Alkoholin ja kannabiksen käyttö raskaana olevien slovenialaisten naisten keskuudessa

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää alkoholin ja kannabiksen käytön yleisyys slovenialaisilla raskaana olevilla naisilla. Alkoholin ja huumeiden käyttö raskauden aikana vaikuttaa merkittävästi sikiöön ja sillä on lyhyen ja pitkän aikavälin terveysvaikutuksia. Yksi vakavimmista seurauksista on sikiön alkoholioireyhtymä (FAS), jolle on ominaista synnynnäiset epämuodostumat, kognitiiviset häiriöt ja kasvun viivästyminen. Toinen alkoholin käytön terveysvaikutus raskauden aikana on sikiön alkoholispektrin häiriöt (FASD), jolle on ominaista keskushermoston vaurio ja joka johtaa käyttäytymis- ja kognitiivisiin ongelmiin, tarkkaavaisuuden puutteeseen, suorituskyvyn heikkenemiseen ja muistiongelmiin. Tämän seurauksena äitinsä alkoholinkäytöstä kärsivät lapset saavat heikommat koulutulokset, alhaisemman koulutuksen, psykiatrisia häiriöitä, korkeamman alkoholin ja huumeiden käyttöasteen, korkeammat rikollisuusasteet, työttömyyttä ja muita ongelmia, jotka rasittavat yksilöitä ja yhteiskuntaa. Huumeiden käyttö raskauden aikana vaikuttaa sekä äitiin että sikiöön ja se liittyy läheisesti synnytysongelmiin, keskenmenoihin, ennenaikaisiin synnytyksiin, alhaiseen syntymäpainoon, pieneen päänympärykseen ja synnynnäisiin epämuodostumiin. Äidin huumeiden käyttö raskauden aikana aiheuttaa vastasyntyneen vieroitusoireyhtymän; se vaikuttaa myös sikiön aivojen kehitykseen, mikä voi johtaa pitkäaikaisiin neuropsykiatrisiin ongelmiin. Alkoholin ja huumeiden käytön yleisyyttä raskaana olevilla naisilla Sloveniassa ei ole aiemmin tutkittu.

Aikuisen ruoansulatuskanava on tiheästi asutettu mikro-organismeilla. Mikrobistolla, joka edustaa luetteloa nykyisistä mikrobisukupuolista ja -lajeista – pääasiassa bakteereista – ja laajemmassa mielessä mikrobioomilla, joka kattaa kaikki mikro-organismit (bakteerit, arkkieliöt, sienet, alkueliöt, virukset, liikkuvat geneettiset elementit) yhdessä niiden toiminnallisten geenien ja metaboliittien kanssa, jotka ovat läsnä suolistossa, on huomattavia eroja koostumuksessa yksilöiden välillä, riippuen havainnon tarkkuudesta. Syntyessään lapsen ruoansulatuskanavassa on alhaisempi mikrobisolujen tiheys, koska valikoivien paineiden verkosto alkaa kehittyä vasta äidin eritteiden, ruoan ja ympäristön kanssa kosketuksiin tullessa. Nämä paineet sisältävät mikrobien käymistuotteita, jotka peräisin äidinmaidosta tai imetysvalmisteista, geenien ilmentymistä ja mikrobien kilpailua, mikä johtaa mikrobioomin dynaamiseen kehittymiseen. Useat tekijät vaikuttavat vastasyntyneen suoliston mikrobioomin kehitykseen syntymän jälkeen, mukaan lukien synnytystapa, ruokintatyyppi, ennenaikaisuus, antibioottien käyttö ja muut ympäristötekijät. Lisääntyvä todistusaineisto viittaa myös ennen synnytystä vaikuttaviin tekijöihin, kuten raskausdiabetekseen ja lihavuuteen, infektioihin, stressiin ja äidin ruokavalioon. Kasvava määrä tutkimuksia osoittaa edelleen, että muuttunut mikrobisto raskauden aikana ja varhaislapsuudessa voi vaikuttaa aivojen kehitykseen ja käyttäytymiseen myöhemmällä iällä suoli-aivo-akselin kautta. Alkoholin käytön vaikutusta suoliston mikrobistoon on tutkittu lähinnä aikuisilla, joilla on havaittu mikrobiston α-diversiteetin vähenemistä. Ennen synnytystä tapahtunut altistuminen alkoholille voi vaikuttaa vastasyntyneen mikrobistoon ensisijaisesti alkoholin aiheuttamien muutosten kautta äidin mikrobistossa ja siten ravintoaineiden imeytymisessä. Mekonium-analyysi tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia yksinomaan ennen synnytystä vaikuttavia tekijöitä, jotka vaikuttavat mikrobioomiin, koska synnytyksen jälkeiset tekijät eivät vaikuta mekonium-mikrobioomiin. Wang ja kollegat tutkivat äiti-vastasyntyneen pareja analysoimalla äidin ulostenäytteitä kolmannella raskauskolmanneksella ja vastasyntyneiden näytteitä 48 tunnin kuluessa syntymästä. He osoittivat merkittäviä eroja alkoholia käyttävien äitien mikrobiston koostumuksessa ja heidän vastasyntyneidensä mikrobistossa verrattuna äiti-vastasyntyneen pareihin, joissa äidit eivät käyttäneet alkoholia. Vain muutamia eläinmallitutkimuksia on vahvistanut eroja aikuisten jälkeläisten suoliston mikrobistossa, joiden äitejä ruokittiin raskauden aikana alkoholia sisältävällä ruokavaliolla. Tähän mennessä yksikään julkaistu tutkimus ei ole luonnehtinut vastasyntyneiden mekonium-mikrobioomia, joiden äidit käyttivät kannabista.

Menetelmät: Alkoholin ja kannabiksen käytön yleisyyttä raskauden aikana tutkitaan yhteistyössä Kansallisen terveyslaitoksen, Ljubljanan yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan oikeuslääketieteen instituutin (IFM), Jožef Stefan -instituutin ja Ljubljanan yliopistollisen keskussairaalan lastenklinikan neonatologian klinikkatoiminnan kanssa käyttäen kolmea eri menetelmää:

1. Poikkileikkaustutkimus suoritetaan kansallisesti edustavalla otoksella mekonium-näytteistä. Mekonium-näytteet kerätään Slovenian synnytyssairaaloista. Biomarkkerit alkoholille ja laittomille huumeille määritetään mekonium-näytteistä. Tutkimuksen otoskoko lasketaan ottaen huomioon Slovenian väestö, syntymien määrä vuodessa ja arvioitu alkoholin ja huumeiden käytön yleisyys raskauden aikana. Mekonium-näytteet kerätään nimettömästi. Mekoniumia sisältävät vaippat kerätään erityisiin jätepusseihin ammattilaisten toimesta, jotka huolehtivat vastasyntyneistä ja äideistä syntymän jälkeisenä päivänä. Mekonium-näytteenottoon tarkoitetut vaippat otetaan satunnaisesti pusseista; näyte merkitään sarjanumerolla. Tietoja vastasyntyneen sukupuolesta, raskauden iästä (täysiaikainen/ennenaikainen), synnytystavasta (emättimellinen/keisarileikkaus), antibioottien käytöstä synnytyksen aikana ja äidin kroonisista sairauksista kerätään nimettömästi ilman muita henkilö- tai aikatietoja. Tulee olemaan erityinen ryhmä 100 mekonium-näytettä yhdestä synnytyssairaalasta, jossa yhdistämme äidin kyselylomakkeen ja mekonium-näytteen. Tätä varten pyydämme äidin lupaa. Myöskään tässä ei kerätä henkilötietoja, mekonium-näyte ja äidin kyselylomake yhdistetään koodin avulla. Näytteet analysoidaan IFM:n toksikologian laboratoriossa. Tutkimusta varten Sloveniassa otetaan käyttöön uusi analyyttinen menetelmä mekoniumin tutkimiseksi.
2. Kansallinen elämäntapatutkimus suoritetaan Slovenian synnytyssairaaloissa, mukaan lukien kysymyksiä alkoholin ja huumeiden käytöstä raskauden aikana. Kysely on nimettömä ja sitä ei liitetä mekonium-näytteenottoon; kyselyyn osallistuminen on vapaaehtoista. Naisten annetaan pääsy verkko-kyselyyn, kun he ovat saaneet tietoa tutkimuksen tavoitteesta, käytettävästä nimettömyyden varmistamismenetelmästä ja keruumenetelmistä.
3. Mikrobioomianalyysi: kaikki mekonium-näytteet, jotka osoittautuvat positiivisiksi alkoholin ja kannabiksen metaboliiteille, sekä kaksi negatiivista mekonium-näytettä jokaisesta positiivisesta mekonium-näytteestä, sisällytetään mekonium-mikrobioomin koostumuksen analyysiin. Tutkimuksen viimeisessä osassa – mikrobioomin vertailussa – sisällytetään kaikki alkoholin tai kannabiksen metaboliiteille positiiviset mekonium-näytteet. Mikrobioomianalyysi suoritetaan tutkimuksen viimeisessä vaiheessa Million Microbiomes from Humans Project -konsortion ja Slovenian metabolomiikkatietokannan (valmisteluvaiheessa) puitteissa. Metagenomisen sekvensoinnin avulla saatua molekyylitietoa analysoidaan Slovenian supertietokone-infrastruktuurissa (Vega, Maister) käyttäen tieteenalojen välisten ryhmien kehittämiä ja käyttämiä työkaluja supertietokoneverkossa. Luomme taksonomiset matriisit bakteereille, arkkieliöille, sienille, alkueliöille ja DNA-viruksille; diversiteettimatriisit (35 diversiteetti-indeksiä); toiminnallisten geenien matriisit (20 miljoonaa ryhmää); entsymaattisten reaktioiden matriisit (500 000 luokkaa); metaboliittireittimatriisit (100 000 muuttujaa); ja metaboliittimatriisit (1 000 muuttujaa). Kerätty tieto ja sen muunnos molekyylimuodosta numeeriseen muotoon toimivat perustana koneoppimiselle (standardointi, normalisointi, näyte-erottelun ja luokittelutehokkuuden arviointi eri algoritmeilla ja hyperparametreilla), biomarkkeriverkkojen tunnistamiselle (n > 100) ja suoliston mikrobioomin ei-parametriselle tilastolliselle analyysille, kuten tieteenalojen välinen ryhmä suorittaa.

Tilastollinen analyysi: Tilastollinen tietojen analyysi suoritetaan käyttäen IBM SPSS Statistics 25 -ohjelmistopakettia. Kuvaavia tilastollisia menetelmiä käytetään synnytyksen jälkeisten naisten väestön karakterisoimiseen, jotka osallistuvat kyselyyn, ja kerätyn tiedon yhteenvetoon. Alkoholin tai kannabiksen käytön yleisyys raskaana olevilla naisilla lasketaan alkoholin tai kannabiksen metaboliiteille positiivisten mekonium-näytteiden lukumäärän perusteella. Alkoholin ja kannabiksen käytön yleisyys itseilmoituksen perusteella lasketaan erikseen. Mikrobioomianalyysistä saatua molekyylitietoa muunnetaan numeeriseksi tiedoksi ja käytetään koneoppimiseen (standardointi, normalisointi, näyte-erottelun ja luokittelutehokkuuden arviointi eri algoritmeilla ja hyperparametreilla), biomarkkeriverkkojen tunnistamiseen (n > 100) ja suoliston mikrobioomin ei-parametriseen tilastolliseen analyysiin, kuten tieteenalojen välinen ryhmä suorittaa. Saatua tietoa verrataan sitten tilastollisesti alkoholin ja kannabiksen metaboliiteille positiivisten mekonium-näytteiden ryhmän ja niiden mekonium-näytteiden ryhmän välillä, joissa näitä metaboliitteja ei ollut läsnä.

Odotetut tulokset: Pyrimme määrittämään alkoholin ja huumeiden käytön yleisyyden slovenialaisilla raskaana olevilla naisilla. Mekonium-näytteistä saatuja alkoholin ja huumeiden metaboliittitietoja verrataan kyselyn tuloksiin, jossa alkoholin ja huumeiden käytön yleisyys määritetään itseilmoituksen perusteella. Tällä tavalla voimme arvioida itseilmoituksen luotettavuutta. Tutkimuksen tulokset mahdollistavat FAS:n ja FASD:n yleisyyden arvioinnin Sloveniassa, auttavat kehittämään strategian ammattilaisten ja yleisön tietoisuuden lisäämiseksi alkoholin ja huumeiden käytön yleisyydestä ja seurauksista raskauden aikana, suunnittelemaan ehkäiseviä toimenpiteitä ja interventioita kohderyhmässä raskaana olevia naisia, perustamaan diagnostiikkatiimejä FAS:lle ja FASD:lle. Mikrobioomin osalta odotamme merkittävää eroa alkoholin tai kannabiksen suhteen positiivisten mekonium-näytteiden mikrobioomin koostumuksessa verrattuna negatiivisiin näytteisiin (ottaen huomioon sukupuolen, raskauden iän, antibioottialtistuksen synnytyksen aikana ja kroonisten sairauksien esiintymisen).