Effet du stress thermique environnemental sur la santé maternelle, fœtale et infantile: une étude de cohorte (BIRTH)

Arrière-plan

Le changement climatique anthropique a entraîné une augmentation significative des températures mondiales, ce qui entraîne des événements de chaleur plus fréquents, intenses et prolongés. Ces changements climatiques ont de profondes implications pour la santé, en particulier pour les populations vulnérables dans des contextes à faibles ressources. Les femmes enceintes sont particulièrement sensibles, car une exposition à la chaleur peut perturber la thermorégulation maternelle et le développement fœtal, entraînant potentiellement des complications telles que la prééclampsie, le diabète gestationnel, les troubles hypertendus, les événements cardiovasculaires et les naissances prématurées (LBW), les naissances à faible teneur en matière de naissance (LBW).

Des études ont indiqué une augmentation de 1,04 fois des cotes de naissance prématurées pour une augmentation de la température de 1 ° C, avec des risques encore plus importants pendant les vagues de chaleur. De plus, des associations ont été observées entre l'exposition à la chaleur et la mortinaissance, les anomalies congénitales et le diabète gestationnel. Malgré des preuves épidémiologiques croissantes, il existe des données limitées sur les mécanismes biologiques stimulant ces associations, en particulier dans les pays à revenu faible et intermédiaire (LMIC).

Plusieurs voies biologiques ont été proposées pour tenter d'expliquer l'impact de la chaleur sur la grossesse et les résultats de la naissance. Il s'agit notamment de l'hyperthermie induite par la chaleur en début de grossesse, qui a été liée aux défauts du tube neural. Une exposition à des températures élevées a été observée pour induire une insuffisance placentaire due à une altération du flux sanguin. L'insuffisance chronique utéroplacentaire peut provoquer une hypoxie fœtale et un retard de croissance intra-utérine (RIUG) et des petits pour les nouveau-nés de l'âge gestationnel (SGA). Les voies induites par le stress thermique impliquent également le stress oxydatif, l'inflammation et la libération de la prostaglandine. En fin de grossesse, l'exposition à la chaleur peut induire un travail précoce et des naissances prématurées par la libération d'ocytocine et des prostaglandines. L'augmentation de la température du noyau maternel peut altérer l'oxygénation et la croissance fœtales en redistribuant le flux sanguin de l'utérus.

Justification de l'étude

Malgré des inquiétudes croissantes concernant l'impact de la chaleur extrême sur la santé maternelle et fœtale, les preuves des voies biologiques chez l'homme restent clairsemées et incohérentes, en grande partie en raison des défis dans l'isolement du stress thermique comme exposition indépendante pendant la grossesse. Alors que les études animales et les recherches expérimentales humaines limitées ont identifié des changements physiologiques sous stress thermique, les mécanismes physiopathologiques spécifiques reliant l'exposition à la chaleur à la grossesse défavorable et les résultats de la naissance chez l'homme restent mal compris. Notamment, la plupart des preuves disponibles découlent de pays à revenu élevé, malgré le fait que la charge de la naissance prématurée, de la mortinaissance et de la restriction de la croissance fœtale est disproportionnellement plus élevée dans les pays à revenu faible et moyen (LMIC).

Cette étude vise à combler ces lacunes en explorant les voies biologiques potentielles reliant l'exposition à la chaleur aux résultats maternels et à la naissance défavorables dans un cadre LMIC à haut risque. Dans la province du Sindh du Pakistan, où cette étude est basée, les femmes enceintes sont fréquemment exposées à des températures extrêmes à l'extérieur et à l'intérieur. Ils s'engagent souvent dans des travaux agricoles manuels, s'occupent du bétail et effectuent des tâches ménagères comme la cuisson sur les incendies ouverts, souvent sans accès aux mécanismes de refroidissement. Cette combinaison d'effort physique, d'exposition à la chaleur et de vulnérabilité structurelle les place à risque élevé.

Objectifs de l'étude

1. Pour déterminer l'association entre l'exposition à la chaleur environnementale pendant la grossesse et les résultats négatifs de la naissance, notamment LBW, les naissances prématurées, la SGA et la mortinaissance.
2. Pour étudier les mécanismes biologiques reliant l'exposition à la chaleur aux résultats indésirables de la grossesse, en nous concentrant sur la thermorégulation, l'inflammation, la tension cardiovasculaire et le flux sanguin placentaire.
3. Pour évaluer si les caractéristiques maternelles telles que l'état nutritionnel et la socio-démographique modifient les effets de l'exposition à la chaleur sur les résultats de la grossesse.

Méthodes

Sites d'étude de conception et d'étude

Il s'agit d'une étude de cohorte prospective qui inscrit des femmes enceintes à moins de 14 semaines de gestation. Les participants seront suivis jusqu'à douze mois après l'accouchement. L'étude est menée dans trois districts ruraux du Sindh: Matiari, Tando Muhammad Khan (TMK) et Tharparkar. Ces régions connaissent des températures estivales extrêmes et sont confrontées à de multiples défis socio-économiques, notamment des infrastructures médiocres, une insécurité alimentaire et des taux élevés de complications de santé maternelle et néonatale.

Échantillon

Pour détecter une augmentation de 15% du risque LBW chez les femmes enceintes exposées au stress thermique (par rapport à un rapport 1: 2 non exposé), en supposant 80% de puissance, 5% de signification et 20% d'attrition, nous inscrivrons 6 000 participants. La prévalence de base LBW (26,2%) est dérivée de l'Enquête nationale de nutrition 2018 pour le Pakistan rural. Pour la sous-étude physiologique imbriquée, la taille de l'échantillon requise pour détecter une variation de 10% des marqueurs (par exemple, fréquence cardiaque, température de la peau) avec 90% de puissance et une signification de 5% est estimée chez les participants. Cependant, en tenant compte de l'attrition et de la faisabilité plus élevées, nous recruterons 1 000 femmes pour cette sous-étude pour permettre un profilage physiologique adéquat.

Recrutement et inscription des participants

Les femmes enceintes seront identifiées via des établissements de santé publique et une sensibilisation communautaire en collaboration avec les agents de santé (LHW). Les équipes sur le terrain effectueront un dépistage préliminaire, la cartographie des sites et l'engagement communautaire pour identifier les femmes nouvellement mariées, ceux qui ont 1 à 2 ans depuis leur dernière grossesse ou ceux de la conception de planification. Les kits d'essai de grossesse aideront une identification précoce.

La confirmation sera effectuée par échographie par des médecins d'étude dans les bureaux d'étude désignés. Après le consentement éclairé, un formulaire de recrutement sera rempli. Ces bureaux serviront de centres pour l'évaluation prénatale, l'échographie et l'échantillonnage biologique. Pour la sous-étude, les participants seront sélectionnés en fonction de la volonté de porter des appareils et de permettre la surveillance de la température de la peau. Un soutien au transport sera fourni.

Procédures de collecte de données

Évaluations de base

Lors de l'inscription, l'âge gestationnel sera confirmé par échographie en utilisant la longueur de la crête fœtale, précis à ± 7 jours (intergrow-21st). Les données de référence comprendront la démographie, les antécédents médicaux et obstétricaux, les conditions de travail et de logement et l'anthropométrie. Des rappels alimentaires normalisés de 24 heures seront effectués lors des visites de l'ANC, capturant le type de repas, la fréquence, la saisonnalité et les recettes.

Évaluations de suivi

Les échographies en série, les évaluations Doppler et échocardiographiques suivront à 12-14, 18-22, 28-32 et 36-37 semaines de gestation. Des échantillons de sang et d'urine maternels seront prélevés pour évaluer l'anémie, la carence en fer, le diabète sucré gestationnel (GDM) et la déshydratation. À l'inscription et à 28-32 semaines de suivi, les éléments suivants seront mesurés: l'admis sanguin complet (CBC), le HSP-70, la protéine C-réactive (CRP), le cortisol, le facteur de croissance placentaire (PLGF), l'ocytocine et la prostaglandine F2α (PGF2α). Les échantillons seront traités à l'aide de protocoles standardisés, transportés dans des conteneurs à température contrôlée (2-8 ° C) et stockés au Laboratoire de recherche sur la nutrition de l'Université Aga Khan (NRL), Karachi, pour analyse.

Surveillance de l'exposition environnementale

La température intérieure ambiante sera enregistrée en continu à l'aide de bûcherons à température / humidité portable. Les thermomètres de globe de bulbe humide fourniront des indices environnementaux extérieurs, représentant plusieurs facteurs de stress thermique (par exemple, température rayonnante, humidité, vêtements) et calculer le WBGT pour chaque participant tout au long de leur grossesse.

Un sous-ensemble de participants portera des montres intelligentes pour surveiller la fréquence cardiaque, le sommeil et l'activité physique. La température de la peau sera enregistrée à l'aide des bûcherons du bouton I portés dans les ceintures abdominales. Une équipe sur le terrain supervisera la fonction du périphérique et le transfert de données tous les quinze jours.

Livraison et suivi postnatal:

À l'accouchement, le poids du nouveau-né, la longueur, la circonférence du bras supérieur (MUAC) et la circonférence de la tête seront enregistrés par le personnel qualifié dans les 48 heures suivant la naissance. Un système de notification de livraison et des appels de routine lorsque le participant est à court terme assurera la capture des résultats en temps opportun.

Pour un sous-cohorte, le tissu placentaire et le sang de cordon seront prélevés dans les 10 à 15 minutes après la livraison, congelées en instant et stockées à -80 ° C. Des biospécimentes supplémentaires (selles et crachats) seront archivées pour les analyses futures, y compris l'épigénétique.

La dyade mère-enfant sera suivie pendant douze mois après la livraison, avec des évaluations mensuelles de l'anthropométrie, des pratiques d'alimentation, de l'immunisation, de la morbidité et du neurodéveloppement.

Mesures des résultats

Les principaux résultats de l'étude comprennent l'incidence d'un faible poids à la naissance (poids de naissance <2 500 g), la naissance prématurée (naissance avant 37 semaines terminées de gestation), les nourrissons à petit pour l'âge (SGA), sur la base des normes intergrowth-21st, et de petits nouveau-nés vulnérables (SVN).

Les résultats secondaires comprendront l'incidence de la mortinaissance, l'hypertension gestationnelle, les complications maternelles, la mortalité néonatale et d'autres résultats indésirables suivis pendant la période post-partum

Les résultats physiologiques intermédiaires comprendront la fréquence cardiaque maternelle, la pression artérielle et les niveaux d'activité, qui seront évalués dans un sous-échantillon de 1000 participants utilisant la technologie de surveillance portable

Formation du personnel de l'étude et assurance qualité

Le personnel local expérimenté, y compris les médecins, les sonologues, les infirmières / sages-femmes et les collecteurs de données, sera embauché. Les médecins de l'étude disposeront d'une formation antérieure à l'obstétrique et à la gynécologie (OBGYN) et au moins deux ans d'expérience en échographie obstétricale. Ils recevront une formation de 3 mois en échographie et en échocardiographie maternelle à l'Université Aga Khan (AKU), ainsi que l'achèvement de la Société internationale de l'échographie en obstétrique et gynécologie (ISUOG) échographie.

Chaque site d'étude aura trois équipes (deux collectionneurs de données et un superviseur par équipe). La formation centralisée comprendra une orientation des protocoles d'étude, une revue d'outil question par question et une formation sur l'anthropométrie par alimentation et nutrition d'assistance technique III (Fanta III). La pratique sur le terrain et l'étude pilote seront menées. Le personnel opérant les appareils portables recevra une formation supplémentaire pour gérer les appareils et la récupération régulière des données.

L'anthropométrie maternelle et infantile suivra les normes intergrowth-21st. Le poids maternel sera mesuré avec des échelles SECA 874 U (précision: 0,1 kg). Le poids du nouveau-né sera enregistré dans les 48 heures en utilisant des échelles de nourrisson SECA 354. La longueur des couchés du nourrisson sera mesurée avec un nourrisson; La circonférence et le MUAC seront enregistrés au millimètre le plus proche. Tous les équipements seront calibrés bihebdomadaires. Le poids maternel sera enregistré deux fois par le même anthropométriste, et les mesures du nourrisson seront prises indépendamment par deux anthropométristes aveugles.

Analyse statistique

Les analyses primaires utiliseront des modèles de temps variant dans le temps, de retard distribué et non linéaires pour évaluer les associations entre le stress thermique et les résultats de naissance défavorables. L'exposition à la chaleur sera quantifiée à l'aide de l'indice du climat thermique universel (UTCI) et de la température du globe de l'ampoule humide (WBGT), avec l'indice de chaleur moyen calculé entre les fenêtres gestationnelles (hebdomadaire, mensuel, trimestre et grossesse totale). Les catégories d'exposition seront définies à l'aide de seuils de distribution, de coupures basées sur la littérature et de mesures cumulatives (par exemple, des jours de chaleur extrêmes> 40 ° C ou> 45 ° C, une exposition dans les 7 jours précédant la livraison et une plage de température diurne).

Les statistiques descriptives résumeront les données maternelles, environnementales et de naissance. Les associations avec le poids à la naissance seront évaluées à l'aide de régressions linéaires et logistiques multivariables, stratifiées par trimestre. Les modèles additifs généralisés exploreront les relations d'exposition non linéaires-résultats. Les analyses de sensibilité et de médiation évalueront respectivement les définitions du stress thermique et les voies biologiques (stress, inflammation, dysfonctionnement placentaire). Tous les modèles s'ajusteront pour les facteurs de confusion clés.

Assurance de la qualité des données

Les données seront collectées à l'aide de périphériques portables équipés d'une application de collecte de données dédiée, permettant une capture en temps réel et un stockage sécurisé des informations des participants lors de l'inscription et du suivi. À la fin de chaque journée, les données seront transmises via une connexion Internet sécurisée au serveur de l'Université Aga Khan (AKU). Dans les domaines où l'accès à Internet n'est pas disponible, le chef d'équipe exportera les données manuellement vers un appareil protégé par mot de passe pour s'assurer qu'aucune donnée n'est perdue. Les données environnementales des appareils portables et fixes seront récupérées périodiquement par du personnel désigné et téléchargées sur le serveur. Toutes les données seront archivées dans un référentiel sécurisé avec un accès restreint via l'authentification AKU LAN, et l'accès des utilisateurs sera géré en fonction des rôles attribués. Un système de sauvegarde distant, synchronisé quotidiennement, protégera les données contre la perte ou la corruption.

Pour garantir la qualité des données, les vérifications automatisées de validation seront intégrées dans la plate-forme de saisie de données pour signaler les valeurs et les incohérences hors de portée, en particulier dans les mesures anthropométriques et les données alimentaires. Un sonologue dévoué supervisera les activités d'imagerie sur le terrain de manière centralisée et effectuera des évaluations quotidiennes de la qualité des données d'échographie, de Doppler et d'échocardiographie pour garantir la clarté de l'image et la précision du diagnostic. Les procédures opérationnelles standard (SOPS) seront diffusées à toutes les équipes d'étude et strictement suivies à toutes les étapes, y compris le recrutement des participants, la collecte de données, la gestion des données et l'analyse. Les tests biochimiques adhéreront également à des protocoles standardisés avec des mesures de contrôle de la qualité interne appropriées.

Considérations éthiques

Le protocole d'étude a été examiné et approuvé par le comité d'examen éthique (ERC) de l'Université Aga Khan et du Comité national de la bioéthique (NBC). Le consentement éclairé sera obtenu de tous les participants avant l'inscription. La confidentialité des données et la confidentialité des participants seront strictement maintenues tout au long de l'étude.

À chaque visite d'étude et de suivi, les participants seront examinés par des médecins de l'étude pour tout problème de santé, y compris l'hypertension artérielle, la déshydratation ou les complications liées à la grossesse. Ceux qui nécessitent des soins seront renvoyés dans des établissements de santé appropriés avec un soutien au transport. Des voies de référence seront en place pour gérer les complications et les urgences dans les établissements de santé. Les résultats accessoires, tels que les anomalies cardiaques ou fœtales détectées lors des évaluations, seront divulguées aux participants et référées pour des soins spécialisés. Les données sur les résultats de la grossesse ne seront collectées qu'avec le consentement des participants, et toutes les informations seront maintenues confidentielles.