NUTRIPROTECT-barnernæring som en beskyttende eller helserisikofaktor (My-Milk-2)

Ernæring kan fungere enten som en risiko- eller beskyttende faktor i utviklingen av en rekke ikke-smittsomme sykdommer. Mens slike effekter ble etablert for hele livssyklusen, kan ernæring tidlig i livet være spesielt relevant for dens langsiktige innvirkning på helsen senere i livet. De pålitelige vitenskapelige dataene om kostinntak og ernæringsstatus til den representerende prøvepopulasjonen tjener som grunnlag for å belyse rollen, de spesifikke ernæringsfaktorene som påvirker menneskers helse. Den vitenskapelige bakgrunnen for det foreslåtte applikative forskningsprosjektet er basert på det faktum at studiene, etter sammenhengen mellom tidlig ernæring, initial tarmmikrobiota og utvikling av barn, over en lengre tidsperiode, er begrenset. Derfor er de viktigste vitenskapelige utfordringene som tas opp, fokusert på effektene av ernæring i tidlig liv på vekst og helse til deltakende barn, og å undersøke sammenhengen mellom ulike helsemarkører.

Mens arbeidsprogrammet for denne tverrfaglige applikative prospektive studien vil være fokusert på barn, skal det være tett knyttet til tidligere "My-Milk"-prosjektet (SRA J43606; ferdigstilt i 2013), hvor tidlig ernærings rolle i utviklingen av ammede barn og deres tarmmikrobiota, i løpet av det første leveåret, ble undersøkt. Denne studien vil bli utført innenfor populasjonen av 6-7 åringer inkludert i den første "My-Milk"-studien. Studien vil karakterisere de viktigste modifiserende faktorene i deltakerens tidlige liv (definert gjennom morsvariabler (BMI før graviditet, vektøkning under graviditet, ernæring under graviditet og amming, fettsyresammensetning av morsmelk og vitamin D-konsentrasjon i serum) og spedbarnsvariabler (varighet av amming og antibiotikabehandlinger, avføringsmikrobiota ved første måned, antropometri og beinmineraltetthet i nyfødtperioden)) på deltakerens ernæringsstatus i alderen 6-7 år. Den nåværende ernæringsstatusen vil bli definert av deltakerens diettinntak, antropometri, kroppssammensetning - bentetthet, prosentandel av fett og muskelvev), helse (blodtrykk, kolesterol i blodet, hyppighet og alvorlighetsgrad av infeksjoner) og fekal mikrobiota.

Studiepopulasjonen som er invitert til å delta vil inkludere alle enslige barn av mødre som fullførte den detaljerte delen av My-Milk-studien ved barnets første års alder (N=147). Tatt i betraktning et svært lavt frafall i den første detaljerte delen av studien My-Milk (33 deltakende mødre av 185, omtrent 18 prosent), forventer etterforskerne at minst 70-75 prosent av de inviterte deltakerne vil svare, dvs. mellom kl. 100 - 110 barn kan bli registrert i studiet. Denne populasjonen vil representere 0,5 prosent av barn født i 2011 (21947 barn - statistiske data for Slovenia).

Følgende parametere vil bli målt og evaluert: ernæringen til barn ved å bruke standard kostholdsvurderingsmetodikk for barn og voksne/eldre populasjoner som gitt i veiledningen fra European Food Safety Authority (EFSA). Matforbruksundersøkelsen vil nemlig bli utført på individnivå ved gjentatt 24-timers matdagbok og datamaskinassistert personlig/telefonintervjumetode (CAPI/CATI) og ved å støtte General Questionnaire og Food Propensity Questionnaire (FPQ) i henhold til PANCAKE - Pilotstudie for vurdering av næringsinntak og matforbruk blant barn i Europa. Det 24-timers strukturerte kostholdsintervjuet er en kvantitativ forskningsmetode som brukes i ernæringsvurderingen. En utdannet kostholdsekspert vil be en forelder eller vaktmester om å huske all mat og drikke som det deltakende barnet har konsumert i løpet av de foregående 24 timene på to forskjellige tidspunkter i løpet av studien (ikke påfølgende dager minst 8 - 20 dager mellom de to registreringene) å motta riktig informasjon om det vanlige inntaket av mat. Fra dataene innhentet av 24-timers tilbakekalling har etterforskere til hensikt å evaluere næringsinntaket til populasjonsundergruppene. I tillegg skal sammenhenger mellom barns ernæring og kroppssammensetning og helsemarkører studeres. FPQ vil muliggjøre estimering av visse relevante, sjeldent konsumerte matvaregrupper. Data vil bli samlet inn ved hjelp av validerte spørreskjemaer ved bruk av datamaskinassisterte datainnsamlingsmetoder og behandling. Evaluering av diettinntaksdataene vil bli utført av diettprogramvaren Open Platform for Clinical Nutrition (OPEN) av Jožef Stefan Institute (IJS). OPEN er en nettbasert applikasjon for kostholdsvurdering og -behandling, samt oppgradert for å støtte 24-timers-gjenkalling/matdagbok-metoden og FPQs i tråd med EFSAs pan-europeiske matforbruksundersøkelse, også kjent som EU-menyen, metodikk. OPEN er et effektivt, første slovenske nettbaserte verktøy for kostholdsvurdering basert på lokale matvarer. OPEN lar kostholdseksperten legge inn mat og mengder for hver deltaker. Etter at matvarer, mengder og preparater er lagt inn i OPEN, lager programmet en analyse med nedbryting av ernæringsinformasjon.

Vurderingen av vekst, utvikling og helsetilstand hos 6-7 år gamle deltakere vil basere seg på utført klinisk undersøkelse og data hentet fra journalen. Klinisk undersøkelse vil omfatte vurdering av klinisk status, antropometriske målinger, og kvantitative ultralydmålinger av beinmineraltetthet og måling av blodtrykk.

Den kliniske undersøkelsen vil bli utført ved Universitetsbarnesykehuset og vil bli utført av spesiallege i pediatri og utrederbiolog. Det vil omfatte vurdering av klinisk status, antropometriske målinger og kvantitative ultralydmålinger av beinmineraltetthet. Benmineraltettheten vil bli målt ved høyre tibia ved hjelp av (QUS) Sunlight Omnisense (Sunlight Medical Ltd, Tel Aviv, Israel) som er enkel, smertefri og strålingsfri undersøkelse og gir informasjon om bentettheten og mikroarkitekturen. QUS måler tiden det tar for ultralydsignalet å reise mellom to sendere og to mottakere inne i sonden. Disse forplantningstidene brukes av en proprietær algoritme for å bestemme beinhastigheten for lyd (SOS), som uttrykkes som meter per sekund (m/s). Programvaren vil bruke de tre mest konsistente målingene for å beregne resultatet. Resultatene vil bli tatt som SOS- og Z-score (enheter av standardavvik i forhold til gjennomsnittet for alders- og kjønnsmatchede populasjonsreferanseverdier). I motsetning til hos barn, hos voksne, blir målinger tatt på en radius. For antropometri: kroppshøyde [cm] og kroppsmasse [kg] vil bli målt med en sertifisert medisinsk skala barbeint og i minimale klær. Presisjonen for en høydemåling vil være 0,1 cm og for en massemåling 0,1 kg. Hudfoldtykkelser [mm] på seks standardplasseringer vil bli målt i henhold til den standardiserte metodikken med en presisjon på 0,1 mm ved hjelp av en kalibrert sertifisert hudfold-caliper (Harpenden, England). Omkrets [cm] vil bli målt én gang på bagasjerommet eller på høyre side av kroppen med et ikke-strekkbart smalt målebånd (glassfiberbånd, Kina) med en presisjon på 0,1 cm. Estimatene av kroppssammensetning vil være knyttet til de ervervede ernæringsdataene.

Annen informasjon om gjeldende helsetilstand (inkludert kolesterol i blodet) og barns utvikling vil bli hentet fra den medisinske dokumentasjonen. For dette formål vil etterforskerne be barneleger om tilgang til deltakernes journaler. Dataene om eventuell forstyrrelse av en vanlig fysisk utvikling skal analyseres (akselerert vekst, svekket vekst, lav kroppsmasse og BMI for overvekt eller fedme), og om tilstedeværelsen av allergier og nye kroniske sykdommer. Det vil også bli lagt vekt på infeksjoner, medisininntak (antibiotikabehandlinger) og kroniske sykdommer.

Studien av barns fekal mikrobiota vil basere seg på molekylære tilnærminger som kvantitativ sanntids PCR (qPCR) og neste generasjons sekvensering (NGS) sekvensering av 16 sedimentasjonskoeffisient (16S) underenheten av ribosomale ribonukleinsyre (rRNA) genamplikoner ved bruk av Illumina teknologi. En enkelt avføringsprøve av et tilsynelatende friskt barn vil bli samlet inn ved den kliniske undersøkelsen. I forkant vil foreldrene få utlevert de kodede sterile prøvetakingsbeholderne med skje festet til lokket og med prøvetakingsinstruks per post og e-post. De vil bli bedt om å samle ca. 2 g (2 skjeer) av deltakende barns avføring, eventuelt på den planlagte besøksdagen ved barneklinikken eller en dag før. Prøver vil bli oppbevart nedkjølt/avkjølt frem til besøket og vil umiddelbart fryses ved -20 ˚C ved ankomst til klinikken av medisinsk personell. Innen en måned etter at de er samlet inn, vil -20 ˚C frosne fekale prøver overføres til laboratoriet og lagres ved -80 ˚C inntil mikrobielle analyser utføres. QPCR og 16S rRNA amplikon sekvenseringsmetoder, også brukt i den første delen av My-Milk-prosjektet, er egnet for vurdering av biologisk mangfold blant totale bakteriesamfunn og sammensetning av fekal mikrobiota, samt evaluering av kvantitative svingninger av spesifikke målgrupper i de komplekse mikrobielle økosystemene som mage-tarmkanalen.

Data om ernæringen til 6-7 år gamle deltakere vil bli studert i forbindelse med kroppssammensetning (bentetthet, fettprosent og muskelvev), helsemarkører (blodtrykk, kolesterol i blodet) og fekal mikrobiota. Etter kvalitetskontroll av de sekvenserte avlesningene, vil det fekale mikrobiomets biologiske mangfold og relative overflod av bakterielle taksa oppnås, og biologisk mangfoldsmål som Chao1-poengsum og Shannon-diversitetsindeksen vil bli beregnet.

Etterpå vil alle data bli deponert i den sentrale databasen sammen med de som allerede er innhentet under første del av My-Milk-studien. Den riktige statistiske analysen vil bli brukt for å undersøke virkningen av eksponeringer tidlig i livet på senere vekst, ernæringsstatus, helse og avføringsmikrobiota hos deltakere i nåværende alder på 6-7 år. Den sentrale databasen vil tillate (a) beskyttet tilgang til allerede innsamlet informasjon; (b) tillegg av nye attributter og (c) eksport av data for statistiske analyser. Databasen vil ikke inneholde noen personlig identifikasjon (emner vil kun kodes med identifikasjonsnummer). Majoriteten av de innsamlede dataene fra My-Milk-studien er allerede konvertert til elektronisk form. Statistisk metodikk vil bestå av de to trinnene: det første utforskende trinnet, som består av datasjekking, grafiske visninger og reduksjon av høyere dimensjonalt rom til lavere dimensjonalt rom via multivariate statistiske metoder, slik som hovedkomponentanalyse og multivariat skalering; det andre trinnet vil bli viet til statistisk slutning. De riktige statistiske testene vil bli brukt, regresjonsmodeller vil bli utledet som tar hensyn til forskningshypotesene. Kraften til testene vil bli beregnet og modellene vil bli kritisk vurdert av moderne simuleringsteknikker (f.eks. bootstrap-tilnærming).