Лечение дисбактериоза у детей 5 лет: Лечение дисбактериоза у детей | Клиника Семейный доктор

Содержание

Дисбактериоз у ребёнка: чем опасен и как его обнаружить | Здоровье ребенка | Здоровье

– Трудно найти ребенка, который бы хоть раз в жизни не принимал антибиотики. А ведь они уничтожают всю кишечную флору без разбора – как вредную, так и полезную, – поясняет доктор медицинских наук, профессор РГМУ, педиатр и гомеопат Ирина Холодова.

При колитах, гастродуоденитах, острых кишечных инфекциях неизбежно нарушается внутренняя среда кишечника, а значит, изменяется и микрофлора, что еще больше ухудшает состояние ребенка. Нарушения микрофлоры могут быть вызваны и такими заболеваниями, как рахит, анемия. У детей дошкольного и школьного возраста дисбактериоз появляется из-за недостаточного количества в пище овощей и фруктов, злоупотребления рафинированными продуктами, мясом, консервантами, красителями.

Заколдованный круг

Механизмы воздействия микрофлоры на работу кишечника – сложны и неоднозначны. Но родителям важно знать, что никаких специфических симптомов дисбактериоз не имеет.

И если ребенок, скажем, плохо ест, жалуется на боли в животе, страдает от поноса или запора, то исправить положение одними только препаратами, содержащими полезные бактерии, не удастся. Потому что все эти симптомы связаны с основным заболеванием, которое и вызвало изменения микрофлоры. Однако нарушения микрофлоры и сами по себе далеко небезразличны для организма. Они усугубляют течение любого заболевания, а значит – требуют коррекции, и чем скорее, тем лучше.

Два зеркала

Как же определить, надо ли вашему ребенку сдать анализ на дисбактериоз? Есть два «зеркала», которые отражают состояние желудочно-кишечного тракта: это язык и кожа. В идеале язык должен быть блестящий, розовый, с нежным просвечивающим налетом, не толстый и не худой. Если язык – толстый, покрыт массивным налетом, иногда пятнистый («географический»), с отпечатками зубов, это говорит о неполадках с желудочно-кишечным трактом.

Кожа у здорового ребенка гладкая, бархатистая, приятная на вид и на ощупь. Если она сухая, шершавая – это уже повод задуматься и обратиться к врачу. Тем более если на коже появились покраснение, трещины, сыпь. Когда дерматолог обнаруживает у ребенка, например, нейродермит или грибковое поражение кожи, необходимо, помимо местного лечения, обследовать и кишечник. Ничего удивительного в такой взаимосвязи нет. Ведь при нарушениях в состоянии желудочно-кишечного тракта нарушено и всасывание. В результате в кровь попадают недорасщепленные вещества, они и вызывают аллергические проявления. Ведь кожа наряду с кишечником и почками является выделительным органом. Грибы Кандида, которые нередко поражают слизистые оболочки и кожу, тоже обитают в кишечнике. Как только кишечник приходит в норму, кожа заметно улучшается.

Какой анализ сдать?

Препараты для коррекции дисбактериоза можно купить без рецепта, но, по мнению доктора Холодовой, не стоит давать их ребенку, прежде чем будет проведен анализ и получена консультация специалиста. Для того чтобы коррекция принесла желаемый результат, необходимо точно знать, каких бактерий в кишечнике ребенка недостаточно, каких – избыток и, что тоже очень важно, каково их сoотношение (например, бифидобактерий должно быть больше, чем лактобактерий, а колибактерий – меньше, чем лактобактерий и т.

д.). К тому же, как любые белковые вещества, при избыточном количестве препараты могут вызывать аллергию.

Лучше всего сдать комплексный анализ фекалий – микробиологический и биохимический. Биохимический показывает содержание определенных кислот, которые являются маркерами дисбактериоза. А микробиологический – качественный и количественный состав микрофлоры кишечника. Некоторые врачи назначают копрологический анализ: он показывает, насколько хорошо переваривается пища, а по косвенным признакам (увеличение йодофильной флоры) можно судить и о наличии дисбактериоза.

Сначала – очищение

Если анализ показал наличие в кишечнике избыточного количества вредных микроорганизмов, врач в первую очередь может назначить препараты под общим названием «фаги» (а переводе с греческого – пожиратели) – стафилококковый, колипротейный, клебсиеллезный, пиобактериофаг… В отличие от антибиотиков, которые уничтожают всю флору без разбора, действие фагов направлено только на конкретный вид бактерий.

Важно знать, что их прием нельзя сочетать с употреблением кисломолочных продуктов, а также любых препаратов, культуры которых выращиваются на молоке или кефире.

Препараты на основе спорогенной палочки быстро очищают кишечник от патогенной флоры, их назначают только короткими курсами в качестве «дворников», после чего заселение полезными бактериями проходит гораздо успешнее.

Следом – заселение

Препараты, содержащие полезные бактерии, бывают двух классов: приготовленные на основе жидких штаммов и на основе сухих. Каждый из этих классов имеет свои плюсы и минусы. Так, например, жидкие препараты действуют быстрее. Попадая в кишечник, они сразу начинают активно работать (особенно это заметно при бродильной диспепсии). Однако жидкие могут вызывать аллергию (как любой чужеродный белок). Препараты, приготовленные из сухих штаммов, действуют медленнее, зато способствуют улучшению иммунной системы слизистой оболочки кишечника, поэтому особенно хороши для детей, которые часто болеют и вынуждены принимать антибиотики.

Да здравствует сотрудничество!

Оптимальный эффект в лечении дисбактериоза достигается при сочетании современных препаратов с гомеопатическими лекарственными средствами. В этом случае длительность терапии уменьшается, и повторные курсы уже не требуются.

Однако все препараты, содержащие полезные бактерии, – это лишь заместительная терапия. Ребенок не будет полностью здоров, пока не вылечено основное заболевание.

Пища – тоже лекарство

Для коррекции первой – легкой – степени дисбактериоза достаточно лишь правильного питания. Дело в том, что клетчатка создает идеальную среду для полезных бактерий, в которой они активно размножаются. Для заселения кишечника полезными бактериями нужны также кисломолочные продукты (без красителей и консервантов!), каши из цельных круп без сахара, нерафинированные растительные масла.

Смотрите также:

Дисбактериоз кишечника у детей | Симптомы | Диагностика | Лечение

Одним из часто встречающихся у детей заболеваний является дисбактериоз кишечника.

При этом состоянии нарушается нормальный баланс микрофлоры, которая необходима для жизнедеятельности организма. Снижается количество «полезных» бактерий и увеличивается содержание патогенных микроорганизмов.

Причины

Основной причиной развития дисбактериоза у новорожденных и детей старшего возраста является нерациональная медикаментозная терапия. Особенно это относится к антибактериальному лечению. Однако дисбаланс микрофлоры может появляться и при наличии других заболеваний, а также под влиянием факторов, снижающих иммунитет:

  • ожоги;
  • тяжелые операции;
  • повышенное влияние ионизирующего излучения;
  • ухудшение экологической ситуации;
  • перевод на искусственное питание, позднее начало грудного вскармливания, заболевания матери.

Симптомы дисбактериоза

Симптомы дисбактериоза зависят возраста ребенка.

У детей старшего возраста может наблюдаться:

У грудничка патология проявляется следующими симптомами:

Такие дети плохо растут и мало прибавляют в весе, могут болеть рахитом или анемией.

Если Вы обнаружили у себя схожие симптомы, незамедлительно обратитесь к врачу. Легче предупредить болезнь, чем бороться с последствиями.

Диагностика

Для определения нарушения микрофлоры врачи назначают следующие исследования:

  • анализ кала, в том числе биохимическое исследование;
  • бактериологическое изучение состава кишечного содержимого и желчи;
  • эзофагогастроскопия с последующим бактериологическим изучением соскоба со слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки;
  • колоноскопия с бактериологическим исследованием соскоба слизистой оболочки толстой и прямой кишки.

Лечение дисбактериоза у детей

Лечение дисбактериоза начинается с устранения причины, которая способствовала его развитию. Для нормализации состава микрофлоры применяются пребиотики и пробиотики. В целом лечение похоже на лечение дисбактериоза у взрослых.

Диета

Диета при дисбактериозе у детей зависит от особенностей клинической картины у каждого пациента: показателей кислотности желудочного сока, степени нарушения пищеварения, локализации патологического процесса. Питание ребенка при дисбактериозе должно быть сбалансированным и легкоусвояемым.

Опасность

Опасность заключается в нарушении водно-электролитного баланса, истощения малыша вследствие длительного поноса.

Группа риска

В группу риска входят малыши, которые перенесли:

  • родовые травмы;
  • глистные инвазии;
  • искусственное вскармливание;
  • колит, энтерит;
  • инфекционные заболевания (дизентерия, тиф).

Профилактика

Профилактика заключается в соблюдении режима питания малыша и проведении рациональной антибиотикотерапии.

Данная статья размещена исключительно в познавательных целях и не является научным материалом или профессиональным медицинским советом.

Дисбактериоз после антибиотиков — симптомы, причины и лечение

Открытие антибиотиков помогло сохранить жизни и здоровье множеству людей в ситуациях, в которых ранее врачи могли рассчитывать лишь на чудо1,8. Однако антибиотики способны уничтожать не только болезнетворные бактерии, но и представителей нормальной микрофлоры кишечника. Поэтому они могут являться одной из причин нарушения здорового баланса микроорганизмов в просвете кишечника и могут способствовать развитию дисбактериоза

2. Почему антибиотики могут вызвать дисбактериоз и можно ли с этим бороться? Мы нашли для вас ответы на эти и другие важные вопросы о непростых взаимоотношениях антибиотиков и кишечной микрофлоры.

Кто в здоровом кишечнике живет?

Полное здоровье кишечника невозможно без микроорганизмов, которые начинают заселять желудочно-кишечный тракт с первых дней жизни ребёнка, и постепенно формируют умеренно стабильную по бактериальному составу среду, помогающую организму переваривать пищу и получать нужные питательные вещества3,4.

В составе нормальной микробной флоры кишечника преобладают бифидо- и лактобактерии, а также бактероиды, энтерококки и кишечная палочка. Их и ещё несколько разновидностей бактерий называют облигатной, то есть постоянной, флорой кишечника. Облигатная флора составляет 95-98% от нормальной микрофлоры кишечника. Другие виды микроорганизмов относятся к добавочной и транзиторной микрофлоре (1-4%). В неё входят грибы, стафилококки и условно-патогенные микробы, представляющую потенциальную угрозу для здоровья человека4. Каждая группа микроорганизмов имеет различную степень восприимчивости к действию антибиотиков3.

Роль нормальной микрофлоры в пищеварении и не только

Установлено, что нарушение микрофлоры кишечника связано не только с развитием заболеваний пищеварительной системы, но и с появлением проблем со стороны других систем организма, не имеющих прямого отношения к процессам пищеварения7.

Это объясняется тем, что бактерии, обитающие в здоровом кишечнике, выполняют работу, которая оказывает влияние на многие важные процессы в организме человека:

  • Выработка ферментов3,6.
  • Участие в работе иммунной системы. Бифидобактерии стимулируют образование некоторых видов антител, а лактобактерии повышают активность отдельных клеток, участвующих иммунном ответе (лимфоцитов, фагоцитов)3,6.
  • Защитная функция. Микрофлора кишечника выделяет собственные антимикробные вещества, которые препятствуют заселению пищеварительного тракта болезнетворными бактериями, неизбежно попадающими в него при приёме пищи3.
  • Выработка витаминов, необходимых для нормального обмена веществ (витамины группы К) 3,6,11.

Причины нарушения микрофлоры после приёма антибиотиков

Для современных антибиотиков характерен широкий спектр действия, что, с одной стороны, хорошо, так как помогает бороться с бактериальными инфекциями, даже когда их возбудитель не известен. Но с другой стороны невозможно направить действие антимикробных препаратов только на вредные микроорганизмы. К ним оказываются восприимчивы и некоторые представители нормальной микрофлоры кишечника. Они тоже разрушаются и гибнут в ходе лечения8. Тогда микроорганизмы, которые оказываются устойчивы к препарату, получают возможность размножаться более активно, занимая место погибших полезных бактерий. Так антибиотики изменяют качественный и количественный состав микрофлоры кишечника и могут привести к активации условно-патогенных микробов. Иногда после завершения курса антибиотиков микрофлора кишечника способна восстановиться самостоятельно, но для этого требуется время, и восстановление может быть неполным8.

На фоне нарушения нормального состава микрофлоры кишечника, вызванного приёмом антибиотиков, могут возникать симптомы, характерные для дисбактериоза (жидкий стул, вздутие живота и др.), но состояние бывает и бессимптомным. Восстановление нормального баланса микроорганизмов в кишечнике может помочь избавиться от этих симптомов8.

Антибиотики: вред или польза?

Без антибиотиков медицина бы утратила мощное оружие, которое позволяет быстро направить течение многих тяжёлых заболеваний в сторону выздоровления или обеспечить людям восстановление без инфекционных осложнений после операций разной степени сложности1,8. Но состояние микрофлоры кишечника после курсового лечения антимикробными препаратами может ухудшиться2.

Любое применение антибиотика должно быть оправданным, поэтому избегайте самолечения. И помните, что нарушенная микрофлора требует восстановления3,7.

Как устранить дисбактериоз после антибиотиков?

Современный подход к восстановлению состава нормальной микрофлоры кишечника заключается в применении специальных препаратов разного механизма действия:

  • Метабиотики, продукты обмена бактерий нормальной микрофлоры, способствующие восстановлению нормальной микрофлоры кишечника биологическим путем и позволяющие сохранить физиологические и биологические функции слизистой оболочки кишечника;
  • пробиотики, которые содержат живые бактерии и призваны восполнить недостаток собственных;
  • пребиотики, питательная среда, способствующая размножению бактерий.

Некоторые из этих препаратов рассматриваются не только как средство для восстановления кишечной микрофлоры после лечения антибиотиками, но и как элемент комплексного лечения кишечных расстройств, улучшающий защиту организма от болезнетворных бактерий2,8,12.

Хилак форте является метабиотиком №1 на российском рынке9. Хилак форте сохраняет свою эффективность при совместном приёме с антибиотиками, так как в отличие от пробиотиков не содержит живых бактерий, поэтому его действие не подавляется одновременным приёмом антибиотиков. Другим достоинством Хилак форте при лечении дисбактериоза после и вовремя курса приёма антибиотиков – это удобные формы выпуска (саше и капли). Одно из достоинств Хилак форте при лечении дисбактериоза после или во время курса приёма антибиотиков – это удобные формы выпуска (саше и капли). Как только болезнь после курса антибиотикотерапии отступает, большинство людей вынуждены закрывать больничный и выходить на работу, или просто торопятся разобраться с делами, которые скопились за время их болезни. Находясь вне дома, люди сталкиваются с затруднениями при восстановлении микрофлоры кишечника, потому что далеко не все пробиотики можно легко носить с собой и принимать в любом месте в удобное время. Хилак форте выпущен в форме саше, которые можно спокойно носить в своей сумке или в кармане одежды. Хилак форте способствует восстановлению нормального баланса микроорганизмов в кишечнике, где бы вы ни находились: на работе, или в путешествии.

 

1. Lee Ventola C. The Antibiotic Resistance Crisis. P T. 2015 Apr; 40(4): 277–283.

2. Francino M. P. Antibiotics and the Human Gut Microbiome: Dysbioses and Accumulation of Resistances. Front Microbiol. 2015; 6: 1543.

3. Аджигайтканова С.К. Подходы к медикаментозному лечению дисбактериоза кишечника // РМЖ. 2007. №2. С. 73.

4. Щербаков П.Л., Нижевич А.А., Логиновская В.В., Щербакова М.Ю., Кудрявцева Л.В., Митрохин С.Д., Нуртдинова Н.М., Очилова Р.А. Микроэкология кишечника у детей и ее нарушения. «Фарматека» 2007, № 14, с. 28-34.

5. Fröhlich E.E., Farzi A., Mayerhofer R., Reichmann F., Jačan A., Wagner B., Zinser E., Bordag N., Magnes C., Fröhlich E., Kashofer K., Gorkiewicz G., Holzer P. Cognitive impairment by antibiotic-induced gut dysbiosis: Analysis of gut microbiota-brain communication. Brain Behav Immun. 2016 Aug;56:140-55.

6. Morowitz, M. J., Carlisle, E., & Alverdy, J. C. (2011). Contributions of Intestinal Bacteria to Nutrition and Metabolism in the Critically Ill. The Surgical Clinics of North America, 91(4), 771–785. https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1756283X10373814.

7. Carding, S., Verbeke, K., Vipond, D. T., Corfe, B. M., & Owen, L. J. (2015). Dysbiosis of the gut microbiota in disease. Microbial Ecology in Health and Disease, 26, 10.3402/mehd.v26.26191. https://www.tandfonline.com/toc/zmeh30/current.

8. Langdon, A., Crook, N., & Dantas, G. (2016). The effects of antibiotics on the microbiome throughout development and alternative approaches for therapeutic modulation. Genome Medicine, 8, 39. https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1756283X10373814.

9. Хилак форте –лидер по продажам в деньгах  в 2016 г. среди метабиотиков  по данным АМ ЭМ ЭС Хэлс.

10. Verna, E. C., & Lucak, S. (2010). Use of probiotics in gastrointestinal disorders: what to recommend? Therapeutic Advances in Gastroenterology, 3(5), 307–319. https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1756283X10373814.

11. Conly J.M., et al. The contribution of vitamin K2 (menaquinones) produced by the intestinal microflora to human nutritional requirements for vitamin K. Am J Gastroenterol. 1994;89(6):915–23″.

12. Инструкция по применению лекарственного препарата для медицинского применения.

13. HLKF-RU-00259-Cons.

Дисбактериоз — миф российской медицины

Тем не менее, как дань дремучим совковым традициям, «дисбактериоз» продолжает слетать с языка многих практикующих врачей, особенно педиатров. По-прежнему стандарты медосмотров малышей включают тестирование кала на «дисбактериоз». При этом давно известно, что искать корреляцию между составом флоры в кале и реальным ее соотношением в криптах кишечника — все равно, что гадать на кофейной гуще. Во-первых, основу кишечной флоры составляют бактероиды, которые не растут на питательных средах. Во-вторых, соотношение бактерий на выходе имеет очень мало общего с тем, что живет в кишке. В-третьих, все то время, пока вы собираете и несете ваши бесценные фекалии в лабораторию, жизнь в них не прекращается, и уже через несколько часов вся флора и фауна кала радикально видоизменяется. А потому все заключения о «преобладании патогенной флоры над нормальной» в таком анализе попросту смехотворны.

В общем, всем нам надо понимать, что такого самостоятельного заболевания, как дисбактериоз, в природе нет.

Существуют лишь ряд временных состояний организма (те же вирусные диареи или длительная антибиотикотерапия), которые могут привести к временному же дисбалансу нормальной флоры. При этом дисбаланс этот, как правило, не качественный, а количественный. В пример могу привести чрезмерный рост бактерии Clostridium difficile с развитием псевдомембранозного колита на фоне длительной терапии антибиотками.

Чаще же всего дискомфорт в животе обусловлен не мифическими заболеваниями, а совершенно реальным бунтом организма против всякой колы и прочей мак-дряни. Если вашего ребенка в животе не прекращается “шум и гам”, в первую очередь посмотрите, что он у вас ест.

У взрослых под «дисбактериозом» нередко скрываются синдром раздраженного кишечника, синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке, лактазная недостаточность, а также другие невыявленные состояния, при которых нарушается баланс кишечной флоры. Эти расстройства надо лечить, воздействуя на причину такого дисбаланса, а не сам дисбаланс, который является лишь следствием.

На теме дисбактериоза активно паразитируют различные производители кисломолочных продуктов питания, пробиотиков (препаратов с живыми бактериальными культурами) и пребиотиков (веществ, не перевариваемых человеком, но являющихся пищей для ряда бактерий).

Как я уже объяснил в колонке о кишечной флоре, бактерии пробиотиков могут становиться лишь транзитными колонистами, тогда как цель всех лечебных мероприятий заключается в восстановлении баланса СОБСТВЕННОЙ микрофлоры.

В ряду многочисленных препаратов для коррекции дисбактериоза хочу выделить особо абсурдный класс лекарств — бактериофаги. Бактериофаги — это такие вирусы, которые поражают бактерий. Когда-то ученые предложили использовать их против стафилококков, кишечных палочек и других возбудителей диарей. Однако исследования показали, что бактериофаги полностью разрушаются в желудке, и от таких препаратов во всем мире давно уже отказались. Точнее, во всем мире, кроме России — у нас эти псевдолекарства популярны и по сей день, и особенно хорошо неэффективные препараты лечат несуществующие дисбактериозы.

Если ваш врач уверенно заявляет, что ваша микрофлора разбалансирована, и вы вовсю уже «страдаете дисбактериозом», не паникуйте! Попытайтесь отыскать грамотного специалиста, который не станет жонглировать несуществующими диагнозами и назначать фуфломицины, а займется общепринятой диагностикой, которая позволит отличить инфекционную или органическую патологию кишечного тракта от физиологических и психосоматических расстройств. И не спешите разоряться в аптеках! Лучше сэкономьте деньги на полноценное питание себе и вашим детям, «подкормите» микрофлору естественным образом — здоровой пищей. Растительные волокна овощей, фруктов и зерновых — лучшая поддержка для

Озонотерапия у детей

Озонотерапия – это кислородотерапия. Она так же эффективна у детей как и у взрослых.

Занимаясь озонотерапией с 2004 года мы видим ее разностороннее лечебное и профилактические эффекты. Она снимает боль и воспаление, улучшает кровообращение, нормализует работу головного мозга, способствует восстановлению иннервации, нормализации мышечного тонуса, повышает иммунитет, оказывает антибактериальное действие, стимулирует кроветворение.

У детей озонотерапию применяют с периода новорожденности до 18 лет. У нас в центре проводится процедуры озонотерпии:

  • прием озонированной , дистиллированной воды или озонированного масла, при хронических гастритах, гастродуоденитов, дискинезии желчевыводящих путей, лямблиозе, дисбактериозе. Пьется в зависимости от возраста 1 – 2 раза в день за час до еды или после еды. 10-14 дней.
  • Орошение носоглотки озонированным физ. раствором при хронических заболеваниях носоглотки, отитах, частых ОРВИ. 5-6 процедур.
  • Ректальные инсуффляции озоно-кислородной смеси. Применяют с раненого детского возраста 2-3 раза в неделю 5-7 процедур, оказывает выраженное иммуностимулирующее действие, эффективное лечение дисбактериоза.
  • В\в введение ведение озонированного физиологического р-ра 3 раза в неделю 5-7 процедур у детей с 7-10 лет. Эффективно при головных болях, вегето-сосудистой дистонии, повышенной утомляемости , снижении иммунитета, улучшает работу головного мозга, повышает стрессоустойчивость к умственным и физическим нагрузкам.
  • Озонопунктура или озонорефлексотерапия. Введение озоно-кислородной смеси подкожно, 0.5 -1 мл. в биологически активные точки при заболеваниях периферической нервной системы (невриты, травмы), ДЦП, при болях и дискомфорте в спине.

Противопоказаниями к озонотерапии у детей являются: нарушение свертываемости крови, тромбоцитопении, судороги, индивидуальная непереносимость озона.

Консультация со специалистом по озонотерапии бесплатная.

Прием озонированной воды 250-00

Ректальные инсуффляции   550-00

В\в введение озонированного физ. р-ра 650-00

Озонопунктура от 350-00

08.11.2017

Развитие микробиоты кишечника и дисбактериоза у детей

Реферат

Микробиота кишечника находится в желудочно-кишечном тракте человека, где она играет роль важную роль в поддержании здоровья хозяина. Последние достижения следующего поколения методы секвенирования выявили связь между дисбактериозом (дисбаланс нормальной кишечной микробиота) и несколько заболеваний, так как этот дисбаланс может нарушить симбиотические отношения между хозяином и ассоциированными микробами. Начинается формирование микробиоты кишечника в утробе матери или сразу после рождения, и его состав резко меняется до взрослого состава к 3 годам.Поскольку дисбактериоз в детстве может сохраняться в зрелом возрасте, очень важно получить сбалансированную микробиоту кишечника в детство. Таким образом, текущие исследования сосредоточены на факторах, влияющих на кишечник младенца. микробиота. В этом обзоре обсуждаются недавние выводы, в том числе результаты наших исследований, по как различные факторы, включая способ доставки, тип кормления и введение лекарства, в том числе антибиотики, могут влиять на микробиоту кишечника младенца. Здесь мы тоже рассмотреть будущие подходы к профилактике и восстановлению дисбактериоза у детей.

Ключевые слова: микробиота кишечника, дисбиоз, секвенирование гена 16S рРНК, способ доставки, тип кормления, антибиотики видов, и примерно 160 видов на образец фекалий, что превышает количество соматических клеток на соотношение 1,3: 1 [1]. Пока комменсальные бактерии обитают на на коже человека и в толстой кишке, ротовой полости, мужских и женских половых путях, и дыхательной системы, большинство из них населяет толстую кишку [2].Достижения в области секвенирования генома позволили нам понять микробный состав и функции микробиоты кишечника. Как понимание отношений между микробиотой кишечника и некоторыми проблемами со здоровьем человека углубилась, это было выявили, что баланс микробиоты кишечника в молодом возрасте играет важную роль в здоровье человека, и его дисбаланс, называемый дисбактериозом, связан с развитием разнообразные болезни.

В этом обзоре мы описываем основные концепции развития микробиоты кишечника во время младенческий период, факторы, влияющие на состав микробиоты кишечника, и некоторые вмешательства для поддержания сбалансированной микробиоты кишечника или восстановления дисбактериоза на основе последние исследования, в том числе наши собственные данные.

РАЗВИТИЕ МИКРОБИОТЫ И ЗАБОЛЕВАНИЙ кишечника

В 2016 году Odamaki et al. сообщил, что состав микробиоты кишечника меняется с возрастом [3]. Анализируя образцы стула из 367 здоровых японцев в возрасте от 0 до 104 лет, с помощью секвенирования 16S рРНК, они обнаружили что микробный состав был стабильным в зрелом возрасте. Фирмы, в том числе Lactobacillales и Clostridiales были наиболее преобладающим филумом в кишечнике взрослых. микробиота, тогда как актинобактерии, включая бифидобактерии, были более многочисленны в образцы от годовалых особей.Относительное обилие актинобактерий у детей уменьшилось после отлучения от груди, и микробиота кишечника развивалась ближе к кишечнику взрослого микробиота к трехлетнему возрасту.

Недавние исследования обнаружили микробную ДНК в плаценте [4], околоплодных водах [5] и меконии новорожденные, рожденные посредством кесарева сечения [6], таким образом изменяя широко распространенное представление о стерильности внутриматочной среды. Более того, микробиота кишечника матери может определять транскрипционный профиль кишечная микробиота плода [7].Однако последний данные свидетельствуют о том, что обнаруженные бактерии нежизнеспособны для формирования кишечника плода. микробиота [8,9,10].

Сразу после рождения формирование микробиоты кишечника младенца начинается в результате воздействия микробам из родовых путей матери, биоте кожи матери, окружающей среде и ее впоследствии развивается во взрослую кишечную микробиоту.

Дисбактериоз, или нарушение баланса кишечной микробиоты, связано с широким спектром проблем со здоровьем. проблемы. Дисбактериоз связан с повышенным риском желудочно-кишечных заболеваний, таких как: воспалительное заболевание кишечника [11, 12], синдром раздраженного кишечника [13] и некротический энтероколит [14]; аллергические заболевания [15, 16]; диабет [17]; ожирение [18, 19]; сердечно-сосудистые заболевания [20]; расстройство аутистического спектра [21]; и внезапный младенец синдром смерти [22].Мы предполагаем, что дисбактериоз может также присутствуют у детей с идиопатическим нефротическим синдромом [23,24,25] и болезнью Кавасаки [26].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МИКРОБИОТУ ЖИВОТНОГО У ДЕТЕЙ

Как упоминалось выше, микробиота кишечника резко меняется в сторону взрослой композиция в течение первых трех лет жизни [27] и дисбактериоз, который развивается на ранних этапах жизни, может сохраняться до взрослого возраста. [3, 28], это важно для создания благоприятной микробиоты кишечника в младенчестве [29].На микробиоту кишечника новорожденных влияет несколько факторов. и младенцы, например материнская микробиота из влагалища и кишечника [30, 31], режим родоразрешения [32,33,34,35], типа кормления [32,33,34], использования антибиотиков [34, 36] и др. лекарственные препараты [37, 38], гестационный возраст [39, 40], братья и сестры и домашние животные [41], а также региональные различия, включая диету и санитарные условия [42] (). Здесь мы обсуждаем текущие данные о влиянии этих факторов на кишечник. микробиота среди детей, в первую очередь с акцентом на способ родоразрешения, тип кормления и антибиотики.

Факторы, влияющие на микробиоту кишечника у детей.

Различные факторы влияют на развитие микробиоты кишечника, приводя к формирование микробиоты, подобной взрослой, примерно к 3 годам. Материнская микробиота потенциально влияет на микробиоту кишечника и иммунитет плода. Режим доставка влияет на первоначальное приобретение микробиоты кишечника. Грудное молоко имеет высокое содержание бифидобактерий и олигосахаридов грудного молока.

Способ родов и тип вскармливания

Новорожденные, рожденные естественным путем, приобретают Bifidobacteriales и Bacteroidales из родовые пути матери или кишечник, тогда как новорожденные, рожденные посредством кесарева сечения при родах (CD) заражаются бактериями с кожи матери, рта и в больнице среды, вызывающей дисбактериоз, по сравнению с новорожденными, рожденными естественным путем (ВД) [43].Бифидобактерии также присутствуют в грудном молоке. Кроме того, грудное молоко содержит олигосахариды (олигосахариды грудного молока; HMO). которые достигают толстой кишки без переваривания и поэтому известны как пребиотики, которые определяются как неперевариваемые пищевые вещества, приносящие пользу хозяину, способствуя рост полезных кишечных микробов. На сегодняшний день зарегистрировано более 200 ОПЗ, и они составляют треть твердых компонентов грудного молока после лактозы. и липиды с точки зрения содержания твердых компонентов в грудном молоке.Молозиво содержит как около 20 г / л ОПЗ [44]. Хотя формулы включают галактоолигосахариды и фруктоолигосахариды, их составы HMO отличается от грудного молока.

Мы провели исследование, чтобы определить, проявляют ли японские новорожденные, рожденные от CD, дисбактериоз и можно ли исправить дисбактериоз грудным молоком [35]. Испытуемыми были 36 здоровых доношенных новорожденных с нормальным весом при рождении. которые родились у японских родителей в той же больнице в Осаке, Япония, в период с сентября 2015 г. и август 2016 г.Образцы стула были собраны на 4-й день после рождения и через 1 месяц после рождения. проверка. Гипервариабельные участки ДНК были амплифицированы, и было проведено секвенирование гена 16S рРНК. выполненный. Чтобы оценить влияние способа доставки (VD или CD) на микробиоту кишечника, стул образцы, собранные в 4-дневном возрасте, сравнивали между новорожденными, рожденными от ВД и БК. К сравнить влияние типа кормления (грудное вскармливание [BF] или искусственное вскармливание [FF]) на кишечник микробиота, образцы стула, собранные при контрольном осмотре через 1 месяц, также были проанализированы путем разделения субъектов на четыре группы следующим образом: 10 младенцев, рожденных естественным путем и находящихся на грудном вскармливании в течение 1 месяц (группа VD / BF), 10 младенцев, рожденных от CD и находящихся на грудном вскармливании в течение 1 месяца (группа CD / BF), 10 младенцы, рожденные естественным путем и вскармливаемые смесью в течение 1 месяца (Группа VD / FF), и 6 младенцев, рожденных путем кесарева сечения и искусственного вскармливания в течение 1 месяца (группа CD / FF).Не было значительных различия между четырьмя группами с точки зрения пола или гестационного возраста. Типы кормления были классифицирован в соответствии с рекомендациями Японского педиатрического общества, с BF классифицируется как грудное вскармливание более 80% от общего числа вскармливаний до проверки через 1 месяц и FF, классифицируемая как более 80% от общего кормления, приходится на кормление смесями. В соответствии с эти рекомендации, все новорожденные на искусственном вскармливании, принадлежащие к Группе VD / FF и Группе CD / FF в нашем исследовании были определены как «частично» грудное вскармливание.

В возрасте 4 дней относительная численность отрядов Lactobacillales и Bacillales были ниже, тогда как у Enterobacteriales и Bacteroidales были выше в кишечнике. микробиота младенцев с ВД (n = 20) по сравнению с младенцами с CD (n = 16;). Средний индекс Шеннона был значительно выше для ВД по сравнению с CD (2,20 против 1,79, p = 0,04). Однако в возрасте 1 месяца существенной разницы в показателях медианный индекс Шеннона среди групп (2,0 в группе VD / BF, 2,4 в группе VD / FF, 2.3 в группа CD / BF и 2.1 в группе CD / FF). Что касается микробного состава, вагинально рожденные младенцы показали более высокую численность Bacteroidales, независимо от типа кормления. (р = 0,0033,).

Состав на порядковом уровне микробиоты кишечника 36 здоровых детей в возрасте 4 лет дней (A) и 1 месяц (B).

A: Относительные количества Bacteroidales и Enterobacteriales были значительно выше в группе VD по сравнению с группой CD, тогда как в группе Bacillales и Lactobacillales были значительно выше в группе CD в 4-дневные младенцы по сравнению с группой ВД.B: только Bacteroidales показали значительная разница между четырьмя группами у 1-месячных младенцев. ВД: вагинальный Доставка; CD: родоразрешение через кесарево сечение; BF: грудное вскармливание; FF: кормление смесью. Адаптировано из «Влияние способа доставки и питания на кишечную микробиоту новорожденных», Акагава и др. , 2019. Анналы питания и обмена веществ, 74: 132−149. Изменено с разрешения S. Karger AG, Базель. Оригинальная фигура Авторские права © 2020 S. Karger AG, Базель.

Наши результаты ясно показали, что в 4-дневном возрасте различия, связанные с способ доставки включал снижение численности Lactobacillales и Bacillales и снижение разнообразия у новорожденных с CD по сравнению с новорожденными с VD, что приводит к дисбактериозу ().Однако в возрасте 1 месяца не было небольшая разница, связанная с режимом доставки или типом кормления (). Сходство микробиоты кишечника среди четыре группы можно объяснить тем, что все испытуемые хотя бы частично на грудном вскармливании, включая младенцев, сгруппированных как вскармливаемые смесью (группа VD / FF и группа CD / FF), которые предполагает, что даже небольшое потребление грудного молока может восстановить сбалансированный кишечник. микробиота при дисбактериозе, вызванном БК [35].

В 2019 году более крупное исследование Shao et al. представил результаты, аналогичные нашим исследование [45]. Они выполнили полногеномное ружье метагеномный анализ 596 образцов стула доношенных детей, родившихся в больницах Великобритании. В 4 дни возраста способ доставки значительно повлиял на микробиоту кишечника; Новорожденные с ВД показали более высокое содержание Bifidobacteriales и Bacteroidales, тогда как новорожденные с CD показали более высокое содержание лактобацилл и бацилл. Однако эта разница между новорожденными с ВД и БК снизилась со временем к возрасту от 7 до 21 дня, показывая микробный состав аналогичен младенческому (8.75 ± 1,98 месяцев) [45]. Их результаты показывают, что способ доставки и / или тип кормления в неонатальном периоде может иметь большее влияние на кишечник. микробиота, чем этнические различия.

Антибиотики

Хорошо известно, что антибиотики действуют как на патогенные, так и на комменсальные кишечные бактерии, приводящий к дисбактериозу. Однако мало что известно о том, как антибиотики влияют на младенца. кишечная микробиота. Мы проанализировали микробиоту кишечника пяти младенцев (2 мальчика, медиана месяцев возраст 5.5 [2.1–7.4]), которым был поставлен диагноз и пролечена инфекция верхних мочевых путей. Образцы стула собирали до и после лечения цефтриаксоном и внутривенным введением. подвергали секвенированию гена 16S рРНК. После 7 дней лечения антибиотиками мы обнаружил значительное преобладание порядка лактобацилл и снизился в целом микробное разнообразие (), как показано индексом Шеннона 2,53–3,25 (среднее значение 3,06) до лечения по сравнению с индексом Шеннона 0,12–1,96 (среднее 1,12) после лечения (p = 0.009).

Изменения профиля кишечной микробиоты до (A) и после (B) антибиотика лечение.

Семь дней внутривенного введения цефтриаксона для лечения верхних мочевыводящих путей инфекции у пяти младенцев изменили микробиоту кишечника: самый распространенный комменсальный порядок бактерий был изменен на Lactobacillales, а микробное разнообразие по оценке по индексу Шеннона значительно снизился.

Несмотря на то, что цефтриаксон обладает широким спектром действия, он не влияет на Enterococcus faecium и Enterococcus avium [46], наиболее распространенные виды энтерококков, относящиеся к к отряду Lactobacillales, что потенциально объясняет значительное преобладание Лактобациллы в микробиоте кишечника после лечения антибиотиками.Мы нашли это значительный дисбактериоз может быть вызван даже кратковременным введением антибиотик.

Dethlefsen et al. изучали дисбактериоз, вызванный антибиотиками, в трех взрослых после лечения ципрофлоксацином и сообщили, что микробное разнообразие кишечника начало снижаться. восстановился через 1 неделю после окончания лечения и впоследствии напоминал предварительный курс лечения микробный профиль к четвертой неделе [47, 48]. Однако исследования у детей (108 новорожденных) проведено Martin et al. с помощью qPCR выявило, что использование прием антибиотиков после 3-месячного возраста коррелировал со значительным снижением Staphylococcus и Bifidobacterium в возрасте 6 месяцев [49]. Кроме того, отслеживая 39 детей из от рождения до 3 лет, Yassour et al. обнаружено, что 20 детей лечили принимавшие антибиотики в течение исследуемого периода имели выраженный дисбактериоз с уменьшением микробное разнообразие по сравнению с 19 контрольными [50]. Эти исследования показывают, что дисбактериоз, вызванный антибиотиками, может продолжаться в течение более длительный период у детей по сравнению со взрослыми.Требуется дальнейшее расследование. тема.

Неантибиотические препараты

Недавние исследования показали, что неантибиотические препараты, нацеленные на клетки человека, но не микробы, связаны с изменениями микробного состава кишечника. Hakim et al. al. проанализированных образцов фекалий, взятых у детей, проходящих курс химиотерапии, по поводу острый лимфобластный лейкоз. После химиотерапии микробное разнообразие уменьшилось значительно, и относительная численность некоторых бактериальных таксонов была изменена [37].Кроме того, действие ингибиторов протонной помпы (ИПП) на микробиоту кишечника детей оценивали у 12 младенцев с гастроэзофагеальной рефлюксная болезнь. Лечение ИПП не влияло на микробное разнообразие; однако это снизила относительную численность Lactobacillus и Stenotrophomonas и увеличила относительную численность Haemophilus [38]. Хотя влияние других неантибиотических препаратов на микробиоту кишечника до сих пор неизвестно, в Данные vitro показывают, что до 24% из 1000 продаваемых препаратов подавляют рост хотя бы одного штамма [51].

Гестационный возраст

Гестационный возраст при рождении — еще один важный фактор, влияющий на микробиоту кишечника. Недоношенные дети, родившиеся между 22 и 36 неделями беременности, имеют незрелый кишечник. барьерная функция и иммунитет, что увеличивает риск сепсиса и некротизирования энтероколит. Корпела и др. недавно проанализировали 262 пробы фекалий из 45 недоношенных детей, чтобы визуализировать свойства микробиоты кишечника и ее развитие в недоношенные дети. Микробиота кишечника недоношенных новорожденных демонстрирует снижение микробного разнообразия с некоторыми преобладающими родами ( Bifidobacterium, Enterobacter, Staphylococcus , или Enterococcus ), с преобладающими родами меняется в течение нескольких дней.Микробный состав был изменен с Staphylococcus Enterococcus — преобладающая кишечная микробиота к микробиоте с преобладанием Bifidobacterium , и это было связано с послеродовым возрастом [40].

Окружающая среда

Несколько факторов окружающей среды также влияют на микробиоту кишечника младенца. Об анализе стула образцов 24 четырехмесячных здоровых младенцев, было обнаружено, что микробное разнообразие увеличился у младенцев, живущих с домашними животными, и уменьшился у младенцев с братьями и сестрами.Более того, изменился бактериальный состав с увеличением относительной численности Peptostreptococcaceae и снижение уровня Bifidobacteriaceae среди младенцев, живущих с домашними животными, хотя было продемонстрировано снижение относительной численности Peptostreptococcaceae среди младенцев, живущих с братьями и сестрами [41]. Взаимодействие с животными оказывает защитное действие на доклинические диабет I типа [52], аллергия и астма [53]. Сельские различия также могут влиять на кишечник. микробиота.De Fillippo et al. сравнили микробиоту кишечника 29 детей. из Европы и сельских районов Африки и сообщили о значительном обогащении Bacteroidetes и истощение Firmicutes среди африканских детей. Кроме того, фекальные короткоцепочечные жирные кислоты уровни были выше у африканских детей, вероятно, из-за различий в диете. и санитария [42].

ВМЕШАТЕЛЬСТВА ПРИ ДИСБИОЗЕ У ДЕТЕЙ

Как знания о взаимосвязи между микробиотой кишечника и проблемами со здоровьем углубился, исследования также были сосредоточены на профилактике и восстановлении дисбактериоза, путем улучшение микробиоты кишечника.

Пробиотики, пребиотики, синбиотики и биогеники

Пробиотики определяются как «микроорганизмы, способствующие сбалансированной кишечной микробиоте», и их можно найти в йогурте, сыре, ферментированных продуктах и ​​пищевых добавках. Пребиотики определяются как неперевариваемые пищевые вещества, которые приносят пользу хозяину, способствуя рост полезных кишечных микробов. Пребиотики включают олигосахариды, диетические клетчатка и другие неперевариваемые углеводы [54]. Концепция синбиотиков была введена Гибсоном и Роберфроидом, которые описали их как комбинации пребиотиков и пробиотиков, синергетически способствующих развитию желудочно-кишечного тракта. здоровья за счет повышения выживаемости и соблюдения диеты с живыми микробами в желудочно-кишечный тракт [55].С другой стороны, биогеники определяются как вещества, которые прямо или косвенно приносят пользу хозяину. модулирование микробиоты кишечника, что приводит к улучшению некоторых биологических функций и биофилаксия, профилактика заболеваний, содействие выздоровлению или антивозрастное действие эффекты. К биогеникам относятся витамины, эйкозапентаеновая кислота, докозагексаеновая кислота, флавоноиды и бактериоцины [56]. Несмотря на то что пробиотики, пребиотики, синбиотики и биогеники используются широко, нет убедительные доказательства, подтверждающие их предполагаемую пользу для здоровья человека [57].

Трансплантация фекальной микробиоты (FMT)

FMT предназначена для восстановления микробиоты кишечника пациента до здорового состояния посредством перенос кала от здорового донора. Эффективность FMT во многом стала очевиден среди взрослых с рецидивом Clostridioides (ранее Clostridium ) difficile инфекции (ИКД) [58], язвенный колит [59] и резистентная к лечению функциональная диспепсия [60]. Хотя данные о FMT среди детей все еще ограниченный и предварительный, FMT может помочь в установлении лечения альтернатива рецидивирующему CDI.Недавнее многоцентровое ретроспективное когортное исследование в США сообщили, что FMT был успешным у 272 из 336 (81%) детей с ИКД. [61].

Вагинальный перенос микробов младенцам, рожденным путем кесарева сечения

Младенцы, рожденные на CD, приобретают микробиоту из кожи матери, потому что они не подвергаются воздействию полезная материнская вагинальная микробиота [43]. А Новый метод воздействия материнской вагинальной микробиоты на младенцев, рожденных на компакт-дисках, заключается в протирании младенцы с марлей, предварительно инкубированные во влагалище матери до рождения.Кишечник микробиота новорожденных с CD, получавших эту процедуру, показала микробиоту, аналогичную у детей с ВД в возрасте 1 месяца [62].

Развитие микробиоты кишечника и дисбактериоза у детей

Реферат

Микробиота кишечника находится в желудочно-кишечном тракте человека, где она играет роль важную роль в поддержании здоровья хозяина. Последние достижения следующего поколения методы секвенирования выявили связь между дисбактериозом (дисбаланс нормальной кишечной микробиота) и несколько заболеваний, так как этот дисбаланс может нарушить симбиотические отношения между хозяином и ассоциированными микробами.Начинается формирование микробиоты кишечника в утробе матери или сразу после рождения, и его состав резко меняется до взрослого состава к 3 годам. Поскольку дисбактериоз в детстве может сохраняться в зрелом возрасте, очень важно получить сбалансированную микробиоту кишечника в детство. Таким образом, текущие исследования сосредоточены на факторах, влияющих на кишечник младенца. микробиота. В этом обзоре обсуждаются недавние выводы, в том числе результаты наших исследований, по как различные факторы, включая способ доставки, тип кормления и введение лекарства, в том числе антибиотики, могут влиять на микробиоту кишечника младенца.Здесь мы тоже рассмотреть будущие подходы к профилактике и восстановлению дисбактериоза у детей.

Ключевые слова: микробиота кишечника, дисбиоз, секвенирование гена 16S рРНК, способ доставки, тип кормления, антибиотики видов, и примерно 160 видов на образец фекалий, что превышает количество соматических клеток на соотношение 1,3: 1 [1]. Пока комменсальные бактерии обитают на на коже человека и в толстой кишке, ротовой полости, мужских и женских половых путях, и дыхательной системы, большинство из них населяет толстую кишку [2].Достижения в области секвенирования генома позволили нам понять микробный состав и функции микробиоты кишечника. Как понимание отношений между микробиотой кишечника и некоторыми проблемами со здоровьем человека углубилась, это было выявили, что баланс микробиоты кишечника в молодом возрасте играет важную роль в здоровье человека, и его дисбаланс, называемый дисбактериозом, связан с развитием разнообразные болезни.

В этом обзоре мы описываем основные концепции развития микробиоты кишечника во время младенческий период, факторы, влияющие на состав микробиоты кишечника, и некоторые вмешательства для поддержания сбалансированной микробиоты кишечника или восстановления дисбактериоза на основе последние исследования, в том числе наши собственные данные.

РАЗВИТИЕ МИКРОБИОТЫ И ЗАБОЛЕВАНИЙ кишечника

В 2016 году Odamaki et al. сообщил, что состав микробиоты кишечника меняется с возрастом [3]. Анализируя образцы стула из 367 здоровых японцев в возрасте от 0 до 104 лет, с помощью секвенирования 16S рРНК, они обнаружили что микробный состав был стабильным в зрелом возрасте. Фирмы, в том числе Lactobacillales и Clostridiales были наиболее преобладающим филумом в кишечнике взрослых. микробиота, тогда как актинобактерии, включая бифидобактерии, были более многочисленны в образцы от годовалых особей.Относительное обилие актинобактерий у детей уменьшилось после отлучения от груди, и микробиота кишечника развивалась ближе к кишечнику взрослого микробиота к трехлетнему возрасту.

Недавние исследования обнаружили микробную ДНК в плаценте [4], околоплодных водах [5] и меконии новорожденные, рожденные посредством кесарева сечения [6], таким образом изменяя широко распространенное представление о стерильности внутриматочной среды. Более того, микробиота кишечника матери может определять транскрипционный профиль кишечная микробиота плода [7].Однако последний данные свидетельствуют о том, что обнаруженные бактерии нежизнеспособны для формирования кишечника плода. микробиота [8,9,10].

Сразу после рождения формирование микробиоты кишечника младенца начинается в результате воздействия микробам из родовых путей матери, биоте кожи матери, окружающей среде и ее впоследствии развивается во взрослую кишечную микробиоту.

Дисбактериоз, или нарушение баланса кишечной микробиоты, связано с широким спектром проблем со здоровьем. проблемы. Дисбактериоз связан с повышенным риском желудочно-кишечных заболеваний, таких как: воспалительное заболевание кишечника [11, 12], синдром раздраженного кишечника [13] и некротический энтероколит [14]; аллергические заболевания [15, 16]; диабет [17]; ожирение [18, 19]; сердечно-сосудистые заболевания [20]; расстройство аутистического спектра [21]; и внезапный младенец синдром смерти [22].Мы предполагаем, что дисбактериоз может также присутствуют у детей с идиопатическим нефротическим синдромом [23,24,25] и болезнью Кавасаки [26].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МИКРОБИОТУ ЖИВОТНОГО У ДЕТЕЙ

Как упоминалось выше, микробиота кишечника резко меняется в сторону взрослой композиция в течение первых трех лет жизни [27] и дисбактериоз, который развивается на ранних этапах жизни, может сохраняться до взрослого возраста. [3, 28], это важно для создания благоприятной микробиоты кишечника в младенчестве [29].На микробиоту кишечника новорожденных влияет несколько факторов. и младенцы, например материнская микробиота из влагалища и кишечника [30, 31], режим родоразрешения [32,33,34,35], типа кормления [32,33,34], использования антибиотиков [34, 36] и др. лекарственные препараты [37, 38], гестационный возраст [39, 40], братья и сестры и домашние животные [41], а также региональные различия, включая диету и санитарные условия [42] (). Здесь мы обсуждаем текущие данные о влиянии этих факторов на кишечник. микробиота среди детей, в первую очередь с акцентом на способ родоразрешения, тип кормления и антибиотики.

Факторы, влияющие на микробиоту кишечника у детей.

Различные факторы влияют на развитие микробиоты кишечника, приводя к формирование микробиоты, подобной взрослой, примерно к 3 годам. Материнская микробиота потенциально влияет на микробиоту кишечника и иммунитет плода. Режим доставка влияет на первоначальное приобретение микробиоты кишечника. Грудное молоко имеет высокое содержание бифидобактерий и олигосахаридов грудного молока.

Способ родов и тип вскармливания

Новорожденные, рожденные естественным путем, приобретают Bifidobacteriales и Bacteroidales из родовые пути матери или кишечник, тогда как новорожденные, рожденные посредством кесарева сечения при родах (CD) заражаются бактериями с кожи матери, рта и в больнице среды, вызывающей дисбактериоз, по сравнению с новорожденными, рожденными естественным путем (ВД) [43].Бифидобактерии также присутствуют в грудном молоке. Кроме того, грудное молоко содержит олигосахариды (олигосахариды грудного молока; HMO). которые достигают толстой кишки без переваривания и поэтому известны как пребиотики, которые определяются как неперевариваемые пищевые вещества, приносящие пользу хозяину, способствуя рост полезных кишечных микробов. На сегодняшний день зарегистрировано более 200 ОПЗ, и они составляют треть твердых компонентов грудного молока после лактозы. и липиды с точки зрения содержания твердых компонентов в грудном молоке.Молозиво содержит как около 20 г / л ОПЗ [44]. Хотя формулы включают галактоолигосахариды и фруктоолигосахариды, их составы HMO отличается от грудного молока.

Мы провели исследование, чтобы определить, проявляют ли японские новорожденные, рожденные от CD, дисбактериоз и можно ли исправить дисбактериоз грудным молоком [35]. Испытуемыми были 36 здоровых доношенных новорожденных с нормальным весом при рождении. которые родились у японских родителей в той же больнице в Осаке, Япония, в период с сентября 2015 г. и август 2016 г.Образцы стула были собраны на 4-й день после рождения и через 1 месяц после рождения. проверка. Гипервариабельные участки ДНК были амплифицированы, и было проведено секвенирование гена 16S рРНК. выполненный. Чтобы оценить влияние способа доставки (VD или CD) на микробиоту кишечника, стул образцы, собранные в 4-дневном возрасте, сравнивали между новорожденными, рожденными от ВД и БК. К сравнить влияние типа кормления (грудное вскармливание [BF] или искусственное вскармливание [FF]) на кишечник микробиота, образцы стула, собранные при контрольном осмотре через 1 месяц, также были проанализированы путем разделения субъектов на четыре группы следующим образом: 10 младенцев, рожденных естественным путем и находящихся на грудном вскармливании в течение 1 месяц (группа VD / BF), 10 младенцев, рожденных от CD и находящихся на грудном вскармливании в течение 1 месяца (группа CD / BF), 10 младенцы, рожденные естественным путем и вскармливаемые смесью в течение 1 месяца (Группа VD / FF), и 6 младенцев, рожденных путем кесарева сечения и искусственного вскармливания в течение 1 месяца (группа CD / FF).Не было значительных различия между четырьмя группами с точки зрения пола или гестационного возраста. Типы кормления были классифицирован в соответствии с рекомендациями Японского педиатрического общества, с BF классифицируется как грудное вскармливание более 80% от общего числа вскармливаний до проверки через 1 месяц и FF, классифицируемая как более 80% от общего кормления, приходится на кормление смесями. В соответствии с эти рекомендации, все новорожденные на искусственном вскармливании, принадлежащие к Группе VD / FF и Группе CD / FF в нашем исследовании были определены как «частично» грудное вскармливание.

В возрасте 4 дней относительная численность отрядов Lactobacillales и Bacillales были ниже, тогда как у Enterobacteriales и Bacteroidales были выше в кишечнике. микробиота младенцев с ВД (n = 20) по сравнению с младенцами с CD (n = 16;). Средний индекс Шеннона был значительно выше для ВД по сравнению с CD (2,20 против 1,79, p = 0,04). Однако в возрасте 1 месяца существенной разницы в показателях медианный индекс Шеннона среди групп (2,0 в группе VD / BF, 2,4 в группе VD / FF, 2.3 в группа CD / BF и 2.1 в группе CD / FF). Что касается микробного состава, вагинально рожденные младенцы показали более высокую численность Bacteroidales, независимо от типа кормления. (р = 0,0033,).

Состав на порядковом уровне микробиоты кишечника 36 здоровых детей в возрасте 4 лет дней (A) и 1 месяц (B).

A: Относительные количества Bacteroidales и Enterobacteriales были значительно выше в группе VD по сравнению с группой CD, тогда как в группе Bacillales и Lactobacillales были значительно выше в группе CD в 4-дневные младенцы по сравнению с группой ВД.B: только Bacteroidales показали значительная разница между четырьмя группами у 1-месячных младенцев. ВД: вагинальный Доставка; CD: родоразрешение через кесарево сечение; BF: грудное вскармливание; FF: кормление смесью. Адаптировано из «Влияние способа доставки и питания на кишечную микробиоту новорожденных», Акагава и др. , 2019. Анналы питания и обмена веществ, 74: 132−149. Изменено с разрешения S. Karger AG, Базель. Оригинальная фигура Авторские права © 2020 S. Karger AG, Базель.

Наши результаты ясно показали, что в 4-дневном возрасте различия, связанные с способ доставки включал снижение численности Lactobacillales и Bacillales и снижение разнообразия у новорожденных с CD по сравнению с новорожденными с VD, что приводит к дисбактериозу ().Однако в возрасте 1 месяца не было небольшая разница, связанная с режимом доставки или типом кормления (). Сходство микробиоты кишечника среди четыре группы можно объяснить тем, что все испытуемые хотя бы частично на грудном вскармливании, включая младенцев, сгруппированных как вскармливаемые смесью (группа VD / FF и группа CD / FF), которые предполагает, что даже небольшое потребление грудного молока может восстановить сбалансированный кишечник. микробиота при дисбактериозе, вызванном БК [35].

В 2019 году более крупное исследование Shao et al. представил результаты, аналогичные нашим исследование [45]. Они выполнили полногеномное ружье метагеномный анализ 596 образцов стула доношенных детей, родившихся в больницах Великобритании. В 4 дни возраста способ доставки значительно повлиял на микробиоту кишечника; Новорожденные с ВД показали более высокое содержание Bifidobacteriales и Bacteroidales, тогда как новорожденные с CD показали более высокое содержание лактобацилл и бацилл. Однако эта разница между новорожденными с ВД и БК снизилась со временем к возрасту от 7 до 21 дня, показывая микробный состав аналогичен младенческому (8.75 ± 1,98 месяцев) [45]. Их результаты показывают, что способ доставки и / или тип кормления в неонатальном периоде может иметь большее влияние на кишечник. микробиота, чем этнические различия.

Антибиотики

Хорошо известно, что антибиотики действуют как на патогенные, так и на комменсальные кишечные бактерии, приводящий к дисбактериозу. Однако мало что известно о том, как антибиотики влияют на младенца. кишечная микробиота. Мы проанализировали микробиоту кишечника пяти младенцев (2 мальчика, медиана месяцев возраст 5.5 [2.1–7.4]), которым был поставлен диагноз и пролечена инфекция верхних мочевых путей. Образцы стула собирали до и после лечения цефтриаксоном и внутривенным введением. подвергали секвенированию гена 16S рРНК. После 7 дней лечения антибиотиками мы обнаружил значительное преобладание порядка лактобацилл и снизился в целом микробное разнообразие (), как показано индексом Шеннона 2,53–3,25 (среднее значение 3,06) до лечения по сравнению с индексом Шеннона 0,12–1,96 (среднее 1,12) после лечения (p = 0.009).

Изменения профиля кишечной микробиоты до (A) и после (B) антибиотика лечение.

Семь дней внутривенного введения цефтриаксона для лечения верхних мочевыводящих путей инфекции у пяти младенцев изменили микробиоту кишечника: самый распространенный комменсальный порядок бактерий был изменен на Lactobacillales, а микробное разнообразие по оценке по индексу Шеннона значительно снизился.

Несмотря на то, что цефтриаксон обладает широким спектром действия, он не влияет на Enterococcus faecium и Enterococcus avium [46], наиболее распространенные виды энтерококков, относящиеся к к отряду Lactobacillales, что потенциально объясняет значительное преобладание Лактобациллы в микробиоте кишечника после лечения антибиотиками.Мы нашли это значительный дисбактериоз может быть вызван даже кратковременным введением антибиотик.

Dethlefsen et al. изучали дисбактериоз, вызванный антибиотиками, в трех взрослых после лечения ципрофлоксацином и сообщили, что микробное разнообразие кишечника начало снижаться. восстановился через 1 неделю после окончания лечения и впоследствии напоминал предварительный курс лечения микробный профиль к четвертой неделе [47, 48]. Однако исследования у детей (108 новорожденных) проведено Martin et al. с помощью qPCR выявило, что использование прием антибиотиков после 3-месячного возраста коррелировал со значительным снижением Staphylococcus и Bifidobacterium в возрасте 6 месяцев [49]. Кроме того, отслеживая 39 детей из от рождения до 3 лет, Yassour et al. обнаружено, что 20 детей лечили принимавшие антибиотики в течение исследуемого периода имели выраженный дисбактериоз с уменьшением микробное разнообразие по сравнению с 19 контрольными [50]. Эти исследования показывают, что дисбактериоз, вызванный антибиотиками, может продолжаться в течение более длительный период у детей по сравнению со взрослыми.Требуется дальнейшее расследование. тема.

Неантибиотические препараты

Недавние исследования показали, что неантибиотические препараты, нацеленные на клетки человека, но не микробы, связаны с изменениями микробного состава кишечника. Hakim et al. al. проанализированных образцов фекалий, взятых у детей, проходящих курс химиотерапии, по поводу острый лимфобластный лейкоз. После химиотерапии микробное разнообразие уменьшилось значительно, и относительная численность некоторых бактериальных таксонов была изменена [37].Кроме того, действие ингибиторов протонной помпы (ИПП) на микробиоту кишечника детей оценивали у 12 младенцев с гастроэзофагеальной рефлюксная болезнь. Лечение ИПП не влияло на микробное разнообразие; однако это снизила относительную численность Lactobacillus и Stenotrophomonas и увеличила относительную численность Haemophilus [38]. Хотя влияние других неантибиотических препаратов на микробиоту кишечника до сих пор неизвестно, в Данные vitro показывают, что до 24% из 1000 продаваемых препаратов подавляют рост хотя бы одного штамма [51].

Гестационный возраст

Гестационный возраст при рождении — еще один важный фактор, влияющий на микробиоту кишечника. Недоношенные дети, родившиеся между 22 и 36 неделями беременности, имеют незрелый кишечник. барьерная функция и иммунитет, что увеличивает риск сепсиса и некротизирования энтероколит. Корпела и др. недавно проанализировали 262 пробы фекалий из 45 недоношенных детей, чтобы визуализировать свойства микробиоты кишечника и ее развитие в недоношенные дети. Микробиота кишечника недоношенных новорожденных демонстрирует снижение микробного разнообразия с некоторыми преобладающими родами ( Bifidobacterium, Enterobacter, Staphylococcus , или Enterococcus ), с преобладающими родами меняется в течение нескольких дней.Микробный состав был изменен с Staphylococcus Enterococcus — преобладающая кишечная микробиота к микробиоте с преобладанием Bifidobacterium , и это было связано с послеродовым возрастом [40].

Окружающая среда

Несколько факторов окружающей среды также влияют на микробиоту кишечника младенца. Об анализе стула образцов 24 четырехмесячных здоровых младенцев, было обнаружено, что микробное разнообразие увеличился у младенцев, живущих с домашними животными, и уменьшился у младенцев с братьями и сестрами.Более того, изменился бактериальный состав с увеличением относительной численности Peptostreptococcaceae и снижение уровня Bifidobacteriaceae среди младенцев, живущих с домашними животными, хотя было продемонстрировано снижение относительной численности Peptostreptococcaceae среди младенцев, живущих с братьями и сестрами [41]. Взаимодействие с животными оказывает защитное действие на доклинические диабет I типа [52], аллергия и астма [53]. Сельские различия также могут влиять на кишечник. микробиота.De Fillippo et al. сравнили микробиоту кишечника 29 детей. из Европы и сельских районов Африки и сообщили о значительном обогащении Bacteroidetes и истощение Firmicutes среди африканских детей. Кроме того, фекальные короткоцепочечные жирные кислоты уровни были выше у африканских детей, вероятно, из-за различий в диете. и санитария [42].

ВМЕШАТЕЛЬСТВА ПРИ ДИСБИОЗЕ У ДЕТЕЙ

Как знания о взаимосвязи между микробиотой кишечника и проблемами со здоровьем углубился, исследования также были сосредоточены на профилактике и восстановлении дисбактериоза, путем улучшение микробиоты кишечника.

Пробиотики, пребиотики, синбиотики и биогеники

Пробиотики определяются как «микроорганизмы, способствующие сбалансированной кишечной микробиоте», и их можно найти в йогурте, сыре, ферментированных продуктах и ​​пищевых добавках. Пребиотики определяются как неперевариваемые пищевые вещества, которые приносят пользу хозяину, способствуя рост полезных кишечных микробов. Пребиотики включают олигосахариды, диетические клетчатка и другие неперевариваемые углеводы [54]. Концепция синбиотиков была введена Гибсоном и Роберфроидом, которые описали их как комбинации пребиотиков и пробиотиков, синергетически способствующих развитию желудочно-кишечного тракта. здоровья за счет повышения выживаемости и соблюдения диеты с живыми микробами в желудочно-кишечный тракт [55].С другой стороны, биогеники определяются как вещества, которые прямо или косвенно приносят пользу хозяину. модулирование микробиоты кишечника, что приводит к улучшению некоторых биологических функций и биофилаксия, профилактика заболеваний, содействие выздоровлению или антивозрастное действие эффекты. К биогеникам относятся витамины, эйкозапентаеновая кислота, докозагексаеновая кислота, флавоноиды и бактериоцины [56]. Несмотря на то что пробиотики, пребиотики, синбиотики и биогеники используются широко, нет убедительные доказательства, подтверждающие их предполагаемую пользу для здоровья человека [57].

Трансплантация фекальной микробиоты (FMT)

FMT предназначена для восстановления микробиоты кишечника пациента до здорового состояния посредством перенос кала от здорового донора. Эффективность FMT во многом стала очевиден среди взрослых с рецидивом Clostridioides (ранее Clostridium ) difficile инфекции (ИКД) [58], язвенный колит [59] и резистентная к лечению функциональная диспепсия [60]. Хотя данные о FMT среди детей все еще ограниченный и предварительный, FMT может помочь в установлении лечения альтернатива рецидивирующему CDI.Недавнее многоцентровое ретроспективное когортное исследование в США сообщили, что FMT был успешным у 272 из 336 (81%) детей с ИКД. [61].

Вагинальный перенос микробов младенцам, рожденным путем кесарева сечения

Младенцы, рожденные на CD, приобретают микробиоту из кожи матери, потому что они не подвергаются воздействию полезная материнская вагинальная микробиота [43]. А Новый метод воздействия материнской вагинальной микробиоты на младенцев, рожденных на компакт-дисках, заключается в протирании младенцы с марлей, предварительно инкубированные во влагалище матери до рождения.Кишечник микробиота новорожденных с CD, получавших эту процедуру, показала микробиоту, аналогичную у детей с ВД в возрасте 1 месяца [62].

Развитие микробиоты кишечника и дисбактериоза у детей

Реферат

Микробиота кишечника находится в желудочно-кишечном тракте человека, где она играет роль важную роль в поддержании здоровья хозяина. Последние достижения следующего поколения методы секвенирования выявили связь между дисбактериозом (дисбаланс нормальной кишечной микробиота) и несколько заболеваний, так как этот дисбаланс может нарушить симбиотические отношения между хозяином и ассоциированными микробами.Начинается формирование микробиоты кишечника в утробе матери или сразу после рождения, и его состав резко меняется до взрослого состава к 3 годам. Поскольку дисбактериоз в детстве может сохраняться в зрелом возрасте, очень важно получить сбалансированную микробиоту кишечника в детство. Таким образом, текущие исследования сосредоточены на факторах, влияющих на кишечник младенца. микробиота. В этом обзоре обсуждаются недавние выводы, в том числе результаты наших исследований, по как различные факторы, включая способ доставки, тип кормления и введение лекарства, в том числе антибиотики, могут влиять на микробиоту кишечника младенца.Здесь мы тоже рассмотреть будущие подходы к профилактике и восстановлению дисбактериоза у детей.

Ключевые слова: микробиота кишечника, дисбиоз, секвенирование гена 16S рРНК, способ доставки, тип кормления, антибиотики видов, и примерно 160 видов на образец фекалий, что превышает количество соматических клеток на соотношение 1,3: 1 [1]. Пока комменсальные бактерии обитают на на коже человека и в толстой кишке, ротовой полости, мужских и женских половых путях, и дыхательной системы, большинство из них населяет толстую кишку [2].Достижения в области секвенирования генома позволили нам понять микробный состав и функции микробиоты кишечника. Как понимание отношений между микробиотой кишечника и некоторыми проблемами со здоровьем человека углубилась, это было выявили, что баланс микробиоты кишечника в молодом возрасте играет важную роль в здоровье человека, и его дисбаланс, называемый дисбактериозом, связан с развитием разнообразные болезни.

В этом обзоре мы описываем основные концепции развития микробиоты кишечника во время младенческий период, факторы, влияющие на состав микробиоты кишечника, и некоторые вмешательства для поддержания сбалансированной микробиоты кишечника или восстановления дисбактериоза на основе последние исследования, в том числе наши собственные данные.

РАЗВИТИЕ МИКРОБИОТЫ И ЗАБОЛЕВАНИЙ кишечника

В 2016 году Odamaki et al. сообщил, что состав микробиоты кишечника меняется с возрастом [3]. Анализируя образцы стула из 367 здоровых японцев в возрасте от 0 до 104 лет, с помощью секвенирования 16S рРНК, они обнаружили что микробный состав был стабильным в зрелом возрасте. Фирмы, в том числе Lactobacillales и Clostridiales были наиболее преобладающим филумом в кишечнике взрослых. микробиота, тогда как актинобактерии, включая бифидобактерии, были более многочисленны в образцы от годовалых особей.Относительное обилие актинобактерий у детей уменьшилось после отлучения от груди, и микробиота кишечника развивалась ближе к кишечнику взрослого микробиота к трехлетнему возрасту.

Недавние исследования обнаружили микробную ДНК в плаценте [4], околоплодных водах [5] и меконии новорожденные, рожденные посредством кесарева сечения [6], таким образом изменяя широко распространенное представление о стерильности внутриматочной среды. Более того, микробиота кишечника матери может определять транскрипционный профиль кишечная микробиота плода [7].Однако последний данные свидетельствуют о том, что обнаруженные бактерии нежизнеспособны для формирования кишечника плода. микробиота [8,9,10].

Сразу после рождения формирование микробиоты кишечника младенца начинается в результате воздействия микробам из родовых путей матери, биоте кожи матери, окружающей среде и ее впоследствии развивается во взрослую кишечную микробиоту.

Дисбактериоз, или нарушение баланса кишечной микробиоты, связано с широким спектром проблем со здоровьем. проблемы. Дисбактериоз связан с повышенным риском желудочно-кишечных заболеваний, таких как: воспалительное заболевание кишечника [11, 12], синдром раздраженного кишечника [13] и некротический энтероколит [14]; аллергические заболевания [15, 16]; диабет [17]; ожирение [18, 19]; сердечно-сосудистые заболевания [20]; расстройство аутистического спектра [21]; и внезапный младенец синдром смерти [22].Мы предполагаем, что дисбактериоз может также присутствуют у детей с идиопатическим нефротическим синдромом [23,24,25] и болезнью Кавасаки [26].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МИКРОБИОТУ ЖИВОТНОГО У ДЕТЕЙ

Как упоминалось выше, микробиота кишечника резко меняется в сторону взрослой композиция в течение первых трех лет жизни [27] и дисбактериоз, который развивается на ранних этапах жизни, может сохраняться до взрослого возраста. [3, 28], это важно для создания благоприятной микробиоты кишечника в младенчестве [29].На микробиоту кишечника новорожденных влияет несколько факторов. и младенцы, например материнская микробиота из влагалища и кишечника [30, 31], режим родоразрешения [32,33,34,35], типа кормления [32,33,34], использования антибиотиков [34, 36] и др. лекарственные препараты [37, 38], гестационный возраст [39, 40], братья и сестры и домашние животные [41], а также региональные различия, включая диету и санитарные условия [42] (). Здесь мы обсуждаем текущие данные о влиянии этих факторов на кишечник. микробиота среди детей, в первую очередь с акцентом на способ родоразрешения, тип кормления и антибиотики.

Факторы, влияющие на микробиоту кишечника у детей.

Различные факторы влияют на развитие микробиоты кишечника, приводя к формирование микробиоты, подобной взрослой, примерно к 3 годам. Материнская микробиота потенциально влияет на микробиоту кишечника и иммунитет плода. Режим доставка влияет на первоначальное приобретение микробиоты кишечника. Грудное молоко имеет высокое содержание бифидобактерий и олигосахаридов грудного молока.

Способ родов и тип вскармливания

Новорожденные, рожденные естественным путем, приобретают Bifidobacteriales и Bacteroidales из родовые пути матери или кишечник, тогда как новорожденные, рожденные посредством кесарева сечения при родах (CD) заражаются бактериями с кожи матери, рта и в больнице среды, вызывающей дисбактериоз, по сравнению с новорожденными, рожденными естественным путем (ВД) [43].Бифидобактерии также присутствуют в грудном молоке. Кроме того, грудное молоко содержит олигосахариды (олигосахариды грудного молока; HMO). которые достигают толстой кишки без переваривания и поэтому известны как пребиотики, которые определяются как неперевариваемые пищевые вещества, приносящие пользу хозяину, способствуя рост полезных кишечных микробов. На сегодняшний день зарегистрировано более 200 ОПЗ, и они составляют треть твердых компонентов грудного молока после лактозы. и липиды с точки зрения содержания твердых компонентов в грудном молоке.Молозиво содержит как около 20 г / л ОПЗ [44]. Хотя формулы включают галактоолигосахариды и фруктоолигосахариды, их составы HMO отличается от грудного молока.

Мы провели исследование, чтобы определить, проявляют ли японские новорожденные, рожденные от CD, дисбактериоз и можно ли исправить дисбактериоз грудным молоком [35]. Испытуемыми были 36 здоровых доношенных новорожденных с нормальным весом при рождении. которые родились у японских родителей в той же больнице в Осаке, Япония, в период с сентября 2015 г. и август 2016 г.Образцы стула были собраны на 4-й день после рождения и через 1 месяц после рождения. проверка. Гипервариабельные участки ДНК были амплифицированы, и было проведено секвенирование гена 16S рРНК. выполненный. Чтобы оценить влияние способа доставки (VD или CD) на микробиоту кишечника, стул образцы, собранные в 4-дневном возрасте, сравнивали между новорожденными, рожденными от ВД и БК. К сравнить влияние типа кормления (грудное вскармливание [BF] или искусственное вскармливание [FF]) на кишечник микробиота, образцы стула, собранные при контрольном осмотре через 1 месяц, также были проанализированы путем разделения субъектов на четыре группы следующим образом: 10 младенцев, рожденных естественным путем и находящихся на грудном вскармливании в течение 1 месяц (группа VD / BF), 10 младенцев, рожденных от CD и находящихся на грудном вскармливании в течение 1 месяца (группа CD / BF), 10 младенцы, рожденные естественным путем и вскармливаемые смесью в течение 1 месяца (Группа VD / FF), и 6 младенцев, рожденных путем кесарева сечения и искусственного вскармливания в течение 1 месяца (группа CD / FF).Не было значительных различия между четырьмя группами с точки зрения пола или гестационного возраста. Типы кормления были классифицирован в соответствии с рекомендациями Японского педиатрического общества, с BF классифицируется как грудное вскармливание более 80% от общего числа вскармливаний до проверки через 1 месяц и FF, классифицируемая как более 80% от общего кормления, приходится на кормление смесями. В соответствии с эти рекомендации, все новорожденные на искусственном вскармливании, принадлежащие к Группе VD / FF и Группе CD / FF в нашем исследовании были определены как «частично» грудное вскармливание.

В возрасте 4 дней относительная численность отрядов Lactobacillales и Bacillales были ниже, тогда как у Enterobacteriales и Bacteroidales были выше в кишечнике. микробиота младенцев с ВД (n = 20) по сравнению с младенцами с CD (n = 16;). Средний индекс Шеннона был значительно выше для ВД по сравнению с CD (2,20 против 1,79, p = 0,04). Однако в возрасте 1 месяца существенной разницы в показателях медианный индекс Шеннона среди групп (2,0 в группе VD / BF, 2,4 в группе VD / FF, 2.3 в группа CD / BF и 2.1 в группе CD / FF). Что касается микробного состава, вагинально рожденные младенцы показали более высокую численность Bacteroidales, независимо от типа кормления. (р = 0,0033,).

Состав на порядковом уровне микробиоты кишечника 36 здоровых детей в возрасте 4 лет дней (A) и 1 месяц (B).

A: Относительные количества Bacteroidales и Enterobacteriales были значительно выше в группе VD по сравнению с группой CD, тогда как в группе Bacillales и Lactobacillales были значительно выше в группе CD в 4-дневные младенцы по сравнению с группой ВД.B: только Bacteroidales показали значительная разница между четырьмя группами у 1-месячных младенцев. ВД: вагинальный Доставка; CD: родоразрешение через кесарево сечение; BF: грудное вскармливание; FF: кормление смесью. Адаптировано из «Влияние способа доставки и питания на кишечную микробиоту новорожденных», Акагава и др. , 2019. Анналы питания и обмена веществ, 74: 132−149. Изменено с разрешения S. Karger AG, Базель. Оригинальная фигура Авторские права © 2020 S. Karger AG, Базель.

Наши результаты ясно показали, что в 4-дневном возрасте различия, связанные с способ доставки включал снижение численности Lactobacillales и Bacillales и снижение разнообразия у новорожденных с CD по сравнению с новорожденными с VD, что приводит к дисбактериозу ().Однако в возрасте 1 месяца не было небольшая разница, связанная с режимом доставки или типом кормления (). Сходство микробиоты кишечника среди четыре группы можно объяснить тем, что все испытуемые хотя бы частично на грудном вскармливании, включая младенцев, сгруппированных как вскармливаемые смесью (группа VD / FF и группа CD / FF), которые предполагает, что даже небольшое потребление грудного молока может восстановить сбалансированный кишечник. микробиота при дисбактериозе, вызванном БК [35].

В 2019 году более крупное исследование Shao et al. представил результаты, аналогичные нашим исследование [45]. Они выполнили полногеномное ружье метагеномный анализ 596 образцов стула доношенных детей, родившихся в больницах Великобритании. В 4 дни возраста способ доставки значительно повлиял на микробиоту кишечника; Новорожденные с ВД показали более высокое содержание Bifidobacteriales и Bacteroidales, тогда как новорожденные с CD показали более высокое содержание лактобацилл и бацилл. Однако эта разница между новорожденными с ВД и БК снизилась со временем к возрасту от 7 до 21 дня, показывая микробный состав аналогичен младенческому (8.75 ± 1,98 месяцев) [45]. Их результаты показывают, что способ доставки и / или тип кормления в неонатальном периоде может иметь большее влияние на кишечник. микробиота, чем этнические различия.

Антибиотики

Хорошо известно, что антибиотики действуют как на патогенные, так и на комменсальные кишечные бактерии, приводящий к дисбактериозу. Однако мало что известно о том, как антибиотики влияют на младенца. кишечная микробиота. Мы проанализировали микробиоту кишечника пяти младенцев (2 мальчика, медиана месяцев возраст 5.5 [2.1–7.4]), которым был поставлен диагноз и пролечена инфекция верхних мочевых путей. Образцы стула собирали до и после лечения цефтриаксоном и внутривенным введением. подвергали секвенированию гена 16S рРНК. После 7 дней лечения антибиотиками мы обнаружил значительное преобладание порядка лактобацилл и снизился в целом микробное разнообразие (), как показано индексом Шеннона 2,53–3,25 (среднее значение 3,06) до лечения по сравнению с индексом Шеннона 0,12–1,96 (среднее 1,12) после лечения (p = 0.009).

Изменения профиля кишечной микробиоты до (A) и после (B) антибиотика лечение.

Семь дней внутривенного введения цефтриаксона для лечения верхних мочевыводящих путей инфекции у пяти младенцев изменили микробиоту кишечника: самый распространенный комменсальный порядок бактерий был изменен на Lactobacillales, а микробное разнообразие по оценке по индексу Шеннона значительно снизился.

Несмотря на то, что цефтриаксон обладает широким спектром действия, он не влияет на Enterococcus faecium и Enterococcus avium [46], наиболее распространенные виды энтерококков, относящиеся к к отряду Lactobacillales, что потенциально объясняет значительное преобладание Лактобациллы в микробиоте кишечника после лечения антибиотиками.Мы нашли это значительный дисбактериоз может быть вызван даже кратковременным введением антибиотик.

Dethlefsen et al. изучали дисбактериоз, вызванный антибиотиками, в трех взрослых после лечения ципрофлоксацином и сообщили, что микробное разнообразие кишечника начало снижаться. восстановился через 1 неделю после окончания лечения и впоследствии напоминал предварительный курс лечения микробный профиль к четвертой неделе [47, 48]. Однако исследования у детей (108 новорожденных) проведено Martin et al. с помощью qPCR выявило, что использование прием антибиотиков после 3-месячного возраста коррелировал со значительным снижением Staphylococcus и Bifidobacterium в возрасте 6 месяцев [49]. Кроме того, отслеживая 39 детей из от рождения до 3 лет, Yassour et al. обнаружено, что 20 детей лечили принимавшие антибиотики в течение исследуемого периода имели выраженный дисбактериоз с уменьшением микробное разнообразие по сравнению с 19 контрольными [50]. Эти исследования показывают, что дисбактериоз, вызванный антибиотиками, может продолжаться в течение более длительный период у детей по сравнению со взрослыми.Требуется дальнейшее расследование. тема.

Неантибиотические препараты

Недавние исследования показали, что неантибиотические препараты, нацеленные на клетки человека, но не микробы, связаны с изменениями микробного состава кишечника. Hakim et al. al. проанализированных образцов фекалий, взятых у детей, проходящих курс химиотерапии, по поводу острый лимфобластный лейкоз. После химиотерапии микробное разнообразие уменьшилось значительно, и относительная численность некоторых бактериальных таксонов была изменена [37].Кроме того, действие ингибиторов протонной помпы (ИПП) на микробиоту кишечника детей оценивали у 12 младенцев с гастроэзофагеальной рефлюксная болезнь. Лечение ИПП не влияло на микробное разнообразие; однако это снизила относительную численность Lactobacillus и Stenotrophomonas и увеличила относительную численность Haemophilus [38]. Хотя влияние других неантибиотических препаратов на микробиоту кишечника до сих пор неизвестно, в Данные vitro показывают, что до 24% из 1000 продаваемых препаратов подавляют рост хотя бы одного штамма [51].

Гестационный возраст

Гестационный возраст при рождении — еще один важный фактор, влияющий на микробиоту кишечника. Недоношенные дети, родившиеся между 22 и 36 неделями беременности, имеют незрелый кишечник. барьерная функция и иммунитет, что увеличивает риск сепсиса и некротизирования энтероколит. Корпела и др. недавно проанализировали 262 пробы фекалий из 45 недоношенных детей, чтобы визуализировать свойства микробиоты кишечника и ее развитие в недоношенные дети. Микробиота кишечника недоношенных новорожденных демонстрирует снижение микробного разнообразия с некоторыми преобладающими родами ( Bifidobacterium, Enterobacter, Staphylococcus , или Enterococcus ), с преобладающими родами меняется в течение нескольких дней.Микробный состав был изменен с Staphylococcus Enterococcus — преобладающая кишечная микробиота к микробиоте с преобладанием Bifidobacterium , и это было связано с послеродовым возрастом [40].

Окружающая среда

Несколько факторов окружающей среды также влияют на микробиоту кишечника младенца. Об анализе стула образцов 24 четырехмесячных здоровых младенцев, было обнаружено, что микробное разнообразие увеличился у младенцев, живущих с домашними животными, и уменьшился у младенцев с братьями и сестрами.Более того, изменился бактериальный состав с увеличением относительной численности Peptostreptococcaceae и снижение уровня Bifidobacteriaceae среди младенцев, живущих с домашними животными, хотя было продемонстрировано снижение относительной численности Peptostreptococcaceae среди младенцев, живущих с братьями и сестрами [41]. Взаимодействие с животными оказывает защитное действие на доклинические диабет I типа [52], аллергия и астма [53]. Сельские различия также могут влиять на кишечник. микробиота.De Fillippo et al. сравнили микробиоту кишечника 29 детей. из Европы и сельских районов Африки и сообщили о значительном обогащении Bacteroidetes и истощение Firmicutes среди африканских детей. Кроме того, фекальные короткоцепочечные жирные кислоты уровни были выше у африканских детей, вероятно, из-за различий в диете. и санитария [42].

ВМЕШАТЕЛЬСТВА ПРИ ДИСБИОЗЕ У ДЕТЕЙ

Как знания о взаимосвязи между микробиотой кишечника и проблемами со здоровьем углубился, исследования также были сосредоточены на профилактике и восстановлении дисбактериоза, путем улучшение микробиоты кишечника.

Пробиотики, пребиотики, синбиотики и биогеники

Пробиотики определяются как «микроорганизмы, способствующие сбалансированной кишечной микробиоте», и их можно найти в йогурте, сыре, ферментированных продуктах и ​​пищевых добавках. Пребиотики определяются как неперевариваемые пищевые вещества, которые приносят пользу хозяину, способствуя рост полезных кишечных микробов. Пребиотики включают олигосахариды, диетические клетчатка и другие неперевариваемые углеводы [54]. Концепция синбиотиков была введена Гибсоном и Роберфроидом, которые описали их как комбинации пребиотиков и пробиотиков, синергетически способствующих развитию желудочно-кишечного тракта. здоровья за счет повышения выживаемости и соблюдения диеты с живыми микробами в желудочно-кишечный тракт [55].С другой стороны, биогеники определяются как вещества, которые прямо или косвенно приносят пользу хозяину. модулирование микробиоты кишечника, что приводит к улучшению некоторых биологических функций и биофилаксия, профилактика заболеваний, содействие выздоровлению или антивозрастное действие эффекты. К биогеникам относятся витамины, эйкозапентаеновая кислота, докозагексаеновая кислота, флавоноиды и бактериоцины [56]. Несмотря на то что пробиотики, пребиотики, синбиотики и биогеники используются широко, нет убедительные доказательства, подтверждающие их предполагаемую пользу для здоровья человека [57].

Трансплантация фекальной микробиоты (FMT)

FMT предназначена для восстановления микробиоты кишечника пациента до здорового состояния посредством перенос кала от здорового донора. Эффективность FMT во многом стала очевиден среди взрослых с рецидивом Clostridioides (ранее Clostridium ) difficile инфекции (ИКД) [58], язвенный колит [59] и резистентная к лечению функциональная диспепсия [60]. Хотя данные о FMT среди детей все еще ограниченный и предварительный, FMT может помочь в установлении лечения альтернатива рецидивирующему CDI.Недавнее многоцентровое ретроспективное когортное исследование в США сообщили, что FMT был успешным у 272 из 336 (81%) детей с ИКД. [61].

Вагинальный перенос микробов младенцам, рожденным путем кесарева сечения

Младенцы, рожденные на CD, приобретают микробиоту из кожи матери, потому что они не подвергаются воздействию полезная материнская вагинальная микробиота [43]. А Новый метод воздействия материнской вагинальной микробиоты на младенцев, рожденных на компакт-дисках, заключается в протирании младенцы с марлей, предварительно инкубированные во влагалище матери до рождения.Кишечник микробиота новорожденных с CD, получавших эту процедуру, показала микробиоту, аналогичную у детей с ВД в возрасте 1 месяца [62].

Развитие микробиоты кишечника и дисбактериоза у детей

Реферат

Микробиота кишечника находится в желудочно-кишечном тракте человека, где она играет роль важную роль в поддержании здоровья хозяина. Последние достижения следующего поколения методы секвенирования выявили связь между дисбактериозом (дисбаланс нормальной кишечной микробиота) и несколько заболеваний, так как этот дисбаланс может нарушить симбиотические отношения между хозяином и ассоциированными микробами.Начинается формирование микробиоты кишечника в утробе матери или сразу после рождения, и его состав резко меняется до взрослого состава к 3 годам. Поскольку дисбактериоз в детстве может сохраняться в зрелом возрасте, очень важно получить сбалансированную микробиоту кишечника в детство. Таким образом, текущие исследования сосредоточены на факторах, влияющих на кишечник младенца. микробиота. В этом обзоре обсуждаются недавние выводы, в том числе результаты наших исследований, по как различные факторы, включая способ доставки, тип кормления и введение лекарства, в том числе антибиотики, могут влиять на микробиоту кишечника младенца.Здесь мы тоже рассмотреть будущие подходы к профилактике и восстановлению дисбактериоза у детей.

Ключевые слова: микробиота кишечника, дисбиоз, секвенирование гена 16S рРНК, способ доставки, тип кормления, антибиотики видов, и примерно 160 видов на образец фекалий, что превышает количество соматических клеток на соотношение 1,3: 1 [1]. Пока комменсальные бактерии обитают на на коже человека и в толстой кишке, ротовой полости, мужских и женских половых путях, и дыхательной системы, большинство из них населяет толстую кишку [2].Достижения в области секвенирования генома позволили нам понять микробный состав и функции микробиоты кишечника. Как понимание отношений между микробиотой кишечника и некоторыми проблемами со здоровьем человека углубилась, это было выявили, что баланс микробиоты кишечника в молодом возрасте играет важную роль в здоровье человека, и его дисбаланс, называемый дисбактериозом, связан с развитием разнообразные болезни.

В этом обзоре мы описываем основные концепции развития микробиоты кишечника во время младенческий период, факторы, влияющие на состав микробиоты кишечника, и некоторые вмешательства для поддержания сбалансированной микробиоты кишечника или восстановления дисбактериоза на основе последние исследования, в том числе наши собственные данные.

РАЗВИТИЕ МИКРОБИОТЫ И ЗАБОЛЕВАНИЙ кишечника

В 2016 году Odamaki et al. сообщил, что состав микробиоты кишечника меняется с возрастом [3]. Анализируя образцы стула из 367 здоровых японцев в возрасте от 0 до 104 лет, с помощью секвенирования 16S рРНК, они обнаружили что микробный состав был стабильным в зрелом возрасте. Фирмы, в том числе Lactobacillales и Clostridiales были наиболее преобладающим филумом в кишечнике взрослых. микробиота, тогда как актинобактерии, включая бифидобактерии, были более многочисленны в образцы от годовалых особей.Относительное обилие актинобактерий у детей уменьшилось после отлучения от груди, и микробиота кишечника развивалась ближе к кишечнику взрослого микробиота к трехлетнему возрасту.

Недавние исследования обнаружили микробную ДНК в плаценте [4], околоплодных водах [5] и меконии новорожденные, рожденные посредством кесарева сечения [6], таким образом изменяя широко распространенное представление о стерильности внутриматочной среды. Более того, микробиота кишечника матери может определять транскрипционный профиль кишечная микробиота плода [7].Однако последний данные свидетельствуют о том, что обнаруженные бактерии нежизнеспособны для формирования кишечника плода. микробиота [8,9,10].

Сразу после рождения формирование микробиоты кишечника младенца начинается в результате воздействия микробам из родовых путей матери, биоте кожи матери, окружающей среде и ее впоследствии развивается во взрослую кишечную микробиоту.

Дисбактериоз, или нарушение баланса кишечной микробиоты, связано с широким спектром проблем со здоровьем. проблемы. Дисбактериоз связан с повышенным риском желудочно-кишечных заболеваний, таких как: воспалительное заболевание кишечника [11, 12], синдром раздраженного кишечника [13] и некротический энтероколит [14]; аллергические заболевания [15, 16]; диабет [17]; ожирение [18, 19]; сердечно-сосудистые заболевания [20]; расстройство аутистического спектра [21]; и внезапный младенец синдром смерти [22].Мы предполагаем, что дисбактериоз может также присутствуют у детей с идиопатическим нефротическим синдромом [23,24,25] и болезнью Кавасаки [26].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МИКРОБИОТУ ЖИВОТНОГО У ДЕТЕЙ

Как упоминалось выше, микробиота кишечника резко меняется в сторону взрослой композиция в течение первых трех лет жизни [27] и дисбактериоз, который развивается на ранних этапах жизни, может сохраняться до взрослого возраста. [3, 28], это важно для создания благоприятной микробиоты кишечника в младенчестве [29].На микробиоту кишечника новорожденных влияет несколько факторов. и младенцы, например материнская микробиота из влагалища и кишечника [30, 31], режим родоразрешения [32,33,34,35], типа кормления [32,33,34], использования антибиотиков [34, 36] и др. лекарственные препараты [37, 38], гестационный возраст [39, 40], братья и сестры и домашние животные [41], а также региональные различия, включая диету и санитарные условия [42] (). Здесь мы обсуждаем текущие данные о влиянии этих факторов на кишечник. микробиота среди детей, в первую очередь с акцентом на способ родоразрешения, тип кормления и антибиотики.

Факторы, влияющие на микробиоту кишечника у детей.

Различные факторы влияют на развитие микробиоты кишечника, приводя к формирование микробиоты, подобной взрослой, примерно к 3 годам. Материнская микробиота потенциально влияет на микробиоту кишечника и иммунитет плода. Режим доставка влияет на первоначальное приобретение микробиоты кишечника. Грудное молоко имеет высокое содержание бифидобактерий и олигосахаридов грудного молока.

Способ родов и тип вскармливания

Новорожденные, рожденные естественным путем, приобретают Bifidobacteriales и Bacteroidales из родовые пути матери или кишечник, тогда как новорожденные, рожденные посредством кесарева сечения при родах (CD) заражаются бактериями с кожи матери, рта и в больнице среды, вызывающей дисбактериоз, по сравнению с новорожденными, рожденными естественным путем (ВД) [43].Бифидобактерии также присутствуют в грудном молоке. Кроме того, грудное молоко содержит олигосахариды (олигосахариды грудного молока; HMO). которые достигают толстой кишки без переваривания и поэтому известны как пребиотики, которые определяются как неперевариваемые пищевые вещества, приносящие пользу хозяину, способствуя рост полезных кишечных микробов. На сегодняшний день зарегистрировано более 200 ОПЗ, и они составляют треть твердых компонентов грудного молока после лактозы. и липиды с точки зрения содержания твердых компонентов в грудном молоке.Молозиво содержит как около 20 г / л ОПЗ [44]. Хотя формулы включают галактоолигосахариды и фруктоолигосахариды, их составы HMO отличается от грудного молока.

Мы провели исследование, чтобы определить, проявляют ли японские новорожденные, рожденные от CD, дисбактериоз и можно ли исправить дисбактериоз грудным молоком [35]. Испытуемыми были 36 здоровых доношенных новорожденных с нормальным весом при рождении. которые родились у японских родителей в той же больнице в Осаке, Япония, в период с сентября 2015 г. и август 2016 г.Образцы стула были собраны на 4-й день после рождения и через 1 месяц после рождения. проверка. Гипервариабельные участки ДНК были амплифицированы, и было проведено секвенирование гена 16S рРНК. выполненный. Чтобы оценить влияние способа доставки (VD или CD) на микробиоту кишечника, стул образцы, собранные в 4-дневном возрасте, сравнивали между новорожденными, рожденными от ВД и БК. К сравнить влияние типа кормления (грудное вскармливание [BF] или искусственное вскармливание [FF]) на кишечник микробиота, образцы стула, собранные при контрольном осмотре через 1 месяц, также были проанализированы путем разделения субъектов на четыре группы следующим образом: 10 младенцев, рожденных естественным путем и находящихся на грудном вскармливании в течение 1 месяц (группа VD / BF), 10 младенцев, рожденных от CD и находящихся на грудном вскармливании в течение 1 месяца (группа CD / BF), 10 младенцы, рожденные естественным путем и вскармливаемые смесью в течение 1 месяца (Группа VD / FF), и 6 младенцев, рожденных путем кесарева сечения и искусственного вскармливания в течение 1 месяца (группа CD / FF).Не было значительных различия между четырьмя группами с точки зрения пола или гестационного возраста. Типы кормления были классифицирован в соответствии с рекомендациями Японского педиатрического общества, с BF классифицируется как грудное вскармливание более 80% от общего числа вскармливаний до проверки через 1 месяц и FF, классифицируемая как более 80% от общего кормления, приходится на кормление смесями. В соответствии с эти рекомендации, все новорожденные на искусственном вскармливании, принадлежащие к Группе VD / FF и Группе CD / FF в нашем исследовании были определены как «частично» грудное вскармливание.

В возрасте 4 дней относительная численность отрядов Lactobacillales и Bacillales были ниже, тогда как у Enterobacteriales и Bacteroidales были выше в кишечнике. микробиота младенцев с ВД (n = 20) по сравнению с младенцами с CD (n = 16;). Средний индекс Шеннона был значительно выше для ВД по сравнению с CD (2,20 против 1,79, p = 0,04). Однако в возрасте 1 месяца существенной разницы в показателях медианный индекс Шеннона среди групп (2,0 в группе VD / BF, 2,4 в группе VD / FF, 2.3 в группа CD / BF и 2.1 в группе CD / FF). Что касается микробного состава, вагинально рожденные младенцы показали более высокую численность Bacteroidales, независимо от типа кормления. (р = 0,0033,).

Состав на порядковом уровне микробиоты кишечника 36 здоровых детей в возрасте 4 лет дней (A) и 1 месяц (B).

A: Относительные количества Bacteroidales и Enterobacteriales были значительно выше в группе VD по сравнению с группой CD, тогда как в группе Bacillales и Lactobacillales были значительно выше в группе CD в 4-дневные младенцы по сравнению с группой ВД.B: только Bacteroidales показали значительная разница между четырьмя группами у 1-месячных младенцев. ВД: вагинальный Доставка; CD: родоразрешение через кесарево сечение; BF: грудное вскармливание; FF: кормление смесью. Адаптировано из «Влияние способа доставки и питания на кишечную микробиоту новорожденных», Акагава и др. , 2019. Анналы питания и обмена веществ, 74: 132−149. Изменено с разрешения S. Karger AG, Базель. Оригинальная фигура Авторские права © 2020 S. Karger AG, Базель.

Наши результаты ясно показали, что в 4-дневном возрасте различия, связанные с способ доставки включал снижение численности Lactobacillales и Bacillales и снижение разнообразия у новорожденных с CD по сравнению с новорожденными с VD, что приводит к дисбактериозу ().Однако в возрасте 1 месяца не было небольшая разница, связанная с режимом доставки или типом кормления (). Сходство микробиоты кишечника среди четыре группы можно объяснить тем, что все испытуемые хотя бы частично на грудном вскармливании, включая младенцев, сгруппированных как вскармливаемые смесью (группа VD / FF и группа CD / FF), которые предполагает, что даже небольшое потребление грудного молока может восстановить сбалансированный кишечник. микробиота при дисбактериозе, вызванном БК [35].

В 2019 году более крупное исследование Shao et al. представил результаты, аналогичные нашим исследование [45]. Они выполнили полногеномное ружье метагеномный анализ 596 образцов стула доношенных детей, родившихся в больницах Великобритании. В 4 дни возраста способ доставки значительно повлиял на микробиоту кишечника; Новорожденные с ВД показали более высокое содержание Bifidobacteriales и Bacteroidales, тогда как новорожденные с CD показали более высокое содержание лактобацилл и бацилл. Однако эта разница между новорожденными с ВД и БК снизилась со временем к возрасту от 7 до 21 дня, показывая микробный состав аналогичен младенческому (8.75 ± 1,98 месяцев) [45]. Их результаты показывают, что способ доставки и / или тип кормления в неонатальном периоде может иметь большее влияние на кишечник. микробиота, чем этнические различия.

Антибиотики

Хорошо известно, что антибиотики действуют как на патогенные, так и на комменсальные кишечные бактерии, приводящий к дисбактериозу. Однако мало что известно о том, как антибиотики влияют на младенца. кишечная микробиота. Мы проанализировали микробиоту кишечника пяти младенцев (2 мальчика, медиана месяцев возраст 5.5 [2.1–7.4]), которым был поставлен диагноз и пролечена инфекция верхних мочевых путей. Образцы стула собирали до и после лечения цефтриаксоном и внутривенным введением. подвергали секвенированию гена 16S рРНК. После 7 дней лечения антибиотиками мы обнаружил значительное преобладание порядка лактобацилл и снизился в целом микробное разнообразие (), как показано индексом Шеннона 2,53–3,25 (среднее значение 3,06) до лечения по сравнению с индексом Шеннона 0,12–1,96 (среднее 1,12) после лечения (p = 0.009).

Изменения профиля кишечной микробиоты до (A) и после (B) антибиотика лечение.

Семь дней внутривенного введения цефтриаксона для лечения верхних мочевыводящих путей инфекции у пяти младенцев изменили микробиоту кишечника: самый распространенный комменсальный порядок бактерий был изменен на Lactobacillales, а микробное разнообразие по оценке по индексу Шеннона значительно снизился.

Несмотря на то, что цефтриаксон обладает широким спектром действия, он не влияет на Enterococcus faecium и Enterococcus avium [46], наиболее распространенные виды энтерококков, относящиеся к к отряду Lactobacillales, что потенциально объясняет значительное преобладание Лактобациллы в микробиоте кишечника после лечения антибиотиками.Мы нашли это значительный дисбактериоз может быть вызван даже кратковременным введением антибиотик.

Dethlefsen et al. изучали дисбактериоз, вызванный антибиотиками, в трех взрослых после лечения ципрофлоксацином и сообщили, что микробное разнообразие кишечника начало снижаться. восстановился через 1 неделю после окончания лечения и впоследствии напоминал предварительный курс лечения микробный профиль к четвертой неделе [47, 48]. Однако исследования у детей (108 новорожденных) проведено Martin et al. с помощью qPCR выявило, что использование прием антибиотиков после 3-месячного возраста коррелировал со значительным снижением Staphylococcus и Bifidobacterium в возрасте 6 месяцев [49]. Кроме того, отслеживая 39 детей из от рождения до 3 лет, Yassour et al. обнаружено, что 20 детей лечили принимавшие антибиотики в течение исследуемого периода имели выраженный дисбактериоз с уменьшением микробное разнообразие по сравнению с 19 контрольными [50]. Эти исследования показывают, что дисбактериоз, вызванный антибиотиками, может продолжаться в течение более длительный период у детей по сравнению со взрослыми.Требуется дальнейшее расследование. тема.

Неантибиотические препараты

Недавние исследования показали, что неантибиотические препараты, нацеленные на клетки человека, но не микробы, связаны с изменениями микробного состава кишечника. Hakim et al. al. проанализированных образцов фекалий, взятых у детей, проходящих курс химиотерапии, по поводу острый лимфобластный лейкоз. После химиотерапии микробное разнообразие уменьшилось значительно, и относительная численность некоторых бактериальных таксонов была изменена [37].Кроме того, действие ингибиторов протонной помпы (ИПП) на микробиоту кишечника детей оценивали у 12 младенцев с гастроэзофагеальной рефлюксная болезнь. Лечение ИПП не влияло на микробное разнообразие; однако это снизила относительную численность Lactobacillus и Stenotrophomonas и увеличила относительную численность Haemophilus [38]. Хотя влияние других неантибиотических препаратов на микробиоту кишечника до сих пор неизвестно, в Данные vitro показывают, что до 24% из 1000 продаваемых препаратов подавляют рост хотя бы одного штамма [51].

Гестационный возраст

Гестационный возраст при рождении — еще один важный фактор, влияющий на микробиоту кишечника. Недоношенные дети, родившиеся между 22 и 36 неделями беременности, имеют незрелый кишечник. барьерная функция и иммунитет, что увеличивает риск сепсиса и некротизирования энтероколит. Корпела и др. недавно проанализировали 262 пробы фекалий из 45 недоношенных детей, чтобы визуализировать свойства микробиоты кишечника и ее развитие в недоношенные дети. Микробиота кишечника недоношенных новорожденных демонстрирует снижение микробного разнообразия с некоторыми преобладающими родами ( Bifidobacterium, Enterobacter, Staphylococcus , или Enterococcus ), с преобладающими родами меняется в течение нескольких дней.Микробный состав был изменен с Staphylococcus Enterococcus — преобладающая кишечная микробиота к микробиоте с преобладанием Bifidobacterium , и это было связано с послеродовым возрастом [40].

Окружающая среда

Несколько факторов окружающей среды также влияют на микробиоту кишечника младенца. Об анализе стула образцов 24 четырехмесячных здоровых младенцев, было обнаружено, что микробное разнообразие увеличился у младенцев, живущих с домашними животными, и уменьшился у младенцев с братьями и сестрами.Более того, изменился бактериальный состав с увеличением относительной численности Peptostreptococcaceae и снижение уровня Bifidobacteriaceae среди младенцев, живущих с домашними животными, хотя было продемонстрировано снижение относительной численности Peptostreptococcaceae среди младенцев, живущих с братьями и сестрами [41]. Взаимодействие с животными оказывает защитное действие на доклинические диабет I типа [52], аллергия и астма [53]. Сельские различия также могут влиять на кишечник. микробиота.De Fillippo et al. сравнили микробиоту кишечника 29 детей. из Европы и сельских районов Африки и сообщили о значительном обогащении Bacteroidetes и истощение Firmicutes среди африканских детей. Кроме того, фекальные короткоцепочечные жирные кислоты уровни были выше у африканских детей, вероятно, из-за различий в диете. и санитария [42].

ВМЕШАТЕЛЬСТВА ПРИ ДИСБИОЗЕ У ДЕТЕЙ

Как знания о взаимосвязи между микробиотой кишечника и проблемами со здоровьем углубился, исследования также были сосредоточены на профилактике и восстановлении дисбактериоза, путем улучшение микробиоты кишечника.

Пробиотики, пребиотики, синбиотики и биогеники

Пробиотики определяются как «микроорганизмы, способствующие сбалансированной кишечной микробиоте», и их можно найти в йогурте, сыре, ферментированных продуктах и ​​пищевых добавках. Пребиотики определяются как неперевариваемые пищевые вещества, которые приносят пользу хозяину, способствуя рост полезных кишечных микробов. Пребиотики включают олигосахариды, диетические клетчатка и другие неперевариваемые углеводы [54]. Концепция синбиотиков была введена Гибсоном и Роберфроидом, которые описали их как комбинации пребиотиков и пробиотиков, синергетически способствующих развитию желудочно-кишечного тракта. здоровья за счет повышения выживаемости и соблюдения диеты с живыми микробами в желудочно-кишечный тракт [55].С другой стороны, биогеники определяются как вещества, которые прямо или косвенно приносят пользу хозяину. модулирование микробиоты кишечника, что приводит к улучшению некоторых биологических функций и биофилаксия, профилактика заболеваний, содействие выздоровлению или антивозрастное действие эффекты. К биогеникам относятся витамины, эйкозапентаеновая кислота, докозагексаеновая кислота, флавоноиды и бактериоцины [56]. Несмотря на то что пробиотики, пребиотики, синбиотики и биогеники используются широко, нет убедительные доказательства, подтверждающие их предполагаемую пользу для здоровья человека [57].

Трансплантация фекальной микробиоты (FMT)

FMT предназначена для восстановления микробиоты кишечника пациента до здорового состояния посредством перенос кала от здорового донора. Эффективность FMT во многом стала очевиден среди взрослых с рецидивом Clostridioides (ранее Clostridium ) difficile инфекции (ИКД) [58], язвенный колит [59] и резистентная к лечению функциональная диспепсия [60]. Хотя данные о FMT среди детей все еще ограниченный и предварительный, FMT может помочь в установлении лечения альтернатива рецидивирующему CDI.Недавнее многоцентровое ретроспективное когортное исследование в США сообщили, что FMT был успешным у 272 из 336 (81%) детей с ИКД. [61].

Вагинальный перенос микробов младенцам, рожденным путем кесарева сечения

Младенцы, рожденные на CD, приобретают микробиоту из кожи матери, потому что они не подвергаются воздействию полезная материнская вагинальная микробиота [43]. А Новый метод воздействия материнской вагинальной микробиоты на младенцев, рожденных на компакт-дисках, заключается в протирании младенцы с марлей, предварительно инкубированные во влагалище матери до рождения.Кишечник микробиота новорожденных с CD, получавших эту процедуру, показала микробиоту, аналогичную у детей с ВД в возрасте 1 месяца [62].

Микробиота кишечника в первое десятилетие жизни

https://doi.org/10.1016/j.tim.2019.08.001 Получить права и контент

Основные моменты

Микробиота кишечника здоровых детей демонстрирует функциональные и таксономические различия с по сравнению с взрослыми, предполагая, что микробиом кишечника может развиваться медленнее, чем считалось ранее.

Bifidobacterium spp. более распространены в кишечной микробиоте детей, чем взрослых, и могут постепенно уменьшаться до достижения зрелого возраста.

У некоторых детей микробиота может развиваться медленнее, чем у других, у которых может быть промежуточное состояние микробиоты.

Детство может предоставить дополнительные возможности для вмешательств, основанных на микробиоте, для укрепления здоровья или предотвращения отклонений микробиоты.

Микробиота кишечника детей может быть более податливой к факторам окружающей среды, чем микробиота взрослых.

Различия в образе жизни и, в частности, вестернизация сильно влияют на состав популяций кишечных микробов у детей, как уже сообщалось для взрослых.

Понимание важности микробиома кишечника растет, и становится все более актуальным определение профилактических или терапевтических решений, нацеленных на него. Состав и функция кишечной микробиоты относительно хорошо описаны для младенцев (менее 3 лет) и взрослых, но в значительной степени упускаются из виду у детей дошкольного (3–6 лет) и младшего школьного возраста (6–12 лет). , а также подростки (12–18 лет).Ранние отчеты предполагали, что детская микробиота достигнет взрослой структуры в возрасте 3 лет, но недавние исследования показали, что развитие микробиоты может занять больше времени. Это время развития имеет ключевое значение, потому что есть данные, позволяющие предположить, что отклонения в этом развитии могут иметь последствия в дальнейшей жизни. В этом обзоре мы представляем обзор текущих знаний о кишечной микробиоте, ее эволюции, вариациях и реакции на диетические проблемы в течение первого десятилетия жизни с акцентом на здоровых детей дошкольного и младшего школьного возраста (до 12 лет). лет) из разных популяций по всему миру.Эти знания должны облегчить определение диетических подходов, ориентированных на людей этой возрастной группы, чтобы способствовать развитию здоровой микробиоты в более позднем возрасте.

Ключевые слова

микробиота кишечника

дети

эволюция

здоровье

пластичность

вмешательство

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2019 Автор (ы). Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Желудочно-кишечная микробиота и некоторые детские заболевания: обзор

Бактериальная колонизация определяется сразу после рождения через прямой контакт с материнской микробиотой и может быть затронута во время лактации.Появляются новые данные, указывающие на то, что количественные и качественные изменения микробиоты кишечника способствуют изменениям в активации иммунной системы слизистой оболочки, что приводит к внутри- или внекишечным заболеваниям. Баланс между патогенной и полезной микробиотой в детстве и подростковом возрасте важен для здоровья желудочно-кишечного тракта, включая защиту от патогенов, ингибирование патогенов, переработку питательных веществ (синтез витамина K), стимуляцию ангиогенеза и регулирование накопления жира в организме хозяина.Пробиотики могут способствовать преднамеренной модуляции кишечной микробиоты в пользу здоровья хозяина. Эта статья представляет собой обзор модуляции кишечной микробиоты при профилактике и адъювантном лечении детских желудочно-кишечных заболеваний.

1. Состав и функции желудочно-кишечной микробиоты

Микробиота желудочно-кишечного тракта человека обитает в сложной экосистеме [1]. Обычно он попадает к новорожденному после рождения и подвержен влиянию родов и загрязнению окружающей среды [2].При рождении желудочно-кишечный тракт незрелый, и их развитие продолжается в течение первых лет жизни [3]. В этот период на колонизацию бактерий в желудочно-кишечном тракте также могут влиять другие факторы, такие как тип кормления грудью (грудное вскармливание или «искусственное вскармливание») и, возможно, генетические характеристики (генотип) [3–5].

Факультативные анаэробные бактерии, такие как энтеробактерии, энтерококки и стрептококки, доминируют на первой стадии колонизации в течение недели после рождения.После этой ранней стадии эти пропорции меняются на противоположные, и количество строго анаэробных бактерий, таких как Bifidobacteria, , Bacteroides и Clostridia, начинает превышать количество факультативных анаэробных бактерий [6]. Комменсальные бактерии играют важную роль в регуляции гомеостаза кишечника [7].

Адекватный процесс микробной колонизации кишечника способствует физиологическому развитию кишечника и созреванию иммунной системы, тем самым определяя риск развития заболевания в более позднем возрасте [6].Согласно Roberfroid et al. [1], несколько факторов могут влиять на количество и разнообразие бактерий, присутствующих в различных областях желудочно-кишечного тракта. Основными факторами, способствующими возникновению разнообразия бактерий, являются pH, перистальтика, доступность питательных веществ, окислительно-восстановительный потенциал в тканях, возраст хозяина, здоровье хозяина, бактериальная адгезия, взаимодействие бактерий, выделения слизи, содержащие иммуноглобулин, антагонизм бактерий и время прохождения [1 ].

Бактериальная нагрузка в желудке у здоровых людей низкая.Преобладающие выделенные организмы включают лактобациллы, стрептококки и дрожжи [8, 9]. В двенадцатиперстной кишке (тонком кишечнике) среда кислая (pH от 4 до 5), преобладают лактобациллы и стрептококки. У здоровых людей количество бактерий в двенадцатиперстной кишке выше, чем в желудке, примерно 10 2 –10 4 колониеобразующих единиц по сравнению с 10 2 КОЕ. Микробиота сильно изменяется от двенадцатиперстной кишки к подвздошной кишке по мере уменьшения скорости внутрипросветного содержимого и увеличения pH, увеличивая бактериальную нагрузку до 10 6 –10 8 КОЕ.Популяция микробиоты толстой кишки достигает 10 10 –10 12 КОЕ [8]; у взрослого человека может быть около 10 14 КОЕ, что превышает количество эукариотических клеток в организме человека [10].

В этом контексте существует два фактора, связанных с наибольшей физиологической колонизацией в толстой кишке: нейтральный pH и более длительное время прохождения. Исследования показали, что среднее время прохождения через толстую кишку у педиатрических пациентов без нарушений моторики составляет примерно 30 часов [11, 12], что выше, чем в тонком кишечнике, где транзит варьируется от 2 до 4 часов [1].

Основная функция кишечной микробиоты заключается в ограничении роста потенциальных патогенных микроорганизмов, предотвращении инвазии и внедрения этих микроорганизмов в экосистему. Кроме того, микробиота конкурирует за пространство и обладает способностью секретировать антимикробные вещества (бактериоцины), которые препятствуют размножению других бактерий. В этом процессе микробиота остается стабильной, метаболизируя вычитаемые и неперевариваемые продукты [1]. Ферментация неперевариваемых углеводов производит короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA: ацетат, пропионат и бутират), которые играют важную роль в модуляции различных процессов в желудочно-кишечном тракте, включая электролиты (Ca, Mg и Fe) и воду. абсорбция, пролиферация и дифференцировка клеток, секреция гормонов и активация иммунной системы [8, 13].Более того, SCFA используются организмом в качестве источников энергии, включая колоноциты и небольшую часть печени и мышц [13]. Метаболические функции также приписываются микробиоте, так как производство витаминов (K, B12, биотин, фолиевая кислота и пантотеновая кислота) и синтез аминокислот из аммиака или мочевины [14].

В настоящее время очевидно, что индукция и регуляция иммунной системы зависит от микробиоты. Исследования показывают, что на способность лейкоцитов мигрировать в очаг воспаления и уничтожать микробные патогены также могут влиять SCFAs.По данным Vinolo et al. [15] короткоцепочечные жирные кислоты могут регулировать функцию лейкоцитов посредством цитокинов (TNF- α , IL-2, IL-6 и IL-10), продукции эйкозаноидов и хемокинов.

В более широком контексте энтероциты играют важную роль в логистике иммунной системы, поскольку его положение в контакте с просветом кишечника имеет решающее значение для начального распознавания чужеродных молекул и генерации сигналов, которые передаются иммунокомпетентным клеткам. Участие энтероцитов в защитном механизме не ограничивается только врожденной защитой.Они могут действовать как антигенпрезентирующие клетки, вызывая приобретенный иммунный ответ, опосредованный Т-лимфоцитами [16, 17]. После активации антигенпрезентирующими клетками экспансия клональных Т-клеток приводит к образованию хелперных лимфоцитов (Th-клеток) различных фенотипов: Th2, Th3 или регуляторных Т-клеток. Регуляторные Т-клетки играют ключевую роль в иммунной толерантности, поскольку они секретируют регуляторные цитокины, противовоспалительные элементы, такие как IL-10 и TGF- β , в ответ на антигены, которые распознаются как непатогены.Этот механизм объясняет, как ведет себя иммунотолерантность при воздействии безвредной антигенной нагрузки, такой как пищевые продукты. С другой стороны, нарушение активности этих клеток способствует развитию заболеваний из-за нарушения иммунной регуляции [17].

В этой статье был определен приоритет основных внутри- и внекишечных детских болезней, которые связаны с микробиотой желудочно-кишечного тракта. Среди желудочно-кишечных заболеваний были инфекции Helicobacter pylori, , некротический энтероколит, воспалительные заболевания кишечника, целиакия, запоры и диарея.К внекишечным заболеваниям относились ожирение и аллергические реакции, которые в настоящее время широко исследуются и обсуждаются.

2. Желудочно-кишечная микробиота и болезни
2.1.
Helicobacter pylori Инфекция

Хотя бактериальная нагрузка в желудке низкая, особое внимание было уделено видам Helicobacter из-за их связи с различными желудочными заболеваниями [1]. Helicobacter pylori — это грамотрицательные спиральные бактерии, вызывающие гастрит, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, рак желудка и лимфому лимфоидной ткани, ассоциированную со слизистой оболочкой [18], представляющую собой одну из самых распространенных бактериальных инфекций в мире [19].У педиатрических пациентов эта инфекция связана с болями в животе в детском возрасте, гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью и задержкой роста [19]. Недавние исследования показали, что у взрослых он увеличивает риск ишемической болезни сердца [20]. В целом более 50% населения мира инфицировано Helicobacter pylori , 30–40% в развитых странах и более 80% в развивающихся странах [21]. Среди лиц моложе 20 лет распространенность инфекции составляет около 80% в развивающихся странах, что выше, чем в развитых странах.Различия в распространенности связаны с социально-демографическими факторами, такими как низкий социально-экономический статус, семья с низким доходом и плохие условия жизни [18].

2.2. Некротический энтероколит

Некротический энтероколит (НЭК) — это наиболее частая желудочно-кишечная неотложная медицинская помощь, которая возникает у новорожденных. Он представляет собой серьезную клиническую проблему у младенцев и поражает до 10% младенцев с массой тела менее 1500 г, особенно новорожденных с чрезвычайно низкой массой тела при рождении (<1000 г) и сроком гестации менее 28 недель [22].Распространенность смертности колеблется в пределах 20–30%. Распространенность заболеваемости также высока, в основном это долговременные нарушения развития нервной системы у новорожденных с чрезвычайно низкой массой тела при рождении [22, 23]. Несмотря на достижения в области интенсивной терапии новорожденных, НЭК продолжает оставаться потенциально опасным заболеванием для недоношенных новорожденных без значительных изменений в «частоте» смертности и долгосрочной заболеваемости [23].

Патогенез неизвестен. Существует несколько факторов, включая недоношенность, гипоксию, кормление смесями, особенно избыток белкового субстрата в просвете кишечника, сепсис, кишечную ишемию и колонизацию кишечника патогенными бактериями [22, 23].В недавно опубликованном исследовании [24] сообщается о более высокой доле протеобактерий у новорожденных после постановки диагноза НЭК, что подтверждает другие результаты. Интересно, что в этом исследовании, проведенном на девяти новорожденных пациентах с НЭК и девяти в контрольной группе, за неделю до постановки диагноза была обнаружена более низкая доля этих бактерий у пациентов с НЭК по сравнению с контрольной группой [24]. Авторы отметили, что недоношенные дети без достаточной колонизации Proteobacteria в течение первой недели жизни могут быть не в состоянии модулировать адаптивный иммунологический ответ на последующее увеличение Proteobacteria [24].Следовательно, незрелость механизма толерантности под влиянием качества и количества микробиоты может быть связана с данной патологией.

2.3. Воспалительные заболевания кишечника

При воспалительных заболеваниях кишечника (болезнь Крона и язвенный колит) иммунная система оказывает аномальное действие на элементы микробиоты, которые находятся в слизистой оболочке кишечника и вызывают поражение кишечника [25]. У пациентов с воспалительным заболеванием кишечника в присутствии комменсальных бактерий наблюдается повышение уровня антител IgG, а Т-лимфоциты, представленные на слизистой оболочке, гиперактивны, что свидетельствует о подавлении местных механизмов толерантности [26].Фактически, существует несколько факторов, которые влияют на активацию и ремиссию воспалительной активности, например, выделение фекального потока, использование антибиотиков для лечения болезни Крона и антибиотиков широкого спектра действия при язвенном колите толстой кишки [27, 28]. Учитывая, что болезнь Крона у людей возникает в терминальном отделе подвздошной и толстой кишки, где концентрация бактерий выше [26], предполагается, что непереносимость, вызванная микробиотой, в сочетании с генетической предрасположенностью, способствует развитию этого воспаления [25].

Собственная пластинка — это участок ткани, где иммунные клетки первоначально распознают бактериальный антиген, прежде чем мигрировать в дистальную лимфоидную ткань, чтобы вызвать воспалительный ответ [29]. Эпителиальные клетки представляют рецепторы, называемые Toll-подобными рецепторами и рецепторами NOD2, которые важны для запуска иммунного ответа. После активации эти рецепторы могут вызывать внутриклеточный ответ, продуцируя провоспалительные цитокины [30]. Этот механизм способствует созреванию дендритных клеток слизистой оболочки, которое после контакта с антигеном переходит в локальные лимфоидные структуры, такие как пятна Пейера, и дренирует мезентериальные лимфатические узлы, чтобы инициировать или поддерживать Т- и В-клеточные иммунные ответы.Дендритные клетки инициируют иммунный ответ, контролируют воспаление кишечника и поддерживают толерантность. В этом контексте предполагается, что дендритные клетки слизистой оболочки играют ключевую роль в регулировании иммунных ответов в антигенной среде желудочно-кишечного тракта, поддержании гомеостаза кишечника и обеспечении мирного сосуществования с эндогенной микрофлорой [29]. У здоровых людей комменсальная флора не может пересечь эпителиальный барьер; однако, когда какая-либо из этих бактерий проходит через кишечный барьер, они быстро фагоцитируются макрофагами слизистой оболочки, избегая активации кишечного иммунного ответа; но, с другой стороны, когда патогенные микроорганизмы пересекают барьер, этот ответ активируется [31].

Язвенный колит и болезнь Крона обычно развиваются в районах с самой высокой концентрацией кишечной микробиоты, что позволяет предположить, что комменсальные бактерии, связанные с генетической предрасположенностью, могут вносить вклад в патогенез этих заболеваний [32]. Кроме того, несколько исследований, процитированных Фава и Данезе [33], предполагают, что микробиота, обнаруженная у пациентов с воспалительным заболеванием кишечника, отличается от здоровых людей, предполагая, что дисбактериоз может привести к непереносимости. Эти пациенты имеют плохо диверсифицированную микробиоту с преобладанием Clostridia, Bactoroides и Bifidobacteria (комменсальная микробиота) и сопутствующим увеличением вредных бактерий, таких как Escherichia coli , что редко встречается у людей без воспалительных заболеваний кишечника [33].Доля вредных бактерий может составлять 30–40% от доминирующих бактерий, хотя и значительна, но причинно-следственная связь не установлена ​​[34]. Интересно отметить, что низкое разнообразие видов связано с нестабильностью экосистемы, что подразумевает большую предрасположенность к изменению состава под влиянием окружающей среды. Таким образом, нестабильность экосистемы может способствовать риску воспаления.

2.4. Целиакия

Целиакия — это аутоиммунное заболевание тонкого кишечника, характеризующееся пожизненной непереносимостью глиадина и связанных с ним проламинов из пшеницы и других злаков, которая встречается у людей, генетически предрасположенных к непереносимости глютена [35].Благодаря механизмам непереносимости глютена активируются оба иммунных ответа: (1) адаптивный иммунный ответ, в котором преобладают провоспалительные цитокины Th2, и (2) врожденный иммунный ответ, опосредованный интерлейкином-15, который приводит к эпителиальным изменениям с изменениями проницаемости и проницаемости. целостность слизистой оболочки кишечника, благоприятствующая активной фазе заболевания [36]. В ответ на активацию иммунной системы развивается атрофия ворсинок кишечника разной степени, вплоть до полной атрофии ворсинок, что связано с увеличением длины крипт и количества клеток [35].Эта аномалия в структуре слизистой оболочки может привести к нарушению всасывания питательных веществ, задержке развития, остеопении, остеопорозу, внекишечным аутоиммунным расстройствам, таким как герпетиформный дерматит, бесплодию и неопластическим процессам, которые можно предотвратить, исключив глютен из рациона. Таким образом, строгая безглютеновая диета является единственной терапией для ремиссии клинических симптомов и осложнений со здоровьем у этих пациентов [35, 37].

Роль микробиоты при глютеновой болезни до конца не изучена по сравнению со здоровыми людьми [38].Генетические факторы были связаны с колонизацией видов Bacteroides [39]. Исследования показали, что строгая безглютеновая диета у пациентов с глютеновой болезнью способствует снижению количества полезных бактерий, особенно Bifidobacterium и Lactobacillus по сравнению с грамотрицательными бактериями ( Bacteroides и E . coli ) [36 ]. Это изменение микробиоты из-за исключения глютена может быть результатом исключения важных источников углеводов, основного источника энергии для комменсальной микробиоты [39].Диетическое лечение этих пациентов не полностью способствует гомеостазу кишечника; однако иммуносупрессивная реакция микробиоты может быть полезной для пациентов с глютеновой болезнью [40].

По оценкам, более 1 из каждых 100 новорожденных будет болеть этим заболеванием на протяжении всей жизни. Раньше считалось, что глютеновая болезнь редко появляется в детстве, в настоящее время она известна как относительно распространенное заболевание, которое можно диагностировать в любом возрасте. Это связано с тем, что распространенность типичных форм заболевания у детей выше, чем у взрослых, соответственно 67.0% против 14,3% случаев [41], но до 20% пациентов диагностируются после 60 лет. В настоящее время наблюдаются большие успехи в диагностике целиакии, которая принесет пользу пациентам и их семьям, а также лицам, не имеющим симптомов [37]. Параллельно с этим успехи в изучении микробиоты могут способствовать профилактике заболеваний.

2,5. Запор

Хронический запор — основная жалоба педиатров, обращающихся за консультациями в 25% гастроэнтерологических служб [42, 43].Это обычное состояние у педиатрических пациентов с многофакторной этиологией, которое в 90–95% случаев связано с функциональными причинами [44]. Критерии Рима III определяют хронический запор как наличие по крайней мере двух из следующих симптомов в течение двух или более месяцев: (1) два или меньше дефекаций в неделю; (2) не менее одного эпизода недержания кала в неделю; (3) в анамнезе сохраняющаяся поза или чрезмерная задержка стула по воле; (4) болезненные или твердые испражнения в анамнезе; (5) наличие большого количества каловых масс в прямой кишке; (6) наличие в анамнезе стула большого диаметра, который может мешать унитазу [43].

Zoppi et al. [45] с целью исследования состава кишечной экосистемы при хроническом функциональном запоре обнаружили дисбактериоз у детей с запором (средний возраст — годы). В этом исследовании наблюдалось большее количество клостридий и бифидобактерий в кале, чем у здоровых детей. При оценке младенцев Aguirre et al. [46] обнаружили, что искусственное вскармливание увеличивает в 4,5 раза риск запора по сравнению с преимущественно грудным вскармливанием. У младенцев, находящихся на грудном вскармливании, Bifidobacterium spp. преобладают, что составляет до 90% от общей фекальной микробиоты, тогда как у младенцев, находящихся на искусственном вскармливании, микробиота более гетерогенная [47, 48]. Было показано, что грудное молоко является постоянным источником комменсальных бактерий для кишечника младенца, возможно, из-за состава пребиотиков, который стимулирует рост и поддержание Lactobacillus и Bifidobacterium [47, 48]. Добавление пребиотиков к искусственной детской смеси увеличивает количество бифидобактерий [49], частоту стула и снижает консистенцию стула, что аналогично характеристикам, обнаруженным у младенцев, находящихся на грудном вскармливании [50, 51].

Присутствие комменсальных бактерий в толстой кишке способствует снижению pH, что стимулирует дальнейший рост, благодаря высокому процентному содержанию воды, что обеспечивает более влажный стул [52, 53] и более низкую консистенцию, что облегчает их выведение [54].

2.6. Диарея

Диарея — это симптом, определяемый как жидкий жидкий несформированный стул более трех раз в день или объем дефекации более 200 мл / день. Острая диарея — главный симптом острого гастроэнтерита.Согласно ESPGHAN (Европейское общество детской гастроэнтерологии, гепатологии и питания), острый гастроэнтерит определяется как снижение консистенции кала (мягкий или жидкий) и / или увеличение частоты стула (3 или более раз за 24 часа) с или без лихорадки или рвоты, обычно длится менее 7 дней и никогда не превышает 14 дней [55]. В некоторых случаях это сопровождается болями в животе и обезвоживанием [56].

В Европе частота диареи колеблется от 0.5 и 1,9 эпизода в год у детей до 3 лет [55]. По оценкам недавнего систематического обзора, в котором участвовали 139 стран с низким и средним уровнем дохода, частота диареи снизилась с 3,4 эпизодов на ребенка в год в 1990 году до 2,9 эпизодов на ребенка в год в 2010 году, что является самым высоким показателем среди младенцев в возрасте 6–11 месяцев. возраст (4,5 эпизода на ребенка в год в 2010 г.) [57]. Несмотря на то, что с годами произошло снижение частоты эпизодов на одного ребенка, количество эпизодов все еще велико: в 2010 г. было зарегистрировано около 1,7 миллиарда случаев [57].

Наиболее распространенными этиологическими агентами являются ротавирусы, и среди бактерий наиболее распространенным является Campylobacter , за которым следует Salmonella . Такие паразиты, как Giardia lamblia и Cryptosporidium , нечасто вызывают диарею у здоровых детей. Основные этиологические агенты могут меняться с возрастом ребенка: у детей до 1 года преобладают ротавирус, норовирус, аденовирус и сальмонелла . От 1 до 4 лет преобладают те же агенты, добавляя Campylobacter и Yersinia .У детей старше 5 лет — Campylobacter , Salmonella и ротавирус [55]. Диарея, связанная с приемом антибиотиков, также является частым явлением, достигая 30% случаев [58].

Основным патогенетическим механизмом гастроэнтерита, независимо от его причины, является изменение всасывания и секреции воды и электролитов через слизистую кишечника, это увеличивает, особенно у младенцев, риск развития острого обезвоживания, считающегося основным осложнением гастроэнтерита. [59].В этом смысле изменение кишечной микробиоты может помочь контролировать симптомы и осложнения диареи в рамках адъювантного лечения.

3. Кишечная микробиота и внекишечные заболевания

Кишечник является первым барьером для питательных веществ и компонентов просвета, составляя одну из первых линий защиты от инфекционных агентов и аллергенов [26]. Бактериальная транслокация вызывается увеличением кишечной проницаемости в результате нарушения кишечного барьера [60].Как упоминалось ранее, изменения кишечной микробиоты могут быть связаны с развитием внекишечных заболеваний, таких как ожирение и аллергические реакции.

3.1. Ожирение

В настоящее время ожирение становится серьезной проблемой общественного здравоохранения. Распространенность детского ожирения может достигать 20% в странах Европейского Союза и продолжает расти в развивающихся странах [61]. Нарушение баланса между потреблением энергии и расходом энергии является основным фактором риска чрезмерного набора веса у детей и подростков.

Недавние исследования указывают на различия в количестве и качестве микробиоты у тучных и худых детей, как указано Angelakis et al. [62]. В ходе проспективного наблюдения Kalliomäki et al. [63] наблюдали, что дети с нормальным весом в 7 лет имели более высокую распространенность видов Bifidobacterium в течение первого года жизни, чем дети с избыточной массой тела. На присутствие бактерий у новорожденного влияют материнские бактерии, а затем воздействие грудного молока или принятый тип вскармливания [62].

До беременности женщины с избыточным весом имеют большее количество Bacteroides, чем женщины с нормальным весом. Кроме того, увеличение числа Bacteroides во время беременности связано с чрезмерным набором веса [64]. В отношении уменьшения или увеличения количества Bacteroides у взрослых, страдающих ожирением, но не страдающих ожирением, исследования противоречивы, но многие из них делают вывод, что Bacteroides увеличивается у людей с ожирением, включая людей с диабетом [62].В экспериментальной модели на животных увеличение содержания Bacteroides в микробиоте кишечника было связано с предрасположенностью к накоплению энергии и ожирению [63]. У взрослых недавний метаанализ не обнаружил каких-либо различий в концентрации Bacteroides между людьми с ожирением и нормальным весом [62].

Среди детей высокая концентрация Bacteroides fragilis в кишечнике и низкая концентрация Staphylococcus у младенцев были связаны с более высоким ИМТ у детей дошкольного возраста [65].С другой стороны, у детей с избыточной массой тела в возрасте 7 лет не наблюдалось значительного увеличения количества Bacteroides по сравнению с детьми с нормальным весом в том же возрасте [63]. У подростков и взрослых значительное увеличение соотношения Bacteroides было коррелировано с потерей веса после программы похудания [62].

До сих пор основная связь кишечной микробиоты с ожирением связана с присутствием бифидобактерий. Мета-анализ, проведенный с участием 159 субъектов с ожирением по сравнению с 189 контрольными субъектами из шести опубликованных исследований, продемонстрировал значительное истощение бифидобактерий в группе с ожирением [62].Другой метаанализ показал, что микробиота людей с ожирением представлена ​​меньшими Firmicutes и Methanobrevibacter spp . концентрации, чем у лиц с нормальным весом [62]. Таким образом, исследования предполагают причинную связь между микробиотой и ожирением.

3.2. Аллергические реакции

В западных странах распространенность пищевой аллергии может поражать 6–8% детей в возрасте до 10 лет и 1–4% взрослого населения. Пищеварительные аллергические проявления могут возникать в любом месте тела, включая желудочно-кишечный тракт, кожу и дыхательную систему [66].Несколько исследований показывают повышенную кишечную проницаемость у пациентов с аллергией, что способствует прохождению протеиновых антигенов, поступающих с пищей [67]. Кроме того, эпидемиологические исследования показали, что у детей-аллергиков микробиота отличается от здоровых детей с более высоким уровнем клостридий и более низким уровнем бифидобактерий [68]. С другой стороны, у неаллергических детей в составе микробиоты чаще встречаются бифидобактерии и лактобациллы, что позволяет предположить, что модуляция микробиоты может способствовать предотвращению аллергических проявлений [68, 69].

Большинство публикаций о модуляции кишечной микробиоты у пациентов с аллергией сосредоточено на дерматологической патологии, особенно при атопическом дерматите. Это хроническое заболевание кожи, которым страдают от 10% до 25% западных детей [70]. Генетика — не единственный фактор риска. «Гигиеническая гипотеза» предполагает, что быстрое увеличение атопических проявлений может быть связано с меньшим воздействием инфекций на первом этапе жизни. Следуя этой теории, относительное отсутствие микробной стимуляции иммунной системы кишечника младенцев и чрезмерная гигиена, характерная для типичного западного образа жизни в раннем детстве, влияют на созревание иммунной системы [68].

Развитие иммунной системы ребенка имеет тенденцию быть направленным на фенотип Т-хелперов типа 2 (Th3) у младенцев, тогда как постнатальное созревание связано с постепенным ингибированием Th3 и увеличением сродства Th2. Согласно Prescott et al. [71], у детей с атопией в течение первого года жизни наблюдается быстрое подавление ответов Th3, в то время как реакция у детей с атопией стимулируется. Преобладающий ответ Th3 связан с повышенной выработкой антител IgE к антигенам окружающей среды и эозинофилии, лежащих в основе аллергических процессов.

Что касается микробиоты и атопических реакций, другие исследования также показали, что ранняя колонизация потенциально более патогенными бактериями, такими как Clostridium difficile и Staphylococcus aureus , чаще встречается у детей, у которых развивается аллергия [68].

4. Модуляция кишечной микробиоты

Научные достижения ежедневно приводят к все большему количеству знаний о микробиоте и ее связи с педиатрическими заболеваниями. В свете опубликованных исследований ведется поиск альтернатив для модуляции кишечной микробиоты, чтобы предотвратить и лечить широкий спектр заболеваний.В настоящее время использование пробиотиков рассматривается как терапевтическая стратегия из-за их способности подавлять чрезмерный рост патогенных бактерий и развитие воспалительных кишечных инфекций [72]. Пробиотики определяются как «живые микроорганизмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью хозяина» [8]. Для того чтобы штамм микроорганизмов считался полезным для организма, или пробиотики должны соответствовать следующим критериям: (1) оставаться жизнеспособным в кишечнике, сопротивляясь перевариванию желудочной кислоты и солям желчных кислот; (2) прилипает к эпителию желудочно-кишечного тракта; (3) быть метаболически активным; (4) снижает pH толстой кишки; (5) проявляет антибактериальную активность в отношении патогенных бактерий [72]. Lactobacillus plantarum , L. rhamnosus , L. reuteri , L. casei , L. acidophilus , Bifidobacterium longum , B. brevis и 6 B. bifidum 6 B. с доказанными пробиотическими эффектами. Преимущества пробиотического действия варьируются в зависимости от интервала времени, в течение которого бактерии остаются в кишечнике, и их количества [73].

Хотя количество и время приема важны для положительного эффекта, его рекомендация требует внимания.Самая серьезная проблема, связанная с использованием пробиотиков, — это риск сепсиса [72]. Пробиотики обладают определенным действием на конкретных пациентов. Таким образом, важно подчеркнуть, что пробиотики очень гетерогенны с различиями по составу и биологической активности [73].

Далее рассматриваются признаки модуляции пробиотической микробиоты кишечника для каждого заболевания, представленного в этой статье.

4.1.
Helicobacter pylori

Исследования in vitro показали, что L.acidophilus LB, связанный с терапией антибиотиками, оказывает агонистический эффект против бактерий, отрицательно влияя на рост бактерий, ингибируя гликолипиды рецепторов адгезии и снижая активность уреазы, необходимую для их выживания в кислой среде [74]. У людей пробиотический штамм может улучшить состояние инфекции, но недостаточно для ликвидации H. pylori , как показано в недавно опубликованном обзоре, посвященном инфекции Helicobacter pylori и детскому возрасту [19].Авторы заявляют, что среда, в которой живут дети, важна для предотвращения этой инфекции.

Использование добавки с ферментированным молоком, содержащей пробиотик L. casei DN-114 001 (Actimel) в течение 14 дней, способствовало эрадикации H. pylori у детей, получавших омепразол, амоксициллин и кларитромицин в течение 7 дней [ 75]. Этот результат предполагает, что пробиотик можно использовать в качестве адъювантной терапии для эрадикации HP у детей.

4.2. Некротический энтероколит

Оценка использования пробиотиков для снижения риска НЭК основана на двух недавних метаанализах. В первом упомянутом метаанализе было отобрано 11 испытаний с использованием модели фиксированного эффекта с участием недоношенных новорожденных с очень низкой массой тела (<34 недель беременности и массой тела при рождении <1500 г). Энтеральное введение любого пробиотика, начатое в течение первых 10 дней жизни и продолжающееся не менее 7 дней, позволило снизить частоту НЭК на 30%. Кроме того, было продемонстрировано, что у недоношенных новорожденных, получавших добавки, более низкий риск смерти [23].Во втором метаанализе добавление энтеральных пробиотиков также снизило частоту тяжелых НЭК (ОР 0,32; 95% ИК 0,17–0,6) и смертность (ОР 0,43; 95% ИК 0,25–0,75) у недоношенных новорожденных (<37 нед. беременность и / или вес при рождении <2500 г) [76]. В обоих исследованиях использование пробиотиков не снижает риск сепсиса.

Исследования показали значительные различия в штаммах пробиотиков и протоколах лечения, данные свидетельствуют о необходимости дополнительных плацебо-контролируемых исследований.Согласно Deshpande et al. [23] если предлагается в качестве рутинной терапии для недоношенных новорожденных, должен быть сделан строгий выбор продукта, включая тщательный мониторинг целевой группы перед употреблением. Хотя результаты положительные, Комитет по питанию ESPGHAN по-прежнему не рекомендует рутинное использование пробиотиков для предотвращения НЭК [77].

4.3. Воспалительные заболевания кишечника

Пробиотики могут регулировать метаболическую активность кишечной флоры и ее компонентов, предотвращая бактериальный рост, поддерживая целостность кишечного барьера слизистой оболочки, улучшая их функцию, проницаемость, стабильность и индукцию апоптоза Т-клеток.Благодаря такому механизму действия пробиотики могут регулировать иммунный ответ и снижать секрецию провоспалительных факторов [4, 8].

При лечении язвенного колита в рандомизированном клиническом исследовании, контролируемом месалазином, было оценено использование непатогенного препарата Escherichia coli Nissle, 1917, непатогенного вещества, у 116 пациентов в возрасте 18–80 лет. Авторы обнаружили снижение ремиссии на 74,6% у пациентов, принимавших месалазин, по сравнению с 68,4% у пациентов, принимавших пробиотики (OR 1.35; 95% IC 0,6–3,04). В этом исследовании время до ремиссии было примерно одинаковым — 44 и 42 дня соответственно [78]. С другой стороны, метаанализ, опубликованный в 2010 г., в котором было отобрано 13 рандомизированных контролируемых исследований, предполагает, что использование пробиотиков не дало дополнительных преимуществ в индукционной ремиссии, хотя в поддержании симптомов ремиссии пробиотик 1,36 (95% ДИ 1,07) –1,73) был более эффективным, чем плацебо 0,69 (95% ДИ 2,47–1,01) [79]. Принимая во внимание контролируемые исследования, Escherichi coli, Nissle, 1917 (2.5 × 10 10 ) [78, 80], Bifidobacteria (ферментированное бифидобактериями молоко 100 мл / день) [81] и Lactobacilli GG (18 × 10 9 ) [82] были пробиотиками, которые напоминают эффект месалазина в поддерживающее лечение ремиссии.

При лечении активных и неактивных болезней Крона было проведено множество исследований с несколькими штаммами пробиотиков ( E. coli, Nissle, LGG, L. johnsonii LA1, S. boulardii и VSL номер 3), но размер выборки был невелик.Кроме того, результаты этих исследований, а также экспериментальных исследований на животных [83] не показали значительной разницы в уменьшении воспаления [84]. В ходе открытой пилотной оценки с использованием Lactobacillus GG (10 10 КОЕ) два раза в день в течение 6 месяцев, у 3 из 4 детей улучшились показатели индекса болезни Крона у детей (PCDAI). Но необходимы более рандомизированные контролируемые испытания для оценки эффективности Lactobacillus GG при болезни Крона у детей, а также для оценки других штаммов пробиотиков [85].

4.4. Целиакия

В настоящее время нет показаний к пробиотикам в качестве адъювантного лечения глютеновых заболеваний. Однако развитие знаний о микробиоте позволит проводить исследования в будущем, особенно в области микробиологии и генетической предрасположенности.

Основным генетическим фактором риска целиакии являются гены человеческого лейкоцитарного антигена (HLA) -DQ [35]. Недавно была изучена связь между типом кормления грудью и HLA-генотипом на состав кишечной микробиоты младенцев с семейной историей глютеновой болезни.Palma et al. [6] опубликовали первое исследование, которое обнаружило эту связь. По мнению авторов, у младенцев с высоким генетическим риском развития целиакии было больше B. fragilis и Staphylococcus spp. и меньшее число Bifidobacterium spp . и B. longum . Грудное вскармливание уменьшило связанные с генотипом различия в составе микробиоты, что может частично объяснить защитную роль грудного молока при этом заболевании.Эпидемиологические исследования показывают, что грудное вскармливание оказывает защитное действие против риска развития целиакии, в основном, когда глютен вводится в рацион, когда младенцы все еще находятся на грудном вскармливании [86]. Следовательно, защитный эффект грудного вскармливания также связан с его способностью регулировать кишечную микробиоту у младенцев, способствуя увеличению и поддержанию бифидобактерий.

4.5. Запор

Недавний систематический обзор нефармакологических методов лечения запоров у детей считает недостаточными доказательства действия пробиотиков [87].Обзор взрослых и детей показывает, что использование пробиотиков для лечения запоров следует рассматривать как исследовательское [88]. У взрослых исследования демонстрируют положительный пробиотический эффект по сравнению с плацебо, что можно увидеть в перекрестном исследовании с Lactobacillus casei Shirota (0,5–5 × 10 9 UCF) [89] и в рандомизированном контрольном исследовании с E. coli Nissle, 1917 (6,5 × 10 9 UCF) [90]. У педиатрических пациентов положительный пробиотический эффект при функциональном запоре наблюдался с различными штаммами пробиотиков.Йогурт с добавкой 10 9 КОЕ / мл Bifidobacterium longum по сравнению с плацебо показал значительные различия в частоте дефекации, боли при дефекации и боли в животе в перекрестном двойном слепом контролируемом исследовании, в котором участвовали 59 детей и подростков в возрасте 5-15 лет. лет [91]. Лечение Lactobacillus casei rhamnosus Lcr35 (8 × 10 8 КОЕ / день) не показало разницы в эффективности по сравнению с оксидом магния (50 мг / кг / день), поскольку боль в животе менее распространена в группе Lcr35. [92].В пилотном исследовании по оценке эффективности смеси пробиотиков (Ecologic Relief: Bifidobacteria B. bifidum, B. infantis, B. longum, Lactobacilli casei, L. plantarum и L. rhamnosus ) у педиатрических пациентов в возрасте от 4 до 16 лет. лет в течение 4 недель наблюдали значительный эффект этой смеси (4 × 10 9 КОЕ), увеличивая частоту стула и уменьшая количество недержания кала и болей в животе [93]. С другой стороны, Lactobacillus GG в качестве дополнения к лактулозе для лечения функционального запора у детей не оказал положительного эффекта [94], но в этом случае следует учитывать слабительный эффект лактулозы.В целом, использование пробиотиков, по-видимому, приносит пользу при функциональном запоре у педиатрических пациентов, но для того, чтобы сделать вывод, требуется большее количество случаев и более длительное наблюдение.

У нормальных здоровых младенцев (до 6 месяцев жизни) рандомизированное контролируемое исследование продемонстрировало значительное увеличение частоты стула и улучшение консистенции кала при использовании смеси с добавлением LGG [95]. Противоречиво, введение B. lactis , B. longum BL 999 и rhamnosus LPR не было связано с изменением частоты и консистенции стула, что привело к неясным пробиотическому эффекту у младенцев согласно комментарию ESPGHAN, опубликованному в 2012 году [77 ].

4.6. Диарея

Использование пробиотиков может способствовать уменьшению диарейных симптомов за счет множественных механизмов действия. Во-первых, он может сохранять функцию кишечного эпителия, избегая повышенной кишечной проницаемости [96] и вторжения патогенных микроорганизмов [97]. Во-вторых, за счет подкисления толстой кишки, производства бактерицидов, конкуренции за питательные вещества и выработки IgA он предотвращает рост патогенных штаммов [98]. Наконец, производство короткоцепочечных жирных кислот в толстой кишке стимулирует абсорбцию натрия колоноцитами [8].Штаммы Lactobacillus и тип дрожжей Saccharomyces boulardii являются наиболее изученными микроорганизмами.

Несколько метаанализов [58, 99–102] подтвердили положительные эффекты Lactobacillus GG и Saccharomyces boulardii при адъювантном лечении диареи. Хотя рандомизированные клинические испытания, проведенные с Saccharomyces boulardii , продемонстрировали высокую методологическую вариативность, они показали положительные результаты. В большом метаанализе было подтверждено, что эти дрожжи снижают риск диареи через 3 дня (RR 0.66; 95% IC 0,55–0,77) и в среднем снижение на 30,48 ч (95% IC 18,51–42,46 ч), что доказывает его эффективное действие при лечении регидратации [103].

В терапии антибиотиками вспомогательная добавка Saccharomyces boulardii снизила риск диареи с 17,2% до 6,7% (ОР 0,43; 95% IC 0,23–0,78) у детей и подростков в возрасте от 6 месяцев до 14 лет [58] . В другом пересмотре, включавшем педиатрических пациентов (1015 субъектов лечения и 971 контроль), авторы наблюдали значительное снижение частоты диареи, связанной с антибиотиками, при введении пробиотиков (RR 0.49; 95% IC 0,32–0,74) [104]. В более недавнем исследовании с участием 3432 детей и подростков в возрасте от 0 до 18 лет были получены положительные результаты для пробиотиков, но анализ подгрупп показал, что более высокие дозы (≥5 миллиардов КОЕ / день) более эффективны, чем более низкие дозы пробиотиков. дозы (<5 миллиардов КОЕ / день) () [105]. По данным Johnston et al. [105], частота диареи, связанной с антибиотиками, в исследованиях высоких доз в группах пробиотиков и плацебо составляла, соответственно, 8% и 22% (1474 участника; ОР 0.40; 95% ДИ 0,29–0,55). В то время как для исследований низких доз была обнаружена частота 8% в группе пробиотиков и 11% в контрольной группе (1382 участника; ОР 0,80; 95% ДИ 0,53–1,21) [105].

У детей с острой диареей добавление Lactobacillus GG связано со значительным сокращением продолжительности диареи, особенно вызванной ротавирусом и диареей, с более низким семидневным риском. Хотя перкуссии в объеме кала не наблюдалось, его применение было связано с умеренным преимуществом [100].

У госпитализированных детей потребление Lactobacillus GG по сравнению с плацебо имеет потенциальный эффект для снижения общей частоты диареи, связанной с оказанием медицинской помощи (ОР 0,37; 95% ДИ 0,23–0,59), включая симптоматический ротавирусный гастроэнтерит (ОР 0,49; 95% ДИ 0,28–0,86) [102]. Saccharomyces boulardii сокращал продолжительность диареи у госпитализированных пациентов с острой инфекционной диареей [106]. Dinleyici et al. [106] обнаружили сокращение продолжительности диареи примерно на 24 часа и сокращение госпитализации на 20 часов, что существенно повлияло на клиническую практику.

Имеются убедительные доказательства клинической пользы Lactobacillus и Saccharomyces boulardii [107] при лечении диареи. Что касается эффективности и безопасности других пробиотиков при лечении диареи у детей, делать выводы преждевременно. Требуются дальнейшие исследования для оценки эффектов дозы и ее безопасности [105].

4.7. Ожирение

При ожирении не рекомендуется дополнительное лечение пробиотиками. Ранее несколько краткосрочных рандомизированных контролируемых исследований показали положительное влияние пробиотиков на чувствительность к инсулину, воспалительные маркеры и толерантность к глюкозе [108].Учитывая, что истощение запасов бифидобактерий во время лактации является ассоциированным фактором развития ожирения в школьном возрасте [63], а первые годы жизни имеют решающее влияние на состав микробиоты кишечника человека, были разработаны исследования для оценки пробиотических добавок во время пренатального и послеродового периода. периоды [108].

Влияние перинатального пробиотического вмешательства на развитие избыточной массы тела в течение 10-летнего периода наблюдения было оценено Luoto et al. [109]. В этом исследовании потребление 10 10 КОЕ Lactobacillus GG за 4 недели до ожидаемых родов, продленных на 6 месяцев постнатально, казалось, сдерживало чрезмерную прибавку в весе, особенно среди детей до 24–48 месяцев.Применение Lactobacillus GG и Bifidobacterium lactis во время беременности снизило риск гестационного сахарного диабета и снизило риск рождения большего размера в пораженных случаях [110]. В настоящее время данные по педиатрии ограничены. Хотя исследования продемонстрировали связь между ожирением и диабетом 2 типа со специфическими изменениями в составе кишечной микробиоты, в основном на животных моделях [111], необходимы дальнейшие исследования для экстраполяции на человека.

4.8. Аллергическая реакция

Существует множество исследований, посвященных изучению роли пробиотиков при атопическом дерматите у детей младше 2 лет. Предложение Lactobacillus GG по сравнению с плацебо снизило вдвое риск атопической экземы у генетически предрасположенных детей в первый год жизни (ОР 0,51; 95% ДИ 0,32–0,84) [112]. В этом исследовании обе формы введения были эффективны: младенцем в течение 6 месяцев после родов или его матерью во время беременности.Другие исследования продемонстрировали значительное снижение индекса тяжести атопического дерматита с использованием Lactobacillus fermentum VRI-033 PCC 1 × 10 9 КОЕ два раза в день в течение 8 недель [113] и Lactobacillus GG у младенцев с подозрением на аллергию на коровье молоко IgE -сенсибилизированный [114]. У детей старше 2 лет также была обнаружена значительная разница в снижении степени тяжести индекса атопического дерматита с добавлением Lactobacillus GG [115] и Lactobacillus reuteri [116] по сравнению с плацебо.

Метаанализ, опубликованный в 2012 году на основе 14 исследований, предоставил доказательства в поддержку умеренной роли использования пробиотиков при атопическом дерматите. Прием пробиотиков снижал частоту атопического дерматита (ОР 0,79; 95% ДИ 0,71–0,88) и IgE-опосредованного атопического дерматита у младенцев (ОР 0,80; 95% ДИ 0,66–0,96) при использовании во время беременности или в начале жизни [117]. Кроме того, важно отметить, что грудное вскармливание может защитить от инфекций и атопии у младенцев, доставляя IgA и другие защитные молекулы TGF и IL-10 (с противовоспалительными свойствами) и способствуя увеличению количества лактобацилл и бифидобактерий [66].

Учитывая респираторные симптомы, Bifidobacterium lactis является наиболее распространенным пробиотиком, изучаемым у детей. Использование B. lactis CNCM I-3446 у доношенного ребенка, рожденного доношенным ребенком, не продемонстрировало значительного влияния на частоту бронхопневмонии (ОР 0,75; 95% ДИ: 0,2–2,6) [118]. При испытании на младенцах в возрасте от 4 до 10 месяцев B. lactis , as L. reuteri также не оказали влияния на частоту и продолжительность респираторных заболеваний.В этом исследовании было замечено, что у младенцев, получавших контрольную смесь, было больше эпизодов диареи и эпизодов большей продолжительности [119].

Смесь для младенцев с добавлением Lactobacillus salivarius CECT5713 (2 × 10 6 КОЕ) обеспечила значительное снижение количества эпизодов респираторных инфекций по сравнению с контрольной смесью, соответственно, 53 против 36 после 6 месяцев потребления [120 ]. Использование формулы L. johnsonii с добавлением La1 не показало какого-либо положительного влияния на количество респираторных инфекций по сравнению с контрольной смесью [121].Согласно Комитету по питанию ESPGHAN, имеющихся данных недостаточно, чтобы сделать надежный вывод об использовании пробиотических добавок для профилактики респираторных инфекций у младенцев [77].

5. Заключение

Ключевая роль в здоровье человека может зависеть от баланса гомеостаза среди видов микробов, населяющих кишечник. Таким образом, кишечная микробиота считается не только потенциальным биомаркером, но и важным фактором адъювантной терапии, терапевтической мишенью при внутри- и внекишечных заболеваниях.Хотя все люди генетически запрограммированы, эти изменения в микробиоте желудочно-кишечного тракта можно регулировать. Тем не менее, при назначении пробиотических добавок следует учитывать тип бактерий, режим дозирования, способ доставки и хозяина.

Конфликт интересов

Авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.

Состав микробиоты кишечника отражает тяжесть заболевания и дисфункциональные иммунные реакции у пациентов с COVID-19

Значение этого исследования

Что уже известно по этому вопросу?

  • SARS-CoV-2 в первую очередь поражает дыхательные пути, однако патофизиологию COVID-19 можно отнести к аберрантным иммунным ответам при избавлении от вируса.

  • Несколько линий доказательств, таких как репликация SARS-CoV-2 в энтероцитах человека, обнаружение вирусов в образцах фекалий и изменение состава кишечной микробиоты у пациентов с COVID-19, предполагают поражение желудочно-кишечного тракта.

  • Обследования кишечной микробиоты COVID-19 ограничены и не изучали связи между кишечным микробиомом и патофизиологией заболевания.

Какие новые выводы?

  • Состав микробиоты кишечника у пациентов с COVID-19 соответствует тяжести заболевания и величине концентраций в плазме некоторых воспалительных цитокинов, хемокинов и маркеров повреждения тканей в крови.

  • У пациентов с COVID-19 были истощены кишечные бактерии с известным иммуномодулирующим потенциалом, такие как Faecalibacterium prausnitzii , Eubacterium rectale и несколько видов бифидобактерий.

  • Дисбиотический состав микробиоты кишечника у пациентов с COVID-19 сохраняется после избавления от вируса.

Значение этого исследования

Как оно может повлиять на клиническую практику в обозримом будущем?
  • Эти данные свидетельствуют о том, что истощение иммуномодулирующих кишечных микроорганизмов способствует тяжелому заболеванию COVID-19.

  • Дисбиотическая микробиота кишечника, которая сохраняется после разрешения болезни, может быть фактором развития стойких симптомов и / или синдромов мультисистемного воспаления, которые возникают у некоторых пациентов после устранения вируса.

  • Поддержка полезных видов кишечника, обедненных COVID-19, может служить новым способом смягчения тяжелых заболеваний, подчеркивая важность управления микробиотой кишечника пациентов во время и после COVID-19.

Введение

Инфекция SARS-CoV-2 вызывает иммунный ответ на элиминацию вируса, но появляется все больше доказательств того, что аберрантные ответы ответственны за тяжелые исходы и, возможно, другие воспалительные состояния, помимо COVID-19.У пациентов с тяжелым заболеванием наблюдается высокий уровень воспалительных цитокинов и маркеров воспаления в плазме крови, таких как IL 6, 8 и 10, а также C-реактивный белок (CRP) и лактатдегидрогеназа (LDH), что отражает иммунный ответ и повреждение тканей от SARS-CoV-2. инфекция. 1–3 Кроме того, у некоторых пациентов после выздоровления развиваются аутовоспалительные симптомы, наиболее выраженными из которых являются мультисистемный воспалительный синдром и болезнь Кавасаки у детей. 4–6 Некоторые наблюдения предполагают значительное поражение желудочно-кишечного тракта, например, способность SARS- CoV-2 для инфицирования и репликации в энтероцитах тонкого кишечника человека 7, последовательное обнаружение вирусной РНК в образцах фекалий8, 9 и измененный состав микробиоты кишечника у субъектов, инфицированных SARS-CoV-2.10 11 Поскольку желудочно-кишечный тракт является крупнейшим иммунологическим органом в организме, а его резидентная микробиота, как известно, модулирует иммунные ответы хозяина, 12 мы предположили, что микробиота кишечника связана с воспалительными иммунными ответами хозяина при COVID-19. Здесь мы охарактеризовали микробиоту кишечника и иммунный ответ у 100 пациентов с COVID-19 во время госпитализации и до 30 дней после выздоровления, показав, что состав микробиоты кишечника во время госпитализации связан с тяжестью заболевания и концентрациями в плазме нескольких цитокинов и воспалительных маркеров.Более того, состав микробиоты кишечника выздоровевших пациентов оставался значительно измененным по сравнению с людьми, не инфицированными COVID-19, что может иметь важные последствия для будущих проблем со здоровьем, помимо COVID-19.

Материалы и методы

Набор субъектов и сбор образцов

Исследование проводилось в соответствии с Хельсинкской декларацией. Все пациенты дали письменное информированное согласие. Как описано в нашем предыдущем исследовании, 10 пациентов с COVID-19 были набраны из больниц Принца Уэльского и Объединенных христианских больниц в Гонконге в период с февраля по май 2020 года.Эти пациенты были лабораторно подтверждены SARS-CoV-2 с помощью количественной ПЦР с обратной транскрипцией (RT-qPCR), проведенной на мазках из носоглотки, собранных персоналом больницы.13 Субъекты, не относящиеся к COVID-19, были набраны до COVID-19 как часть Гонконга Обследование кишечного микробиома популяции проводилось с помощью рекламы14 или контрольных групп, не связанных с заболеванием, из испытаний колоноскопии 15, при этом у субъектов была нормальная колоноскопия (стул был собран за несколько дней до подготовки кишечника). Пациенты с COVID-19 были разделены на четыре группы степени тяжести на основе симптомов, как сообщалось Wu et al .16 Вкратце, пациенты были классифицированы как легкие, если не было рентгенологических признаков пневмонии, умеренные, если пневмония с лихорадкой и симптомами со стороны дыхательных путей, тяжелые, если частота дыхания ≥30 вдохов в минуту, сатурация кислорода ≤93% при вдыхании окружающим воздухом или PaO2 / FiO2 ≤300 мм рт. Ст., Критическое, если дыхательная недостаточность требует искусственной вентиляции легких или органная недостаточность, требующая интенсивной терапии. Кровь и стул у госпитализированных пациентов собирались персоналом больницы, в то время как выписанные пациенты предоставляли стул в день наблюдения или самостоятельно брали пробы дома.Стул собирали в пробирки, содержащие консерванты (каталожный номер 63700, Norgen Biotek Corp, Онтарио, Канада), и хранили при -80 ° C до обработки. Ранее мы показали, что состав кишечной микробиоты, полученный из стула, собранного в этой консервативной среде, был сопоставим с результатами, полученными при немедленном замораживании при -80 ° C.17

Экстракция ДНК стула и секвенирование

Подробные методы описаны в Zuo et al .10 Вкратце, ДНК экстрагировали из 0.1 г гомогенизированных образцов фекалий с использованием набора Maxwell RSC PureFood GMO and Authentication Kit и платформы для экстракции нуклеиновых кислот Maxwell RSC Instrument (Promega, Висконсин, США) в соответствии с инструкциями производителя. Библиотеки секвенирования получали из выделенной ДНК с использованием набора Nextera DNA Flex Library Prep Kit (Illumina, Калифорния, США) и секвенировали на системе Illumina NovaSeq 6000 (2 × 150 п.н.) в Центре исследований кишечной микробиоты Китайского университета Гонконга. Необработанные данные о последовательностях, созданные для этого исследования, доступны в архиве чтения последовательностей под регистрационным номером PRJNA650244 BioProject.

Обработка данных последовательностей, определение состава кишечной микробиоты и статистический анализ

Необработанные данные последовательностей были качественно отфильтрованы с помощью Trimmomatic V.39 для удаления адаптеров и низкокачественных последовательностей. После этого профили состава микробиоты были выведены из предварительных чтений с фильтрацией качества с использованием MetaPhlAn218 V.2.7.7 с базой данных V.20. Подсчет участков с разбивкой по видам и таблицы относительной численности были введены в R19 V.3.5.1 для статистического анализа. Для визуализации кластеризации образцов на основе их композиционных профилей на уровне видов.Связь между составом кишечного сообщества и параметрами пациентов оценивалась с помощью пермутационного многомерного дисперсионного анализа (PERMANOVA) и анализа Прокруста. Связи конкретных видов микробов с параметрами пациента были идентифицированы с использованием статистических структур линейного дискриминантного анализа (LEfSe) и многомерного анализа с помощью линейных моделей (MaAsLin), реализованных в экземпляре Huttenhower Lab Galaxy (http: //huttenhower.sph.harvard. эду / галактика /). Анализ PCA, PERMANOVA и Procrustes реализован в веганском пакете R20 V.2.4–6.

Измерение нагрузки SARS-CoV-2 в образцах стула

Нагрузку вируса SARS-CoV-2 измеряли с помощью RT-qPCR, как описано в Zuo et al. . 10 РНК экстрагировали из 0,1 г гомогенизированного стула с использованием вирусной РНК QIAamp. Mini Kit (QIAGEN, Hilden Germany) в соответствии с инструкциями производителя. Последовательности праймера и зонда SARS-CoV-2 были предоставлены Центрами по контролю и профилактике заболеваний США (2019-nCoV_N1-F: 5′-GACCCCAAAATCAGC GAAAT-3 ‘, 2019-nCoV_N1-R: 5′-TCTGGTTACTGCCAGTTGAATCTG-3′ и 2019-nCoV_N1-P: 5’-FAM-ACCCCGCATTACGTTTGGTGGACC-BHQ1-3 ‘).Каждая одностадийная реакция RT-qPCR содержала 10 мкл экстрагированной РНК, 4 мкл 1-этапной мастер-смеси TaqMan Fast Virus (Thermo Fisher Scientific, Массачусетс, США) в конечном реакционном объеме 20 мкл. Концентрации праймера и зонда составляли 0,5 мкМ и 0,125 мкМ соответственно. Условия цикла: 25 ° C в течение 2 минут, 50 ° C в течение 15 минут, 95 ° C в течение 2 минут, затем 45 циклов при 95 ° C в течение 15 секунд и 55 ° C в течение 30 секунд. Термоциклирование проводили в системе для ПЦР в реальном времени StepOnePlus (Thermo Fisher Scientific). Значения порога цикла (Ct) были преобразованы в копии вирусной РНК на основе стандартной кривой, полученной из 10-кратных серийных разведений известных копий плазмид, содержащих полный ген N (2019-nCoV_N_Positive Control, Integrated DNA Technologies, США).Образцы считались отрицательными, если значения Ct превышали 39,9 цикла. Предел обнаружения составил 347 копий / мл.

Измерения цитокинов в плазме

Образцы цельной крови, собранные в пробирки, обработанные антикоагулянтом, центрифугировали при 2000 × g в течение 10 мин и собирали супернатант. Концентрации цитокинов и хемокинов измеряли, используя MILLIPLEX MAP Human Cytokine / Chemokine Magnetic Bead Panel — иммунологический мультиплексный анализ (Merck Millipore, Массачусетс, США) на системе Bio-Plex 200 (Bio-Rad Laboratories, Калифорния, США).Концентрацию натрийуретического пептида N-конца мозга (NT-proBNP) измеряли с использованием наборов ELISA для человеческого NT-proBNP (Abcam, Кембридж, Великобритания).

Участие пациентов и общественности

Пациенты или общественность не участвовали в разработке, проведении, составлении отчетов или планах распространения данного исследования.

Результаты

Когорта пациентов с COVID-19

В период с февраля по май 2020 года мы собрали образцы крови и стула у 100 пациентов с COVID-19, подтвержденных положительным результатом ОТ-КПЦР на SARS-CoV-2.Демографические и клинические характеристики этих пациентов и контрольной группы из 78 взрослых, не зараженных COVID-19, набранных в Гонконге до COVID-19, представлены в таблице 1. Было 47 женщин и 53 мужчин с COVID-19 со средним возрастом ± SD. 36,4 ± 18,7 года. Критическое, тяжелое, среднетяжелое и легкое заболевание16 наблюдалось у 3,0%, 5,0%, 45,0% и 47,0% пациентов соответственно. Для сравнения, когорта без COVID-19 состояла из 45 женщин и 33 мужчин со средним возрастом ± SD 45,5 ± 13,3 года. Сопутствующие заболевания в когорте COVID-19 включали гипертензию, гиперлипидемию, диабет и сердечные заболевания, хотя у каждого было менее пяти пациентов, за исключением гипертонии с 11.Для когорты, не связанной с COVID-19, гипертония была единственным серьезным сопутствующим заболеванием у 11 человек. Из 100 пациентов с COVID-19 41 предоставил несколько образцов стула во время их пребывания в больнице и / или последующего наблюдения после выписки; 34 и 46 пациентов получали антибиотики и противовирусные препараты, соответственно, до сбора стула.

Таблица 1

Характеристики когорт COVID-19 и не-COVID-19

Измененный состав микробиоты кишечника у пациентов с COVID-19

В общей сложности было секвенировано 274 образца стула, в среднем 6.8 Гбит (47 386 950 чтений) на образец. Во-первых, мы сравнили состав кишечной микробиоты первых образцов стула каждого пациента с COVID-19, собранных во время госпитализации (n = 87; 13 из 100 пациентов с COVID-19 испражнялись только после выздоровления) (40 женщин против 47 мужчин, 35,6 ± 18,8 лет (среднее значение ± стандартное отклонение)) с субъектами, не связанными с COVID-19 (от 45 женщин до 33 мужчин, возраст 45,5 ± 17,4 года (средний ± стандартное отклонение)), чтобы оценить, изменился ли состав кишечной микробиоты в этой когорте COVID-19. На уровне филума представители Bacteroidetes были относительно многочисленнее среди пациентов с COVID-19 по сравнению с людьми, не инфицированными COVID-19 (в среднем 23.9% по сравнению с 12,8%, p <0,001, тест Манна-Уитни), тогда как актинобактерий были более многочисленны у лиц, не инфицированных COVID-19 (26,1% против 19,0%, p <0,05, тест Манна-Уитни) (рисунок 1A ). На уровне видов мы выявили значимые ассоциации с заболеванием (COVID-19 против COVID-19) и антибиотиками (рис. 1B) (p <0,05, PERMANOVA), но не с нагрузкой SARS-CoV-2 стулом, противовирусными препаратами (лопинавир / ритонавир). , рибавирин или осельтамивир у 39 из 87 пациентов), использование кортикостероидов и ингибиторов протонной помпы (дополнительная онлайн-таблица S1).Без контроля использования антибиотиков, различия в составе кишечной микробиоты COVID-19 в первую очередь были вызваны обогащением видов, включая Ruminococcus gnavus , Ruminococcus torques и Bacteroides dorei и истощение Bifidobacterium facalibacterium , Bifidobacterium. и Eubacterium rectale (p <0,05, LEfSe) (таблица 2, дополнительная таблица S2 онлайн). Когда изучали эффекты антибиотиков, различия между когортами были в первую очередь связаны с обогащением таксонов, таких как Parabacteroides , Sutterella wadsworthensis и Bacteroides caccae и истощение Adlercreutzia equolifaciens 0006, 000, 000, CO. -19 по сравнению с не COVID-19 (p <0.05, MaAsLin) (онлайн-дополнительная таблица S3), хотя средняя относительная численность большинства затронутых таксонов в этих образцах составляла менее 0,1%. В то время как общий состав кишечной микробиоты отличался между 87 пациентами с COVID-19 и 78 пациентами без COVID-19, не было значительных различий в видовом богатстве и разнообразии Шеннона (p> 0,05, тест Манна-Уитни) (дополнительный рисунок S1 онлайн). В когорте COVID-19 состав микробиоты кишечника, отобранный во время госпитализации (n = 87), наиболее значимо ассоциировался с тяжестью заболевания (легкая, умеренная, тяжелая, критическая), за которой следовали антибиотики с убывающей величиной эффекта (p <0.05, ПЕРМАНОВА) (онлайн-дополнительная таблица S1). При идентификации видов микробов, связанных с серьезностью заболевания, мы обнаружили, что F. prausnitzii и Bifidobacterium bifidum отрицательно коррелировали с серьезностью после поправки на использование антибиотиков и возраст пациентов (p <0,05, порядковая регрессия). Относительная численность нескольких других видов микробов, обычно присутствующих в кишечнике человека, включая B. adolescentis и E. rectale , также снижалась с увеличением тяжести заболевания, хотя это не было статистически значимым (онлайн-дополнительная таблица S4).

Рисунок 1

Различия в составе микробиоты кишечника между пациентами с COVID-19 и без COVID-19. (A) Среднее относительное количество микробных типов, обнаруженных в стуле у стационарных пациентов с COVID-19, пациентов, выписанных после отрицательной RT-qPCR на вирусную РНК в мазках из носоглотки, и лиц, не инфицированных COVID-19. (B) Анализ основных компонентов микробиоты кишечника пациентов с COVID-19 с антибиотиками и без них по сравнению с субъектами, не инфицированными COVID-19.Закрашенные кружки представляют первые образцы стула (если доступны серийные образцы) пациентов в больнице, тогда как крестики представляют субъектов, не инфицированных COVID-19. Центроиды групп обозначены метками групп.

Таблица 2

Виды бактерий, ассоциированные с пациентами с COVID-19 во время госпитализации

Концентрации воспалительных цитокинов, хемокинов и маркеров повреждения тканей в плазме коррелируют с составом микробиоты кишечника

При инфекции COVID-19 иммунная система вырабатывает воспалительные цитокины в ответ на вирусная инфекция.В некоторых случаях воспалительная реакция может быть чрезмерно агрессивной (например, «цитокиновый шторм») и приводит к широко распространенному повреждению тканей, септическому шоку и полиорганной недостаточности.1 На основании наблюдения, что микробиота кишечника изменяется у пациентов с COVID-19 ( рисунок 1) и ассоциации нескольких видов с серьезностью заболевания (онлайн-дополнительная таблица S4), мы предположили, что эти изменения состава играют роль в обострении заболевания, внося свой вклад в нарушение регуляции иммунного ответа. Визуализация состава микробиоты кишечника в когорте из 87 пациентов с COVID-19 во время госпитализации выявила континуум в группах легкой, средней, тяжелой и критической степени тяжести заболевания (рисунок 2), что указывает на стратификацию состава микробиоты кишечника, связанного с серьезностью заболевания.Затем мы сопоставили плазменные концентрации цитокинов (измеренные при поступлении; в среднем за 2 дня до образцов стула) и маркеры воспаления на PCA и наблюдали, что лиганд 10 мотива CXC (CXCL10), IL-10, фактор некроза опухоли-α (TNF-α) , аспартатаминотрансфераза (AST), гамма-глутамилтрансфераза (GGT), CRP, LDH, NT-proBNP и скорость оседания эритроцитов были значительно связаны с составом микробиоты (рисунок 2) (p <0,05, анализ Прокруста). Примечательно, что эти измерения увеличились одновременно с составом микробиоты, представляющим более тяжелые болезненные состояния.Поскольку CXCL10, IL-10, TNF-α, AST, GGT, CRP, LDH и NT-proBNP обычно повышены при более тяжелой форме COVID-19,2 21–23, эти результаты предполагают, что состав кишечной микробиоты связан с величиной иммунного ответа. ответ на COVID-19 и последующее повреждение тканей и, таким образом, может играть роль в регулировании тяжести заболевания. Затем мы оценили, какие конкретные виды, обогащенные или истощенные у пациентов с COVID-19, коррелируют с концентрациями цитокинов. Из списка наиболее распространенных видов в таблице 2 шесть видов, истощенных в когорте COVID-19, отрицательно коррелировали с CXCL10, пять - с IL-10 и по два - с TNF-α и лигандом 2 мотива CC (CCL2) (рис. 3A– D) (p <0.05, корреляция Спирмена). К ним относятся B. adolescentis , E. rectale и F. prausnitzii , которые, как известно, играют иммуномодулирующую роль в системе желудочно-кишечного тракта человека24–26. И наоборот, два вида, обогащенные в когорте COVID-19 B. dorei и Akkermansia muciniphila положительно коррелировали с IL-1β, IL-6 и лигандом 8 мотива CXC (CXCL8) (рис. 3E – G). Корреляции с другими относительно менее многочисленными кишечными бактериями показаны в дополнительной онлайн-таблице S5).

Рисунок 2

Связь между составом микробиоты кишечника госпитализированных пациентов с COVID-19 и концентрацией воспалительных цитокинов и маркеров воспаления в плазме крови. (A) Анализ основных компонентов (PCA) состава кишечной микробиоты и ассоциации с плазменными концентрациями цитокинов / хемокинов. (B) PCA состава микробиоты кишечника и связь с маркерами воспаления крови. Статистические корреляции определяли с помощью тестов Прокруста. Показаны только цитокины и маркеры воспаления, достоверно коррелированные с составом микробиоты кишечника.Красные стрелки представляют градиенты соответствующих концентраций цитокинов / маркеров воспаления и указывают направление наибольшего увеличения этих показателей. Цвет кружков представляет группы тяжести заболевания, а эллипсы представляют стандартное отклонение центроида группы. Центроиды групп обозначены метками групп. AST, аспартатаминотрансфераза; CRP, C-реактивный белок; СОЭ, скорость оседания эритроцитов; GGT, гамма-глутамилтрансфераза; ЛДГ, лактатдегидрогеназа; NT-proBNP, натрийуретический пептид N-конца мозга; TNF, фактор некроза опухоли.

Рисунок 3

Корреляция между обогащенными / истощенными COVID-19 кишечными микробными таксонами и концентрациями в плазме (A) CXCL10, (B) IL-10, (C) TNF-α, (D) CCL2, (E) CXCL8, (F ) ИЛ-1β и (G) ИЛ-6. Показаны только статистически значимые корреляции. Линии линейной регрессии показаны на каждом графике разброса синим цветом, а заштрихованные области представляют 95% доверительных интервалов. CCL, лиганд мотива C-C; CXCL, лиганд мотива C-X-C; TNF, фактор некроза опухоли.

Дисбиоз кишечной микробиоты сохраняется после устранения SARS-CoV-2

Поскольку некоторые пациенты с COVID-19 сообщают о стойких симптомах после выздоровления и / или впоследствии у них развивается мультисистемное воспаление, 27 мы предположили, что дисбиотическая микробиота кишечника наблюдается у пациентов с COVID- 19 сохраняется после выздоровления и может способствовать возникновению этих состояний.Для оценки состава кишечной микробиоты после выздоровления от COVID-19 было взято 42 образца стула у 27 пациентов (от 13 женщин до 14 мужчин, возраст 45,6 ± 17,6 лет (среднее ± стандартное отклонение)) в течение 30 дней (в среднем 6 дней, IQR 14 дней. ) после того, как их аспираты или мазки из носоглотки дали отрицательный результат на SARS-CoV-2 с помощью RT-qPCR. По сравнению с субъектами, не инфицированными COVID-19, состав кишечной микробиоты 27 выздоровевших пациентов оставался значительно различающимся независимо от того, получали ли они антибиотики (p <0,05, PERMANOVA) (14 получали антибиотики, 13 - нет), хотя состав у пациентов, у которых был получавшие антибиотики были более разными по сравнению с пациентами, не получавшими COVID-19, чем пациенты, которые этого не делали (рисунок 4).Микробиота кишечника выздоровевших пациентов была обогащена видами, включая Bifidobacterium dentium и Lactobacillus ruminis , независимо от того, получали ли они антибиотики и были ли они истощены в E. rectale , R. bromii , F. prausnitzium и F. prausnitzii . (p <0,05, LEfSe) (таблица 3; онлайн-дополнительная таблица S6). Чтобы определить, были ли антибиотики связаны с улучшением исходов заболевания у пациентов с COVID-19, мы изучили их использование в когорте умеренных заболеваний, в которой количество пациентов, которые получали / не получали антибиотики, было сопоставимым (21 из 45 пациентов с умеренным заболеванием получали антибиотики. ).Представленность при других болезненных состояниях была менее сбалансированной (таблица 1). Мы не обнаружили разницы в количестве дней от появления симптомов COVID-19 до выписки из больницы с антибиотиками или без них (p> 0,05, тест Манна-Уитни). Кроме того, поскольку не было записей о бактериемии или посевах крови у 45 пациентов и у всех, кроме одного, во время госпитализации уровень прокальцитонина был <0,2 нг / мл, эти результаты показали, что применение антибиотиков вряд ли будет связано с улучшением исходов для пациентов, если предположить, что бактериальные коинфекции нет, но у них нет. контраст может усугубить и продлить дисбактериоз кишечной микробиоты у пациентов с COVID-19.

Рисунок 4

Анализ основных компонентов микробиоты кишечника у выздоровевших пациентов с COVID-19, которые получали или не получали антибиотики, по сравнению с субъектами, не инфицированными COVID-19. Пациенты считались выздоровевшими после отрицательных количественных тестов ПЦР с обратной транскрипцией (RT-qPCR) на РНК SARS-CoV-2 в мазках из носоглотки. Заполненные кружки представляют все стула, собранные после выписки из больницы, а крестики представляют субъектов, не инфицированных COVID-19.

Таблица 3

Виды бактерий, ассоциированные с пациентами с COVID-19 после выздоровления

Обсуждение

Патофизиология инфекции SARS-CoV-2 характеризуется агрессивными воспалительными реакциями, которые в значительной степени участвуют в возникновении полиорганной дисфункции, наблюдаемой у некоторых пациентов. и, таким образом, серьезность заболевания, вероятно, связана не только с вирусной инфекцией, но и с иммунными реакциями хозяина.1 21 28–30 Здесь мы показываем, что состав микробиоты кишечника пациентов с COVID-19 во время госпитализации коррелирует с концентрациями в плазме нескольких цитокинов, хемокинов и маркеров воспаления, предполагая, что микробиота кишечника может играть роль в модуляции иммунного ответа хозяина и потенциально влияют на тяжесть заболевания и исходы. В частности, истощение нескольких видов бактерий в когорте COVID-19 было связано с повышенными концентрациями TNF-α, CXCL10, CCL2 и IL-10 в соответствии с иммунологическими исследованиями пациентов с COVID-19,2, указывающими на то, что эти истощенные таксоны могут иметь роль в предотвращении чрезмерно агрессивного воспаления.В подтверждение этого вывода, истощенные кишечные комменсалы, такие как B. adolescentis , F. prausnitzii , E. rectale , R . ( Blautia ) obeum и D. formicigenerans были по отдельности связаны со снижением воспалительной реакции хозяина при других связанных с воспалительными заболеваниями заболеваниях.24-26 Например, было показано, что F. prausnitzii индуцирует праймирование толстой кишки человека. регуляторные Т-клетки, которые секретируют противовоспалительный цитокин IL-10,31, имеют высокое относительное количество E.rectale в кишечнике связаны с уменьшением воспаления при болезни Альцгеймера 32 и B. adolescentis способен подавлять активацию ядерного фактора κB, который способствует экспрессии провоспалительных цитокинов.33 Кроме того, обогащение Ruminococcus gnavus , Ruminococcus Torques , Bacteroides dorei и Bacteroides vulgatus при COVID-19 также согласуется с выводом об опосредованной микробами иммунной дисрегуляции. р.gnavus и R. крутящие моменты в кишечнике, как сообщается, одновременно возникают с воспалительным заболеванием кишечника, 34 35 и B. dorei и B. vulgatus вовлечены в несколько воспалительных заболеваний кишечника, таких как раздраженное заболевание кишечника и язвенный колит.36 Однако остается неизвестным, действительно ли ассоциированные с воспалительным процессом кишечные микроорганизмы, обогащенные COVID-19, играют активную роль в заболевании или просто развиваются оппортунистически из-за истощения других кишечных микроорганизмов.

Потенциальная роль кишечных микроорганизмов в COVID-19 может позволить использовать профиль риска на основе микробиома для выявления лиц, подверженных риску тяжелого заболевания или последующих воспалительных симптомов, таких как мультисистемное воспаление и болезнь Кавасаки у детей.4 6 37 По данным нескольких пациентов, опрошенных в этом исследовании в течение 30 дней после излечения от SARS-CoV-2, микробиота кишечника, вероятно, останется значительно измененной после выздоровления от COVID-19. В свете сообщений о том, что подгруппа выздоровевших пациентов с COVID-19 испытывает стойкие симптомы, такие как усталость, одышка и боли в суставах, у некоторых более чем через 80 дней после первоначального появления симптомов 27, 38, 39 мы полагаем, что дисбиотический микробиом кишечника может способствовать иммунной системе. -связанные с проблемами здоровья после COVID-19.Наш короткий период наблюдения не позволяет экстраполировать состав кишечной микробиоты на долгосрочные стойкие симптомы. Таким образом, необходимо более длительное наблюдение за пациентами с COVID-19 (например, от 3 месяцев до 1 года после устранения вируса), чтобы ответить на вопросы, связанные с продолжительностью дисбактериоза кишечной микробиоты после выздоровления, связью между дисбиозом микробиоты и долгосрочным устойчивым заболеванием. симптомы и то, предрасполагает ли дисбактериоз или обогащение / истощение определенных кишечных микроорганизмов выздоровевшим людям к будущим проблемам со здоровьем.

Наше исследование имеет несколько недостатков, в том числе неоднородное клиническое ведение пациентов, которое может искажать микробные сигнатуры, связанные с COVID-19. Для должным образом контролируемого исследования необходима однородная когорта случай-контроль с адекватной представленностью в каждой группе тяжести заболевания и минимальной вариабельностью по видам лечения, хотя эти идеалы могут быть невозможны в реальном мире. Таким образом, неясно, в какой степени состав кишечной микробиоты в результате COVID-19 зависит от клинического ведения.Более того, наблюдаемый состав микробиоты кишечника может быть просто реакцией на состояние здоровья пациентов и иммунное состояние, а не непосредственным влиянием на тяжесть заболевания, как таковой, он может не иметь прямого отношения к прогнозированию восприимчивости к заболеванию у субъектов, не страдающих COVID-19. Также необходима осторожность при интерпретации результатов лечения пациентов, связанных с применением антибиотиков. Было подсчитано, что от половины до трех четвертей пациентов с COVID-19 получали антибиотики эмпирически, несмотря на то, что менее 7% имели бактериальные инфекции.40 41 Мы не обнаружили разницы в результатах с антибиотиками или без них, что поддерживает призывы к ограничению использования ненужных антибиотиков при ведении пациентов с COVID-19, но наше сравнение ограничивалось пациентами с умеренным заболеванием, поскольку количество пациентов в этой подгруппе было более сопоставимым. Хотя наши данные свидетельствуют о том, что антибиотики не улучшают исходы лечения пациентов, все же возможно, что более частое применение антибиотиков у тяжелых и критических пациентов может усугубить воспаление.42 Наконец, состав кишечной микробиоты очень неоднороден в разных популяциях людей, и изменения в составе, описанные здесь может не обязательно отражаться на пациентах с COVID-19 из других биогеографий.Тем не менее, это исследование изменений микробиоты кишечника в связи с нарушением иммунной регуляции показало, что кишечные микроорганизмы, вероятно, участвуют в модуляции воспалительных реакций хозяина при COVID-19. Все больше доказательств того, что кишечные микроорганизмы связаны с воспалительными заболеваниями в кишечнике и за его пределами, 12 43 подчеркивают острую необходимость понимания конкретной роли кишечных микроорганизмов в иммунной функции человека и системном воспалении.

Заявления по этике

Согласие пациента на публикацию

Не требуется.

Leave a Reply

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2021 © Все права защищены.