1. Översiktlig projektbeskrivning

Engelsk titel

Biomarkers for cerebral pasly - inflammation, infection, coagulation and proteomics

Sammanfattning av projektet

CP (Cerebral Pares) är ett stort internationellt folkhälsoproblem. CP drabbar ungefär 2 barn per 1000 levande födda, och är därmed det vanligaste fysiska handikappet i barndomen.

Orsaken till CP är komplex och delvis okänd. Tidigare har man trott att den viktigaste orsaken till CP var komplikationer under förlossningen, såsom uterusruptur, navelsträngsframfall eller att moderkakan släpper från livmoderväggen med åtföljande syrebrist hos barnet. Nya studier har dock visat att syrebrist endast kan förklara cirka 10 % av alla fall med CP. Därför är det mycket viktigt att studera orsakerna vidare för att kunna förebygga hjärnskadan.

I Västsverige finns ett världsunikt register på alla barn som har CP födda efter år 1954. Vi har tidigare gjort flera journalstudier avseende riskfaktorer för CP med hjälp av detta register. Vi och andra har bland annat funnit att om mamman har en infektion under graviditeten ökar risken för att hennes barn skall få CP. Med hjälp av ett blodprov från barnet vid födseln skulle man vilja kunna förutsäga CP och sedan sätta in behandling för att förebygga tillståndet. Idag saknar vi sådana test.

Det tas ett blodprov på alla barn som föds i Sverige när barnet nått en ålder av 72 timmar eller mer. Detta prov kallas för PKU. Det övergripande syftet med vår studie är att finna biologiska markörer för CP i blodet från PKU-provet. Det skulle också kunna ge oss insikter i de mekanismer som är involverade i CP.

Våra frågeställningar grundar sig i huruvida barn med CP oftare uppvisar en avvikande nivå av olika äggviteämnen (cytokiner) i blodet runt förlossningen. Vi kommer att undersöka nivån av äggviteämnen som vi på förhand utifrån tidigare studier funnit intressanta. Slutligen ämnar vi undersöka om barn med CP uppvisar några tecken på störd blodlevringsförmåga eller SNP i gener. Blodet från PKU-proverna kommer att analyseras i avseende på proteinsammansättning med hjälp av laboratrieanalysmetoden Luminex och olika proteomics tekniker.

Typ av projekt

Forskningsprojekt

MeSH-termer för att beskriva ämnesområdet

Inlagda MeSH-termer

Cerebral Palsy

A heterogeneous group of nonprogressive motor disorders caused by chronic brain injuries that originate in the prenatal period, perinatal period, or first few years of life. The four major subtypes are spastic, athetoid, ataxic, and mixed cerebral palsy, with spastic forms being the most common. The motor disorder may range from difficulties with fine motor control to severe spasticity (see MUSCLE SPASTICITY) in all limbs. Spastic diplegia (Little disease) is the most common subtype, and is characterized by spasticity that is more prominent in the legs than in the arms. Pathologically, this condition may be associated with LEUKOMALACIA, PERIVENTRICULAR. (From Dev Med Child Neurol 1998 Aug;40(8):520-7)

Infant

A child between 1 and 23 months of age.

Proteomics

The systematic study of the complete complement of proteins (PROTEOME) of organisms.

Cytokines

Non-antibody proteins secreted by inflammatory leukocytes and some non-leukocytic cells, that act as intercellular mediators. They differ from classical hormones in that they are produced by a number of tissue or cell types rather than by specialized glands. They generally act locally in a paracrine or autocrine rather than endocrine manner.

Phenylketonurias

A group of autosomal recessive disorders marked by a deficiency of the hepatic enzyme PHENYLALANINE HYDROXYLASE or less frequently by reduced activity of DIHYDROPTERIDINE REDUCTASE (i.e., atypical phenylketonuria). Classical phenylketonuria is caused by a severe deficiency of phenylalanine hydroxylase and presents in infancy with developmental delay; SEIZURES; skin HYPOPIGMENTATION; ECZEMA; and demyelination in the central nervous system. (From Adams et al., Principles of Neurology, 6th ed, p952).

Projektets delaktighet i utbildning

Avhandling
D-uppsats / Magisterexamen
C-uppsats / Kandidatexamen
ST-läkarutbildning
Annan utbildning
Ej del i utbildning

3. Processen och projektets redovisning

Pågående aktiviteter

Planering och förberedelse före datainsamling
Datainsamling pågår
Analys av insamlade data pågår
Författande av skriftlig redovisning / publikation pågår
En eller flera publikationer från projektet är publicerade
Slutfört och inget mer görs inom ramen för detta projekt

Projektstart (när planeringen påbörjas och börjar dokumenteras skriftligt)

2007-01-01

Datum för påbörjande av datainsamling

2008-05-01

Datum då projektet är slutrapporterat

2010-01-01

4. Detaljerad projektbeskrivning

Bakgrundsbeskrivning

CP är ett livslångt tillstånd med betydande påverkan på livskvaliteten. Cirka 70% av barnen med CP har även andra neurologiska tillstånd såsom mental retardation och epilepsi.

Betydande förändringar inom förlossnings- och nyföddhetsvården i de industrialiserade länderna har medfört en slående minskning av den perinatala mortaliteten. Dock har inte detta medfört någon förändring vad gäller förekomsten av svår sjuklighet hos barn.

Orsaken till CP är komplex och delvis okänd (11,12). Tidigare har man trott att den viktigaste orsaken till CP var komplikationer under förlossningen, såsom uterusruptur, navelsträngsframfall eller att moderkakan släpper från livmoderväggen med åtföljande syrebrist hos barnet. Nya studier har dock visat att syrebrist endast kan förklara cirka 10% av alla fall med CP (16). Därför är det mycket viktigt att studera orsakerna vidare för att kunna förebygga hjärnskadan.

CP kommer årligen att diagnosticeras hos ungefär 11.000 barn inom EU. Den förväntade direkta kostnaden per barn tills det når vuxen ålder, ligger runt 5 miljoner kronor.

Även en liten minskning av förekomsten av CP skulle alltså ha betydande effekter på såväl det individuella som det samhälleliga planet.

En viktig perinatal hypotes är att maternell infektion kan leda till höjning av cytokinnivåerna i fetalt blod och hjärna vilket kan resultera i skada på centrala nervsystemet med efterföljande CP (4, 6-9).

Om man kan finna biomarkörer för CP såsom förhöjda nivåer av cytokiner i fetalt blod finns möjligheten att hitta en väg att förebygga tillståndet.

En Single Nucleotide Polymorphism (SNP) är en variation i arvsmassan som är positionsbestämd. Många forskare studerar sambandet mellan olika SNP:er i relation till olika sjukdomar. Vi kommer att välja ut ett antal gener som vi är intresserade av, sk kandidatgener baserade på data från tidigare studier för att se om det föreligger några genetiska skillnader mellan barn som senare utvecklar CP och friska barn.

Fortfarande finns inget sätt att förutsäga CP för att kunna sätta in förebyggande behandling. Vår studie syftar till att finna biologiska markörer för CP i blodet från PKU provet för att kunna möta detta behov.

De sparade PKU-proverna i kombination med det populationsbaserade CP-registret är en världsunik källa till kunskap i ett mycket svårstuderat forskningsfält.

Syfte

Syftet med studien är att hitta en biomarkör för CP för att på det sättet tidigt kunna sätta in åtgärder för att förebygga eller förhindra CP. Vi letar efter SNP (single nucleotide polymorphisms) som skiljer fall och kontroller åt.

Frågeställning / Hypoteser

Uppvisar barn som senare utvecklar CP avvikande nivåer av äggviteämnen såsom cytokiner/signalsubstanser/koagulationsfaktorer eller avvikande SNP i blodet runt födelsen, än friska barn?

Metod: Gruppindelning

Genom att använda oss av det Svenska Födelseregistret kan varje fall (barn med CP) matchas med två kontrollfall (barn utan CP). Som kontrollfall valde vi barnen som föddes närmast före och närmast efter fallet. Kontrollerna kommer att matchas för ett antal parametrar, såsom t.ex. gestationsålder, kön, förlossningssjukhus samt datum för förlossningen. Sammanlagt kommer 600 barn med CP samt dubbelt så många kontroller att deltaga i studien.

Metod: Databearbetning

PKU-proverna från alla barn födda sedan år 1975 i Sverige finns sparade i den nationella biobanken för PKU-prover vid Karolinska Universitetssjukhuset/Huddinge. Vi kommer att använda oss av 2 stycken 3,2 mm stora stanser av de 4 cirklar med blod som finns på detta kort, och därifrån extrahera serum och blodceller. Blodet kommer att analyseras med hjälp av Luminexteknologin för samtidig analys av 28 olika proteiner samt olika proteomics tekniker. Tekniken liknar sandwich-ELISA, med den skillnaden att små beads används som reaktions bas. Analys kommer också ske av SNP.

Kruskal-Wallis test, Mann Whitney och Spearman’s rho test används för den statistiska analysen.

Resultat

Förväntat kiniskt tillämpmning
CP kan inte diagnosticeras säkert förrän barnet är åtminstone 4 år gammalt. Det är långt efter det att barnet utsatts för de faktorer som bidrog till hjärnskadan. De flesta barn uppvisar inga symtom på en svår hjärnskada efter födseln. En biomarkör som skulle kunna förutsäga att barnet senare i livet kommer att utveckla CP, vore av stor betydelse för att kunna sätta in förebyggande åtgärder.

Vi kommer att få svar på om barn som senare utvecklar CP uppvisar avvikande nivåer av äggviteämnen såsom cytokiner/signalsubstanser/koagulationsfaktorer eller avvikande SNP i blodet runt födelsen, än friska barn. Detta ger oss en möjlighet att identifiera biologiska markörer för CP i blodet från PKU provet.

Referenser

1. Wu YW, Colford JM. Chorioamnionitis as a risk factor for cerebral palsy: A meta-analysis. Jama 2000;284(11):1417-24.

2. Grether JK, Nelson KB. Maternal infection and cerebral palsy in infants of normal birth weight. Jama 1997;278(3):207-11.

3. Nelson KB, Ellenberg JH. Predictors of low and very low birth weight and the relation of these to cerebral palsy. JAMA 1985;254(11):1473-9.

4. Nelson, K. B.; Dambrosia, J. M.; Grether, J. K. & Phillips, T. M. Neonatal cytokines and coagulation factors in children with cerebral palsy. Ann Neurol, 1998, 44, 665-675.

5. Nelson, K. B.; Dambrosia. Genetic Polymorphisms and Cerebral Palsy in very preterm infants. Pediatric research, 2005, 57 (4), 494-500.

6. 10. Leviton A. Preterm birth and cerebral palsy: is tumor necrosis factor the missing link? Dev Med Child Neurol 1993;35(6):553-8.

7. Hagberg H, Mallard C, Jacobsson B. Role of cytokines in preterm labour and brain injury. Bjog 2005;112 Suppl 1:16-8.

8. Dammann O, Leviton A. Maternal intrauterine infection, cytokines, and brain damage in the preterm newborn. Pediatr Res 1997;42(1):1-8.

9. Gomez R, Romero R, Ghezzi F, Yoon BH, Mazor M, Berry SM. The fetal inflammatory response syndrome. Am J Obstet Gynecol 1998;179(1):194-202.

10. Hagberg B, Hagberg G, Beckung E, Uvebrant P. Changing panorama of cerebral palsy in Sweden. VIII. Prevalence and origin in the birth year period 1991-94. Acta Paediatr 2001;90(3):271-7.

11. Stanley F, Blair E, Alberman E. Cerebral palsies: Epidemiology and Casual Pathways. London: MacKeith Press; 2000.

12. Stanley FJ. The aetiology of cerebral palsy. Early Hum Dev 1994;36(2):81-8.

13. Jacobsson B, Hagberg G, Hagberg B, Ladfors L, Niklasson A, Hagberg H. Cerebral palsy in preterm infants: a population-based case-control study of antenatal and intrapartal risk factors. Acta Paediatr 2002;91(8):946-51.

14. Jacobsson B, Ahlin K, Hagberg G, Hagberg B, Wennerholm UB, Hagberg H. Cerebral palsy in term infants: a population-based case-control study of infectious antenatal and intrapartal risk factors. Am J Obstet Gynecol 2003;189(6):S154.

15. Jacobsson B, Hagberg G, Hagberg H. Maternal infections and cerebral palsy in term infants with periventricular leucomalacia. Am J Obstet Gynecol 2003;189(6):S154.

16. Nelson k, Grether J. Potentially asphyxiating conditions and spastic cerebral palsy in infants of normal birth weight. Am J Obstet Gynecol 1998;179:507-13.