治疗丁酸对儿童肥胖的影响:随机临床试验

要点

问题口服补充丁酸作为辅助标准治疗可以有效治疗小儿肥胖?

发现在这个随机临床试验包括54儿童肥胖,40%的绝对增加孩子经历的速度减少至少0.25 SD观察大量的身体质量指数在6个月的治疗丁酸与接受安慰剂在意向性治疗分析。报告的不良反应包括短暂轻微的恶心和头痛2例在第一个月的丁酸盐干预。

意义这项随机临床试验的结果表明,口服补充丁酸可能有效的治疗儿童肥胖。

重要性小儿肥胖疾病负担强加新的有效策略的必要性。

客观的确定口服补充丁酸作为兼职的标准治疗是有效治疗儿童肥胖。

设计,设定和参与者quadruple-blind一项随机,安慰剂对照试验进行了从11月1日,2020年12月31日,2021年,在三级中心儿科营养、转化医学、那不勒斯大学费德里科•II,那不勒斯,意大利。与会者包括5到17岁的儿童与身体质量指数(BMI)大于95。

干预措施标准照顾儿童肥胖与口服丁酸钠补充,20毫克/公斤体重/天,6个月或安慰剂是管理。

主要结果和措施至少0.25的主要结果是降低BMI SD分数在6个月。二次结果是腰围的变化;空腹血糖、胰岛素、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯、胃饥饿素,微rna - 221和白细胞介素- 6的水平;稳态模型评估胰岛素抵抗(HOMA-IR);饮食和生活习惯;和肠道微生物组结构。意向处理分析。

结果54个肥胖儿童(31女孩(57%),平均年龄(SD), 11(2.91)年)被随机分为丁酸和安慰剂组;4在接收后失访丁酸的干预组和安慰剂组。意向处理分析(n = 54),孩子对待丁酸盐有较高的BMI减少大于或等于0.25 SD分数在6个月(96% vs 56%,绝对收益增加,40%;95%可信区间,21%到61%;P< . 01)。按方案分析(n = 48)丁酸盐组显示以下变化与安慰剂组相比:腰围、−5.07厘米(95% CI, 7.68−−2.46厘米;P<措施);胰岛素水平,−5.41μU /毫升(95% CI, 10.49−−0.34μU /毫升;P= 03);HOMA-IR−1.14 (95% CI, 2.13−−0.15;P= .02点);胃促生长素水平,−47.89μg /毫升(95% CI, 91.80−−3.98μg /毫升;P<措施);microRNA221相对表达式,−2.17(95%可信区间,3.35−−0.99;P<措施);和il - 6水平,−4.81 pg / mL (95% CI, 7.74−−1.88 pg / mL;P<措施)。类似的模式,坚持标准护理观察2组。基线肠道微生物组签名可预测治疗反应的识别。报告的不良反应包括短暂轻微的恶心和头痛2例在第一个月的丁酸盐干预。

结论和意义口服补充丁酸可能有效的治疗儿童肥胖。

试验注册ClinicalTrials.gov标识符:NCT04620057

儿童肥胖是全球以惊人的速度增长。^1,2有效的治疗策略需要限制疾病负担。

肠道微生物组(GM)可能在肥胖中发挥作用。^{3- - - - - -5}新陈代谢健康型通用汽车是由富含纤维的饮食维护。⁶植物性食物是由通用汽车发酵生产antiobesogenic短链脂肪酸丁酸。^7,8尽管丁酸盐摄入量可以增加乳制品的消费,它的主要来源是派生nondigestible通用发酵的碳水化合物。⁸膳食摄入量低基质丁酸盐生产和低数量的butyrate-producing细菌可能导致肥胖。⁹这个证据表明丁酸盐治疗肥胖的潜力。丁酸对小儿肥胖(BAPO)试验旨在评估是否可以有效地补充丁酸小儿肥胖症的治疗。

quadruple-blind BAPO审判是随机的,与这些相应平行的组织、安慰剂对照试验,旨在测试补充丁酸在儿科患者的治疗效果与肥胖。这次审判是那不勒斯大学的伦理委员会批准的“费德里科•II”(协议中可用补充1)和执行符合《赫尔辛基宣言》¹⁰和有关欧洲和意大利隐私法规。书面知情同意参与这项研究是获得病人的父母或法定监护人。没有提供经济补偿。本研究遵循统一的标准报告试验(配偶)报告指南(图1)。

患者随访三级中心儿科营养系的那不勒斯大学转化医学研究“费德里科•II”被认为是合格的。入选标准是5岁到17岁,身体质量指数(BMI)大于第95百分位的性别与年龄,使用世界卫生组织生长图表。¹¹我们排除了儿童过敏,自身免疫性疾病,减肥手术、癌症、腹腔疾病,慢性血液疾病,囊性纤维化,胃肠疾病、呼吸道疾病、泌尿系统疾病,遗传和代谢疾病、免疫缺陷、炎症性肠病、神经或神经精神障碍,参与其他试验,并与二甲双胍治疗,维生素、益生元、益生菌,或postbiotics因为他们的潜在影响在过去的一年里,通用汽车的结构和功能。

丁酸盐组标准照顾小儿肥胖+丁酸钠胶囊,20毫克/公斤体重/天,最多800 mg / d (Butyrose LSC贬值三)6个月(T6)。安慰剂组接受标准治疗+玉米淀粉胶囊。在实例中,年轻患者无法吞下胶囊,孩子们被邀请打开胶囊,溶解在液体或固体食物的内容。根据意大利儿童肥胖的指南,¹²标准治疗包括地中海饮食平衡使用引用意大利社会的人类营养与每日至少60分钟的有氧运动和减少久坐行为。

主要结果是至少0.25的降低BMI SD分数在T6 (SDS)。这种减少一直被视为最小临床重要的区别。¹²

二次结果是腰围的变化;血清葡萄糖、胰岛素、胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇(低密度脂蛋白),高密度脂蛋白胆固醇(hdl - c)、甘油三酯、胃饥饿素,微rna - 221和白细胞介素- 6 (il - 6)水平;稳态模型评估胰岛素抵抗(HOMA-IR);饮食习惯;和通用结构。生活习惯也被监控。

检测降低BMI SDS大于或等于0.25丁酸的手臂,我们计算出至少25参与者每组是必要的α水平. 05和0.90(皮尔森χ的力量²测试)。假设辍学率高达10%,我们打算招收27病人每组。

中心随机化是用来分配1:1比例的儿童分成治疗组。随机化列表生成应用ralloc命令块大小2(占据,版本14.2,StataCorp LLC)。

包装、颜色和重量的丁酸和安慰剂胶囊都是相同的。按顺序编号的胶囊提供盒子,不透明保护相同的外观和密封的信封,根据随机化,由一个独立的药店名单。调查人员、病人、他们的父母或法定监护人,研究人员进行数据录入组分配也不清楚。

研究监测是由一个独立的临床试验包括监测和现场访问和电话采访调查人员。监测回顾了临床形式的完整性、一致性和指示清晰,研究人员需要修正或补充。临床研究人员(南卡罗来纳州,印度,C.D.S., A.F.d.G.d.S.S., and R.B.C.) entered data in a case report form. Such data were anonymized and entered into an electronic database by the same researcher. The database underwent data cleaning according to standard procedures and was locked before statistical analysis, performed by a statistician (G.B.).

在招生(T0),病人的病史收集并记录在报表中。T0然后每月(T1-T6),一个完整的体格检查和数据收集并记录执行情况报表。

人体测量是由相同的营养师(南卡罗来纳州)T0,然后每月直到T6。测量体重和身高的孩子穿着光室内衣服,没有鞋子,使用校准机械列规模(阿斯特拉,GIMA)与一个完整的测量杆。身体质量指数计算是用体重(公斤)除以身高(米)的平方,和BMI SDS获得世卫组织参考曲线。腰围测量的人体测量磁带(Seca 203;Seca GmbH)到最近的0.1厘米在髂嵴之间的中点和低肋年底正常到期。饮食摄入量评估T0和T6使用为期3天的食物记录(2工作日和周末1天)。父母和教师的患者接受口头和书面说明如何衡量食物和膳食记录数据。分析能量和营养摄入了使用软件(Winfood 3;Medimatica Srl)。T6,坚持建议关于身体活动和久坐行为评估通过询问关于生活习惯,如前所述。¹⁴

取血样进行T0和T6。外周静脉血样被禁食8点半我并立即分析在医院实验室葡萄糖、胰岛素、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯的水平。HOMA-IR计算葡萄糖水平(毫克/分升)×胰岛素水平(每毫升microunits) / 22.5。胃促生长素和il - 6水平与商业酶联免疫分析试剂盒测定(Bio-Techne有限公司和Abcam Inc .)。

外周血单核细胞从末梢全血分离(3毫升)样品使用Ficoll-Paque(通用电气医疗集团)方法。微RNA表达分析,总RNA分离外周血单核细胞(试剂盒试剂盒;英杰公司)和量化(NanoDrop 2000 c分光光度计;热科学)和RNA质量和完整性进行评估(Experion RNA标准工具包,Bio-Rad实验室Inc)。定量实时聚合酶链反应分析执行的微rna - 221 (TaqMan microrna基因表达分析工具包TaqMan化验设备,应用生物系统公司)。人类外周血单核细胞之前作为代理人的组织并不容易,如脂肪组织。¹⁵微rna - 221被选为其已知的协会与BMI和蛋白质参与脂肪代谢。¹⁶样本运行在95°C复制15秒和60°C 1分钟(ABI棱镜7900序列检测系统,应用生物系统公司)。数据分析与比较阈值进行循环方法和表示为2^−δ比较阈值。mir - 301 b被用作参考微数据规范化。

收集粪便样本,并立即冻结在−在T0和T6 80°C。28个样本不足和测序过程不足14粪便样本。因此,66份粪便样品进行了分析:36粪便样本从丁酸手臂(n = 18在T0和n = 18 T6)和30粪便样本的安慰剂(n = 15在T0和n = 15 T6)。样本分析如前所述。^{17- - - - - -24}原始序列读取已存入顺序阅读档案的国家生物技术信息中心加入PRJNA788383数量。万博manbetx平台首页

在每个访问,坚持分配的治疗方法是评估数量的一个计数胶囊的盒子。依从性被定义为消费100%的胶囊。专用的电话号码可以每周7天的任何可疑不良事件,并在每个月度访问,安全监控通过一个完整的临床评价。如果需要不定期进行。

大多数连续变量nongaussian分布,并作为中位数(差)。离散变量作为数字和比例。

主要结果(即减少≥0.25 BMI SDS T6)使用二项回归模型评估。的响应变量模型等的发生减少(离散:0 =不,1 = yes)和预测变量是治疗(离散:0 =安慰剂,1 =丁酸)。点估计和绝对收益增加的95%可信区间(ABI)从二项式回归模型得到。相应的P值使用瓦尔德测试获得的。数量需要治疗的95%可信区间(即儿童的数量需要与丁酸盐治疗6个月促进降低BMI≥0.25的SDS)使用本德公式计算。¹³

我们进行了意向性治疗分析(ITT)的主要结果,考虑到孩子失访作为主要结果的所有缺失的值设置为最坏的结果在丁酸和安慰剂武器(equal-case场景ITT)和缺失值的主要结果丁酸臂设置为最坏的结果,最好的结果在安慰剂(最坏的情况下ITT)。最坏的结果被定义为缺乏至少0.25 BMI SDS T6的减少;最好的结果被定义为这样一个减少在T6的存在。此外,我们进行了按方案分析(PPA)主要结果只使用患者随访期内完成。

二次结果(即腰围的变化;空腹血糖、胰岛素、总胆固醇、低密度脂蛋白,高密度脂蛋白胆固醇,甘油三酯,微rna - 221,饥饿激素,和il - 6水平;HOMA-IR;饮食和生活习惯;使用PPA和通用结构)进行评估。这种变化进行评估与连续使用线性回归模型结果作为响应变量和治疗(离散:0 =安慰剂,1 =丁酸)、时间(离散:0 =基线,1 = 6个月)和治疗×时间一起互动(离散×离散)作为预测的基础价值的结果。集群计算95% CIs占重复措施。统计分析了使用占据,版本17.1 (StataCorp LLC)。

与转基因有关统计分析的结果是使用R,执行版本4.0.3 (R统计计算的基础)。置换多元方差分析是使用R R函数执行pairwise.perm.manova基于999的包RVAideMemoire排列在Jaccard距离矩阵计算得到MetaPhlAn 3.0分类资料。成对Wilcoxon等级和测试进行了分类和功能配置(功能stat_compare_means在R包ggplot2)。测试是成对的,双向的;P值<。05were considered significant.

从2020年11月1日执行的审判,2021年12月31日。孩子们60评估资格。5个孩子被排除在外,因为他们不符合入选标准,1因为缺乏知情同意。其余54个孩子(23男生(43%)和31个女生(57%);意味着(SD)年龄11[2.91]年)1:1的比例被随机分配到丁酸盐(n = 27)或安慰剂(n = 27)。丁酸的胳膊,四个孩子中最小的两个孩子在对照组失访,留下23个孩子(85%),丁酸手臂和25名儿童(92%),安慰剂组(图1)。

患者基线特征给出了表1。孩子的年龄是高丁酸臂(中值(差),12(9-14)年)比安慰剂(中位数(差),10年(8 - 12))。此外,中位数SDS BMI较高的丁酸盐集团(中位数(差),2.96(2.54 - -3.41))比安慰剂组(中位数(差),2.80 (2.66 - -3.53))。除了类似的差,BMI SDS相似的分布在两组(eFigure 1补充2)。HOMA-IR较高的中位数丁酸与安慰剂组(中值(差),3.8(3.0 - -5.5)和2.6(2.2 - -3.7)),可能是因为puberty-associated胰岛素抵抗。然而,总体布局HOMA-IR 2组相当(eFigure 2补充2)。的基线特征患者失访报告eTable 1补充2。

主要的结果报告的发病率表2。假设一个equal-case场景ITT公司,所有患者失访已经达到主要结果,英国保险协会为40%(95%可信区间,21% - -61%;P<措施;n = 54),对应于2的数量需要治疗(95% CI, 2 - 5)。在最坏的情况下ITT公司(即假设2例失访的安慰剂的手臂已经达到主要结果和4丁酸的手臂没有病人失访),英国保险协会为26%(95%可信区间,2% - -49%;P= .03点;n = 54)丁酸和安慰剂。此外,排除患者失访(即执行PPA),英国保险协会为44%(95%可信区间,22% - -64%;P<措施;n = 48)丁酸和安慰剂。

图2情节的变化BMI SDS丁酸盐组和安慰剂组。BMI SDS降低了从3.15到2.89 (95% CI, 3.15 - -3.16), T6 (95% CI, 2.78 - -3.00)在安慰剂组和从3.15到2.58 (95% CI, 3.14 - -3.16), T6 (95% CI, 2.48 - -2.68)丁酸盐组。这些变化从线性回归计算重复措施,修正结果的基础价值(PPA)。

表3给人体测量的值,实验室,和饮食丁酸盐组和安慰剂组中的数据在T0和T6 (PPA)。考虑到基线值,改变丁酸与安慰剂组的结果是:BMI,−2.26 (95% CI, 3.28−−1.23;P<措施);BMI SDS,−0.31 (95% CI, 0.46−−0.16;P<措施);腰围,−5.07厘米(95% CI, 7.68−−2.46厘米;P<措施);胰岛素水平,−5.41μU /毫升(95% CI, 10.49−−0.34μU /毫升;P=。03[to convert to picomoles per liter, multiply by 6.945]); HOMA-IR, −1.14 (95% CI, −2.13 to −0.15;P= .02点);胃促生长素水平,−47.89μg /毫升(95% CI, 91.80−−3.98μg /毫升;P<措施);micro-RNA221相对表达式,−2.17(95%可信区间,3.35−−0.99;P<措施);和il - 6水平,−4.81 pg / mL (95% CI, 7.74−−1.88 pg / mL;P<措施)。没有显著变化,血清葡萄糖、胆固醇、低密度脂蛋白,高密度脂蛋白胆固醇和甘油三酸酯水平。

饮食能量和养分含量的变化是相似的在武器,建议坚持饮食建议的可比模式(表3)。特别是在T6,减少每日能量摄入和常量营养元素重新分配向推荐的范围和地中海饮食原则是观察两组。此外,类似的模式坚持的生活方式建议在T6 2组观察到所有的身体活动和久坐行为评分(eTable 2补充2)。

我们没有发现重大between-arm通用分类结构的差异,同时在T0和T6(置换多元方差分析)。然而,我们发现一个基线协会通用结构响应的干预。特别是,基线的丰度Faecalibacterium prausnitzii与减少HOMA-IR和Roseburia faecis与胰岛素水平降低有关,而瘤胃球菌属扭矩与HOMA-IR呈负相关(eFigure 3补充2)。此外,病人接受丁酸显示基因丰富度的增加和减少在支链氨基酸生物合成基因,由Wilcoxon排名和测试。

研究过程和干预被病人接受。坚持治疗是降低丁酸与安慰剂组,4和2孩子拒绝继续治疗。依从性评估显示,这四个病人停止丁酸消费后第一剂量。

没有患者报告副作用的安慰剂的手臂。瞬变期间,2例轻度恶心、头痛被报道的第一个月丁酸盐干预。症状消失在接下来的4周,和病人都能够继续分配的治疗。不需要药物治疗是治疗这些症状。

新兴的数据表明丁酸盐是一种促进健康的分子能够调节体内平衡能量,胰岛素敏感性,脂质代谢和炎症。⁸缺乏丁酸盐对人体新陈代谢与有害的影响²⁵并已发表在个人与肥胖。²⁶

据我们所知,BAPO试验是第一个随机临床试验评估丁酸对儿童肥胖的影响,表明6个补充可以降低BMI和改善葡萄糖代谢和炎症。丁酸政府的有利影响葡萄糖代谢与以前的数据是一致的。²⁷丁酸盐补充改善胰岛素敏感性,限制动物的胰岛素抵抗和高胰岛素血症^28,29日和人类在精益。^30.丁酸盐补充成人糖尿病患者HOMA-IR水平下降。^31日根据这些数据,^{27- - - - - -31日}我们发现丁酸补充减少HOMA-IR和空腹胰岛素水平与肥胖儿童。此外,通用分析支持丁酸在葡萄糖代谢的作用,所提出的儿童更积极响应butyrate-producing细菌的丰度较高的基线。

与菊粉补充,饮食的基质丁酸盐生产、确定减少食欲,体重,orexigenic激素的老鼠。³²事实上,丁酸盐参与肠脑轴通过激素调节饱腹感和食欲的调制信号。^{33- - - - - -35}符合这些发现,我们发现丁酸补充引起显著降低血清激素水平与肥胖儿童。

腹部肥胖与消极的健康结果相关。³⁶腰围是腹部肥胖的一个标志。³⁷符合之前的数据,我们发现丁酸产生显著减少腰围儿童肥胖,可能由于其分解脂肪的作用。^38,39

小分子核糖核酸参与脂肪形成和代谢和内分泌功能。⁴⁰先前的研究表明,微rna - 221调节肥胖与胰岛素抵抗,增加患者的BMI和炎症。^16,41,42我们发现丁酸盐微rna - 221表达降低,影响与BMI平行,HOMA-IR、胰岛素、促炎细胞因子il - 6水平降低。类似的调节行动il - 6,个人与肥胖的主要循环炎症介质,⁴³在临床前研究中被报道。^44,45

据我们所知,BAPO试验是第一个随机临床试验评估补充丁酸与肥胖儿童对BMI的影响和几个变量参与肥胖的发病机制。这个试验有一定的局限性。缺乏数据的主要限制是对于身体成分,静息能量消耗,其他代谢变量和丁酸血清干预的依从性的客观标志。此外,使用基于监控设备的缺乏客观量化运动也可以被认为是这项研究的一个限制。

本研究的结果表明,在儿童肥胖,口服补充丁酸可能产生减少BMI对葡萄糖代谢和炎症和施加有益的影响。这些数据支持的重要性GM-derived代谢物丁酸作为保护因素与肥胖,强调健康饮食和通用函数的核心作用达到一个最优的内生丁酸盐的生产。后续需要较长的随机临床试验来证实我们的发现。

低依从率和高频率轻微副作用的患者中观察到丁酸表明这种化合物的不愉快的感官特性可能会限制其临床应用。因此,开发新的butyrate-based化合物自由这些不愉快的特性是主张一个更有效的治疗作用对儿童肥胖的丁酸盐。

发表:2022年10月18日。

发表:2022年12月5日。doi:10.1001 / jamanetworkopen.2022.44912

开放:这是一个开放的分布式根据文章CC-BY许可证。©2022科波拉年代等。狗万体育下载地址《美国医学会杂志》网络开放。

通讯作者:博士,医学博士罗伯特•贝尔尼Canani转化医学,那不勒斯大学费德里科•II,那不勒斯,意大利,通过Sergio Pansini 5, 80131年,意大利那不勒斯(berni@unina.it)。

作者的贡献:博士贝尔尼Canani有完全访问所有的数据研究,负责数据的完整性和数据分析的准确性。

概念和设计:科波拉,Calignano Di Scala de乔凡尼迪圣Severina Ercolini,贝尔尼Canani。

数据的采集、分析或解释:诺切里诺,Paparo、Bedogni De菲利皮主持,贝尔尼Canani。

起草的手稿:诺切里诺,Paparo,德菲利皮主持,贝尔尼Canani。

关键的修订手稿的重要知识内容:科波拉,诺切里诺,Bedogni Calignano, Di Scala de乔凡尼迪圣Severina Ercolini,贝尔尼Canani。

统计分析:诺切里诺,Bedogni,德菲利皮主持,贝尔尼Canani。

获得资助:Ercolini。

行政、技术或材料支持:德菲利皮主持,Ercolini,贝尔尼Canani。

监督:科波拉,诺切里诺,Calignano Di Scala·德·乔凡尼迪圣Severina de菲利皮主持,贝尔尼Canani。

利益冲突的披露:没有报道。

资金/支持:支持的研究部门转化医学大学的那不勒斯费德里科•II,那不勒斯,意大利,它收到了来自国家复苏和弹性的资金计划,欧洲Union-NextGenerationEU Foods-Research和创新网络在食物和营养的可持续性,在食品安全保障工作;代码PE0000003)。

资助者的角色/赞助商:资金组织没有参与这项研究的设计和实施;的收集、管理、分析和解释数据;准备、审查或批准的手稿;并决定提交出版的手稿。

数据共享声明:看到补充3。

额外的贡献:我们感谢所有的病人和他们的家庭为他们的时间和精力。