Pasgeboren baby van een moeder met obesitas - fecale microbioomtransplantatie, RCT (SISU-FMT)

1. ACHTERGROND

   De afgelopen decennia is de prevalentie van obesitas bij kinderen wereldwijd dramatisch toegenomen. Zwaarlijvige kinderen en adolescenten hebben ongeveer vijf keer zoveel kans om op volwassen leeftijd zwaarlijvig te worden dan kinderen en adolescenten die niet zwaarlijvig zijn. Hoewel obesitas bij kinderen een complexe en multifactoriële uitkomst is, lijkt het erop dat zwaarlijvige kinderen al bij de geboorte een ander darmmicrobioom hebben. Veel van de eerdere onderzoeken benadrukken risicofactoren van moeders, zoals een hogere BMI van de moeder vóór de zwangerschap, overmatige gewichtstoename tijdens de zwangerschap, zwangerschapsdiabetes (GDM) en keizersnede als een risicofactor voor overgewicht of obesitas bij kinderen. Perinatale factoren, in het bijzonder de geboorte via een keizersnede en perinatale antibiotica, zijn ook geïdentificeerd als een kritische determinant van de samenstelling en ontwikkeling van de microbiota in het vroege leven. De mechanismen zijn echter niet duidelijk.

   Van moeders met obesitas en/of zwangerschapsdiabetes is gemeld dat ze een met obesitas geassocieerde darmmicrobiota hebben. De veranderingen in de microbiota kunnen tijdens de vaginale geboorte op het kind worden overgedragen. Eerder is metagenoomsequencing met succes gebruikt voor het vergelijken van de belangrijkste bron van kolonisatie bij zuigelingen en verticale overdracht van darmmicrobiota en is aangetoond dat> 70% van de microbiota verticaal wordt overgedragen van de moeder op het pasgeboren kind tijdens vaginale bevalling.

   In Finland is het percentage keizersneden gestegen van 16-17% naar 19,6% van alle geboorten. De geschatte mondiale gemiddelde cijfers zijn vergelijkbaar, maar het aantal keizersneden zal naar verwachting stijgen van de huidige 21,1% naar 28,5%. Er wordt gehypnotiseerd dat een keizersnede de verticale overdracht van nuttige microben van de moeder naar het kind verstoort tijdens een kritieke ontwikkelingsfase. Naast het risico op obesitas verhoogt keizersnede het risico op infectieuze en chronische ziekten zoals auto-immuunziekten, astma en zelfs sommige vormen van kanker.

   Er zijn verschillende therapeutische benaderingen voorgesteld en getest voor het herstel van het neonatale microbioom in een keizersnede bij zuigelingen. Darmmicroben en moederlijke darmstammen dragen na de geboorte het meest persistente deel van de neonatale darmmicrobiota bij, terwijl vaginale bacteriën en maternale vaginale stammen slechts een kleine en voorbijgaande fractie vormen. In twee onderzoeken zijn fecale microbiota-samenstellingen bij zuigelingen geboren via een keizersnede erin geslaagd de verstoorde overdracht van intestinale Bacteroides-stammen door vaginaal zaaien te herstellen, terwijl orale toediening van de maternale vaginale microbiota aan zuigelingen met een keizersnede geen waarneembaar effect had op de microbiota-samenstelling. In een eerdere studie is aangetoond dat fecale transplantatie van de moeder, met een gepubliceerd protocol, de ontwikkeling van de darmmicrobiota van baby's succesvol en veilig verandert.

   Omdat er aanwijzingen zijn dat het mogelijk is om de darmmicrobiota van zuigelingen tijdens een kritieke ontwikkelingsfase te wijzigen, zijn de metabolische gevolgen en de klinische betekenis van deze interventies onbekend. Bovendien is het niet bekend welk soort microbiota en van wie het beste is voor de gezondheid van het kind op de lange termijn.

   De onderzoekers veronderstellen dat obesitas een verticaal overdraagbare ziekte kan zijn, omdat een pasgeboren kind aan obesitas gerelateerde microbiota van de moeder ontvangt. Bovendien is de bron van kolonisatie een modificeerbare factor en kan deze worden veranderd door gebruik te maken van een vroege fecale microbiota-transplantatie.

2. STUDIEONTWERP EN METHODEN

2.1. Rekrutering en screening van fecale en vaginale monsters van de moeder

De verloskundigen en artsen informeren mogelijk deelnemende moeders tijdens het bezoek over het onderzoek en degenen die geïnteresseerd zijn om deel te nemen, worden door de onderzoeksverpleegkundige gecontacteerd. Na geïnformeerde toestemming worden de moeders getest op mogelijke besmettelijke ziekten, zoals hieronder uitgelegd, uiterlijk 10-14 dagen vóór de geplande CS. Bij de moeder wordt een fecaal monster van 100 g en een bloedmonster van 15 ml afgenomen. De moeder verdeelt de ontlasting volgens schriftelijke instructies over de toegediende monsterbuisjes. Uitwerpselen voor de transplantatie worden verzameld in een lege buis met behulp van een lepel in de dop. De moeder informeert de onderzoeksverpleegkundige, die de voor screening meegenomen buisjes zo snel mogelijk naar het laboratorium brengt, waar de transplantatie wordt voorbereid op basis van het verse monster. Dit proces wordt binnen een tijdsbestek van 6 uur voltooid.

Het verse fecale monster wordt gescreend op de aanwezigheid van parasieten en pathogene virussen en bacteriën. Een portie (0,125 g) van het verse fecale monster wordt gebruikt om de bacteriële samenstelling van het monster te bepalen. Er worden tijdens een bezoek vaginale monsters afgenomen om de wijze van bevalling te beoordelen, als deze nog niet zijn verkregen bij de moederwelzijnskliniek als onderdeel van de routinematige follow-up.

Bloedonderzoek: compleet bloedbeeld, erytrocytsedimentatiesnelheid, C-reactief proteïne, alaninetransaminase, alkalische fosfatase, gamma-glutamyltransferase, albumine, creatinine, HIV, hepatitis B, C en E, Treponema pallidum, humaan T-celleukemievirus, CMV en EBV

Vaginale en perineale screening: Groep B Streptococcus, Methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA), Extended Spectrum Beta Lactamase (ESBL)

Fecale screening: Salmonella spp., Shigella sp., Campylobacter coli/jejuni, Yersinia enterocolitica, Enterohemorragische E. coli (EHEC), Entero-invasieve E. coli (EIEC), Enterotoxigene E. coli (ETEC), Vibrio sp., Plesiomonas shigelloides, Clostridium difficile, Cryptosporidium spp., Entamoeba histolytica, Giardia lamblia, Norovirus, Multi-resistente gram-negatieve bacteriën (MDRGN), Vancomycine Resistente Enterococcus (VRE), Listeria monocytogenes, Helicobacter pylori, Sars-CoV-2.

2.2 Fecale microbiota-transplantatie

Een ander deel van het verse fecale monster van de moeder wordt gebruikt als transplantatie en voor dat doel wordt 1 g ontlasting opgelost in 15 ml isotone zoutoplossing en 10% glycerol, gehomogeniseerd en de 0,5 ml aliquots van het transplantaat worden onmiddellijk ingevroren en bewaard. bij -80 °C.

Fecale transplantatie van een gezonde vrouwelijke donor met een normaal gewicht (18 tot 35 jaar) van Turku Microbiome Biobank (Universiteit van Turku en Turku Universitair Ziekenhuis). Donor wordt tegelijkertijd als moeder getest op mogelijke besmettelijke ziekten.

2.3 Follow-up op de moeder- en babyafdeling

Tijdens het verblijf in het ziekenhuis worden fecale monsters verzameld vanaf de eerste ontlasting van het leven en op de leeftijd van twee tot drie dagen. Na de eerste voeding wordt de pasgeborene opgevolgd volgens de ziekenhuisprotocollen op de rooming-in-afdeling. In eerdere onderzoeken is koorts zelden gemeld bij pasgeborenen die een fecale transplantatie hebben ondergaan. Mogelijke bijwerkingen, zoals verhoogde peristaltiek, diarree, braken, koorts en huiduitslag, worden gerapporteerd aan de elektronische database met patiëntendossiers en van daaruit verzameld door de onderzoekers. Vóór ontslag wordt het kind gewogen en wordt het ontslagonderzoek uitgevoerd door een kinderarts of een arts die gespecialiseerd is in kindergeneeskunde, meestal op postnatale dag 2.

Op de leeftijd van 2 dagen worden, gelijktijdig met de screeningsmonsters voor SCID en metabole ziekten, mononucleaire cellen uit perifeer bloed (PBMC's) geïsoleerd uit capillaire bloedmonsters (100 µl) die uit de hiel worden afgenomen en bij -140 ℃ worden bewaard. Het serum wordt gescheiden en bewaard bij -80℃. Cellen worden onderworpen aan analyses, waaronder mRNA-sequencing van één cel om genexpressieniveaus te onderzoeken en immunofenotypering door flowcytometrie om de verdeling van immuunceltypen te onderzoeken, evenals functionele eigenschappen, waaronder activering en oppervlaktereceptoren. De ontstekings-, immuniteits- en obesitasgerelateerde serumcomponenten worden onderzocht uit serummonsters (10 µl) met behulp van hoog-multiplex Olink of andere immunoassays.

2.4 Follow-up na ontslag

Vanaf de eerste postnatale week wordt het kind gevolgd in de babykliniek volgens de normale nationale protocollen. Als onderdeel van het onderzoek kunnen de ouders contact opnemen met de kinderafdeling spoedeisende hulp van het Oulu Universitair Ziekenhuis.

Drie en twaalf maanden postnataal worden ouders gevraagd een onlinevragenlijst over de gezondheid van het kind in te vullen en de fecale monsters van het kind en de moeder te verzamelen en naar de XXOMNIgeneGUT-buizen (DNA genotek, Ontario, Canada) te sturen voor microbiota-analyse en naar OMNImetGUT-buizen voor microbiota-analyse. metabolieten en tijdelijk opgeslagen bij kamertemperatuur alvorens per post naar Turku Microbiome Biobank te worden overgebracht. Drie maanden na de geboorte wordt het ontlastingsmonster verzameld vóór de tweede oraal toegediende rotavirusvaccinatie, indien mogelijk. Fecale monsters worden niet verzameld tijdens de acute gastro-intestinale infectie.

DNA uit de microbiota-monsters zal worden geïsoleerd met behulp van Chemagic 360-machines en de Chemagic Stool 200 H96-kit (PerkinElmer, Turku, Finland). De sequentie van de monsters zal worden bepaald in het Turku Universitair Ziekenhuis, Klinische Microbiologie op een Illumina Nextseq 2000-machine of in het Finse Functional Genomics Center op een Illumina Novaseq 6000-machine.

Microbioomresultaten:

• 16S sequencing van de volgende generaties
• Metagenoomsequencing en bron van kolonisatie
• Van microbioom afkomstige extracellulaire blaasjes: proteoom, bacterieel 16S
• Microbiota produceerde metabolieten
• Antimicrobiële resistentiegenen

Geavanceerde bio-informatica zal worden gebruikt voor microbioomanalyse. De bron van kolonisatie met behulp van metagenoomsequencing zal worden bepaald zoals eerder gerapporteerd.

2.5 Vragenlijsten

Er worden gegevens verzameld over de levensstijl van de gezinnen, de blootstelling aan het milieu en de gezondheid van de onderzochte baby's en hun ouders met behulp van online vragenlijsten, waardoor monitoring en gegevensbevraging tijdens het verzamelen van gegevens mogelijk wordt. Vragenlijsten worden door de ouders ingevuld vóór de geboorte van het kind en daarna. Ouders worden verzocht vragenlijsten in te vullen over de voeding, de gastro-intestinale functie en de zorgpraktijken van het kind in de leeftijd van 3 maanden en in de leeftijd van 12 maanden. De vragen veranderen naarmate het kind groeit. Ziekten, medicatie en gebruik van probiotica en andere voedingssupplementen worden in de vragenlijsten gerapporteerd. De vragenlijsten met betrekking tot voeding, gezondheid en achtergrond zijn grotendeels vergelijkbaar met die in de lopende HELMi-studie en Secflor-studie. Om de respons op de vragenlijst te verbeteren, ontvangen ouders automatische herinneringen via e-mail en sms-berichten.

2.6 Patiëntendossiers

De perinatale gegevens worden verkregen uit elektronische bevallingsgegevens over de hypoglykemie van de pasgeborene, de follow-up van de glucosespiegels, de noodzaak van intraveneuze glucose-infusie vóór ontslag uit het ziekenhuis, de leeftijd bij ontslag, symptomen van infectie, niveaus van infectieparameters en gebruik van antibiotica tijdens het ziekenhuis. verblijf, worden verzameld uit de patiëntendossiers van ziekenhuizen. Groeigegevens tot de leeftijd van drie jaar, gemeten tijdens normale bezoeken aan de babykliniek, en vaccinatiegegevens zullen worden verzameld bij ouders of bij de babykliniek. Het gebruik van antibiotica en andere medicijnen tot de leeftijd van drie jaar wordt via vragenlijsten verzameld en bevestigd door de Kanta-service met schriftelijke toestemming van de ouders.

2.7 Vermogensanalyse

Als gevolg van het screeningproces wordt een uitsluitingspercentage van 40% verwacht vanwege de dragerschap van groep B-streptokokken (GBS) bij 24% van de zwangere vrouwen in onze regio en andere positieve bevindingen in de screeningsmonsters. Het onderzoek is ontworpen met een geplande steekproef van 150 moeders, waardoor het uiteindelijke aantal proefpersonen met een geschat uitvalpercentage van 40% als gevolg van screeningspositiviteit 90 bedraagt ​​(30 in elke interventiegroep), rekening houdend met het feit dat dit waarschijnlijk zal gebeuren. uitval tijdens de follow-upperiode. Microbioomgegevens zijn multidimensionaal en binaire uitkomsten zijn niet geschikt voor machtsanalyse.