Užívání alkoholu a konopí u těhotných Slovinek

Cílem studie je zjistit prevalenci užívání alkoholu a konopí mezi slovinskými těhotnými ženami. Užívání alkoholu a drog během těhotenství má významné účinky na plod a má krátkodobé i dlouhodobé zdravotní následky. Jedním z nejzávažnějších důsledků je fetální alkoholový syndrom (FAS), který se vyznačuje vrozenými anomáliemi, kognitivním postižením a růstovými deficity. Dalším zdravotním účinkem prenatální expozice alkoholu je porucha fetálního alkoholového spektra (FASD), která se vyznačuje postižením centrálního nervového systému a vede k behaviorálním a kognitivním problémům, poruše pozornosti, exekutivní dysfunkci a problémům s pamětí. V důsledku toho mají děti postižené mateřským zneužíváním alkoholu horší školní výkon, nižší vzdělání, psychiatrické poruchy, vyšší míru užívání alkoholu a drog, vyšší míru kriminality, nezaměstnanost a další problémy, které představují zátěž pro jednotlivce a společnost. Užívání drog během těhotenství ovlivňuje jak matku, tak plod a úzce souvisí s perinatálními problémy, potraty, předčasnými porody, nízkou porodní hmotností, malým obvodem hlavy a vrozenými malformacemi. Užívání drog matkou během těhotenství způsobuje neonatální abstinenční syndrom; také ovlivňuje vývoj mozku plodu, což může vést k dlouhodobým neuropsychiatrickým problémům. Prevalence užívání alkoholu a drog mezi těhotnými ženami ve Slovinsku dosud nebyla studována.

Dospělý gastrointestinální trakt je hustě osídlen mikroorganismy. Mikrobiota, která představuje taxonomický inventář přítomných mikrobiálních rodů a druhů – primárně bakterií – a v širším smyslu mikrobiom, který zahrnuje všechny mikroorganismy (bakterie, archea, houby, prvoky, viry, mobilní genetické elementy) spolu s jejich funkčními geny a metabolity přítomnými ve střevě, se ve svém složení mezi jednotlivci značně liší v závislosti na rozlišení pozorování. Při narození má gastrointestinální trakt dítěte nižší hustotu mikrobiálních buněk, protože síť selektivních tlaků se začíná rozvíjet až při kontaktu s mateřskými sekrety, potravou a prostředím. Tyto tlaky zahrnují mikrobiální fermentační produkty odvozené z mateřského mléka nebo kojenecké výživy, expresi genů a mikrobiální kompetici, což vede k dynamickému vývoji mikrobiomu. Na vývoj střevního mikrobiomu kojence po narození má vliv několik faktorů, včetně způsobu porodu, typu výživy, předčasnosti, užívání antibiotik a dalších environmentálních faktorů. Rostoucí důkazy také poukazují na vliv prenatálních faktorů, jako je gestační diabetes a obezita, infekce, stres a strava matky. Stále více studií dále ukazuje, že změněná mikrobiota během těhotenství a raného dětství může prostřednictvím osy střevo-mozek ovlivnit vývoj mozku a chování později v životě. Vliv konzumace alkoholu na střevní mikrobiotu byl studován hlavně u dospělých, u kterých byla pozorována redukce α-diverzity mikrobioty. Prenatální expozice alkoholu může ovlivnit mikrobiotu novorozence především prostřednictvím alkoholem vyvolaných změn mateřské mikrobioty a následně absorpce živin. Analýza mekonia představuje jedinečnou příležitost studovat výhradně prenatální faktory ovlivňující mikrobiom, protože postnatální faktory neovlivňují mikrobiom mekonia. Wang a kolegové studovali páry matka-novorozenec analýzou vzorků stolice matek ve třetím trimestru a novorozeneckých vzorků do 48 hodin po narození. Prokázali významné rozdíly ve složení mikrobioty matek, které konzumovaly alkohol, a v mikrobiotě jejich novorozenců ve srovnání s páry matka-novorozenec, u kterých matky alkohol nekonzumovaly. Existuje pouze několik studií na zvířecích modelech, které potvrdily rozdíly ve střevní mikrobiotě dospělého potomstva, jehož matky byly během těhotenství krmeny dietou obsahující alkohol. Dosud nebyly publikovány žádné studie, které by charakterizovaly mikrobiom mekonia novorozenců, jejichž matky konzumovaly konopí.

Metody: Prevalence užívání alkoholu a konopí během těhotenství bude zkoumána ve spolupráci s Národním institutem veřejného zdraví, Ústavem soudního lékařství (IFM) Lékařské fakulty Univerzity v Lublani, Institutem Jožef Stefan a Klinickým oddělením neonatologie Dětské kliniky Univerzitního klinického centra Lublaň pomocí tří různých metod:

1. Na celostátně reprezentativním vzorku vzorků mekonia bude provedena průřezová studie. Vzorky mekonia budou shromažďovány z porodnic ve Slovinsku. Ve vzorcích mekonia budou stanoveny biomarkery pro alkohol a nelegální drogy. Velikost vzorku studie bude vypočítána s ohledem na populaci Slovinska, počet porodů za rok a odhadovanou prevalenci užívání alkoholu a drog během těhotenství. Vzorky mekonia budou shromažďovány anonymně. Pleny s mekoniem budou v první den po porodu shromažďovány do speciálních odpadových sáčků odborníky pečujícími o novorozence a matky. Pleny pro odběr mekonia budou náhodně odebírány ze sáčků; vzorek bude označen sériovým číslem. Údaje o pohlaví novorozence, gestačním věku (donosený/předčasně narozený), typu porodu (vaginální/císařský řez), užívání antibiotik během porodu a chronických onemocněních matky budou shromažďovány anonymně bez jakýchkoli dalších osobních nebo časových údajů. Bude existovat speciální skupina 100 vzorků mekonia z jedné porodnice, kde spárujeme dotazník matky a vzorek mekonia. K tomu budeme žádat o souhlas matky. I zde nedojde ke shromažďování osobních údajů, vzorek mekonia a dotazník matky budou spárovány pomocí kódu. Vzorky budou analyzovány v toxikologické laboratoři IFM. Pro studii bude ve Slovinsku zavedena nová analytická metoda pro vyšetření mekonia.
2. Celostátní průzkum životního stylu bude proveden ve slovinských porodnicích, včetně otázek na užívání alkoholu a drog během těhotenství. Průzkum bude anonymní a nebude spojen s odběrem mekonia; účast v průzkumu bude dobrovolná. Ženám bude po obdržení informací o cíli studie, metodě zajištění anonymity a metodách sběru poskytnut přístup k online průzkumu.
3. Analýza mikrobiomu: všechny vzorky mekonia, které budou pozitivní na metabolity alkoholu a konopí, stejně jako dva negativní vzorky mekonia na každý pozitivní vzorek mekonia, budou zahrnuty do analýzy složení mikrobiomu mekonia. V závěrečné části studie – srovnání mikrobiomu – budou zahrnuty všechny vzorky mekonia pozitivní na metabolity alkoholu nebo konopí. Analýza mikrobiomu bude provedena v závěrečné fázi studie v rámci konsorcia projektu Million Microbiomes from Humans Project a Slovinské metabolomické databáze (v přípravě). Molekulární data získaná z metagenomického sekvenování budou analyzována na slovinské superpočítačové infrastruktuře (Vega, Maister) pomocí nástrojů vyvinutých a používaných na superpočítačové síti interdisciplinární skupinou. Vygenerujeme taxonomické matice bakterií, archeí, hub, prvoků a DNA virů; diverzitní matice (35 diverzitních indexů); matice funkčních genů (20 milionů skupin); matice enzymatických reakcí (500 000 kategorií); matice metabolických drah (100 000 proměnných); a matice metabolitů (1 000 proměnných). Shromážděná data a jejich transformace z molekulárního do numerického formátu poslouží jako základ pro strojové učení (standardizace, normalizace, hodnocení separace vzorků a výkonnosti klasifikace pomocí různých algoritmů a hyperparametrů), identifikaci biomarkerových sítí (n > 100) a neparametrickou statistickou analýzu střevního mikrobiomu.

Statistická analýza: Statistická analýza dat bude provedena pomocí softwarového balíčku IBM SPSS Statistics 25. Pro charakterizaci populace žen po porodu účastnících se průzkumu a shrnutí shromážděných dat budou použity deskriptivní statistické metody. Prevalence užívání alkoholu nebo konopí mezi těhotnými ženami bude vypočtena na základě počtu vzorků mekonia pozitivních na metabolity alkoholu nebo konopí. Prevalence užívání alkoholu a konopí na základě sebehodnocení bude vypočtena samostatně. Molekulární data získaná z analýzy mikrobiomu budou převedena na numerická data a použita pro strojové učení (standardizace, normalizace, hodnocení separace vzorků a výkonnosti klasifikace pomocí různých algoritmů a hyperparametrů), identifikaci biomarkerových sítí (n > 100) a neparametrickou statistickou analýzu střevního mikrobiomu, jak provádí interdisciplinární skupina. Získaná data budou poté statisticky porovnána mezi skupinou vzorků mekonia pozitivních na metabolity alkoholu a konopí a skupinou vzorků mekonia, ve kterých tyto metabolity nebyly přítomny.

Očekávané výsledky: Cílem je zjistit prevalenci užívání alkoholu a drog mezi slovinskými těhotnými ženami. Údaje o metabolitech alkoholu a drog získané ze vzorků mekonia budou porovnány s výsledky průzkumu, ve kterém bude prevalence užívání alkoholu a drog stanovena pomocí sebehodnocení. Tímto způsobem můžeme posoudit spolehlivost sebehodnocení. Výsledky studie nám umožní posoudit prevalenci FAS a FASD ve Slovinsku, pomohou nám vypracovat strategii pro zvýšení povědomí odborníků a veřejnosti o prevalenci a důsledcích užívání alkoholu a drog během těhotenství, naplánovat preventivní opatření a intervence v cílové skupině těhotných žen, zřídit diagnostické týmy pro FAS a FASD. Co se týče mikrobiomu, očekáváme významný rozdíl ve složení mikrobiomu vzorků mekonia, které jsou pozitivní na alkohol nebo konopí, ve srovnání se vzorky, které jsou negativní (s přihlédnutím k pohlaví, gestačnímu věku, expozici antibiotikům během porodu a přítomnosti chronických onemocnění).