Novorozenec matky s obezitou - Transplantace fekálního mikrobiomu, RCT (SISU-FMT)

1. POZADÍ

   V posledních desetiletích prevalence obezity u dětí celosvětově dramaticky vzrostla. Obézní děti a dospívající mají asi pětkrát vyšší pravděpodobnost, že budou obézní v dospělosti, než ti, kteří obézní nejsou. Ačkoli je dětská obezita komplexní a multifaktoriální výsledek, zdá se, že obézní děti mají odlišný střevní mikrobiom již při narození. Mnohé z předchozích studií zdůrazňují rizikové faktory matek, jako je vyšší BMI matky před těhotenstvím, nadměrný přírůstek hmotnosti v těhotenství, gestační diabetes (GDM) a císařský řez jako rizikový faktor dětské nadváhy nebo obezity. Perinatální faktory, zejména porod císařským řezem, stejně jako perinatální antibiotika, byly také identifikovány jako rozhodující determinanty složení a vývoje mikroflóry v raném věku. Mechanismy však nejsou jasné.

   U matek s obezitou a/nebo gestačním diabetem bylo hlášeno, že mají střevní mikroflóru spojenou s obezitou. Změny v mikrobiotě se mohou přenést na dítě během vaginálního porodu. Dříve bylo sekvenování metagenomu úspěšně použito pro srovnání hlavního zdroje kolonizace u kojenců a vertikálního přenosu střevní mikroflóry a ukázalo se, že > 70 % mikroflóry je vertikálně přenášeno z matky na novorozence během vaginálního porodu.

   Ve Finsku se počet císařských řezů zvýšil z 16–17 % na 19,6 % všech porodů. Odhadované celosvětové průměrné míry jsou podobné, ale očekává se, že míra císařských řezů vzroste ze současných 21,1 % na 28,5 %. Hypnotizuje se, že řez C narušuje vertikální přenos prospěšných mikrobů z matky na dítě během kritického vývojového okna. Kromě rizika obezity zvyšuje císařský řez riziko infekčních a chronických onemocnění, jako jsou autoimunitní onemocnění, astma a dokonce i některé druhy rakoviny.

   Pro obnovu novorozeneckého mikrobiomu při císařském řezu u kojenců byly navrženy a testovány různé terapeutické přístupy. Střevní mikrobi a kmeny mateřských střev přispívají nejperzistentnějším podílem novorozenecké střevní mikrobioty po narození, zatímco vaginální bakterie a kmeny mateřského pochvy tvoří pouze malou a přechodnou část. Ve dvou studiích se kompozicím fekální mikroflóry u kojenců narozených císařským řezem podařilo obnovit narušený přenos střevních kmenů Bacteroides vaginálním výsevem, zatímco perorální podání mateřské vaginální mikroflóry kojencům s císařským řezem nemělo žádný rozpoznatelný účinek na složení mikroflóry. V předchozí studii bylo prokázáno, že fekální transplantace od matky s publikovaným protokolem úspěšně a bezpečně modifikuje vývoj střevní mikroflóry kojenců.

   Protože existují důkazy, že je možné modifikovat střevní mikroflóru kojenců během kritického vývojového okna, metabolické důsledky a klinický význam těchto intervencí nejsou známy. Navíc není známo, jaký druh mikrobioty a od koho by byl pro zdraví dítěte dlouhodobě nejlepší.

   Vyšetřovatelé předpokládají, že obezita může být vertikálně přenosnou chorobou, protože novorozené dítě dostává od matky mikrobiotu související s obezitou. Kromě toho je zdroj kolonizace modifikovatelným faktorem a lze jej změnit použitím časné transplantace fekální mikroflóry.

2. NÁVRH A METODY STUDIE

2.1. Nábor a screening fekálních a vaginálních vzorků od matky

Porodní asistentky a lékaři při návštěvě informují potenciální zúčastněné matky o studii a ty, které mají zájem se zúčastnit, kontaktuje studijní sestra. Po informovaném souhlasu jsou matky testovány na potenciální nakažlivá onemocnění, jak je vysvětleno níže, nejpozději 10-14 dní před plánovanou CS. Matce se odebere vzorek stolice o hmotnosti 100 g a vzorek krve o objemu 15 ml. Matka podle písemných pokynů rozdělí trus do podávaných zkumavek se vzorky. Výkaly pro transplantaci se shromažďují do prázdné zkumavky pomocí lžíce v uzávěru. Matka informuje výzkumnou sestru, která co nejdříve doručí zkumavky odebrané ke screeningu do laboratoře, kde se z čerstvého vzorku připraví transplantát - tento proces je ukončen s časovým rámcem 6 hodin.

Čerstvý vzorek stolice se vyšetřuje na přítomnost parazitů a patogenních virů a bakterií. Pro stanovení bakteriálního složení vzorku se použije alikvot (0,125 g) čerstvého vzorku stolice. Vaginální vzorky budou odebrány během návštěvy pro posouzení způsobu porodu, pokud již nebyly získány na klinice péče o matku jako součást rutinního sledování.

Krevní testy: Kompletní krevní obraz, rychlost sedimentace erytrocytů, C-reaktivní protein, alanintransamináza, alkalická fosfatáza, gama-glutamyltransferáza, albumin, kreatinin, HIV, hepatitida B, C a E, Treponema pallidum, virus lidské T-buněčné leukémie, CMV a EBV

Vaginální a perineální screening: Streptococcus skupiny B, Methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA), Extended Spectrum Beta Lactamase (ESBL)

Fekální screening: Salmonella spp., Shigella sp., Campylobacter coli/jejuni, Yersinia enterocolitica, Enterohemorragická E. coli (EHEC), Enteroinvazivní E. coli (EIEC), Enterotoxigenní E. coli (ETEC), Vibrio sp., Plesiomonas shigelloides Clostridium difficile, Cryptosporidium spp., Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Norovirus, gramnegativní bakterie rezistentní na více léčiv (MDRGN), Enterococcus rezistentní na vankomycin (VRE), Listeria monocytogenes, Helicobacter pylori, Sars-CoV-2.

2.2 Transplantace fekální mikrobioty

Další část čerstvého vzorku stolice od matky se použije jako transplantát a za tím účelem se 1 g stolice rozpustí v 15 ml izotonického fyziologického roztoku a 10% glycerolu, homogenizuje a 0,5 ml alikvoty transplantátu se okamžitě zmrazí a skladují při -80 °C.

Fekální transplantace od zdravé dárkyně s normální hmotností (18 až 35 let) z Turku Microbiome Biobank (University of Turku a Turku University Hospital). Dárkyně je testována na potenciální nakažlivá onemocnění současně jako matka.

2.3 Sledování na mateřské a dětské jednotce

Během pobytu v nemocnici se odebírají vzorky stolice z první stolice v životě a ve věku dvou až tří dnů. Po prvním krmení je novorozenec sledován podle nemocničních protokolů na oddělení rooming-in. V předchozích studiích byla horečka hlášena vzácně u novorozenců, kteří dostali fekální transplantaci. Možné nežádoucí příhody, jako je zvýšená peristaltika, průjem, zvracení, horečka a vyrážka, jsou hlášeny do elektronické databáze pacientských záznamů a odtud výzkumníky sbírány. Před propuštěním dítě zváží a propouštěcí vyšetření provede pediatr nebo lékař se specializací v pediatrii, obvykle 2. den po porodu.

Ve věku 2 dnů se současně se screeningovými vzorky na SCID a metabolická onemocnění izolují mononukleární buňky periferní krve (PBMC) ze vzorků kapilární krve (100 ul) odebraných z paty a skladovaných při -140 °C. Sérum se oddělí a skladuje při -80 °C. Buňky jsou podrobeny analýzám, včetně jednobuněčného sekvenování mRNA pro zkoumání úrovní genové exprese a imunofenotypizace průtokovou cytometrií pro zkoumání distribuce typů imunitních buněk a také funkčních vlastností, včetně aktivace a povrchových receptorů. Zánětlivé, imunitně a s obezitou související složky séra se vyšetřují ze vzorků séra (10 µl) pomocí high-multiplex Olink nebo jiných imunotestů.

2.4 Sledování po propuštění

Od prvního poporodního týdne je dítě sledováno na klinice well-baby v souladu s normálními národními protokoly. V rámci studia mohou být rodiče v kontaktu s dětskou pohotovostí Fakultní nemocnice v Oulu.

Ve 3. a 12. měsíci po narození jsou rodiče požádáni, aby vyplnili online dotazník o zdraví dítěte a odebrali a odeslali vzorky stolice kojence a matky do zkumavek XXOMNIgeneGUT (DNA genotek, Ontario, Kanada) pro analýzu mikroflóry a do zkumavek OMNImetGUT pro metabolity a dočasně skladovány při pokojové teplotě před odesláním do Turku Microbiome Biobank poštou. 3 měsíce po narození se vzorek stolice odebere před druhou orálně podanou rota virovou vakcinací, pokud je to možné. Během akutní gastrointestinální infekce se vzorky stolice neodebírají.

DNA ze vzorků mikrobioty bude izolována pomocí přístrojů Chemagic 360 a soupravy Chemagic Stool 200 H96 (PerkinElmer, Turku, Finsko). Vzorky budou sekvenovány buď v Univerzitní nemocnici v Turku, Klinická mikrobiologie na přístroji Illumina Nextseq 2000 nebo ve Finském centru funkční genomiky na přístroji Illumina Novaseq 6000.

Výsledky mikrobiomu:

• 16S sekvenování dalších generací
• Sekvenování metagenomu a zdroj kolonizace
• Extracelulární vezikuly odvozené z mikrobiomu: proteom, bakteriální 16S
• Mikrobiota produkovala metabolity
• Geny antimikrobiální rezistence

Pro analýzu mikrobiomů bude využita pokročilá bioinformatika. Zdroj kolonizace pomocí sekvenování metagenomu bude určen, jak bylo uvedeno dříve.

2.5 Dotazníky

Údaje o životním stylu rodin, expozici životního prostředí a zdraví studovaných kojenců a jejich rodičů se shromažďují pomocí online dotazníků, které umožňují monitorování a dotazování na data během sběru dat. Dotazníky vyplňují rodiče před narozením kojence a následně. Žádáme rodiče, aby ve 3. a ve 12. měsíci věku vyplnili dotazníky o výživě dítěte, o funkci trávicího traktu ao způsobech péče o dítě. Otázky se mění, jak dítě roste. V dotaznících jsou uváděny nemoci, léky a užívání probiotik a dalších doplňků stravy. Dotazníky týkající se výživy, zdraví a zázemí jsou převážně podobné jako v probíhající studii HELMi a studii Secflor. Aby se zvýšila míra odpovědí na dotazník, rodiče dostávají automatická upozornění prostřednictvím e-mailu a SMS zpráv.

2.6 Záznamy pacientů

Perinatální údaje budou získány z elektronického záznamu o porodu, údaje o hypoglykémii novorozence, sledování hladiny glukózy, nutnosti intravenózní infuze glukózy před propuštěním z nemocnice, věku při propuštění, příznacích infekce, hladinách parametrů infekce a užívání antibiotik během hospitalizace. pobytu, budou shromažďovány z nemocničních záznamů pacientů. Údaje o růstu až do věku tří let měřené při běžných návštěvách poradny pro zdravé děti a údaje o očkování budou shromažďovány od rodičů nebo z poradny pro zdravé děti. Užívání antibiotik a jiných léků do tří let věku bude shromažďováno prostřednictvím dotazníků a potvrzeno službou Kanta s písemným souhlasem rodičů.

2.7 Analýza výkonu

Na základě screeningového procesu se očekává 40% vyloučení z důvodu nosičství streptokoků skupiny B (GBS) u 24 % těhotných žen v našem regionu a dalších pozitivních nálezů ve screeningových vzorcích. Studie je navržena s plánovaným vzorkem 150 matek, což umožňuje, aby konečný počet subjektů s odhadovanou 40% mírou předčasného ukončení kvůli pozitivitě screeningu byl 90 (30 v každé intervenční skupině), vezmeme-li v úvahu, že je pravděpodobné, že mají výpadky během období sledování. Data mikrobiomu jsou vícerozměrná a binární výstupy nejsou vhodné pro analýzu síly.