Mikrobiom undersøgelse af præmature spædbørn

De langsigtede mål for dette projekt er at forstå, hvad der udgør beskyttende og gavnlige tarm- og hudmikrobielle samfund og bestemme tilgange til at fremme og bevare disse samfund. Ved at definere de tarm- og hudassocierede mikrobiologiske samfund, og hvordan disse samfund påvirkes af miljøet og medicinske indgreb, herunder barriereterapier, vil undersøgelsesholdet tage vigtige første skridt mod at nå disse langsigtede mål.

Undersøgelsesgrupper for design og procedurer: Potentielle forsøgspersoner vil blive identificeret blandt kvinder, der er indlagt på Duke-hospitalet, med forventende præmatur (≤30 ugers svangerskab) eller terminsfødsel. I alt 45 spædbørn vil blive tilmeldt en af ​​tre grupper.

Premature mikrobiom Gruppe 1 (n=10, ELBW for tidligt fødte børn) vil indgå i en intensiv undersøgelse af spædbørns kolonisering med bakterier og svampe ud over intensivmiljøet. Dette vil være en strengt observationsgruppe.

Hudmikrobiomgruppe 2 (n=30, ELBW for tidligt fødte spædbørn) vil blive evalueret prospektivt for udviklingen af ​​hudmikrobiomet i forbindelse med en topisk hudterapi, der typisk anvendes i undersøgelsens vuggestue. Hvert spædbarn vil fungere som hans/hendes egen kontrol med et velafgrænset, lille område af det forreste lår ubehandlet som kontrolområde.

Fuldtidsmikrobiomgruppe 3 (n=5, fuldbårne spædbørn) vil blive undersøgt for hud- og tarmkolonisering og fungere som kontrolgruppe. Dette vil være en strengt observationsgruppe.

Premature og fuld termin Engangsgruppe 4 (n=100 for tidligt fødte børn født < 2000 gram og 100 fuldbårne). Dette vil udelukkende være en observationsgruppe.

Omfattende mikrobiomundersøgelse af for tidligt fødte spædbørn: Biologiske og miljømæssige prøver vil blive indsamlet fra tilmeldte mor og spædbørn (undersøgelsesgruppe 1) fra tidspunktet for fødslen til de første to uger af livet. For afføringsprøver vil der blive indsamlet minimum 1 gram. Til blodprøver vil der blive indsamlet 4 ml. Spædbørns afføringsprøver vil blive indsamlet fra bleer. Maternelle afførings- og vaginale prøver vil blive indsamlet på tidspunktet for kejsersnit ved hjælp af en steril nylonpodning af den distale rektum og vagina. Hudprøver vil blive indsamlet ved forsigtigt at gnide målområdet med en steril nylonpind fugtet med sterilt saltvand. Modermælksprøver vil blive fjernet fra overskydende materiale efter fodring af hvert spædbarn. Da modermælk gennemgår en enkelt optøning fra frossen opbevaring pr. fodring, må overskydende mælk ikke opbevares til efterfølgende fodring og vil blive spildt. En del af afførings-, blod- og modermælksprøver vil blive anbragt i sterile, nukleinsyrefrie rør. En ekstra portion af afførings-, blod- og modermælksprøver vil senere blive anbragt i sterile, nukleinsyrefrie rør, der indeholder konserveringsmidlet RNA. Alle afførings-, modermælks- og blodprøver vil blive frosset ved -20°C inden for 1 time efter afhentning. Resterende prøver placeres ved 4°C inden for 18 timer efter indsamling. Prøver vil blive overført til -80°C opbevaring inden for 24 timer efter indsamling. En etiket med et unikt prøvenummer vil blive placeret på hver prøve, efterhånden som den indsamles. Et ringbind med prøveetiketter og en log over prøvenumre, tidspunkt for afhentning, prøvetypenøgle og særlige bemærkninger vedrørende afhentning vil blive placeret ved sengekanten.

Det er standardpleje for ELBW-spædbørn i Duke Intensive Care Nursery, at ikke-sterile handsker bæres af alle udbydere og familiemedlemmer til kontakt med spædbarnet i de første to uger af livet. Forsørgere og pårørende vil blive bedt om at placere brugte handsker i en zip-lock taske ved sengen efter kontakt med spædbarnet. Handskerne vil blive grupperet i poser med lynlås efter udbydertype (lægeudbyder, sygeplejerske eller hjælpepersonale) eller pårørende. Poserne vil blive afhentet hver vagt eller dag. Handskeprøver vil ikke blive mærket eller forbundet med individuelle udbydere eller slægtninge.

Når det er tilgængeligt, vil renset serum blive brugt til vurdering af antistofspecificitet i forhold til koloniseringsmønstre for hvert spædbarn. I nogle tilfælde vil afføringsprøver blive analyseret for tilstedeværelsen, mængden og specificiteten af ​​slimhindeimmunoglobuliner. En videooptager vil blive placeret over kuvøsen på et stativ, der er fastgjort til kuvøsens lodrette skinne for at fange ændringer i spædbarnets miljø, herunder medicinske eller sygeplejefaglige indgreb. Kameraet vil blive placeret til at fange spædbarnet og de indvendige kuvøse omgivelser, samtidig med at man undgår ansigterne på dem, der interagerer med spædbørnene, for at bevare anonymiteten. Når hænder eller instrumenter placeres inde i kuvøsen, vil de blive registreret. Video vil blive downloadet til en ekstern harddisk hver 24 timer og derefter til en sikker computerserver til analyser. Videooptagelsen vil være kontinuerlig i to uger med undtagelse af den tid, det tager at skifte hukommelseskortet. Videoen vil blive kodet til start- og stoptidspunkter for alle kliniske plejebegivenheder for at udforske indflydelsen af ​​miljøændringer på mangfoldigheden af ​​spædbarnets mikrobiom ved hjælp af Mangold Interact-software. Inter-rater-pålidelighed vil blive kontrolleret ved at lade videokodere score en 30-minutters periode af hver video og derefter beregne Cohens kappa.

Mikrobiomundersøgelse af fuldbårne spædbørn: Undersøgelsesholdet vil udføre en mere begrænset undersøgelse af fem fuldbårne spædbørn som kontrolgruppe (undersøgelsesgruppe 3). Der vil blive indsamlet prøver fra mødre og spædbørn. Prøver vil blive indsamlet dagligt, mens mor og spædbarn er på hospitalet, hvilket generelt forventes at vare cirka tre dage. Ved udskrivelse vil forældrene blive sendt hjem i en forudbetalt returkuvert, der skal bruges til at indsamle hud- og afføringsprøver, når spædbarnet når to uger af livet.

Skin Microbiome Sub Study Plan: En kontrolleret undersøgelse af almindeligt anvendte hudbehandlinger (Ingen Sting beskyttende spray og ingen behandling) vil blive udført på 30 ELBW spædbørn (Studiegruppe 2) for at afgøre, om No Sting fremmer forskellige hudmikrobielle kolonisering. Den nuværende standard for hudpleje til ELBW-spædbørn i Duke ICN er påføring af No Sting på alle eksterne eksponerede, ikke-slimhindeområder kort efter fødslen og igen ved en uges alder.

Et kvart 1,5 x 3 tommer siliciumplaster med to huller påføres hvert af spædbarnets lår. Et hul i hvert plaster forbliver ubehandlet (kontrol), mens det andet behandles med No Sting. Plastrene vil blive brugt til at definere behandlingen og ingen behandlingsområder. Resten af ​​spædbarnets hud vil blive behandlet med No Sting-terapi ved fødslen og syv dage af livet i henhold til den nuværende standard for pleje. Daglig prøveudtagning af hvert af stederne (ingen stik og ubehandlet) vil blive udført ved forsigtig påføring af en nylon vatpind i de første to uger af livet, og derefter to gange ugentligt indtil en måneds alderen. Prøver vil blive analyseret for mikrobielt indhold. Yderligere prøveudtagning vil omfatte spædbarns afføring såvel som moderens hud, vaginale, perirektale og afføringsprøver som skitseret i tabel 1.

Undersøgelsesholdet vil bruge ikke-invasive hudprober til at udføre daglige vurderinger af transepidermalt vandtab (TEWL) og hudens pH. TEWL vil blive målt ved hjælp af DermaLab® TEWL-sonden (Cortex Technology, Hadsund, Dermark), som består af en åben sonde med parrede sensorer placeret i forskellige afstande fra huden. Fugtighed og temperatur måles i hver sensor for at beregne damptrykgradienter. Forskellen mellem to damptrykgradientmål er repræsentativ for TEWL på det punkt på huden [19, 20]. Omgivelsernes fugtighedsniveauer vil også blive målt ved hjælp af DermaLab®, før TEWL-målene opnås. De gennemsnitlige luftfugtighedsmålinger fra de to sensorer vil blive registreret som miljøfugtighed. Sonden vil blive grundigt rengjort med 70 % ethanol før og mellem brug for at minimere krydskontaminering eller mikrobiel transmission. Ethanolen får lov til at lufttørre før brug af sonden. Extech PH100-måleren vil blive brugt til at måle hudens pH i området 0,00 til 14,00. Den lille flade elektrode giver et ikke-påtrængende nøjagtigt mål for pH. Ingen Sting vil blive genanvendt på dag syv.

Premature og fuldbårne engangsmikrobiomundersøgelse (studiegruppe 4): Et hundrede for tidligt fødte spædbørn født < 2000 gram og 100 fuldbårne spædbørn vil blive inkluderet i en engangsdataindsamling af mikrobiomprøver af spædbørn alene. For for tidligt fødte børn vil der også blive indsamlet miljøprøver. De samme procedurer beskrevet for undersøgelsesgruppe 1 og 2 ovenfor vil blive brugt til denne enkelt dataindsamling.