Badanie mikrobiomu wcześniaków

Długoterminowym celem tego projektu jest zrozumienie, co stanowi ochronne i korzystne zbiorowiska drobnoustrojów jelitowych i skórnych oraz określenie podejścia do wspierania i zachowania tych zbiorowisk. Poprzez zdefiniowanie społeczności mikrobiologicznych związanych z jelitami i skórą oraz tego, w jaki sposób środowisko i interwencje medyczne, w tym terapie barierowe, wpływają na te społeczności, zespół badawczy poczyni niezbędne pierwsze kroki w kierunku osiągnięcia tych długoterminowych celów.

Grupy badawcze projektu i procedur: Potencjalne pacjentki zostaną zidentyfikowane wśród kobiet przyjętych do szpitala Duke z oczekiwanym porodem przedwczesnym (≤30 tygodnia ciąży) lub porodem o czasie. W sumie 45 niemowląt zostanie zapisanych do jednej z trzech grup.

Grupa 1 mikrobiomu wcześniaków (n=10, wcześniaki z ELBW) będzie częścią intensywnego badania kolonizacji niemowląt bakteriami i grzybami oprócz środowiska intensywnej terapii. Będzie to grupa ściśle obserwacyjna.

Grupa 2 mikrobiomu skóry (n=30, wcześniaki z ELBW) zostanie oceniona prospektywnie pod kątem rozwoju mikrobiomu skóry w kontekście miejscowej terapii skóry zwykle stosowanej w przedszkolu badawczym. Każde niemowlę będzie służyło jako jego/jej własna kontrola z dobrze odgraniczonym, małym obszarem przedniej części uda pozostawionym nietraktowanym jako obszar kontrolny.

Grupa 3 mikrobiomu pełnoletniego (n=5, niemowlęta urodzone w terminie) zostanie przebadana pod kątem kolonizacji skóry i jelit i posłuży jako grupa kontrolna. Będzie to grupa ściśle obserwacyjna.

Grupa 4 wcześniaków i wcześniaków urodzonych o czasie (n=100 wcześniaków urodzonych z masą < 2000 gramów i 100 w terminie). Będzie to ściśle grupa obserwacyjna.

Kompleksowe badanie mikrobiomu wcześniaków: Próbki biologiczne i środowiskowe będą pobierane od zarejestrowanych matek i niemowląt (grupa badawcza 1) od momentu porodu do pierwszych dwóch tygodni życia. W przypadku próbek kału zostanie pobranych co najmniej 1 gram. W przypadku próbek krwi zostanie pobrane 4 ml. Próbki kału niemowląt zostaną pobrane z pieluch. Próbki kału matki i pochwy zostaną pobrane w czasie cięcia cesarskiego za pomocą sterylnego nylonowego wacika z dystalnej części odbytnicy i pochwy. Próbki skóry będą pobierane przez delikatne pocieranie obszaru docelowego sterylnym wacikiem nylonowym zwilżonym sterylną solą fizjologiczną. Próbki mleka matki będą pobierane z materiału pozostałego po karmieniu każdego niemowlęcia. Ponieważ mleko matki przechodzi jedno rozmrażanie z zamrażarki na karmienie, nadmiar mleka może nie być przechowywany do kolejnych karmień i zostałby zmarnowany. Część próbek kału, krwi i mleka matki zostanie umieszczona w sterylnych probówkach wolnych od kwasów nukleinowych. Dodatkowa porcja próbek kału, krwi i mleka matki zostanie później umieszczona w sterylnych, wolnych od kwasów nukleinowych probówkach zawierających konserwujący RNA. Wszystkie próbki kału, mleka matki i krwi zostaną zamrożone w temperaturze -20°C w ciągu 1 godziny od pobrania. Pozostałe próbki zostaną umieszczone w temperaturze 4°C w ciągu 18 godzin od pobrania. Próbki zostaną przeniesione do miejsca przechowywania w temperaturze -80°C w ciągu 24 godzin od pobrania. Etykieta zawierająca niepowtarzalny numer próbki zostanie umieszczona na każdej próbce podczas jej pobierania. Przy łóżku pacjenta zostanie umieszczony segregator z etykietami próbek i dziennikiem numerów próbek, czasu pobrania, klucza rodzaju próbek i specjalnych uwag dotyczących pobierania.

Standardem opieki nad niemowlętami z ELBW w żłobku intensywnej terapii Duke jest noszenie niesterylnych rękawiczek przez wszystkich opiekunów i członków rodziny do kontaktu z niemowlęciem przez pierwsze dwa tygodnie życia. Opiekunowie i krewni zostaną poproszeni o umieszczenie zużytych rękawiczek w zamykanej na zamek torbie przy łóżku po kontakcie z niemowlęciem. Rękawiczki zostaną pogrupowane w torby z zamkiem błyskawicznym według rodzaju usługodawcy (dostawca usług medycznych, pielęgniarka lub personel pomocniczy) lub krewnego. Worki będą odbierane każdej zmiany lub każdego dnia. Próbki rękawic nie będą oznaczane ani łączone z poszczególnymi usługodawcami lub krewnymi.

Gdy będzie to możliwe, oczyszczona surowica zostanie użyta do oceny swoistości przeciwciał w odniesieniu do wzorców kolonizacji każdego niemowlęcia. W niektórych przypadkach próbki kału będą analizowane pod kątem obecności, ilości i swoistości immunoglobulin śluzówkowych. Rejestrator wideo zostanie umieszczony nad inkubatorem na statywie przymocowanym do pionowej szyny inkubatora, aby uchwycić zmiany w środowisku niemowlęcia, w tym interwencje medyczne lub pielęgniarskie. Kamera zostanie ustawiona tak, aby uchwycić niemowlę i wnętrze inkubatora, unikając jednocześnie twarzy osób wchodzących w interakcję z niemowlętami, aby zachować anonimowość. Gdy ręce lub instrumenty zostaną umieszczone w inkubatorze, zostaną one zarejestrowane. Wideo będzie pobierane na zewnętrzny dysk twardy co 24 godziny, a następnie na bezpieczny serwer komputerowy w celu analizy. Nagrywanie wideo będzie kontynuowane przez dwa tygodnie, z wyjątkiem okresu wymiany karty pamięci. Film zostanie zakodowany dla czasów rozpoczęcia i zakończenia wszystkich zdarzeń związanych z opieką kliniczną w celu zbadania wpływu zmian środowiskowych na różnorodność mikrobiomu niemowlęcia za pomocą oprogramowania Mangold Interact. Wiarygodność między oceniającymi zostanie sprawdzona poprzez poproszenie koderów wideo o ocenę 30-minutowego okresu każdego filmu, a następnie obliczenie kappa Cohena.

Badanie mikrobiomu niemowląt urodzonych w terminie: Zespół badawczy przeprowadzi bardziej ograniczone badanie pięciu niemowląt urodzonych w terminie jako grupy kontrolnej (grupa badawcza 3). Próbki zostaną pobrane od matek i noworodków. Próbki będą pobierane codziennie, podczas gdy matka i niemowlę przebywają w szpitalu, co zwykle trwa około trzech dni. Przy wypisie ze szpitala rodzice otrzymają artykuły do ​​domu w opłaconej z góry kopercie zwrotnej do wykorzystania w celu pobrania próbek skóry i kału, gdy niemowlę osiągnie dwa tygodnie życia.

Plan częściowy badania mikrobiomu skóry: Kontrolowane badanie powszechnie stosowanych metod leczenia skóry (spray ochronny No Sting i brak leczenia) zostanie przeprowadzone na 30 niemowlętach z ELBW (grupa badawcza 2) w celu ustalenia, czy No Sting sprzyja różnej kolonizacji mikrobiologicznej skóry. Obecnym standardem pielęgnacji skóry niemowląt z ELBW w Duke ICN jest stosowanie preparatu No Sting na wszystkie odsłonięte obszary zewnętrzne, które nie są błonami śluzowymi, wkrótce po urodzeniu i ponownie w pierwszym tygodniu życia.

Silikonowy plaster o wymiarach 1,5 x 3 cale z dwoma otworami zostanie nałożony na każde udo niemowlęcia. Jedna dziura w każdym łacie pozostanie nietraktowana (kontrola), podczas gdy druga zostanie potraktowana No Sting. Plastry zostaną użyte do określenia obszarów zabiegowych i nieobjętych zabiegami. Pozostała część skóry niemowlęcia będzie leczona terapią No Sting po urodzeniu i przez siedem dni życia, zgodnie z obecnymi standardami opieki. Codzienne pobieranie próbek z każdego miejsca (bez użądlenia i nieleczone) będzie pobierane poprzez delikatne nakładanie nylonowego wacika przez pierwsze dwa tygodnie życia, a następnie dwa razy w tygodniu do pierwszego miesiąca życia. Próbki będą analizowane pod kątem zawartości drobnoustrojów. Dodatkowe pobieranie próbek będzie obejmować kał niemowlęcia, jak również próbki skóry matki, pochwy, okolicy okołoodbytniczej i kału, jak przedstawiono w Tabeli 1.

Zespół badawczy użyje nieinwazyjnych sond do codziennej oceny transepidermalnej utraty wody (TEWL) i pH skóry. TEWL będzie mierzony za pomocą sondy DermaLab® TEWL (Cortex Technology, Hadsund, Dermark), która składa się z otwartej sondy ze sparowanymi czujnikami umieszczonymi w różnych odległościach od skóry. Wilgotność i temperatura są mierzone w każdym czujniku w celu obliczenia gradientów prężności pary. Różnica między dwoma miarami gradientu prężności pary jest reprezentatywna dla TEWL w tym punkcie na skórze [19, 20]. Poziomy wilgotności środowiska będą również mierzone za pomocą DermaLab® przed uzyskaniem pomiarów TEWL. Średnie odczyty wilgotności z dwóch czujników zostaną zapisane jako wilgotność otoczenia. Sonda zostanie dokładnie wyczyszczona 70% etanolem przed i pomiędzy użyciami, aby zminimalizować zanieczyszczenie krzyżowe lub przenoszenie drobnoustrojów. Przed użyciem sondy etanol należy pozostawić do wyschnięcia na powietrzu. Miernik Extech PH100 ​​posłuży do pomiaru pH skóry w zakresie od 0,00 do 14,00. Mała elektroda o płaskiej powierzchni zapewnia nieinwazyjny dokładny pomiar pH. Żaden Sting nie zostanie ponownie zastosowany siódmego dnia.

Jednorazowe badanie mikrobiomu wcześniaków i pełnoletnich (Grupa badawcza 4): Sto wcześniaków urodzonych z masą < 2000 gramów i 100 niemowląt urodzonych o czasie zostanie włączonych do jednorazowego gromadzenia danych dotyczących próbek mikrobiomu wyłącznie niemowląt. W przypadku wcześniaków zostaną również pobrane próbki środowiskowe. Te same procedury, które opisano powyżej dla grup badawczych 1 i 2, zostaną zastosowane do tego pojedynczego gromadzenia danych.