Maternal blood biomarkers and adverse pregnancy outcomes: a systematic review and meta-analysis

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dc.contributor.author

Gomes, J.

Au, F.

Basak, A.

Cakmak, S.

Vincent, R.

Kumarathasan, P.

dc.date.accessioned

2024-04-05T18:10:35Z

dc.date.available

2024-04-05T18:10:35Z

dc.date.issued

2019-09-11

dc.description - en

Adverse birth outcomes are linked to various factors such as maternal environmental exposures and nutritional status during pregnancy. Understanding biochemical changes in mothers during pregnancy can provide insight into mechanistic pathways related to adverse health effects in mothers and their babies. This information can be useful in identifying strategies to favour healthy pregnancies, and thus is in line with Health Canada's mandate to maintain and improve the health of Canadians. The aim of this work was to conduct a literature review on infant birth outcomes (e.g. infant birth weights, term of pregnancy) and maternal markers of biochemical status, and to conduct a meta-analysis to identify potential adverse outcome pathways. The work was conducted by University of Ottawa in collaboration with Health Canada. In order to carry out the literature search, various scientific publication databases were queried using various search terms relevant to this topic. Fifty-four articles in English were screened in, and of these studies only 35 were considered for meta-analyses. The present study, consisted of 43,702 women and 50 maternal biomarkers in blood. Statistical tests were carried out to assess the relationship between adverse infant birth outcomes and maternal markers that either were classified as inflammatory (e.g pro-inflammatory cytokines) or hormonal/growth factor-type of biomarkers (e.g. pregnancy associated plasma protein A) of which some of them were associated with small for gestational age (SGA) or preterm birth (PTB) or low birth weight. The findings of this work implied that changes in the levels of these classes of maternal plasma markers may serve as valuable tools in identifying adverse birth outcome pathways. Furthermore, these results also favour future large, prospective cohort studies to verify and validate maternal mechanisms that may contribute to specific adverse birth outcomes.

dc.description.abstract - en

Background: Pregnancy is a vulnerable period for the mother and the infant and exposures to environmental chemicals in utero can influence neonatal morbidity and mortality. There is a momentum toward understanding and exploring the current maternal biological mechanisms specific to in utero effects, to improve birth outcomes. This study aims to examine the current understanding of the role of biomarkers that may be associated with term of pregnancy, infant birth weights and infant development in utero. Methods: Electronic searches were conducted in PubMed, Embase, OvidMD, and Scopus databases; and all relevant research articles in English were retrieved. Studies were selected if they evaluated maternal blood plasma/serum biomarkers proposed to influence adverse birth outcomes in the neonate. Data were extracted on characteristics, quality, and odds ratios from each study and meta-analysis was conducted. Results: A total of 54 studies (35 for meta-analysis), including 43,702 women, 50 plasma markers and six descriptors of birth outcomes were included in the present study. The random effect point estimates for risk of adverse birth outcomes were 1.61(95%CI: 1.39–1.85, p < 0.0001) for inflammation-related biomarkers and 1.65(95%CI: 1.22–2.25, p = 0.0013) for growth factor/hormone-related biomarkers. All subgroups of plasma markers showed significant associations with adverse birth outcomes with no apparent study bias. Conclusions: The two subsets of plasma markers identified in this study (inflammation-related and growth factor/hormone-related) may serve as potentially valuable tools in the investigation of maternal molecular mechanisms, especially select pathways underlying inflammatory and immunological mediation in terms of modulating adverse infant outcomes. Future large, prospective cohort studies are needed to validate the promising plasma biomarkers, and to examine other maternal biological matrices such as cervicovaginal fluid and urine.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Contexte : La grossesse est une période vulnérable pour la mère et le nourrisson et les expositions aux produits chimiques environnementaux in utero peuvent influencer la morbidité et la mortalité néonatales. Il existe un élan vers la compréhension et l’exploration des mécanismes biologiques maternels actuels spécifiques aux effets in utero, afin d’améliorer les issues à la naissance. Cette étude vise à examiner la compréhension actuelle du rôle des biomarqueurs qui peuvent être associés au terme de la grossesse, au poids de naissance du nourrisson et au développement du nourrisson in utero. Méthodes : Des recherches électroniques ont été effectuées dans les bases de données PubMed, Embase, OvidMD et Scopus ; et tous les articles de recherche pertinents en anglais ont été récupérés. Les études ont été sélectionnées si elles évaluaient les biomarqueurs du plasma/sérum maternel proposés pour influencer les issues défavorables à la naissance chez le nouveau-né. Les données ont été extraites sur les caractéristiques, la qualité et les rapports de cotes de chaque étude et une méta-analyse a été réalisée. Résultats : Un total de 54 études (35 pour la méta-analyse), incluant 43 702 femmes, 50 marqueurs plasmatiques et six descripteurs d'issues de naissance ont été inclus dans la présente étude. Les estimations ponctuelles à effet aléatoire pour le risque d'issues indésirables à la naissance étaient de 1,61 (IC à 95 % : 1,39-1,85, p < 0,0001) pour les biomarqueurs liés à l'inflammation et de 1,65 (IC à 95 % : 1,22-2,25, p = 0,0013) pour le facteur de croissance/ biomarqueurs liés aux hormones. Tous les sous-groupes de marqueurs plasmatiques ont montré des associations significatives avec des issues défavorables à la naissance, sans biais apparent dans l'étude. Conclusions : Les deux sous-ensembles de marqueurs plasmatiques identifiés dans cette étude (liés à l'inflammation et liés aux facteurs de croissance/hormones) peuvent constituer des outils potentiellement précieux dans l'investigation des mécanismes moléculaires maternels, en particulier certaines voies sous-jacentes à la médiation inflammatoire et immunologique en termes de modulation. conséquences néfastes pour le nourrisson. De futures études de cohorte prospectives à grande échelle sont nécessaires pour valider les biomarqueurs plasmatiques prometteurs et pour examiner d'autres matrices biologiques maternelles telles que le liquide cervico-vaginal et l'urine.

dc.description.fosrctranslation - fr

Les issues défavorables à la naissance sont liées à divers facteurs tels que les expositions maternelles à l’environnement et l’état nutritionnel pendant la grossesse. Comprendre les changements biochimiques chez les mères pendant la grossesse peut donner un aperçu des voies mécanistiques liées aux effets néfastes sur la santé des mères et de leurs bébés. Ces informations peuvent être utiles pour identifier des stratégies visant à favoriser des grossesses saines et sont donc conformes au mandat de Santé Canada de maintenir et d'améliorer la santé des Canadiens. Le but de ce travail était de mener une revue de la littérature sur les issues à la naissance (par exemple, le poids du nourrisson à la naissance, le terme de la grossesse) et les marqueurs maternels de l'état biochimique, et de mener une méta-analyse pour identifier les voies potentielles d'issues indésirables. Les travaux ont été menés par l'Université d'Ottawa en collaboration avec Santé Canada. Afin de réaliser la recherche documentaire, diverses bases de données de publications scientifiques ont été interrogées en utilisant divers termes de recherche pertinents pour ce sujet. Cinquante-quatre articles en anglais ont été examinés, et parmi ces études, seules 35 ont été prises en compte pour des méta-analyses. La présente étude portait sur 43 702 femmes et 50 biomarqueurs maternels dans le sang. Des tests statistiques ont été effectués pour évaluer la relation entre les issues défavorables de l'accouchement et les marqueurs maternels classés soit comme inflammatoires (par exemple, les cytokines pro-inflammatoires), soit comme des biomarqueurs hormonaux/facteur de croissance (par exemple, protéine plasmatique A associée à la grossesse), dont certains d'entre eux étaient associés à un petit pour l'âge gestationnel (SGA), à une naissance prématurée (PTB) ou à un faible poids à la naissance. Les résultats de ce travail suggèrent que les changements dans les niveaux de ces classes de marqueurs plasmatiques maternels peuvent constituer des outils précieux pour identifier les voies d'issue défavorable à la naissance. En outre, ces résultats favorisent également de futures études de cohortes prospectives à grande échelle visant à vérifier et valider les mécanismes maternels susceptibles de contribuer à des issues indésirables spécifiques à l'accouchement.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1080/10408444.2019.1629873

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/2236

dc.language.iso

en

dc.publisher

Taylor & Francis

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.title - en

Maternal blood biomarkers and adverse pregnancy outcomes: a systematic review and meta-analysis

dc.type - en

Article

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