Mikrobiomundersøkelse av premature spedbarn

De langsiktige målene for dette prosjektet er å forstå hva som utgjør beskyttende og gunstige tarm- og hudmikrobielle samfunn og bestemme tilnærminger for å fremme og bevare disse samfunnene. Ved å definere tarm- og hudassosierte mikrobiologiske samfunn og hvordan disse samfunnene påvirkes av miljøet og medisinske intervensjoner, inkludert barriereterapier, vil studieteamet ta viktige første skritt mot å nå disse langsiktige målene.

Studiegrupper for design og prosedyrer: Potensielle forsøkspersoner vil bli identifisert blant kvinner som er innlagt på Duke Hospital med forventet prematur (≤30 uker svangerskap) eller termin. Totalt 45 spedbarn vil bli registrert i en av tre grupper.

Premature mikrobiom Gruppe 1 (n=10, ELBW premature spedbarn) vil være en del av en intensiv kartlegging av spedbarns kolonisering med bakterier og sopp i tillegg til intensivmiljøet. Dette vil være en strengt observasjonsgruppe.

Hudmikrobiom gruppe 2 (n=30, ELBW premature spedbarn) vil bli prospektivt evaluert for utvikling av hudmikrobiomet i sammenheng med en aktuell hudterapi som vanligvis brukes i studiebarnehagen. Hvert spedbarn vil tjene som sin egen kontroll med et godt avgrenset, lite område av fremre lår som ikke blir behandlet som kontrollområde.

Fulltids mikrobiom gruppe 3 (n=5, fullbårne spedbarn) vil bli kartlagt for hud- og tarmkolonisering og fungere som en kontrollgruppe. Dette vil være en strengt observasjonsgruppe.

Premature og fulltermin Engangsgruppe 4 (n=100 premature født < 2000 gram og 100 fullbårne). Dette vil strengt tatt være en observasjonsgruppe.

Omfattende mikrobiomundersøkelse av premature spedbarn: Biologiske og miljømessige prøver vil bli samlet inn fra registrerte mor og spedbarnsindivider (studiegruppe 1) fra fødselstidspunktet til de første to ukene av livet. For avføringsprøver vil det bli samlet inn minimum 1 gram. For blodprøver vil det bli samlet inn 4 ml. Spedbarns avføringsprøver vil bli samlet inn fra bleier. Mors avførings- og vaginalprøver vil bli tatt ved tidspunktet for keisersnitt ved bruk av en steril nylonpinne i distale rektum og vagina. Hudprøver vil bli samlet ved å forsiktig gni målområdet med en steril nylon vattpinne fuktet med sterilt saltvann. Morsmelkprøver vil bli fjernet fra gjenværende materiale etter mating av hvert spedbarn. Siden morsmelk gjennomgår en enkelt tining fra frossen lagring per fôring, kan det hende at overflødig melk ikke lagres for påfølgende fôring og vil bli kastet. En del av avførings-, blod- og morsmelkprøver vil bli plassert i sterile, nukleinsyrefrie rør. En ekstra porsjon av avførings-, blod- og morsmelkprøver vil senere bli plassert i sterile, nukleinsyrefrie rør som inneholder konserveringsmidlet RNA. All avføring, morsmelk og blodprøver vil fryses ved -20°C innen 1 time etter innsamling. Resterende prøver vil bli plassert ved 4°C innen 18 timer etter innsamling. Prøver vil bli overført til -80°C lagring innen 24 timer etter innsamling. En etikett med et unikt prøvenummer vil bli plassert på hver prøve etter hvert som den samles inn. En perm med prøveetiketter og logg over prøvenummer, tidspunkt for innsamling, prøvetypenøkkel og spesielle merknader angående henting, vil bli plassert ved sengen.

Det er standard for ELBW-spedbarn i Duke Intensive Care Nursery at ikke-sterile hansker brukes av alle forsørgere og familiemedlemmer for kontakt med spedbarnet de to første ukene av livet. Forsørgere og pårørende vil bli bedt om å legge brukte hansker i en zip-lock bag ved sengen etter kontakt med spedbarnet. Hanskene vil bli gruppert i zip-lock poser etter leverandørtype (medisinsk leverandør, sykepleier eller hjelpepersonell) eller slektning. Posene vil bli hentet hver skift eller dag. Hanskeprøver vil ikke bli merket eller knyttet til individuelle leverandører eller slektninger.

Når tilgjengelig, vil renset serum bli brukt for vurdering av antistoffspesifisitet i forhold til koloniseringsmønstre for hvert spedbarn. I noen tilfeller vil avføringsprøver bli analysert for tilstedeværelse, mengde og spesifisitet av slimhinneimmunoglobuliner. En videoopptaker vil bli plassert over inkubatoren på et stativ festet til inkubatorens vertikale skinne for å fange opp endringer i spedbarnets miljø, inkludert medisinske eller sykepleieintervensjoner. Kameraet vil bli plassert for å fange spedbarnet og de indre kuvøsemiljøene, samtidig som man unngår ansiktene til de som samhandler med spedbarnene for å bevare anonymiteten. Når hender eller instrumenter plasseres inne i inkubatoren, vil de bli registrert. Video vil bli lastet ned til en ekstern harddisk hver 24. time, og deretter til en sikker dataserver for analyser. Videoopptak vil være kontinuerlig i to uker med unntak av den tiden det tar å bytte minnekort. Videoen vil bli kodet for start- og stopptider for alle hendelser i klinisk omsorg for å utforske påvirkningen av miljøendringer på mangfoldet av spedbarnets mikrobiom ved hjelp av Mangold Interact-programvaren. Inter-rater-pålitelighet vil bli sjekket ved å la videokodere score en 30-minutters periode av hver video, og deretter beregne Cohens kappa.

Mikrobiomundersøkelse av fullbårne spedbarn: Studieteamet vil utføre en mer begrenset undersøkelse av fem fullbårne spedbarn som en kontrollgruppe (studiegruppe 3). Det vil bli samlet inn prøver fra mødre og spedbarn. Prøver vil bli samlet inn daglig mens mor og spedbarn er på sykehuset, som vanligvis forventes å ta omtrent tre dager. Ved utskrivning fra sykehuset vil foreldrene bli sendt hjem forsyninger i en forhåndsbetalt returkonvolutt som skal brukes til å samle hud- og avføringsprøver når spedbarnet når to uker av livet.

Hudmikrobiom-delstudieplan: En kontrollert studie av vanlig brukte hudbehandlinger (Ingen Sting-beskyttende spray og ingen behandling) vil bli utført på 30 ELBW-spedbarn (Studiegruppe 2) for å avgjøre om No Sting fremmer forskjellig hudmikrobiell kolonisering. Den nåværende standarden for hudpleie for ELBW-spedbarn i Duke ICN er påføring av No Sting på alle ytre eksponerte, ikke-slimhinneområder kort tid etter fødselen og igjen ved en ukes alder.

En kvart 1,5 x 3 tommers silisiumplaster med to hull påføres hvert av spedbarnets lår. Ett hull i hvert plaster vil forbli ubehandlet (kontroll) mens det andre behandles med No Sting. Plastrene vil bli brukt til å definere behandlingen og ingen behandlingsområder. Resten av spedbarnets hud vil bli behandlet med No Sting-terapi ved fødselen og syv dager av livet, i henhold til gjeldende standard for omsorg. Daglig prøvetaking av hvert av stedene (ingen stikk, og ubehandlet) vil bli utført ved forsiktig påføring av en nylon vattpinne de første to ukene av livet, og deretter to ganger ukentlig frem til en måneds alder. Prøver vil bli analysert for mikrobielt innhold. Ytterligere prøvetaking vil inkludere spedbarns avføring så vel som mors hud, vaginale, perirektale og avføringsprøver som skissert i tabell 1.

Studieteamet vil bruke ikke-invasive hudprober for å utføre daglige vurderinger av transepidermalt vanntap (TEWL) og hudens pH. TEWL vil bli målt ved hjelp av DermaLab® TEWL-sonden (Cortex Technology, Hadsund, Dermark), som består av en åpen sonde med sammenkoblede sensorer plassert i forskjellige avstander fra huden. Fuktighet og temperatur måles i hver sensor for å beregne damptrykkgradienter. Forskjellen mellom to damptrykkgradientmål er representativt for TEWL på det punktet på huden [19, 20]. Miljøfuktighetsnivåer vil også bli målt med DermaLab® før TEWL-målene oppnås. Gjennomsnittlig fuktighetsavlesning fra de to sensorene vil bli registrert som miljøfuktighet. Sonden vil bli grundig rengjort med 70 % etanol før og mellom bruk for å minimere krysskontaminering eller mikrobiell overføring. Etanolen vil få lufttørke før bruk av sonden. Extech PH100-måleren vil bli brukt til å måle hudens pH i området 0,00 til 14,00. Den lille flate elektroden gir et ikke-påtrengende nøyaktig mål på pH. Ingen Sting vil bli påført på nytt på dag sju.

Premature og fullbårne engangsmikrobiomundersøkelse (studiegruppe 4): Ett hundre premature spedbarn født < 2000 gram og 100 fullbårne spedbarn vil bli inkludert for en engangsdatainnsamling av mikrobiomprøver for spedbarn. For premature barn vil det også bli samlet inn miljøprøver. De samme prosedyrene beskrevet for studiegruppe 1 og 2 ovenfor vil bli brukt for denne enkeltdatainnsamlingen.