Is het vaginale microbioom en metaboloom geassocieerd met spontane vroeggeboorte (sPTB) bij meerlingzwangerschappen? (SPRUCE)

RATIONALE VOOR HET HUIDIGE ONDERZOEK

Het gebrek aan bewijs voor het voordeel van welke modaliteit dan ook voor de preventie van sPTB bij meerlingzwangerschappen betekent dat er dringend nieuwe benaderingen nodig zijn om deze grote ongelijkheid op gezondheidsgebied aan te pakken. Ondanks het groeiende bewijsmateriaal met betrekking tot zowel het vaginale microbioom als het vaginale mucosale metaboloom en de associatie ervan met sPTB, heeft geen enkele studie deze bij meerlingzwangerschappen geanalyseerd; noch het vaststellen van enig verschil met eenlingzwangerschappen, noch het onderzoeken van enige unieke associatie met sPTB. Het ontdekken van nieuwe associaties zal ons vermogen helpen om op betrouwbare wijze vrouwen met het hoogste risico op sPTB te voorspellen en degenen te identificeren die het meest waarschijnlijk baat zullen hebben bij screening en interventie.

Het algemene doel van deze studie is om het vaginale microbioom bij meerlingzwangerschappen te beoordelen om vast te stellen of dit verschilt van eenlingzwangerschappen, waarbij de resultaten worden vergeleken met ons grote en unieke cohort van eenlingen met een laag en hoog risico (Harris-Wellbeing Preterm Birth Centre). Bovendien zal het metabolische profiel van het vaginale slijmvlies worden beoordeeld bij meerlingzwangerschappen, waarbij wordt samengewerkt met internationaal erkende medewerkers om nieuwe DESI MS-analyses te gebruiken. Deze studie zal de eerste zijn die zowel het vaginale microbioom als het vaginale mucosale metabolische profiel bij meerlingzwangerschappen beoordeelt en de associaties tussen het vaginale microbioom, het metaboloom en sPTB evalueert in een goed gefenotypeerde meerlingzwangerschapspopulatie. Bovendien zal deze studie gebruik maken van het unieke cohort van meerlingzwangerschappen door bloedmonsters en metingen van de cervicale stijfheid te verzamelen voor toekomstige verkennende analyses, met als uiteindelijk doel een succesvol risicostratificatiemodel voor meerlingzwangerschappen te ontwikkelen.

ONDERZOEKSVRAAG/DOEL(EN)

Om het vaginale microbioom bij meerlingzwangerschappen te beoordelen in vergelijking met eenlingzwangerschappen met een laag en hoog risico en om de associaties tussen het vaginale microbioom, het vaginale metaboloom en sPTB te evalueren.

DOELSTELLINGEN

De SPRUCE-studie heeft de volgende algemene doelstellingen:

• Om het vaginale microbioom van meerlingzwangerschappen te vergelijken met eenlingzwangerschappen
• Om de associatie van het vaginale microbioom met sPTB bij meerlingzwangerschappen te beoordelen
• Om de associatie van het vaginale metaboloom met sPTB bij meerlingzwangerschappen te beoordelen

STUDIEONTWERP EN METHODEN VOOR GEGEVENSVERZAMELING

Een prospectieve cohortstudie op één locatie onder 120 vrouwen met een meerlingzwangerschap. Hoge vaginale uitstrijkjes, bloedafname en CL-meting zullen worden uitgevoerd bij een zwangerschap van 16 en 28 weken. De cervicale stijfheid wordt ook gemeten na 16 weken zwangerschap (tijdens de afname van het uitstrijkje). Vaginale uitstrijkjes worden dan afgenomen bij het begin van de bevalling/inductie/vóór een keizersnede (C/S) bij vrouwen met intacte vliezen (zie figuur 1). Vaginale monsters van alle vrouwen (n=120) zullen worden gekarakteriseerd door 16S rRNA-gensequencing en kwantificering, metabolomische profilering, kwantitatieve PCR van Candida en FFN, en monsters van PTB-gevallen (ongeveer 23) en gematchte controles zullen bovendien metagenomische profilering ondergaan. Bloedmonsters zullen worden opgeslagen voor toekomstige verkennende biomarker- en proteomische analyses met betrekking tot vroeggeboortevoorspellingen en metingen van cervicale stijfheid zullen worden geregistreerd voor toekomstig onderzoek naar de mogelijke associaties met vroeggeboorte.

STUDIEONTWERP

Deelnemers worden rechtstreeks gerekruteerd vanuit de meerlingzwangerschapskliniek (MPC) van LWH. Alle vrouwen die zwanger zijn van een tweeling ontvangen een patiëntenbijsluiter bij het boeken van prenatale zorg en worden door een lid van het onderzoeksteam uitgenodigd voor deelname aan hun eerste bezoek aan het MPC na 16 weken zwangerschap. Zij krijgen dan mondeling verdere informatie over het onderzoek en gelegenheid tot het stellen van vragen. Als de vrouw akkoord gaat met deelname, ondertekent zij het studiespecifieke toestemmingsformulier en wordt zij geregistreerd op een op maat gemaakt elektronisch gegevensregistratiesysteem dat een uniek deelnemersidentificatienummer genereert. Vrouwen mogen zolang zij zelf willen beslissen of zij aan het onderzoek willen deelnemen. Als een vrouw meer tijd nodig heeft om te beslissen over deelname aan het onderzoek, wordt een nieuwe afspraak aangeboden. Er wordt pas een monsterafname georganiseerd nadat de deelnemer daarmee heeft ingestemd.

Na geïnformeerde toestemming wordt vrouwen gevraagd een gezondheidsvragenlijst in te vullen met informatie over de medische en chirurgische geschiedenis van de moeder, demografische basisgegevens en sociaal-economische achtergrond. Vervolgens wordt hen gevraagd hoge vaginale uitstrijkjes en cervicale stijfheidsmetingen (via speculumonderzoek), bloedmonsters en CL-metingen (via transvaginale echografie) af te geven. Deze beoordelingen worden uitgevoerd bij een zwangerschapsduur van 16 weken. Vaginale uitstrijkjes, bloedmonsters en CL-meting zullen worden herhaald na 28 weken zwangerschap en verdere vaginale uitstrijkjes zullen worden afgenomen bij het begin van de bevalling/inductie/voorafgaand aan een keizersnede (CS) bij vrouwen met intacte vliezen. Voorafgaand aan elke bloedafname en speculumonderzoek vullen patiënten een korte vragenlijst in waarin wordt aangegeven of er sprake is van huidige medicatie, recente antibiotica- en/of antischimmelbehandeling of geslachtsgemeenschap. Als de patiënt in de afgelopen 48 uur vaginale geslachtsgemeenschap heeft gehad, wordt de monsterafname uitgesteld naar een latere afspraak.

Als er bewijs is van een verkorte CL (<25 mm) na 16 weken, wordt de patiënt behandeld volgens het lokale beleid van het Liverpool Women's Hospital (LWH). De deelnemer wordt niet uitgesloten van het onderzoek en geplande beoordelingen blijven plaatsvinden.

Voor hoge vaginale uitstrijkjes zal de patiënt een speculumonderzoek ondergaan en zullen uitstrijkjes worden genomen onder direct zicht vanuit de achterste fornix. Als er bij de bevalling swabs worden afgenomen, worden deze voorafgaand aan het digitaal vaginaal onderzoek uitgevoerd. De meting van de cervicale stijfheid wordt gelijktijdig met vaginale uitstrijkjes uitgevoerd.

Eenmaal gerekruteerd blijven de deelnemers in het onderzoek tot de bevalling (routinematig niet later dan 38 weken bij een tweelingzwangerschap) en ontslag uit het ziekenhuis. Routinematige klinische gegevens zullen worden verzameld uit de aantekeningen van alle deelnemers en elektronische ziekenhuisdossiers voor maternale en neonatale uitkomsten. Alle studiebezoeken zullen samenvallen met routinematige zorg en alle deelnemende vrouwen zullen tijdens hun zwangerschap routinematige prenatale zorg ontvangen volgens de NICE Twin- en Triplet-zwangerschapsrichtlijnen.

MONSTERGROOTTE

De Meerlingzwangerschapskliniek van LWH voert jaarlijks 100 CL-scans uit. Vanwege de aanvaardbaarheid van een CL-scan zou een rekruteringspercentage van 80% worden verwacht. Over een periode van 18 maanden zouden er dus conservatieve 120 deelnemers verwacht worden.

Gebaseerd op het geschatte percentage vroeggeboorte <34 weken van 19% (LWH-gegevens), wordt een geschat nauwkeurigheidsniveau gegeven door een standaardfout van 3,6%, wat betekent dat het percentage vroege bevallingen moet worden geschat met een betrouwbaarheidsinterval van 95% gedefinieerd door +-7% nauwkeurigheid. Verder zou dit moeten leiden tot ongeveer 23 premature bevallingen binnen het observationele cohort, wat multivariabele analyses mogelijk zal maken, waaronder 2 covariaten, om de sterkte van de associatie tussen klinische/demografische factoren van belang en het vroege bevallingspercentage vast te stellen.

UITKOMSTMAATREGELEN

De primaire uitkomstmaat is een sPTB-zwangerschap <34 weken. Voorspellers van de vaginale microbiota op basis van 16S rRNA-gensequencing omvatten de totale vaginale bacteriële belasting; type vaginale microbiota-samenstelling; en vaginale relatieve overvloed en geschatte concentraties van L. crispatus, L. iners, alle lactobacillen gecombineerd, alle BV-anaëroben gecombineerd en alle pathobionten gecombineerd. Bijkomende voorspellers die bij alle vrouwen worden gemeten, zijn onder meer de vaginale Candida-gistconcentratie, FFN-concentratie en metabolomische gegevens met behulp van 20-30 metabolomische voorspellers die van belang zijn op basis van de resultaten van eerdere onderzoeken naar eenlingzwangerschappen door David MacIntyre et al., Imperial College London. In de geneste case-control studie zullen aanvullende voorspellers worden gedestilleerd uit metagenomische gegevens met behulp van gevestigde bio-informaticapijplijnen.

Secundaire maternale en neonatale uitkomsten zullen worden geregistreerd voor beschrijvende analyses:

• Maternale uitkomsten: PPROM, maternale infectie (waarvoor een IV-antibioticabehandeling nodig is bij verdenking op chorioamnionitis), zwangerschap bij de bevalling (<28 weken/<32 weken), wijze van bevalling, PTB-behandeling.
• Neonatale uitkomsten: zwangerschapscomplicaties (TTTS/SFGR/TAPS), levendgeborene, foetale/neonatale sterfte, geboortegewicht, neonatale morbiditeit (IVH/NEC/ROP), opname op de NICU, afhankelijkheid van beademingsapparatuur en leeftijd bij ontslag uit de NICU.

STATISTISCHE METHODOLOGIE

De volledige 16S-microbiotagegevens (alle bacteriële taxa in alle monsters) zullen eerst worden gevisualiseerd in hittekaarten voor alle vrouwen en voor vrouwen met en zonder sPTB. De gegevens zullen vervolgens worden samengevat voor gebruik in biostatistische etiologische modellen door voor elk afzonderlijk monster het volgende te berekenen: Geschatte concentraties van L. crispatus, L. iners, alle lactobacillen gecombineerd, alle BV-anaëroben gecombineerd, alle pathobionten gecombineerd, alle bacteriën gecombineerd ( van het 16S-gen qPCR) en alle Candida-soorten gecombineerd (ook door qPCR); alfadiversiteit (Inverse Simpson-index); en typen microbiota-samenstelling door hiërarchische clustering. Deze microbiotavariabelen zullen één voor één worden getest met behulp van logistische regressie met de geboorte-uitkomst als de afhankelijke variabele. De resultaten van deze analyses zullen ook worden vergeleken met de resultaten van soortgelijke analyses in onze reeds bestaande cohorten van premature singletons met hoog en laag risico (1).

Ongecontroleerde en gesuperviseerde multivariate analyses zullen worden uitgevoerd op de metagenoom- en metaboloomdatasets. Daaropvolgende analyses met behulp van hoofdcomponentenanalyse (PCA) zullen worden gebruikt voor de visualisatie van algemene clusteringstrends en een Random Forest (RF)-classificator zal worden gebruikt voor groepsdiscriminerende analyses. Gerichte analyses van specifieke DESI-MS-metabolieten, afgeleid van vetzuren met korte en lange ketens en biogene aminen waarvan eerder is vastgesteld dat ze correleren met de samenstelling van het vaginale microbioom en de status van immuun-/inflammatoire activering, zullen ook worden uitgevoerd(2).