Alkohol- og cannabisbruk blant gravide slovenske kvinner

Målet med studien er å fastslå forekomsten av alkohol- og cannabisbruk blant slovenske gravide kvinner. Alkohol- og stoffbruk under svangerskap har betydelige effekter på fosteret og har kortsiktige og langsiktige helsekonsekvenser. En av de mest alvorlige konsekvensene er fosteralkoholsyndrom (FAS), som kjennetegnes ved medfødte anomali, kognitiv svekkelse og vekstunderskudd. En annen helseeffekt av prenatal alkoholeksponering er fosteralkoholspekterforstyrrelser (FASD), som kjennetegnes ved svekkelse av sentralnervesystemet og fører til atferds- og kognitive problemer, oppmerksomhetsunderskuddforstyrrelse, utøvende dysfunksjon og hukommelsesproblemer. Følgelig har barn påvirket av mors alkoholmisbruk dårligere skoleprestasjoner, lavere utdanning, psykiske lidelser, høyere rater av alkohol- og stoffbruk, høyere kriminalitetsrater, arbeidsledighet og andre problemer som legger en byrde på enkeltpersoner og samfunn. Stoffbruk under svangerskap påvirker både moren og fosteret og er nært knyttet til perinatale problemer, spontanaborter, for tidlig fødsel, lav fødselsvekt, lite hodeomkrets og medfødte misdannelser. Mors stoffbruk under svangerskap forårsaker neonatal abstinenssyndrom; det påvirker også fosterhjernens utvikling, som kan føre til langsiktige nevropsykiatriske problemer. Forekomsten av alkohol- og stoffbruk blant gravide kvinner i Slovenia har ikke vært studert før.

Den voksne mage-tarmkanalen er tett befolket av mikroorganismer. Mikrobiotaen, som representerer en taksonomisk oversikt over de nåværende mikrobielle slekter og arter – primært bakterier – og, i videre forstand, mikrobiomet, som omfatter alle mikroorganismer (bakterier, arkebakterier, sopp, protozoer, virus, mobile genetiske elementer) sammen med deres funksjonelle gener og metabolitter tilstede i tarmen, varierer betydelig i sin sammensetning mellom individer, avhengig av observasjonens oppløsning. Ved fødsel har et barns mage-tarmkanal en lavere tetthet av mikrobielle celler, ettersom et nettverk av selektive press begynner å utvikles først ved kontakt med mors sekresjoner, mat og miljø. Disse pressene inkluderer mikrobielle fermenteringsprodukter fra brystmelk eller morserstatning, genuttrykk og mikrobiel konkurranse, noe som fører til den dynamiske utviklingen av mikrobiomet. Flere faktorer påvirker utviklingen av spedbarnets tarmmikrobiom etter fødsel, inkludert fødselsmåte, type ernæring, prematuritet, antibiotikabruk og andre miljøfaktorer. Økende bevis peker også på påvirkningen av prenatale faktorer, som svangerskapsdiabetes og fedme, infeksjoner, stress og mors kosthold. Et økende antall studier viser videre at en endret mikrobiota under svangerskap og tidlig barndom kan påvirke hjerneutvikling og atferd senere i livet via tarm-hjerne-aksen. Påvirkningen av alkoholinntak på tarmmikrobiotaen har hovedsakelig blitt studert hos voksne, hvor en reduksjon i mikrobiota α-diversitet er observert. Prenatal eksponering for alkohol kan påvirke nyfødtens mikrobiota primært gjennom alkoholinduserte endringer i mors mikrobiota og følgelig næringsopptak. Mekoniumanalyse representerer en unik mulighet til å studere utelukkende prenatale faktorer som påvirker mikrobiomet, ettersom postnatale faktorer ikke påvirker mekoniummikrobiomet. Wang og kolleger studerte mor-nyfødt-par ved å analysere mors avføringsprøver i tredje trimester og nyfødte prøver innen de første 48 timene etter fødsel. De påviste betydelige forskjeller i mikrobiotasammensetningen til mødre som konsumerte alkohol og i mikrobiotaen til deres nyfødte sammenlignet med mor-nyfødt-par hvor mødrene ikke konsumerte alkohol. Det er bare noen få studier i dyr modeller som har bekreftet forskjeller i tarmmikrobiotaen til voksne avkom hvis mødre ble matet med en alkoholholdig diett under svangerskap. Til dags dato har ingen publiserte studier karakterisert mekoniummikrobiomet til nyfødte hvis mødre konsumerte cannabis.

Metoder: Forekomsten av alkohol- og cannabisbruk under svangerskap vil bli undersøkt i samarbeid med Nasjonalt institutt for folkehelse, Institutt for rettsmedisin (IFM) ved Medisinsk fakultet, Universitetet i Ljubljana, Institutt Jozef Stefan og den kliniske avdelingen for neonatologi ved Barneklinikken, Universitetssykehuset Ljubljana, ved bruk av tre forskjellige metoder:

1. En tverrsnittsstudie vil bli gjennomført på et nasjonalt representativt utvalg av mekoniumprøver. Mekoniumprøvene vil bli samlet inn fra fødeavdelinger i Slovenia. Biomarkører for alkohol og ulovlige stoffer vil bli bestemt i mekoniumprøvene. Utvalgsstørrelsen for studien vil bli beregnet med tanke på Slovenias befolkning, antall fødsler per år og den estimerte forekomsten av alkohol- og stoffbruk under svangerskap. Mekoniumprøver vil bli samlet inn anonymt. Bleier med mekonium vil bli samlet i spesielle avfallsposer av fagpersoner som tar seg av nyfødte og mødre første dagen etter fødsel. Bleier for mekoniumprøvetaking vil bli tatt tilfeldig fra posene; prøven vil bli merket med et serienummer. Data om nyfødtes kjønn, svangerskapsalder (moden/prematur), type fødsel (vaginal/keisersnitt), antibiotikabruk under fødsel og mors kroniske sykdommer vil bli samlet inn anonymt uten andre person- eller tidsdata. Det vil være en spesiell gruppe på 100 mekoniumprøver fra en fødeavdeling, hvor vi vil koble mors spørreskjema og mekoniumprøve. For dette vil vi be om mors tillatelse. Også her vil det ikke være noen innsamling av personopplysninger, mekoniumprøven og mors spørreskjema vil bli koblet gjennom kode. Prøvene vil bli analysert i IFMs toksikologilaboratorium. For studien vil en ny analytisk metode for undersøkelse av mekonium bli introdusert i Slovenia.
2. Nasjonal undersøkelse om livsstil vil bli gjennomført i slovenske fødeavdelinger, inkludert spørsmål om alkohol- og stoffbruk under svangerskap. Undersøkelsen vil være anonym og ikke relatert til mekoniumprøvetaking; deltakelse i undersøkelsen vil være frivillig. Kvinner vil få tilgang til nettundersøkelsen, etter å ha mottatt informasjon om studiens mål, metoden for å sikre anonymitet og innsamlingsmetodene.
3. Mikrobiomanalyse: alle mekoniumprøver som tester positivt for alkohol- og cannabismetabolitter, samt to negative mekoniumprøver per positiv mekoniumprøve, vil bli inkludert i analysen av mekoniummikrobiomsammensetning. I den siste delen av studien – sammenligningen av mikrobiomet – vil alle mekoniumprøver positive for alkohol- eller cannabismetabolitter bli inkludert. Mikrobiomanalyse vil bli utført i den siste fasen av studien innenfor rammen av Million Microbiomes from Humans Project-konsortiet og den slovenske Metabolomics-databasen (under forberedelse). De molekylære dataene oppnådd fra metagenomisk sekvensering vil bli analysert på den slovenske superdatainfrastrukturen (Vega, Maister) ved bruk av verktøy utviklet og brukt på superdatainettverket av den tverrfaglige gruppen. Vi vil generere taksonomiske matriser av bakterier, arkebakterier, sopp, protozoer og DNA-virus; diversitetsmatriser (35 diversitetsindekser); funksjonelle genmatriser (20 millioner grupper); enzymatiske reaksjonsmatriser (500 000 kategorier); metabolske stime-matriser (100 000 variabler); og metabolitmatriser (1 000 variabler). De innsamlede dataene og deres transformasjon fra molekylære til numeriske formater vil tjene som grunnlag for maskinlæring (standardisering, normalisering, evaluering av prøveseparasjon og klassifiseringsytelse ved bruk av forskjellige algoritmer og hyperparametre), identifikasjon av biomarkørnettverk (n > 100), og ikke-parametrisk statistisk analyse av tarmmikrobiomet.

Statistisk analyse: Statistisk dataanalyse vil bli utført ved bruk av IBM SPSS Statistics 25-programvaren. Beskrivende statistiske metoder vil bli brukt til å karakterisere populasjonen av barselkvinner som deltar i undersøkelsen og til å oppsummere de innsamlede dataene. Forekomsten av alkohol- eller cannabisbruk blant gravide kvinner vil bli beregnet basert på antall mekoniumprøver positive for alkohol- eller cannabismetabolitter. Forekomsten av alkohol- og cannabisbruk basert på selvrapportering vil bli beregnet separat. Molekylære data oppnådd fra mikrobiomanalyse vil bli konvertert til numeriske data og brukt for maskinlæring (standardisering, normalisering, evaluering av prøveseparasjon og klassifiseringsytelse ved bruk av forskjellige algoritmer og hyperparametre), identifikasjon av biomarkørnettverk (n > 100), og ikke-parametrisk statistisk analyse av tarmmikrobiomet, som utført av den tverrfaglige gruppen. De oppnådde dataene vil deretter bli statistisk sammenlignet mellom gruppen av mekoniumprøver positive for alkohol- og cannabismetabolitter og gruppen av mekoniumprøver hvor disse metabolittene ikke var tilstede.

Forventede resultater: Vi har som mål å fastslå forekomsten av alkohol- og stoffbruk blant slovenske gravide kvinner. Dataene om alkohol- og stoffmetabolitter oppnådd fra mekoniumprøver vil bli sammenlignet med resultatene fra undersøkelsen, hvor forekomsten av alkohol- og stoffbruk vil bli bestemt ved selvrapportering. På denne måten kan vi vurdere påliteligheten av selvrapportering. Resultatene av studien vil gjøre det mulig for oss å vurdere forekomsten av FAS og FASD i Slovenia, hjelpe oss med å utvikle en strategi for å øke bevisstheten blant fagpersoner og allmennheten om forekomsten og konsekvensene av alkohol- og stoffbruk under svangerskap, å planlegge forebyggende tiltak og intervensjoner i målgruppen gravide kvinner, å etablere diagnostiske team for FAS og FASD. Når det gjelder mikrobiomet, forventer vi en betydelig forskjell i mikrobiomsammensetningen av mekoniumprøver som tester positivt for alkohol eller cannabis sammenlignet med prøver som tester negativt (med tanke på kjønn, svangerskapsalder, antibiotikaeksponering under fødsel, og tilstedeværelse av kroniske sykdommer).