณหภูมิ -80°C ก่อนนำไปวิเคราะห์ การวิเคราะห์กรดไขมันสายสั้น (SCFA) ดำเนินการตามขั้นตอนปกติของบริษัท Tiangene Biotechnology (Shanghai) จำกัด เก็บตัวอย่างอุจจาระสด 400 มิลลิกรัมจากผู้เข้าร่วมแต่ละคนและวิเคราะห์หา SCFA หลังจากบดและเตรียมด้วยคลื่นเสียงอัลตราโซนิค วิเคราะห์ SCFA ที่เลือกในอุจจาระโดยใช้แก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโทรเมตรี (GC-MS) และลิควิดโครมาโทกราฟี-แทนเดมแมสสเปกโทรเมตรี (LC-MS/MS)
สกัด DNA จากตัวอย่าง 200 มิลลิกรัมโดยใช้ชุดอุปกรณ์ QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Germany) ตามคำแนะนำของผู้ผลิต ตรวจสอบองค์ประกอบจุลินทรีย์โดยการลำดับยีน 16S rRNA บน DNA ที่แยกได้จากอุจจาระโดยการขยายบริเวณ V3-V4 ทดสอบ DNA โดยการนำตัวอย่างไปวิเคราะห์บนเจลอะกาโรส 1.2% ทำการขยายยีน 16S rRNA ด้วยปฏิกิริยาโพลีเมอเรสเชน (PCR) โดยใช้ไพรเมอร์แบคทีเรียสากล (357 F และ 806 R) และไลบรารีแอมพลิคอนสองขั้นตอนที่สร้างขึ้นบนแพลตฟอร์ม Novaseq
ตัวแปรต่อเนื่องแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน และตัวแปรเชิงหมวดหมู่แสดงเป็นจำนวนและเปอร์เซ็นต์ เราใช้การทดสอบของ Levene เพื่อทดสอบความสม่ำเสมอของความแปรปรวน การเปรียบเทียบทำโดยใช้การทดสอบ t แบบสองด้านหรือการวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) หากตัวแปรมีการกระจายแบบปกติ และใช้การทดสอบ Mann-Whitney U แบบไม่พาราเมตริกหากไม่เป็นไปตามข้อสมมติฐานเรื่องการกระจายแบบปกติหรือความแปรปรวนคงที่ เราใช้พื้นที่ใต้เส้นโค้ง ROC (AUC) เพื่อวัดประสิทธิภาพการวินิจฉัยของแบบจำลองและตรวจสอบความสามารถของ SCFA ในการแยกแยะผู้ป่วย ET ออกจากผู้ป่วย HC หรือ PD เพื่อตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่าง SCFA และความรุนแรงทางคลินิก เราใช้การวิเคราะห์สหสัมพันธ์ของ Spearman การวิเคราะห์ทางสถิติทำโดยใช้ซอฟต์แวร์ SPSS (เวอร์ชัน 22.0; SPSS Inc., Chicago, IL) โดยกำหนดระดับนัยสำคัญ (รวมถึงค่า P และ FDR-P) ไว้ที่ 0.05 (สองด้าน)
ลำดับ 16S ถูกวิเคราะห์โดยใช้ซอฟต์แวร์ Trimmomatic (เวอร์ชัน 0.35), Flash (เวอร์ชัน 1.2.11), UPARSE (เวอร์ชัน v8.1.1756), mothur (เวอร์ชัน 1.33.3) และ R (เวอร์ชัน 3.6.3) ร่วมกัน ข้อมูลยีน 16S rRNA ดิบถูกประมวลผลโดยใช้ UPARSE เพื่อสร้างหน่วยอนุกรมวิธานปฏิบัติการ (OTUs) ที่มีความเหมือนกัน 97% อนุกรมวิธานถูกกำหนดโดยใช้ Silva 128 เป็นฐานข้อมูลอ้างอิง ข้อมูลความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ระดับสกุลถูกเลือกสำหรับการวิเคราะห์เพิ่มเติม การวิเคราะห์ขนาดผลกระทบของการจำแนกเชิงเส้น (LDA) (LEfSE) ถูกใช้สำหรับการเปรียบเทียบระหว่างกลุ่ม (ET เทียบกับ HC, ET เทียบกับ PD) โดยมีเกณฑ์ α ที่ 0.05 และเกณฑ์ขนาดผลกระทบที่ 2.0 สกุลที่จำแนกได้ซึ่งระบุโดยการวิเคราะห์ LEfSE ถูกนำไปใช้สำหรับการวิเคราะห์ความสัมพันธ์แบบ Spearman ของ SCFA ต่อไป
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบการศึกษา โปรดดูบทคัดย่อรายงานการวิจัยธรรมชาติที่เกี่ยวข้องกับบทความนี้
ข้อมูลลำดับเบส 16S ดิบถูกจัดเก็บไว้ในฐานข้อมูล BioProject ของศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (NCBI) (SRP438900: PRJNA974928) URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa ข้อมูลอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องสามารถขอได้จากผู้เขียนที่ติดต่อได้โดยตรงเมื่อมีการร้องขออย่างสมเหตุสมผล เช่น ความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์และการแลกเปลี่ยนทางวิชาการกับโครงการวิจัยเต็มรูปแบบ ไม่อนุญาตให้ถ่ายโอนข้อมูลไปยังบุคคลที่สามโดยไม่ได้รับความยินยอมจากเรา
โค้ดโอเพนซอร์สนี้ใช้การผสมผสานระหว่าง Trimmomatic (เวอร์ชัน 0.35), Flash (เวอร์ชัน 1.2.11), UPARSE (เวอร์ชัน v8.1.1756), mothur (เวอร์ชัน 1.33.3) และ R (เวอร์ชัน 3.6.3) โดยใช้การตั้งค่าเริ่มต้นหรือส่วน "วิธีการ" หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติม สามารถติดต่อผู้เขียนที่เกี่ยวข้องได้เมื่อมีการร้องขออย่างสมเหตุสมผล
Pradeep S และ Mehanna R. ความผิดปกติของระบบทางเดินอาหารในภาวะการเคลื่อนไหวผิดปกติแบบไฮเปอร์ไคเนติกและภาวะอะแท็กเซีย ที่เกี่ยวข้องกับโรคพาร์กินสัน สับสน 90, 125–133 (2021)
Louis, ED และ Faust, PL พยาธิวิทยาของอาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัด: การเสื่อมของระบบประสาทและการจัดระเบียบใหม่ของการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาท Nat. Pastor Nirol. 16, 69–83 (2020)
Gironell, A. อาการสั่นที่เกิดจากความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลางเป็นความผิดปกติหลักของการทำงานผิดปกติของ GABA หรือไม่? ใช่. Internationality. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ และ Katara DP แกนลำไส้-สมอง: สองโหมดการส่งสัญญาณในโรคพาร์กินสัน โมเลกุลเซลล์ ประสาทชีววิทยา 42, 315–332 (2022)
Quigley, EMM. แกนจุลินทรีย์-สมอง-ลำไส้และโรคความเสื่อมของระบบประสาท. Current. Nellore. Neuroscience. Reports 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR และ He, XX การปลูกถ่ายจุลินทรีย์ในอุจจาระช่วยปรับปรุงอาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัดและกลุ่มอาการลำไส้แปรปรวนในผู้ป่วยได้พร้อมกัน จิตวิทยาผู้สูงอายุ 20, 796–798 (2020)
Zhang P. และคณะ การเปลี่ยนแปลงเฉพาะในจุลินทรีย์ในลำไส้ในภาวะสั่นไม่ทราบสาเหตุและการแยกแยะจากโรคพาร์กินสัน NPJ โรคพาร์กินสัน 8, 98 (2022)
Luo S, Zhu H, Zhang J และ Wang D. บทบาทสำคัญของจุลินทรีย์ในการควบคุมหน่วยประสาท-เกลีย-เยื่อบุผิว ความต้านทานต่อการติดเชื้อ 14, 5613–5628 (2021)
Emin A. และคณะ พยาธิวิทยาของอัลฟา-ไซนูคลีนในลำไส้เล็กส่วนต้นและภาวะกลิโอซิสในลำไส้ในโรคพาร์กินสันที่ลุกลาม move. confusion. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023)
Skorvanek M. และคณะ แอนติบอดีต่ออัลฟา-ไซนูคลีน 5G4 ตรวจพบโรคพาร์กินสันที่แสดงอาการชัดเจนและโรคพาร์กินสันระยะเริ่มต้นในเยื่อบุลำไส้ใหญ่ move. confusion. 33, 1366–1368 (2018)
Algarni M และ Fasano A. การเกิดร่วมกันของอาการสั่นที่เกิดจากสาเหตุที่ไม่ทราบแน่ชัดและโรคพาร์กินสัน เกี่ยวข้องกับโรคพาร์กินสัน ความสับสน 46, С101–С104 (2018)
Sampson, TR และคณะ จุลินทรีย์ในลำไส้ปรับเปลี่ยนความบกพร่องทางการเคลื่อนไหวและการอักเสบของระบบประสาทในแบบจำลองโรคพาร์กินสัน Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016)
Unger, MM และคณะ กรดไขมันสายสั้นและจุลินทรีย์ในลำไส้แตกต่างกันระหว่างผู้ป่วยโรคพาร์กินสันและกลุ่มควบคุมที่มีอายุใกล้เคียงกัน เกี่ยวข้องกับโรคพาร์กินสัน ความสับสน 32, 66–72 (2016)
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E และ Elinav E. เมตาโบไลต์ที่ถูกควบคุมโดยไมโครไบโอมที่ส่วนติดต่อภูมิคุ้มกันของโฮสต์ J. Immunology. 198, 572–580 (2017).