اختبار التنفس بالهيدروجين والميثان اللاكتولوزي لتوصيف النمو الزائد للبكتيريا في الأمعاء الدقيقة لدى البالغين الذين يعانون من الانتفاخ الوظيفي

ملخص

يصف هذا البروتوكول اختبار التنفس بالهيدروجين والميثان اللاكتولوز للتقييم السريري للبالغين الذين يعانون من الانتفاخ الوظيفي. تمكن قياسات الهيدروجين والميثان المجمعة من تحديد أنماط إنتاج الغاز المميزة المرتبطة بعبء الأعراض والخصائص المرتبطة بالإمساك، مما يدعم التوصيف الظاهري في الممارسة السريرية.

الملخص

الانتفاخ الوظيفي هو اضطراب شائع في التفاعل بين الأمعاء والدماغ مع أنماط أعراض متجانسة وآليات غير مؤكدة كامنة. تم ربط نمو البكتيريا في الأمعاء الدقيقة ونمو الميثانوجين في الأمعاء بأعراض مرتبطة بالغازات؛ ومع ذلك، لا تزال الفائدة السريرية لاختبار التنفس المشترك بين اللاكتولوز للهيدروجين والميثان في التوصيف الظاهري لدى المرضى الذين يعانون من الانتفاخ الوظيفي غير محددة بشكل كامل. قامت هذه الدراسة الرصدية المقطعية بتقييم ما إذا كان اختبار التنفس بالهيدروجين والميثان اللاكتولوز يمكن أن يميز بين المجموعات الفرعية ذات الصلة سريريا بين المرضى الذين يعانون من الأعراض والانتفاخ الوظيفي. خضع تسعون بالغا يعانون من الانتفاخ الوظيفي لاختبار تنفس موحد للاكتولوز الهيدروجين والميثان مع أخذ عينات تسلسلية استمرت أكثر من 120 دقيقة. تم تسجيل الخصائص الديموغرافية، مدة الأعراض، شدة الانتفاخ، آلام البطن، أنماط عادات الأمعاء، وملفات غازات التنفس. تم تصنيف نتائج اختبار التنفس إلى موجبة هيدروجين، إيجابية لليثان، موجبة مختلطة، أو سلبية وفقا لمعايير تفسير محددة مسبقا. كانت نتائج اختبار التنفس إيجابية في 42 من أصل 90 مريضا، بما في ذلك 24 حالة إيجابية للهيدروجين، و12 إيجابية لليثان، و6 حالة إيجابية مختلطة. أظهر المرضى الذين كانت اختبارات التنفس إيجابية شدة انتفاخ أكبر من أولئك الذين كانت اختبارات التنفس سلبية. أظهرت مجموعات إيجابية الميثان والمختلطة الإيجابية انتشار أعلى للسمات المرتبطة بالإمساك، في حين أظهرت المجموعة الموجبة للهيدروجين تداخلا أكبر مع عادات الأمعاء المختلطة. تظهر هذه النتائج أن اختبار التنفس المشترك بين اللاكتولوز الهيدروجين والميثان يمكن أن يحدد الأنماط الظاهرية لإنتاج الغاز ذات معنى سريري لدى البالغين الذين يعانون من الانتفاخ الوظيفي وقد يدعم التصنيف السريري القائم على الأعراض.

المقدمة

الانتفاخ الوظيفي هو أحد أكثر الاضطرابات شيوعا وإحباطا سريريا التي تواجه في أمراض الجهاز الهضمي. على الرغم من أن العديد من المرضى يصفونها ببساطة بأنها "غازات"، إلا أن العرض نادرا ما يكون بهذه البساطة. تعترف اضطرابات التفاعل الأمعاء والدماغ الحالية بالانتفاخ والانتفاخ الظاهر كظاهرتين مرتبطتين ومتميزتين، وكلاهما قد يؤثر بشكل كبير على الأكل، والعمل، والمشاركة الاجتماعية، وجودة^{الحياة.} كما تؤكد الإرشادات الخبيرة الحديثة على أنه لا ينبغي تقليل الانتفاخ إلى آلية واحدة، حيث قد توجد اختلافات في أنماط عادات الأمعاء، وشدة الأعراض، والألم المرتبط، واستجابة العلاج بين المرضى الذين لديهم شكاوى مشابهة على ما يبدو². هذا التفاوت السريري يجعل التقييم القائم على الأعراض وحده غير كاف للعديد من العيادات الخارجية.

في السنوات الأخيرة، ظهر فهم أكثر شمولا لفيزيولوجيا الأمراض المنتفخة. يظل التخمير الميكروبي مهما؛ ومع ذلك، تم أيضا الإشارة إلى تغير حركة الأمعاء، والتعامل غير الطبيعي مع الغازات، وفرط الحساسية الحشوية، وعدم تحمل الكربوهيدرات، وخلل في وظيفة قاع الحوض، واستجابات غير طبيعية في العضلات الحشوية كعوامل مساهمة³. في بعض المرضى، قد ينتج الانتفاخ الظاهر في البطن بسبب اضطراب التآزر البطني بدلا من زيادة الغازات داخل اللم، مما قد يفسر سبب عدم ارتباط عبء الأعراض وحجم الغازات الموضوعي دائما^{ب 4}. تشير هذه الملاحظات إلى أن الانتفاخ الوظيفي ليس كيانا واحدا بل قد يتضمن عدة مسارات فسيولوجية، بما في ذلك آليات يمكن اختبارها مثل فرط نمو البكتيريا في الأمعاء الدقيقة.

ضمن هذا الإطار، يعد النمو الزائد للبكتيريا في الأمعاء الدقيقة ونمو الميثانوجين في الأمعاء ذا أهمية خاصة كتفسيرات مرتبطة بالميكروبيوتا لأعراض الغازات التي لا تتطلب تقييما غازيا. تستمر الإرشادات الحديثة في طب الجهاز الهضمي في الاعتراف بالانتفاخ، وعدم الراحة في البطن، وتغير عادات الأمعاء كمشاكل شائعة لدى المرضى الذين تم تقييمهم بسبب نمو الميكروبات^{الزائدة 5,6}. يستخدم اختبار التنفس بالهيدروجين-ميثان بشكل شائع في هذا السياق لأنه عملي وقابل للتكرار وأكثر قابلية للتنفيذ في الرعاية السريرية الروتينية مقارنة بزراعة الأمعاء الدقيقة؛ ومع ذلك، يجب أخذ عوامل مثل اختيار الركيزة، وعبور الأمعاء، وظروف الاختبار في الاعتبار أثناء التفسير^7،8. لتعزيز التفسير الموحد وتحسين الاتساق التشخيصي، طبقت الدراسة الحالية بروتوكولات اختبار التنفس والعتبات التشخيصية الموصى بها من قبل الإجماع الأمريكي الشمالي على اختبار التنفس بالهيدروجين والميثان. في المرضى الذين يعانون من الانتفاخ الوظيفي، قد يكون القياس المشترك للهيدروجين والميثان مهما بشكل خاص لأن الاعتماد على غاز واحد قد يخفي مجموعات فرعية مميزة بيولوجيا للمرضى.

قد تمتد الفروقات بين ملفات التنفس السائدة للهيدروجين والميثان إلى ما هو أبعد من النتائج المختبرية. لقد ارتبط بشكل متزايد النمو الزائد المرتبط بالميثان ببطء عبور الأمعاء ونمط ظاهري سائد لأعراض الإمساك، في حين أن أنماط الغازات الأخرى لا تظهر نفس الارتباط بشكل متسق⁹. بشكل أوسع، قد تعكس ملفات غازات التنفس تغيرا سريريا في الميكروبات والأعراض أكثر من التغير العشوائي في المختبر¹⁰. علاوة على ذلك، تسلط مجموعة متزايدة من الأدبيات الضوء على الفائدة السريرية لاختبار التنفس عبر مجموعة من اضطرابات الجهاز الهضمي الوظيفية، مما يثبت أن ملفات غازات التنفس المحددة قد ترتبط بأنماط سريرية مميزة، بما في ذلك العروض السائدة للإمساك والإسهال 11,12,13. ومع ذلك، لا تزال الدراسات التي ركزت على المرضى الذين يشكون بشكل أساسي وهي الانتفاخ الوظيفي أقل شيوعا من أولئك الذين يعانون من متلازمة القولون العصبي أو أعراض الجهاز الهضمي المختلط¹¹. تدعم هذه الفجوة نهجا مهيئا على النمط الظاهري. لذلك، استخدمت الدراسة الحالية اختبار التنفس بالهيدروجين والميثان اللاكتولوز لتوصيف البالغين الذين يعانون من الانتفاخ الوظيفي سريريا وتقييم ما إذا كانت ملفات اختبار التنفس السلبية والإيجابية للهيدروجين والميثان والمختلطة تتوافق مع أنماط أعراض مميزة. بدلا من اعتبار نتائج اختبارات التنفس إيجابية أو سلبية فقط، يستكشف هذا النهج فائدتها المحتملة كإطار تصنيف سريري ذو معنى للمرضى الذين يعانون من انتفاخ وظيفي.

البروتوكول

أجريت هذه الدراسة الرصدية المقطعية وفقا لإعلان هلسنكي وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة الأخلاقيات في مستشفى جينان المركزي (الموافقة رقم 20250120022). تمت مراجعة جميع الإجراءات التي تشمل المشاركين البشريين والموافقة عليها قبل بدء الدراسة. تم الحصول على موافقة مكتوبة مستنيرة من جميع المشاركين قبل التسجيل.

تم فحص المرضى الخارجيين البالغين الذين يحضرون عيادة أمراض الجهاز الهضمي ويعانون من الانتفاخ الوظيفي (FB) كشكوى أساسية لهم بشكل متتالي للمشاركة في الدراسة. تم تعريف الانتفاخ الوظيفي وفقا لمعايير روما IV بأنه انتفاخ أو انتفاخ بطني متكرر يحدث في المتوسط يوم واحد في الأسبوع خلال الأشهر الثلاثة السابقة، مع ظهور الأعراض قبل 6 أشهر على الأقل من التشخيص. تم إجراء فحص شامل للاستبعاد السريري، شمل الفحوصات المخبرية الروتينية، وتصوير البطن، والتقييم بالمنظار عند الحاجة السريرية، لاستبعاد الأسباب الهيكلية أو الأيضية للأعراض. سمح للمشاركين الذين استوفوا معايير تشخيص الأنواع الفرعية لمتلازمة القولون العصبي المتداخل (IBS-C، IBS-D، أو IBS-M) بالمشاركة، وتم تصنيفهم بشكل مستقبلي حسب النوع الفرعي، بشرط أن يظل الانتفاخ هو الشكوى الرئيسية والأكثر إزعاجا لديهم.

لتقليل التأثيرات المربكة على ملفات غازات التنفس الأساسية، تم استبعاد المشاركين الذين يعانون من مرض السكري غير المسيطر عليه، أو جراحة الجهاز الهضمي الكبرى السابقة، أو إمساك مقاوم للعلاج الشديد يتطلب تدخلا طبيا يوميا. بالإضافة إلى ذلك، تم تنفيذ بروتوكول موحد لغسل الأدوية قبل الاختبار. تم حظر المضادات الحيوية الجهازية والبروبيوتيك خلال 4 أسابيع قبل الاختبار، بينما تم حجب تناول البروكينيتيك والملينات والأفيونات ومثبطات مضخة البروتون لمدة لا تقل عن أسبوع قبل الإجراء.

تم إجراء استقطاب المشاركين بين فبراير 2025 وديسمبر 2025 في عيادة أمراض الجهاز الهضمي الخارجية بمستشفى جينان المركزي. تم تسجيل البالغين المؤهلين الذين لديهم أعراض بشكل متتالي دون وجود معايير اختيار عشوائية إضافية لتقليل التحيز في الاختيار. يظهر سير العمل العام للدراسة في الشكل 1¹.

الشكل 1. دراسة التصميم وسير عمل اختبار التنفس للهدروجين والميثان اللاكتولوز. تم فحص المرضى البالغين الذين ظهروا لديهم انتفاخ وظيفي للتأكد من الأهلية وتسجيلهم بعد موافقة مكتوبة مستنيرة. تم تسجيل المتغيرات الديموغرافية والسريرية الأساسية قبل الاختبار. خضع المشاركون لتحضير موحدي قبل الاختبار تضمن نظاما غذائيا منخفض التخمير لمدة 24 ساعة وصيام ليلا لمدة 8–12 ساعة. تم إجراء اختبار التنفس بالهيدروجين والميثان اللاكتولوزي (LHMBT) بعد تناول 10 جرام من اللاكتولوز مذاب في 200 مل من الماء، مع جمع عينات التنفس النهائية عند 0، 30، 60، 90، و120 دقيقة. تم تفسير نتائج اختبار التنفس باستخدام معايير محددة مسبقا للهيدروجين والميثان، وتم تصنيف المشاركين إلى سلبيين، إيجابيين للهيدروجين، إيجابي للميثان، أو مزيج إيجابي. تم إجراء مقارنات سريرية للأعراض وتحليلات خاصة بالنمط الظاهري لاحقا. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

سكان الدراسة، الأهلية، وتقييم الأساس
كان المشاركون المؤهلون بالغين تتراوح أعمارهم بين 18 و65 عاما وظهروا مع انتفاخ متكرر أو مستمر لأكثر من 3 أشهر، مع ظهور الأعراض قبل التسجيل ب 6 أشهر على الأقل. تم اختيار متطلبات الأعراض الزمنية هذه لتتوافق مع إطار التشخيص الورمي IV لاضطرابات الأمعاء الوظيفية. كما طلب من المشاركين أن يكونوا قادرين على إكمال كل من تقييم الأعراض وإجراء اختبار التنفس المتسلسل. تم استبعاد المشاركين إذا كانوا يعانون من مرض التهاب الأمعاء، أو السيلياك، أو أورام خبيثة في الجهاز الهضمي، أو انسداد الأمعاء، أو استئصال كبير للقولون أو الأمعاء الدقيقة، أو مرض كبد غير متوافق، أو حمل، أو التهاب معدي حاد خلال الأسابيع الأربعة الماضية، أو التعرض للمضادات الحيوية الجهازية خلال الأسابيع الأربعة السابقة، أو تحضير الأمعاء بالتنظير خلال الأسبوعين السابقين، أو عدم القدرة على الامتثال لتعليمات النظام الغذائي والصيام قبل الاختبار.

تم تسجيل العمر، الجنس، الطول، الوزن، مؤشر كتلة الجسم (BMI)، مدة الأعراض، شدة الانتفاخ، شدة ألم البطن، متوسط عدد حركات الأمعاء التلقائية أسبوعيا، والنوع السريري بناء على نمط عادات الأمعاء (الانتفاخ الوظيفي، IBS-C، IBS-D، أو IBS-M) بشكل مستقبلي عند التسجيل باستخدام نموذج تقرير حالة منظم. تم تقييم شدة الانتفاخ وشدة ألم البطن باستخدام مقياس تقييم رقمي (NRS) يتراوح من 0 إلى 10، حيث 0 أدل على عدم وجود أعراض و10 أشارت إلى أشد الأعراض التي يمكن تخيلها. تم تعريف تكرار البراز بأنه متوسط عدد حركات الأمعاء التلقائية أسبوعيا خلال الأسابيع الأربعة السابقة. يتم تلخيص متغيرات الدراسة وقواعد الترميز المقابلة في الجدول 1⁶.

متغير / مصطلح	التعريف	الترميز / الوحدة	ملاحظات
الانتفاخ الوظيفي (FB)	انتفاخ بطني مزعج متكرر أو مستمر دون تحديد مرض الجهاز الهضمي الهيكلي قيد التقييم الروتيني	متغير الإدراج	مطلوب للتسجيل
اختبار التنفس بالهيدروجين والميثان اللاكتولوزي (LHMBT)	اختبار التنفس المزدوج الغازي المعتمد على اللاكتولوز القياسي لقياس الهيدروجين والميثان المنبعث من الزفير	الإجراءات	اختبار الدراسة الرئيسي
العمر	العمر عند التسجيل	السنوات	مستمر
الجنس	الجنس البيولوجي المسجل عند التسجيل	ذكر / أنثى	تصنيفي
مؤشر كتلة الجسم (BMI)	الوزن مقسوما على مربع الارتفاع	كجم/م²	مستمر
مدة الأعراض	مدة أعراض الانتفاخ قبل التسجيل	الأشهر	مستمر
النوع الفرعي السريري	تم تسجيل نمط الأمعاء القائم على الأعراض عند التسجيل	الانتفاخ الوظيفي / القولون العصبي (IBS-C) / القولون العصبي (IBS-D)	تصنيفي
شدة الانتفاخ	شدة الانتفاخ التي أبلغ عنها المشاركون	0–10 NRS	0 = لا شيء؛ 10 = الأشد
شدة ألم البطن	شدة ألم البطن المبلغ عنها من قبل المشاركين	0–10 NRS	0 = لا شيء؛ 10 = الأشد
درجة الإمساك	عبء الإمساك المركب	0–3	الدرجة الأعلى = عبء الإمساك الأكبر
درجة الإسهال	عبء الإسهال المركب	0–3	الدرجة الأعلى = عبء الإسهال الأكبر
H2_0	الهيدروجين الزفير الأساسي	ppm	تم قياسه عند 0 دقيقة
H2_30	زفر الهيدروجين بعد 30 دقيقة	ppm	متغير الغاز الخام
H2_60	زفر الهيدروجين عند 60 دقيقة	ppm	متغير الغاز الخام
H2_90	زفر الهيدروجين عند 90 دقيقة	ppm	متغير الغاز الخام
H2_120	زفر الهيدروجين عند 120 دقيقة	ppm	متغير الغاز الخام
CH4_0	الميثان الخارج بالزفير الأساسي	ppm	تم قياسه عند 0 دقيقة
CH4_30	زفر الميثان بعد 30 دقيقة	ppm	متغير الغاز الخام
CH4_60	زفر الميثان بعد 60 دقيقة	ppm	متغير الغاز الخام
CH4_90	زفر الميثان عند 90 دقيقة	ppm	متغير الغاز الخام
CH4_120	زفر الميثان عند 120 دقيقة	ppm	متغير الغاز الخام
Peak_H2_0_90	تم ملاحظة أقصى تركيز هيدروجين من 0 إلى 90 دقيقة	ppm	المتغير المشتق
Delta_H2_0_90	Peak_H2_0_90 ناقص H2_0	ppm	المتغير المشتق
Peak_CH4_0_120	تم رصد أقصى تركيز للميثان من 0 إلى 120 دقيقة	ppm	المتغير المشتق
H2_Positive	معيار الهيدروجين الذي تحقق	صحيح / خاطئ	المتغير الثنائي المشتق
CH4_Positive	تحقيق معيار الميثان	صحيح / خاطئ	المتغير الثنائي المشتق
معيار SIBO	زيادة الهيدروجين ≥20 جزء في المليون فوق خط الأساس خلال 90 دقيقة	نعم / لا	عتبة التشخيص
في رأيي، معيار	تركيز الميثان ≥10 جزء في المليون في أي نقطة زمنية لأخذ عينات	نعم / لا	عتبة التشخيص
النمط الظاهري السلبي	لا معيار SIBO ولا IMO استوفيا معايير	سلبي	مجموعة التصنيف النهائية
النمط الظاهري الموجب للهيدروجين	تم تحقيق معيار SIBO وظل الميثان <10 جزء في المليون، في جميع النقاط الزمنية	إيجابي للهيدروجين	مجموعة التصنيف النهائية
النمط الظاهري الإيجابي للميثان	برأيي، تم تحقيق معيار ومعيار SIBO لم يستوف.	الميثان الإيجابي	مجموعة التصنيف النهائية
النمط الظاهري المختلط الإيجابي	كل من معايير SIBO وIMO استوفرت	مزيج إيجابي	مجموعة التصنيف النهائية
Overall_Positive	أي نمط ظاهري إيجابي لاختبار التنفس	صحيح / خاطئ	يشمل الأنماط الظاهرية الموجبة للهيدروجين، والميثان، والمختلطة الإيجابية
Severity_High	علامة شدة الانتفاخ العالية	1 / 0	1 = شدة الانتفاخ ≥7; 0 = شدة الانتفاخ <7
اختبار صالح تقنيا	العينة الأساسية حاضرة، ونجاح تناول اللاكتولوز، وجميع العينات المجدولة بعد اللاكتولوز التي تم جمعها	نعم / لا	مطلوب للتحليل النهائي
اختبار غير صالح	تناول اللاكتولوز غير الكامل، أو القيء، أو فقدان عينات حرجة، أو خلل في المحلل	سبب الاستبعاد	مستبعدون من التحليل

الجدول 1: تعريفات المتغيرات، العتبات التشخيصية، وقواعد تعيين الأنماط الظاهرية. التعريفات، مخططات الترميز، وحدات القياس، المتغيرات المشتقة، العتبات التشخيصية، متغيرات مراقبة الجودة، ومعايير تعيين الأنماط الظاهرية المستخدمة في تصنيف المشاركين، وبناء مجموعات البيانات، والتحليل الإحصائي.

التحضير للاختبار
تلقى جميع المشاركين نفس التعليمات المكتوبة والشفوية قبل الاختبار. اتبع المشاركون نظاما غذائيا محدودا منخفض التخمير يتضمن أرز أبيض عادي، وبيض، ودجاج أو سمك غير متبل، ومرق صافي، وماء، وشاي غير محلى وغير غازي لمدة 24 ساعة قبل الاختبار. كانت الفاصوليا، والحبوب الكاملة، ومنتجات الألبان، والفواكه، وعصائر الفواكه، والبصل، والثوم، والملفوف، والكحول، والمشروبات الغازية، والمكملات الأليافية، والمنتجات التي تحتوي على كحوليات السكر محظورة خلال هذه الفترة. ثم خضع المشاركون لصيام ليلي لمدة 8–12 ساعة قبل جمع العينات. في صباح يوم الاختبار، لم يكن يسمح بالتدخين أو مضغ العلكة أو ممارسة التمارين القوية أو النوم خلال فترة العينة. قبل بدء التقاط التنفس بشكل أساسي، كان المشاركون يغسلون أفواههم بالماء العادي ويبقون جالسين لمدة 10 دقائق. قبل الاختبار مباشرة، تحقق الطاقم الطبي من التزام كل مشارك بقيود غذائية لمدة 24 ساعة، وصيام ليلي من 8 إلى 12 ساعة، وبروتوكولات الغسل المطلوب للأدوية، كما هو موضح في معايير الأهلية للدراسة، باستخدام مقابلة منظمة. تم توثيق أي أدوية لا يمكن إيقافها بأمان. تم توحيد هذه الضوابط قبل التحليل لتقليل تباين الغازات الخلفية وتحسين قابلية المقارنة بين المشاركين⁸.

إجراء اختبار التنفس بالهيدروجين والميثان باستخدام اللاكتولوز
أجريت اختبارات التنفس في الصباح مع المشاركين جالسين باستخدام محلل تنفس رقمي قادر على قياس تركيزات الهيدروجين (_{H 2})، والميثان (CH₄)، وثاني أكسيد الكربون (_{CO 2}) المنزوذ. لضمان دقة القياس، كان المحلل يقام يوميا قبل الاختبار باستخدام خليط غاز معايرة موحد وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. تم التحقق من عينات التنفس المقبولة باستخدام منهجية_تصحيح ثاني أكسيد الكربون 2 المدمجة في الجهاز، والتي تعدل تلقائيا تركيزات الغازات النزرة المعبر عنها بأجزاء في مليون (ppm) لأخذ التخفيف المحتمل في الهواء أثناء الزفير في الاعتبار. تم إجراء جميع الإجراءات بواسطة طاقم طبي مدرب. تم إدراج المحلل، وغاز المعايرة، وملحقات العينة، وركيزة اللاكتولوز المستخدمة في هذه الدراسة في جدول المواد.

تم جمع عينة تنفس نهاية الزفير الأساسية عند 0 دقيقة. بعد ذلك مباشرة، ابتلع كل مشارك 10 جرام من اللاكتولوز مذاب في 200 مل من ماء بدرجة حرارة الغرفة خلال دقيقتين. تم جمع عينات تنفس إضافية من نهاية الزفير عند 30، 60، 90، و120 دقيقة بعد تناول اللاكتولوز. تم اختيار فترة أخذ العينات البالغة 30 دقيقة لتحقيق التوازن بين الجدوى الإجرائية والامتثال للمشاركين ضمن سير عمل روتيني للعيادات الخارجية. ومع ذلك، مقارنة بفترات 15 دقيقة الموصى بها في بعض الإرشادات المتفق عليها، يمثل هذا الجدول الأوسع للعينات قيدا منهجيا لأنه قد يفشل في التقاط ارتفاعات الغاز المبكرة أو العابرة.

في كل نقطة زمنية، استنشق المشاركون بشكل طبيعي، وحبسوا أنفاسهم لمدة 5 ثوان، ثم زفروا بالكامل إلى نظام الجمع للحصول على عينة نهاية الزفير. لم يسمح بتناول الطعام، والتدخين، ومضغ العلكة، والمشي غير الضروري، والنوم خلال فترة الاختبار. إذا حدث سعال أو زفير متقطع أو تسرب واضح من العينة، يتم جمع العينة فورا.

الجدول الزمني لاختبار التنفس موضح في الشكل 1. القيم الخام H_{2 وCH 4} لجميع المشاركين في كل نقطة زمنية للعينة متاحة للجمهور في مستودع زينودو (DOI: 10.5281/zenodo.20578413).

تفسير اختبار التنفس وتعيين النمط الظاهري
تم تحديد معايير تفسير اختبارات التنفس مسبقا قبل المقارنة السريرية. تم تعريف فرط نمو البكتيريا في الأمعاء الدقيقة (SIBO) بأنه زيادة في_H2 بعد الزفير بمقدار لا يقل عن 20 جزء في المليون فوق الأساس خلال 90 دقيقة بعد تناول اللاكتولوز. تم تعريف فرط نمو الميثانوجين في الأمعاء (IMO) بأنه تركيز CH₄ لا يقل عن 10 جزء في المليون في أي وقت خلال الاختبار. تم تطبيق كل من التعريفات والعتبات التشخيصية وفقا لإرشادات الإجماع في أمريكا الشمالية. تم تصنيف المشاركين على أنهم إيجابيون للهيدروجين عندما تم تحقيق معيار H₂ ل SIBO وبقي CH₄ أقل من 10 جزء في المليون في جميع النقاط الزمنية المسجلة. تم تصنيف المشاركين على أنهم إيجابيون للميثان عندما تم استيفاء معيار IMO ولم يتم تحقيق معيار الهيدروجين ل SIBO. تم تصنيف المشاركين على أنهم مختلطون الإيجابيون عندما تم تحقيق كل من معيار H₂ ومعيار CH₄. تم تصنيف المشاركين على أنهم سلبيون عندما لم يتحقق أي من المعيارين. تم تطبيق هذه العتبات بشكل موحد على جميع أفراد المجموعة دون تعديل لاحق. يتم تلخيص قواعد التصنيف المستخدمة في مجموعة البيانات في الجدول 1¹⁴. ومن المهم أن اختبار التنفس اللاكتولوزي له قيود معترف بها. نظرا لأن اللاكتولوز قد يسرع من مرور الأوروسيكال ويسمح بتخمير القولون مبكرا، فقد تظهر نتائج اختبار التنفس الإيجابية الكاذبة لدى بعض الأفراد؛ لذلك، يجب تفسير إيجابية اختبار التنفس كتصنيف ظاهري موحد ضمن سياق الدراسة الحالية بدلا من التأكيد الميكروبيولوجي الحاسم على فرط النمو.

صلاحية الاختبار، التقاط البيانات، ومراقبة الجودة
كان اختبار التنفس يعتبر صالحا تقنيا فقط عندما يتم استيفاء جميع الشروط التالية: توفر عينة أساسية، ونجاح تناول اللاكتولوز، وجمع جميع العينات المجدولة بعد اللاكتولوز خلال 120 دقيقة، وغياب انحراف كبير في البروتوكول يمنع التفسير. تم استبعاد الاختبار إذا كان تناول اللاكتولوز غير كامل، أو حدث تقيؤ أثناء الإجراء، أو انسحب المشارك قبل العينة التي استغرقت 90 دقيقة، أو إذا منع خلل الجهاز القياس الموثوق. تم إدخال قيم الغاز الخام مباشرة في قاعدة بيانات الدراسة كما تم تسجيلها، دون استيفاء أو تنعيم أو تصحيح يدوي للمنحنى. كل مشارك كان يشغل صفا واحدا في مجموعة بيانات التحليل، وكل نقطة زمنية للعينة كانت تحتوي على حقول بيانات H₂ وCH₄ محددة. تم توليد توزيع المجموعة وفقا لمعايير التفسير المحددة مسبقا وتم التحقق منها لاحقا مقابل ملف الغاز الخام. تم تحديد فحوصات النطاق للمتغيرات الرئيسية قبل قفل قاعدة البيانات، وأي قيمة خارج النطاق كانت تتطلب التحقق من المصدر. لدعم إمكانية التكرار، تتوفر مجموعة بيانات الدراسة غير المحددة وقاموس المتغيرات للجمهور في مستودع Zenodo¹⁵.

الأنماط الظاهرية السريرية والتحليل الإحصائي
تم تصنيف المشاركين إلى أربع مجموعات ظاهرية: سلبية، إيجابية للهيدروجين، إيجابية للميثان، ومختلطة إيجابية. كانت النتيجة السريرية الأساسية هي شدة الانتفاخ التي تم قياسها باستخدام مقياس تقييم عددي من 0 إلى 10 (NRS). شملت المتغيرات الثانوية شدة ألم البطن، مدة الأعراض، تكرار البراز، السمات المرتبطة بالإمساك، ونوع فرعي من عادات الأمعاء. تم اعتبار وجود ميزات مرتبطة بالإمساك إذا تم توثيق أي من ما يلي أثناء التقييم السريري: أقل من ثلاث حركات أمعاء تلقائية في الأسبوع، إجهاد، براز صلب، أو شعور بالإخلاء غير الكامل. تم تلخيص المتغيرات المستمرة كمتوسط ± انحراف معياري (SD) عند التوزيع الطبيعي، وكوسيط مع نطاق رباعي (IQR) عند التوزيع غير الطبيعي. تم تلخيص المتغيرات التصنيفية كأعداد ونسب.

المقارنة الأساسية قارنت المشاركين الذين كانت اختبارات التنفس إيجابية وأولئك الذين لديهم اختبارات تنفس سلبية. قارنت التحليلات الثانوية المجموعات الظاهرية الأربع. للمقارنات بين مجموعتين، تم تحليل المتغيرات المستمرة باستخدام اختبار t العينات المستقلة أو اختبار مان–ويتني U، حسب الاقتضاء. للمقارنات بين المجموعات الظاهرية الأربع، تم تحليل المتغيرات المستمرة باستخدام تحليل التباين أحادي الاتجاه (ANOVA) أو اختبار كروسكال-واليس، حسب الحاجة. تم تحليل المتغيرات الفئوية باستخدام اختبار كاي-تربيع أو اختبار فيشر الدقيق. تم تقييم طبيعية المتغيرات المستمرة باستخدام اختبار شابيرو-ويلك مع الفحص البصري لمخططات Q–Q. للمقارنات بين مجموعات الأنماط الظاهرية الأربع، استند الاستدلال الإحصائي بشكل أساسي إلى اختبارات ANOVA الشاملة أو اختبارات كروسكال–واليس. عند الاقتضاء، تم النظر في تعديل بونفيروني للتحكم في المقارنات المتعددة. تم إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام إحصائيات SPSS الإصدار 27.0. كانت جميع الاختبارات الإحصائية ذات الجانبين، واعتبر P < 0.05 ذات دلالة إحصائية. تم استخدام بروتوكول غازين غير جراحي طوال الوقت لأن هدف الدراسة كان توصيف الظاهرة النموذجية القابلة للتكرار في العيادات الخارجية ضمن سير عمل سريري موحد بدلا من التأكيد القائم على الزراعة الغازية فقط.

النتائج

دراسة السكان وتصنيف النمط الظاهري لاختبارات التنفس
خلال فترة التجنيد، تم فحص ما مجموعه 118 مريضا خارجيا بالغا يعانون من انتفاخ وظيفي بشكل متتالي للتأكد من الأهلية. من بين هؤلاء، تم استبعاد 28 قبل التحليل النهائي: 15 لم يستوفوا معايير مدة الأعراض الصارمة، ورفضت 8 المشاركة، وتم استبعاد 5 بسبب اختبارات التنفس غير الصالحة (مثل تناول اللاكتولوز غير الكامل) أو انحرافات في بروتوكول ما قبل الاختبار. وبالتالي، تم تضمين ما مجموعه 90 مشاركا في التحليل النهائي. أكمل جميع المشاركي...

المناقشة

في هذه المجموعة من المرضى الذين يعانون من الانتفاخ الوظيفي، حددت اختبارات التنفس لاكتولوز الهيدروجين والميثان أنماطا ظاهرية مميزة سريريا لإنتاج الغازات. ما يقرب من نصف المجموعة كان لديهم اختبار تنفس إيجابي، وأظهر المشاركون الذين حصلوا على نتائج إيجابية عبء أعراض أكبر مقارنة بمن لديهم نتائج سلبية، خاصة فيما يتعلق بشدة الانتفاخ ودرجات الأعراض المرتبطة بالأمعاء. عندما تم تقسيم الحالات الإيجابية إلى أنماط موجبة هيدروجينية، وإيجابية لليثان، وأنماط موجبة مختلطة، امتدت الفروقات الملحوظة إلى ما ...

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
BreathTracker SC Digital Breath Analyzer (230–240 V / 50 Hz)	QuinTron Instrument Company	QT05001-M	جهاز تحليل التنفس الرقمي المستخدم لقياس الهيدروجين المنبعث (H2)، والميثان (CH4)، وثاني أكسيد الكربون (CO2) أثناء اختبار التنفس باللاكتولوز والهيدروجين والميثان. تم استخدام تكوين 230–240 V / 50 Hz لموقع الدراسة.
غاز معايرة لجهاز BreathTracker	QuinTron Instrument Company	QT07500-G	مزيج الغاز المعياري المستخدم لمعايرة جهاز التحليل اليومية وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة قبل اختبار المشاركين.
منظم QuinGas ومقياس الضغط	QuinTron Instrument Company	QT02772	منظم ومقياس ضغط يستخدمان لتوصيل اسطوانة معايرة QuinGas بجهاز BreathTracker أثناء المعايرة اليومية.
مجموعة تجميع AlveoSampler، بدون ركيزة	QuinTron Instrument Company	QT00827-P	مجموعة تجميع التنفس ذات استخدام لمرة واحدة وتستخدم للحصول على عينات التنفس النهائية/الرئوية المقبولة لقياس H2، وCH4، وCO2.
قطعة فم بلاستيكية يمكن التخلص منها، 20 ملم	QuinTron Instrument Company	QT00991-P	قطعة فم للاستخدام مرة واحدة وتستخدم مع إعداد أخذ عينة التنفس لنظافة المشاركين وجمع العينات.
محلول/شراب اللاكتولوز من الدرجة السريرية	صيدلية المستشفى أو مورد سريري معتمد	N/A؛ جرعة سريرية 10 جرام	مادة الاختبار التنفسي. استهلك كل مشارك 10 جرام من اللاكتولوز المخفف في 200 مل من الماء في درجة حرارة الغرفة خلال دقيقتين. يجب الاحتفاظ برقم تسجيل المنتج ورقم الدُفعة/الدفعة في وثائق مصدر الموقع إذا لزم الأمر.
ماء بدرجة حرارة الغرفة	مورد المستشفى	N/A	يستخدم لتحضير محلول اللاكتولوز-الماء؛ تم إعطاء 200 مل مع 10 جرام من اللاكتولوز.
قارورة زجاجية من البورسليكات، 250 مل	Fisherbrand	FB100250	يستخدم لتحضير محلول اللاكتولوز-الماء قبل إدارته.
قارورة مرقمة أو كوب قياس، 200 مل	مورد المستشفى أو ما يعادله من Fisherbrand	N/A	يستخدم لقياس 200 مل من الماء لتحضير محلول ركيزة اللاكتولوز المعياري.
مؤقت مختبري رقمي	Fisherbrand Traceable	S94842	يستخدم لتحديد أوقات فترات أخذ العينات الأساسية وبعد أخذ اللاكتولوز عند 0، 30، 60، 90، و120 دقيقة.
قفازات فحص النيتريل	Kimtech / Ansell عبر Fisher Scientific	S78944	يستخدم لمناولة العينات، ونظافة الاتصال مع المشاركين، ومناولة ملحقات الجهاز أثناء اختبار التنفس.
ماء عادي وكوب شطف يمكن التخلص منه	مورد المستشفى	N/A	يستخدم لشطف فم المشاركين قبل أخذ عينة التنفس الأساسية.
قائمة فحص المشاركين المهيكلة	مُعد من قبل المؤلف؛ مستشفى جنا المركزية	LHMBT-Screening-v1.0	يُستخدم لتوثيق معايير مدة الأعراض لروما الرابع، ومعايير الاستبعاد، وفترة الغسل الدوائي، والتقييد الغذائي، والامتثال للصيام، وحالة الموافقة قبل الاختبار.
نموذج تقرير الحالة المهيكل	مُعد من قبل المؤلف؛ مستشفى جنا المركزية	LHMBT-CRF-v1.0	يُستخدم لتسجيل العمر، والجنس، والطول، والوزن، ومؤشر كتلة الجسم، ومدة الأعراض، وشدة الانتفاخ، وشدة الألم البطني، ونوع عادات الأمعاء، وتكرار البراز، والسمات المتعلقة بالإمساك.
ورقة تعليمات النظام الغذائي وغسل الأدوية قبل الاختبار	مُعد من قبل المؤلف؛ مستشفى جنا المركزية	LHMBT-Pretest-Instructions-v1.0	تعليمات مكتوبة وشفهية للمشاركين تغطي النظام الغذائي منخفض التخمير لمدة 24 ساعة، والصيام الليلي لمدة 8-12 ساعة، والقيود الدوائية، وتجنب التدخين، ومضغ العلكة، وممارسة الرياضة، والنوم أثناء الاختبار.
ورقة تسجيل غاز التنفس الخام	مُعد من قبل المؤلف؛ مستشفى جنا المركزية	LHMBT-Gas-Worksheet-v1.0	يُستخدم لإدخال قيم H2 وCH4 عند 0، 30، 60، 90، و120 دقيقة بالضبط كما تم تسجيلها، دون تفسير أو تخفيف أو تصحيح يدوي للمنحنى.
IBM SPSS Statistics	IBM Corp.	الإصدار 27.0	برنامج إحصائي يستخدم لاختبار طبيعية Shapiro-Wilk، أو اختبار t أو اختبار Mann-Whitney U، أو اختبار ANOVA أو Kruskal-Wallis، أو اختبار مربع كاي، أو اختبار Fisher الدقيق، ومقارنات مضبوطة بـ Bonferroni عند الاقتضاء.
مستودع Zenodo	Zenodo / CERN	DOI: 10.5281/zenodo.20578413	مستودع عام يحتوي على مجموعة البيانات المجهولة المصدر على مستوى المشاركين، وقياسات اختبار التنفس الخام للهيدروجين والميثان، ومتغيرات الأعراض، وتصنيفات النمط الظاهري، وقاموس المتغيرات، ووثائق التحليل الداعمة.
قاموس المتغيرات وكتاب الترميز	مُعد من قبل المؤلف	DOI: 10.5281/zenodo.20578413	توثيق يصف متغيرات الدراسة، وقواعد الترميز، وعتبات التشخيص، ومتغيرات مراقبة الجودة، ومعايير تعيين النمط الظاهري.
مجموعة بيانات التحليل المقفلة	مُعد من قبل المؤلف	DOI: 10.5281/zenodo.20578413	مجموعة بيانات التحليل النهائية المجهولة المصدر المستخدمة للمقارنات السريرية المبلغ عنها والمودعة مع وثائق داعمة.