Liittyykö emättimen mikrobiomi ja aineenvaihdunta spontaaniin ennenaikaiseen synnytykseen (sPTB) moniraskauksissa? (SPRUCE)

PERUSTELUT NYKYISEEN TUTKIMUKSIIN

Todisteiden puute sPTB:n ehkäisymenetelmän hyödystä moniraskausissa tarkoittaa, että uusia lähestymistapoja tarvitaan kiireesti tämän suuren terveydellisen epätasa-arvon poistamiseksi. Huolimatta lisääntyvästä todisteesta sekä emättimen mikrobiomista että emättimen limakalvon metabolomista ja sen yhteydestä sPTB:hen, mikään tutkimus ei ole analysoinut näitä monisikiöisissä raskauksissa; ei määritetä mitään eroa yksittäisiin raskauksiin tai tutkia mitään ainutlaatuisia assosiaatioita sPTB:n kanssa. Uusien assosiaatioiden löytäminen auttaa kykyämme ennustaa luotettavasti naisia, joilla on suurin sPTB-riski, ja tunnistaa ne, jotka todennäköisimmin hyötyvät seulonnasta ja interventioista.

Tämän tutkimuksen yleisenä tavoitteena on arvioida emättimen mikrobiomia monisikiöisissä raskauksissa sen selvittämiseksi, eroaako se yksittäisraskauksista, vertaamalla tuloksia laajaan ja ainutlaatuiseen matalan ja korkean riskin yksinäisten raskauksien joukkoon (Harris-Wellbeing Preterm Birth Centre). Lisäksi emättimen limakalvon metabolista profiilia arvioidaan monisikiöisissä raskauksissa yhteistyössä kansainvälisesti tunnustettujen yhteistyökumppaneiden kanssa uudenlaisen DESI MS -analyysin hyödyntämiseksi. Tämä tutkimus on ensimmäinen, joka arvioi sekä emättimen mikrobiomia että emättimen limakalvon aineenvaihduntaprofiilia moniraskauksissa ja emättimen mikrobiomin, metabolomin ja sPTB:n välisiä assosiaatioita hyvin fenotyyppisessä moniraskauspopulaatiossa. Lisäksi tässä tutkimuksessa hyödynnetään ainutlaatuista moniraskauksien kohorttia keräämällä verinäytteitä ja kohdunkaulan jäykkyysmittauksia tulevaa tutkivaa analyysiä varten. Lopulta tavoitteena on kehittää onnistunut riskikerrostumismalli moninkertaisille raskauksille.

TUTKIMUSKYSYMYS/TAVOITE(T)

Arvioida emättimen mikrobiomia moniraskauksissa verrattuna matalan ja korkean riskin yksittäisiin raskauksiin ja arvioida emättimen mikrobiomin, emättimen metabolomin ja sPTB:n välisiä assosiaatioita.

TAVOITTEET

SRUCE-tutkimuksella on seuraavat yleistavoitteet:

• Vertaa moninkertaisten raskauksien emättimen mikrobiomia yksittäisraskauksiin
• Arvioida emättimen mikrobiomin yhteyttä sPTB:hen moninkertaisissa raskauksissa
• Arvioida emättimen metabolomin yhteyttä sPTB:hen moninkertaisissa raskauksissa

TUTKIMUKSEN SUUNNITTELU JA TIEDONKERUUTAVAT

Yksittäinen prospektiivinen kohorttitutkimus 120 naisella, joilla oli monisikiraskaus. Emättimen näytteet, verinäytteet ja CL-mittaukset tehdään 16- ja 28-raskausviikolla. Kohdunkaulan jäykkyys mitataan myös 16. raskausviikolla (vanupuikkojen keräämisen aikana). Emättimen pyyhkäisynäytteet otetaan sitten synnytyksen alkaessa/induktio/ennen keisarileikkausta (C/S) naisilta, joiden kalvot ovat ehjät (katso kuva 1). Kaikkien naisten (n = 120) emättimen näytteet karakterisoidaan 16S-rRNA-geenin sekvensoinnilla ja kvantitatiivisella määrityksellä, metaboloisella profiloinnilla, Candida-kvantitatiivisella PCR:llä ja FFN:llä, ja PTB-tapauksista (noin 23) ja vastaavista kontrolleista otetuille näytteille tehdään lisäksi metagenominen profilointi. Verinäytteitä säilytetään tulevaa tutkimusta varten biomarkkeritutkimuksia varten ja ennenaikaisen synnytyksen ennustamiseen ja kohdunkaulan jäykkyysmittauksiin liittyvä proteominen analyysi tallennetaan tulevaa tutkimusta varten sen mahdollisista yhteyksistä ennenaikaiseen synnytykseen.

OPINTUSUUNNITTELU

Osallistujat rekrytoidaan suoraan LWH:n moniraskausklinikalta (MPC). Kaikki kaksosten kanssa raskaana olevat naiset saavat potilastiedotteen varauksen yhteydessä synnytyshoitoon, ja tutkimusryhmän jäsen kutsuu heidät ensimmäiselle vierailulleen MPC:ssä 16. raskausviikolla. Tässä vaiheessa he saavat lisää suullista tietoa tutkimuksesta ja mahdollisuuden esittää kysymyksiä. Jos nainen suostuu osallistumaan, hän allekirjoittaa tutkimukseen liittyvän tietoisen suostumuslomakkeen ja rekisteröityy tilauskohtaiseen sähköiseen tiedonkeruujärjestelmään, joka luo yksilöllisen osallistujan tunnistenumeron. Naiset saavat osallistua tutkimukseen niin kauan kuin he haluavat päättää osallistumisestaan. Jos nainen tarvitsee lisäaikaa päättääkseen osallistumisestaan ​​tutkimukseen, hänelle tarjotaan lisäaika. Näytteenotto järjestetään vasta, kun osallistuja on antanut siihen suostumuksen.

Tietoisen suostumuksen saatuaan naisia ​​pyydetään täyttämään terveyskyselylomake, joka sisältää tietoja äidin lääketieteellisestä ja kirurgisesta historiasta, väestötiedoista ja sosioekonomisesta taustasta. Sitten heitä pyydetään toimittamaan korkeat emättimen vanunäytteet ja kohdunkaulan jäykkyysmittaukset (tähystintutkimuksen kautta), verinäytteet ja CL-mittaukset (transvaginaalisella ultraäänellä). Nämä arvioinnit suoritetaan 16 raskausviikolla. Vanupuikkonäytteitä emättimestä, verinäytteitä ja CL-mittausta toistetaan 28. raskausviikolla, ja lisää emätinnäytteitä otetaan synnytyksen alkaessa/induktio/ennen keisarileikkausta naisilta, joiden kalvot ovat ehjät. Ennen jokaista veri- ja tähystystutkimusta potilas täyttää lyhyen kyselylomakkeen, jossa kerrotaan, onko hänellä käytössään olevia lääkkeitä, viimeaikaista antibiootti- ja/tai sienilääkehoitoa tai sukupuoliyhteyttä. Jos potilas on ollut emättimessä viimeisen 48 tunnin aikana, näytteenotto siirretään myöhemmälle käynnille.

Jos on näyttöä lyhentyneestä CL:stä (<25 mm) 16 viikon kohdalla, potilasta hoidetaan paikallisen Liverpool Women's Hospitalin (LWH) käytännön mukaisesti. Osallistujaa ei suljettaisi pois tutkimustutkimuksesta ja suunnitellut arvioinnit tapahtuisivat edelleen.

Jos emättimen vanupuikko on korkea, potilaalle tehdään tähystintutkimus, ja vanupuikkoja otetaan suoraan näön alta takaraivosta. Jos vanupuikko otetaan synnytyksen yhteydessä, ne tehdään ennen digitaalista emättimen tutkimusta. Kohdunkaulan jäykkyys mitataan samanaikaisesti emättimen vanupuikkojen kanssa.

Rekrytoinnin jälkeen osallistujat pysyvät tutkimuksessa synnytykseen asti (rutiininomaisesti viimeistään 38 viikkoa missä tahansa kaksoisraskaudessa) ja sairaalasta kotiuttamiseen asti. Rutiininomaiset kliiniset tiedot kerätään kaikkien osallistujien muistiinpanoista ja sähköisistä sairaalarekistereistä äidin ja vastasyntyneen tuloksista. Kaikki opintokäynnit osuvat rutiinihoitoon ja kaikki osallistuvat naiset saavat rutiininomaista synnytystä edeltävää hoitoa NICE Twin and Triplet -raskausohjeiden mukaisesti koko raskauden ajan.

OTOSKOKO

LWH:n moniraskausklinikalla tehdään 100 CL-skannausta vuodessa. Odotettavissa on 80 %:n rekrytointiaste CL-skannauksen hyväksyttävyyden vuoksi. Näin ollen 18 kuukauden aikana odotetaan konservatiivisen 120 osallistujaa.

Perustuu ennenaikaisten synnytysten arvioituun määrään <34 viikkoa 19 % (LWH-tiedot), niin arvioitu tarkkuustaso saadaan keskivirheellä tai 3,6 %, mikä tarkoittaa, että varhainen synnytysaste tulisi arvioida 95 %:n luottamusvälillä, jonka määrittelee +-7% tarkkuus. Lisäksi tämän pitäisi johtaa noin 23 ennenaikaiseen synnytykseen havaintokohortissa, mikä mahdollistaa monimuuttuja-analyysit, mukaan lukien 2 yhteismuuttujaa, jotta voidaan määrittää kiinnostavien kliinisten/demografisten tekijöiden ja varhaisen synnytyksen välinen yhteys.

TULOKSET TOIMENPITEET

Ensisijainen tulos on sPTB <34 raskausviikkoa. 16S-rRNA-geenin sekvensointiin perustuvat emättimen mikrobiotan ennustajat sisältävät emättimen bakteerikuorman kokonaismäärän; emättimen mikrobiot koostumuksen tyyppi; ja emättimen suhteellinen runsaus ja L. crispatuksen, L. inersin, kaikkien laktobasillien yhdistettynä, kaikkien BV-anaerobien yhdistettynä ja kaikkien patobionttien arvioidut pitoisuudet. Muita ennustajia, joita mitataan kaikilta naisilta, ovat emättimen Candida-hiivapitoisuus, FFN-pitoisuus ja metaboliset tiedot, joissa käytetään 20-30 metabolomista ennustajaa, jotka ovat kiinnostavia aiempien David MacIntyren et al, Imperial College London -tutkimusten tulosten perusteella. Sisäkkäisessä tapauskontrollitutkimuksessa metagenomiikkatiedoista tislataan lisää ennustajia vakiintuneiden bioinformaattisten putkien avulla.

Toissijaiset äidin ja vastasyntyneen tulokset kirjataan kuvailevia analyyseja varten:

• Äidin tulokset: PPROM, äidin infektio (vaatii IV-antibioottihoidon epäillyn suonikalvontulehduksen vuoksi), raskaus synnytyksessä (<28 viikkoa/<32 viikkoa), synnytystapa, PTB-hoito.
• Vastasyntyneiden seuraukset: raskauskomplikaatiot (TTTS/SFGR/TAPS), synnytys, sikiön/vastasyntyneen kuolema, syntymäpaino, vastasyntyneiden sairastuvuus (IVH/NEC/ROP), sairaalahoitoon pääsy, hengityskoneriippuvuus ja ikä NICU:n kotiutuksessa.

TILASTOINEN MENETELMÄ

Täydelliset 16S-mikrobiotatiedot (kaikki bakteeritaksonit kaikissa näytteissä) visualisoidaan ensin lämpökartoissa kaikille naisille ja naisille, joilla on ja ei ole sPTB. Sen jälkeen tiedoista tehdään yhteenveto käytettäväksi biostatistisissa etiologisissa malleissa laskemalla jokaiselle yksittäiselle näytteelle seuraavat arvot: L. crispatusin, L. inersin, kaikkien laktobasillien yhteisvaikutus, kaikki BV-anaerobit yhdistetty, kaikki patobiontit yhdistetty, kaikki bakteerit yhdistettyinä ( 16S-geenistä qPCR) ja kaikki Candida-lajit yhdistettynä (myös qPCR:llä); alfadiversiteetti (Inverse Simpson -indeksi); ja mikrobiotan koostumustyypit hierarkkisen klusteroinnin avulla. Nämä mikrobiotan muuttujat testataan yksi kerrallaan käyttämällä logistista regressiota, jossa syntymätulos on riippuvainen muuttuja. Näiden analyysien tuloksia verrataan myös samankaltaisten analyysien tuloksiin olemassa olevissa korkean ja matalan riskin ennenaikaisissa singleton kohortteissamme (1).

Metagenomi- ja metabolomitietosarjoille suoritetaan valvomattomia ja valvottuja monimuuttujaanalyysejä. Myöhemmät analyysit pääkomponenttianalyysillä (PCA) käytetään yleisten klusterointitrendien visualisointiin ja Random Forest (RF) -luokittajaa ryhmien erotteluanalyyseihin. Kohdennettuja analyyseja tehdään myös lyhyt- ja pitkäketjuisista rasvahapoista ja biogeenisista amiineista johdettujen DESI-MS-metaboliittien ominaisuuksista, joiden on aiemmin havaittu korreloivan emättimen mikrobiomin koostumuksen ja immuuni-/tulehdusaktivaatiotilan kanssa (2).