בדיקת נשימה לקטולוז-מימן–מתאן לאפיון קליני של התפשטות יתר של חיידקים במעי הדק במבוגרים עם נפיחות פונקציונלית

סיכום

פרוטוקול זה מתאר בדיקת נשימה לקטולוז מימן-מתאן להערכה קלינית של מבוגרים עם נפיחות פונקציונלית. מדידות משולבות של מימן ומתאן מאפשרות זיהוי דפוסי ייצור גזים מובחנים הקשורים לעומס תסמינים ותכונות הקשורות לעצירות, התומכות באפיון פנוטיפי בפרקטיקה קלינית.

תקציר

נפיחות פונקציונלית היא הפרעה נפוצה של אינטראקציה בין המעיים למוח עם דפוסי תסמינים הטרוגניים ומנגנונים בסיסיים לא ברורים. צמיחת יתר של חיידקים במעי הדק וצמיחת יתר מתנוגן במעי נחשפו לתסמינים הקשורים לגזים; עם זאת, התועלת הקלינית של בדיקות נשימה משולבות של לקטולוז מימן–מתאן לאפיון פנוטיפי אצל מטופלים עם נפיחות פונקציונלית נותרה לא מוגדרת במלואה. מחקר תצפיתי חתך זה העריך האם בדיקות נשימה לקטולוז מימן–מתאן יכולות להבחין בין תת-קבוצות רלוונטיות קלינית בקרב מטופלים עם תסמינים עם נפיחות פונקציונלית. תשעים מבוגרים עם נפיחות פונקציונלית עברו בדיקות נשימה סטנדרטיות של לקטולוז מימן-מתאן עם דגימה סדרתית במשך 120 דקות. נרשמו מאפיינים דמוגרפיים, משך התסמינים, חומרת הנפיחות, כאבי בטן, דפוסי הרגלי מעיים ופרופילי גזי נשימה. תוצאות בדיקות הנשימה סווגו כחיוביות-מימן, מתאן חיוביות, מעורבת-חיוביות או שליליות לפי קריטריוני פרשנות מוגדרים מראש. בדיקות הנשימה היו חיוביות ב-42 מתוך 90 מטופלים, כולל 24 חיוביים למימן, 12 חיוביים למתאן ו-6 מקרים חיוביים מעורבים. מטופלים עם בדיקות נשיפה חיוביות הראו חומרת נפיחות גבוהה יותר מאשר אלו עם בדיקות נשימה שליליות. קבוצות חיוביות למתאן וקבוצות חיוביות מעורבות הראו שכיחות גבוהה יותר של תכונות הקשורות לעצירות, בעוד שהקבוצה החיובית למימן הראתה חפיפה גדולה יותר עם הרגלי מעי מעורב. ממצאים אלו מראים כי בדיקות נשימה משולבות של לקטולוז מימן-מתאן יכולות לזהות פנוטיפים קליניים משמעותיים של ייצור גזים במבוגרים עם נפיחות פונקציונלית ועשויות לתמוך בסטרטיפיקציה קלינית מבוססת תסמינים.

מבוא

נפיחות פונקציונלית היא אחת ההפרעות הנפוצות והמתסכלות ביותר קלינית שנמצאות בגסטרואנטרולוגיה. למרות שרבים מהמטופלים מתארים זאת פשוט כ"גז", התסמין לעיתים רחוקות כל כך פשוט. הפרעות עכשוויות במסגרות אינטראקציה בין המעי למוח מזהות נפיחות ונפיחות נראית לעין כתופעות קשורות אך מובחנות, שתיהן עשויות להפריע משמעותית לאכילה, לעבודה, למעורבות חברתית ולאיכות החיים ^1,2. הנחיות מומחים עדכניות מדגישות גם כי אין לצמצם את הנפיחות למנגנון יחיד, שכן ייתכן שהבדלים בדפוסי הרגלי המעיים, בעוצמת התסמינים, בכאב ובתגובה לטיפול קיימים בקרב מטופלים^{עם תלונות} דומות לכאורה. שונות קלינית זו הופכת הערכה מבוססת תסמינים לבדה לבלתי מספקת עבור רבים מהמטופלים החוץ.

בשנים האחרונות התפתחה הבנה מקיפה יותר של פתופיזיולוגיה של נפיחות. תסיסה מיקרוביאלית נשארת חשובה; עם זאת, שינוי בתנועתיות המעי, טיפול לא תקין בגזים, רגישות ויסרלית, אי סבילות לפחמימות, תפקוד לקוי של רצפת האגן ותגובות ויסקרוזומטיות חריגות גם הם נרשמו כגורמים תורמים³. אצל חלק מהמטופלים, נפיחות בטנית נראית לעין עשויה לנבוע מדיסינרגיה בטנית ולא מגזים תוך-לומינליים עודפים, מה שעשוי להסביר מדוע עומס התסמינים ונפח הגזים האובייקטיבי אינם תמיד מתואמים⁴. תצפיות אלו מצביעות על כך שנפיחות פונקציונלית אינה ישות אחת אלא עשויה לכלול מסלולים פיזיולוגיים מרובים, כולל מנגנונים שניתן לבדוק כמו גדילה יתר של חיידקים במעי הדק.

במסגרת זו, גידול יתר של חיידקים במעי הדק וצמיחת מתאנוגן במעי רלוונטיים במיוחד כהסברים הקשורים למיקרוביוטה לתסמינים הקשורים לגזים שאינם דורשים הערכה פולשנית. הנחיות גסטרואנטרולוגיה עכשוויות ממשיכות לזהות נפיחות, כאבי בטן ושינויים בהרגלי מעיים כתלונות נפוצות אצל מטופלים שנבדקו לגידול מיקרוביאלי ^5,6. בדיקת נשימה במימן-מתאן משמשת לעיתים קרובות בסביבה זו משום שהיא מעשית, ניתנת לחזרה ויותר ישימה בטיפול קליני שגרתי מאשר תרבית מעי דק; עם זאת, יש לקחת בחשבון גורמים כמו בחירת המצע, מעבר מעיים ותנאי בדיקה במהלך פרשנות ^7,8. כדי לקדם פרשנות סטנדרטית ולשפר את העקביות האבחנתית, המחקר הנוכחי יישם את פרוטוקולי בדיקת הנשימה וספי האבחון שהומלצו על ידי הקונצנזוס הצפון-אמריקאי בנוגע לבדיקות נשימה של מימן ומתאן. אצל מטופלים עם נפיחות פונקציונלית, מדידת מימן ומתאן משולבת עשויה להיות חשובה במיוחד, שכן הסתמכות על גז יחיד עלולה להסתיר תת-קבוצות ביולוגיות שונות של המטופלים.

ההבדלים בין פרופילי נשימה הדומיננטיים מימן לבין פרופילי הנשיפה הדומיננטיים במתאן עשויים להתרחב מעבר לממצאי מעבדה. התפשטות יתר הקשורה למתאן נקשרה יותר ויותר למעבר מעיים איטי יותר ולפנוטיפ של תסמינים הדומיננטיים של עצירות, בעוד דפוסי גזים אחרים אינם מראים בעקביות את אותה אסוציאציה⁹. באופן רחב יותר, פרופילי גזי הנשימה עשויים לשקף שונות מיקרוביאלית ותסמינים בעלת משמעות קלינית ולא שונות מעבדתית אקראית¹⁰. יתרה מזאת, גוף ספרות הולך וגדל מדגיש את התועלת הקלינית של בדיקות נשימה במגוון מחלות תפקודיות במערכת העיכול, ומראה כי פרופילים מסוימים של גזי הנשימה עשויים להיות קשורים לפנוטיפים קליניים שונים, כולל מצגות דומיננטיות של עצירות ושלשולים 11,12,13 . עם זאת, מחקרים שהתמקדו במיוחד במטופלים שהתלונה העיקרית שלהם היא נפיחות פונקציונלית נותרו פחות שכיחים מאשר אלו הסובלים מתסמונת המעי הרגיז או תסמינים של מערכת העיכול המעורב¹¹. פער זה תומך בגישה ממוקדת פנוטיפ. לכן, המחקר הנוכחי השתמש בבדיקות נשימה לקטולוז מימן-מתאן כדי לאפיין קלינית מבוגרים עם נפיחות תפקודית ולהעריך האם פרופילי בדיקות נשימה שליליות, חיוביות למימן, מתאן חיובי וחיובי מעורב תואמים לדפוסי תסמינים מובחנים. במקום להתייחס לתוצאות בדיקות הנשימה כחיוביות או שליליות בלבד, גישה זו בוחנת את התועלת הפוטנציאלית שלהן כמסגרת סיווג קלינית משמעותית עבור מטופלים המציגים נפיחות פונקציונלית.

פרוטוקול

מחקר תצפיתי חתך זה נערך בהתאם להצהרת הלסינקי ואושר על ידי ועדת האתיקה של בית החולים המרכזי ג'ינאן (אישור מס' 20250120022). כל ההליכים שכללו משתתפים אנושיים נבדקו ואושרו לפני תחילת המחקר. התקבלה הסכמה בכתב מדעת מכל המשתתפים לפני ההרשמה.

מטופלים מבוגרים שהגיעו למרפאת הגסטרואנטרולוגיה עם נפיחות פונקציונלית (FB) כתלונה העיקרית שלהם נבדקו ברצף להשתתפות במחקר. נפיחות פונקציונלית הוגדרה לפי קריטריוני Rome IV כנפיחות או נפיחות בטן חוזרת המתרחשת לפחות יום אחד בשבוע בממוצע בשלושת החודשים הקודמים, עם הופעת תסמינים לפחות 6 חודשים לפני האבחנה. בוצעה בדיקה קלינית מקיפה של החרגה קלינית, שכללה בדיקות מעבדה שגרתיות, הדמיית בטן והערכה אנדוסקופית כאשר יש סיבה קלינית, כדי לשלול סיבות מבניות או מטבוליות לתסמינים. משתתפים שעמדו בקריטריונים לאבחון של תסמונת המעי הרגיז החופפת (IBS) (IBS-C, IBS-D או IBS-M) הורשו להשתתף וסווגו באופן פרוספקטיבי לפי תת-סוג, בתנאי שנפיחות נותרה התלונה המרכזית והמטרידה ביותר שלהם.

כדי למזער השפעות מבלבלות על פרופילי גזי הנשימה הבסיסיים, משתתפים עם סוכרת לא מבוקרת, ניתוח גסטרואנטסטינלי קודם, או עצירות עמידה חמורה שדורשת התערבות רפואית יומית הוצאו. בנוסף, הוטמע פרוטוקול סטנדרטי לניקוי התרופות לפני הבדיקה. אנטיביוטיקה ופרוביוטיקה מערכתית נאסרו תוך 4 שבועות לפני הבדיקה, בעוד שפרוקינטיקים, משלשלים, אופיאטים ומעכבי משאבת פרוטון הומנעו לפחות שבוע לפני ההליך.

גיוס המשתתפים נערך בין פברואר 2025 לדצמבר 2025 במרפאת גסטרואנטרולוגיה אמבולטורית בבית החולים ג'ינאן סנטרל. מבוגרים סימפטומטיים זכאים נרשמו ברצף ללא קריטריוני בחירה שרירותיים נוספים כדי למזער הטיית בחירה. תהליך העבודה הכולל של הלימוד מוצג באיור 1¹.

איור 1. חקר תכנון ותהליך בדיקות נשימה של לקטולוז מימן-מתאן. מבוגרים חוץ שהגיעו עם נפיחות פונקציונלית נבדקו לזכאות ונרשמו לאחר הסכמה מדעת בכתב. נרשמו משתנים דמוגרפיים וקליניים בסיסיים לפני הבדיקות. המשתתפים עברו הכנה סטנדרטית לפני המבחן שכללה דיאטה של 24 שעות עם תסיסה נמוכה וצום לילה של 8–12 שעות. בדיקת נשימה לקטולוז-מימן–מתאן (LHMBT) בוצעה לאחר צריכת 10 גרם לקטולוזה מומסת במים של 200 מ"ל, עם דגימות נשימה בסוף הנשיפה שנאספו ב-0, 30, 60, 90 ו-120 דקות. תוצאות בדיקות הנשימה פורשו באמצעות קריטריונים מוגדרים מראש למימן ומתאן, והמשתתפים סווגו כשליליים, חיוביים למימן, מתאן חיובי או חיובי מעורב. לאחר מכן בוצעו השוואות קליניות של תסמינים וניתוחים ספציפיים לפנוטיפ. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.

אוכלוסיית המחקר, זכאות והערכת בסיס
המשתתפים הזכאים היו מבוגרים בגילאי 18–65 שהציגו נפיחות חוזרת או מתמשכת במשך יותר מ-3 חודשים, עם הופעת תסמינים לפחות 6 חודשים לפני ההרשמה. דרישות התסמינים הזמניות הללו נבחרו כדי להתאים למסגרת האבחון Rom IV להפרעות מעי פונקציונליות. המשתתפים נדרשו גם להיות מסוגלים להשלים הן את הערכת התסמינים והן את תהליך בדיקת הנשימה הסדרתי. המשתתפים הוצאו מהמחלה אם היו להם מחלת מעי דלקתית, צליאק, ממאירויות במערכת העיכול, חסימת מעיים, כריתה משמעותית בעבר של המעי הדק או המעי הגס, מחלת כבד מפוצת, הריון, דלקת גסטרואנטריטיס זיהומית חריפה בארבעת השבועות הקודמים, חשיפה לאנטיביוטיקה מערכתית בארבעת השבועות הקודמים, הכנת מעי בקולונוסקופיה בשבועיים הקודמים, או חוסר יכולת לעמוד בהוראות התזונה והצום לפני המבחן.

גיל, מין, גובה, משקל, מדד מסת גוף (BMI), משך התסמינים, חומרת הנפיחות, חומרת כאבי הבטן, מספר ממוצע של יציאות ספונטניות בשבוע, ותת-סוג קליני המבוסס על דפוס הרגלי מעיים (נפיחות פונקציונלית, IBS-C, IBS-D או IBS-M) נרשמו באופן פרוספקטיבי בעת ההרשמה באמצעות טופס דוח מקרה מובנה. חומרת הנפיחות וחומרת כאב הבטן הוערכו באמצעות סולם דירוג מספרי (NRS) שנע בין 0 ל-10, כאשר 0 סימן ללא תסמינים ו-10 הצביע על התסמינים החמורים ביותר שניתן לדמיין. תדירות הצואה הוגדרה כמספר הממוצע של יציאות מעיים ספונטניות בשבוע במהלך ארבעת השבועות שקדמו לכך. משתני המחקר וכללי הקידוד המתאימים מסוכמים בטבלה 1⁶.

משתנה / מונח	הגדרה	קידוד / יחידה	הערות
נפיחות פונקציונלית (פייסבוק)	נפיחות בטנית מטרידה חוזרת או מתמשכת ללא זיהוי מחלת מערכת העיכול המבנית בהערכה שגרתית	משתנה הכללה	נדרש להרשמה
בדיקת נשימה לקטולוז-מימן–מתאן (LHMBT)	בדיקת נשיפה דו-גזית סטנדרטית מבוססת לקטולוז למדידת מימן ונשיפה מתאן	הליך	מבחן הלימוד הראשי
גיל	גיל ההרשמה	שנים	רציף
מין	מין ביולוגי שנרשם בעת ההרשמה	גבר / אישה	קטגורי
מדד מסת גוף (BMI)	משקל חלקי גובה בריבוע	ק"ג/מ"ר	רציף
משך התסמינים	משך תסמיני הנפיחות לפני ההרשמה	חודשים	רציף
תת-סוג קליני	פנוטיפ המעי המבוסס על תסמינים שנרשם בהרשמה	נפיחות פונקציונלית / IBS-C / IBS-D / IBS-M	קטגורי
חומרת הנפיחות	חמת נפיחות שדווחה על ידי המשתתפים	0–10 NRS	0 = אין; 10 = החמור ביותר
חומרת כאב בטן	חומרת כאב בטן שדווח על ידי המשתתפים	0–10 NRS	0 = אין; 10 = החמור ביותר
ציון עצירות	נטל עצירות מורכב	0–3	ציון גבוה יותר = עומס עצירות גבוה יותר
ציון לשלשול	עומס שלשול מורכב	0–3	ציון גבוה יותר = נטל שלשול גדול יותר
H2_0	מימן נשיפה בסיסית	ppm	נמדד ב-0 דקות
H2_30	נשיפה מימן ב-30 דקות	ppm	משתנה גז גולמי
H2_60	נשיפה מימן ב-60 דקות	ppm	משתנה גז גולמי
H2_90	נשיפה של מימן ב-90 דקות	ppm	משתנה גז גולמי
H2_120	נשיפה מימן ב-120 דקות	ppm	משתנה גז גולמי
CH4_0	מתאן נשיפה בסיסית	ppm	נמדד ב-0 דקות
CH4_30	מתאן נשף אחרי 30 דקות	ppm	משתנה גז גולמי
CH4_60	מתאן שנשף ב-60 דקות	ppm	משתנה גז גולמי
CH4_90	מתאן נשף ב-90 דקות	ppm	משתנה גז גולמי
CH4_120	מתאן נשף בדקה 120	ppm	משתנה גז גולמי
Peak_H2_0_90	ריכוז המימן המרבי שנצפה בין 0 ל-90 דקות	ppm	משתנה נגזר
Delta_H2_0_90	Peak_H2_0_90 פחות H2_0 הבסיס	ppm	משתנה נגזר
Peak_CH4_0_120	ריכוז מתאן מרבי שנצפה בין 0–120 דקות	ppm	משתנה נגזר
H2_Positive	קריטריון המימן התקיים	נכון / לא נכון	משתנה בינארי נגזר
CH4_Positive	קריטריון המתאן התקיים	נכון / לא נכון	משתנה בינארי נגזר
קריטריון SIBO	עלייה במימן ≥20 ppm מעל קו הבסיס בתוך 90 דקות	כן / לא	סף אבחון
לדעתי קריטריון	ריכוז המתאן ≥10 ppm בכל נקודת זמן דגימה	כן / לא	סף אבחון
פנוטיפ שלילי	לא קריטריון SIBO ולא IMO עמדו בקריטריון	שלילי	קבוצת הסיווג הסופית
פנוטיפ מימן חיובי	קריטריון SIBO עמד והמתאן נשאר <10 ppm בכל נקודות הזמן	חיובי למימן	קבוצת הסיווג הסופית
פנוטיפ חיובי למתאן	לדעתי הקריטריון התקיים וקריטריון SIBO לא התקיים	מתאן חיובי	קבוצת הסיווג הסופית
פנוטיפ חיובי-מעורב	שני הקריטריונים של SIBO ו-IMO עמדו	שילוב חיובי	קבוצת הסיווג הסופית
Overall_Positive	כל פנוטיפ חיובי של בדיקת נשיפה	נכון / לא נכון	כולל פנוטיפים חיוביים למימן, מתאן חיובי וחיובי מעורב
Severity_High	דגל חומרת נפיחות גבוהה	1 / 0	1 = חומרת נפיחות ≥7; 0 = חומרת הנפיחות <7
מבחן תקף טכנית	דגימה בסיסית קיימת, בליעת לקטולוז מוצלחת, וכל הדגימות המתוכננות לאחר הלקטולוז שנאספו	כן / לא	נדרש לניתוח סופי
מבחן לא תקף	בליעה לא שלמה של לקטולוז, הקאות, דגימות קריטיות חסרות או תקלה באנלייזר	סיבת ההדרה	הוצא מהניתוח

טבלה 1: הגדרות משתנים, ספי אבחון וכללי הקצאת פנוטיפים. הגדרות, שיטות קידוד, יחידות מדידה, משתנים נגזרים, ספי אבחון, משתני בקרת איכות, וקריטריוני הקצאת פנוטיפים המשמשים לסיווג משתתפים, בניית מערכי נתונים וניתוח סטטיסטי.

הכנה מקדימה למבחן
כל המשתתפים קיבלו את אותן הוראות בכתב ובעל פה לפני המבחן. המשתתפים אימצו דיאטה מוגבלת עם תסיסה נמוכה שכללה אורז לבן פשוט, ביצים, עוף או דג לא מתובלים, מרק צלול, מים ותה לא ממותק ולא מוגז במשך 24 שעות לפני הבדיקה. שעועית, דגנים מלאים, מוצרי חלב, פירות, מיצי פירות, בצל, שום, כרוב, אלכוהול, משקאות מוגזים, תוספי סיבים ומוצרים המכילים אלכוהול סוכר היו אסורים בתקופה זו. המשתתפים עברו צום לילה של 8–12 שעות לפני איסוף הדגימות. בבוקר הבדיקה, עישון, לעיסת מסטיק, פעילות גופנית אינטנסיבית ושינה במהלך תקופת הדגימה לא הותרו. לפני איסוף הנשימה הבסיסי, המשתתפים שטפו את פיהם במים רגילים ונשארו יושבים במשך 10 דקות. מיד לפני הבדיקה, הצוות הקליני אישר את עמידת כל משתתף בהגבלות התזונתיות של 24 שעות, צום לילה של 8–12 שעות, ופרוטוקולים נדרשים להפסקת תרופות, כפי שמפורט בקריטריוני הזכאות למחקר, באמצעות ראיון מובנה. כל תרופה שלא ניתן היה להפסיק בבטחה תועדה. בקרות קדם-אנליטיות אלו הוסדרו כדי להפחית שונות גזים ברקע ולשפר את ההשוואה בין המשתתפים⁸.

הליך בדיקת נשימה לקטולוז מימן–מתאן
בדיקות נשימה בוצעו בבוקר עם משתתפים בישיבה באמצעות מנתח נשימה דיגיטלי המסוגל למדוד ריכוזי מימן (H₂), מתאן (CH₄) ופחמן דו-חמצני (CO₂₎ שנשפו. כדי להבטיח דיוק מדידה, האנלייזר כויל מדי יום לפני הבדיקה באמצעות תערובת גזים סטנדרטית לפי הוראות היצרן. דגימות נשימה מקובלות אושרו באמצעות שיטת תיקון CO₂ האלוואולרית המובנית של המכשיר, אשר מכוונת אוטומטית את ריכוזי הגז הזעירים המובע בחלקים למיליון (ppm) כדי להתחשב בדילול אפשרי באוויר בחדר במהלך הנשיפה. כל ההליכים בוצעו על ידי צוות קליני מיומן. האנלייזר, גז הכיול, אביזרי הדגימה ומצע הלקטולוזה ששימשו במחקר זה מופיעים בטבלת החומרים.

נאספה דגימת נשימה בסיסית בסוף הנשיפה ב-0 דקות. מיד לאחר מכן, כל משתתף בלע 10 גרם לקטולוז מומס ב-200 מ"ל מים בטמפרטורת החדר בתוך 2 דקות. נאספו דגימות נשימה נוספות בסוף הנשיפה ב-30, 60, 90 ו-120 דקות לאחר בליעת הלקטולוז. מרווח הדגימה של 30 דקות נבחר כדי לאזן בין היתכנות פרוצדורלית לעמידה במשתתפים במסגרת זרימת עבודה קלינית שגרתית במרפאה חוץ. עם זאת, בהשוואה למרווחי 15 דקות שהומלצו על ידי הנחיות קונצנזוס מסוימות, לוח הדגימה הרחב יותר הזה מהווה מגבלה מתודולוגית משום שהוא עלול לא ללכוד עליות גז מוקדמות או חולפות.

בכל נקודת זמן, המשתתפים נשמו כרגיל, החזיקו את נשימתם במשך 5 שניות, ואז נשפו במלואם לתוך מערכת האיסוף כדי לקבל דגימת סוף נשיפה. צריכת מזון, עישון, לעיסת מסטיק, הליכה מיותרת ושינה לא הותרו במהלך תקופת הבדיקות. אם התרחש שיעול, נשיפה מופרעת או דליפת דגימה ברורה, הדגימה נאספה מיד.

ציר הזמן של בדיקת הנשימה מוצג באיור 1. ערכי H₂ ו-CH₄ הגולמיים לכל המשתתפים בכל נקודת זמן דגימה זמינים לציבור במאגר זנודו (DOI: 10.5281/zenodo.20578413).

פרשנות מבחני נשימה והקצאת פנוטיפים
קריטריוני פרשנות מבחני הנשימה הוגדרו מראש לפני ההשוואה הקלינית. גידול יתר של חיידקים במעי הדק (SIBO) הוגדר כעלייה_ב-H2 בנשיפה של לפחות 20 ppm מעל קו הבסיס בתוך 90 דקות לאחר בליעת הלקטולוז. גידול יתר של מתנוגן במעי (לדעתי) הוגדר כרכוז CH₄ של לפחות 10 ppm בכל נקודת זמן במהלך הבדיקה. גם ההגדרות וגם הספים האבחנתיים יושמו בהתאם להנחיות הקונצנזוס של צפון אמריקה. המשתתפים סווגו כחיוביים למימן כאשר קריטריון H₂ ל-SIBO התקיים ו-CH₄ נשאר מתחת ל-10 ppm בכל נקודות הזמן שנרשמו. המשתתפים סווגו כחיוביים למתאן כאשר קריטריון IMO התקיים וקריטריון המימן ל-SIBO לא התקיים. המשתתפים סווגו כחיובי-מעורב כאשר התקיימו_{קריטריון} H2 וקריטריון CH₄. המשתתפים סווגו כשליליים כאשר אף אחד מהקריטריונים לא התקיים. ספים אלו הוחלו באופן אחיד על כל הקבוצה ללא שינוי לאחר מכן. כללי הסיווג המשמשים במאגר הנתונים מסוכמים בטבלה 1¹⁴. חשוב לציין, לבדיקות נשימה ללקטולוז יש מגבלות מוכרות. מכיוון שלקטולוז עשוי להאיץ מעבר אורוצקי ולאפשר תסיסה מוקדמת יותר של המעי הגס, תוצאות בדיקת נשיפה חיוביות שגויות עלולות להתרחש אצל חלק מהאנשים; לכן, יש לפרש את החיוביות בבדיקות נשימה כסיווג פנוטיפי סטנדרטי בהקשר של המחקר הנוכחי ולא כאישור מיקרוביולוגי חד-משמעי לצמיחת יתר.

תקפות בדיקות, לכידת נתונים ובקרת איכות
בדיקת נשימה נחשבה לתקפה טכנית רק כאשר כל התנאים הבאים התקיימו: זמינות דגימה בסיסית, בליעת לקטולוז מוצלחת, איסוף כל הדגימות המתוכננות לאחר הלקטולוזה במשך 120 דקות, והיעדר סטייה משמעותית בפרוטוקול שמונעת פרשנות. בדיקה הוצאה מהבדיקה אם בליעת לקטולוז לא הייתה מלאה, הקאות התרחשו במהלך ההליך, המשתתף נסוג לפני דגימת 90 דקות, או אם תקלה במכשיר מנעה מדידה אמינה. ערכי הגז הגולמי הוזנו ישירות למאגר המחקר כפי שנרשם, ללא אינטרפולציה, החלקה או תיקון ידני של עקומות. כל משתתף תפס שורה אחת במאגר הנתונים של הניתוח, ולכל נקודת זמן דגימה היו שדות נתונים H₂ ו-CH₄ מוגדרים. הקצאת הקבוצה נוצרה בקפדנות לפי קריטריוני הפרשנות המוגדרים מראש ונבדקה לאחר מכן מול פרופיל הגז הגולמי. בדיקות טווח הוגדרו מראש עבור משתני מפתח לפני נעילת מסד הנתונים, וכל ערך מחוץ לטווח דרש אימות מקור. כדי לתמוך ביכולת השחזור, מערך הנתונים של המחקרים והמילון המשתנה שאינם מזוהים זמינים לציבור במאגר Zenodo¹⁵.

פנוטיפים קליניים וניתוח סטטיסטי
המשתתפים סווגו לארבע קבוצות פנוטיפיות: שלילי, חיובי למימן, חיובי למתאן וחיובי מעורב. התוצאה הקלינית העיקרית הייתה חומרת הנפיחות שנמדדה באמצעות סולם דירוג מספרי 0–10 (NRS). משתנים משניים כללו חומרת כאבי בטן, משך התסמינים, תדירות הצואה, תסמינים הקשורים לעצירות ותת-סוג של הרגלי מעיים. מאפיינים הקשורים לעצירות נחשבו קיימים אם אחד מהדברים הבאים תועדו במהלך ההערכה הקלינית: פחות משלוש יציאות ספונטניות בשבוע, מאמץ, צואה קשה או תחושת פינוי לא מלא. משתנים רציפים סוכמו כסטיית תקן ממוצעת ± (SD) כאשר הם בהתפלגות נורמלית בערך וכחציון עם טווח בין-רבעוני (IQR) כאשר אינם מתפלגים באופן תקין. משתנים קטגוריים סוכמו כספירות ופרופורציות.

ההשוואה הראשונית השוותה בין משתתפים עם בדיקות נשיפה חיוביות לבין אלו עם בדיקות נשימה שליליות. ניתוחים משניים השוו בין ארבע הקבוצות הפנוטיפיות. לצורך השוואות בין שתי קבוצות, נותחו משתנים רציפים באמצעות מבחן t לדגימות בלתי תלויות או מבחן מאן–וויטני U, לפי הצורך. להשוואות בין ארבע הקבוצות הפנוטיפיות, נותחו משתנים רציפים באמצעות ניתוח שונות חד-כיווני (ANOVA) או מבחן קרוסקל–ווליס, לפי הצורך. משתנים קטגוריים נותחו באמצעות מבחן כי-ריבוע או מבחן פישר המדויק. הנורמליות של משתנים רציפים הוערכה באמצעות מבחן שפירו–וילק בשילוב עם בדיקה ויזואלית של גרפים Q–Q. להשוואות בין ארבע קבוצות הפנוטיפים, ההסקה הסטטיסטית התבססה בעיקר על בדיקות אומניבוס ANOVA או קרוסקאל–ווליס. כאשר הדבר הנכון, התמודדות בונפרוני נחשבה כבוחרת להשוואות מרובות. כל הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו באמצעות גרסה 27.0 של SPSS Statistics. כל המבחנים הסטטיסטיים היו דו-צדדיים, ו-P < 0.05 נחשב מובהק סטטיסטית. פרוטוקול דו-גזי לא פולשני שימש לאורך כל הדרך, משום שמטרת המחקר הייתה אפיון פנוטיפי אמבולטורי שניתן לשחזור במסגרת זרימת עבודה קלינית סטנדרטית, ולא רק אישור מבוסס תרבית פולשנית.

תוצאות

מחקר על אוכלוסייה וסיווג פנוטיפ של בדיקות נשימה
במהלך תקופת הגיוס, סך הכל 118 מבוגרים מטופלים חוץ שהגיעו עם נפיחות פונקציונלית נבדקו ברצף לזכאות. מתוכם, 28 הוצאו לפני הניתוח הסופי: 15 לא עמדו בקריטריונים המחמירים למשך התסמינים, 8 סירבו להשתתף, ו-5 הודרו עקב בדיקות נשימה לא תקפות (למשל, בליעת לקטולוז לא מלאה) או סטיות מהפרוטוקול לפני הבדיקה. כתוצאה מכך, בסך הכל נכללו 90 משתתפים בניתוח הסופי. כל המשתתפים השלימו את תהליך בדיקת הנשימה הסטנדרטי של לקטולוז מימן-מתאן וקיבלו ...

דיון

בקבוצה זו של מטופלים עם נפיחות פונקציונלית, בדיקות נשימה של לקטולוז מימן–מתאן זיהו פנוטיפים מובחנים קלינית של ייצור גזים. כמעט מחצית מהמחזור קיבלו בדיקת נשימה חיובית, והמשתתפים עם תוצאות חיוביות הראו עומס תסמינים כולל גבוה יותר מאשר אלו עם תוצאות שליליות, במיוחד ביחס לחומרת הנפיחות ולציוני תסמינים הקשורים למעי. כאשר מקרים חיוביים חולקו עוד לפנוטיפים חיוביים למימן, מתאן חיובי וחיובי מעורב, ההבדלים שנצפו חרגו ממדידות גזי הנשימה והשתקפו גם בפרופיל הקליני. ממצאים אלו מצביעים על כך שבהקשר זה,...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
BreathTracker SC Digital Breath Analyzer (230–240 V / 50 Hz)	QuinTron Instrument Company	QT05001-M	Digital breath analyzer used to measure exhaled hydrogen (H2), methane (CH4), and carbon dioxide (CO2) during lactulose hydrogen–methane breath testing. The 230–240 V / 50 Hz configuration was used for the study site.
Calibration Gas for BreathTracker Analyzer	QuinTron Instrument Company	QT07500-G	Standardized calibration gas mixture used for daily analyzer calibration according to the manufacturer’s instructions before participant testing.
QuinGas Regulator and Pressure Gauge	QuinTron Instrument Company	QT02772	Regulator and pressure gauge used to connect the QuinGas calibration cylinder to the BreathTracker analyzer during daily calibration.
AlveoSampler Collection Kit, No Substrate	QuinTron Instrument Company	QT00827-P	Single-patient breath collection kit used to obtain acceptable end-expiratory/alveolar breath samples for H2, CH4, and CO2 measurement.
Disposable Plastic Mouthpiece, 20 mm	QuinTron Instrument Company	QT00991-P	Single-use mouthpiece used with the breath-sampling setup for participant hygiene and sample collection.
Lactulose Oral Solution/Syrup, Clinical Grade	Hospital pharmacy or approved clinical supplier	N/A; 10 g clinical dose	Breath-test substrate. Each participant ingested 10 g lactulose diluted in 200 mL room-temperature water within 2 min. Product registration number and batch/lot number should be retained in site source documentation if required.
Room-Temperature Water	Hospital supply	N/A	Used to prepare the lactulose-water solution; 200 mL was administered with 10 g lactulose.
Borosilicate Glass Beaker, 250 mL	Fisherbrand	FB100250	Used for preparation of the lactulose-water solution before administration.
Graduated Cylinder or Measuring Cup, 200 mL	Hospital supply or Fisherbrand equivalent	N/A	Used to measure 200 mL water for standardized preparation of the lactulose substrate solution.
Digital Laboratory Timer	Fisherbrand Traceable	S94842	Used to time baseline and post-lactulose sampling intervals at 0, 30, 60, 90, and 120 min.
Nitrile Examination Gloves	Kimtech / Ansell via Fisher Scientific	S78944	Used for sample handling, participant-contact hygiene, and device-accessory handling during breath testing.
Plain Water and Disposable Rinse Cup	Hospital supply	N/A	Used for participant mouth rinsing before baseline breath collection.
Structured Participant Screening Checklist	Author-generated; Jinan Central Hospital	LHMBT-Screening-v1.0	Used to document Rome IV symptom-duration criteria, exclusion criteria, medication washout, dietary restriction, fasting adherence, and consent status before testing.
Structured Case Report Form	Author-generated; Jinan Central Hospital	LHMBT-CRF-v1.0	Used to record age, sex, height, weight, BMI, symptom duration, bloating severity, abdominal pain severity, bowel habit subtype, stool frequency, and constipation-related features.
Pre-test Diet and Medication Washout Instruction Sheet	Author-generated; Jinan Central Hospital	LHMBT-Pretest-Instructions-v1.0	Written and oral participant instructions covering the 24 h low-fermentation diet, 8–12 h overnight fast, medication restrictions, and avoidance of smoking, chewing gum, exercise, and sleeping during testing.
Raw Breath-Gas Recording Worksheet	Author-generated; Jinan Central Hospital	LHMBT-Gas-Worksheet-v1.0	Used to enter H2 and CH4 values at 0, 30, 60, 90, and 120 min exactly as recorded, without interpolation, smoothing, or manual curve correction.
IBM SPSS Statistics	IBM Corp.	Version 27.0	Statistical software used for Shapiro–Wilk normality testing, t-test or Mann–Whitney U test, ANOVA or Kruskal–Wallis test, chi-square test, Fisher’s exact test, and Bonferroni-adjusted comparisons when appropriate.
Zenodo Repository	Zenodo / CERN	DOI: 10.5281/zenodo.20578413	Public repository containing the de-identified participant-level dataset, raw hydrogen and methane breath-test measurements, symptom variables, phenotype classifications, variable dictionary, and supporting analysis documentation.
Variable Dictionary and Analysis Codebook	Author-generated	DOI: 10.5281/zenodo.20578413	Documentation describing study variables, coding rules, diagnostic thresholds, quality-control variables, and phenotype assignment criteria.
Locked Analysis Dataset	Author-generated	DOI: 10.5281/zenodo.20578413	Final de-identified analysis dataset used for the reported clinical comparisons and deposited with supporting documentation.