Alcohol- en cannabisgebruik onder zwangere Sloveense vrouwen

Het doel van de studie is om de prevalentie van alcohol- en cannabisgebruik onder Sloveense zwangere vrouwen te bepalen. Alcohol- en drugsgebruik tijdens de zwangerschap heeft significante effecten op de foetus en heeft gezondheidsgevolgen op korte en lange termijn. Een van de ernstigste gevolgen is foetaal alcoholsyndroom (FAS), dat wordt gekenmerkt door aangeboren afwijkingen, cognitieve beperkingen en groeiachterstanden. Een ander gezondheidseffect van prenatale blootstelling aan alcohol is foetaal alcoholspectrumstoornis (FASD), dat wordt gekenmerkt door schade aan het centrale zenuwstelsel en leidt tot gedrags- en cognitieve problemen, aandachtstekortstoornis, executieve dysfunctie en geheugenproblemen. Als gevolg hiervan hebben kinderen die getroffen zijn door maternale alcoholmisbruik slechtere schoolprestaties, lagere opleiding, psychiatrische stoornissen, hogere percentages alcohol- en drugsgebruik, hogere criminaliteitscijfers, werkloosheid en andere problemen die een last vormen voor individuen en de samenleving. Drugsgebruik tijdens de zwangerschap beïnvloedt zowel de moeder als de foetus en is nauw verbonden met perinatale problemen, miskramen, vroeggeboorten, laag geboortegewicht, kleine hoofdomtrek en aangeboren misvormingen. Maternale drugsgebruik tijdens de zwangerschap veroorzaakt neonatale onthoudingssyndroom; het beïnvloedt ook de ontwikkeling van de foetale hersenen, wat kan leiden tot langdurige neuropsychiatrische problemen. De prevalentie van alcohol- en drugsgebruik onder zwangere vrouwen in Slovenië is nog niet eerder onderzocht.

Het volwassen maagdarmkanaal is dichtbevolkt door micro-organismen. De microbiota, die een taxonomische inventarisatie vertegenwoordigt van de aanwezige microbiële geslachten en soorten – voornamelijk bacteriën – en, in bredere zin, het microbioom, dat alle micro-organismen (bacteriën, archaea, schimmels, protozoa, virussen, mobiele genetische elementen) omvat samen met hun functionele genen en metabolieten aanwezig in de darm, varieert aanzienlijk in samenstelling tussen individuen, afhankelijk van de resolutie van observatie. Bij de geboorte heeft het maagdarmkanaal van een kind een lagere dichtheid van microbiële cellen, aangezien een netwerk van selectieve druk zich pas begint te ontwikkelen bij contact met maternale secreties, voedsel en de omgeving. Deze druk omvat microbiële fermentatieproducten afkomstig van moedermelk of zuigelingenvoeding, genexpressie en microbiële competitie, wat leidt tot de dynamische ontwikkeling van het microbioom. Verschillende factoren beïnvloeden de ontwikkeling van het darmmicrobioom van de zuigeling na de geboorte, waaronder de wijze van bevalling, type voeding, prematuriteit, antibioticagebruik en andere omgevingsfactoren. Toenemend bewijs wijst ook op de invloed van prenatale factoren, zoals zwangerschapsdiabetes en obesitas, infecties, stress en het maternale dieet. Een groeiend aantal studies toont verder aan dat een veranderde microbiota tijdens de zwangerschap en vroege kindertijd de hersenontwikkeling en het gedrag later in het leven kan beïnvloeden via de darm-hersenas. De impact van alcoholconsumptie op de darmmicrobiota is voornamelijk bestudeerd bij volwassenen, bij wie een vermindering van de microbiota α-diversiteit is waargenomen. Prenatale blootstelling aan alcohol kan de microbiota van de pasgeborene beïnvloeden, voornamelijk door alcohol-geïnduceerde veranderingen van de maternale microbiota en, als gevolg daarvan, de opname van voedingsstoffen. Meconiumanalyse vertegenwoordigt een unieke mogelijkheid om uitsluitend prenatale factoren te bestuderen die het microbioom beïnvloeden, aangezien postnatale factoren het meconiummicrobioom niet beïnvloeden. Wang en collega's bestudeerden moeder-pasgeborene paren door maternale ontlastingsmonsters te analyseren in het derde trimester en neonatale monsters binnen de eerste 48 uur na de geboorte. Zij toonden significante verschillen aan in de microbiota-samenstelling van moeders die alcohol consumeerden en in de microbiota van hun pasgeborenen vergeleken met moeder-pasgeborene paren waarbij de moeders geen alcohol consumeerden. Er zijn slechts enkele studies in diermodellen die verschillen hebben bevestigd in de darmmicrobiota van volwassen nakomelingen waarvan de moeders tijdens de zwangerschap een alcoholbevattend dieet kregen. Tot op heden zijn er geen gepubliceerde studies die het meconiummicrobioom hebben gekarakteriseerd van pasgeborenen waarvan de moeders cannabis consumeerden.

Methoden: De prevalentie van alcohol- en cannabisgebruik tijdens de zwangerschap zal worden onderzocht in samenwerking met het Nationaal Instituut voor Volksgezondheid, Instituut voor Forensische Geneeskunde (IFM) van de Faculteit Geneeskunde, Universiteit van Ljubljana, Instituut Jožef Stefan en de Klinische Afdeling Neonatologie van de Pediatrische Kliniek, Universitair Medisch Centrum Ljubljana, met behulp van drie verschillende methoden:

1. Een cross-sectionele studie zal worden uitgevoerd op een nationaal representatieve steekproef van meconiummonsters. De meconiummonsters zullen worden verzameld uit kraamklinieken in Slovenië. Biomarkers voor alcohol en illegale drugs zullen worden bepaald in de meconiummonsters. De steekproefomvang van de studie zal worden berekend rekening houdend met de bevolking van Slovenië, het aantal geboorten per jaar en de geschatte prevalentie van alcohol- en drugsgebruik tijdens de zwangerschap. Meconiummonsters zullen anoniem worden verzameld. Luiers met meconium zullen worden verzameld in speciale afvalzakken door professionals die voor pasgeborenen en moeders zorgen op de eerste dag na de geboorte. Luiers voor de meconiumbemonstering zullen willekeurig uit de zakken worden genomen; het monster zal worden gelabeld met een serienummer. Gegevens over het geslacht van de pasgeborene, zwangerschapsduur (voldragen/prematuur), type bevalling (vaginaal/keizersnede), antibioticagebruik tijdens de bevalling en maternale chronische ziekten zullen anoniem worden verzameld zonder andere persoonlijke of tijdsgegevens. Er zal een speciale groep zijn van 100 meconiummonsters uit één kraamkliniek, waar we de vragenlijst van de moeder en het meconiummonster zullen koppelen. Hiervoor zullen we toestemming van de moeder vragen. Ook hier zal er geen verzameling van persoonlijke gegevens plaatsvinden, het meconiummonster en de vragenlijst van de moeder zullen worden gekoppeld via een code. De monsters zullen worden geanalyseerd in het IFM-toxicologielaboratorium. Voor de studie zal een nieuwe analytische methode voor het onderzoek van meconium worden geïntroduceerd in Slovenië.
2. Een nationale enquête over de levensstijl zal worden uitgevoerd in Sloveense kraamklinieken, inclusief vragen over alcohol- en drugsgebruik tijdens de zwangerschap. De enquête zal anoniem zijn en niet gerelateerd aan meconiumbemonstering; deelname aan de enquête zal vrijwillig zijn. Vrouwen zullen toegang krijgen tot de online enquête, nadat ze informatie hebben ontvangen over het doel van de studie, de methode om anonimiteit te waarborgen en de verzamelmethoden.
3. Microbioomanalyse: alle meconiummonsters die positief testen voor alcohol- en cannabismetabolieten, evenals twee negatieve meconiummonsters per elk positief meconiummonster, zullen worden opgenomen in de analyse van de meconiummicrobioomsamenstelling. In het laatste deel van de studie – de vergelijking van het microbioom – zullen alle meconiummonsters die positief zijn voor alcohol- of cannabismetabolieten worden opgenomen. Microbioomanalyse zal worden uitgevoerd in de laatste fase van de studie binnen het kader van het Million Microbiomes from Humans Project-consortium en de Sloveense Metabolomics Database (in voorbereiding). De moleculaire gegevens verkregen uit metagenomische sequencing zullen worden geanalyseerd op de Sloveense supercomputerinfrastructuur (Vega, Maister) met behulp van tools die zijn ontwikkeld en gebruikt op het supercomputernetwerk door de interdisciplinaire groep. We zullen taxonomische matrices genereren van bacteriën, archaea, schimmels, protozoa en DNA-virussen; diversiteitsmatrices (35 diversiteitsindexen); functionele genmatrices (20 miljoen groepen); enzymatische reactiematrices (500.000 categorieën); metabole route-matrices (100.000 variabelen); en metabolietmatrices (1.000 variabelen). De verzamelde gegevens en hun transformatie van moleculaire naar numerieke formaten zullen dienen als basis voor machine learning (standaardisatie, normalisatie, evaluatie van scheiding en classificatieprestaties van monsters met behulp van verschillende algoritmen en hyperparameters), identificatie van biomarker-netwerken (n > 100), en non-parametrische statistische analyse van het darmmicrobioom.

Statistische analyse: Statistische gegevensanalyse zal worden uitgevoerd met behulp van het IBM SPSS Statistics 25-softwarepakket. Beschrijvende statistische methoden zullen worden gebruikt om de populatie van postpartum vrouwen die deelnemen aan de enquête te karakteriseren en om de verzamelde gegevens samen te vatten. De prevalentie van alcohol- of cannabisgebruik onder zwangere vrouwen zal worden berekend op basis van het aantal meconiummonsters dat positief is voor alcohol- of cannabismetabolieten. De prevalentie van alcohol- en cannabisgebruik op basis van zelfrapportage zal afzonderlijk worden berekend. Moleculaire gegevens verkregen uit microbioomanalyse zullen worden omgezet in numerieke gegevens en gebruikt voor machine learning (standaardisatie, normalisatie, evaluatie van scheiding en classificatieprestaties van monsters met behulp van verschillende algoritmen en hyperparameters), identificatie van biomarker-netwerken (n > 100), en non-parametrische statistische analyse van het darmmicrobioom, zoals uitgevoerd door de interdisciplinaire groep. De verkregen gegevens zullen vervolgens statistisch worden vergeleken tussen de groep meconiummonsters die positief zijn voor alcohol- en cannabismetabolieten en de groep meconiummonsters waarin deze metabolieten niet aanwezig waren.

Verwachte resultaten: We streven ernaar om de prevalentie van alcohol- en drugsgebruik onder Sloveense zwangere vrouwen te bepalen. De gegevens over alcohol- en drugsmetabolieten verkregen uit meconiummonsters zullen worden vergeleken met de resultaten van de enquête, waarin de prevalentie van alcohol- en drugsgebruik zal worden bepaald door zelfrapportage. Op deze manier kunnen we de betrouwbaarheid van zelfrapportage beoordelen. De resultaten van de studie zullen ons in staat stellen om de prevalentie van FAS en FASD in Slovenië te beoordelen, ons helpen bij het ontwikkelen van een strategie om bewustzijn onder professionals en het publiek te vergroten over de prevalentie en gevolgen van alcohol- en drugsgebruik tijdens de zwangerschap, om preventieve maatregelen en interventies te plannen in de doelgroep van zwangere vrouwen, om diagnostische teams voor FAS en FASD op te richten. Wat betreft het microbioom, verwachten we een significant verschil in de microbioomsamenstelling van meconiummonsters die positief testen voor alcohol of cannabis vergeleken met monsters die negatief testen (rekening houdend met geslacht, zwangerschapsduur, blootstelling aan antibiotica tijdens de bevalling, en de aanwezigheid van chronische ziekten).