膣微生物叢とメタボロームは多胎妊娠における自然早産 (sPTB) に関連していますか? (SPRUCE)

現在の研究の根拠

多胎妊娠におけるsPTB予防のためのいかなる治療法も有益であるという証拠が不足しているということは、この大きな健康格差に対処するために新たなアプローチが緊急に必要であることを意味している。 膣マイクロバイオームと膣粘膜メタボロームの両方、およびsPTBとの関連に関する証拠は増えているにもかかわらず、多胎妊娠におけるこれらを分析した研究はありません。単胎妊娠との違いは特定されておらず、sPTBとの独自の関連性も調査されていない。 新しい関連性を発見することは、sPTBのリスクが最も高い女性を確実に予測し、スクリーニングと介入から最も恩恵を受ける可能性が高い女性を特定する能力に役立ちます。

この研究の全体的な目的は、多胎妊娠の膣マイクロバイオームを評価して単胎妊娠と異なるかどうかを確認し、その結果を低リスクおよび高リスク単胎の大規模でユニークなコホート（ハリスウェルビーイング早産センター）と比較することです。 さらに、国際的に認められた協力者と協力して新しい DESI MS 分析を利用し、多胎妊娠における膣粘膜の代謝プロファイルが評価されます。 この研究は、多胎妊娠における膣マイクロバイオームと膣粘膜の代謝プロファイルの両方を評価し、表現型が明確な多胎妊娠集団における膣マイクロバイオーム、メタボローム、sPTBの間の関連性を評価する初めての研究となる。 さらに、この研究では、将来の探索的分析のために血液サンプルと子宮頸部の硬さの測定値を収集することにより、多胎妊娠の独自のコホートを利用し、最終的には多胎妊娠の成功したリスク層別モデルを開発することを目指しています。

研究課題/目的

低リスクおよび高リスクの単胎妊娠と比較して多胎妊娠の膣マイクロバイオームを評価し、膣マイクロバイオーム、膣メタボロームおよびsPTBの間の関連性を評価する。

目的

SPRUCE 研究には次の全体的な目的があります。

• 多胎妊娠の膣内マイクロバイオームを単胎妊娠と比較するには
• 多胎妊娠における膣マイクロバイオームとsPTBの関連性を評価するには
• 多胎妊娠における膣メタボロームと sPTB の関連性を評価するには

研究計画とデータ収集方法

多胎妊娠の女性 120 名を対象とした単一施設の前向きコホート研究。 妊娠 16 週および 28 週目に、高膣スワブ、採血、CL 測定が行われます。 子宮頸部の硬さは、妊娠 16 週目 (綿棒採取時) にも測定されます。 膣スワブは、無傷の膜を持つ女性の分娩開始時、分娩誘発時、帝王切開前 (C/S) に採取されます (図 1 を参照)。 すべての女性（n=120）の膣サンプルは、16S rRNA 遺伝子の配列決定と定量、メタボロミクスプロファイリング、カンジダ定量的 PCR、および FFN によって特徴付けられ、PTB 症例（約 23 人）と対応する対照からのサンプルはさらにメタゲノムプロファイリングを受けます。 血液サンプルは、早産予測に関連する将来の探索的なバイオマーカーおよびプロテオミクス分析のために保存され、子宮頸部の硬さの測定値は、早産との潜在的な関連性に関する将来の研究のために記録されます。

研究デザイン

参加者は、LWH の多胎妊娠クリニック (MPC) から直接募集されます。 双子を妊娠しているすべての女性は、産前ケアの予約時に患者情報リーフレットを受け取り、妊娠 16 週目の MPC への初回訪問時に研究チームのメンバーから参加するよう招待されます。 この時点で、彼らは研究に関するさらなる情報を口頭で受け取り、質問する機会が与えられます。 女性が参加に同意した場合、研究特有のインフォームドコンセントフォームに署名し、一意の参加者識別番号を生成する特注の電子データキャプチャシステムに登録されます。 女性は、研究に参加するかどうかの決定を希望する限り許可されます。 女性が研究への参加を決定するまでにさらに時間が必要な場合は、追加の予約が提供されます。 サンプル収集は、参加者が同意した場合にのみ手配されます。

インフォームドコンセントの後、女性は母親の病歴や手術歴、基本的な人口統計、社会経済的背景に関する情報を提供する健康アンケートに記入するよう求められます。 次に、高濃度の膣スワブサンプルと子宮頸部の硬さの測定値（検鏡検査による）、血液サンプルと CL の測定値（経膣超音波による）を提供するように求められます。 これらの評価は妊娠 16 週目に行われます。 膣スワブ、血液サンプル、および CL 測定は妊娠 28 週目に繰り返され、無傷の膜を持つ女性の分娩開始時、分娩誘発時、帝王切開 (CS) 前にさらに膣スワブが採取されます。 各血液採取および検鏡検査の前に、患者は現在の投薬、最近の抗生物質および/または抗真菌治療、または性交の有無を記載する簡単なアンケートに記入します。 患者が過去 48 時間以内に膣性交を行った場合、サンプル採取は後の予約に延期されます。

16週の時点でCLの短縮（<25mm）の証拠がある場合、患者は地元のリバプール女性病院（LWH）の方針に従って治療されます。 参加者は調査研究から除外されず、計画された評価は引き続き行われます。

高位の膣スワブの場合、患者は鏡検査を受け、円蓋後部から直視下でスワブが採取されます。 出産時に綿棒を採取する場合は、デジタル膣検査の前に綿棒採取が行われます。 子宮頸部の硬さの測定は、膣スワブと同時に行われます。

参加者が募集されると、出産（双子妊娠の場合は通常 38 週まで）および退院するまで研究に参加します。 定期的な臨床データは、母親と新生児の転帰に関するすべての参加者のメモと病院の電子記録から収集されます。 すべての研究訪問は定期的なケアと同時に行われ、すべての参加女性は妊娠期間中、NICE の双子および三つ子妊娠ガイドラインに従って定期的な産前ケアを受けます。

サンプルサイズ

LWH の多胎妊娠クリニックでは、年間 100 件の CL スキャンを実施しています。 CL スキャンが受け入れられるため、80% の採用率が期待されます。 したがって、18 か月の期間では、控えめに見ても 120 人の参加者が予想されます。

34 週未満の早産率の推定値 19% (LWH データ) に基づいて、精度の推定レベルは標準誤差または 3.6% で与えられます。これは、早産率は次のように定義される 95% 信頼区間で推定される必要があることを意味します。 +-7% の精度。 さらに、これにより、観察コホート内で約 23 件の早産が発生するはずであり、これにより 2 つの共変量を含む多変量解析が可能になり、早期出産率に対する関心のある臨床的/人口統計的要因間の関連の強さを確立できます。

成果の尺度

主要転帰は、妊娠34週未満のsPTBとなる。 16S rRNA 遺伝子配列決定に基づく膣微生物叢の予測因子には、膣の総細菌量が含まれます。膣微生物叢の組成のタイプ。 L. クリスパトゥス、L. イナース、すべての乳酸菌の組み合わせ、すべての BV 嫌気性菌の組み合わせ、およびすべての病原菌の組み合わせの膣内相対存在量と推定濃度。 すべての女性で測定される追加の予測因子には、膣カンジダ酵母濃度、FFN 濃度、およびインペリアル・カレッジ・ロンドンの David MacIntyre らによる単胎妊娠に関する以前の研究の結果に基づく興味深い 20 ～ 30 個のメタボロミクス予測因子を使用したメタボロミクス データが含まれます。 ネストされた症例対照研究では、確立されたバイオインフォマティクス パイプラインを使用してメタゲノミクス データから追加の予測因子が抽出されます。

二次的な母体および新生児の転帰は、記述的分析のために記録されます。

• 母体の転帰：PPROM、母体の感染症（絨毛膜羊膜炎の疑いがある場合はIV抗生物質治療が必要）、分娩時妊娠（28週未満/32週未満）、分娩方法、PTB治療。
• 新生児転帰：妊娠合併症（TTTS/SFGR/TAPS）、出生、胎児/新生児死亡、出生体重、新生児罹患率（IVH/NEC/ROP）、NICUへの入院、人工呼吸器依存症、NICU退院時の年齢。

統計的方法論

完全な 16S 微生物叢データ (すべてのサンプルのすべての細菌分類群) は、まず、すべての女性、および sPTB の有無にかかわらずヒート マップで視覚化されます。 次に、データは、個々のサンプルごとに以下を計算することにより、生物統計病因モデルで使用するために要約されます: L. クリスパータス、L. インナー、すべての乳酸菌の組み合わせ、すべての BV 嫌気性菌の組み合わせ、すべての病原菌の組み合わせ、すべての細菌の組み合わせの推定濃度 ( 16S 遺伝子から qPCR）およびすべてのカンジダ種を組み合わせたもの（これも qPCR）。アルファダイバーシティ（逆シンプソン指数）。階層的クラスタリングによる微生物叢の構成タイプ。 これらの微生物叢変数は、出生結果を従属変数とするロジスティック回帰を使用して、一度に 1 つずつテストされます。 これらの分析の結果は、既存の高リスクおよび低リスク早産単産コホートにおける同様の分析の結果とも比較されます (1)。

教師なしおよび教師ありの多変量解析は、メタゲノムおよびメタボロームのデータセットに対して実行されます。 主成分分析 (PCA) を使用した後続の分析は、一般的なクラスタリング傾向の視覚化に使用され、ランダム フォレスト (RF) 分類器はグループ判別分析に使用されます。 膣マイクロバイオーム組成および免疫/炎症活性化状態と相関することが以前に判明している短鎖および長鎖脂肪酸および生体アミンに由来する特定の DESI-MS 代謝産物の特徴の標的分析も実行されます(2)。