Er det vaginale mikrobiom og metabolom forbundet med spontan præterm fødsel (sPTB) i flerfoldsgraviditeter? (SPRUCE)

RATIONALE FOR NUVÆRENDE STUDIE

Manglen på evidens for gavn af enhver modalitet til forebyggelse af sPTB i flerfoldsgraviditet betyder, at der er et presserende behov for nye tilgange for at imødegå denne store sundhedsulighed. På trods af den voksende evidens vedrørende både vaginalt mikrobiom og vaginalslimhindemetabolom og dets forbindelse med sPTB, har ingen undersøgelse analyseret disse i flerfoldsgraviditeter; hverken bestemme nogen forskel til singleton graviditeter eller udforske nogen unikke associationer med sPTB. At opdage nye foreninger vil hjælpe vores evne til pålideligt at forudsige kvinder med størst risiko for sPTB og identificere dem, der mest sandsynligt vil drage fordel af screening og intervention.

Det overordnede formål med denne undersøgelse er at vurdere det vaginale mikrobiom i flerfoldsgraviditeter for at fastslå, om det adskiller sig fra singleton-graviditeter, ved at sammenligne resultaterne med vores store og unikke kohorte af lav- og højrisiko-single (Harris-Wellbeing Preterm Birth Centre). Derudover vil den metaboliske profil af skedeslimhinden blive vurderet i flerfoldsgraviditeter, i samarbejde med internationalt anerkendte samarbejdspartnere for at bruge ny DESI MS-analyse. Denne undersøgelse vil være den første til at vurdere både det vaginale mikrobiom og den vaginale slimhinde metaboliske profil i flerfoldsgraviditeter og til at evaluere sammenhænge mellem det vaginale mikrobiom, metabolom og sPTB i en vel fænotype multipelgraviditetspopulation. Desuden vil denne undersøgelse udnytte den unikke kohorte af flerfoldsgraviditeter ved at indsamle blodprøver og målinger af cervikal stivhed til fremtidig eksplorativ analyse, i sidste ende med det formål at udvikle en vellykket risikostratificeringsmodel for flerfoldsgraviditeter.

FORSKNINGSSPØRGSMÅL/MÅL

At vurdere det vaginale mikrobiom i flerfoldsgraviditeter sammenlignet med lav- og højrisiko singleton-graviditeter og at evaluere sammenhænge mellem det vaginale mikrobiom, vaginale metabolom og sPTB.

MÅL

SPRUCE-undersøgelsen har følgende overordnede mål:

• At sammenligne det vaginale mikrobiom af flerfoldsgraviditeter med singleton-graviditeter
• At vurdere sammenhængen mellem det vaginale mikrobiom og sPTB i flerfoldsgraviditeter
• At vurdere sammenhængen mellem det vaginale metabolom og sPTB i flerfoldsgraviditeter

STUDIEDESIGN OG METODER TIL DATAINDSAMLING

Et enkelt sted prospektivt kohortestudie af 120 kvinder med en flerfoldsgraviditet. Høje vaginale podninger, blodprøvetagning og CL-måling vil blive udført ved 16- og 28-ugers graviditet. Cervikal stivhed vil også blive målt ved 16 ugers svangerskab (under udtagning af podning). Vaginale podninger vil derefter blive indsamlet ved begyndelsen af ​​fødslen/induktion/før kejsersnit (C/S) hos kvinder med intakte membraner (se figur 1). Vaginale prøver fra alle kvinder (n=120) vil blive karakteriseret ved 16S rRNA gensekventering og kvantificering, metabolomisk profilering, Candida kvantitativ PCR og FFN, og prøver fra PTB tilfælde (ca. 23) og matchede kontroller vil desuden gennemgå metagenomisk profilering. Blodprøver vil blive opbevaret til fremtidig udforskende biomarkør, og proteomisk analyse vedrørende præterm fødselsforudsigelse og målinger af cervikal stivhed vil blive registreret til fremtidig forskning vedrørende dets potentielle associationer med præterm fødsel.

STUDERE DESIGN

Deltagerne vil blive rekrutteret direkte fra multipelgraviditetsklinikken (MPC) på LWH. Alle kvinder, der er gravide med tvillinger, vil modtage en patientinformationsfolder, når de reserverer til svangerskabspleje og vil blive inviteret til at deltage ved deres første besøg i MPC ved 16 ugers svangerskab af et medlem af forskerholdet. På dette tidspunkt vil de modtage yderligere mundtlig information om undersøgelsen og mulighed for at stille spørgsmål. Hvis kvinden accepterer at deltage, vil hun underskrive den undersøgelsesspecifikke informerede samtykkeformular og blive registreret på et skræddersyet elektronisk datafangstsystem, der genererer et unikt deltageridentifikationsnummer. Kvinder får lov, så længe de ønsker at beslutte, om de vil deltage i undersøgelsen. Hvis en kvinde har brug for yderligere tid til at beslutte sig for deltagelse i undersøgelsen, vil der blive tilbudt en yderligere tid. Prøveafhentning vil først blive arrangeret, når deltageren har givet sit samtykke.

Efter informeret samtykke vil kvinder blive bedt om at udfylde et sundhedsspørgeskema med oplysninger om moderens medicinske og kirurgiske historie, grundlæggende demografi og socioøkonomisk baggrund. De vil derefter blive bedt om at give høje vaginale podninger og målinger af cervikal stivhed (via spekulumundersøgelse), blodprøver og CL-målinger (via transvaginal ultralyd). Disse vurderinger vil blive udført ved 16 ugers graviditet. Vaginale podninger, blodprøver og CL-måling vil blive gentaget ved 28 ugers svangerskab, og yderligere vaginale podninger vil blive indsamlet ved begyndelsen af ​​fødslen/induktion/før kejsersnit (CS) hos kvinder med intakte membraner. Forud for hver indsamling af blod- og spekulumundersøgelse vil patienter udfylde et kort spørgeskema, der angiver, om der er aktuel medicin, nylig antibiotika- og/eller svampedræbende behandling eller samleje. Hvis patienten har haft vaginalt samleje inden for de sidste 48 timer, udskydes prøvetagningen til en senere aftale.

Hvis der er tegn på en forkortet CL (<25 mm) efter 16 uger, vil patienten blive behandlet i henhold til den lokale Liverpool Women's Hospital (LWH) politik. Deltageren ville ikke blive udelukket fra forskningsundersøgelsen, og planlagte vurderinger ville stadig finde sted.

Ved høje vaginale podninger vil patienten gennemgå en spekulumundersøgelse, og podninger vil blive taget under direkte syn fra posterior fornix. Hvis der tages podepinde på tidspunktet for fødslen, vil de blive udført før digital vaginal undersøgelse. Måling af livmoderhalsstivhed vil blive taget samtidigt sammen med vaginale podninger.

Når de er rekrutteret, vil deltagerne forblive i undersøgelsen indtil fødslen (rutinemæssigt ikke senere end 38 uger i enhver tvillingegraviditet) og udskrivelse fra hospitalet. Rutinemæssige kliniske data vil blive indsamlet fra alle deltagernes notater og elektroniske hospitalsjournaler for mødre og neonatale udfald. Alle undersøgelsesbesøg vil falde sammen med rutinemæssig pleje, og alle deltagende kvinder vil modtage rutinemæssig prænatal pleje i henhold til NICEs retningslinjer for tvilling- og trillinggraviditet under hele deres graviditet.

PRØVE STØRRELSE

Multiple Graviditetsklinikken på LWH udfører 100 CL-skanninger årligt. En rekrutteringsrate på 80% forventes på grund af accepten af ​​en CL-scanning. Over en 18-måneders periode ville man derfor forvente konservative 120 deltagere.

Baseret på den estimerede frekvens af præmature fødsler <34 uger på 19 % (LWH-data), så er et estimeret præcisionsniveau givet ved en standardfejl eller 3,6 %, hvilket betyder, at den tidlige fødselsrate bør estimeres med et 95 % konfidensinterval defineret af +-7% grad af præcision. Yderligere skulle dette føre til ca. 23 præmature fødsler inden for den observationelle kohorte, hvilket vil give mulighed for multivariable analyser, herunder 2 kovariater, for at fastslå styrken af ​​sammenhængen mellem kliniske/demografiske faktorer af interesse i forhold til frekvensen af ​​tidlig fødsel.

RESULTATMÅL

Det primære resultat vil være sPTB <34 ugers graviditet. Vaginale mikrobiota-prædiktorer baseret på 16S rRNA-gensekventering vil omfatte total vaginal bakteriel belastning; vaginal mikrobiota sammensætningstype; og vaginal relativ overflod og estimerede koncentrationer af L. crispatus, L. iners, alle lactobacilli kombineret, alle BV-anaerober kombineret og alle patobionter kombineret. Yderligere prædiktorer, der måles hos alle kvinder, vil omfatte vaginal Candida-gærkoncentration, FFN-koncentration og metabolomiske data ved hjælp af 20-30 metabolomiske prædiktorer, der er af interesse baseret på resultaterne af tidligere undersøgelser i singleton-graviditeter af David MacIntyre et al., Imperial College London. I det indlejrede case-kontrolstudie vil yderligere prædiktorer blive destilleret fra metagenomiske data ved hjælp af etablerede bioinformatiske pipelines.

Sekundære maternelle og neonatale resultater vil blive registreret til beskrivende analyser:

• Maternelle udfald: PPROM, maternel Infektion (kræver IV-antibiotisk behandling ved mistanke om chorioamnionitis), drægtighed ved fødslen (<28 uger/<32 uger), fødslen, PTB-behandling.
• Neonatale udfald: graviditetskomplikationer (TTTS/SFGR/TAPS), levende fødsel, føtal/neonatal død, fødselsvægt, neonatal morbiditet (IVH/NEC/ROP), indlæggelse på NICU, ventilatorafhængighed og alder ved udskrivelse på NICU.

STATISTISK METODOLOGI

De fulde 16S mikrobiotadata (alle bakterielle taxaer i alle prøver) vil først blive visualiseret i varmekort for alle kvinder og for kvinder med og uden sPTB. Dataene vil derefter blive opsummeret til brug i biostatistiske ætiologiske modeller ved at beregne følgende for hver enkelt prøve: Estimerede koncentrationer af L. crispatus, L. iners, alle lactobacilli kombineret, alle BV-anaerober kombineret, alle patobionter kombineret, alle bakterier kombineret ( fra 16S-genet qPCR) og alle Candida-arter kombineret (også ved qPCR); alfa-diversitet (Inverse Simpson-indeks); og mikrobiotasammensætningstyper ved hierarkisk clustering. Disse mikrobiotavariabler vil blive testet en ad gangen ved hjælp af logistisk regression med fødselsudfald som den afhængige variabel. Resultaterne af disse analyser vil også blive sammenlignet med resultaterne af lignende analyser i vores allerede eksisterende høj- og lavrisiko premature singleton-kohorter (1).

Ikke-superviserede og overvågede multivariate analyser vil blive udført på metagenom- og metabolomdatasættene. Efterfølgende analyse ved hjælp af principal komponent analyse (PCA) vil blive brugt til visualisering af generelle clustering tendenser og en Random Forest (RF) klassifikator vil blive brugt til gruppe diskriminerende analyser. Målrettede analyser af specifikke DESI-MS-metabolitter-egenskaber afledt af kort- og langkædede fedtsyrer og biogene aminer, som tidligere har vist sig at korrelere med vaginal mikrobiomsammensætning og immun/inflammatorisk aktiveringsstatus vil også blive udført(2).