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神経消化器病学＆運動性早見表e14801
原著論文
オープンアクセス
小腸細菌過剰増殖の検出のためのブドウ糖呼気試験： 検査前の食事の影響

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nmo.14801

ナスタシア・マティオ、ピエール・プラダ、クリステル・マション、アンヌ・ミアロン、サビーヌ・ローマン、シャルロット・キュルク、フランソワ・ミオン
初出：2024年4月12日
https://doi.org/10.1111/nmo.14801
試験について
セクション

要旨
背景
ブドウ糖呼気試験（GBT）は、小腸細菌の過剰増殖の診断に用いられる。検査前日には、繊維質や発酵性食物を含まない制限食が推奨される。我々のレトロスペクティブ研究の目的は、2つの異なる制限食がGBTの結果に及ぼす影響を評価することである。

方法
当研究室では2020年9月1日に試験前の制限食を変更した。それ以前は食物繊維除去食、それ以降は食物繊維除去食＋発酵性食品全般の制限食が推奨された。そこで、この試験前食事内容の変更前（A群）と変更後（B群）にGBTを実施し、その結果を比較した。人口統計、GBTを実施した理由、消化器症状、水素とメタンの基準値とブドウ糖摂取後の変動を2群間で比較した。

主な結果
A群では269人、B群では316人がGBTを受けた。メタンと水素のベースライン値はA群で有意に高かった（それぞれ14 [18] vs. 8 [14] ppm, p < 0.01, and 11 [14] vs. 6 [8] ppm, p < 0.01）。陽性検査の割合は、メタン（43％対28％、p < 0.05）および水素（18％対12％、p = 0.03）についてはA群で高かった。

結論と推論
このレトロスペクティブ研究は、GBT前の制限食の重要性を示唆している。繊維質と発酵性食物を厳格に制限することで、水素とメタンの基準値が低下し、GBT陽性の有病率が低下した。したがって、水素およびメタンの呼気レベルに対する食物の影響を制限し、おそらくGBTの診断の質を改善するために、厳格な制限食を検査前日に推奨すべきである。

ポイント
検査前日に発酵食品を一切摂らない厳格な食事制限を行うと、食物繊維を摂らない食事制限に比べ、呼気中の水素とメタンの基準値が有意に低下する。
検査前日の厳格な食事により、ブドウ糖呼気検査結果が陽性となる頻度は低下する。
グルコース呼気試験前の食事の影響は強調されなければならない。
1 はじめに
小腸内細菌過剰増殖（SIBO）および腸内メタン生成過剰増殖（IMO）は、ベースライン時または特定の炭水化物摂取後のいずれかにおいて、特定のカテゴリーの細菌および古細菌によるそれぞれ水素またはメタンの過剰産生に関連する腸内微生物叢の異常として定義される1。呼気ガス中の水素とメタン濃度を測定するグルコースまたはラクチュロースの呼気試験は、比較的感度と特異度が低いことが知られているにもかかわらず、腸内微生物の過剰増殖の診断に最も頻繁に使用される検査である2-4。十二指腸-空腸間吸引液の分子解析を可能にする新しい技術は有望であるが、空腸間吸引液培養の結果とは相関性がないようである6。

SIBOまたはIMOは、過敏性腸症候群（IBS）と多くの点で類似した複数の症状によって臨床的に表現されることがある。IBSには特異的な治療法がないため、SIBOまたはIMOの診断は、低FODMAP食や抗生物質療法などの適応療法が可能であるため、患者にとって魅力的であり、いくつかの研究で有望な結果が得られている7-11。

13これらの検査の診断価値を高め、不必要な制限食や高価な抗生物質治療を避けるためには、検査前に摂取した食物に関する消化管発酵を制限することが重要であろう。コンセンサスペーパーでは、検査前の食事制限の必要性が指摘されている1, 14。呼気検査に関する北米のコンセンサスでは、呼気検査の1日前から「複合炭水化物などの発酵性食品」を避け、8～12時間の絶食期間を設けることが提案されている15。しかし、このような推奨の根拠は、主に繊維や複合糖質の摂取の効果について述べた論文に基づいており、果糖や乳糖を含む食品の効果についてはあまり研究されていない17, 18。

呼気試験前の食事制限の重要性を評価するために、試験前日に提案された制限食のプロトコル変更を中心に、GBTの結果をレトロスペクティブに分析した。

被験者2名と方法
我々のレトロスペクティブ研究は、当研究室で2017年7月から2021年6月の間にGBTを実施した成人患者585人の縦断的コホートに焦点を当てた。初期コホートは616件のGBTで構成された。同一被験者で呼気検査を繰り返した場合は、最初の検査のみを対象とし、その結果、被験者総数は585名となった。除外基準はなかった。検査中、すべての患者は、過敏性腸症候群重症度評価システム（IBS-SSS）19、病院不安・抑うつ尺度（HAD）20、主症状、既往歴などを含む電子問診票に記入した。患者は情報通知書を受け取り、そこからデータの使用に反対することができた。データの収集と解析はレトロスペクティブに行われた。本研究はHCL科学倫理委員会の承認を得た。データは、試験前の制限食指示の変更実施前後の2群間で比較された。さらに、患者の過去の病歴（消化器外科手術、糖尿病）、検査当日に喫煙を認めた患者と認めなかった患者でGBTの結果を比較した。

GBTの前には、North American Consensusに記載されているように、検査前8時間以上の絶食、禁煙、検査当日の激しい運動禁止が指示された。下剤の使用は検査8日前から、抗生物質の使用は4週間前から禁止された。糖尿病患者の場合、検査当日はインスリンの急速注射を中止した。

2020年9月1日以降に実施される検査では、GBT前の食事プロトコールの変更が導入され、GBT実施日によってA群とB群の体質が決定される。それ以前は、検査前日は食物繊維を摂らない食事を摂るよう指示され、ジャガイモ、動物性蛋白質、乳製品、ジャム、蜂蜜、パン、バター、乾燥ビスケットが許可されていた（A群）。

それ以降は、検査前日には発酵食品（乳製品、乾燥ビスケット、ジャガイモを含む）を一切食べないという、より抜本的な指示が出された。検査前日は、米、動物性タンパク質、ハードチーズ、植物油のみを摂取するように指示された。飲み物はプレーンウォーターか炭酸水に限定した（B群）。

検査当日は、欧州のガイドライン16に従い、口腔内細菌の活動を制限するためにクロルヘキシジンによる口腔洗浄を行った。その後、ベースラインの呼気サンプルをガラス管（EasySampler™、Quintron社、米国ウィスコンシン州ミルウォーキー）で2回採取した。その後、患者は75gのグルコースを250mLの普通の水に溶かしたものを摂取し、グルコース摂取後15分ごとに呼気サンプルを2時間にわたって採取した。サンプルはその後、BreathTracker SC Analyser（Quintron社、米国ウィスコンシン州ミルウォーキー）を用いて水素とメタン濃度（およびサンプルの品質を確保するためのCO2）を分析した。

呼気試験陽性の定義には、北米のコンセンサス・カットオフを用いた。GBTは、ベースライン値と比較して水素濃度が20ppm以上増加した場合（SIBO陽性）、または摂取後120分以内であれば、ベースライン値を含む検査中のいかなる時点においてもメタン値が10ppm以上であった場合（IMO陽性）を陽性とした15。

こうして、GBTの結果を、食事制限変更前（A群）と変更後（B群）の2群で比較した。

カテゴリー変数は数値とパーセンテージで、連続変数は中央値と四分位範囲で示している。

カテゴリー変数については、グループ間の比較は、適宜、カイ2乗検定またはFisher exact検定を用いて行った。連続変数については、正規分布で各群のサンプルサイズが30を超える場合はt検定、そうでない場合はノンパラメトリックのMann-Whitney U検定で群間比較を行った。正規性はShapiro-Wilk検定を用いて検定した。

p < 0.05の値を統計的に有意とみなした。すべての解析はRソフトウェアバージョン3.5.3（R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria）を用いて行った。

3 結果
269名の患者が繊維質除去食のみ（A群）、316名の患者がより制限的な発酵食品除去食（B群）の後にGBTを受けた。2群は、性別、年齢、BMI、症状の重症度、糖尿病、消化管手術の点で同様であった（表1）。(表1）。水素とメタンのベースライン値は、A群でB群より有意に高かった（表2）。グルコース摂取後の水素濃度の最大上昇は、B群よりもA群で高かった（17 [31] ppm 対 12 [26] ppm、p < 0.01）。メタン濃度の最大上昇はA群で有意に高かった（6 [8] ppm vs. 4 [7] ppm、p < 0.01）。メタンと水素のGBT陽性率はA群で有意に高かった。

表1. 試験前制限食プロトコールの変更前（A群）と変更後（B群）のブドウ糖呼気試験を受けた患者の人口統計学的特徴。
A群 (n = 269) B群 (n = 316) p-値
年齢（歳）、平均（SD） 46 (16) 47 (16) 0.9
性別0
女性 205 (76%) 226 (72%) 0.21
男性 64 (24%) 90 (28%)
BMI (kg/m2) (平均 [SD]) 23 (5) 23 (5) 0.9
<18 32 (12%) 29 (9%)
18-25 170 (63%) 200 (63%)
25-30 39 (15%) 56 (18%)

GBTで水素とメタンの両方が陽性であった症例は61例（10.4％）であり、その大部分はA群であった（45/61：74％）。水素陽性のGBTの72％がメタン陽性でもあった（A群では92％、B群では43％（16/37）、p<0.01）。一方、メタン陽性のGBTの32％が水素陽性でもあり、そのほとんどがA群であった（45/106、42％対B群16/84、19％、p＜0.01）。

過去の消化管手術歴は、水素（48％対9％、p＜0.01）についてはGBT陽性率が高いことと有意に関連していたが、メタン（45％対35％、p＞0.05）については関連していなかった。小腸切除（n = 18、回盲弁切除を含む）は、56％の水素に対するGBT陽性と関連したが、左結腸切除（n = 12）は、水素に対するGBT陰性（100％）と関連した。胃バイパス術後（n = 18）では100％、スリーブ状胃切除術後（n = 5）では80％のGBTが水素陽性であった。

糖尿病（n = 23）は、水素陽性のGBT（55.6％ vs 非糖尿病患者の12.1％、p < 0.01）と強く関連していたが、メタン（16.7％ vs 12.1％、p = 0.06）とは関連していなかった。

59人の患者が検査当日に喫煙を認めた。ベースラインの水素値は、非喫煙群と比較してわずかではあるが有意に高かった（11 [11] ppm vs. 7 [10] ppm、p < 0.05）が、ベースラインのメタン値は同程度であった（10 [16] ppm vs. 11 [16] ppm、p > 0.05）。水素とメタンのGBT陽性率は、非喫煙群と比較して喫煙群で同程度であった（それぞれ19％対0.11％、32％対32％、p＞0.05）。

4 結論
我々のレトロスペクティブ研究の結果は、食物発酵に関連した水素およびメタンのベースライン値の上昇を抑制し、偽陽性の可能性を抑えるために、GBT前の食事制限の重要性を示唆している。国際的な勧告では、発酵性複合炭水化物の摂取を制限する必要性が主張されている15, 16。すべてのFODMAPSに対する制限を増加させるという文献上のエビデンスは低レベルであるにもかかわらず、本研究の結果に基づいて、この姿勢は推奨されるべきである17, 18。メタンの評価では、空腹時の呼気値が重要である。なぜなら、大部分の症例（われわれのシリーズでは77％）でGBTの陽性を決定するからである。高倉らも同様の結果を得ている： これらの著者らは、1回の空腹時呼気メタン測定でIMOの診断と経過観察が可能であることを提案した。この場合、検査前日に発酵性食品を一切摂らない厳格な食事療法を実施することがより重要であると思われる。水素評価（SIBO診断）については、より制限的な食事がベースラインの呼気水素値、およびグルコース摂取後のベースライン値との最大差に影響を与えることが示された。しかし、2群間のGBT陽性の差は、メタンほど劇的ではなかった。これはおそらく、水素に対するGBT陽性が、定義上、空腹時呼気水素値とは無関係であるという事実によるものであろう15。

水素とメタンの両方にGBT陽性であった患者はA群に多く（74％）、この群では水素にGBT陽性の大部分（92％）を占めた。メタン生成古細菌は水素を基質とすることから、この2群におけるメタン生成古細菌の分布が不均等であることは、水素のGBT陽性に対する食事療法の効果が少ないことを説明するものと考えられる23。

我々の研究では、GBT前日の喫煙の影響はせいぜい軽度で、水素のベースライン値はわずかに上昇したが、メタンのベースライン値は上昇しなかった。この観察は、タバコを吸った後、水素のベースライン値が正常値に戻るのに必要な時間は15分であったという以前の結果と一致している24。

過去の消化器外科手術は、糖尿病と同様、明らかに水素のGBT陽性と関連する因子である。特に肥満手術後や回盲弁切除後は、ブドウ糖が完全に吸収される前に大腸に入りやすくなるため、これらの陽性反応が偽陽性である可能性があることを強調しておかなければならない25-28。

糖質呼気試験は感度と特異度が比較的低いため、その解釈には注意が必要である。臨床的意義を高めるため、特に偽陽性の数を抑えるためには、これらの検査をできるだけ厳密に、特に検査前の制限食に関して行うべきである。最近の発表では、乳糖吸収不良を評価するための携帯型呼気分析装置の開発が提案されている：その相関性は、校正された臨床ベースの呼気分析装置と比較して良好であった29。このアプローチは患者にとって魅力的かもしれないが、試験前の制限食の必要性を強調すべきである。同様に、SIBO（およびおそらくIMO）の治療法には、低FODMAPS食のようなかなり複雑な食事制限、抗生物質耐性菌を増加させる可能性のある抗生物質療法、および診断が下されたときに患者を複数回治療する必要が頻繁にあることなどが含まれる1, 30-33 SIBOまたはIMOの偽陽性診断の数を制限することは、この分野に携わるすべての研究者の優先事項リストに記載されるべきである。

我々の研究には特別な限界がある。それは、依然としてレトロスペクティブであり、同じ患者におけるGBT前の食事の影響を比較していないことである。2つの群は同時に実施されたわけではないので、時間的バイアスは排除できない。PPIは胃酸分泌を抑制するため、メタンと水素の両方でGBT陽性と関連する可能性があるが、プロトンポンプ阻害剤（PPI）の使用は我々の研究では記録されていない。しかし、DBGI患者の割合は、症状の重症度と同様、両群で同程度であった。このことから、長期制限食実施者の割合は両群で同程度であると予想される。最後に、ばらつきを抑えるために、GBTの結果のみを分析した。

結論として、このレトロスペクティブ研究は、検査前日にあらゆる種類の発酵性食品を除去する制限食は、単純な食物繊維除去食よりも効率的に食物発酵を制限し、その結果、水素とメタンのベースライン値の上昇を抑制することを示唆している。したがって、この食事療法はGBTの診断の質を向上させるために明確に推奨されるべきであり、おそらく他のすべての炭水化物呼気試験においても同様であろう。

著者の貢献
FMが研究を開始し、NM、PP、CM、AM、SR、CC、FMが研究を計画し、NMがデータを照合し、PPが統計解析を行い、NMとFMが原稿を作成した。各著者は提出された最終原稿を承認した。

利益相反声明
著者らは申告すべき利益相反はない。

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