Używanie alkoholu i konopi wśród ciężarnych Słowenek

Celem badania jest określenie rozpowszechnienia używania alkoholu i konopi wśród słoweńskich kobiet w ciąży. Spożywanie alkoholu i narkotyków w czasie ciąży ma istotny wpływ na płód i powoduje krótko- i długoterminowe konsekwencje zdrowotne. Jednym z najpoważniejszych skutków jest płodowy zespół alkoholowy (FAS), który charakteryzuje się wadami wrodzonymi, upośledzeniem funkcji poznawczych i deficytami wzrostu. Innym skutkiem zdrowotnym prenatalnej ekspozycji na alkohol jest spektrum płodowych zaburzeń alkoholowych (FASD), które charakteryzuje się uszkodzeniem ośrodkowego układu nerwowego i prowadzi do problemów behawioralnych i poznawczych, zaburzeń deficytu uwagi, dysfunkcji wykonawczych i problemów z pamięcią. W konsekwencji dzieci dotknięte nadużywaniem alkoholu przez matkę mają gorsze wyniki w szkole, niższy poziom wykształcenia, zaburzenia psychiczne, wyższe wskaźniki używania alkoholu i narkotyków, wyższe wskaźniki przestępczości, bezrobocie i inne problemy, które obciążają jednostki i społeczeństwo. Używanie narkotyków w czasie ciąży wpływa zarówno na matkę, jak i na płód i jest ściśle związane z problemami okołoporodowymi, poronieniami, przedwczesnymi porodami, niską masą urodzeniową, małym obwodem głowy i wadami wrodzonymi. Używanie narkotyków przez matkę w czasie ciąży powoduje zespół abstynencyjny noworodka; wpływa również na rozwój mózgu płodu, co może prowadzić do długotrwałych problemów neuropsychiatrycznych. Rozpowszechnienie używania alkoholu i narkotyków wśród kobiet w ciąży w Słowenii nie było wcześniej badane.

Przewód pokarmowy dorosłego człowieka jest gęsto zasiedlony przez mikroorganizmy. Mikrobiota, która reprezentuje inwentarz taksonomiczny obecnych rodzajów i gatunków mikroorganizmów – głównie bakterii – oraz, w szerszym znaczeniu, mikrobiom, który obejmuje wszystkie mikroorganizmy (bakterie, archeony, grzyby, pierwotniaki, wirusy, ruchome elementy genetyczne) wraz z ich genami funkcjonalnymi i metabolitami obecnymi w jelicie, znacznie różni się w swoim składzie między osobami, w zależności od rozdzielczości obserwacji. Po urodzeniu przewód pokarmowy dziecka ma niższą gęstość komórek mikroorganizmów, ponieważ sieć presji selekcyjnych zaczyna rozwijać się dopiero po kontakcie z wydzielinami matki, pożywieniem i środowiskiem. Te presje obejmują produkty fermentacyjne mikroorganizmów pochodzące z mleka matki lub mleka modyfikowanego, ekspresję genów i konkurencję mikroorganizmów, prowadząc do dynamicznego rozwoju mikrobiomu. Kilka czynników wpływa na rozwój mikrobiomu jelitowego niemowlęcia po urodzeniu, w tym sposób porodu, rodzaj karmienia, wcześniactwo, stosowanie antybiotyków i inne czynniki środowiskowe. Rosnąca liczba dowodów wskazuje również na wpływ czynników prenatalnych, takich jak cukrzyca ciążowa i otyłość, infekcje, stres i dieta matki. Coraz więcej badań dodatkowo pokazuje, że zmieniona mikrobiota w czasie ciąży i wczesnego dzieciństwa może wpływać na rozwój mózgu i zachowanie w późniejszym życiu poprzez oś jelitowo-mózgową. Wpływ spożycia alkoholu na mikrobiotę jelitową był badany głównie u dorosłych, u których zaobserwowano zmniejszenie α-różnorodności mikrobioty. Prenatalna ekspozycja na alkohol może wpływać na mikrobiotę noworodka przede wszystkim poprzez wywołane alkoholem zmiany mikrobioty matki i, w konsekwencji, wchłanianie składników odżywczych. Analiza smółki stanowi unikalną okazję do badania wyłącznie czynników prenatalnych wpływających na mikrobiom, ponieważ czynniki postnatalne nie wpływają na mikrobiom smółki. Wang i współpracownicy badali pary matka-noworodek, analizując próbki kału matki w trzecim trymestrze i próbki noworodkowe w ciągu pierwszych 48 godzin po urodzeniu. Wykazali oni istotne różnice w składzie mikrobioty matek spożywających alkohol oraz w mikrobioty ich noworodków w porównaniu z parami matka-noworodek, w których matki nie spożywały alkoholu. Istnieje tylko kilka badań na modelach zwierzęcych, które potwierdziły różnice w mikrobioty jelitowej dorosłego potomstwa, którego matki były karmione dietą zawierającą alkohol w czasie ciąży. Do tej pory nie opublikowano żadnych badań charakteryzujących mikrobiom smółki noworodków, których matki spożywały konopie.

Metody: Rozpowszechnienie używania alkoholu i konopi w czasie ciąży będzie badane we współpracy z Narodowym Instytutem Zdrowia Publicznego, Instytutem Medycyny Sądowej (IFM) Wydziału Lekarskiego Uniwersytetu w Lublanie, Instytutem Jožefa Stefana oraz Klinicznym Oddziałem Neonatologii Kliniki Pediatrycznej Uniwersyteckiego Centrum Klinicznego w Lublanie, przy użyciu trzech różnych metod:

1. Badanie przekrojowe zostanie przeprowadzone na ogólnokrajowej reprezentatywnej próbie próbek smółki. Próbki smółki będą zbierane ze szpitali położniczych w Słowenii. Biomarkery alkoholu i nielegalnych narkotyków będą oznaczane w próbkach smółki. Wielkość próby badania zostanie obliczona z uwzględnieniem populacji Słowenii, liczby urodzeń rocznie i szacowanego rozpowszechnienia używania alkoholu i narkotyków w czasie ciąży. Próbki smółki będą zbierane anonimowo. Pieluszki ze smółką będą zbierane do specjalnych worków na odpady przez personel opiekujący się noworodkami i matkami pierwszego dnia po urodzeniu. Pieluszki do pobierania smółki będą losowo pobierane z worków; próbka zostanie oznaczona numerem seryjnym. Dane dotyczące płci noworodka, wieku ciążowego (donoszony/przedwczesny), rodzaju porodu (pochwowy/cesarskie cięcie), stosowania antybiotyków podczas porodu i przewlekłych chorób matki będą zbierane anonimowo bez żadnych innych danych osobowych lub czasowych. Będzie specjalna grupa 100 próbek smółki z jednego szpitala położniczego, gdzie połączymy ankietę matki i próbkę smółki. W tym celu poprosimy o zgodę matki. Tu również nie będzie zbierania danych osobowych, próbka smółki i ankieta matki będą połączone za pomocą kodu. Próbki będą analizowane w laboratorium toksykologicznym IFM. Na potrzeby badania w Słowenii zostanie wprowadzona nowa metoda analityczna do badania smółki.
2. Ogólnokrajowe badanie stylu życia zostanie przeprowadzone w słoweńskich szpitalach położniczych, obejmujące pytania dotyczące używania alkoholu i narkotyków w czasie ciąży. Badanie będzie anonimowe i nie będzie związane z pobieraniem smółki; udział w badaniu będzie dobrowolny. Kobiety otrzymają dostęp do ankiety online po otrzymaniu informacji o celu badania, metodzie zapewnienia anonimowości i metodach zbierania danych.
3. Analiza mikrobiomu: wszystkie próbki smółki, które będą pozytywne na metabolity alkoholu i konopi, a także dwie negatywne próbki smółki na każdą pozytywną próbkę smółki, zostaną włączone do analizy składu mikrobiomu smółki. W końcowej części badania – porównanie mikrobiomu – zostaną uwzględnione wszystkie próbki smółki pozytywne na metabolity alkoholu lub konopi. Analiza mikrobiomu zostanie przeprowadzona w końcowej fazie badania w ramach konsorcjum Projektu Milion Mikrobiomów od Ludzi oraz Słoweńskiej Bazy Danych Metabolomicznych (w przygotowaniu). Dane molekularne uzyskane z sekwencjonowania metagenomicznego będą analizowane na słoweńskiej infrastrukturze superkomputerowej (Vega, Maister) przy użyciu narzędzi opracowanych i stosowanych w sieci superkomputerowej przez grupę interdyscyplinarną. Wygenerujemy macierze taksonomiczne bakterii, archeonów, grzybów, pierwotniaków i wirusów DNA; macierze różnorodności (35 indeksów różnorodności); macierze genów funkcjonalnych (20 milionów grup); macierze reakcji enzymatycznych (500 000 kategorii); macierze szlaków metabolicznych (100 000 zmiennych); oraz macierze metabolitów (1000 zmiennych). Zebrane dane i ich przekształcenie z formatów molekularnych na numeryczne posłużą jako podstawa do uczenia maszynowego (standaryzacja, normalizacja, ocena separacji próbek i wydajności klasyfikacji przy użyciu różnych algorytmów i hiperparametrów), identyfikacji sieci biomarkerów (n > 100) oraz nieparametrycznej analizy statystycznej mikrobiomu jelitowego.

Analiza statystyczna: Analiza statystyczna danych zostanie przeprowadzona przy użyciu pakietu oprogramowania IBM SPSS Statistics 25. Do scharakteryzowania populacji kobiet po porodzie uczestniczących w badaniu oraz podsumowania zebranych danych zostaną użyte opisowe metody statystyczne. Rozpowszechnienie używania alkoholu lub konopi wśród kobiet w ciąży zostanie obliczone na podstawie liczby próbek smółki pozytywnych na metabolity alkoholu lub konopi. Rozpowszechnienie używania alkoholu i konopi na podstawie samoopisu zostanie obliczone oddzielnie. Dane molekularne uzyskane z analizy mikrobiomu zostaną przekształcone na dane numeryczne i użyte do uczenia maszynowego (standaryzacja, normalizacja, ocena separacji próbek i wydajności klasyfikacji przy użyciu różnych algorytmów i hiperparametrów), identyfikacji sieci biomarkerów (n > 100) oraz nieparametrycznej analizy statystycznej mikrobiomu jelitowego, jak przeprowadza grupa interdyscyplinarna. Uzyskane dane zostaną następnie statystycznie porównane między grupą próbek smółki pozytywnych na metabolity alkoholu i konopi a grupą próbek smółki, w których te metabolity nie były obecne.

Oczekiwane wyniki: Naszym celem jest określenie rozpowszechnienia używania alkoholu i narkotyków wśród słoweńskich kobiet w ciąży. Dane dotyczące metabolitów alkoholu i narkotyków uzyskane z próbek smółki zostaną porównane z wynikami badania, w którym rozpowszechnienie używania alkoholu i narkotyków zostanie określone na podstawie samoopisu. W ten sposób możemy ocenić wiarygodność samoopisu. Wyniki badania pozwolą nam ocenić rozpowszechnienie FAS i FASD w Słowenii, pomogą nam opracować strategię zwiększania świadomości wśród profesjonalistów i społeczeństwa na temat rozpowszechnienia i konsekwencji używania alkoholu i narkotyków w czasie ciąży, zaplanować środki zapobiegawcze i interwencje w grupie docelowej kobiet w ciąży, utworzyć zespoły diagnostyczne dla FAS i FASD. Jeśli chodzi o mikrobiom, oczekujemy istotnej różnicy w składzie mikrobiomu próbek smółki, które są pozytywne na alkohol lub konopie, w porównaniu z próbkami, które są negatywne (biorąc pod uwagę płeć, wiek ciążowy, ekspozycję na antybiotyki podczas porodu oraz obecność chorób przewlekłych).