Esposizioni materne prenatali e ostetriche e autoanticorpi ISlet nei primi anni di vita (PROMISE)

Metteremo insieme una coorte prenatale in cui la prole ha un parente di primo grado (FDR) affetto da T1D (madre, padre o fratello pieno). Per arruolare un numero sufficiente di partecipanti, stiamo conducendo uno studio multicentrico presso il Barbara Davis Center for Diabetes (BDC) ad Aurora, CO [centro di coordinamento], il Mt Sinai Hospital di New York, NY, il Joslin Diabetes Center (JDC) a Boston, MA, e alla Ohio State University (OSU) a Columbus, Ohio. Questi centri sono stati scelti sulla base di una storia di collaborazioni precedenti di successo, dell'accesso a un'ampia popolazione consolidata di persone con T1D (questi centri sono tra i più grandi negli Stati Uniti per quanto riguarda l'assistenza in gravidanza per le donne con T1D e hanno anche centri per adulti e bambini). cliniche), connessioni sito-specifiche con le pratiche ostetriche e una storia di reclutamento di successo in coorti di studio. Oltre ai quattro siti di studio citati, abbiamo contattato altri potenziali siti per garantire il successo del reclutamento. Abbiamo identificato un ulteriore potenziale sito presso il Mayo Clinic College of Medicine sotto la direzione di Yogish Kudva, e questo sito è pronto ad essere attivato qualora il reclutamento nel primo anno della sovvenzione nei quattro siti non fosse all'altezza delle aspettative. Il nostro obiettivo è riunire una coorte di 800 gravidanze durante questo periodo di finanziamento iniziale e arruolare fino ad altre 1.200 nelle fasi 2 e 3 (totale N = 2.000).

D. Descrizione, rischi e giustificazione delle procedure e degli strumenti di raccolta dati:

Procedure di screening e consenso: i partecipanti verranno selezionati, acconsentiti (disponibili tramite processo di consenso cartaceo ed elettronico) e completeranno i questionari attraverso un database online con funzionalità di sondaggio elettronico (REDCap) conforme HIPAA e accessibile ovunque con accesso a Internet. Se necessario, l'accesso REDCap può essere fornito in clinica utilizzando un tablet. Abbiamo utilizzato con successo il sistema di database REDCap per numerosi studi che prevedevano la raccolta di sondaggi e abbiamo utilizzato ampiamente procedure di screening e consenso online negli studi su adulti affetti da T1D (comprese le donne incinte) durante la pandemia di Covid-19. Il personale dello studio sarà disponibile per rivedere il modulo di consenso con i potenziali partecipanti al telefono, utilizzando una piattaforma video conforme a HIPAA come Zoom, o di persona, a seconda delle circostanze. Le domande di screening includeranno la storia del T1D nella donna incinta o nel padre/fratello del feto, l'età materna e la storia ostetrica della donna incinta, comprese le date attuali della gravidanza (data dell'ultimo periodo mestruale, data prevista del parto).

Programma delle visite e della raccolta dei campioni: Le visite di studio e la raccolta dei campioni (Tabella 2) saranno programmate in uno dei centri di studio, in un determinato momento per i padri e in quattro punti temporali per le madri: primo trimestre (8-<14 settimane), secondo trimestre (14-<28 settimane), terzo trimestre (28+ settimane) e fino a 12 settimane dopo il parto. Le cartelle cliniche saranno ottenute utilizzando moduli di rilascio delle cartelle cliniche per la gravidanza, il parto e le visite post-partum, nonché per i documenti di nascita dei neonati. Tutti i siti di studio hanno accesso alle cartelle cliniche elettroniche (EHR) che consentiranno ai ricercatori di ottenere cartelle cliniche per le cure prenatali e il parto per i partecipanti allo studio che partoriscono all'interno della loro rete ospedaliera, e tutti i siti dispongono di protocolli in atto ed hanno esperienza nell'ottenimento di documenti da strutture esterne utilizzando Moduli di rilascio della cartella clinica. Presso il centro di coordinamento del BDC, abbiamo precedentemente raccolto cartelle cliniche relative a gravidanza, parto e nascita di neonati e abbiamo estratto questi dati nei database REDCap. Seguiremo le nostre procedure stabilite per l'estrazione delle registrazioni ostetriche e neonatali per questo studio. Gli esiti materni e fetali delle donne incluse in questo studio segnalati ai fornitori di BDC saranno ottenuti mediante revisione manuale delle tabelle EHR. I ricoveri materni e fetali presso qualsiasi sistema ospedaliero che utilizza EPIC e per il quale i pazienti autorizzano la condivisione dei record possono essere visualizzati tramite lo strumento di condivisione interoperabile di EPICS denominato Care Everywhere. La revisione manuale dei record verrà utilizzata per ottenere misure di risultato specifiche.

Tutti i registri verranno raccolti ed estratti presso il Barbara Davis Center, per mantenere gli standard di controllo della qualità e per semplificare la formazione e la supervisione del personale.

Visite in gravidanza: le donne incinte idonee allo studio saranno arruolate nel primo trimestre (prima delle 14 settimane di gestazione), se possibile, ma dopo 8 settimane di gestazione per ridurre la possibilità di interruzione anticipata della gravidanza in seguito all'arruolamento. I padri verranno arruolati contemporaneamente e gli verrà chiesto di completare la visita di studio (incluso un campione di sangue fino a 33 ml o 2 cucchiai e 1/4 di sangue) contemporaneamente alla prima visita di gravidanza della donna, se non del tutto possibile. Le donne che sono già nel secondo trimestre (fino a 24 settimane) quando vengono contattate per lo studio verranno arruolate e completeranno le visite del secondo e terzo trimestre e la visita postpartum. I dati delle visite di routine in gravidanza, inclusi peso e pressione sanguigna, verranno raccolti in clinica o dalla cartella clinica. I dati delle visite di routine in gravidanza, inclusi peso e pressione sanguigna, test di laboratorio di routine (incluso HbA1c per le donne con T1D, lipidi, ecc.) verranno raccolti dalla clinica o dalla cartella clinica. I tempi e le procedure delle visite di studio sono mostrati nella Tabella 3 di seguito.

Raccolta dei campioni: i campioni verranno raccolti ad ogni visita dello studio presso la sede della clinica partecipante. I centri esterni spediranno tutti i campioni al BDC per la conservazione. La raccolta dei campioni sarà standardizzata nel nostro Manuale operativo per garantire una raccolta coerente in tutti i siti. Inoltre, la raccolta, i tempi e le tipologie dei campioni sono stati attentamente progettati per essere simili alla raccolta completata nelle coorti esistenti, in particolare nello studio ENDIA, per consentire il confronto dei risultati tra gli studi. Tuttavia, i tempi delle visite trimestrali e post-partum sono determinati dallo standard di cura nelle nostre cliniche e potrebbero non essere esattamente in linea con lo studio ENDIA. Ad esempio, nei nostri centri clinici le donne in genere completano una visita post-partum a 4-6 settimane, pertanto pianificheremo i dati post-partum e la raccolta dei campioni contemporaneamente, per ridurre al minimo il carico dei partecipanti. Nello studio ENDIA, le madri sono state sottoposte a una visita post-partum a 3 mesi.

Mediante salasso verrà prelevato un campione fino a 33 ml o 2 cucchiai e ¼ di sangue. Il plasma verrà raccolto in provette EDTA, conservato in ghiaccio e separato mediante centrifugazione. Il siero verrà raccolto in provette separatore di siero con gel e separato mediante centrifugazione dopo essere stato lasciato coagulare. Il siero e il plasma verranno aliquotati in criovials da 2 ml e conservati a -80° C. I buffy coat verranno conservati ad ogni visita per futuri studi sul DNA e sulla metilazione. I campioni di RNA del sangue verranno raccolti utilizzando provette Tempus™, che consentono la stabilizzazione e l'isolamento dell'RNA totale dal sangue intero per l'analisi dell'espressione genica. Questi campioni possono essere conservati fino a cinque giorni a temperatura ambiente e poi congelati a 4°C. I tamponi vaginali opzionali verranno raccolti autonomamente dai partecipanti utilizzando un sistema di trasporto CultureSwab. I campioni facoltativi di feci verranno raccolti autonomamente dai partecipanti utilizzando un kit di raccolta delle feci disponibile in commercio come OMNIgene_GUT.

Raccolta dei questionari: ai partecipanti verrà chiesto di completare questionari online utilizzando il programma di database REDCap per ogni visita, per ridurre il tempo necessario per completare gli appuntamenti di persona per i partecipanti allo studio che completano le visite presso le cliniche e per semplificare le procedure di raccolta/immissione dei dati e ridurre errori di inserimento dati. I questionari includeranno l'assunzione dietetica utilizzando un questionario sulla frequenza alimentare convalidato43, tabacco e alcol utilizzando questionari convalidati44,45 e raccoglieremo questionari di screening riguardanti la depressione generale [Patient Health Questionnaire-8]46 e perinatale [Edinburgh Postnatal Depression Scale]47. Le donne che risultano positive (un punteggio PHQ8 pari o superiore a 14 o un punteggio Depressione postnatale di Edimburgo pari o superiore a 10) su uno di questi questionari verranno indirizzate al loro fornitore abituale per un'ulteriore valutazione.

Tra le madri e i padri affetti da T1D, le valutazioni della scala di disagio del T1D (T1-DDS), dell'autogestione del diabete e della paura dell'ipoglicemia saranno valutate utilizzando strumenti validati. I padri con T1D completeranno i questionari in un'unica visita, mentre alle madri con T1D verrà chiesto di completare questi questionari ad ogni visita di studio (una volta per trimestre e dopo il parto). Verranno richiesti i dati relativi alla cura del diabete, inclusi HbA1c e altri test di laboratorio (lipidi, rapporto albumina urinaria/creatinina, creatinina sierica), esami della retinopatia e record degli esami per l'anno precedente all'arruolamento per la determinazione delle complicanze e del controllo glicemico.

Storia ed esiti della gravidanza: raccoglieremo dati sugli esiti materni e fetali della gravidanza con cartelle cliniche; otterremo l'età gestazionale al momento del parto, il peso alla nascita del neonato, le complicanze del parto e gli esiti materni e fetali ottenendo i dati per ciascun ricovero ospedaliero per travaglio e parto. Come backup di queste cartelle cliniche e nel caso in cui non siamo in grado di accedere alle cartelle cliniche (ad esempio se una donna si sposta al di fuori della nostra area di cartelle cliniche elettroniche e non possiamo ottenere cartelle utilizzando un rilascio di cartelle cliniche), raccoglieremo le stesse dati utilizzando un sondaggio che abbiamo sviluppato per uno dei nostri precedenti studi sulla gravidanza. Informa sulla data del parto, l'età gestazionale, il peso e la durata del neonato alla nascita, lo stato di vita del neonato, il sesso del neonato, il travaglio pretermine, il tipo di parto, 16 complicazioni specifiche della gravidanza, 15 complicazioni specifiche del travaglio, 5 complicazioni neonatali specifiche e l'ammissione al unità di terapia intensiva neonatale (NICU). Le pratiche di allattamento verranno raccolte in occasione della visita post parto. Raccoglieremo anche dati attraverso una revisione della cartella clinica per informazioni sanitarie prima della gravidanza per le donne con T1D (pressione sanguigna, funzionalità renale, retinopatia, altezza e peso). Verificheremo la datazione gestazionale ottenendo registrazioni di ecografie eseguite per la datazione.

Fattori glicemici tra le donne con T1D: i valori di HbA1c e glucosio (download CGM e glucometro), il dosaggio attuale di insulina e il metodo di somministrazione dell'insulina vengono raccolti durante le visite di routine della gravidanza e verranno raccolti dalla cartella clinica. Accederemo anche ai dati scaricati dai dispositivi CGM (per quelle donne che utilizzano regolarmente un CGM) durante le visite di routine della gravidanza per valutare gli indici di variabilità glicemica come il tempo trascorso negli intervalli di glucosio pertinenti (tempo nell'intervallo: 63-140 mg/dL [gravidanza ] e 70-180 mg/dL [post-partum], ipoglicemia: <63 mg/dL [gravidanza] e <70 mg/dL [post-partum] e iperglicemia: >140 mg/dL [gravidanza] e >180 mg/dL [post-partum]50, coefficiente di variazione e DS).

Prelievo di sangue cordonale e feci: verrà data priorità alla raccolta di sangue cordonale fino a 20 ml, poiché si tratta di un campione ideale per esaminare la metilazione del DNA nel neonato alla nascita e prima dell'esposizione all'ambiente esterno, compreso l'allattamento al seno o con il biberon, l'esposizione a microbi e altri fattori ambientali, in contrasto con i campioni successivi ottenuti durante i primi anni di vita. La raccolta del sangue cordonale è stata effettuata nei nostri studi precedenti attraverso accordi con ospedali di screening e attraverso l'uso di kit di raccolta del sangue cordonale inviati alla madre per ottenere e rispedire i campioni. Dato che le donne partoriranno in un numero qualsiasi di ospedali a livello nazionale in questo gruppo, pianificheremo di inviare/consegnare kit per la raccolta del sangue cordonale alle madri incinte con istruzioni dettagliate per la raccolta e la restituzione dei campioni, utilizzando il nostro protocollo stabilito. Nel caso in cui la raccolta del sangue cordonale non sia possibile, includeremo un kit per raccogliere un campione di sangue dal tallone fino a 1 ml il prima possibile dopo la nascita (preferibilmente entro una settimana dal parto). Prevediamo inoltre di fornire alle donne kit di feci per la raccolta di un campione di feci/meconio subito dopo il parto.

Screening per genotipi ad alto rischio tra la prole: i neonati saranno sottoposti a screening per il rischio genetico di T1D alla nascita utilizzando raccolte di macchie di sangue essiccato ottenute entro la prima settimana di vita. I campioni verranno inviati al laboratorio del Dr. William Hagopian per la determinazione del punteggio di rischio genetico 2 (GRS2), un pannello di 67 polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) che ha dimostrato di discriminare il rischio di T1D, in particolare di T1D a esordio precoce (AUC 0,96)1. I genotipi dell’antigene leucocitario umano (HLA) ad alto rischio sono fortemente associati al rischio di IA e T1D, ma l’uso del GRS2 ha dimostrato di essere quasi due volte più efficace rispetto al solo screening del genotipo HLA ad alto rischio. L’uso di questo punteggio di rischio è stato proposto come metodo più efficiente di screening neonatale, consentendo un monitoraggio più attento dei bambini a più alto rischio di sviluppare IA e T1D, soprattutto nella prima infanzia. Tutte le visite e le procedure per la prole sono mostrate nella Tabella 4.

Sulla base dei dati dello studio TEDDY, un GRS2 che conferisce un rischio equivalente al 90° percentile nella popolazione generale ha identificato il 23% dei partecipanti TEDDY con un FDR come ad alto rischio, rispetto al 10% della popolazione generale. Dato che i partecipanti TEDDY con un FDR sono stati selezionati in base al loro genotipo HLA ad alto rischio, stimiamo che la percentuale identificata come ad alto rischio in base al punteggio GRS2 in questa coorte prenatale proposta (dove tutti i FDR saranno arruolati indipendentemente dal rischio HLA) sarà leggermente inferiore alla percentuale osservata in TEDDY. Pertanto, abbiamo stimato che circa il 20% della prole FDR nella coorte di gravidanza proposta sarà identificata come ad alto rischio e sarà seguita più da vicino rispetto a quella a basso rischio.

Ai bambini con il rischio più elevato sul GRS2 (ad esempio, rischio superiore all'equivalente del 90% dei punteggi di rischio della popolazione generale) verrà raccolto il sangue per lo screening IA e la conservazione dei marcatori genetici ogni sei mesi fino ai 2 anni di età e poi tra 5 e 6 anni. anni.

Ai bambini con GRS2 a basso rischio verrà raccolto il sangue per lo screening IA a 2 anni e tra i 5-6 anni di età. La genotipizzazione HLA e i test IA verranno eseguiti presso il Laboratorio di immunologia clinica presso il BDC (NIH/NIDDK designato North American Autoantibody/HLA Core) come precedentemente riportato40. Altri campioni di sangue verranno conservati per studi caso-controllo sulla metilazione del DNA, Virscan e futuri marcatori metabolomici/proteomici.

Crescita e salute infantile: i dati sulla crescita infantile saranno ottenuti tramite auto-segnalazione da parte dei genitori attraverso sondaggi REDCap e attraverso richieste di cartelle cliniche per cartelle cliniche pediatriche. Verranno ottenuti i registri delle vaccinazioni. Ogni 6 mesi fino all'età di 2 anni, verranno raccolte le misurazioni cliniche (inclusa la raccolta di fino a 20 ml o poco più di un cucchiaio di sangue), le malattie e le pratiche di alimentazione di neonati/bambini dal gruppo ad alto rischio durante la visita clinica; questi dati saranno raccolti da un questionario REDCap per il gruppo a basso rischio.

Valutazioni degli autoanticorpi contro le isole: la principale misura di esito dello studio complessivo (tutte le fasi) sarà la positività persistente per gli autoanticorpi contro le isole (IA) nel bambino. Verranno ottenuti campioni di siero per la misurazione degli autoanticorpi contro le quattro isole nella prole ad alto rischio genetico a 6, 12, 18, 24 mesi e a 5-6 anni. La progenie a basso rischio genetico verrà testata a 24 mesi e a 5-6 anni di età. I campioni verranno raccolti, elaborati e inviati dai siti esterni al BDC per la misurazione degli IA. Il siero verrà conservato a -70°C fino al momento del dosaggio. È necessario un monitoraggio più frequente dell’IA tra la prole ad alto rischio perché l’IA può comparire già nel primo anno di vita e il T1D viene più comunemente diagnosticato in età più giovane. Pertanto, intendiamo monitorare sia l'IA che l'evoluzione della disglicemia (stadio 2 T1D), come descritto di seguito.

I test IA saranno condotti su campioni codificati per IAA, GADA, IA-2A e ZnT8A nel Barbara Davis Center Core Autoantibody Laboratory, sotto la direzione di Liping Yu, MD. Questo laboratorio è certificato CLIA e accreditato CAP ed è stato designato come laboratorio nordamericano per autoanticorpi/HLA NIH/NIDDK. Negli ultimi decenni, il laboratorio di autoanticorpi del Barbara Davis Center ha servito una serie di importanti studi clinici sul T1D, tra cui lo studio TEDDY, TrialNet, DPT-1, T1DGC, ITN e altri. I test per GAD65 e IA-2 sono stati armonizzati recentemente in collaborazione con il Comitato per l'armonizzazione degli autoanticorpi del diabete NIH/NIDDK utilizzando un protocollo di test standard con un'unità anticorpale comune espressa come unità DK/ml (unità NIDDK). Ciò ha reso possibile che i risultati dei test sugli autoanticorpi fossero comparabili tra tutti gli studi nazionali/internazionali in corso tra diversi laboratori in tutto il mondo. L'Autoantibody/HLA Core Facility di BDC è uno dei tre laboratori internazionali che contribuiscono a realizzare questi protocolli di analisi armonizzati. Tutti i campioni positivi e il 5% dei campioni negativi verranno sottoposti a test duplicato in cieco. L'IA sarà definita come positività per almeno uno dei quattro autoanticorpi anti-insula in ≥2 visite consecutive o un singolo test positivo seguito dalla diagnosi di T1D. Ai bambini con un test iniziale positivo per gli autoanticorpi verrà chiesto di tornare per un test di conferma il prima possibile dopo il test iniziale.

Monitoraggio della disglicemia: le famiglie saranno istruite sui segni e sintomi del T1D e verranno istruite a contattare il personale dello studio per segnalare eventuali dubbi o domande sui potenziali segni e/o sintomi nei loro figli. Alle famiglie di bambini che sviluppano IA verrà fornito l'accesso al team di studio ASK, presupponendo che i finanziamenti per questo studio siano ancora attivi, per l'iscrizione allo studio di follow-up ASK per l'educazione, il monitoraggio e il supporto, compresi materiali didattici per spiegare i fattori di rischio associati all'isolotto stato degli autoanticorpi, ripetizione del test degli autoanticorpi e dell'HbA1c ogni tre-sei mesi per monitorare la progressione, fornito con un glucometro, strisce e allenamento gratuiti. Un monitor continuo del glucosio può essere fornito gratuitamente ogni 3-6 mesi. Inoltre, il programma di monitoraggio nazionale ASK the Experts, anch'esso finanziato dall'Helmsley Charitable Trust, sarà disponibile per quelle famiglie che dispongono di fornitori locali o endocrinologi pediatrici che possono lavorare in tandem con il team ASK the Experts presso il Barbara Davis Center for education, monitoraggio e supporto. Se gli studi ASK/ASK the Experts non saranno più finanziati, la stessa formazione e supporto verranno forniti attraverso i protocolli di studio, inclusa la misurazione dell’HbA1c ogni tre-sei mesi e glucometro, strisce di glucosio e allenamento gratuiti.

Valutazioni dell'esposizione virale: l'esposizione ai virus sarà valutata longitudinalmente nelle madri e nella prole utilizzando il test Virscan. Per l'analisi del periodo di studio iniziale di tre anni, i campioni di siero provenienti dalle visite effettuate durante ogni trimestre di gravidanza e post-partum nonché quelli raccolti a 6 mesi di vita tra neonati selezionati ad alto rischio (come descritto nel piano di analisi dei dati) saranno testati su lo strumento di sorveglianza sierologica pan-virale virscana. Questa piattaforma si basa sulla tecnologia di sequenziamento dell'immunoprecipitazione dei fagi (PhIP-seq) che utilizza una libreria di batteriofasi contenente peptidi dell'intero proteoma di virus patogeni per l'uomo. La libreria Virscan contiene peptidi che rappresentano i virus umani patogeni più conosciuti (~400 specie e ceppi) nonché altri antigeni elencati nel database degli epitopi immunitari del National Institute of Allergy and Infectious Diseases (www.iedb.org). L'obiettivo dello studio a lungo termine, una volta completate tutte le fasi e una volta che un numero sufficiente di figli ha sviluppato IA, è quello di eseguire uno studio caso-controllo sull'esposizione virale nelle madri e nella prole tra coloro che hanno sviluppato IA rispetto all'età e al controllo HLA corrispondente figli che non hanno sviluppato IA.

Per eseguire lo screening sierologico, i campioni di siero vengono miscelati con la libreria consentendo agli anticorpi di legarsi agli epitopi specifici del patogeno visualizzati sulla superficie del fago. I complessi batteriofago-anticorpo vengono quindi immunoprecipitati e la regione del DNA fagico che codifica gli antigeni peptidici espressi artificialmente a cui era legato un anticorpo viene sequenziata mediante NGS per rivelare il repertorio di anticorpi antivirali in un dato campione di siero. L'analisi dei dati per rilevare gli anticorpi contro un'ampia gamma di agenti patogeni si basa sulla valutazione statistica (valori p) dell'arricchimento relativo di peptidi specifici degli agenti patogeni nei campioni di siero. I dati risultanti sono quindi di natura qualitativa e non sono direttamente paragonabili ai titoli anticorpali che possono essere ottenuti con metodi sierologici convenzionali singleplex.

Studi epigenetici e di espressione genica: la metilazione del DNA sarà misurata nel sangue intero periferico materno e l'espressione genica (RNA) misurata in campioni di RNA di sangue intero raccolti durante la gravidanza e dopo il parto e nei campioni di sangue intero e RNA della prole raccolti nei primi anni di vita prima del parto. lo sviluppo dell’IA. Le misurazioni della metilazione del DNA e dell'espressione genica saranno confrontate nel periodo iniziale di studio di tre anni nel sangue cordonale di figli di madri con T1D (n = 86) rispetto alla prole che ha un padre con T1D ma una madre senza diabete (N = 86) in un disegno caso-controllo abbinato per età materna e rischio HLA. L'obiettivo dell'analisi a lungo termine una volta completate tutte le fasi è quello di esaminare i cambiamenti epigenetici e l'espressione genica in un disegno di studio caso-controllo, selezionando i casi IA tra i neonati che sono persistentemente IA positivi e tra i controlli abbinati per età e rischio HLA . La quantificazione della metilazione verrà eseguita utilizzando l'Infinium HumanMethylation450K Beadchip ("450 K") e l'Infinium MethylationEPIC Beadchip ("EPIC") come descritto in precedenza41. L'Anschutz Medical Campus dell'Università del Colorado ospita una struttura all'avanguardia e ha lanciato un'iniziativa di bioscienza dell'RNA (https://medschool.cuanschutz.edu/rbi) con l'obiettivo di fornire una "conduttura fluida dalla ricerca di base a quella clinica sull'RNA presso l'Anschutz Medical Campus" attraverso la combinazione di test dell'RNA e risorse informatiche.