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摘要
簡介特應性疾病的發病機製非常複雜，導致嬰兒特應性皮炎(AD)發病的確切機製仍然是謎。除了年輕時皮膚發育的相互依賴的網絡和AD發展背後的皮膚屏障功能障礙，環境因素和生活習慣與皮膚屏障和免疫失調之間的複雜相互作用被懷疑是導致AD發病的原因。本研究旨在全麵評估個體微生物群和免疫反應，並探討與兒童4歲前患AD風險相關的環境決定因素。
方法與分析“慕尼黑特應性預測研究”是對來自德國慕尼黑的前瞻性出生隊列進行的一項全麵的臨床和生物學調查。通過問卷收集有關懷孕、兒童發育、環境因素、父母接觸潛在過敏原以及兒童和父母急性或慢性疾病的信息，並由訓練有素的皮膚科醫生進行詳細的臨床檢查，重點關注過敏、皮膚健康，特別是出生後2個月和每6個月的AD症狀。此外，在每次就診時，皮膚屏障功能都通過測膚、測角和經皮失水進行評估。這些測量是通過過敏診斷和廣泛的糞便和皮膚拭子微生物組分析以及使用皮膚顯微活檢的轉錄組分析來完成的。
目的是評估嬰兒AD發病和惡化的不同已知和未知危險因素的相關性，並確定可能的可獲取和可靠的生物標誌物。
倫理與傳播這項研究得到了慕尼黑工業大學醫學院倫理委員會的批準(參考文獻334/16S)。所有相關研究結果將在國內和國際會議和同行評審期刊上發表。
- 濕疹
- 兒科皮膚科
- 免疫學
- 過敏
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數據來自Altmetric.com
本研究的優勢和局限性
慕尼黑特應性皮炎預測研究是第一項在嬰兒特應性皮炎發展的背景下收集從懷孕到出生和兒童早期多個時間點數據的研究。
表型信息包括詳細的問卷調查、皮膚拭子、糞便和血液取樣、顯微活檢和針刺試驗的數據。
密集的隨訪將有助於密切跟蹤從時間到事件的數據分析。
潛在的局限性包括由於隨訪期長而導致的高退出率。
簡介
特應性皮炎(AD)是一種慢性複發性炎症性皮膚病，其特征是皮膚幹燥、瘙癢和發紅。1在過去的幾十年裏，兒童阿爾茨海默病的患病率增加了30%，特別是在發達國家，如斯堪的納維亞、北歐和西歐、大洋洲和非洲的城市地區，而在東歐、中東、中國和中亞的患病率則較低。2地理差異的原因尚不清楚。2阿爾茨海默病屬於北半球最常見的皮膚病，3.60%-80%的受影響兒童在出生後6個月內發病。4雖然AD在許多兒童中可能會在以後的生活中消退，但在生命的頭2年早期發病會使嚴重和長期疾病病程的風險增加一倍，包括發生食物過敏的風險增加近4倍，患哮喘的風險增加2.5倍。5個6特別是在受嚴重影響的患者中，個人及其家庭的生活質量明顯下降，AD的社會經濟影響是巨大的。7 - 10
遺傳和環境危險因素被認為是AD發展過程中皮膚屏障功能障礙和免疫失調的主要驅動因素。11 - 14號聚絲蛋白基因功能的喪失是AD發病的最強遺傳風險因素，除其他外，會導致皮膚水合作用和水瀦積的變化。15遺傳修飾似乎是阿爾茨海默病發展的一個重要參數，特別是在該疾病的家族性群集中。16有AD家族史的兒童患AD的風險更高:如果父母一方受影響，風險增加約37%，如果父母雙方都受影響，風險增加近50%。16然而，許多受影響的父母的孩子仍然保持皮膚健康，盡管他們的父母有相同的遺傳皮膚屏障缺陷。因此，這表明其他個人影響因素可能在起作用，如生活條件、微生物群-宿主相互作用、抗生素暴露、衛生標準和日常皮膚護理常規。17由於AD的發病機製是多因素的，各因素之間的相互作用非常複雜，個體AD的病因尚不清楚。
為了更好的患者和疾病管理，需要更深入的研究來檢查這些多重風險因素之間的關係。與專注於基於人群的主要危險因素的大型流行病學研究相反，慕尼黑特應症預測研究(MAPS)旨在通過全麵的研究設置收集高度詳細的信息和數據，並研究這一前瞻性出生隊列中AD危險因素的可能相關性。通過這項研究設計，MAPS旨在描述驅動AD發展的潛在網絡，包括免疫和微生物偏差，以及環境因素如何與這些變化的標記相互作用，以及在生命的最初幾年AD的出現。
方法與分析
研究人群和環境
MAPS隊列是一項正在進行的前瞻性和觀察性出生隊列研究，研究對象是來自德國慕尼黑三家主要醫院的嬰兒。與產科診所、助產士和皮膚科醫生合作，積極接觸母親。這項研究於2017年6月開始，18歲及以上的母親可以填寫一份德語問卷，並在大慕尼黑地區居住，有資格參與。兒童父母在納入研究前提供書麵知情同意。新生兒無排除標準。對孩子的檢查安排在4歲前。本研究是一個流行病學項目，在慕尼黑地區建立了一個300名兒童的出生隊列。嬰兒的登記是在2017年5月至2020年3月期間進行的。數據收集在參與者生命的第48個月完成，並將於2024年3月結束。
隊列的設計
研究過程在圖1而且圖2．兒童的臨床檢查安排在2個月大時，6個月時，此後每6個月在德國慕尼黑工業大學皮膚病學和過敏係進行(圖1)．所有患AD的兒童都根據臨床指示在額外的訪問中進行檢查。所有檢查均由受過皮膚科訓練的醫生進行。
4年時間跨度內參加MAPS隊列兒童的計劃檢查和評估時間表。AD，特應性皮炎;EASI、濕疹麵積及嚴重程度指數;慕尼黑特應性預測研究;SCORAD，特應性皮炎。
樣品和材料的概述，它們的來源和MAPS數據收集的計劃分析。慕尼黑特應性預測研究;PBMC，外周血單個核細胞。
考慮到AD在德國的患病率，在所有兒童(18歲以下)中占15.6%，在1歲兒童中占22.8%，據估計，在所有300名MAPS參與者中，大約有50名嬰兒將在他們生命的前4年發展為AD;18然後將50名患有AD的受影響兒童與隊列中的250名健康兒童進行比較，此外，許多變量，例如腸道微生物組和皮膚微生物組以及生態性皮膚測量值，在最初幾年的時間內將具有可比性。為了在需要昂貴的實驗室化驗的分析中評估AD嬰兒與健康嬰兒之間的差異，將建立一個年齡匹配和性別匹配的健康兒童對照組，他們具有類似的生活條件(城市、郊區或農村)。每一名新診斷的AD嬰兒，將有兩名健康嬰兒被納入該對照組。
家長的問卷調查
母親們被要求完成關於懷孕、孩子不同發育階段和間接信息的問卷調查。第一份問卷調查的重點是懷孕的過程和相關事件。我們收集了有關藥物使用(如抗生素)、懷孕期間可能的並發症(如感染)、營養、生活條件和環境因素(如兄弟姐妹、寵物和消毒劑的使用)、性健康史和衛生習慣(如身體護理)的信息。第二份問卷是在孩子長到2個月大時填寫的，涵蓋了嬰兒的人體測量數據(如體重、身高和周長)、皮膚狀況(如曬傷)、一般健康問題(如氣喘和流感)，包括任何藥物、疫苗接種、營養和環境因素(如父母是否吸煙、是否有兄弟姐妹和居住地點)和護膚習慣(如:使用的產品以及洗澡和保濕的頻率)。從6個月大開始，填寫第三份問卷，重點是家庭和環境、養育子女的父母(如母親)的心理行為、旅行和兒童的健康，特別是最近的疾病和疫苗接種。在以後每次訪視時，我們會再次詢問問卷(圖1)．
臨床皮膚評估和麵談
在每次預約時，詢問患者的病史，以獲得有關兒童健康的信息，並對皮膚進行臨床檢查。家長被問及最近的皮膚疾病和過敏，外部實施的治療和診斷。皮膚檢查尤其受到關注，包括評估皮膚類型(菲茨帕特裏克皮膚光型分類)、痣的數量和位置、頭發狀況、頭發模式、指甲和良性皮膚變化(如雀斑和副乳腺)(圖1)．使用Hanifin和Rajka診斷標準(IgE水平除外)評估皮膚是否有AD症狀。19使用濕疹麵積和嚴重程度指數(EASI)和評分特應性皮炎(SCORAD)評估AD的嚴重程度。20 21
無創皮膚屏障測量
皮膚屏障功能障礙被認為是AD發展的主要驅動因素之一。22已知AD患者皮膚水分流失、皮膚彈性和皮膚水合作用可能失調，並在MAPS中進行評估23（圖1)．
這些分析的穩定性和有效結果高度依賴於穩定的設置，因為測量結果易受給定環境的影響而改變。為了全年創造穩定的條件，這些分析是在同一間有空調的房間裏進行的。濕度和室內溫度的測量總是有記錄的。
角質層水化測定法
角質層測定法是測定角質層中水分的含量。在MAPS中，使用Derma Unit SSC 3 (Courage+Khazaka Electronic, Cologne)對同一區域連續采樣三次。皮膚提供了一種介電介質，水的含量與皮膚的電容量相關。測量總是在肘窩施加輕壓力。
Cutometry
皮膚彈性通過使用Cutometer Dual MPA 580 (Courage+Khazaka Electronic, Cologne)進行皮膚彈性評估。設備中產生的負壓會機械地使皮膚變形。皮膚被拉入探針的孔徑，並在一段規定的時間後再次釋放，同時暴露在非接觸式光學測量係統中。可以得出關於彈性和硬度的結論。在手臂的同一區域重複測量三次。
經皮失水(TEWL)
水分流失的測量使用便攜式密閉冷凝室設備aquaf200 (Biox Systems，英國)。水分流失是通過計算水的擴散能力來表征表皮的膜功能。在肘窩重複測量三次。
皮膚和鼻子拭子
在每次研究訪問中，使用無dna的尼龍蜂絨棉簽收集腋下和鼻子的皮膚棉簽(圖1)．拭子用含有Tween 20(0.1%)的0.15 mM NaCl溶液濕潤。通過來回摩擦拭子約50次並施加堅實的壓力來獲得皮膚微生物組樣本。鼻微生物組樣本使用在沒有Tween 20的NaCl溶液中浸泡的棉簽收集。孩子們不應該在探訪前24小時洗澡或塗奶油。在2個月的隨訪中，母親的皮膚也被取樣。拭子取自所有母親的掌側前臂。這些標準與兒童使用的標準相同。在所有患AD的兒童中，從受影響和未受影響的皮膚區域收集皮膚拭子。從活的微生物中提取DNA。24使用16S-rRNA基因測序分析單個細菌定植。關鍵樣本將通過宏基因組測序進行分析，以研究微生物組的代謝能力，並以更高分辨率識別微生物(圖2)．
Microbiopsies
由於常規活檢的侵入性，我們采用微創方法，使用顯微活檢，既不需要局部麻醉也不需要縫合。這些設備旨在收集直徑為0.21毫米和深度為0.26毫米的皮膚樣本。25日26日當在研究訪問或額外預約期間觀察到兒童患有AD時，進行顯微活檢(圖1)．樣本采集自病變區和非病變區(病變周圍5-10厘米處)以及健康匹配對照的相應部位。微活檢皮膚樣本儲存在- 80°C的RNA穩定劑中，直到整個RNA製備完成。皮膚轉錄組將通過測序從這些製劑的mRNA中創建的cDNA文庫來分析(圖2)．
糞便取樣
在隨訪2個月時，使用帶有DNA穩定劑的糞便收集管從母親身上采集糞便樣本，並在每次預約時從兒童身上采集糞便樣本(Invitek Molecular, Berlin, Germany) (圖1)．使用ZymoBiomics DNA miniprep試劑盒(zyymo Research, Freiburg, Germany)從糞便樣本中提取DNA，並分析皮膚和鼻子樣本中描述的16S-rRNA基因。此外，將對關鍵樣本進行代謝組分析，以研究短鏈脂肪酸水平和其他免疫調節劑(圖2)．
臍帶血
出生後，立即從新生兒臍帶靜脈中采集80毫升血液，並收集在Vita 34收集袋中(Vita 34 AG，萊比錫，德國)(圖1)．血液被進一步處理為三種不同的研究方法:(1)通過流式細胞術鑒定不同的細胞群，(2)血漿收集以確定係統細胞因子和抗體水平，(3)外周血單個核細胞(PBMC)分離以深入描述特定細胞類型(如刺激實驗，表達和表觀遺傳分析)。為了用流式細胞儀測定不同的細胞群，我們在全血中建立了多色染色(圖2)．
血液采樣
在36個月大時，收集所有仍參與研究的兒童的血液，以獲得血清、edta血和檸檬酸血(圖1)．多重試驗(ImmunoCAP ISAC, ThermoFisher, Waltham, USA)將用於測定血清中針對過敏原成分的特異性IgE，同時從EDTA血液中獲得中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、單核細胞和淋巴細胞的差異血計數。在診斷為AD的兒童和適當的對照(性別匹配、年齡匹配、出生月份、居住地匹配)中，還從類似臍帶血的檸檬酸血中進行流式細胞分析和分離pmcs (圖2)．
針刺測試
皮膚點刺試驗是一種常用的檢測致敏性的功能試驗。將不同的物質塗在皮膚表麵，然後使用無菌的刺刺針對皮膚進行小針刺。在第四年，在標準條件下使用標準空氣過敏原和兒童食物過敏原對所有研究參與者進行單刺試驗(圖1)．後者包括牛奶、雞蛋、小麥、大豆、Dermatophagoides pteronyssinus、草花粉、榛子和鱈魚。劃傷後15分鍾測定皮膚反應。
研究目標
建立:
罹患阿爾茨海默症嬰兒的整體比例和特征，包括幼兒發育、人體測量(如體重、身高、體圍)、皮膚狀況(如曬傷)、一般健康問題(如喘息、流感)、藥物、疫苗、營養和環境因素(如父母是否吸煙、是否有兄弟姐妹和居住地點)以及護膚習慣(如使用的產品、洗澡和保濕的頻率)，養育子女的父母(如母親)的精神行為、旅行和孩子的健康，特別是最近的疾病和疫苗接種。
母親在AD發展中的作用，包括母親的特征，懷孕期間的行為(藥物使用信息(如抗生素)，懷孕期間可能的並發症(如感染)，營養，生活條件和環境因素(如兄弟姐妹，寵物，消毒劑的使用)，性健康史和衛生習慣)，臍帶血中可能的早期AD生物標誌物
微生物組在AD發展中的作用，包括皮膚屏障功能。
臍帶血中預測AD發展的生物標記物
數據管理
收集到的數據直接輸入在線REDCap(研究電子數據捕獲)。REDCap是一種元數據驅動的基於瀏覽器的工作流方法，通過快速開發和部署電子數據來支持臨床和轉化研究。27
患者和公眾參與
患者和公眾都沒有參與研究問題的製定或研究設計。這項研究是由皮膚科醫生、流行病學家、婦科醫生、生物學家和生物化學家組成的跨學科研究團隊策劃的。研究結果將通過開放獲取的出版物傳播給研究參與者。
統計分析
將分別對基線和隨訪問卷收集的所有維度進行描述性統計。此外，我們將進行調整回歸分析，以了解不同時間點暴露與AD之間的關係。以下關於AD的獨立變量將被檢查:性別(女性，男性)，出生季節(春夏，秋冬)，剖腹產，兄弟姐妹，母乳喂養的總時間，抗生素的攝入量，鎮痛藥，感炎藥，疫苗接種(所有這些都在不同的時間點:孕幼)、母親教育程度、母親產假前就業、母親AD、父親AD、患有AD的兄弟姐妹、母親抑鬱、母親焦慮、母親吸煙、母親化學治療頭發、母親孕期感冒、母親孕期急性發熱、居住地(城市和農村)、靠近交通道路和寵物主人。為了確定發生AD的相關因素，將進行單因素logistic回歸模型，並計算OR。所有上述自變量都將包含在基本模型中。在變量選擇的基礎上，最終計算多元邏輯回歸模型，構建AD的風險預測模型。預測因子之間的多重共線性分析將通過計算phi係數來進行。臍帶血分析將使用FlowJo數據分析軟件包(TreeStar, USA)進行。采用Mann-Whitney-U檢驗比較兩個獨立組(AD vs健康組)的因變量是否存在差異。
對於微生物組數據分析，生成的16S擴增子將按照usparse方法進行處理，獲得的clean reads用於多樣性分析、分類分箱、序列組比較和相關性。28廣義UniFrac將用於計算係統發育距離矩陣和Bray Curtis方法來評估樣本之間的相似性。非參數Kruskal Wallis秩和檢驗和Mann-Whitney-U檢驗將分別用於多重和兩兩組比較。將使用Benjamini和Hochberg程序進行多次測試校正。對於轉錄組數據分析，讀取值將歸一化到每百萬計數(CPM)，隻有水平高於0.5 CPM的基因將被保留。DESeq2包用於鑒別差異表達基因(fold change≥1.5,adj.p<0.05, false discovery rate <0.05)。29途徑分析將使用基因本體分析方法進行，包括比較不同的數據庫，如生物過程，KEGG(京都基因和基因組百科全書)，Biocarta和reactome。基因集富集分析將使用基因集富集分析(GSEA)平台進行。
優勢和局限性
MAPS是德國第一個前瞻性地調查可能的危險因素在AD發展中的作用的出生隊列。出生隊列的詳細研究可以同時評估許多因素。30.通過問卷調查、臨床檢查、皮膚屏障和皮膚檢查、糞便微生物組樣本、皮膚轉錄組分析以及遺傳和表觀遺傳血液分析，定期評估來自兒童的數據，包括他們的發育。
MAPS旨在使用多因素和整體方法來了解AD，以確定複雜的和以前未知的機製。
潛在的局限性包括由於隨訪期長而導致的高退出率。家庭生活中的重要參數可能是由於生孩子或搬到另一個地區而改變的生活條件。另一個限製是，並非所有社會經濟階層和生活條件都得到平等代表。選擇偏差是另一個限製，因為患有AD的父母可能比未受影響的父母更願意參與。如果病例數量較少，可能需要多個歸責模型。
未來幾年的戰略目標
出生隊列設定為4年。未來幾年的重點是通過每6個月定期隨訪來保持參與者參與研究，以最大限度地減少潛在的退出。在4年的時間跨度內收集了大量的數據，可以進行廣泛的分析，包括與嬰兒AD發展相關的幾個主題。結合已經存在的關於AD個體風險因素的研究，我們希望擴展目前文獻中可用的證據，並確定很少研究的領域。為了使數據可視化、分析和結構化，網絡分析將用於在大型數據集中識別潛在的集群。31總的來說，這項研究旨在更好地了解嬰兒AD的潛在機製和各種危險因素的相互作用，以改善患者護理和疾病管理。
倫理與傳播
這項研究得到了慕尼黑工業大學醫學院倫理委員會的批準(參考文獻334/16S)。兒童父母在納入研究前提供書麵知情同意。所有相關研究結果將在國內和國際會議和同行評審期刊上發表。
倫理語句
患者發表同意書
參考文獻
腳注
SP和LS的貢獻相當。
貢獻者TB和AZ設計並指導了該項目;SP、VL、RB、AD、SS、AB、CS進行測量;LS、LT、MS、LM、HH、BK、EH、MS、SN、DA、SE、RLS、MH、BE、SK、MK、YA、YS、ZK參與策劃並監督工作。SP與LS協商撰寫了手稿。
資金亥姆霍茲中心München，德國研究中心für環境健康有限公司，過敏症臨床單位(EKA);beplay体育相关新闻德國銀行，GRK2668。
相互競爭的利益TB向以下公司提供建議或接受講座酬金或研究資助:ALK-Abelló、楊森、美達、諾華、菲迪亞·賽默飛世爾、賽諾菲和Celgene。阿斯利康向以下公司提供建議或接受講座或研究補助金的酬金:ALK-Abelló、楊森、諾華、菲迪亞賽默飛世爾、賽諾菲和利奧製藥。BK提供建議並從itf公司獲得演講酬金。LT獲得了以下公司的研究資助講座酬金:楊森、諾華和拜爾斯道夫Dermo Medical。
患者和公眾參與患者和/或公眾沒有參與本研究的設計、實施、報告或傳播計劃。
出處和同行評審不是委托;外部同行評審。