スロベニア人妊婦におけるアルコールと大麻の使用

本研究の目的は、スロベニアの妊婦におけるアルコールと大麻の使用率を明らかにすることです。妊娠中のアルコールおよび薬物使用は、胎児に重大な影響を及ぼし、短期的および長期的な健康上の結果をもたらします。最も深刻な結果の一つは胎児性アルコール症候群（FAS）であり、先天性異常、認知障害、成長障害を特徴とします。出生前のアルコール曝露によるもう一つの健康影響は胎児性アルコールスペクトラム障害（FASD）であり、中枢神経系の障害を特徴とし、行動および認知の問題、注意欠陥障害、実行機能障害、記憶障害を引き起こします。その結果、母体のアルコール乱用の影響を受けた子供は、学校の成績が悪く、教育水準が低く、精神疾患、アルコールおよび薬物使用率の高さ、犯罪率の高さ、失業、および個人と社会に負担をかけるその他の問題を抱えています。妊娠中の薬物使用は、母親と胎児の両方に影響を及ぼし、周産期の問題、流産、早産、低出生体重、小頭症、先天性奇形と密接に関連しています。妊娠中の母体の薬物使用は新生児禁断症候群を引き起こします。また、胎児の脳の発達に影響を及ぼし、長期的な神経精神医学的問題につながる可能性があります。スロベニアの妊婦におけるアルコールおよび薬物使用率は、これまで研究されていません。

成人の消化管は微生物で密集しています。微生物叢は、存在する微生物の属と種（主に細菌）の分類学的インベントリを表し、より広い意味では、腸内に存在するすべての微生物（細菌、古細菌、真菌、原生動物、ウイルス、可動性遺伝子要素）とその機能遺伝子および代謝産物を含むマイクロバイオームは、観察の解像度に応じて、個人間でその組成が大きく異なります。出生時、子供の消化管は微生物細胞の密度が低く、選択的圧力のネットワークは、母親の分泌物、食物、環境との接触によってのみ発達し始めます。これらの圧力には、母乳または粉ミルクに由来する微生物発酵産物、遺伝子発現、および微生物競争が含まれ、マイクロバイオームの動的発展につながります。出生後の乳児腸内マイクロバイオームの発達には、分娩様式、授乳の種類、早産、抗生物質の使用、その他の環境要因など、いくつかの要因が影響します。増え続ける証拠は、妊娠糖尿病や肥満、感染症、ストレス、母親の食事などの出生前要因の影響も指摘しています。ますます多くの研究が、妊娠中および幼少期に変化した微生物叢が、腸脳軸を介して後の人生の脳の発達と行動に影響を与える可能性があることを示しています。アルコール摂取が腸内微生物叢に与える影響は主に成人で研究されており、微生物叢のα多様性の減少が観察されています。出生前のアルコール曝露は、主にアルコールによる母親の微生物叢の変化、ひいては栄養吸収を通じて、新生児の微生物叢に影響を与える可能性があります。胎便分析は、出生後の要因が胎便マイクロバイオームに影響を与えないため、マイクロバイオームに影響を与える出生前要因のみを研究する独特の機会を提供します。Wangらは、妊娠後期の母親の便サンプルと出生後48時間以内の新生児サンプルを分析することにより、母児ペアを研究しました。彼らは、アルコールを摂取した母親とその新生児の微生物叢組成が、母親がアルコールを摂取しなかった母児ペアと比較して有意な差があることを示しました。妊娠中にアルコールを含む食事を与えられた母親の成体子孫の腸内微生物叢に差があることを確認した動物モデルでの研究はわずかしかありません。現在までに、母親が大麻を摂取した新生児の胎便マイクロバイオームを特徴づけた公表された研究はありません。

方法：妊娠中のアルコールおよび大麻使用の有病率は、国立公衆衛生研究所、リュブリャナ大学医学部法医学研究所（IFM）、ヨゼフ・ステファン研究所、およびリュブリャナ大学医療センター小児科新生児科臨床部門と協力して、3つの異なる方法を用いて調査されます：

1. 全国的に代表的な胎便サンプルに対して横断研究が実施されます。胎便サンプルはスロベニアの産科病院から収集されます。胎便サンプル中のアルコールおよび違法薬物のバイオマーカーが測定されます。研究のサンプルサイズは、スロベニアの人口、年間出生数、および妊娠中のアルコールおよび薬物使用の推定有病率を考慮して計算されます。胎便サンプルは匿名で収集されます。胎便を含むおむつは、出生後1日目に新生児と母親の世話をする専門家によって特別な廃棄物袋に収集されます。胎便サンプリング用のおむつは袋からランダムに取り出されます。サンプルには連番が付けられます。新生児の性別、在胎週数（成熟児/早産児）、分娩様式（経腟分娩/帝王切開）、分娩中の抗生物質使用、および母親の慢性疾患に関するデータは、他の個人データや時間データなしで匿名で収集されます。1つの産科病院からの100の胎便サンプルの特別なグループがあり、そこで母親の質問票と胎便サンプルをペアにします。このため、母親の許可を求めます。ここでも個人データの収集はなく、胎便サンプルと母親の質問票はコードを通じてペアにされます。サンプルはIFM毒物学研究所で分析されます。本研究のために、スロベニアで胎便検査の新しい分析方法が導入されます。
2. スロベニアの産科病院でライフスタイルに関する全国調査が実施され、妊娠中のアルコールおよび薬物使用に関する質問が含まれます。調査は匿名で、胎便サンプリングとは関連付けられません。調査への参加は任意です。女性は、研究の目的、匿名性を確保する方法、収集方法についての情報を受け取った後、オンライン調査にアクセスできます。
3. マイクロバイオーム分析：アルコールおよび大麻代謝物に対して陽性となったすべての胎便サンプル、および陽性胎便サンプルごとに2つの陰性胎便サンプルが、胎便マイクロバイオーム組成の分析に含まれます。研究の最終部分であるマイクロバイオームの比較では、アルコールまたは大麻代謝物に対して陽性のすべての胎便サンプルが含まれます。マイクロバイオーム分析は、研究の最終段階で、Million Microbiomes from Humans Projectコンソーシアムおよびスロベニア代謝物データベース（準備中）の枠組み内で実施されます。メタゲノムシーケンシングから得られた分子データは、スロベニアのスーパーコンピューティングインフラストラクチャ（Vega、Maister）上で、学際的グループによってスーパーコンピューティングネットワーク上で開発され使用されているツールを用いて分析されます。我々は、細菌、古細菌、真菌、原生動物、DNAウイルスの分類行列、多様性行列（35の多様性指標）、機能遺伝子行列（2000万グループ）、酵素反応行列（50万カテゴリ）、代謝経路行列（10万変数）、代謝産物行列（1000変数）を生成します。収集されたデータとそれらを分子形式から数値形式への変換は、機械学習（標準化、正規化、異なるアルゴリズムとハイパーパラメータを用いたサンプル分離と分類性能の評価）、バイオマーカーネットワークの同定（n > 100）、および腸内マイクロバイオームのノンパラメトリック統計分析の基礎として役立ちます。

統計分析：統計データ分析はIBM SPSS Statistics 25ソフトウェアパッケージを使用して実行されます。記述統計手法を使用して、調査に参加した産後女性の集団を特徴づけ、収集されたデータを要約します。妊婦におけるアルコールまたは大麻使用の有病率は、アルコールまたは大麻代謝物に対して陽性の胎便サンプルの数に基づいて計算されます。自己申告に基づくアルコールおよび大麻使用の有病率は別々に計算されます。マイクロバイオーム分析から得られた分子データは数値データに変換され、機械学習（標準化、正規化、異なるアルゴリズムとハイパーパラメータを用いたサンプル分離と分類性能の評価）、バイオマーカーネットワークの同定（n > 100）、および学際的グループによって実施される腸内マイクロバイオームのノンパラメトリック統計分析に使用されます。得られたデータは、アルコールおよび大麻代謝物陽性の胎便サンプル群と、これらの代謝物が存在しなかった胎便サンプル群の間で統計的に比較されます。

期待される結果：我々は、スロベニアの妊婦におけるアルコールおよび薬物使用の有病率を明らかにすることを目指しています。胎便サンプルから得られたアルコールおよび薬物代謝物に関するデータは、自己申告によってアルコールおよび薬物使用の有病率が決定される調査の結果と比較されます。このようにして、自己申告の信頼性を評価できます。研究の結果は、スロベニアにおけるFASおよびFASDの有病率を評価することを可能にし、専門家および一般市民における妊娠中のアルコールおよび薬物使用の有病率と結果についての認識を高める戦略の開発、妊婦の対象グループにおける予防措置と介入の計画、FASおよびFASDの診断チームの確立に役立ちます。マイクロバイオームに関しては、アルコールまたは大麻に対して陽性となった胎便サンプルのマイクロバイオーム組成が、陰性となったサンプルと比較して有意な差があると予想されます（性別、在胎週数、分娩中の抗生物質曝露、慢性疾患の存在を考慮に入れて）。