미숙아의 마이크로바이옴 조사

이 프로젝트의 장기 목표는 무엇이 보호적이고 유익한 내장 및 피부 미생물 군집을 구성하는지 이해하고 이러한 군집을 육성하고 보존하기 위한 접근 방식을 결정하는 것입니다. 장 및 피부 관련 미생물 군집을 정의하고 이러한 군집이 장벽 요법을 포함한 환경 및 의료 개입에 의해 어떻게 영향을 받는지 연구 팀은 이러한 장기 목표를 달성하기 위한 필수적인 첫 단계를 수행할 것입니다.

설계 및 절차 연구 그룹: 듀크 병원에 입원한 조산(임신 30주 이하) 또는 만삭 분만 여성 중에서 잠재적 피험자가 식별됩니다. 총 45명의 유아가 세 그룹 중 하나에 등록됩니다.

미숙아 마이크로바이옴 그룹 1(n=10, ELBW 미숙아)은 집중 치료 환경 외에도 박테리아 및 곰팡이가 있는 유아 식민지화에 대한 집중 조사의 일부가 될 것입니다. 이것은 엄격하게 관찰하는 그룹이 될 것입니다.

피부 마이크로바이옴 그룹 2(n=30, ELBW 미숙아)는 연구 보육원에서 일반적으로 사용되는 국소 피부 요법의 맥락에서 피부 마이크로바이옴의 발달에 대해 전향적으로 평가될 것입니다. 각 영아는 제어 영역으로 치료되지 않은 채로 남겨진 앞쪽 허벅지의 잘 둘러싸인 작은 영역을 사용하여 자신의 제어 역할을 합니다.

만기 마이크로바이옴 그룹 3(n=5, 만삭 영아)은 피부 및 장 집락 형성에 대해 조사하고 대조군으로 사용할 것입니다. 이것은 엄격하게 관찰하는 그룹이 될 것입니다.

조산 및 만삭 1회 그룹 4(n=2000g 미만으로 태어난 조산아 100명 및 만삭 100명). 이것은 엄격하게 관찰 그룹이 될 것입니다.

조산아에 대한 포괄적인 미생물 군집 조사: 출생 시부터 생후 첫 2주까지 등록된 산모 및 유아 피험자(연구 그룹 1)로부터 생물학적 및 환경적 샘플을 수집합니다. 대변 ​​샘플의 경우 최소 1g이 수집됩니다. 혈액 샘플의 경우 4ml가 수집됩니다. 유아 대변 샘플은 기저귀에서 수집됩니다. 산모의 대변과 질 샘플은 원위 직장과 질의 멸균 나일론 면봉을 사용하여 제왕절개 시 수집됩니다. 멸균 식염수에 적신 멸균 나일론 면봉으로 대상 부위를 부드럽게 문질러 피부 샘플을 채취합니다. 모유 샘플은 각 영아에게 수유 후 남은 재료에서 수집됩니다. 모유는 수유할 때마다 냉동 보관에서 한 번 해동되기 때문에 초과 모유는 다음 수유를 위해 저장되지 않고 폐기될 수 있습니다. 대변, 혈액 및 모유 샘플의 일부를 핵산이 없는 멸균 튜브에 넣습니다. 대변, 혈액 및 모유 샘플의 추가 부분은 나중에 방부제 RNA가 들어 있는 멸균된 핵산이 없는 튜브에 넣습니다. 모든 대변, 모유 및 혈액 샘플은 수집 후 1시간 이내에 -20°C에서 동결됩니다. 나머지 샘플은 수집 후 18시간 이내에 4°C에 보관됩니다. 샘플은 수집 후 24시간 이내에 -80°C 보관소로 옮겨집니다. 수집된 각 샘플에는 고유한 샘플 번호가 있는 라벨이 부착됩니다. 샘플 라벨과 샘플 번호, 수집 시간, 샘플 유형 키 및 수집에 관한 특별 메모가 있는 바인더가 침대 옆에 놓입니다.

Duke Intensive Care Nursery의 ELBW 영아에 대한 관리 표준은 생후 첫 2주 동안 영아와 접촉하기 위해 모든 제공자와 가족 구성원이 비멸균 장갑을 착용하는 것입니다. 서비스 제공자와 친척은 유아와 접촉한 후 침대 옆에 있는 지퍼락 백에 사용한 장갑을 넣어야 합니다. 장갑은 제공자 유형(의료 제공자, 간호사 또는 보조 직원) 또는 친척별로 지퍼백에 그룹화됩니다. 가방은 교대조 또는 매일 수거됩니다. 장갑 샘플에는 개인 제공자 또는 친척에 대한 레이블이 지정되거나 연결되지 않습니다.

가능한 경우, 제거된 혈청은 각 유아의 집락화 패턴과 관련하여 항체 특이성을 평가하는 데 사용됩니다. 어떤 경우에는 점막 면역글로불린의 존재, 양 및 특이성에 대해 대변 샘플을 분석합니다. 인큐베이터 수직 레일에 부착된 삼각대의 인큐베이터 위에 비디오 레코더를 배치하여 의료 또는 간호 개입을 포함하여 유아 환경의 변화를 캡처합니다. 카메라는 유아와 인큐베이터 내부 환경을 캡처하는 동시에 익명성을 유지하기 위해 유아와 상호 작용하는 사람들의 얼굴을 피하도록 배치됩니다. 인큐베이터 내부에 손이나 기구를 넣으면 기록됩니다. 비디오는 24시간마다 외부 하드 드라이브에 다운로드된 다음 분석을 위해 안전한 컴퓨터 서버에 다운로드됩니다. 동영상 녹화는 메모리 카드 교체에 걸리는 시간을 제외하고 2주 동안 지속됩니다. 비디오는 Mangold Interact 소프트웨어를 사용하여 환경 변화가 영아의 마이크로바이옴의 다양성에 미치는 영향을 탐구하기 위해 모든 임상 치료 이벤트의 시작 및 종료 시간에 대해 코딩됩니다. 비디오 코더가 각 비디오의 30분 동안 점수를 매긴 다음 Cohen의 카파를 계산하여 평가자 간 신뢰도를 확인합니다.

만삭아의 마이크로바이옴 조사: 연구 팀은 대조군(연구 그룹 3)으로 만삭아 5명에 대한 보다 제한된 조사를 수행할 것입니다. 샘플은 어머니와 유아로부터 수집됩니다. 산모와 아기가 병원에 ​​있는 동안 매일 샘플을 채취하며 일반적으로 약 3일이 소요될 것으로 예상됩니다. 퇴원 시 부모는 영아가 생후 2주가 되면 피부 및 대변 샘플을 수집하는 데 사용할 선불 반송 봉투에 가정용품을 보내드립니다.

피부 마이크로바이옴 하위 연구 계획: No Sting이 다른 피부 미생물 집락을 촉진하는지 확인하기 위해 30명의 ELBW 영아(연구 그룹 2)에서 일반적으로 사용되는 피부 치료(No Sting 보호 스프레이 및 치료 없음)에 대한 통제 연구를 수행합니다. 듀크 ICN에서 ELBW 영아를 위한 현재 피부 관리 표준은 출생 직후와 생후 1주일에 모든 외부 노출 비점막 영역에 No Sting을 적용하는 것입니다.

두 개의 구멍이 있는 1/4 1.5 x 3인치 실리콘 패치를 유아의 각 허벅지에 붙입니다. 각 패치의 한 구멍은 처리되지 않은 상태(제어)로 남고 다른 구멍은 No Sting으로 처리됩니다. 패치는 치료 영역과 치료 영역을 정의하는 데 사용됩니다. 영아의 나머지 피부는 현재 치료 표준에 따라 출생 시 및 생후 7일 동안 무침 요법으로 치료됩니다. 생후 처음 2주 동안 나일론 면봉을 부드럽게 적용하여 각 부위(스팅 없음 및 치료되지 않음)의 매일 샘플링을 수행한 다음 생후 1개월까지 매주 2회 실시합니다. 샘플은 미생물 함량에 대해 분석됩니다. 추가 샘플링에는 표 1에 요약된 대로 유아 대변뿐만 아니라 모체 피부, 질, 직장주위 및 대변 샘플이 포함됩니다.

연구팀은 비침습성 피부 프로브를 사용하여 경표피 수분 손실(TEWL) 및 피부 pH를 매일 평가할 것입니다. TEWL은 DermaLab® TEWL 프로브(Cortex Technology, Hadsund, Dermark)를 사용하여 측정됩니다. 이 프로브는 피부에서 서로 다른 거리에 배치된 센서 쌍이 있는 개방형 프로브로 구성됩니다. 각 센서에서 습도와 온도를 측정하여 증기압 구배를 계산합니다. 두 증기압 구배 측정치의 차이는 피부의 해당 지점에서 TEWL을 나타냅니다[19, 20]. TEWL 측정값을 얻기 전에 DermaLab®을 사용하여 환경 습도 수준도 측정합니다. 두 센서의 평균 습도 판독값은 환경 습도로 기록됩니다. 프로브는 교차 오염 또는 미생물 전파를 최소화하기 위해 사용 전과 사용 사이에 70% 에탄올로 철저히 세척됩니다. 프로브를 사용하기 전에 에탄올을 공기 중에서 건조시킵니다. Extech PH100 ​​미터는 0.00에서 14.00 범위의 피부 pH를 측정하는 데 사용됩니다. 작은 편평한 표면 전극은 비간섭적으로 정확한 pH 측정을 제공합니다. 스팅은 7일째에 다시 적용되지 않습니다.

미숙아 및 만기 마이크로바이옴 일회성 조사(연구 그룹 4): 2000g 미만으로 태어난 조산아 100명과 만삭아 100명이 영아 전용 마이크로바이옴 샘플의 일회성 데이터 수집에 포함됩니다. 미숙아의 경우 환경 샘플도 수집됩니다. 위의 연구 그룹 1과 2에 대해 설명한 것과 동일한 절차가 이 단일 데이터 수집에 사용됩니다.