Mikrobielle Metaboliten und Ergebnisse der Schwangerschaftsstudie (MMOPS)

STUDIENDESIGN

Gesamtplan: Bewertung mütterlicher Stoffwechselmarker, einschließlich des mütterlichen mikrobiellen Metaboliten TMAO, während der gesamten Schwangerschaft und seines Zusammenhangs mit der Entwicklung von hypertensiven Schwangerschaftsstörungen.

Forschungsdesign und Methoden:

In diese prospektive Längsschnittkohorte werden schwangere Patientinnen im ersten Schwangerschaftstrimester (10.–14. Schwangerschaftswoche) aufgenommen. Plasma-, Serum-, Blut-RNA- und Urinproben werden zum Zeitpunkt der Einschreibung zusammen mit einer Ernährungsbewertung und selbst gemeldeten demografischen Informationen gesammelt. Das Gesamtblutvolumen für Forschungslaborzwecke beträgt 22,5 ml (ein 10-ml-EDTA-Röhrchen, ein 10-ml-Serumtrennröhrchen und ein 2,5-ml-PAXgene-Blut-RNA-Röhrchen). Wenn Forschungslabore in Abstimmung mit anderen notwendigen pränatalen Laboren ausgewählt werden, beträgt das voraussichtliche maximale Volumen bei der Blutentnahme 42–50 cm³ Blut, abhängig von der Kombination häufig bestellter pränataler Labore. Die Gesamtmenge an Blut, das schwangeren Probandinnen entnommen wird (einschließlich klinischer und Forschungsentnahmen), darf in einem Zeitraum von zwei Wochen 50 ml nicht überschreiten. Plasma-, Serum-, Blut-RNA- und Urinproben werden im zweiten Trimester nach 24 bis 28 Wochen erneut entnommen. Darüber hinaus werden zum Zeitpunkt der Entbindungsaufnahme mütterliches Plasma, Serum, Blut-RNA und Urin gesammelt. Nach der Entbindung wird eine 10-ml-Probe Nabelschnurblut entnommen und die Plazenta zur Untersuchung in die Pathologie geschickt. Wir werden die TMAO-Spiegel und andere Stoffwechselmarker in allen drei mütterlichen Proben und der des Nabelschnurbluts messen. Für molekulare Tests von metabolischen Biomarkern werden DNA aus dem Leukozytenfilm der Plasmasammlung und RNA aus einem PAXgene-Blutröhrchen gewonnen. Die Plazenta wird pathologisch unter Berücksichtigung der Gefäßpathologie untersucht. Darüber hinaus wird zu jedem Zeitpunkt eine Ernährungshistorie mithilfe des vom Interviewer geführten ASA24 (Automatisiertes selbstverwaltetes 24-Stunden-Ernährungsbewertungstool) erhoben – einer webbasierten Umfrage, die kostenlos über die Website der National Institutes of Health unter a bereitgestellt wird Passwortgeschütztes Konto nur für Forscher (https://epi.grants.cancer.gov/asa24/).

Zulassungskriterien Die Studienpopulation umfasst schwangere Personen im Alter von 18 bis 45 Jahren, die eine Schwangerschaftsvorsorge erhalten und eine Entbindung in der Cleveland Clinic (Standorte in Ohio) planen. Die Patientinnen müssen in der Lage sein, Englisch zu sprechen und zu lesen und eine einzige lebensfähige intrauterine Schwangerschaft ohne bekannte fetale Anomalien zum Zeitpunkt der Einschreibung gehabt zu haben. Patienten mit Feten, bei denen eine Mehrlingsschwangerschaft, Chromosomenanomalien, schwere Geburtsfehler oder angeborene Infektionen diagnostiziert wurden, werden ausgeschlossen.

Identifizierung und Rekrutierung von Probanden Das Forschungsteam überprüft die Ultraschallpläne für die ausgewählten Studienorte zur Rekrutierung. Wir werden ihre elektronische Krankenakte (EMR) auf Eignung überprüfen. Wenn sie als geeignete Kandidaten identifiziert werden, werden sie markiert, damit sie bezüglich der Studie kontaktiert werden können. Wenn der Patient damit einverstanden ist, mehr über unsere Studie zu erfahren, wird er sich mit dem Forschungspersonal treffen, um die Eignung und die Einverständniserklärung zu überprüfen, in der die Vorteile, Nachteile und potenziellen Schäden, der Zeitplan der Studie und die Erwartungen des Patienten aufgeführt sind. Wenn sie sich für eine Teilnahme entscheiden, unterzeichnen der Patient und das zustimmende Personal eine Einverständniserklärung. Nach Zustimmung zur Teilnahme wird dem Patienten eine Studien-ID zugewiesen, die in der REDCap-Datenbank erfasst wird. Bei diesem Besuch werden selbst gemeldete demografische Informationen, Ernährungsgeschichte und eine erste Blutabnahme/Urinsammlung durchgeführt.

Darüber hinaus senden wir potenziellen Teilnehmern über MyChart einen vorläufigen Flyer zur Durchsicht vor dem Ultraschalltermin. Bei ihrer Ankunft wird sie gefragt, ob sie mehr über die Forschung erfahren möchte, und der Rest des Rekrutierungsprotokolls wird wie zuvor beschrieben befolgt. Der Rekrutierungserfolg wird fortlaufend bewertet und das Protokoll wird geändert, wenn ein Muster vorliegt (z. B. nicht genügend Zeit für die Überprüfung der Studiendetails und der Einverständniserklärung).

Definition der Ergebnisse

1. Zu den hypertensiven Schwangerschaftsstörungen gehören 1) Schwangerschaftshypertonie, definiert als Hypertonie ohne Proteinurie oder andere Anzeichen/Symptome einer Präeklampsie-bedingten Endorgandysfunktion, die sich nach der 20. Schwangerschaftswoche entwickelt, 2) Präeklampsie, definiert als erneutes Auftreten von Hypertonie und Proteinurie oder das neue Auftreten von Bluthochdruck und erheblicher Endorgandysfunktion (mit oder ohne Proteinurie), die sich typischerweise nach der 20. Schwangerschaftswoche bei einer zuvor normotensiven Patientin entwickelt, 3) Präeklampsie, die einer chronischen Hypertonie überlagert ist, ist definiert als sich verschlimmernde oder resistente Hypertonie, das neue Auftreten von Proteinurie und /oder eine signifikante neue Funktionsstörung der Endorgane nach der 20. Schwangerschaftswoche bei einer Patientin mit chronischer Hypertonie.
2. Schwangerschaftsdiabetes: 1) ≥ 2 Glukosewerte bei oder über den Carpenter/Coustan-Diagnosekriterien für Schwangerschaftsdiabetes bei einem dreistündigen oralen 100-Gramm-Glukosetoleranztest oder 2) ≥200 mg/dl bei einer einstündigen 50-Gramm-Glukosetoleranz oraler Glukosetoleranz-Test.
3. Spontane Frühgeburt: Spontane Entbindung vor weniger als 37 Schwangerschaftswochen und 0 Schwangerschaftstagen.
4. Niedriges Geburtsgewicht: Geburtsgewicht unter 2500 Gramm.

Tests: Plasma-, Serum-, Urin- und Nabelschnurblutproben werden im Hazen-Labor unter Verwendung etablierter LC-MS/MS-Methoden mit stabiler Isotopenverdünnung auf TMAO untersucht.

DATENANALYSEPLAN

Daten- und Probensammlung. Die Blutabnahme und die Selbstsammlung des Mittelstrahlurins werden zu vorab festgelegten Zeitpunkten (10–14 Wochen, 24–28 Wochen und zum Zeitpunkt der Aufnahme zur Entbindung) durchgeführt. Plazenta- und Nabelschnurblutproben werden nach der Entbindung durch den Entbindungsarzt entnommen. Blut- und Urinproben werden von S. Graves zum Labor des Lerner Research Institute transportiert, der vom Verkehrsministerium eine Schulung und Zertifizierung für Gefahrenstoffe erhalten hat. Plazentaproben werden ebenfalls nach ordnungsgemäßem Protokoll zur Verarbeitung zur Abteilung für Pathologie am Hauptcampus transportiert. Daten zur Ernährungsbewertung werden im webbasierten, passwortgeschützten Forscherkonto des NIH Automated Self-Administered 24-hour (ASA24) Dietary Assessment Tool erfasst. Die klinischen Merkmale des Patienten, die Ergebnisse der Indexschwangerschaft und die Ergebnisse des Neugeborenen werden aus der Krankenakte des Patienten erfasst.

Daten- und Probenspeicherung Die Datensicherheit wird gewährleistet, indem der Zugriff auf diejenigen Teammitglieder beschränkt wird, die an der Erfassung und Analyse von Patientendaten beteiligt sind. Krankenaktendaten werden sicher in der CCF REDCap-Datenbank gespeichert. Daten zur Ernährungsbewertung werden in ähnlicher Weise im webbasierten passwortgeschützten Forscherkonto des NIH Automated Self-Administered 24-hour (ASA24) Dietary Assessment Tool gespeichert. Die Sicherheitsüberwachung umfasst die Gewährleistung einer sicheren und sauberen klinischen Umgebung für die Probenentnahme, die Einhaltung geeigneter Sicherheitsprotokolle für die Venenpunktion und die ordnungsgemäße Entsorgung von Materialien in ausgewiesenen klinischen Bereichen. Nicht identifizierte Blutproben werden im Stanley Hazen Laboratory am Lerner Research Institute gelagert und analysiert. Nicht identifizierte Plazenten werden im Pathologielabor am Hauptcampus gelagert und verarbeitet.

Statistische Analyse:

Stichprobengröße Da uns nur begrenzte Informationen zu TMAO in der Schwangerschaft vorliegen, wurde die Trennschärfeberechnung geschätzt, um mittlere TMAO-Unterschiede zwischen Gruppen mithilfe eines T-Tests mit zwei Stichproben bei einem Signifikanzniveau von 0,05, 80 % Trennschärfe und einer Gesamtstichprobengröße von 200 Patienten mit 10 zu ermitteln % Abbruchquote. Aus der Literatur geschätzte Standardabweichungen von TMAO liegen im Bereich von 0,61 bis 10,15 Mikromol/L. Unter der Annahme, dass das Verhältnis der hypertensiven Erkrankungen in der Schwangerschaftsgruppe zur Normalgruppe 1:10 beträgt, wurden die nachweisbaren mittleren TMAO-Unterschiede auf 0,451 bis 7,497 Mikromol/L berechnet .

Analyseplan:

Patientinnen mit hypertensiven Schwangerschaftsstörungen werden mit Patientinnen ohne schwangerschaftsbedingte Störungen verglichen. Annähernd normalverteilte kontinuierliche Messungen werden anhand von Mittelwerten und Standardabweichungen zusammengefasst und mithilfe von T-Tests bei zwei Stichproben verglichen. Kontinuierliche Maße, die eine Abweichung von Normalität und Ordinalmaßen zeigen, werden mithilfe von Medianen und Quartilen zusammengefasst und mithilfe von Wilcoxon-Rangsummentests verglichen. Kategoriale Faktoren werden anhand von Häufigkeiten und Prozentsätzen zusammengefasst und mithilfe der Chi-Quadrat-Tests von Pearson oder der Exact-Tests von Fisher verglichen. Wenn sich die Gruppen hinsichtlich der Ausgangsmerkmale unterscheiden, wird eine lineare Regression zur Anpassung an Faktoren von klinischer Bedeutung durchgeführt. Abhängig von der Verteilung der endgültigen Daten wird eine Pearson- oder Spearman-Korrelation zwischen dem TMAO-Niveau und anderen kontinuierlichen Variablen berechnet. Für jede Ebene kategorialer Faktoren wird das TMAO-Niveau anhand des Mittelwerts und der Standardabweichung oder des Medians und der Quartile zusammengefasst und mithilfe von ANOVA- oder Kruskal-Wallis-Tests verglichen. Alle Analysen werden mit SAS (Version 9.4, Das SAS Institute, Cary, NC) und ein p < 0,05 werden als statistisch signifikant angesehen.

DURCHFÜHRBARKEIT

Die Erfahrung des multidisziplinären Untersuchungsteams und die bestehende Forschungsinfrastruktur im Institut für Geburtshilfe und Gynäkologie und in der Abteilung für Herz-Kreislauf- und Stoffwechselwissenschaften stellen die Machbarkeit und den Erfolg dieses Vorschlags innerhalb der einjährigen Förderfrist sicher. Das Fachwissen zur Durchführung aller Tests und Analysen wurde ermittelt.

AUSWIRKUNGEN DER FORSCHUNG

HDP ist ein Risikofaktor für zukünftige Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Wenn wir in der Lage sind, einen Mechanismus zuzuordnen, der zur Entstehung von HDP und möglicherweise zu künftigen Herz-Kreislauf-Erkrankungen beiträgt, können wir möglicherweise Frühschwangerschaften oder sogar Vorurteile untersuchen und eingreifen, um die Ergebnisse zu verbessern. Weitere Erkenntnisse darüber, wie die mütterliche Ernährung, die mikrobielle Zusammensetzung des Darms und die Produktion ihrer Metaboliten die Gefäß- und Endothelfunktion in der Schwangerschaft beeinflussen könnten, sind neu. Die Erkenntnisse aus dieser Studie können die Art und Weise, wie wir die Gesundheit von Müttern verstehen, grundlegend verändern und neue und aufregende Wege für therapeutische Interventionen eröffnen.