Effekt af miljømæssig varmestress på moderlig, føtal og spædbørns sundhed: En kohortundersøgelse (BIRTH)

Baggrund

Antropogene klimaændringer har ført til en markant stigning i globale temperaturer, hvilket resulterede i hyppigere, intense og langvarige varmebegivenheder. Disse klimatiske skift har dybe sundhedsmæssige konsekvenser, især for sårbare populationer i indstillinger med lav ressource. Gravide kvinder er især modtagelige, da varmeeksponering kan forstyrre moderlig termoregulering og føtaludvikling, hvilket potentielt fører til komplikationer såsom præeklampsi, svangerskabsdiabetes, hypertensive lidelser, kardiovaskulære begivenheder og øget risici for for tidlig fødsel, lav fødselsvægt (LBW), lille-for-indgestational-alder (SGA) fødsel og stillbirths.

Undersøgelser har indikeret en 1,04 gange stigning i for tidlig fødsel odds pr. 1 ° C stigning i temperaturen med endnu større risici under varmebølger. Derudover er der observeret foreninger mellem varmeeksponering og dødfødsel, medfødte afvigelser og svangerskabsdiabetes. På trods af voksende epidemiologiske beviser er der begrænsede data om de biologiske mekanismer, der driver disse foreninger, især i lav- og mellemindkomstlande (LMIC).

Flere biologiske veje er blevet foreslået i et forsøg på at forklare virkningen af ​​varme på graviditet og fødselsresultater. Disse inkluderer varmeinduceret hypertermi i den tidlige graviditet, som er blevet knyttet til neurale rørdefekter. Eksponering for høje temperaturer er blevet observeret for at inducere placentalinsufficiens på grund af ændret blodgennemstrømning. Kronisk uteroplacental insufficiens kan forårsage føtal hypoxi og intrauterin væksthæmning (IUGR) og lille for svangerskabsalder (SGA) nyfødte. De inducerede varmestressinducerede veje involverer også oxidativ stress, betændelse og prostaglandinfrigivelse. I sen graviditet kan varmeeksponering inducere tidlig arbejdskraft og for tidlig fødsel gennem frigivelse af oxytocin og prostaglandiner. Øget moderlig kernetemperatur kan forringe føtal iltning og vækst ved at omfordele blodstrømmen væk fra livmoderen.

Undersøg begrundelse

På trods af voksende bekymring over virkningen af ​​ekstrem varme på moder- og føtalesundhed, forbliver bevis på de biologiske veje hos mennesker sparsomme og inkonsekvente, stort set på grund af udfordringer til at isolere varmestress som en uafhængig eksponering under graviditet. Mens dyreforsøg og begrænset human eksperimentel forskning har identificeret fysiologiske ændringer under varmestress, forbliver de specifikke patofysiologiske mekanismer, der forbinder varmeeksponering for ugunstige graviditet og fødselsresultater hos mennesker, dårligt forstået. Navnlig stammer de fleste tilgængelige beviser fra lande med høj indkomst, på trods af at byrden ved for tidlig fødsel, dødfødsel og føtal vækstbegrænsning er uforholdsmæssigt højere i lande med lav indkomst og mellemindkomst (LMIC).

Denne undersøgelse sigter mod at tackle disse huller ved at undersøge de potentielle biologiske veje, der forbinder varmeeksponering for ugunstige moder- og fødselsresultater i en højrisiko LMIC-ramme. I Sindh -provinsen i Pakistan, hvor denne undersøgelse er baseret, udsættes gravide ofte for ekstreme temperaturer både udendørs og indendørs. De deltager ofte i manuelt landbrugsarbejde, pleje husdyr og udfører husholdningsopgaver som madlavning over åbne brande, ofte uden adgang til kølemekanismer. Denne kombination af fysisk anstrengelse, varmeeksponering og strukturel sårbarhed placerer dem i øget risiko.

Undersøgelsesmål

1. At bestemme sammenhængen mellem miljømæssig varmeeksponering under graviditet og ugunstige fødselsresultater, herunder LBW, for tidlig fødsel, SGA og dødfødsel.
2. At undersøge de biologiske mekanismer, der forbinder varmeeksponering for ugunstige graviditetsresultater, med fokus på termoregulering, betændelse, hjerte -kar -belastning og placental blodgennemstrømning.
3. For at vurdere, om moderens egenskaber som ernæringsstatus og sociodemografi ændrer virkningerne af varmeeksponering på graviditetsresultater.

Metoder

Undersøgelsesdesign og studiesteder

Dette er en potentiel kohortundersøgelse, der tilmelder gravide kvinder ved mindre end 14 ugers drægtighed. Deltagerne vil blive fulgt indtil tolv måneder efter fødslen. Undersøgelsen udføres i tre landdistrikter i Sindh: Matiari, Tando Muhammad Khan (TMK) og Tharparkar. Disse regioner oplever ekstreme sommertemperaturer og står over for flere socioøkonomiske udfordringer, herunder dårlig infrastruktur, fødevaresikkerhed og høje frekvenser af mødre- og neonatal sundhedskomplikationer.

Prøvestørrelse

For at detektere en stigning på 15% i LBW -risiko blandt gravide kvinder, der udsættes for varmestress (sammenlignet med ueksponeret, i et forhold på 1: 2), hvis vi antager 80% effekt, 5% betydning og 20% ​​slid, tilmelder vi os 6.000 deltagere. Baseline LBW -udbredelsen (26,2%) er afledt af 2018 National Nutrition Survey for landdistrikterne Pakistan. For den indlejrede fysiologiske underundersøgelse estimeres den krævede prøvestørrelse til at detektere en ændring på 10% i markører (f.eks. Hjertefrekvens, hudtemperatur) med 90% effekt og 5% betydning hos deltagerne. Imidlertid vil vi redegøre for højere slid og gennemførlighed, rekruttere 1.000 kvinder til denne underundersøgelse for at give tilstrækkelig fysiologisk profilering.

Deltager rekruttering og tilmelding

Gravide kvinder vil blive identificeret via folkesundhedsfaciliteter og samfundsophold i samarbejde med Lady Health Workers (LHWS). Felthold vil gennemføre en foreløbig screening, kortlægning af site og samfundsengagement for at identificere nyligt gifte kvinder, dem med 1-2 år siden deres sidste graviditet eller dem, der planlægger opfattelse. Graviditetstestsæt hjælper med tidlig identifikation.

Bekræftelse vil blive gennemført via ultralyd af undersøgelseslæger på udpegede undersøgelseskontorer. Efter informeret samtykke udfyldes en rekrutteringsformular. Disse kontorer vil fungere som centre for fødselsvurdering, ultralyd og biologisk prøveudtagning. Til underundersøgelsen vælges deltagerne baseret på vilje til at bære enheder og tillade overvågning af hudtemperatur. Transportstøtte leveres.

Procedurer for dataindsamling

Baselinevurderinger

Ved tilmelding bekræftes svangerskabsalder via ultralyd ved hjælp af føtal krone rumpe længde, nøjagtig til ± 7 dage (intergrowth-21st). Baseline -data vil omfatte demografi, tidligere medicinsk og obstetrisk historie, arbejde og boligforhold og antropometri. Standardiserede 24-timers diæthukninger vil blive gennemført under ANC-besøg og fange måltidstype, frekvens, sæsonbestemthed og opskrifter.

Opfølgningsvurderinger

Serielle ultralyd, Doppler og Echocardiografiske vurderinger vil følge ved 12-14, 18-22, 28-32 og 36-37 ugers drægtighed. Mødreblod og urinprøver opsamles for at vurdere anæmi, jernmangel, svangerskabsdiabetes mellitus (GDM) og dehydrering. Ved tilmelding og ved 28-32 ugers opfølgning måles følgende: komplet blodantal (CBC), HSP-70, C-reaktivt protein (CRP), cortisol, placentalvækstfaktor (PLGF), oxytocin og prostaglandin F2a (PGF2a). Prøver håndteres ved hjælp af standardiserede protokoller, transporteres i temperaturstyrede containere (2-8 ° C) og opbevares på Aga Khan University Nutrition Research Laboratory (NRL), Karachi, til analyse.

Miljøeksponeringsovervågning

Den omgivende indendørs temperatur registreres kontinuerligt ved hjælp af bærbare temperatur/fugtighedsloggere. Termometre med våd pære klodder udendørs miljøindekser, der tegner sig for flere varmestressfaktorer (f.eks. Strålingstemperatur, fugtighed, tøj) og til at beregne WBGT for hver deltager i hele deres graviditet.

En undergruppe af deltagere bærer smartwatches for at overvåge hjerterytme, søvn og fysisk aktivitet. Hudtemperatur registreres ved hjælp af I-knap-loggere, der bæres i abdominale bælter. Et feltteam vil føre tilsyn med enhedsfunktionen og dataoverførsel hver uge.

Levering og postnatal opfølgning:

Ved levering registreres nyfødt vægt, længde, midt-øvre armomkrets (MUAC) og hovedomkrets af uddannet personale inden for 48 timer efter fødslen. Et leveringsmeddelelsessystem og rutinemæssige opkald, når deltageren er på kort sigt, sikrer rettidig indfangning af resultatet.

For en under-kohort indsamles placentvæv og snorblod inden for 10-15 minutter efter levering, snapfrosset og opbevaret ved -80 ° C. Yderligere biospecimer (afføring og sputum) vil blive arkiveret til fremtidige analyser, herunder epigenetik.

Mor-spædbørnsdyad vil blive fulgt i tolv måneder efter levering med månedlige vurderinger af antropometri, fodringspraksis, immunisering, sygelighed og neuroudvikling.

Resultatmålinger

De primære resultater af undersøgelsen inkluderer forekomst af lav fødselsvægt (fødselsvægt <2.500 g), for tidlig fødsel (fødsel før 37 afsluttede uger med drægtighed), spædbørn i små for-gestational alder (SGA), baseret på mellemstore 19-standarder og små sårbare nyfødte (SVN).

De sekundære resultater vil omfatte forekomst af dødfødsel, svangerskabshypertension, mødrekomplikationer, neonatal dødelighed og andre ugunstige resultater, der spores i postpartumperioden

Mellemliggende fysiologiske resultater vil omfatte mødre hjerterytme, blodtryk og aktivitetsniveauer, som vil blive vurderet i et underprøve på 1000 deltagere ved hjælp af bærbar overvågningsteknologi

Uddannelse af studiepersonale og kvalitetssikring

Erfarne lokale personale, herunder læger, sonologer, sygeplejersker/ jordemødre og dataindsamlere, vil blive ansat. Undersøgelseslæger har forudgående obstetrik og gynækologi (OBGYN) -uddannelse og mindst to års erfaring med obstetrisk ultralyd. De vil modtage en 3-måneders træning i ultralyd og moderlig ekkokardiografi ved Aga Khan University (AKU) sammen med afslutningen af ​​International Society of Ultrasound in Obstetrics and Gynecology (ISUOG) ultralydkursus.

Hvert undersøgelsessted har tre teams (to dataindsamlere og en vejleder pr. Hold). Centraliseret træning vil omfatte orientering til undersøgelsesprotokollerne, et spørgsmål om spørgsmål om spørgsmål til spørgsmål og antropometriuddannelse pr. Fødevarer og ernærings teknisk assistance III (FANTA III) retningslinjer. Feltpraksis og pilotundersøgelse vil blive gennemført. Personale, der betjener de bærbare enheder, vil modtage yderligere uddannelse i håndtering af enheder og regelmæssig dataindhentning.

Mødre- og spædbørnsantropometri følger overgangsstandarder. Mødrevægt måles med SECA 874 U -skalaer (præcision: 0,1 kg). Nyfødtvægt registreres inden for 48 timer ved hjælp af SECA 354 spædbarnsskalaer. Spædbarns liggende længde måles med et spædbarnsometer; Hovedomkrets og MUAC registreres til den nærmeste millimeter. Alt udstyr vil blive kalibreret hver uge. Mødrevægt registreres to gange af den samme antropometrist, og spædbørnsmålinger vil blive taget uafhængigt af to blindede antropometrister.

Statistisk analyse

Primære analyser vil bruge tidsvarierende, distribueret forsinkelse og ikke-lineære modeller til at vurdere sammenhænge mellem varmestress og ugunstige fødselsresultater. Varmeeksponering vil blive kvantificeret ved hjælp af Universal Thermal Climate Index (UTCI) og våd pære -klodetemperatur (WBGT), med det gennemsnitlige varmeindeks beregnet på tværs af svangerskabsvinduer (ugentligt, månedligt, trimester og total graviditet). Eksponeringskategorier defineres ved hjælp af distributionstærskler, litteraturbaserede afskæringer og kumulative målinger (f.eks. Ekstreme varme dage> 40 ° C eller> 45 ° C, eksponering i de 7 dage før levering og daglig temperaturområde).

Beskrivende statistikker opsummerer mødre-, miljømæssige og fødselsdata. Forbindelser med fødselsvægt vurderes ved hjælp af multivariable lineære og logistiske regressioner, stratificeret af trimester. Generaliserede additive modeller vil udforske forhold mellem ikke-lineære eksponeringsudvidelse. Følsomheds- og mæglingsanalyser vil evaluere varmestressdefinitioner og biologiske veje (stress, betændelse, placental dysfunktion). Alle modeller justeres for nøgleforbindere.

Datakvalitetssikring

Data indsamles ved hjælp af håndholdte enheder udstyret med en dedikeret dataindsamlingsapplikation, der muliggør realtidsfangst og sikker opbevaring af deltagerinformation ved tilmelding og opfølgning. I slutningen af ​​hver dag overføres data via en sikker internetforbindelse til Aga Khan University (AKU) server. I områder, hvor internetadgang ikke er tilgængelig, eksporterer teamlederen dataene manuelt til en adgangskodebeskyttet enhed for at sikre, at der ikke går tabt data. Miljødata fra bærbare og faste enheder hentes med jævne mellemrum af udpeget personale og uploades til serveren. Alle data vil blive arkiveret i et sikkert depot med adgang begrænset gennem AKU LAN -godkendelse, og brugeradgang administreres i henhold til tildelte roller. Et fjerntliggende backup -system, synkroniseret dagligt, vil beskytte data mod tab eller korruption.

For at sikre datakvalitet vil automatiserede valideringskontrol integreres i dataindtastningsplatformen for at markere værdier og uoverensstemmelser, især i antropometriske målinger og diætdata. En dedikeret sonolog vil centralt føre tilsyn med feltbaserede billeddannelsesaktiviteter og udføre daglige kvalitetsvurderinger af ultralyd, Doppler og ekkokardiografidata for at sikre billedklarhed og diagnostisk nøjagtighed. Standard driftsprocedurer (SOP) vil blive formidlet til alle studieteam og strengt fulgt på tværs af alle faser, herunder deltagerrekruttering, dataindsamling, datastyring og analyse. Biokemiske assays overholder også standardiserede protokoller med passende interne kvalitetskontrolforanstaltninger.

Etiske overvejelser

Undersøgelsesprotokollen er blevet gennemgået og godkendt af det etiske gennemgangsudvalg (ERC) fra Aga Khan University og National Bioethics Committee (NBC). Informeret samtykke opnås fra alle deltagere inden tilmeldingen. Datafortrolighed og deltager i privatlivets fred vil blive strengt opretholdt i hele undersøgelsen.

Ved hver undersøgelse og opfølgningsbesøg vil deltagerne blive screenet af studielæger for eventuelle sundhedsmæssige problemer, herunder højt blodtryk, dehydrering eller graviditetsrelaterede komplikationer. De, der kræver pleje, vil blive henvist til passende sundhedsfaciliteter med transportstøtte. Henvisningsveje vil være på plads til styring af komplikationer og nødsituationer på sundhedsfaciliteter. Tilfældige fund, såsom hjerte- eller føtal abnormaliteter, der blev opdaget under vurderinger, vil blive videregivet til deltagerne og henvist til specialiseret pleje. Data om graviditetsresultat vil kun blive indsamlet med deltagernes samtykke, og al information holdes fortrolige.