Alkohol- og cannabisforbrug blandt gravide slovenske kvinder

Formålet med studiet er at bestemme prævalensen af alkohol- og cannabisbrug blandt slovenske gravide kvinder. Alkohol- og stofmisbrug under graviditeten har betydelige virkninger på fosteret og har kortsigtede og langsigtede helbredskonsekvenser. En af de mest alvorlige konsekvenser er fosteralkoholsyndrom (FAS), som er karakteriseret ved medfødte anomalier, kognitive svækkelser og vækstunderskud. En anden helbredsvirkning af prenatal alkoholeksponering er fosteralkoholspektrumforstyrrelse (FASD), som er karakteriseret ved svækkelse af centralnervesystemet og fører til adfærdsmæssige og kognitive problemer, opmærksomhedsunderskud, eksekutiv dysfunktion og hukommelsesproblemer. Som følge heraf har børn påvirket af moderligt alkoholmisbrug dårligere skolepræstationer, lavere uddannelse, psykiske lidelser, højere rater af alkohol- og stofmisbrug, højere kriminalitetsrater, arbejdsløshed og andre problemer, der pålægger en byrde for individer og samfundet. Stofmisbrug under graviditeten påvirker både moderen og fosteret og er tæt forbundet med perinatale problemer, spontane aborter, for tidlige fødder, lav fødselsvægt, lille hovedomkreds og medfødte misdannelser. Moderligt stofmisbrug under graviditeten forårsager neonatal abstinenssyndrom; det påvirker også fosterets hjerneutvikling, hvilket kan føre til langsigtede neuropsykiatriske problemer. Prævalensen af alkohol- og stofmisbrug blandt gravide kvinder i Slovenien er ikke blevet undersøgt tidligere.

Den voksne gastrointestinalkanal er tæt befolket af mikroorganismer. Mikrobiotaen, som repræsenterer en taksonomisk oversigt over de tilstedeværende mikrobielle slægter og arter – primært bakterier – og i bredere forstand mikrobiomet, som omfatter alle mikroorganismer (bakterier, arkæer, svampe, protozoer, vira, mobile genetiske elementer) sammen med deres funktionelle gener og metabolitter til stede i tarmen, varierer betydeligt i sin sammensætning blandt individer, afhængigt af observationsopløsningen. Ved fødslen har et barns gastrointestinalkanal en lavere densitet af mikrobielle celler, da et netværk af selektive påvirkninger først begynder at udvikle sig ved kontakt med moderlige sekreter, mad og miljøet. Disse påvirkninger omfatter mikrobielle fermentationsprodukter fra modermælk eller babymælkserstatning, genekspression og mikrobiel konkurrence, hvilket fører til den dynamiske udvikling af mikrobiomet. Flere faktorer påvirker udviklingen af spædbarnets tarmmikrobiom efter fødslen, herunder fødselsmåde, ernæringstype, for tidlig fødsel, antibiotikabrug og andre miljøfaktorer. Stigende beviser peger også på indflydelsen af prænatale faktorer, såsom graviditetsdiabetes og fedme, infektioner, stress og moderlig kost. Et stigende antal undersøgelser viser yderligere, at en ændret mikrobiota under graviditeten og tidlig barndom kan påvirke hjerneutviklingen og adfærden senere i livet via tarm-hjerne-aksen. Virkningen af alkoholindtag på tarmmikrobiotaen er primært blevet undersøgt hos voksne, hvor en reduktion i mikrobiota α-diversitet er blevet observeret. Prænatal eksponering for alkohol kan påvirke nyfødtes mikrobiota primært gennem alkoholinducerede ændringer af den moderlige mikrobiota og dermed næringsoptagelse. Mekoniumanalyse repræsenterer en unik mulighed for udelukkende at studere prænatale faktorer, der påvirker mikrobiomet, da postnatale faktorer ikke påvirker mekoniummikrobiomet. Wang og kolleger studerede mor-nyfødt-par ved at analysere moderlige afføringsprøver i tredje trimester og neonatalprøver inden for de første 48 timer efter fødslen. De demonstrerede signifikante forskelle i mikrobiotasammensætningen hos mødre, der indtog alkohol, og i mikrobiotaen hos deres nyfødte sammenlignet med mor-nyfødt-par, hvor mødrene ikke indtog alkohol. Der er kun få undersøgelser i dyremodeller, der har bekræftet forskelle i tarmmikrobiotaen hos voksne afkom, hvis mødre blev fodret med en alkoholholdig kost under graviditeten. Hidtil er der ikke offentliggjorte undersøgelser, der har karakteriseret mekoniummikrobiomet hos nyfødte, hvis mødre indtog cannabis.

Metoder: Prævalensen af alkohol- og cannabisbrug under graviditeten vil blive undersøgt i samarbejde med National Institute of Public Health, Institute of Forensic Medicine (IFM) ved Medicinsk Fakultet, University of Ljubljana, Institute Jozef Stefan og den Kliniske Afdeling for Neonatologi ved Børneklinikken, University Clinical Centre Ljubljana, ved hjælp af tre forskellige metoder:

1. Et tværsnitsstudie vil blive udført på en nationalt repræsentativ stikprøve af mekoniumprøver. Mekoniumprøverne vil blive indsamlet fra fødeklinikker i Slovenien. Biomarkører for alkohol og ulovlige stoffer vil blive bestemt i mekoniumprøverne. Stikprøvestørrelsen for studiet vil blive beregnet under hensyntagen til Sloveniens befolkning, antallet af fødsler pr. år og den estimerede prævalens af alkohol- og stofmisbrug under graviditeten. Mekoniumprøver vil blive indsamlet anonymt. Bleer med mekonium vil blive indsamlet i særlige affaldsposer af fagpersoner, der plejer nyfødte og mødre på første dagen efter fødslen. Bleer til mekoniumprøvetagning vil blive taget tilfældigt fra poserne; prøven vil blive mærket med et serienummer. Data om nyfødtes køn, gestationsalder (moden/før tid), fødselsmåde (vaginal/kejsersnit), antibiotikabrug under fødsel og moderlige kroniske sygdomme vil blive indsamlet anonymt uden andre personlige eller tidsdata. Der vil være en særlig gruppe på 100 mekoniumprøver fra en fødeklinik, hvor vi vil parre moderens spørgeskema og mekoniumprøve. Til dette vil vi bede om moderens tilladelse. Også her vil der ikke være indsamling af personlige data, mekoniumprøven og moderens spørgeskema vil blive parret via kode. Prøverne vil blive analyseret i IFM's toksikologilaboratorium. Til studiet vil en ny analytisk metode til undersøgelse af mekonium blive introduceret i Slovenien.
2. En national undersøgelse af livsstil vil blive udført i slovenske fødeklinikker, inklusive spørgsmål om alkohol- og stofmisbrug under graviditeten. Undersøgelsen vil være anonym og ikke relateret til mekoniumprøvetagning; deltagelse i undersøgelsen vil være frivillig. Kvinder vil få adgang til den onlineundersøgelse efter at have modtaget information om studiet formål, metoden til at sikre anonymitet og indsamlingsmetoderne.
3. Mikrobiomanalyse: alle mekoniumprøver, der vil teste positive for alkohol- og cannabismetabolitter, samt to negative mekoniumprøver pr. positiv mekoniumprøve, vil blive inkluderet i analysen af mekoniummikrobiomsammensætning. I den sidste del af studiet – sammenligningen af mikrobiomet – vil alle mekoniumprøver positive for alkohol- eller cannabismetabolitter blive inkluderet. Mikrobiomanalyse vil blive udført i den sidste fase af studiet inden for rammerne af Million Microbiomes from Humans Project-konsortiet og den Slovenske Metabolomics Database (under forberedelse). De molekylære data opnået fra metagenomsekventering vil blive analyseret på den slovenske supercomputerinfrastruktur (Vega, Maister) ved hjælp af værktøjer udviklet og anvendt på supercomputernetværket af den tværfaglige gruppe. Vi vil generere taksonomiske matricer for bakterier, arkæer, svampe, protozoer og DNA-vira; diversitetsmatricer (35 diversitetsindekser); funktionelle genmatricer (20 millioner grupper); enzymatiske reaktionsmatricer (500.000 kategorier); metaboliske stime matricer (100.000 variabler); og metabolitmatricer (1.000 variabler). De indsamlede data og deres transformation fra molekylære til numeriske formater vil tjene som grundlag for maskinlæring (standardisering, normalisering, evaluering af prøveseparation og klassifikationsydelse ved hjælp af forskellige algoritmer og hyperparametre), identifikation af biomarkørnetværk (n > 100) og ikke-parametrisk statistisk analyse af tarmmikrobiomet.

Statistisk analyse: Statistisk dataanalyse vil blive udført ved hjælp af IBM SPSS Statistics 25 softwarepakken. Beskrivende statistiske metoder vil blive brugt til at karakterisere populationen af postpartumkvinder, der deltager i undersøgelsen, og til at opsummere de indsamlede data. Prævalensen af alkohol- eller cannabisbrug blandt gravide kvinder vil blive beregnet baseret på antallet af mekoniumprøver positive for alkohol- eller cannabismetabolitter. Prævalensen af alkohol- og cannabisbrug baseret på selvrapportering vil blive beregnet separat. Molekylære data opnået fra mikrobiomanalyse vil blive konverteret til numeriske data og brugt til maskinlæring (standardisering, normalisering, evaluering af prøveseparation og klassifikationsydelse ved hjælp af forskellige algoritmer og hyperparametre), identifikation af biomarkørnetværk (n > 100) og ikke-parametrisk statistisk analyse af tarmmikrobiomet, som udført af den tværfaglige gruppe. De opnåede data vil derefter blive statistisk sammenlignet mellem gruppen af mekoniumprøver positive for alkohol- og cannabismetabolitter og gruppen af mekoniumprøver, hvor disse metabolitter ikke var til stede.

Forventede resultater: Vi sigter mod at bestemme prævalensen af alkohol- og stofmisbrug blandt slovenske gravide kvinder. Data om alkohol- og stofmetabolitter opnået fra mekoniumprøver vil blive sammenlignet med resultaterne af undersøgelsen, hvor prævalensen af alkohol- og stofmisbrug vil blive bestemt ved selvrapportering. På denne måde kan vi vurdere pålideligheden af selvrapportering. Resultaterne af studiet vil muliggøre os at vurdere prævalensen af FAS og FASD i Slovenien, hjælpe os med at udvikle en strategi for at øge bevidstheden blandt fagpersoner og offentligheden om prævalensen og konsekvenserne af alkohol- og stofmisbrug under graviditeten, at planlægge forebyggende foranstaltninger og interventioner i målgruppen af gravide kvinder, at etablere diagnostiske teams for FAS og FASD. Hvad angår mikrobiomet, forventer vi en signifikant forskel i mikrobiomsammensætningen af mekoniumprøver, der tester positive for alkohol eller cannabis, sammenlignet med prøver, der tester negative (under hensyntagen til køn, gestationsalder, antibiotikaeksponering under fødsel og tilstedeværelsen af kroniske sygdomme).