Prenatální a porodnické expozice matek a autoprotilátky ISlet v raném věku (PROMISE)

Sestavíme prenatální kohortu, kde má potomek příbuzného prvního stupně (FDR) s T1D (matka, otec nebo úplný sourozenec). Abychom zaregistrovali dostatečný počet účastníků, provádíme multicentrickou studii v centru Barbara Davis Center for Diabetes (BDC) v Auroře, CO [koordinační centrum], Mt Sinai Hospital v New Yorku, NY, Joslin Diabetes Center (JDC) v Bostonu, MA a Ohio State University (OSU) v Columbusu, OH. Tato místa byla vybrána na základě historie úspěšné předchozí spolupráce, přístupu k velkým zavedeným populacím lidí s T1D (tato centra jsou jedny z největších ve Spojených státech, pokud jde o těhotenskou péči o ženy s T1D, a mají také dospělé a pediatrické kliniky), specifická místa napojení na porodnické praxe a historie úspěšného náboru do studijních kohort. Kromě čtyř jmenovaných studijních míst jsme oslovili další potenciální místa, abychom zajistili úspěch při náboru. Identifikovali jsme další potenciální místo na Mayo Clinic College of Medicine pod vedením Yogishe Kudvy a toto místo je připraveno aktivovat, pokud by nábor v prvním roce grantu na těchto čtyřech místech nesplnil očekávání. Naším cílem je shromáždit těhotenskou kohortu 800 během tohoto počátečního období financování a zapsat až dalších 1 200 ve fázích 2 a 3 (celkem N = 2 000).

D. Popis, rizika a odůvodnění postupů a nástrojů sběru dat:

Postupy prověřování a souhlasu: Účastníci budou prověřeni, budou jim udělen souhlas (dostupný prostřednictvím papírového a elektronického procesu souhlasu) a vyplní dotazníky prostřednictvím online databáze s funkcemi elektronického průzkumu (REDCap), která je v souladu s HIPAA a je přístupná odkudkoli s přístupem k internetu. V případě potřeby lze na klinice zajistit přístup REDCap pomocí tabletu. Úspěšně jsme použili databázový systém REDCap pro četné studie zahrnující sběr průzkumů a ve studiích dospělých s T1D (včetně těhotných žen) během pandemie Covid-19 jsme ve velké míře využívali online screening a schvalovací postupy. Pracovníci studie budou k dispozici, aby si mohli formulář souhlasu prohlédnout s potenciálními účastníky po telefonu, pomocí video platformy kompatibilní s HIPAA, jako je Zoom, nebo osobně, v závislosti na okolnostech. Screeningové otázky budou zahrnovat anamnézu T1D u těhotné ženy nebo otce/sourozence plodu, věk matky a porodní anamnézu těhotné ženy, včetně aktuálních dat těhotenství (datum poslední menstruace, očekávané datum porodu).

Plán návštěvy a odběru vzorků: Studijní návštěvy a odběr vzorků (tabulka 2) budou naplánovány na jednom z míst studie, v jednom časovém bodě pro otce a ve čtyřech časových bodech pro matky: první trimestr (8-<14 týdnů), druhý trimestru (14-<28 týdnů), třetím trimestru (28+ týdnů) a až 12 týdnů po porodu. Zdravotní záznamy budou získány pomocí formulářů pro vydání lékařské dokumentace pro těhotenství, porod a poporodní návštěvy a pro záznamy o narození kojenců. Všechna místa studií mají přístup k elektronickým zdravotním záznamům (EHR), které umožní vyšetřovatelům získat lékařské záznamy pro prenatální péči a doručení pro účastníky studie, kteří porodí v rámci jejich nemocniční sítě, a všechna místa mají zavedeny protokoly a zkušenosti se získáváním záznamů z externích zařízení pomocí formuláře pro vydání lékařské dokumentace. V koordinačním centru BDC jsme již dříve shromáždili lékařské záznamy pro záznamy o těhotenství, porodu a narození dítěte a abstrahovali tyto údaje do databází REDCap. Budeme se řídit našimi zavedenými postupy pro abstrakci porodnických a novorozeneckých záznamů pro tuto studii. Mateřské a fetální výsledky žen zahrnutých do této studie, které jsou hlášeny poskytovatelům BDC, budou získány manuálním přehledem tabulek EHR. Hospitalizace matek a plodů v jakémkoli nemocničním systému využívajícím EPIC a u nichž pacienti povolují sdílení záznamů, lze zobrazit prostřednictvím interoperabilního nástroje pro sdílení EPICS s názvem Care Everywhere. Manuální kontrola záznamů bude použita k získání konkrétních výsledků měření.

Všechny záznamy budou shromážděny a odebrány v Barbara Davis Center, aby byly zachovány standardy kontroly kvality a zefektivněno školení a dohled nad zaměstnanci.

Těhotenské návštěvy: Těhotné ženy, které jsou způsobilé pro studii, budou zařazeny do prvního trimestru (před 14. týdnem těhotenství), pokud je to možné, ale po 8. týdnu těhotenství, aby se snížila možnost předčasné ztráty těhotenství po zařazení. Otcové budou zapsáni ve stejnou dobu a budou požádáni, aby dokončili svou studijní návštěvu (včetně odběru krve do 33 ml nebo 2 1/4 polévkové lžíce krve) ve stejnou dobu jako první těhotenskou návštěvu ženy, pokud vůbec možný. Ženy, které jsou již ve druhém trimestru (až 24 týdnů), když je oslovíme ohledně studie, budou zařazeny a absolvují návštěvy ve druhém a třetím trimestru a poporodní návštěvu. Údaje o běžných těhotenských návštěvách, včetně hmotnosti a krevního tlaku, budou shromažďovány na klinice nebo z lékařského záznamu. Údaje o rutinních těhotenských návštěvách, včetně hmotnosti a krevního tlaku, rutinních laboratorních testů (včetně HbA1c u žen s T1D, lipidů atd.) budou shromážděny z kliniky nebo z lékařské dokumentace. Načasování a postupy studijní návštěvy jsou uvedeny v tabulce 3 níže.

Odběr vzorků: Vzorky budou odebrány při každé studijní návštěvě na zúčastněném místě kliniky. Externí centra zašlou všechny vzorky do BDC k uložení. Odběr vzorků bude standardizován v naší provozní příručce, aby byl zajištěn konzistentní odběr na všech místech. Sběr vzorků, načasování a typy byly dále pečlivě navrženy tak, aby byly podobné odběru provedenému ve stávajících kohortách, zejména ve studii ENDIA, aby bylo možné porovnávat výsledky napříč studiemi. Načasování návštěv v trimestru a po porodu je však dáno standardem péče na našich klinikách a nemusí přesně odpovídat studii ENDIA. Ženy například obvykle absolvují poporodní návštěvu v našich klinických centrech za 4–6 týdnů, a proto naplánujeme poporodní data a odběr vzorků ve stejnou dobu, abychom minimalizovali zátěž účastníků. Ve studii ENDIA podstoupily maminky poporodní návštěvu ve 3 měsících.

Flebotomií se získá vzorek až 33 ml nebo 2 ¼ polévkové lžíce krve. Plazma bude shromážděna do zkumavek s EDTA, uchovávána na ledu a oddělena centrifugací. Sérum bude shromážděno v separačních zkumavkách s gelem a odděleno centrifugací poté, co se nechalo srazit. Sérum a plazma budou rozděleny do alikvotů do 2ml kryozkumavek a skladovány při -80° C. Buffy coats budou uchovávány při každé návštěvě pro budoucí studie DNA a methylace. Vzorky krevní RNA budou odebírány pomocí zkumavek Tempus™, které umožňují stabilizaci a izolaci celkové RNA z plné krve pro analýzu genové exprese. Tyto vzorky lze skladovat až pět dní při pokojové teplotě a poté je zmrazit na 4 °C. Volitelné vaginální výtěry si účastníci sami odeberou pomocí transportního systému CultureSwab. Volitelné vzorky stolice si účastníci sami odeberou pomocí komerčně dostupné sady pro odběr stolice, jako je OMNIgene_GUT.

Sběr dotazníků: Účastníci budou požádáni, aby vyplnili dotazníky online pomocí databázového programu REDCap pro každou návštěvu, aby se zkrátil čas potřebný k dokončení osobních schůzek pro účastníky studie, kteří dokončili návštěvy na klinikách, a aby se zjednodušily postupy shromažďování/zadávání údajů a zkrátily se chyby při zadávání dat. Dotazníky budou zahrnovat dietní příjem pomocí ověřeného dotazníku frekvence jídla43, tabák a alkohol pomocí ověřených dotazníků44,45 a budeme shromažďovat screeningové dotazníky zaměřené na obecnou [Dotazník zdraví pacienta-8]46 a perinatální [Edinburghská škála postnatální deprese]47 deprese. Ženy, které mají pozitivní screening (skóre PHQ8 14 nebo vyšší, nebo skóre Edinburské postnatální deprese 10 nebo vyšší) na některý z těchto dotazníků, budou odkázány na jejich pravidelného poskytovatele k dalšímu vyhodnocení.

U matek a otců s T1D bude pomocí ověřených nástrojů hodnoceno hodnocení tísňové škály T1D (T1-DDS), self-management diabetu a strach z hypoglykémie. Otcové s T1D vyplní dotazníky při jediné návštěvě, zatímco matky s T1D budou požádány, aby tyto dotazníky vyplnily při každé studijní návštěvě (jednou za trimestr a po porodu). Záznamy o léčbě diabetu, včetně HbA1cs a dalších laboratorních testů (lipidy, poměr albuminu v moči ke kreatininu, sérový kreatinin), vyšetření retinopatie a záznamy vyšetření budou požadovány za rok před zařazením pro stanovení komplikací a kontrolu glykémie.

Anamnéza a výsledky těhotenství: Budeme shromažďovat údaje o mateřských a fetálních výsledcích těhotenství se zdravotními záznamy; získáme gestační věk při porodu, porodní hmotnost kojence, porodní komplikace a výsledky matky a plodu získáním záznamů o každém přijetí do nemocnice k porodu a porodu. Jako zálohu pro tyto nemocniční záznamy a v případě, že nebudeme mít přístup ke zdravotním záznamům (například když se žena přestěhuje mimo oblast našich elektronických zdravotních záznamů a nemůžeme získat záznamy pomocí vydání lékařské dokumentace), budeme shromažďovat stejné data pomocí průzkumu, který jsme vyvinuli pro jednu z našich předchozích studií těhotenství. Ptá se na datum porodu, gestační věk, porodní hmotnost a délku kojence, životní stav kojence, pohlaví kojence, předčasný porod, typ porodu, 16 specifických těhotenských komplikací, 15 specifických porodních komplikací, 5 specifických novorozeneckých komplikací a přijetí do porodnice. novorozenecká jednotka intenzivní péče (NICU). Praktiky kojení budou vyzvednuty na poporodní návštěvě. Budeme také shromažďovat údaje prostřednictvím lékařského přehledu pro zdravotní informace před těhotenstvím u žen s T1D (krevní tlak, funkce ledvin, retinopatie, výška a hmotnost). Gestační datování ověříme získáním záznamů o provedených ultrazvukech pro datování.

Glykemické faktory u žen s T1D: hodnoty HbA1c a glukózy (stažení CGM a glukometru), aktuální dávkování inzulínu a způsob podávání inzulínu se shromažďují během rutinních těhotenských návštěv a budou shromážděny z lékařského záznamu. Budeme také přistupovat k údajům staženým ze zařízení CGM (pro ty ženy, které pravidelně používají CGM) během rutinních těhotenských návštěv, abychom vyhodnotili indexy glykemické variability, jako je čas strávený v příslušných rozmezích glukózy (čas v rozmezí: 63–140 mg/dl [těhotenství ] a 70–180 mg/dl [po porodu], hypoglykémie: <63 mg/dl [těhotenství] a <70 mg/dl [po porodu] a hyperglykémie: >140 mg/dl [těhotenství] a >180 mg/dl [po porodu] 50, variační koeficient a SD).

Odběr pupečníkové krve a stolice: Prioritou bude odběr pupečníkové krve do 20 ml, protože je to ideální vzorek pro vyšetření metylace DNA u kojence při narození a před expozicí vnějšímu prostředí, včetně kojení nebo krmení z láhve, vystavení mikroby a další faktory prostředí, na rozdíl od pozdějších vzorků získaných během raného života. Odběr pupečníkové krve byl v našich předchozích studiích prováděn na základě dohod s vyšetřovacími nemocnicemi a pomocí souprav pro odběr pupečníkové krve zaslaných matce za účelem získání a zaslání vzorků zpět. Vzhledem k tomu, že ženy budou v této kohortě rodit v libovolném počtu nemocnic v zemi, plánujeme těhotným matkám zaslat/předat soupravy pro odběr pupečníkové krve s podrobnými instrukcemi pro odběr a vrácení vzorků podle našeho zavedeného protokolu. V případě, že odběr pupečníkové krve není možný, přibalíme co nejdříve po porodu (nejlépe do týdne od porodu) sadu pro odběr vzorku patní tyčinky do 1ml krve. Brzy po porodu také plánujeme poskytnout ženám soupravy na stolici pro odběr vzorku stolice/mekonia.

Screening na vysoce rizikové genotypy u potomků: Novorozenci budou vyšetřováni na genetické riziko T1D při narození pomocí odběrů sušených krevních skvrn získaných během prvního týdne života. Vzorky budou zaslány do laboratoře Dr. Williama Hagopiana pro stanovení skóre genetického rizika 2 (GRS2), panelu 67 jednonukleotidových polymorfismů (SNP), u kterých bylo prokázáno, že rozlišují riziko T1D, zejména pro T1D s časným nástupem (AUC 0,96)1. Vysoce rizikové genotypy lidského leukocytárního antigenu (HLA) jsou silně spojeny s rizikem IA a T1D, ale použití GRS2 se ukázalo být téměř dvakrát účinnější než pouze screening na vysoce rizikový genotyp HLA. Použití tohoto rizikového skóre bylo navrženo jako účinnější metoda novorozeneckého screeningu, umožňující bližší sledování dětí s nejvyšším rizikem rozvoje IA a T1D, zejména v raném dětství. Všechny návštěvy a postupy pro potomky jsou uvedeny v tabulce 4.

Na základě údajů ze studie TEDDY, GRS2 udělující riziko odpovídající 90. percentilu v běžné populaci identifikovalo 23 % účastníků TEDDY s FDR jako vysoce rizikové, ve srovnání s 10 % běžné populace. Vzhledem k tomu, že účastníci TEDDY s FDR byli vybráni na základě jejich vysoce rizikového genotypu HLA, odhadujeme, že procento identifikované jako vysoce rizikové na základě skóre GRS2 v této navrhované prenatální kohortě (kde budou zařazeny všechny FDR bez ohledu na riziko HLA) bude mírně nižší než procento pozorované u TEDDY. Proto jsme odhadli, že ~ 20 % FDR potomků v navrhované kohortě těhotenství bude identifikováno jako vysoce rizikové a bude sledováno pečlivěji než ti s nízkým rizikem.

Dětem s nejvyšším rizikem na GRS2 (např. riziko vyšší než ekvivalent 90 % skóre rizika obecné populace) bude odebrána krev pro IA screening a uskladnění genetických markerů každých šest měsíců do 2 let a poté mezi 5.–6. let.

Dětem s nízkým rizikem GRS2 bude odebrána krev pro screening IA ve 2 letech a mezi 5-6 lety věku. Genotypizace HLA a testování IA budou prováděny v Laboratoři klinické imunologie v BDC (NIH/NIDDK označená jako North American Autoprotilátka/HLA Core), jak bylo dříve oznámeno40. Ostatní vzorky krve budou uchovány pro případové kontrolní studie metylace DNA, Virscan a budoucích metabolomických/proteomických markerů.

Růst a zdraví kojenců: Údaje o růstu kojenců budou získány na základě vlastního hlášení od rodičů prostřednictvím průzkumů REDCap a prostřednictvím žádostí o lékařské záznamy o pediatrické záznamy. Budou pořízeny záznamy o imunizaci. Každých 6 měsíců až do věku 2 let budou u vysoce rizikové skupiny při návštěvě kliniky shromážděna klinická měření (včetně odběru až 20 ml nebo něco málo přes polévkovou lžíci krve), nemocí a postupů při výživě kojenců/dětí; tato data budou shromažďována pomocí dotazníku REDCap pro skupinu s nízkým rizikem.

Hodnocení ostrůvkových autoprotilátek: Hlavním výstupním měřítkem celkové studie (všech fází) bude přetrvávající pozitivita ostrůvkových autoprotilátek (IA) u dítěte. Vzorky séra budou odebrány pro měření čtyř ostrůvkových autoprotilátek u potomků s vysokým genetickým rizikem ve věku 6, 12, 18, 24 měsíců a v 5-6 letech. Potomci s nízkým genetickým rizikem budou testováni ve věku 24 měsíců a 5-6 let. Vzorky budou shromážděny, zpracovány a odeslány z externích pracovišť do BDC pro měření IA. Sérum bude skladováno při -70 °C až do testování. Je zapotřebí častější sledování IA u vysoce rizikových potomků, protože IA se může objevit již v prvním roce života a T1D je častěji diagnostikován v mladším věku. Proto plánujeme monitorovat jak IA, tak vývoj dysglykémie (stadium 2 T1D), jak je popsáno níže.

Testy IA budou prováděny na kódovaných vzorcích pro IAA, GADA, IA-2A a ZnT8A v laboratoři základních autoprotilátek Barbara Davis Center pod vedením Lipinga Yu, MD. Tato laboratoř má certifikaci CLIA a akreditaci CAP a byla označena jako NIH/NIDDK North American Autoprotilátky/HLA Core Laboratory. Laboratoř autoprotilátek Barbara Davis Center v posledních několika desetiletích sloužila řadě významných klinických studií T1D, včetně studie TEDDY, TrialNet, DPT-1, T1DGC, ITN a dalších. Testy pro GAD65 a IA-2 byly nedávno harmonizovány ve spolupráci s NIH/NIDDK Diabetes Autoprotilátkovým harmonizačním výborem pomocí standardního testovacího protokolu se společnou protilátkovou jednotkou vyjádřenou jako DK jednotky/ml (NIDDK jednotky). To umožnilo, aby výsledky testů autoprotilátek byly srovnatelné mezi všemi probíhajícími národními/mezinárodními studiemi mezi různými laboratořemi po celém světě. Zařízení pro autoprotilátky/HLA Core Facility BDC je jednou ze tří mezinárodních laboratoří, které pomáhají plnit tyto harmonizované protokoly stanovení. Všechny pozitivní vzorky a 5 % negativních vzorků bude podrobeno slepému duplicitnímu testování. IA bude definována jako pozitivita pro alespoň jednu ze čtyř ostrůvkových autoprotilátek při ≥ 2 po sobě jdoucích návštěvách nebo jako jeden pozitivní test s následnou diagnózou T1D. Děti s počátečním pozitivním testem na autoprotilátky budou požádány, aby se co nejdříve po počátečním testu vrátily na potvrzovací test.

Monitorování dysglykémie: Rodiny budou poučeny o známkách a příznacích T1D a budou instruovány, aby kontaktovaly personál studie, aby nahlásili jakékoli obavy nebo dotazy týkající se potenciálních příznaků a/nebo příznaků u jejich dětí. Rodinám dětí, u kterých se rozvine IA, bude poskytnut přístup ke studijnímu týmu ASK, za předpokladu, že financování této studie bude stále aktivní, pro zápis do navazující studie ASK pro vzdělávání, monitorování a podporu včetně vzdělávacích materiálů k vysvětlení rizikových faktorů spojených s ostrůvkem stav autoprotilátek, opakované testování autoprotilátek a HbA1c každé tři až šest měsíců za účelem sledování progrese, včetně bezplatného glukometru, proužků a školení. Kontinuální monitor glukózy může být poskytován zdarma každých 3-6 měsíců. Kromě toho bude národní monitorovací program ASK the Experts, rovněž financovaný Helmsley Charitable Trust, dostupný těm rodinám, které mají místní poskytovatele nebo dětské endokrinology, kteří mohou spolupracovat s týmem ASK the Experts v Centru Barbary Davis pro vzdělávání, monitorování a podpora. Pokud studie ASK/ASK the Experts již nebudou financovány, bude poskytováno stejné vzdělávání a podpora prostřednictvím těchto protokolů studie, včetně měření HbA1c každé tři až šest měsíců a bezplatného glukometru, glukózových proužků a školení.

Hodnocení virové expozice: Expozice virům bude hodnocena podélně u matek a potomků pomocí testu Virscan. Pro analýzu počátečního tříletého období studie budou testovány vzorky séra z návštěv během každého trimestru těhotenství a po porodu, jakož i vzorky odebrané v 6. měsíci života u vybraných vysoce rizikových kojenců (jak je popsáno v plánu analýzy dat). pan-virový sérologický sledovací nástroj Virscan. Tato platforma je založena na technologii sekvenování fágové imunoprecipitace (PhIP-seq), která využívá bakteriofázovou knihovnu obsahující proteomové peptidy z lidských patogenních virů. Knihovna Virscan obsahuje peptidy představující většinu známých patogenních lidských virů (~400 druhů a kmenů) a také další antigeny uvedené v databázi imunitních epitopů Národního institutu pro alergie a infekční choroby (www.iedb.org). Cílem dlouhodobější studie, jakmile budou dokončeny všechny fáze a u dostatečného počtu potomků se vyvinula IA, je provést případovou kontrolní studii virové expozice u matek a potomků u těch, u kterých se vyvinula IA versus věk a kontrola odpovídající HLA potomstvo, u kterého se nevyvinula IA.

Pro provedení sérologického screeningu se vzorky séra smíchají s knihovnou, což umožní protilátkám vázat se na patogenově specifické epitopy zobrazené na povrchu fága. Komplexy bakteriofág-protilátka jsou poté imunoprecipitovány a oblast fágové DNA kódující uměle exprimované peptidové antigeny, na které byla protilátka navázána, jsou sekvenovány pomocí NGS, aby se odhalil repertoár protivirových protilátek v daném vzorku séra. Analýza dat k detekci protilátek proti širokému spektru patogenů se opírá o statistické hodnocení (hodnoty p) relativního obohacení peptidů specifických pro patogeny ve vzorcích séra. Výsledná data jsou tedy kvalitativní povahy a nejsou přímo srovnatelná s titry protilátek, které lze získat konvenčními, singleplexními sérologickými metodami.

Epigenetické studie a studie genové exprese: Metylace DNA bude měřena v mateřské periferní plné krvi a genová exprese (RNA) měřená ve vzorcích RNA plné krve odebraných během těhotenství a po porodu a ve vzorcích plné krve a RNA potomků odebraných v raném věku před porodem. vývoj IA. Měření metylace DNA a genové exprese bude porovnáno v počátečním tříletém období studie v pupečníkové krvi od potomků matek s T1D (n=86) ve srovnání s potomky, kteří mají otce s T1D, ale matku bez diabetu (N=86). v designu případ-kontrola odpovídající věku matky a riziku HLA. Cílem dlouhodobější analýzy, jakmile budou dokončeny všechny fáze, je prozkoumat epigenetické změny a genovou expresi v designu studie případ-kontrola, vybrat případy IA z kojenců, kteří jsou trvale IA pozitivní, a z kontrol odpovídajících věku a riziku HLA. . Kvantifikace methylace bude provedena pomocí Infinium HumanMethylation450K Beadchip ("450 K") a Infinium MethylationEPIC Beadchip ("EPIC"), jak bylo popsáno dříve41. University of Colorado Anschutz Medical Campus sídlí v nejmodernějším zařízení a zahájila iniciativu RNA Bioscience Initiative (https://medschool.cuanschutz.edu/rbi) s cílem poskytnout „tekutinovod od základního po klinický výzkum RNA v lékařském kampusu Anschutz“ prostřednictvím kombinace testování RNA a zdrojů informatiky.