Влияние теплового стресса окружающей среды на здоровье матери, плода и младенцев: когортное исследование (BIRTH)

Фон

Антропогенное изменение климата привело к значительному повышению глобальных температур, что привело к более частым, интенсивным и длительным тепловым событиям. Эти климатические сдвиги имеют глубокие последствия для здоровья, особенно для уязвимых групп населения в условиях низкого ресурса. Беременные женщины особенно восприимчивы, так как воздействие тепла может нарушить материнскую терморегуляцию и развитие плода, потенциально приводя к таким осложнениям, как преэклампсия, гестационный диабет, гипертонические расстройства, сердечно-сосудистые события и повышенный риск родов, низкий вес (LBW), роды SGA) в маленьком возрасте.

Исследования показали 1,04-кратное увеличение преждевременных шансов при рождении на 1 ° C по температуре, что еще больше рисков во время тепловых волн. Кроме того, были обнаружены ассоциации между воздействием тепла и мертворождением, врожденными аномалиями и гестационным диабетом. Несмотря на растущие эпидемиологические данные, существуют ограниченные данные о биологических механизмах, направляющих эти ассоциации, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода (LMICS).

Несколько биологических путей были предложены в попытке объяснить влияние тепла на беременность и результаты родов. К ним относятся гипертермия, вызванная теплом при ранней беременности, которая была связана с дефектами нервной трубки. Было обнаружено, что воздействие высоких температур вызывает плацентарную недостаточность из -за измененного кровотока. Хроническая маточная недостаточность может вызвать гипоксию плода и внутриутробную задержку роста (IUGR) и небольшие для новорожденных для гестационного возраста (SGA). Тепловой стресс, вызванные пути, также включают окислительный стресс, воспаление и высвобождение простагландина. При поздней беременности воздействие тепла может вызвать раннее рабочую силу и преждевременные роды посредством высвобождения окситоцина и простагландинов. Повышенная температура ядра матери может нарушать оксигенацию и рост плода путем перераспределения кровотока вдали от матки.

Изучение обоснования

Несмотря на растущую обеспокоенность по поводу воздействия экстремального тепла на здоровье матери и плода, данные о биологических путях у людей остаются редкими и непоследовательными, в основном из -за проблем изоляции теплового стресса в качестве независимого воздействия во время беременности. В то время как исследования на животных и ограниченные экспериментальные исследования человека выявили физиологические изменения при тепловом стрессе, специфические патофизиологические механизмы, связывающие тепловое воздействие с неблагоприятной беременностью и результатами родов у людей, остаются плохо изученными. Примечательно, что большинство доступных доказательств проистекают из стран с высоким уровнем дохода, несмотря на то, что бремя преждевременных родов, мертворождения и ограничения роста плода непропорционально выше в странах с низким и средним уровнем дохода (LMIC).

Это исследование направлено на устранение этих пробелов путем изучения потенциальных биологических путей, связывая тепловое воздействие с неблагоприятными исходами по материнской линии и родов в LMIC высокого риска. В провинции Синд в Пакистане, где основано это исследование, беременные женщины часто подвергаются воздействию экстремальных температур как на открытом воздухе, так и в помещении. Они часто участвуют в ручной сельскохозяйственной работе, заботятся о домашнем скоте и выполняют домашние дела, такие как приготовление пищи на открытых пожарах, часто без доступа к механизмам охлаждения. Эта комбинация физического нагрузки, воздействия тепла и структурной уязвимости ставит их в повышенный риск.

Учебные цели

1. Чтобы определить связь между воздействием тепла на окружающую среду во время беременности и неблагоприятными результатами родов, включая LBW, преждевременные роды, SGA и мертворождение.
2. Чтобы исследовать биологические механизмы, связывающие тепловое воздействие с неблагоприятными исходами беременности, сосредоточив внимание на терморегуляции, воспалении, сердечно -сосудистых штаммах и плацентарном кровотоке.
3. Чтобы оценить, изменяют ли материнские характеристики, такие как статус питания и социально-демография, изменяют влияние воздействия тепла на результаты беременности.

Методы

Учебные и учебные площадки

Это проспективное когортное исследование, включающее беременных женщин менее чем за 14 недель. Участники будут следить до двенадцати месяцев после родов. Исследование проводится в трех сельских районах Синдх: Матиари, Тандо Мухаммед Хан (ТМК) и Тарпаркар. Эти регионы испытывают экстремальные летние температуры и сталкиваются с множественными социально-экономическими проблемами, включая плохую инфраструктуру, отсутствие продовольственной безопасности и высокий уровень осложнений здоровья матери и новорожденных.

Размер выборки

Чтобы обнаружить увеличение риска LBW среди беременных женщин, подвергающихся воздействию теплового стресса (по сравнению с неэкспонированным, в соотношении 1: 2), при условии, что 80% мощность, 5% значимость и на 20% истощение мы зачисляем 6000 участников. Базовая распространенность LBW (26,2%) получена из Национального обследования питания 2018 года для сельского Пакистана. Для вложенного физиологического подстава необходимый размер выборки для обнаружения 10% -ного изменения маркеров (например, частота сердечных сокращений, температуры кожи) с 90% мощностью и 5% значимостью оценивается у участников. Тем не менее, учет более высокого истощения и осуществимости, мы будем набирать 1000 женщин для этого подстава, чтобы обеспечить адекватное физиологическое профилирование.

Набор и зачисление участников

Беременные женщины будут идентифицированы с помощью общественного здравоохранения и сообщества в сотрудничестве с работниками Lady Health (LHWS). Полевые команды проведут предварительный скрининг, картирование участков и взаимодействие с сообществом, чтобы выявить недавно замужних женщин, тех, кто имеет 1-2 года с момента их последней беременности или тех, кто планирует зачатие. Наборы для тестов на беременность помогут ранней идентификации.

Подтверждение будет проводиться через ультразвуковое исследование врачами в назначенных учебных офисах. После информированного согласия будет завершена форма найма. Эти офисы будут служить центрами для дородовой оценки, ультразвукового и биологического отбора проб. Для подстановления участники будут выбраны на основе готовности носить устройства и обеспечивать мониторинг температуры кожи. Транспортная поддержка будет оказана.

Процедуры сбора данных

Базовые оценки

При регистрации гестационный возраст будет подтвержден с помощью ультразвука с использованием длины крыло плода, точной до ± 7 дней (Intergrowst-21-й). Базовые данные будут включать демографию, прошлую медицинскую и акушерскую историю, условия работы и жилья, а также антропометрию. Стандартизированные 24-часовые диетические отзывы будут проводиться во время посещений АНК, захватывая тип еды, частоту, сезонность и рецепты.

Последующие оценки

Серийные ультразвуковые исследования, доплеровские и эхокардиографические оценки будут следовать 12-14, 18-22, 28-32 и 36-37 недель беременности. Образцы материнской крови и мочи будут собраны для оценки анемии, дефицита железа, сахарного сахарного диабета (GDM) и дегидратации. При регистрации и через 28-32 недель будет измерено следующее: полное количество крови (CBC), HSP-70, C-реактивный белок (CRP), кортизол, фактор роста плаценты (PLGF), окситоцин и простагландин F2α (PGF2α). Образцы будут обрабатываться с использованием стандартизированных протоколов, транспортируемых в контейнерах с контролируемыми температурой (2-8 ° C), и хранятся в исследовательской лаборатории по питанию в Университете Ага Хан (NRL), Карачи, для анализа.

Мониторинг воздействия окружающей среды

Температура окружающей среды в помещении будет непрерывно регистрироваться с использованием носимых лесозаготовок температуры/влажности. Термометры Wet Blacb Globe обеспечат наружные индексы окружающей среды, учитывая множественные факторы теплового стресса (например, сияющая температура, влажность, одежда) и рассчитать WBGT для каждого участника на протяжении всей беременности.

Подмножество участников будет носить умные часы для мониторинга пульса, сна и физической активности. Температура кожи будет записана с использованием i-кнопок, которые носят в брюшных ремнях. Полевая команда будет курировать функцию устройства и передавать данные каждые каждые две недели.

Доставка и постнатальное продолжение:

При родах, веса новорожденного, длины, окружности руки в середине вершины (MUAC) и окружности головы будут зарегистрированы подготовленным персоналом в течение 48 часов после рождения. Система уведомлений о доставке и рутинные вызовы, когда участник ближе кнопок обеспечит своевременный захват результатов.

Для суббогорта плацентарная ткань и пуповинная кровь будут собираться в течение 10-15 минут после доставки, замороженного и сохранения при -80 ° C. Дополнительные Biospecimens (стул и мокрота) будут архивированы для будущих анализов, включая эпигенетику.

Дьяда-мэрии будет следовать в течение двенадцати месяцев после доставки, с ежемесячными оценками антропометрии, практики кормления, иммунизации, заболеваемости и развития нервной системы.

Показатели результата

Основные результаты исследования включают частоту низкого веса при рождении (вес при рождении <2500 г), преждевременные роды (рождение до 37 завершенных недель беременности), младенцев с малым для гестационного возраста (SGA), основанных на межсерастовых стандартах и ​​мелких уязвимых новорожденных (SVN).

Вторичные результаты будут включать частоту мертворождения, гестационной гипертонии, материнских осложнений, неонатальной смертности и других неблагоприятных результатов, отслеживаемых в послеродовом периоде

Промежуточные физиологические результаты будут включать в себя частоту сердечных сокращений матери, артериальное давление и уровень активности, которые будут оцениваться в подвыборке из 1000 участников с использованием технологии носимых мониторинга

Обучение учебного персонала и обеспечение качества

Будет нанят опытный местный персонал, в том числе врачи, сонологи, медсестры/ акушерки и сборщики данных. Врачи исследования будут иметь предварительное обучение акушерства и гинекологии (OBGYN) и не менее двухлетнего опыта в акушерском ультразвуке. Они проведут 3-месячную подготовку по ультразвуковой и материнской эхокардиографии в Университете Ага-Хана (AKU), а также завершение Ультразвукового курса Международного общества ультразвука в акушерстве и гинекологии (ISUOG).

Каждый сайт исследования будет иметь три команды (две сборщики данных и один руководитель на команду). Централизованное обучение будет включать в себя ориентацию на протоколы исследования, обзор инструмента вопроса по вопросам и тренировку по антропометрии в соответствии с руководящими принципами технической помощи в области питания и питания III (FANTA III). Полевая практика и пилотное исследование будут проведены. Персонал, управляющий носимыми устройствами, получит дополнительное обучение по обработке устройств и регулярного поиска данных.

Материнская и младенческая антропометрия будет следовать стандартам межсраво-21-го. Материнский вес будет измерен с помощью шкал SECA 874 U (точность: 0,1 кг). Вес новорожденного будет зарегистрирован в течение 48 часов с использованием детских масштабов SECA 354. Длина лежатия младенца будет измерена с помощью инфонтометра; Окружность головы и MUAC будут записаны до ближайшего миллиметра. Все оборудование будет откалибровано в две недели. Материнский вес будет зарегистрирован дважды одним и тем же антропометристом, а измерения младенцев будут приняты независимо от двух слепых антропометристов.

Статистический анализ

Первичный анализ будет использовать изменяющуюся во времени, распределенную лаг и нелинейные модели для оценки ассоциаций между тепловым стрессом и неблагоприятными результатами родов. Воздействие тепла будет количественно оцениваться с использованием Универсального теплового климата -индекса (UTCI) и температуры влажного луковичного глобуса (WBGT), причем средний индекс тепла, рассчитанном в гестационных окнах (еженедельно, ежемесячно, триместре и общей беременности). Категории экспозиции будут определяться с использованием порогов распределения, литературных отсечений и кумулятивных метрик (например, дни экстремальных тепла> 40 ° C или> 45 ° C, экспозиция за 7 дней до доставки и диапазон суточного температуры).

Описательная статистика будет суммировать данные по материнской, экологической и рождению. Ассоциации с весом при рождении будут оцениваться с использованием многофункциональных линейных и логистических регрессий, стратифицированных по триместре. Обобщенные аддитивные модели будут изучать нелинейные отношения между воздействием и допуска. Чувствительность и анализ медиации будут оценивать определения теплового стресса и биологические пути (стресс, воспаление, дисфункция плаценты) соответственно. Все модели будут корректироваться для ключевых озабоченных.

Обеспечение качества данных

Данные будут собираться с использованием портативных устройств, оснащенных выделенным приложением для сбора данных, обеспечивающим захват в реальном времени и безопасное хранение информации участника при регистрации и последующем наблюдении. В конце каждого дня данные будут передаваться через безопасное подключение к Интернету с сервером Университета Ага Хан (AKU). В областях, где доступ к Интернету недоступен, руководитель команды будет экспортировать данные вручную на защищенное паролем устройство, чтобы гарантировать, что данные не теряются. Данные об окружающей среде от носимых и фиксированных устройств будут периодически получать отдачи от назначенного персонала и загружаться на сервер. Все данные будут архивированы в безопасном хранилище с доступом, ограниченным через аутентификацию Aku LAN, а доступ пользователя будет управляться в соответствии с назначенными ролями. Удаленная система резервного копирования, синхронизированная ежедневно, будет защищать данные от потерь или коррупции.

Чтобы обеспечить качество данных, автоматические проверки проверки будут интегрированы в платформу ввода данных, чтобы пометить значения и несоответствия от дальности, особенно в антропометрических измерениях и диетических данных. Специальный сонолог будет центрально следить за полевыми визуализациями и проводить ежедневные оценки качества ультразвукового, доплеровского и эхокардиографического данных для обеспечения ясности изображения и точность диагностики. Стандартные операционные процедуры (SOPS) будут распространены во всех группах исследования и строго соблюдаются на всех этапах, включая набор персонала, сбор данных, управление данными и анализ. Биохимические анализы также будут придерживаться стандартизированных протоколов с соответствующими внутренними мерами контроля качества.

Этические соображения

Протокол исследования был рассмотрен и утвержден Комитетом по этическому рассмотрению (ERC) Университета Ага Хана и национального комитета по биоэтике (NBC). Информированное согласие будет получено от всех участников до зачисления. Конфиденциальность данных и конфиденциальность участников будут строго поддерживаться на протяжении всего исследования.

При каждом исследовании и последующем посещении участники будут проходить скрининг врачам исследования на любые проблемы со здоровьем, включая высокое кровяное давление, обезвоживание или осложнения, связанные с беременностью. Те, кто требует ухода, будут направлены в соответствующие медицинские учреждения с транспортной поддержкой. Переправочные пути будут иметь место для управления осложнениями и чрезвычайными ситуациями в медицинских учреждениях. Случайные результаты, такие как аномалии сердца или плода, обнаруженные во время оценки, будут раскрыты участникам и направлены на специализированную помощь. Данные результатов беременности будут собираться только с согласия участника, и вся информация будет оставаться конфиденциальной.