Употребление алкоголя и каннабиса среди беременных женщин в Словении

Цель исследования – определить распространенность употребления алкоголя и каннабиса среди беременных женщин в Словении. Употребление алкоголя и наркотиков во время беременности оказывает значительное влияние на плод и имеет краткосрочные и долгосрочные последствия для здоровья. Одним из наиболее серьезных последствий является фетальный алкогольный синдром (ФАС), который характеризуется врожденными аномалиями, когнитивными нарушениями и дефицитом роста. Другим последствием для здоровья пренатального воздействия алкоголя является расстройство фетального алкогольного спектра (ФАСН), которое характеризуется нарушением работы центральной нервной системы и приводит к поведенческим и когнитивным проблемам, синдрому дефицита внимания, дисфункции исполнительных функций и проблемам с памятью. Следовательно, дети, страдающие от злоупотребления алкоголем матерью, имеют более низкую успеваемость в школе, более низкий уровень образования, психические расстройства, более высокие показатели употребления алкоголя и наркотиков, более высокий уровень преступности, безработицы и другие проблемы, которые ложатся бременем на отдельных людей и общество. Употребление наркотиков во время беременности влияет как на мать, так и на плод и тесно связано с перинатальными проблемами, выкидышами, преждевременными родами, низкой массой тела при рождении, малой окружностью головы и врожденными пороками развития. Употребление наркотиков матерью во время беременности вызывает неонатальный абстинентный синдром; оно также влияет на развитие мозга плода, что может привести к долгосрочным нейропсихиатрическим проблемам. Распространенность употребления алкоголя и наркотиков среди беременных женщин в Словении ранее не изучалась.

Желудочно-кишечный тракт взрослого человека густо заселен микроорганизмами. Микробиота, представляющая собой таксономическую инвентаризацию присутствующих микробных родов и видов – в первую очередь бактерий – и, в более широком смысле, микробиом, который охватывает все микроорганизмы (бактерии, археи, грибы, простейшие, вирусы, мобильные генетические элементы) вместе с их функциональными генами и метаболитами, присутствующими в кишечнике, значительно варьирует по своему составу у разных людей в зависимости от разрешения наблюдения. При рождении желудочно-кишечный тракт ребенка имеет меньшую плотность микробных клеток, поскольку сеть селективных давлений начинает развиваться только при контакте с материнскими выделениями, пищей и окружающей средой. Эти давления включают микробные ферментативные продукты, полученные из грудного молока или детской смеси, экспрессию генов и микробную конкуренцию, что приводит к динамическому развитию микробиома. На развитие микробиома кишечника младенца после рождения влияют несколько факторов, включая способ родоразрешения, тип вскармливания, недоношенность, использование антибиотиков и другие факторы окружающей среды. Все больше данных также указывает на влияние пренатальных факторов, таких как гестационный диабет и ожирение, инфекции, стресс и диета матери. Растущее число исследований также демонстрирует, что измененная микробиота во время беременности и в раннем детстве может влиять на развитие мозга и поведение в более позднем возрасте через ось «кишечник-мозг». Влияние употребления алкоголя на микробиоту кишечника изучалось в основном у взрослых, у которых наблюдалось снижение α-разнообразия микробиоты. Пренатальное воздействие алкоголя может влиять на микробиоту новорожденного в первую очередь через вызванные алкоголем изменения материнской микробиоты и, как следствие, всасывания питательных веществ. Анализ мекония представляет собой уникальную возможность для изучения исключительно пренатальных факторов, влияющих на микробиом, поскольку постнатальные факторы не влияют на микробиом мекония. Ван и коллеги изучали пары мать-новорожденный, анализируя образцы стула матери в третьем триместре и образцы новорожденных в течение первых 48 часов после рождения. Они продемонстрировали значительные различия в составе микробиоты матерей, употреблявших алкоголь, и в микробиоте их новорожденных по сравнению с парами мать-новорожденный, в которых матери не употребляли алкоголь. Существует лишь несколько исследований на животных моделях, которые подтвердили различия в микробиоте кишечника взрослого потомства, чьи матери получали диету, содержащую алкоголь, во время беременности. На сегодняшний день нет опубликованных исследований, которые бы характеризовали микробиом мекония новорожденных, чьи матери употребляли каннабис.

Методы: Распространенность употребления алкоголя и каннабиса во время беременности будет исследована в сотрудничестве с Национальным институтом общественного здоровья, Институтом судебной медицины (ИСМ) Медицинского факультета Люблянского университета, Институтом Йожефа Стефана и Клиническим отделением неонатологии Детской клиники Университетского клинического центра Любляны с использованием трех различных методов:

1. Будет проведено перекрестное исследование на национально репрезентативной выборке образцов мекония. Образцы мекония будут собраны из родильных домов Словении. В образцах мекония будут определены биомаркеры алкоголя и запрещенных наркотиков. Объем выборки для исследования будет рассчитан с учетом населения Словении, количества родов в год и предполагаемой распространенности употребления алкоголя и наркотиков во время беременности. Образцы мекония будут собираться анонимно. Подгузники с меконием будут собираться в специальные мешки для отходов медицинскими работниками, ухаживающими за новорожденными и матерями, в первый день после родов. Подгузники для отбора проб мекония будут случайным образом извлекаться из мешков; образец будет помечен серийным номером. Данные о поле новорожденного, гестационном возрасте (доношенный/недоношенный), типе родов (вагинальные/кесарево сечение), применении антибиотиков во время родов и хронических заболеваниях матери будут собираться анонимно без каких-либо других личных или временных данных. Будет специальная группа из 100 образцов мекония из одного родильного дома, где мы сопоставим анкету матери и образец мекония. Для этого мы попросим разрешения матери. Здесь также не будет сбора персональных данных, образец мекония и анкета матери будут сопоставлены с помощью кода. Образцы будут проанализированы в токсикологической лаборатории ИСМ. Для исследования в Словении будет внедрен новый аналитический метод исследования мекония.
2. Национальное исследование образа жизни будет проведено в словенских родильных домах, включая вопросы об употреблении алкоголя и наркотиков во время беременности. Опрос будет анонимным и не связанным с отбором проб мекония; участие в опросе будет добровольным. Женщинам будет предоставлен доступ к онлайн-опросу после получения информации о цели исследования, методе обеспечения анонимности и методах сбора данных.
3. Анализ микробиома: все образцы мекония, которые дадут положительный результат на метаболиты алкоголя и каннабиса, а также два отрицательных образца мекония на каждый положительный образец мекония, будут включены в анализ состава микробиома мекония. В заключительной части исследования – сравнении микробиома – будут включены все образцы мекония, положительные на метаболиты алкоголя или каннабиса. Анализ микробиома будет проведен на заключительном этапе исследования в рамках консорциума проекта «Миллион микробиомов человека» и Словенской метаболомной базы данных (в стадии подготовки). Молекулярные данные, полученные в результате метагеномного секвенирования, будут проанализированы на словенской суперкомпьютерной инфраструктуре (Vega, Maister) с использованием инструментов, разработанных и применяемых междисциплинарной группой в суперкомпьютерной сети. Мы создадим таксономические матрицы бактерий, архей, грибов, простейших и ДНК-вирусов; матрицы разнообразия (35 индексов разнообразия); матрицы функциональных генов (20 миллионов групп); матрицы ферментативных реакций (500 000 категорий); матрицы метаболических путей (100 000 переменных) и матрицы метаболитов (1000 переменных). Собранные данные и их преобразование из молекулярного в числовой формат послужат основой для машинного обучения (стандартизация, нормализация, оценка разделения выборок и производительности классификации с использованием различных алгоритмов и гиперпараметров), идентификации сетей биомаркеров (n > 100) и непараметрического статистического анализа микробиома кишечника.

Статистический анализ: Статистический анализ данных будет выполнен с использованием программного пакета IBM SPSS Statistics 25. Для характеристики популяции женщин в послеродовом периоде, участвующих в опросе, и обобщения собранных данных будут использованы описательные статистические методы. Распространенность употребления алкоголя или каннабиса среди беременных женщин будет рассчитана на основе количества образцов мекония, положительных на метаболиты алкоголя или каннабиса. Распространенность употребления алкоголя и каннабиса на основе самоотчетов будет рассчитана отдельно. Молекулярные данные, полученные из анализа микробиома, будут преобразованы в числовые данные и использованы для машинного обучения (стандартизация, нормализация, оценка разделения выборок и производительности классификации с использованием различных алгоритмов и гиперпараметров), идентификации сетей биомаркеров (n > 100) и непараметрического статистического анализа микробиома кишечника, как это проводит междисциплинарная группа. Затем полученные данные будут статистически сравнены между группой образцов мекония, положительных на метаболиты алкоголя и каннабиса, и группой образцов мекония, в которых эти метаболиты отсутствовали.

Ожидаемые результаты: Мы стремимся определить распространенность употребления алкоголя и наркотиков среди беременных женщин в Словении. Данные о метаболитах алкоголя и наркотиков, полученные из образцов мекония, будут сопоставлены с результатами опроса, в котором распространенность употребления алкоголя и наркотиков будет определяться на основе самоотчетов. Таким образом, мы сможем оценить надежность самоотчетов. Результаты исследования позволят нам оценить распространенность ФАС и ФАСН в Словении, помогут разработать стратегию повышения осведомленности специалистов и общественности о распространенности и последствиях употребления алкоголя и наркотиков во время беременности, планировать профилактические меры и вмешательства в целевой группе беременных женщин, создать диагностические команды по ФАС и ФАСН. Что касается микробиома, мы ожидаем значительного различия в составе микробиома образцов мекония, которые дают положительный результат на алкоголь или каннабис, по сравнению с образцами, которые дают отрицательный результат (с учетом пола, гестационного возраста, воздействия антибиотиков во время родов и наличия хронических заболеваний).