Как победить состояние дисбактериоза у детей?

Дисбактериоз в последнее время — весьма распространённое состояние у детей, особенно у грудничков. Оно доставляет дискомфорт малышам, ухудшая их общее состояние, самочувствие, мешает нормальному набору веса ребенка  и причиняет массу беспокойств их родителям. Кроме того, микрофлора играет немаловажную роль в жизнедеятельности человека. Она регулирует перистальтику кишечника, поддерживает и стимулирует иммунную систему, синтезирует многие витамины, обеспечивает противовирусную защиту хозяина, нормализует обменные процессы, помогает усваивать многие микроэлементы и аминокислоты, помогает очищать организм от токсинов и препятствует проникновению чужеродных микробов в кровь. Всего в организме человека в кишечнике в высушенном виде находится 1,5 килограмма полезных микробов – это целый «орган». Их деятельность, значимость, можно сравнить с функцией двух органов печени и почек вместе взятых!  О причинах возникновения дисбактериоза и методах борьбы с ним рассказывает заведующий отделением детской гастроэнтерологии Челябинской областной детской клинической больницы,  врач высшей категории Вадим Земляков.

— Вадим Леонидович, дисбактериоз некоторые врачи считают болезнью. Каково Ваше мнение по этому поводу?
— Дисбактериоз – это состояние, которое может развиваться при различных заболеваниях или неблагоприятных окружающих условиях человека. Приведу простой пример: вы сидите на лекции или в кино, в зале душно нарастает количество углекислого газа в воздухе. В этой ситуации  постепенно начинает развиваться состояние дисбактериоза. На работе отругал начальник, человек получил новую порцию стресса, усилилась моторика кишечника, положено начало к развитию состояния дисбактериоза. На нормальную кишечную флору, и не только кишечную, но и на флору всех полостных органов влияет: неправильное питание, плохая экология, изменение климата,  различные ионизирующие излучения, которые окружают человека в повседневной жизни, воспалительные заболевания, прием лекарственных средств. Но это  не болезнь – это изменение флоры (состояние временное) в зависимости от внешних условий воздействия.

— Дисбактериоз может быть только в кишечнике или этому подвержены все слизистые оболочки организма?
— Нарушенная кишечная флора будет отрицательно действовать на слизистую всех полостных органов в которых она имеется (полость рта, пищевод, желудок, кишечник, влагалище и др.). Здесь появляется цепочка взаимосвязей: болезнь слизистой кишки влияет на состояние микрофлоры, нарушенная микрофлора – на слизистую.
— По каким признакам родители могут определить, что у ребенка имеется состояние дисбактериоза?
— Родителям стоит задуматься, если у ребенка снижается аппетит, ребенок бледный с синюшными кругами под глазами и под носом. Если у ребенка периодически отмечается подташнивание, бурчание  и боли в животе, меняется стул, в кале присутствует зелень или кусочки непереваренной пищи. Ребенок плохо прибавляет в весе, срыгивает, начинает часто болеть простудными заболеваниями. Возможно, вечером, а именно в семь часов, отмечается субфебрильная температура — 37,1-37,2.  При условии, что держат ртутный стеклянный (а не электронный) градусник именно 10 минут — это очень важно. Данные признаки могут говорить о болезнях органов пищеварения и в частности о состоянии дисбактериоз.
— Насколько состояние кишечной флоры влияет на иммунитет ребенка?
— При изменении кишечной микрофлоры ребенка в худшую сторону происходит снижение иммунитета. Когда у ребенка появляются частые простудные заболевания, это тоже говорит о том, что органы пищеварения не позволяют иметь 100%-ный иммунитет. Ведь у человека иммунитет на 98% зависит от состояния микрофлоры толстой кишки. И когда она нарушается, иммунитет падает, а, значит, появляются частые простуды.
— То есть, если у родителей часто болеет ребенок, они должны задуматься о посещении гастроэнтеролога?
— Как один из моментов. Мы знаем, что многие болезни: кожи, зубов, слизистых, вплоть до бронхиальной астмы, – это порой осложнение болезней органов пищеварения. Когда мне задают подобные вопросы, я сразу вспоминаю один случай: выходит конферансье на сцену и говорит: «У меня сегодня что-то болит голова». Его напарник отвечает: «Наверное, ты что-то не то съел». Зрители в зале смеются, но ведь он сказал все правильно. Головная боль может быть прямым следствием проблем желудочно-кишечного тракта.
— Как врач определяет наличие у ребенка состояния дисбактериоза?
— Существуют различные методы исследования микробной флоры у человека. Очень важно при оценке анализа кала на дисбактериоз учитывать возраст пациента, принципы его питания, период посева: как его собирали, и когда был сдан кал. И без учета данных факторов нельзя правильно оценить полученный результат. Потому что цифры в конечном итоге будут разные. Приведу простой пример: если пациент употребляет больше кисломолочных продуктов, то у него бактерий coli будет значительно меньше, но это не значит, что это болезнь. Если он ест больше мяса, у него бактерий coliбудет больше, а бифидум меньше и так далее. Поэтому сам анализ нужно интерпретировать с учетом этих всех моментов.
— Когда ребенок сдает анализ, все эти факторы обследуются досконально?

— Нет, конечно.
— Тогда получается нельзя с точностью определить у ребенка наличие дисбактериоза?
— Без учета данных факторов нельзя. Поэтому многие родители, когда обращаются к нам за помощью, часто удивляются, почему мы спрашиваем все тонкости и подробности питания, которые в принципе никто никогда не спрашивает. Поэтому мы положительно отличаемся и в плане лечения, и в плане диагностики, и в плане результата. И поэтому к нам  всегда огромная очередь.
— Какие методы лечения состояния дисбактериоза существуют и надо ли его вообще лечить?
— Лечить обязательно надо! Начинать лечение необходимо с основного заболевания, приведшего к этому состоянию или с той причины, которая привела к нему. Естественно, первично назначаются лекарственные препараты, которые воздействуют непосредственно на устранение основной причины. Предположим, у ребенка имеется гастрит, проводится его лечение и плюс назначаются препараты улучшающие микрофлору кишечника ребенка. Если ребенок находится в помещениях, где имеются различные домашние «приборы-излучатели» (телевизор, компьютер, микроволновая печь, радиотелефон, и другие, то, соответственно, их необходимо использовать, как можно реже. Если фактором, приводящим к болезни, являются лекарственные препараты (антибиотики и др.), то их по возможности надо заменить или исключить совсем. То есть, сначала необходимо убрать факторы, отрицательно влияющие на нормальную кишечную флору ребенка. И только после этого, появляется возможность ее восстанавливать.
— Врач сможет точно определить, отчего именно развился дисбактериоз?
— Чаще всего, мы видим причину.
— Существует ли профилактика  дисбактериоза?
— В  первую очередь необходимо следить за состоянием здоровья ребенка. Обязательно нужно придерживаться принципов здорового питания. В ежедневном рационе ребенка должна содержаться растительная клетчатка (овощи, фрукты, зерновые каши), которая способствует восстановлению кишечной микрофлоры. Естественно, набор должен быть полный: микроэлементы, витамины, ферменты. В рационе должна преобладать растительная пища, обязательно ребенку необходимо употреблять кисломолочные продукты и белки, в виде яиц, мяса, курицы, рыбы. Это будет способствовать восстановлению нормальной кишечной флоры.
  — Можно вести здоровый образ жизни, но ведь от стрессов и излучений  уберечься гораздо сложнее. Какой выход в этом случае?
— Единственный – избавиться от источника негатива. Если, допустим, у вас стресс на работе, то нужно заменить место работы.  И это абсолютно серьезно, ведь мы живем один раз. Быть в постоянном стрессе и лечиться от болезней – это не лучшее решение проблемы.  Это просто бессмысленно. Не зря считают японцы, что место работы надо менять один раз в пять лет. И на каждом предприятии у них имеется комната разгрузки, в которой стоят муляжи начальников.   Если начальник тебя обидел, заходишь в эту комнату и имеющейся там палкой лупишь по данному муляжу. Начальника, чей муляж разрушается быстрее остальных, увольняют с предприятия. Это и есть профилактика болезней у сотрудников и борьба за более высокую производительность на предприятии.
— Получается, что также не рационально жить в Челябинской области, где экология не самая лучшая?
— Безусловно, проживать у Средиземного моря или в горах Грузии гораздо полезнее,  чем в Челябинской области. Приведу простой пример: в 1991 году мы по линии «Зеленого креста» детей с гастроэнтерологической паталогией вывозили для оздоровления  в Карловы Вары. Я взял с собой  огромную коробку с лекарствами на случай обострения болезней, потому что каждый ребенок имел серьезное заболевание органов пищеварения. И прожив там 1,5 месяца, ни один из детей не пожаловался  на плохое самочувствие. Но как только мы пересекли Брест и сходили в ресторан в поезде, ровно в течение двух суток, которые мы ехали, были использованы все припасенные лекарства. У детей начались проблемы со здоровьем в связи с ухудшением качества питания, воды и воздуха.

— А какова роль наследственности в развитии болезней ЖКТ?
— Безусловно, большую роль в здоровье ребенка играет здоровье его родителей. Они передают ему предрасположенность к заболеваниям органов пищеварения. Если мама нездорова, то качество ее грудного молока будет низким, что является следующим фактором не в пользу ребенка.
— Во время грудного вскармливания мама должна соблюдать особый режим питания или  диету?
— Питание должно быть полноценным и разнообразным. При наличии заболеваний ЖКТ у матери с профилактической целью могут быть назначены лекарства, улучшающие ее состояние. На это мама сама должна обратить внимание врача-гинеколога, потому что ее состояние здоровья на момент рождения ребенка играет большую роль в формировании здоровья малыша. В частности, насколько полноценным будет состав его микрофлоры кишечника. Ведь заселение нормальных микробов в кишечник ребенка происходит в утробе матери, начиная 26-28 недели.
— Какие продукты детям не рекомендуется употреблять в пищу?
— Существует пять основных вредных продуктов – это газированные напитки, майонез, кетчуп, чипсы и жевательная резинка. Это все продукты генной инженерии. Например, длительное использование жевательной резинки приводит  к слабоумию (наличие в ней фенолов). Более того, она покрыта вредным вкусообразующим веществом. А частое ее использование ведет к нарушению пищевого рефлекса. И в следующий раз при глотании пищи желудок не будет готов к ее перевариванию.
— А какие продукты лучше не давать до трех лет?
—  Все продукты до трех лет должны быть натуральными, не консервированными! Использовать их можно в  сыром или вареном виде. Жареное и  копченое, маринованное, шоколадное, естественно, нельзя. Хотя в последнее время надо уже говорить и о вредных привычках у детей раннего возраста, когда малышам  матери начинают давать по чайной ложке водки на ночь, чтобы они лучше спали. А для аппетита детям стали давать пиво. Это встречается достаточно часто в последнее время. К нам поступают дети раннего возраста с циррозом печени, потому что мама, вскармливая ребенка грудью, употребляла алкогольные напитки и курила.
— Как вы относитесь к употреблению молока в питании детей?
— Учитывая тот факт, что идеально здоровых детей нет, употребление молока многим из них может быть не на пользу.  Молоко может способствовать излишнему росту микрофлоры, а порой, организм ребенка не способен его переварить (лактазная недостаточность). Поэтому мы, гастроэнтерологи, больше ратуем за употребление кисломолочных продуктов, сыров.
— Если ребенок вынужден принимать антибиотики, что нужно делать в профилактических целях, чтобы не развился дисбактериоз?
— Лучше всего прием антибиотиков сочетать с отваром трав, например, тысячелистника, подорожника, ромашки или душицы. Они на 80% снижают отрицательное воздействие антибиотиков на слизистую кишечника и его микрофлору.
— Как часто встречаются заболевания органов пищеварения?
— Заболевания желудочно-кишечного тракта у детей находятся на втором месте после респираторных инфекций. И это если учесть, что ребенок болеет ОРВИ 2-3 раза за год, а диагноз заболевания ЖКТ ставится однократно.
— Вы лечите детей только с области или из Челябинска тоже?
— ЧОДКБ обслуживает жителей Челябинской области вне зависимости от ее территорий, то есть сюда входит  и Челябинск. Но учитывая тот факт, что в Челябинске имеются в достаточном количестве гастроэнтерологические койки и специалисты,  диагностика тоже на высоком уровне,  мы стараемся  брать из Челябинска только самые тяжелые и сложные случаи. И последним этапом, если уже мы не можем оказать помощь, пациентами занимается институт педиатрии в Москве.
— Каким образом дети попадают к вам?
— Они приезжают по направлению врачей из территорий области на консультативный прием в детскую областную поликлинику к специалисту-гастроэнтерологу.  Осмотрев ребенка, и проведя необходимые исследования, врач решает необходимость его госпитализации или лечения в амбулаторных условиях. Вторым вариантом прибытия пациента в областную детскую поликлинику или на госпитализацию в отделение является осмотр врача-гастроэнтеролога  «выездной поликлиники». Это когда наши специалисты консультируют детей по месту их проживания.

Ольга Мельчакова, информационное агентство «Уралпресс»

Лечение дисбактериоза у детей в Приморском районе СПБ

Дисбактериоз – это нарушение баланса микрофлоры кишечника. В современной педиатрии дисбактериоз не является заболеванием, однако это состояние требует обязательной коррекции. При дисбактериозе в кишечнике появляются патогенные микроорганизмы, которые вызывают дискомфорт в кишечнике и неприятные симптомы.

Дисбактериоз часто встречается у детей младшего возраста, включая грудничков. Что может вызвать дисбаланс микрофлоры? Врачи выделяют следующие факторы риска:

• Позднее прикладывание ребенка к груди. В молоке матери содержатся защитные вещества, которые формируют полезную микрофлору.
• Неправильное питание. Резкий переход на искусственное вскармливание или частая смена разных смесей вызывает дисбаланс микрофлоры. В более старшем возрасте дисбактериоз вызывает частое употребление пищи, в которой содержится клетчатка.
• Кишечные инфекции. При вирусной инфекции (сальмонеллез, дизентерия, ротавирус) в кишечник попадают болезнетворные микробы. Это приводит к развитию дисбактериоза.
• Применение антибиотиков. Антибиотики разрушают естественную микрофлору кишечника: убивают не только вредные бактерии, но и те, которые необходимы организму.

Симптомы дисбактериоза

Как определить, что у ребенка дисбактериоз? О дисбалансе микрофлоры кишечника говорят следующие симптомы:

• колики, чувство тяжести и вздутия в животе, метеоризм;
• жидкий стул водянистой консистенции;
• расстройства стула: понос или запор;
• стул с комочками непереваренной пищи или со слизью;
• частые срыгивания, тошнота, в некоторых случаях – рвота;
• воспалительные заболевания кожи, высыпания, раздражения;
• неприятный запах изо рта;
• налет на языке и на зубах;
• пониженный аппетит.

Такие же симптомы могут возникнуть и в случае других заболеваний ЖКТ, поэтому необходимо обратиться к врачу для точной диагностики.

Методы диагностики и лечения

Дисбактериоз диагностируется в лабораторных условиях. Необходимо сдать кал на копрологическое, биохимическое и бактериологическое исследование, а также исследовать соскоб со слизистой оболочки кишечника.

Лечение заключается в устранении причины дисбактериоза. Если нарушение вызвано кишечной инфекцией, необходимо вылечить основную патологию. При нарушениях диеты – скорректировать питание. В любом случае важно восстановить баланс микрофлоры и заселить кишечник полезными бактериями.

При лечении дисбактериоза следует соблюдать диету и режим дня. Кисло-молочные смеси и продукты с высокими содержанием лакто- и бифидобактерий восстанавливают баланс микроорганизмов в кишечнике. Врач может назначить и медикаментозное лечение: препараты с содержанием полезных бактерий и средства, которые стимулируют их размножение.

Запись на прием к детскому врачу

Чтобы записаться на прием к педиатру или детскому гастроэнтерологу достаточно оставить свой номер телефону в форме обратной связи и наши администраторы свяжутся с вами, чтобы выбрать удобное для вас время приема.

Дисбактериоз у ребенка | Официальный сайт Huggies®

Содержание:

1. Что такое дисбактериоз
2. Дисбактериоз у детей: причины возникновения
3. Дисбактериоз у ребенка: симптомы
4. Лечение дисбактериоза у детей
5. Немедикаментозное лечение дисбактериоза

Если у ребенка болит живот или плохо переваривается пища, врач часто ставит диагноз «дисбактериоз». Отечественные педиатры давно и успешно лечат детей от дисбактериоза, в то время как на западе такого слова не знают вовсе. Что же это за заболевание, как диагностировать и чем лечить дисбактериоз у ребенка?

Что такое дисбактериоз

Современные педиатры все чаще говорят, что дисбактериоз — это не болезнь, а состояние любых слизистых оболочек, при котором нарушен баланс микрофлоры. Чаще всего встречается дисбактериоз кишечника у детей — уменьшение полезной микрофлоры и размножение патогенных организмов.

Дисбактериоз у детей до года — очень распространенное явление. В норме в кишечнике человека присутствуют бифидо- и лактобактерии, они защищают кишечник от патологической флоры и токсинов, участвуют в пищеварении, позволяют полноценно усваивать белки, жиры, углеводы, витамины, различные кислоты.

Помимо полезных бактерий в кишечнике ребенка живут и условно-патогенные организмы (стафилококк, энтерококк и другие), которые в незначительном количестве не опасны, но размножаясь, могут вызывать признаки дисбактериоза у детей: тошноту, вздутие и боль в животе и так далее.

Дисбактериоз у детей: причины возникновения

Незрелость желудочно-кишечного тракта

Дисбактериоз у месячного ребенка чаще всего обусловлен несформированностью микрофлоры слизистых оболочек желудка и кишечника. Работа ЖКТ новорожденного еще только налаживается, и полезных бактерий для стабильной работы кишечника может не хватать.

Неправильное питание

Несоответствующее возрасту питание (частая смена смесей или слишком ранний ввод прикорма), а также употребление в пищу аллергенов (например, молочных продуктов при непереносимости лактозы) может способствовать развитию дисбактериоза.

Дисбактериоз после антибиотиков у ребенка

Если ребенок принимал антибиотики, естественная микрофлора его кишечника нарушается, так как антибиотики убивают любые бактерии, не разбирая, болезнетворные они или полезные.

Кишечные инфекции

Если функциональное нарушение пищеварения у грудного ребенка чаще всего вызвано незрелостью ЖКТ или погрешностями в питании, то дисбактериоз у ребенка 2 лет может быть следствием вирусной инфекции (ротавируса, дизентерии, сальмонеллеза), в результате которой в кишечник попали болезнетворные микробы.

Неблагоприятная экология

На состояние желудка и кишечника влияет и окружающая среда: загрязненный промышленными выхлопами воздух, химические отравления, недостаточно чистая питьевая вода могут спровоцировать развитие дисбактериоза.

Еще до обращения к врачу родители обычно понимают, что у ребенка дисбактериоз кишечника. Симптомы у детей проявляются довольно ярко и причиняют дискомфорт, особенно новорожденным и грудным малышам.

Дисбактериоз у ребенка: симптомы

• Боли, чувство тяжести и вздутия в области живота, метеоризм;

• расстройство стула: запоры или поносы;

• остатки непереваренной пищи, слизь или крупинки в кале;

• обильные срыгивания, отрыжка, а иногда и рвота;

• шелушение и покраснение кожи, высыпания и опрелости, атопический дерматит;

• выпадение волос, ломкость ногтей, кровоточивость десен;

• неприятный запах изо рта;

• белый или серый налет на языке;

• темный налет на зубах;

• плохой аппетит.

Многие заболевания ЖКТ имеют такие же симптомы, как симптомы дисбактериоза у детей. Лечение же должно быть различным, поэтому так важно правильно поставить диагноз.

Лечение дисбактериоза у детей

Для определения качественного и количественного состава микрофлоры кишечника необходимо сдать копрологический, биохимический и бактериологический анализ кала. В зависимости от того, какая условно-патогенная флора и в каких количествах будет обнаружена, врач-гастроэнтеролог подберет лечение.

Для борьбы с дисбактериозом применяются:

• бактериофаги — препараты, уничтожающие бактерии-возбудители дисбактериоза;

• пробиотики — препараты на основе живых микроорганизмов, позволяющие искусственно заселить кишечник полезной флорой;

• пребиотики — неперевариваемые вещества (лактулоза, клетчатка), стимулирующие двигательную функцию кишечника;

• пищеварительные ферменты — вещества, помогающие расщеплять и переваривать пищу.

При выборе препаратов учитывается и причина, вызвавшая дисбактериоз. Если виной расстройству кишечника — антибиотики, лечение будет одно, если аллергическая настроенность организма — другое.

Не выбирайте препараты для лечения микрофлоры кишечника самостоятельно. В аптеках их сейчас множество («Аципол», «Линекс», «Бифидумбактерин», «Бифиформ Малыш» и др.) и фармацевт обязательно посоветует вам что-нибудь, но неправильно подобранный препарат и неверная дозировка могут еще больше нарушить микрофлору кишечника.

Немедикаментозное лечение дисбактериоза

Заселяя кишечник ребенка полезной флорой, не забывайте и об основных принципах питания:

Сохраняйте грудное вскармливание

Дисбактериоз у грудных детей бывает реже, чем у детей на искусственном вскармливании, так как грудное молоко — источник полезных лактобактерий. Если сохранение или восстановление грудного вскармливания невозможно, применяйте лечебные смеси.

Придерживайтесь диеты

Если ребенок уже не питается грудным молоком, позаботьтесь о его диете: исключите из рациона сырые овощи, фрукты, белый хлеб, бобовые, молочные и другие продукты, повышающие газообразование. Основу рациона должны составлять крупы, нежирное мясо, кисломолочные продукты, из фруктов допускаются бананы и печеные яблоки.

Соблюдайте режим дня

При лечении дисбактериоза очень важно создать для ребенка спокойные и комфортные условия, исключить стрессы и уделить внимание здоровому сну, прогулкам, физической активности на свежем воздухе.

Лечение дисбактериоза у детей в Одинцово

В период внутриутробного развития желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) плода стерилен. Там нет никаких бактерий и других микроорганизмов. После рождения ЖКТ ребенка заселяется бактериями, которые находятся в окружающей среде. В грудном молоке содержится бифидус-фактор, вещество, которое способствует росту бифидобактерий. Неудивительно, что бифидобактерии составляют 95-99% флоры кишечника детей на грудном вскармливании. Бифидобактерии, которые иногда называют еще пробиотиками, являются частью здоровой флоры кишечника. Бифидобактерии преобладают в кишечнике у грудного ребенка до тех пор, пока грудное молоко составляет бо́льшую часть питания ребенка.

Что такое дисбактериоз?

Дисбактериоз или дисбиоз – нарушение качественного или количественного баланса микроорганизмов в организме, в данном случае, в кишечнике. За рубежом дисбиоз именуется синдромом «избыточного роста бактерий». Это значит, что изменилась пропорция бактерий в кишечнике или там появились необычные для нормальной флоры микроорганизмы. Дисбактериоз часто связывают с лечением антибиотиками и кишечными инфекциями.

Диагностирование дисбактериоза проводится по симптомам или же анализом кала на дисбактериоз. Обычно, показанием к анализу на дисбактериоз является непреходящий в течение двух или трех суток понос. Среди других симптомов, которые служат поводом для лабораторных исследований на дисбактериоз могут быть зеленоватый стул, стул со слизью, запор (редкий стул у грудных детей часто ошибочно принимают за запор), пенистый стул, частички непереваренной пищи.

Когда нужно обратиться к врачу?

Обратитесь к врачу, если у ребенка наблюдается склонность к запорам или, наоборот, жидкий стул, повышенное газообразование, колики, беспокойство, низкий набор веса.

Что нужно знать и помнить кормящей маме?

Способствует возникновению дисбиоза ранний перевод на искусственное вскармливание, поэтому кормление грудью является самой настоящей страховкой здоровья желудочно-кишечного тракта ребенка в течение первых лет жизни. Грудное молоко способствует росту бифидобактерий, которые препятствуют колонизации кишечника болезнетворными бактериями, а также содержит антитела и факторы, которые защищают ребенка от болезни, даже если патогенным бактериям удалось прижиться в кишечнике. Кормление грудью помогает восстановить баланс микрофлоры кишечника ребенка после лечения антибиотиками, а также укрепляет общий иммунитет, защищает от инфекций.

Дисбактериоз у детей. Симптомы, профилактика, лечение

Сегодня понятие дисбактериоза, во многом благодаря рекламе, на слуху у каждого. Так ли безобидно это состояние? Или его симптомы – это повод обратиться к педиатру, особенно когда речь идет о здоровье ребенка? Давайте разберемся.

Термин «дисбактериоз» появился еще в 20-е годы прошлого столетия. Он был предложен немецким ученым Альфредом Ниссле. В отечественной медицине этот термин так и закрепился, в Европе же стал использоваться другой – «синдром избыточного роста кишечной микрофлоры». Дисбактериоз кишечника означает изменение соотношения «полезных» и «вредных» бактерий, населяющих кишечник.

Что такое нормальная микрофлора

Микрофлора кишечника в норме относительно стабильна по качественному и количественному составу. На 90% она представлена «полезными» микроорганизмами (бифидобактериями, лактобактериями и бактероидами). Эти бактерии присутствуют в кишечнике постоянно. Они помогают вытеснить возбудителей опасных инфекций, благодаря выработке антибиотикоподобных веществ и формированию защитного барьера на слизистой оболочке кишечника.

Остальная часть микрофлоры, около 8-10%, представлена условно-патогенными микроорганизмами. Они попадают в кишечник извне и в норме не оказывают отрицательного влияния на здоровье. В основном, это энтеробактерии (энтерококки, эшерихии), в остаточном количестве – протеи, клебсиеллы и цитробактеры.

Нормальная микрофлора кишечника регулирует различные функции организма. Она защищает от вредоносных бактерий, участвует в пищеварении, укрепляет иммунитет.

Причины дисбактериоза

Причинами формирования нарушений кишечной микрофлоры могут служить различные заболевания и состояния, например:

• Нарушение формирования кишечной микрофлоры в результате родоразрешения путем кесарева сечения, искусственного или смешанного вскармливания в течение первого года жизни ребенка.
• Воспалительные заболевания толстого и тонкого кишечника вследствие кишечной инфекции или без нее.
• Функциональные нарушения в работе желудочно-кишечного тракта
• Аллергическое поражение слизистой оболочки кишечника.
• Прием антибиотиков.
• Несбалансированная диета.

Проявления дисбактериоза

«Кишечник должен работать как часы». Все, что сопровождается нарушением его слаженной работы, может быть признаком дисбактериоза, например:

• Диарея или запор
• Фекалии плохо переваренные, жидкой или кашицеобразной консистенции, часто с примесью слизи и зелени
• Боли и вздутие живота
• Повышенное газообразование
• Атопический дерматит – кожные проявления аллергического характера

Диагностика

Для подтверждения диагноза дисбактериоза кишечника и исключения острых кишечных инфекций и сопутствующих заболеваний желудочно-кишечного тракта врач нашего центра назначит вашему ребенку следующие лабораторные исследования и анализы:

• Копрограмму – анализ кала для оценки процесса пищеварения,
• Кал на дисбактериоз для определения примерного состава микрофлоры

При остро возникшей диарее могут понадобиться:

• бактериологическое исследование кала на острые кишечные инфекции,
• иммуно-ферментный анализ кала для исключения вирусного поражения кишечника и колита, связанного с приемом антибиотиков
• исследование кала на яйца глист

Для уточнения причины возникновения дисбактериоза дополнительно могут быть назначены инструментальные методы исследования, например УЗИ органов брюшной полости, а также рекомендована консультация детского гастроэнтеролога.

Коррекция и лечение

Перед началом лечения ребенку подбирается индивидуальная механически щадящая диета, которая обогащена кисломолочными продуктами, содержит достаточное количество пищевых волокон. Для детей первого года жизни рекомендуется грудное вскармливание, как универсальный источник основных питательных и защитных веществ для организма ребенка. Возможно использование адаптированных кисломолочных смесей.

Для коррекции дисбактериоза используются препараты, нормализующие микрофлору кишечника. Это:

• пробиотики, содержащие полезные бифидо- и лактобактерии;
• пребиотики, способствующие размножению нормальной микрофлоры кишечника;
• симбиотики, или комбинированные препараты.

В некоторых случаях необходимо подавление условно-патогенной и патогенной флоры. Для этого применяются:

• нитрофурановые препараты, кишечные антисептики;
• антибиотики из группы макролидов и цефалоспоринов;
• бактериофаги, обладающие выборочной антибактериальной активностью без побочных эффектов.

Антибиотик и бактериофаг назначаются после проведения исследования на чувствительность к нему микроорганизмов.

Для улучшения процессов пищеварения в схему лечения могут быть добавлены ферменты и сорбенты.

Таким образом, каждому ребенку подбирается индивидуальная схема лечения.

Профилактика дисбактериоза у детей

Чтобы не столкнуться с проблемой дисбактериоза, следите за питанием ребенка, характером стула, прибавкой в весе, внимательно относитесь к лечению хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Только комплексный подход к укреплению здоровья вашего ребенка позволит сохранить баланс микрофлоры и здоровья в целом.

Дисбактериоз кишечника у детей и пути его коррекции | Коваленко А.А., Жихарева Н.С.

В желудочно–кишечном тракте (ЖКТ) здоровых лиц насчитывается более 500 видов различных микроорганизмов, большую часть из которых составляют представители так называемой облигатной микрофлоры (бифидобактерии, лактобактерии, непатогенная кишечная палочка и др.). На 92–95% микрофлора кишечника состоит из облигатных анаэробов. Состав кишечной микрофлоры достаточно индивидуален и формируется в первые дни жизни ребенка. Важнейшим фактором формирования нормальной микрофлоры является естественное вскармливание, так как женское молоко содержит ряд веществ, которые способствуют заселению кишечника определенными видами микроорганизмов в определенных количествах. Даже незначительное неблагополучие в первые дни жизни ребенка, особенно патологические состояния ЖКТ, способны вызвать тяжелые, трудно корректируемые в дальнейшем нарушения биоценоза кишечника. Особый ущерб микрофлоре кишечника в этот период может нанести нерациональная антибиотикотерапия.

С физиологической точки зрения важно присутствие в кишечнике бифидобактерий, анаэробных палочек, составляющих 85–98% от всей нормальной толстокишечной микрофлоры (109–1011 микробных тел в 1 г содержимого), которые являются важнейшим фактором колонизационной резистентности, в частности, благодаря выработке молочной кислоты, лизоцима, спиртов и ряда других бактерицидных веществ, стимуляции иммунной системы ЖКТ. Бифидобактерии способствуют утилизации пищевых ингредиентов, синтезируют витамины К, С, некоторые витамины группы В, способствуют всасыванию витамина Д, железа, кальция. Лактобактерии (107–108 микробных тел в 1 г содержимого толстой кишки) способствуют процессам восстановления слизистой оболочки кишки, противостоят заселению патогенных микроорганизмов. Непатогенные разновидности кишечной палочки, составляющие примерно 0,01% от общего количества микробов в толстой кишке (107–108 микробных тел в 1 г содержимого), также необходимы для нормального течения пищеварительных процессов, вырабатывают витамин К, а также колицины, тормозящие рост патогенной микрофлоры.
Нарушение микробного равновесия в кишечнике именуется дисбактериозом или (в более широком значении) дисбиозом кишечника. Основными причинами дисбактериоза кишечника являются различные заболевания ЖКТ, особенно связанные с синдромом мальабсорбции (СМ), нерациональное питание ребенка (особенно в первые месяцы жизни), антибиотикотерапия (особенно в первые дни жизни). В ряде случаев он может быть связан с особенностями иммунной системы кишечника. При этом обычно он имеет упорное, трудно поддающееся терапии течение. При таком дисбактериозе в обычных условиях установить причину, как правило, не удается. Дисбактериоз кишечника является синдромом, всегда вторичным состоянием, и развивается при любом неблагополучии в ЖКТ. В свою очередь, дисбактериоз кишечника существенно меняет состав внутренней среды кишки, что нарушает пищеварительные процессы, оказывает повреждающее действие на кишечную стенку и усугубляет уже имеющуюся мальабсорбцию. Таким образом, через дисбактериоз кишечника замыкается патогенетический порочный круг, разорвать который необходимо как для успешного лечения основного заболевания, так и для ликвидации его последствий.
Согласно классификации дисбактериоза кишечника по И.Б. Куваевой, К.С. Ладодо (1991) можно выделить четыре его степени.
Первая степень – латентная фаза дисбиоэа проявляется только в снижении на 1–2 порядка количества защитной микрофлоры – бифидобактерий, лактобацилл, а также полноценных кишечных палочек до 80% от общего количества. Остальные показатели соответствуют физиологической норме (эубиозу). Как правило, начальная фаза не вызывает дисфункций кишечника и возникает как реакция организма практически здорового человека на воздействие неблагоприятных факторов, таких как, например, нарушение режима питания и др. В этой фазе возможно вегетирование в кишечнике незначительного количества отдельных представителей условно–патогенной флоры.
Вторая степень – пусковая фаза более серьезных нарушений характеризуется выраженным дефицитом бифидобактерий на фоне нормального или сниженного количества лактобацилл или сниженной их кислотообразующей активности, дисбалансом в количестве и качестве кишечных палочек, среди которых нарастает доля лактозонегативных или цитрат–ассимилирующих вариантов. При этом на фоне дефицита защитных компонентов кишечного микробиоценоза происходит размножение либо плазмокоагулирующих стафилококков, либо протеев, либо грибов рода Кандида.
Вегетирование в кишечнике протеев или плазмокоагулирующих стафилококков в этой фазе развития дисбактериоза чаще транзиторное, чем постоянное. Функциональные расстройства пищеварения выражены неотчетливо – спорадически жидкий стул зеленоватого цвета с резким запахом, со сдвигом рН в щелочную сторону, иногда, напротив, задержки стула, может отмечаться тошнота.
Третья степень – фаза агрессии аэробной флоры характеризуется отчетливым нарастанием содержания агрессивных микроорганизмов; при этом размножаются до десятков миллионов в ассоциации золотистые стафилококки и протеи, гемолитические знтерококки; среди кишечных палочек на среде Эндо преобладают колонии не темно–красного цвета с металлическим блеском, а розовье, бледно–розовые, сиреневатые или темно–красные слизистые, что отражает замещение полноценных эшерихий бактерияии родов Klebsiella, Enterobacter, Citrobacter и др. Эта фаза дисбактериоза, как правило, проявляется дисфункциями кишечника с расстройствами моторики, секреции ферментов и всасывания.
Четвертая степень – фаза ассоциативного дисбиоза характеризуется глубоким разбалансированием кишечного микробиоценоза с изменением количественных соотношений основных групп микроорганизмов, изменением их биологических свойств, накоплением токсических метаболитов. Характерно вегетирование энтеропатогенных серотипов E.coli, сальмонелл, шигелл и других возбудителей острых кишечных инфекций. Возможно раэмножение клостридий. Эта фаза дисбиоза характеризуется функциональными растройствами пищеварительной системы и нарушениями общего нутритивного статуса, дефицитом массы тела, бледностью кожных покровов, снижением аппетита, частым стулом с примесью слизи, зелени, иногда крови, с резким гнилостньм или кислым запахом.
Дисбактериоз кишечника всегда вторичен. Дисбактериоз возникает как следствие изменения внутренней среды кишки и/или прямого воздействия на кишечную микрофлору. Причинами могут быть любые заболевания органов пищеварения, т.к. при этом всегда изменяется внутренняя среда кишки, что неизбежно отражается на ее экосистеме. Нередкими причинами являются антибиотикотерапия (рациональная и, тем более, нерациональная), функциональные нарушения моторики, диетические особенности и, видимо, встречающиеся чаще, чем диагностируются, иммунодефицитные состояния. Сам же дисбактериоз может приводить к повреждению кишечного эпителия, нарушению процессов переваривания и всасывания, усугубляя уже имеющиеся нарушения в ЖКТ.
Точная диагностика дисбактериоза достаточно затруднительна. Наиболее достоверным является исследовании микрофлоры в биоптате тощей кишки, полученном в ходе эндоскопического исследования, однако этот метод в силу технических сложностей не может быть повседневным. В результате наиболее распространенным методом является определение состава фекальной микрофлоры, отражающей микробный состав лишь дистальных отделов кишечника.
Так как дисбактериоз кишечника не является болезнью, то правильнее говорить не о его лечении, а о коррекции микрофлоры кишечника. Поскольку дисбактериоз всегда вторичен – усилия необходимо направить на выявление причины дисбактериоза, т.е. основного заболевания, и лечение этого заболевания. Нередко этого оказывается вполне достаточным.
В коррекции дисбактериоза можно выделить несколько подходов. Первое – применение живых микроорганизмов (фармакологические препараты или пищевые добавки), оказывающих положительное влияние на микробный баланс кишечника, которые именуются пробиотиками. Пробиотический эффект доказан для следующих микроорганизмов и, соответственно, содержащих их препаратов: Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus GG, Lactobacillus fermentum, Strepto(Entero)coccus faecium SF68, S. termophilus, B. bifidum, Saccharomyces boulardii.
Второе направление – создание в кишечнике условий, благоприятствующих нормальной микрофлоре, но неблагоприятных для нежелательных микроорганизмов. С этой целью назначаются пребиотики – частично или полностью неперевариваемые компоненты пищи, которые избирательно стимулируют рост и/или метаболизм одной или нескольких групп микроорганизмов, обитающих в толстой кишке, обеспечивая нормальный состав кишечного микробиоценоза. К пребиотикам относятся дисахариды, олигосахариды, пищевые волокна. Принцип действия всех пребиотиков примерно одинаков: пребиотики не расщепляются ферментативными системами желудочно–кишечного тракта, но утилизируются микрофлорой толстой кишки, что способствует росту бифидум– и лактобактерий, изменяет рН среды в толстой кишке, а синтезирующиеся короткоцепочечные жирные кислоты оказывают трофическое действие на колоноциты. Пребиотическим эффектом обладает лактулоза, синтетический дисахарид, состоящий из фруктозы и галактозы. Лактулоза эффективно восстанавливает кишечный биоценоз, обладая за счет этого в более высоких дозах слабительным действием. Более длинные молекулы олигосахаридов входят в состав грудного молока (галактоолигосахариды) и ряда продуктов растительного происхождения (фруктоолигосахариды) и являются физиологическими регуляторами кишечного биоценоза и моторики. Олигосахариды женского молока являются важнейшими и уникальными (т.к. присутствуют только в женском молоке) факторами формирования кишечной микрофлоры в первые месяцы жизни ребенка, в связи с чем обоснована необходимость их введения в состав смесей для искусственного вскармливания.
Под термином «пищевые волокна» в настоящее время понимают достаточно гетерогенную группу полисахаридов, в основном растительного происхождения, наиболее известными из которых являются целлюлоза и гемицеллюлоза. В то же время к пищевым волокнам относятся инулин, хитин, хитозан, пектины, камеди, слизии, лигнин. Некоторые авторы относят к ним также аминосахара грибов и ракообразных и даже неперевариваемые белки. И все же «классические» пищевые волокна это – крупномолекулярные полимеры глюкозы, содержащиеся в растениях и составляющие основу их клеточных стенок.
Рафинизация значительно снижает долю пищевых волокон в пище. Содержание волокон в неочищенных злаковых, орехах, бобовых выше, чем в очищенных. Современные технологические процессы, применяемые в пищевой промышленности, оставлют чрезвычайно мало пищевых волокон в конечном продукте.
Целлюлоза представляет собой неразветвленный полимер глюкозы, образованный 1–4 связями между мономерами. Молекула состоит из десятков тысяч мономеров, и целлюлоза различных растений может различаться по длине цепи и несколько различаться по химическим и физическим свойствам. Гемицеллюлоза является полимером глюкозы, арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. Также как и целлюлоза, разные варианты гемицеллюлозы неднородны по своими физико–химическим свойствам. Инулин является полимером фруктозы и содержится в большом количестве в топинамбуре, корнях цикория и артишоках. Камеди являются разветвленными полимерами глюкуроновой и галактуроновой кислот, к которым присоединены остатки арабинозы, маннозы, ксилозы, а также соли магния и кальция. Слизи представляют собой разветвленные сульфатированные арабиноксиланы. Пектины представляют собой полимеры галактуроновой и гиалуроновой кислот. Пектиновые вещества входят в состав клеточных стенок и межуточного вещества высших растений. Лигнин является полимерным остатком древесины после ее перколяционного гидролиза, который проводится с целью выделения целлюлозы и гемицеллюлозы. Альгинаты – соли альгиновых кислот, в большом количестве содержащихся в бурых водорослях, молекула которых представлена полимером полиуроновых кислот.
Содержание пищевых волокон в различных продуктах различно. В средних количествах (1–1,9 г/100 г продукта) они содержатся в моркови, сладком перце, петрушке (как в корне, так и зелени), редьке, репе, тыкве, дыне, черносливе, апельсине, лимоне, бруснике, фасоле, гречневой и перловой крупе, «Геркулесе», ржаном хлебе. Более высокое их содержание (2–3 г/100 г продукта) в чесноке, клюкве, красной и черной смородине, черноплодной рябине, ежевике, овсяной крупе, хлебе из белково–отрубной муки. Наконец, в наибольших количествах (более 3 г/100 г продукта) пищевые волокна содержатся в укропе, кураге, клубнике, малине, чае (4,5 г/100 г), овсяной муке (7,7 г/100 г), пшеничных отрубях (8,2 г/100 г), сушеном шиповнике (10 г/100 г), жареном кофе в зернах (12,8 г/100 г), овсяных отрубях (14 г/100 г). Примером рафинированного продукта может послужить растворимый кофе, в котором в отличие от исходного продукта пищевых волокон не содержится вообще.
Пищевые волокна обладают многочисленными физиологическими эффектами, что определяет их значение для нормального функционирования организма.
Пищевые волокна удерживают воду, влияя тем самым на осмотическое давление в просвете желудочно–кишечного тракта, электролитный состав кишечного содержимого и массу фекалий, увеличивая их объем и вес. Растворимые пищевые волокна, формируя гелеобразованные структуры, препятствуют рефлюксам, в т.ч. гастроэзофагеальному, способствуют опорожнению желудка и увеличивают скорость пассажа кишечного содержимогов. Перечисленные эффекты в целом направлены на стимуляцию моторики желудочно–кишечного тракта.
Пищевые волокна обладают высокой адсорбционной способностью. Этим объясняется их детоксицирующее действие. Кроме того, они адсорбируют желчные кислоты и уменьшают их всасывание, регулируя, с одной стороны, объем пула желчных кислот в организме и, с другой стороны, оказывают гипохолестринемический эффект.
Большое значение имеют также катионообменные свойства кислых полисахаридов и антиоксидантный эффект лигнина.
Пищевые волокна являются важными регуляторами состава кишечной микрофлоры. Переваривание пищевых волокон, поступающих в кишечник, реализуется микрофлорой толстой кишки, которая получает энергетический и пластический материал. С другой стороны, короткоцепочечные жирные кислоты, образующиеся в результате активности микрофлоры, необходимы для нормального функционирования эпителия толстой кишки. Нормальный состав микрофлоры и нормальное функционирование колоноцитов обеспечивают физиологические процессы в толстой кишке и ее нормальную моторику.
Точная суточная потребность пищевых волокон для человека не установлена. Предполагается, что взрослый человек должен за сутки съедать 20–35 г пищевых волокон, в то время как в среднем европеец потребляет около 13 г пищевых волокон в сутки.
Отсутствие пищевых волокон в диете может приводить к ряду патологических состояний. Наиболее очевидна связь недостатка пищевых волокон в питании с развитием запоров. С дефицитом пищевых волокон в пище связывают развитие ряда заболеваний и состояний, как рак толстой кишки, синдром раздраженного кишечника, запоры, желчно–каменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей и др., однако фактически в большинстве случаев эта связь остается недоказанной.
Таким образом, пищевые волокна не являются лишь «балластными веществами», как трактовалось их значение ранее, и должны присутствовать в рационе как взрослого человека, так и ребенка.
К третьей группе средств для коррекции состава кишечной микрофлоры относятся сами метаболиты, продуцируемые микроорганизмами, нормальными обитателями кишечника человека.
Одним из современных препаратов, используемых для коррекции дисбиозов кишечника, является Аципол (Россия).
Штаммы лактобактерий, входящие в Аципол, выделены от здоровых людей разного возраста. Эти штаммы обладают высокой биохимической активностью, не требовательны к составу питательных сред и условиям выращивания. Антагонистическая активность лактобактерий по отношению к шигеллам Зоне, Флекснера, протеи, сальмонеллам, стафилококкам высокая; гибель тест–организмов in vitro наступает через 24–48 ч в 96–100%. Обладая высокой антагонистической активностью, ацидофильные лактобациллы устойчивы к неблагоприятным условиям желудочно–кишечного тракта (ЖКТ). Эти свойства лактобацилл свидетельствуют об их хорошей переносимости (адаптогенности) в условиях ЖКТ, помогают им хорошо выживать и оказывать благотворное влияние на микрофлору кишечника.
Второй биологический компонент Аципола – биомасса живых кефирных грибков. В сухом веществе биомассы кефирных грибков содержится 40% углеводов в том числе 30 % полисахарида, состоящего из глюкозы и галактозы, до 2% органических кислот, 30–40% белка, содержащего все незаменимые аминокислоты с повышенным количеством валина и треонина.
Проведенные клинические испытания Аципола позволяют рекомендовать применение препарата в широкой практике для лечения у детей:
– больных острыми кишечными инфекциями установленной (шигеллез, сальмонеллез, эшерихиоз, ротавирусная инфекция) и неустановленной этиологии;
– при инфекциях, вызванных условнопатогенными микроорганизмами;
– при кишечных расстройствах и дисфункциях желудочно–кишечного тракта, сопровождающихся дисбактериозом кишечника;
– у новорожденных, в том числе недоношенных, маловесных детей, с глубокой врожденной патологией, у которых в первую очередь наблюдается дефицит лакто– и бифидофлоры;
– для восстановления нормальной микрофлоры и снижения объема проводимой антибактериальной терапии при рецидивирующем течении пневмоцистоза.
С 2007 г. Аципол выпускается в новой лекарственной форме – «Аципол, капсулы».
Капсулы – дозированная лекарственная форма, состоящая из лекарственного средства, заключенного в твердую желатиновую капсулу цилиндрической формы с полусферическими концами. Содержимое капсулы – сухая биомасса светло–кремового цвета с кисломолочным запахом и вкусом. Одна капсула (одна доза) содержит живых ацидофильных лактобацилл не менее 107 и полисахарида кефирных грибков (0,4±0,1) мг.
Преимущества препарата «Аципол, капсулы» перед лекарственной формой «Аципол, таблетки»:
1. Использование жесткой разъемной формы и возможность высвобождения из нее содержимого позволяет растворять препарат перед применением без предварительного измельчения.
2. При прохождении капсул через верхний отдел желудочно–кишечного тракта не происходит осаждение части аципола на стенках глотки и пищевода, что увеличивает дозу аципола, доставляемого в толстый и тонкий отделы кишечника.
3. Лучшая защищенность лактобактерий от нежелательного воздействия кислоты желудочного сока повышает биодоступность препарата (до 95%).
4. Сухая измельченная биомасса заключенная в желатиновые капсулы без предварительного прессования (в отличие от таблеток) позволяет сохранить высокую специфическую активность высушенной биомассы и снизить объем биологически активного материала в одной дозе.
5. Упаковка капсул в пластиковые банки по 20–30 штук не требует специального инструмента для вскрытия флакона и исключает возможность случаев попадания микросколов стекла в препарат.
6. Использование полимерной банки с крышками, имеющими специальный вкладыш из селикогеля, позволяет сохранить препарат без изменения влажности на протяжении всего срока годности.
Таким образом, в современных условиях врач располагает широким арсеналом средств для коррекции состава кишечной микрофлоры, однако в реальной практике эта задача остается достаточно сложной. Исходя из концепции дисбактериоза кишечника как вторичного состояния, первоочередной задачей остается поиск вызвавшей его причины и ее устранение, в сочетании с назначением препаратов представленных трех групп или их комбинации в зависимости от индивидуальных особенностей течения патологического процесса у конкретного пациента.

Литература
1. Петухов В.А., Стернина Л.А., Травкин А.Е. Нарушение функций печени и дисбиоз при липидном дистресс–синдроме Савельева: Современный взгляд на проблему // Consilium medicum. – 2004. – Т. 6, №6. – С. 406–412.
2. Урсова Н.И. Особенности формирования хронической патологии у детей в экологически неблагоприятных условиях (факторы риска, лечение и реабилитация). Автореф. Дисс. докт. мед. наук. – М., 2001. – 38с.
3. Урсова Н.И. Римарчук Г.В. Щеплягина Л.А. Савицкая К.И. Современные методы коррекции дисбиоза кишечника у детей. Учебное пособие. – М.: МОНИКИ, 2000
4. Урсова Н.И., Римарчук Г.В., Савицкая К.И. К проблеме дисбиоза кишечника у детей. /Детская гастроэнтерология и проблемы педиатрии. Вчера, сегодня, завтра. – Н.–Новгород, 1999. – С. 131–133.

.

симптомы, анализ, лечение в 2021 году

Есть ли жизнь в кишечнике?

В человеческом организме есть немало мест, где очень «уютно» различным микроорганизмам. Они есть в носоглотке, легких, влагалище, кишечнике. При этом наличие маленьких жителей вовсе не означает, что человек чем-то болен. Если и микроорганизмы, и их «хозяин» чувствуют себя отлично, то такое мирное соседство называется симбиозом. Комбинацию бактерий для каждого определенного места их сосуществования принято называть микрофлорой.

Источник фото: http://alfa-med.su/

Если ее количественный и качественный состав позволяет организму пребывать в здоровом состоянии, то он считается оптимальным для данного человека и называется эубиозом. Если же в силу каких-то причин состав и свойства микрофлоры нарушаются, начинается дисбактериоз. Чаще всего этот термин употребляется для характеристики нарушений микрофлоры кишечника, хотя дисбактериоз может возникнуть и в других местах обитания микроорганизмов.

Ребенок рождается, попадая из стерильной среды в мир, где обитает множество бактерий. Первое заселение его организма маленькими обитателями – бактериями, грибками – происходит еще во время прохождения по родовым путям. Следующий этап – первое прикладывание к груди. С капельками материнского молозива малыш получает полезные бактерии – залог будущего крепкого иммунитета. Ведь микрофлора кишечника выполняет множество важных функций:

• участвует в производстве витаминов группы В, витамина К, никотиновой кислоты, стимулирует деятельность органов кроветворения;
• поддерживает газообмен в кишечнике в пределах нормы;
• участвует в синтезе аминокислот и фиксации азота воздуха;
• способствует обмену холина, мочевой кислоты, а также желчных и жирных кислот;
• повышает активность ферментов тонкого кишечника;
• выделяет специальные вещества, стимулирующие перистальтику кишечника, влияет на процессы всасывания воды;
• способствует оптимальному делению и обновлению клеток слизистой оболочки кишечника;
• стимулирует выработку лимфоидными клетками иммуноглобулинов и лизоцима, которые препятствуют проникновению в организм инфекций.

Но кроме полезных микроорганизмов (бифидо- и лактобактерий), в кишечнике также живут и условно-патогенные. Они тоже необходимы организму, но в определенных условиях могут вызывать различные заболевания. К ним относятся энтерококки, клебсиелла, стафилококки, стрептококки, грибы рода Кандида и другие. Если баланс между «хорошими» и «плохими» не нарушен, то ничего страшного не происходит. Но случается, что условно-патогенная флора начинает усиленно размножаться, подавляя полезную. Возникает дисбактериоз.

Миф, симптомы, болезнь или диагноз?

Наверное, ни один диагноз не вызывает столько разногласий у медиков, как дисбактериоз. Одни вообще не верят в его существование, другие готовы обвинить его в самых различных болезнях – от атопического дерматита и язвы до кариеса.

Интересный факт: в международной классификации болезней, принятой ВОЗ, такой диагноз вообще отсутствует. Этот синдром может быть спутником многих заболеваний и не имеет специфической симптоматики. Нарушение микрофлоры – это последствие болезней, а не их причина. Поэтому лечить нужно не дисбактериоз, а заболевание, его вызвавшее.

Признаки, по которым мама может заподозрить у ребенка наличие дисбактериоза (частые поносы или запоры, срыгивания, метеоризм, кишечные колики, плохой аппетит и недобор веса), могут свидетельствовать как о другом заболевании желудочно-кишечного тракта, так и о ситуативных проблемах. Соответственно, когда уходит проблема – дисбактериоза кишечника тоже не будет.

Источник фото: http://medic-mir.ru/

Причины и следствия

У детей дисбактериоз связан с недостаточно сформированными защитными реакциями организма и факторами риска, которым подвергается малыш с момента рождения. Эти факторы зависят от возраста ребенка.

Возраст ребенка	Факторы риска развития дисбактериоза
Новорожденный	патологическая беременность матери и осложненные роды; наличие у мамы бактериального вагиноза и/или мастита; низкие показатели по системе Апгар и применение реанимационных мероприятий к новорожденному; позднее (позже 2-х часов с момента рождения) прикладывание к груди; малые гнойные инфекции у малыша; длительное пребывание в роддоме; физиологическая незрелость моторных функций кишечника; колонизация кишечника вредными микроорганизмами из окружающей среды
Ребенок грудного возраста	ранний отказ от грудного вскармливания и перевод на искусственное/смешанное вскармливание; частые ОРВИ на протяжении первого года жизни; диспепсия; диатез, анемия, рахит; неврологические нарушения; инфекционные или соматические заболевания
Ребенок школьного возраста	нерациональное питание; хронические заболевания; частые ОРВИ; аллергия; вегетососудистая дистония; гормональная перестройка организма; эндокринные нарушения.

Вопреки распространенному мнению, применение антибиотиков по стандартной схеме (5 – 7 дней) и согласно возрастным нормам вызвать дисбактериоз у детей не может. Такое нарушение может возникнуть лишь в том случае, если курс антибиотика длительный (более 14 дней), сам препарат широкого спектра действия, а пациент страдает иммунными нарушениями. Во всех остальных случаях баланс флоры восстанавливается самостоятельно сразу же после отмены лечения.

Источник фото: http://facekid.ru

Анализ кала на дисбактериоз у грудничка, лечение

Так нужно ли сдавать такой популярный анализ на дисбактериоз? Практикующие медики говорят о том, что посев кала на дисбактериоз малоинформативен и, по меньшей мере, нерационален. Конечно, сдать его несложно. Но и показатели будут недостоверными по нескольким причинам:

• анализ не отображает истинную картину микрофлоры всего кишечника, показывает флору его последних отделов;
• некоторые бактерии на воздухе погибают, что отрицательно влияет на качество анализа;
• на результаты влияет то, в какое время суток собран кал, его количество и то, в какой лаборатории был проведен анализ;
• оценить «нормальность» флоры, руководствуясь результатами такого анализа, невозможно, поскольку бактерии, участвующие в процессе пищеварения, живут на стенках кишечника; материал для исследования поступает из просвета толстой кишки;
• норму эубиоза определить трудно, так как она зависит от очень многих показателей и индивидуальна для каждого человека.

Хотя у такого анализа есть свой плюс: он может показать, есть ли в кишечнике патогенные и условно-патогенные бактерии в большом количестве. Если при этом присутствует клиническая картина заболевания: ребенок страдает поносами, запорами, имеет плохой аппетит, в общем, выглядит нездоровым – лечение необходимо. Но перед этим следует определить причину возникновения дисбактериоза, провести тщательную диагностику. И, конечно, лечить не дисбактериоз как проявление болезни, а саму болезнь.

Если же ребенок в целом чувствует себя хорошо, то никакой необходимости ни в анализе, ни в лечении нет. При соблюдении следующих несложных правил состояние флоры должно самостоятельно прийти в норму:

1. Кормить ребенка грудью как можно дольше (хотя бы 1 год).
2. Следить за чистотой. Обязательное мытье рук: и мамы перед кормлением ребенка, и малыша перед едой.
3. Старшему ребенку организовать рациональное питание. Он должен получать в достаточном количестве молочные и кисломолочные продукты, мясо и рыбу, фрукты и овощи. Избегайте избытка сладостей, жиров, да и избытка пищи в целом.
4. Ежедневные прогулки на воздухе, купание, физкультура и закаливание.

Так называемое лечение дисбактериоза с помощью различных препаратов неэффективно. Пробиотики (полезные микроорганизмы) из таблетки, которые якобы должны заселить кишечник, погибают еще в пути под воздействием желудочного сока, желчи, ферментов поджелудочной железы и тонкого кишечника. Остаточные бактерии, которые все же поступают в кишечник, являются для него чужеродными и не приживаются.

Наиболее безвредным и эффективным путем коррекции дисбактериоза кишечника медики считают восстановление его собственной микрофлоры, сформированной на протяжении жизни ребенка. Хорошо при этом помогают пребиотики. Они не содержат бактерий, но служат питательной средой для них, благодаря чему происходит рост собственной полезной флоры и подавление патогенной. Пребиотики входят в состав многих продуктов для специального детского питания – смесей, каш, напитков. Но при этом маме следует учитывать, что выбор таких продуктов все же нужно обсудить с врачом.

Родители должны помнить: и в профилактике, и в лечении всех детских заболеваний главным является здравый смысл мамы и папы. 

Сравнение цен на анализы для детей:

Автор: Брикульская Юлия. Медицинский эксперт проектов, медицинский тренер, практикующий врач-терапевт. Специально для Простобанк Консалтинг

Дисбактериоз кишечника у детей с синдромом короткой кишки связан с нарушением исхода | Microbiome

Предпосылки

Детская кишечная недостаточность (IF) определяется как неспособность желудочно-кишечного тракта поддерживать адекватный рост, гидратацию и гомеостаз электролитов у детей без парентерального питания (PN). Синдром короткой кишки (SBS) — наиболее частая причина детской IF. Состояние вызвано массивной резекцией тонкой кишки из-за некротического энтероколита (НЭК) или заворота, а также врожденных пороков развития, таких как гастрошизис и атрезия тощей кишки.СБС новорожденных — заболевание с высокой заболеваемостью и смертностью [1]. Медицинское руководство SBS направлено на обеспечение полного энтерального / перорального кормления и отлучение от PN.

Кишечная микробиота, по-видимому, является основным фактором в определении успешного клинического исхода SBS, определяемого как независимость от лечения PN и кишечной адаптации. Изменения в микробиоте могут привести к серьезным осложнениям, таким как избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике (SBBO) и воспаление слизистой оболочки кишечника, что может предотвратить отлучение от ПП из-за нарушения абсорбционных функций кишечника [2,3].При SBBO у детей рекомендовано длительное лечение люминальными / пероральными антибиотиками [4,5]. Большинство случаев SBS возникает у новорожденных в период, когда стерильный кишечник обычно заселяется бактериями, достигая микробного профиля, характерного для желудочно-кишечного тракта взрослых, примерно в возрасте от 2 до 4 лет [6]. Нарушение сбалансированного микробного сообщества кишечника, то есть дисбактериоз, с повышенным относительным содержанием факультативных анаэробных Enterobacteriaceae в толстой кишке, наблюдается при воспалительном заболевании кишечника (ВЗК) на моделях мышей, у людей с болезнью Крона и у людей. НЭК у недоношенных детей [7,8].

На сегодняшний день нет сообщений о картировании кишечной микробиоты у детей с SBS. Здесь мы представляем первый отчет о микробном профиле у детей с SBS с использованием секвенирования гена 16S рРНК на платформе Illumina MiSeq.

Методы

Пациенты

Это исследование было одобрено региональным комитетом по этике медицинских исследований в Упсале (Dnr2012 / 002). Информированное письменное согласие на сбор образцов и последующие анализы было получено от родителей.Характеристики исследуемой группы и соответствующих здоровых братьев и сестер представлены в таблице 1. В исследование включены 11 детей в возрасте от 1,5 до 7 лет с диагнозом ИФ / СБС в неонатальном периоде, из которых двое относятся к группе тройняшек (2А и 3А) (таблица 1). Все дети, кроме одного, родились преждевременно. Ребенку 1А, 8А и 13А была проведена процедура удлинения кишечника с серийной поперечной энтеропластикой (STEP) [9]. Пятеро детей не были отлучены от ПП на момент исследования. Семь здоровых братьев и сестер служили контролем.Дети, получавшие ПП, получали пероральный и / или энтеральный прием безлактозной гидролизованной белковой смеси и соответствующий возрасту прием твердой пищи со снижением содержания дисахаридов в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 Характеристики исследуемой группы и соответствующих здоровых братьев и сестер

Сбор данных и статистический анализ

Образцы фекалий собирали и хранили при -80 ° C до анализа.ДНК экстрагировали из каждого образца фекалий с помощью набора для выделения ультрачистой фекальной ДНК (MoBio, Naxo Ltd, Тарту, Эстония) в соответствии с инструкциями производителя.

Библиотеки секвенирования

получали путем амплификации области V3-V4 гена 16S рРНК с использованием праймеров 341f-805r, описанных Hugerth et al . [10]. После начальной амплификации была проведена вторая ПЦР для присоединения адаптеров Illumina, а также штрих-кодов, которые позволяют мультиплексировать. Образцы были секвенированы с использованием IlluminaMiSeq, что дало в общей сложности 10 136 440 считываний 2 × 300 пар оснований со средним значением 307 165 считываний на образец.Последовательности праймеров были обрезаны, а считывания парных концов, полученные с помощью инструмента для секвенирования, были объединены с использованием SeqPrep версии 1.1 (https://github.com/jstjohn/SeqPrep) с параметрами по умолчанию и затем обработаны с помощью конвейера QIIME 1.8.0 ( Количественное понимание микробной экологии) [11]. Объединенные чтения были случайным образом разбиты на подвыборку до равной глубины 151 610 считываний на выборку, что было минимальным числом считываний среди выборок. Используя алгоритм UCLUST [12], встроенный в конвейер QIIME, последовательности были сгруппированы с 97% идентичностью по справочной базе данных Greengenes, что дало 4216 OTU (операционных таксономических единиц) [11].Для каждого образца; количество не одиночных OTU, а также наиболее доминирующих OTU с соответствующим описанием представлено в дополнительных данных (Дополнительный файл 1). Индексы Шеннона для разнообразия были рассчитаны для детей с SBS, получающих и не принимающих PN, и проверены на значимость с помощью критерия суммы рангов Вилкоксона. Используя конвейер QIIME, были получены невзвешенные расстояния UniFrac, которые использовались для исследования бета-разнообразия путем построения координат PCA. Подробные сведения о праймерах гена 16S рРНК, условиях амплификации и штрих-кодах образцов показаны в дополнительных данных (дополнительный файл 2).

Результаты

Рисунок 1 показывает, что индекс разнообразия Шеннона значительно снижен у детей с SBS, все еще получающих PN, по сравнению с детьми, отлученными от PN. Ни у одного из детей, получавших ПП, не осталось ICV.

Рисунок 1

Индекс разнообразия Шеннона у детей с SBS, все еще получающих PN, по сравнению с детьми, отлученными от PN.

У детей, все еще получающих PN, четверо из пяти (1A, 3A, 8A и 9A) были обследованы на несколько эпизодов подозрения на SBBO, также во время взятия пробы кала (Таблица 1).Их лечили пероральным метронидазолом, триметоприм-сульфаметоксазолом, гентамицином или амоксициллин-клавулановой кислотой. У этих пациентов Enterobacteriacae были наиболее многочисленным таксономическим семейством и полностью доминировали в микробном сообществе этих детей (рис. 2). У оставшегося пациента в этой группе (12A), все еще принимавшего PN и с пониженным индексом разнообразия Шеннона, было обнаружено относительное преобладание Lactobacillaceae , за которым следовали Enterobacteriacae. В целом, высокая относительная численность Enterobacteriacae была связана с SBS у 6 из 11 пациентов (1A, 3A, 8A, 9A, 11A и 12A). У оставшихся пяти пациентов с SBS, все без PN (2A, 4A, 13A, 16A и 18A), наблюдался более разнообразный состав микробиоты и более равномерное распределение таксономических семейств. Однако ни один из детей SBS, кроме одного (2А), не достиг показателей разнообразия Шеннона на том же уровне, что и контрольная группа (таблица 1). У одного из детей, все еще получающих PN (1A), верхняя и нижняя эндоскопия с биопсией выявила макроскопическое и гистопатологическое острое воспаление в желудке, двенадцатиперстной кишке, тонкой кишке и проксимальном отделе толстой кишки.У ребенка 3А, также получавшего ПП, верхняя эндоскопия с биопсией показала атрофию ворсинок тонкой кишки.

Рисунок 2

Микробные сообщества у детей с SBS, получавших PN (1A, 3A, 8A, 9A, 12A), детей с SBS, отлученных от PN (2A, 4A, 11A, 13A, 16A, 18A), и братьев и сестер (2C1, 2C2, 11C1, 11C2, 12C, 13C1, 13C2). На рисунке показана относительная численность 19 наиболее распространенных таксономических семейств, на которую приходится не менее 84% численности во всех выборках.

На рисунке 3 представлены индексы разнообразия Шеннона, а на рисунке 4 — невзвешенные расстояния UniFrac у детей с SBS на PN (1A, 3A, 8A, 9A, 12A), дети SBS, отлученные от PN (2A, 4A, 11A, 13A). , 16A, 18A) и братьев и сестер (2C1, 2C2, 11C1, 11C2, 12C, 13C1, 13C2).

Рисунок 3

Индекс разнообразия Шеннона у детей с SBS, получавших PN (1A, 3A, 8A, 9A, 12A), детей с SBS, отлученных от PN (2A, 4A, 11A, 13A, 16A, 18A) и братьев и сестер (2C1 , 2C2, 11C1, 11C2, 12C, 13C1, 13C2).

Рис. 4

График PCoA, описывающий невзвешенное расстояние UniFrac между образцами. Попарные расстояния между всеми образцами проецируются на двумерное пространство, где ось PC1 описывает наивысшую степень вариации. Таким образом, считается, что образцы, которые сгруппированы близко друг к другу, имеют большую долю филогенетического дерева по сравнению с образцами, которые более разделены.

У нас была уникальная возможность изучить тройню, представляющую все три группы. Ребенок 2А и ребенок 3А были тройняшками мужского пола, рожденными на 23 неделе беременности. Оба мальчика в неонатальном периоде перенесли НЭК, что привело к резекции тонкой кишки (таблица 1). Третий тройняшек (2С2) остался здоровым. У ребенка 2А было резецировано только 2 см тонкой кишки, однако после обширной НЭК у него развился ИФ, и он стал зависимым от ПП. Во время лечения ПН у него не было признаков СБО. Его приучили к полноценному пероральному вскармливанию и без антибиотиков за 3 месяца до забора фекалий.Его кишечное бактериальное разнообразие было таким же, как у его здорового брата (SDI 4, 67 и 4, 97, соответственно).

Ребенок 12A лечился антибиотиками только в течение первых 2 недель постнатального периода, у него не было признаков SBBO, и отлучение от PN продвигалось, но медленно. Ее фекальное бактериальное разнообразие показало, что Lactobacillacae являются наиболее относительно многочисленным таксономическим семейством в соответствии с нашими предыдущими результатами (Рисунок 2) [13]. Мы смогли обнаружить Clostridium difficile у двух из десяти пациентов с SBS (пациенты 2A и 11A) и в очень низкой относительной численности (данные не показаны).

Выводы

Тенденция SBBO и воспаления кишечника к задержке или предотвращению отлучения от PN у этих детей с SBS, по-видимому, связана с микробным дисбактериозом в кишечном тракте. Этот вывод согласуется с предыдущим исследованием, показывающим, что введение ПП было независимо связано с SBBO [14]. Влияние PN на изменение профиля из-за истощения микробиома маловероятно, поскольку нарушение всасывания при пероральном / энтеральном питании является основной проблемой при SBS.В целом наблюдаемые изменения микробиоты у детей с SBS, скорее всего, являются как причиной, так и следствием болезненного статуса ребенка. Ограничением исследования является небольшая исследовательская группа, и смешанные факторы, которые могут повлиять на результаты, — это возраст, длина кишечника и лечение антибиотиками. Тем не менее, когорта в настоящем исследовании представляет детей с SBS в клинической практике.

В нашем центре мы лечим SBBO пероральными антибиотиками в соответствии с рекомендациями других центров [4-6].Однако наиболее вероятно, что антибиотики будут способствовать развитию дисбактериоза у этих детей. У детей с SBS нормальная колонизация нарушается из-за раннего и частого использования антибиотиков, а уменьшение бактериального разнообразия позволяет потенциальным патогенным бактериям расширяться. Антибиотики были предложены для снижения устойчивости к колонизации против Enterobacteriacae , таких как Escherichia coli и Salmonella enterica , за счет повышения воспалительного тонуса слизистой оболочки кишечника [15].Чаще всего пробиотики используются для изменения кишечной микробиоты при SBS; однако существуют противоречивые данные и сообщения о пробиотической септицемии [16].

Общее снижение бактериального разнообразия у наших детей с SBS согласуется с дисбактериозом кишечника у пациентов с IBD, младенцев с NEC, а также было описано в модели SBS у поросят [7,8,17,18]. Кроме того, у детей с рецидивирующей диареей, связанной с C. difficile-, наблюдается снижение фекального разнообразия с уменьшением на Bacteriodetes и Firmicutes [19].У этих детей успешность трансплантации фекальной микробиоты (FMT) превышает 90%. Такое лечение также успешно использовалось в качестве дополнения к лечению ВЗК [19,20]. Следовательно, FMT может оказаться альтернативой лечения в тщательно отобранных случаях SBS с дисбактериозом. Однако, поскольку дети с SBS часто уязвимы из-за своего первоначального состояния здоровья, необходимо учитывать трудности и риски FMT. Хотя случаи серьезных побочных эффектов редки, одним из таких рисков является заражение от донора, когда бессимптомные микроорганизмы, не вызывающие проблем у здорового донора, могут вызвать реакцию у реципиента.Кроме того, массовое появление новой микробиоты также может вызвать аутоиммунное заболевание, а также развитие бактерий и септический шок. Также следует проявлять особую осторожность при приеме FMT, если у пациента есть какие-либо признаки иммунодефицита [21].

Это первый отчет, описывающий микробный профиль кишечника у детей с SBS с использованием секвенирования следующего поколения. Мы наблюдали выраженный микробный дисбактериоз у детей с SBS, все еще получающих PN, по сравнению с детьми, отлученными от PN с повышенным относительным количеством протеобактерий, большинство из которых длительное время лечились антибиотиками.Наши результаты показывают, что дисбактериоз кишечника у детей с SBS связан с ухудшенным исходом с длительной зависимостью от PN. В будущих исследованиях необходимо найти новые стратегии лечения дисбактериоза кишечника у этих детей.

Границы | Грибковый дисбактериоз и воспаление кишечника у детей с бета-клеточным аутоиммунитетом

Введение

Диабет 1 типа (T1D) — это иммуноопосредованное заболевание, при котором аутоиммунные механизмы считаются ответственными за разрушение инсулин-продуцирующих бета-клеток поджелудочной железы.Хотя триггеры болезненного процесса остаются открытыми, развитие местного воспаления в островках поджелудочной железы и образование аутоантител против антигенов бета-клеток являются ранними событиями в развитии T1D (1–4). Аутоантитела появляются против различных антигенов бета-клеток, таких как инсулин, глутаматдекарбоксилаза, островковый антиген 2 и переносчик цинка 8, за несколько лет до клинического проявления заболевания, и риск СД1 коррелирует с количеством аутоантител к бета-клеткам.Другие иммунологические отклонения при T1D включают активацию путей IFNG и IL-17 (5–9). Ранее мы показали, что у детей с аутоиммунным заболеванием бета-клеток снижено количество бактерий, продуцирующих бутират, и повышено количество бактерий, принадлежащих к типу Bacteroidetes, в микробиоте кишечника (10, 11). Подобные изменения в бактериальном сообществе у детей с бета-клеточным аутоиммунитетом были подтверждены в нескольких более поздних исследованиях (12–14). Воспаление кишечника было связано с СД1, о чем свидетельствует повышенная экспрессия молекулы HLA класса II и цитокинов IFNG, TNFA и мРНК IL-4 в биоптатах тощей кишки (15).

Роль кишечной микробиоты как регулятора аутоиммунного диабета хорошо известна на животных моделях СД1, в которых модуляция микробиоты влияет на развитие болезни (16). На сегодняшний день исследования микробиома в связи с СД1 сосредоточены на бактериальном сообществе микробиоты кишечника, однако микробиом человека представляет собой сложную экосистему, состоящую из бактерий, грибов, архей и вирусов. В желудочно-кишечном тракте человека было идентифицировано несколько видов грибов (17, 18), что составляет 0.1–1,0% кишечной микробиоты (обычно обозначаемой как микобиота ). Количество грибковых клеток меньше, чем бактериальных, но как эукариотические организмы грибы имеют значительно более разнообразные биохимические пути, чем бактерии (19). Таким образом, когда принимается во внимание биоактивная способность кишечной микробиоты, роль микобиоты имеет большое значение с замечательным потенциалом для модуляции клеточных функций хозяина. Тем не менее, текущие знания об участии микобиоты в нарушениях микробных сообществ и здоровья хозяина ограничены.Роль микобиоты как регулятора воспаления кишечника и воспалительных заболеваний была подчеркнута в недавних исследованиях воспалительных заболеваний кишечника, аллергии и астмы (20–22).

Более того, изменения в бактериальной микробиоте могут быть связаны с изменениями микобиоты, которые, вероятно, нарушают межцерковные взаимодействия внутри микробиома, как это видно при болезни Крона (21, 22). Действительно, микобиота кишечника может модулировать состав бактериального компартмента либо путем прямого взаимодействия с бактериями, либо через иммунную систему хозяина (18, 23).

В текущем исследовании мы проанализировали состав грибковой и бактериальной кишечной микробиоты, а также маркеры кишечного воспаления в когорте детей с положительными и отрицательными островковыми аутоантителами, несущими HLA-обусловленную генетическую предрасположенность к T1D. Затем мы проследили когорту развития СД1 в течение 8 лет и 8 месяцев. Объединив данные о грибах и бактериях, дети с генетическим риском СД1 были сгруппированы в три основных кластера, определяемых относительной численностью Saccharomyces , Clostridiales и Bacteroidales (типы Firmicutes и Bacteroidetes соответственно).Повышенное соотношение Bacteroidales и Clostridiales было обнаружено у детей с положительной реакцией на аутоантитела, в то время как у детей, у которых во время последующего наблюдения также развился клинический T1D, было обнаружено высокое содержание Saccharomyces и Candida , а также признаки воспаления кишечника, т. Е. повышенный уровень фекального HBD2 и циркулирующего IgG к ASCA. Наши результаты показывают, что дисбактериоз грибковой и бактериальной кишечной микробиоты, а также воспаление кишечника связаны с развитием СД1.

Материалы и методы

Объекты исследования

Экспериментальный план текущего исследования представлен на рисунке 1. Здесь мы собрали образцы фекалий и крови у 52 детей с HLA-предрасположенностью к T1D (таблица 1) и проследили их развитие в течение 8 лет и 8 лет. месяцев (диапазон от 8 лет и 2 месяцев до 9 лет и 1 месяца). Детей, изучаемых на фекальный микробиом, набирали из участников интервенционных исследований питания (24–26).Мы определили 26 детей с положительным результатом по крайней мере на одно T1D-ассоциированное аутоантитело (IAA, GADA, IA-2A или ICA) (случаи), и отобрали здоровых контрольных детей с отрицательными аутоантителами, соответствующих возрасту, полу, генотипу HLA-DQB1 и раннему возрасту. питание жизни. В начале наблюдения образцы фекалий собирали (в период с февраля 2009 г. по февраль 2010 г.) с использованием пробирок для сбора стула и сразу же хранили в домашних морозильных камерах (-20 ° C). Замороженные образцы были доставлены в исследовательский центр, и образцы хранили при -80 ° C до обработки.На момент сбора образцов кала у испытуемых не было гастроэнтерита, и они не получали лечение антибиотиками в течение последних 3 месяцев. За время наблюдения у девяти детей развился СД1. Дети контрольной группы остались недиабетическими и отрицательными по всем четырем проанализированным аутоантителам. Исследование было одобрено комитетами по этике участвующих больниц, и семьи и / или дети, принимающие участие в исследовании, дали свое письменное информированное согласие.

Рисунок 1 .Дизайн исследования: состав микробиома, воспаление кишечника и развитие клинического диабета 1 типа (СД1) в период наблюдения. Образцы фекалий и крови были собраны у 26 детей, у которых был обнаружен положительный результат по крайней мере на одно аутоантитело, ассоциированное с диабетом (IAA, GADA, IA-2A или ICA), и у соответствующих детей с отрицательными аутоантителами и предрасположенностью к HLA к T1D. Пары случай-контроль были сопоставлены по гаплотипу HLA-DQB1, возрасту, полу и питанию в раннем детстве. Секвенирование бактериального 16S и ITS2 грибов и анализ маркеров кишечного воспаления, а именно HBD2, кальпротектина и общего секреторного IgA, проводили с использованием образцов фекалий.Образцы крови анализировали на уровни ASCA IgA / IgG и циркулирующих цитокинов IFNG, IL-17 и IL-22. После анализа у детей наблюдали за развитием клинического СД1 (в среднем 8 лет и 8 месяцев). В ходе последующего наблюдения девяти детям с положительным результатом на аутоантитела был поставлен диагноз СД1, в то время как ни у одного из детей с отрицательным результатом на аутоантитела не развился СД1.

Таблица 1 . Характеристики изучаемых предметов. AAb + — это дети, положительные по крайней мере в отношении одного аутоантитела, связанного с диабетом, а дети AAb- отрицательны в отношении аутоантител к бета-клеткам.Субъекты исследования были участниками пилотных исследований TRIGR и FINDIA.

Анализ аутоантител

Биохимически определенные аутоантитела IAA, IA-2A и GADA были проанализированы с помощью метода специфического радиоактивного связывания, а ICA — с помощью стандартного метода иммунофлуоресценции, как описано ранее в (24–26). Использованные пороговые уровни составляли 2,80 относительных единиц (RU) для IAA, 5,36 RU для GADA и 0,78 RU для IA-2A, определенных как уровень выше 99 процентилей у более чем 350 финских детей, не страдающих диабетом.Антитела островковых клеток измеряли с использованием метода непрямой иммунофлуоресценции с использованием порогового значения 2,5 единиц фонда Juvenile Diabetes Foundation.

Генотипирование HLA

Скрининг аллелей риска HLA проводился, как описано ранее (24–26). Первоначальное типирование HLA-DQB1 для связанных с риском (DQB1 * 02, DQB1 * 03: 02) и защитных (DQB1 * 03: 01, DQB1 * 06: 02 и DQB1 * 06: 03) аллелей было дополнено типированием DQA1 для Аллели DQA1 * 02: 01 и DQA1 * 05 у людей с DQB1 * 02 без защитных аллелей или аллеля основного риска DQB1 * 03: 02.

Экстракция ДНК

ДНК

экстрагировали из образцов фекалий с помощью набора QIAamp Fast DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Германия). Вкратце, образцы фекалий (180–220 мг) размораживали в 1 мл буфера InhibitEX, встряхивали в течение 1 мин и инкубировали при 95 ° C в течение 10 мин для усиления лизиса трудно лизируемых таксонов. После центрифугирования 200 мкл супернатанта переносили в новую пробирку с протеиназой К и буфером AL и тщательно перемешивали. Лизат инкубировали при 70 ° C в течение 10 мин с последующим добавлением 0.3 т. абсолютного этанола. Затем образцы встряхивали, переносили пипеткой на спин-колонку QIAamp и центрифугировали при 20000 × g в течение 1 мин. Колонку промывали буферами AW1 и AW2, чистую ДНК элюировали 200 мкл буфера ATE и хранили при -20 ° C. Количество и качество ДНК определяли с помощью спектрофотометра NanoDrop ND-1000 (Thermo Fisher Scientific, Уилмингтон, Делавэр, США).

Амплификация бактериальной 16s рРНК и области ITS2 грибов

Бактериальные гипервариабельные области V4-V5 гена 16S рРНК амплифицировали с использованием праймеров F519 (5′-CAGCMGCCGCGGTAATWC-3 ‘) и R926 (5′-CCGTCAATTCCTTTRAGTTT-3′).Праймер F519 содержал последовательность А адаптера пиросеквенирования Ion Torrent (Thermo Fisher Scientific, США), уникальную последовательность штрих-кода длиной 9 п.н. и один нуклеотидный линкер. Праймер R926 содержал последовательность trP1 адаптера Ion Torrent. Для грибкового анализа область ITS2 амплифицировали с использованием праймеров fITS7 (5’-GTGARTCATCGAATCTTTG-3 ‘) и ITS4 (5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’), включая адаптер пиросеквенирования Ion Torrent со штрих-кодовой последовательностью 10 п.н. для праймера ITS4 ( 27). Реакции ПЦР проводили в трех повторах, каждый из которых содержал 1x буфер для газовой хроматографии Phusion, 0.4 мкМ прямого и обратного праймеров, 200 мкМ dNTP, 0,5 ед. ДНК-полимеразы Phusion High-Fidelity (Thermo Fisher Scientific) и 50 нг ДНК геномного сообщества в качестве матрицы и вода молекулярной чистоты в общем объеме реакции 50 мкл. Для бактерий условия цикла ПЦР были следующими: начальная денатурация при 98 ° C в течение 3 минут, 35 циклов амплификации при 98 ° C в течение 10 секунд, 64 ° C в течение 10 секунд и 72 ° C в течение 20 секунд, затем заключительный этап удлинения 72 ° C в течение 7 мин. Для грибов температура отжига была доведена до 56 ° C, в то время как другие условия цикла ПЦР оставались неизменными.После амплификации продукты ПЦР из объединенных трех повторностей реакций очищали с помощью гранул Agencourt AMPure XP (Agencourt Bioscience, Массачусетс, США) и количественно оценивали с помощью Agilent 2,100 Bioanalyzer (Agilent Technologies, Калифорния, США). Затем ампликоны из каждого образца объединяли в эквимолярных концентрациях для создания библиотек секвенирования. Секвенирование выполняли в Центре секвенирования Biocenter Oulu с использованием системы Ion Torrent PGM на чипе 316v2 с использованием химии 400 п.н. (Thermo Fisher Scientific, США).

Биоинформатический анализ

Данные бактериального и грибкового секвенирования обрабатывали с помощью QIIME v.1.9.1 (28). Качество считываемых данных контролировалось с помощью конвейера фильтров качества usearch, таким образом, потенциальные химерные последовательности были идентифицированы и удалены с помощью учиме (29). После фильтрации низкокачественных и химерных считываний набор бактериальных данных состоял из 1,202 миллиона считываний по 52 образцам, в среднем 23 120 считываний на образец. Соответствующий окончательный набор данных о грибах состоял из 130 000 высококачественных считываний без химер из 52 образцов, в среднем 2501 считывание на образец.Последовательности были сгруппированы в операционные таксономические единицы (OTU) с порогом сходства 97% с usearch (30). OTU с низкой численностью (представленные <5 считываний) были удалены из наборов данных. Таксономия была присвоена с использованием справочной базы данных генов 16S рРНК Greengenes (31) для бактерий (v.13_8) и базы данных UNITE ITS для грибов (выпуск 2019 г., v.8) (32). Перед последующим анализом таблицы OTU бактерий и грибов были уменьшены до 5 800 и 327 считываний на образец, соответственно, чтобы избежать систематических ошибок, вызванных различиями в глубине секвенирования между образцами (33).Все необработанные данные секвенирования были депонированы в базе данных NCBI-SRA с регистрационным номером SUB3267498.

Мы оценили бета-разнообразие, используя невзвешенные и взвешенные расстояния UniFrac (а также нефилогенетическое несходство Брея-Кертиса) между выборками. Оба показателя UniFrac учитывают филогенетические расстояния между таксонами, но в то время как невзвешенный UniFrac сравнивает микробные сообщества на основе информации о наличии / отсутствии, взвешенный UniFrac также учитывает различия в численности таксонов (34).Различия в структуре микробиоты кишечника грибков и бактерий среди детей визуализировали с помощью анализа главных координат (PCoA) с использованием EMPeror (35).

Измерения фекального HBD2, общего IgA и кальпротектина

Размороженные образцы фекалий смешивали с буфером для экстракции и тщательно встряхивали. Затем супернатант собирали и хранили при -20 ° C до анализа уровней общего IgA, HBD2 и кальпротектина. Концентрации общего IgA анализировали, как описано ранее (36).Анализ HBD2 выполняли с помощью коммерческого набора для ELISA согласно инструкциям производителя (Immunodiagnostik AG, Bensheim, Германия). Уровни фекального кальпротектина определяли с помощью теста Calprolab calprotectin ELISA в соответствии с инструкциями производителя (Calpro AS, Lysaker, Норвегия).

ELISA-анализ уровней сывороточного ASCA IgA / IgG

Сывороточные концентрации ASCA IgA и IgG анализировали с помощью коммерческого набора для ELISA в соответствии с инструкциями производителя (Demeditec, Германия), за исключением того, что использовали разведение образцов сыворотки 1:10.Образцам ниже нижнего предела обнаружения (LOD) давали произвольное значение 50% LOD, составляющее 0,5 Ед / мл как для ASCA IgA, так и для IgG.

Анализ цитокинов сыворотки

Сывороточные концентрации IFNG, IL-17A и IL-22 анализировали с использованием набора Milliplex MAP (HTh27MAG-14K) в соответствии с рекомендациями производителя (Merck-Millipore Corp., Billerica, MA, USA). Количественную оценку маркеров проводили с помощью прибора Bio-plex 200 Luminex и программного обеспечения Bio-Plex Manager (Bio-Rad, Швеция).Образцам ниже минимальной определяемой концентрации (MinDC) DC давали произвольное значение 50% MinDC.

Статистический анализ

Graph Pad Prism 6.04 (Graph Pad Inc., Ла-Холла, Калифорния, США), SPSS 22 (SPSS, Чикаго, Иллинойс, США) и статистическое программное обеспечение JMP 13.0.0 использовались для статистического анализа, если не указано иное. Непараметрический критерий Манна – Уитни U использовался для сравнения между двумя группами. Групповые сравнения проводились с помощью теста Краскела – Уоллиса.Корреляции между переменными анализировались с помощью непараметрического корреляционного теста Спирмена. Точный тест Фишера был использован для анализа распределения аутоантител-положительных детей и прогрессистов заболевания в различных кластерах. Все статистические анализы были двусторонними. P <0,05 считалось статистически значимым. Несмотря на совпадение аутоантител-положительных и отрицательных детей по возрасту, генотипу риска СД1 и полу, пары считались независимыми при статистическом анализе.

Для анализа иерархической кластеризации данные об относительной численности были импортированы в JMP 13.0.0 (SAS Institute Inc. Cary, Северная Каролина, США). Все значения численности обрабатывались как числовые значения, и иерархическая кластеризация Уорда выполнялась с использованием стандартизованных данных с настройками по умолчанию. Статистическая значимость группировки выборок для анализа бета-разнообразия была определена с помощью перестановочного многомерного дисперсионного анализа (PERMANOVA) и анализа сходства (ANOSIM) (999 перестановок), реализованного функциями adonis и anosim в веганском R-пакете ( 37).

Результаты

Дизайн исследования и клинический СД1 в период наблюдения

В этом исследовании мы проанализировали микробиом кишечника детей с положительным и отрицательным результатом на аутоантитела с риском развития СД1 по HLA (рис. 1). Мы объединили секвенирование (1) гена бактериальной 16S рибосомальной РНК (рРНК) (2) и области внутреннего транскрибируемого спейсера 2 (ITS2) гриба и соединили это с анализом (3) маркеров кишечного воспаления, а именно фекального HBD2, секреторного общий IgA и кальпротектин.Образцы крови были проверены на уровни ASCA IgA / IgG и циркулирующих цитокинов IFNG IL-17 и IL-22. Наконец, дети в когорте наблюдались на предмет развития клинического СД1 (в среднем 8 лет и 8 месяцев). В течение периода наблюдения девяти детям с положительным результатом на аутоантитела был поставлен диагноз СД1, и ни у одного из детей с отрицательным результатом на аутоантитела не развился СД1 или аутоантитела.

Грибковый и бактериальный дисбактериоз у детей с бета-клеточным аутоиммунитетом

Микобиота кишечника состояла из двух типов грибов, Ascomycota и Basidiomycota, но преобладали Ascomycota (в среднем 93%) на уровне филума и Saccharomyces на уровне рода (в среднем 43%) (Рисунки 2A, B).Все 52 объекта исследования были положительными на Ascomycota, а 29 из них (56%) положительными на Basidiomycota (11 из 26 положительных по аутоантителам и 18 из 26 отрицательных индивидуумов, 42 и 69%, соответственно). У детей с аутоантителами наблюдалось незначительное увеличение численности Ascomycota и снижение уровня Basidiomycota (рис. 2A). Чаще всего наблюдались роды Saccharomyces (обнаружены у всех 52 особей), Candida (обнаружены у 9 из 26 положительных по аутоантителам и 13 из 26 отрицательных по аутоантителам индивидуумов, 35 и 50%) и Debaryomyces (обнаружены у 9 из них). 26 аутоантител-положительных и 4 из 26 аутоантител-отрицательных индивидуумов, 35 и 15%).У детей с аутоантителами увеличилась численность Debaryomyces и уменьшилась численность Malassezia (Рисунки 2B – D). Однако количество детей, положительных на Debaryomyce s или Malassezia , было низким, и 25,0 и 23,1% исследованных детей были положительными на Debaryomyces (13/52) и Malassezia (12/52) , соответственно. У детей с положительной реакцией на аутоантитела, у которых во время последующего наблюдения развился клинический СД1, численность рода Verticillium значительно снизилась по сравнению с детьми с аутоантителами или без них (рис. 2E). Verticillium положительный результат был обнаружен у 16 ​​из 26 (62%) положительных по аутоантителам и у 17 из 26 (65%) отрицательных по аутоантителам детей. Мы не наблюдали различий в количестве ОТЕ между детьми с аутоантителами или без них (рис. 2F). Дети, у которых развился СД1, имели меньшее разнообразие грибов (Шеннон) по сравнению с детьми с множественными аутоантителами (рис. 2G). Анализ основных координат, основанный на взвешенных и невзвешенных расстояниях UniFrac, не показал четких различий между детьми с отрицательными и отрицательными антителами (дополнительные рисунки 1C, D).Состав грибного сообщества согласуется с сообществами микобиома кишечника, о которых ранее сообщалось для людей (18, 38, 39). Список наиболее распространенных видов грибов среди детей с отрицательными и положительными антителами представлен в дополнительной таблице 1.

Рисунок 2 . Характеристики грибкового сообщества у детей с аутоантителами, ассоциированными с T1D, или без них. (A) Относительная численность грибов типа Ascomycota (левые столбцы) и Basidiomycota (правые столбцы).Дети без аутоантител: черные столбцы и дети с аутоантителами: серые столбцы. (B) Относительная численность 20 наиболее распространенных родов грибов у детей с (серые столбцы) и без аутоантител (черные столбцы). (C – E) Относительная численность Debaryomyces (C) , Malessezia (D) и Verticillium (E) у здоровых детей без аутоантител, у детей с другим числом аутоантител и у детей, которые перешли от аутоантител-положительного состояния к клиническому СД1. (F, G) Число ОТЕ и индекс разнообразия Шеннона у здоровых детей без аутоантител, у детей с другим количеством аутоантител и у детей, которые перешли от аутоантителположительного состояния к клиническому СД1. Здоровые дети без аутоантител отмечены светлыми кружками, дети с 1–4 аутоантителами — черными кружками, а дети, у которых клиническое заболевание прогрессирует, — красным кружком. p -значения были рассчитаны с помощью критерия Манна – Уитни U .* p <0,05, ** p <0,01.

Затем мы обратились ко всей микробиоте и выполнили комбинированный анализ грибковых и бактериальных сообществ. Наш иерархический кластерный анализ, основанный на комбинированных данных о грибах и бактериях, выявил наличие трех основных кластеров, определяемых различными комбинациями грибов, принадлежащих к типу Ascomycota и бактериальным типам Bacteroidetes и Firmicutes (Рисунки 3A – C). Структуры грибковых и бактериальных сообществ различались у детей, отнесенных к разным кластерам ( p <0.001, ПЕРМАНОВА) (см. Дополнительную таблицу 2). Кластер 1 ( n = 17, 33%) характеризовался высокой численностью Clostridiales и низкой численностью Bacteroidales в сочетании с высокой численностью Saccharomyces (рисунки 3B, C и дополнительный рисунок 2A). Напротив, кластеры 4 ( n = 22, 42%) и 5 ​​( n = 8, 15%) характеризовались высокой численностью Bacteroidales и низкой численностью Clostridiales, а кластер 4 также показал высокую численность Candida . по сравнению с кластером 1 (рисунки 3B, C и дополнительный рисунок 2B).Хотя численность Ascomycota была высокой в ​​кластерах 1 и 4, численность Saccharomyces и Candida значительно различалась между кластерами (Рисунок 3B, дополнительные рисунки 2A, B и дополнительные таблицы 2, 3). Относительная численность Debaryomyces, Malassezia и Verticillium в кластерах 1, 4 и 5 показана на дополнительных рисунках 2C – E. Относительные количества Saccharomyces и Candida у детей с аутоантителами или без них показаны на дополнительных рисунках 2F, G.Анализ сходства грибковых и бактериальных сообществ между различными кластерами показал, что кластеры 4 и 5 отличаются от кластера 1 как для грибковых, так и для бактериальных сообществ (дополнительная таблица 3). Пол хозяина не имел статистически значимого ( p > 0,05, PERMANOVA) объяснительного эффекта на грибковые и бактериальные сообщества (дополнительная таблица 2). Детский возраст и класс HLA-риска внесли статистически значимый вклад в общую изменчивость бактериального сообщества ( p = 0.02, R ² = 0,08, p <0,001, R ² = 0,14, для возраста хозяина и класса HLA-риска соответственно), хотя и с относительно низким коэффициентом детерминации, и без -существенный ( p > 0,05) вклад обоих факторов в структуру сообщества микобиома (дополнительная таблица 2).

Рисунок 3 . Иерархическая кластеризация по таксонам бактерий и грибов и участкам PCoA грибных и бактериальных сообществ. (A) Тепловая карта, показывающая кластеризацию относительной численности. В результате кластеризации были образованы три основных кластера (кластеры 1, 4 и 5), определяемые дифференциальной численностью грибов, принадлежащих к типу Ascomycota и бактериальным типам Firmicutes и Bacteroidetes. Кластеры 1, 4 и 5 обведены черной рамкой. На тепловой карте дети с аутоантителами обозначены AAb + (красный шрифт), а дети с отрицательными аутоантителами — AAb (синий шрифт). Дети, у которых наблюдается прогрессирование аутоантител-положительного состояния до клинического заболевания, обозначаются СД1 и красным кружком на тепловой карте.Интенсивность цвета тепловой карты увеличивается с относительной численностью таксонов от низкого (синий) до высокого (красный). (B, C) Биплоты анализа основных координат (PCoA) (включают информацию о таксономии) взвешенных расстояний UniFrac между грибами (B) и бактериями (C) Профили кишечных микробных сообществ детей из группы риска 1-го типа развитие диабета. Каждая точка представляет собой отдельную выборку и окрашена в соответствии с основными кластерами таксонов (кластеры 1, 4, 5 и другие), как определено анализом иерархической кластеризации.Порядок и таксономия на уровне родов, отображаемые стрелками двух графиков, показывают, что численность (B) , Saccharomyces и Candida способствует разделению кластера 1 и кластера 4, а (C) Clostridiales и Bacteroidales вносят вклад в отчетливые модели кластеризации кластера 1 по сравнению с кластерами 4 и 5. p -значения были рассчитаны с помощью теста Манна – Уитни U . * p <0,05, ** p <0.01. Значимость группирования определялась с использованием PERMANOVA (999 перестановок) с функцией adonis в веганском пакете R ( p <0,001).

Затем мы проанализировали распределение детей с положительным и отрицательным результатом на аутоантитела в этих трех основных кластерах микробиома. Дети с бета-клеточным аутоиммунитетом были обогащены в кластерах 4 и 5 (кластер 1 против кластера 4, p = 0,004, кластер 1 против кластера 5, p = нс и кластер 4 против кластера.Кластер 5, p = нс, точный критерий Фишера), в то время как дети, отрицательные по бета-клеточному аутоиммунитету и, следовательно, считающиеся здоровыми детьми, были обогащены в кластере 1 (показаны на рисунке 3A и в таблице 2). К концу периода наблюдения у 6 из 22 детей в кластере 4 (27%) развился СД1, у одного из восьми детей в кластере 5 (13%) и только у одного из 17 детей в кластере 1 (6%). были диагностированы СД1 (кластер 4 против 5, p = 0,64 и кластер 4 против 1, p = 0,11, соответственно).У одного ребенка, который не был включен ни в один из трех основных кластеров, развился СД1.

Таблица 2 . Распределение детей с отрицательными аутоантителами, детей с одним или несколькими аутоантителами и прогрессоров заболевания в различных кластерах.

Воспаление кишечника у детей с грибковым и бактериальным дисбиозом

Чтобы выяснить связь между составом кишечной микробиоты и воспалительной реакцией хозяина, мы проанализировали фекальные концентрации HBD2, который представляет собой антимикробный пептид, секретируемый эпителиальными клетками в ответ на микробный стимул и активацию пути IL-17 / IL-22 ( 40).Интересно, что у детей в кластере 4 были более высокие уровни HBD2 в фекалиях по сравнению с детьми в кластерах 1 и 5 (рис. 4A), и, следовательно, у детей с положительным результатом на аутоантитела уровень HBD2 в кале был выше, чем у детей с отрицательным результатом на аутоантитела (рисунок 4B). Однако у детей с положительной реакцией на антитела в кластере 4 уровень HBD2 в кале был выше, чем у детей в кластере 5 (дополнительный рисунок 3). Примечательно, что дети с одним аутоантителом показали более высокий уровень HBD2 в фекалиях по сравнению с детьми без аутоантител (рис. 4C).Уровни кальпротектина в фекалиях не различались между детьми с отрицательными и положительными аутоантителами или между группами видов (дополнительные рисунки 4D – F).

Рисунок 4 . Воспалительные маркеры в различных кластерах и у детей с аутоиммунитетом к бета-клеткам или без них. (A) Фекальные концентрации HBD2 в кластерах 1, 4 и 5. Уровни HBD2 были выше в кластере видов 4 по сравнению с кластерами 1 и 5. (B) Дети с аутоантителами имели повышенные уровни HBD2 в фекалиях по сравнению с детям с отрицательными аутоантителами. (C) Дети с одним аутоантителом имели повышенный уровень HBD2 в фекалиях по сравнению с детьми без аутоантител. (D) Концентрации сывороточного ASCA IgG были значительно выше в кластерах 1 и 4 по сравнению с кластером 5. (E) Сывороточные концентрации ASCA IgG у детей с AAb- и AAb +. (F) У детей с положительным результатом на аутоантитела, у которых развилось клиническое заболевание, было повышено содержание антител IgG к ASCA в сыворотке крови по сравнению с детьми с отрицательным результатом на аутоантитела. (G) Взаимосвязь между уровнями сывороточного ASCA IgA и продолжительностью серопозитивности в кластере видов 4. (H) Взаимосвязь между общим IgA в кале и относительной численностью сахаромицетов в кластере 4. (I) Взаимосвязь между общий фекальный IgA и относительное содержание Saccharomyces в кластере 4. Здоровые дети без аутоантител отмечены светлыми кружками, дети с 1–4 аутоантителами — черными кружками и дети, у которых клиническое заболевание прогрессировало, — красным кружком.Горизонтальные линии представляют собой медианные значения. p -значения были рассчитаны с помощью критерия Манна – Уитни U . Корреляции рассчитывались с помощью теста ранговой корреляции Спирмена. * p <0,05, ** p <0,01.

Поскольку высокая численность отряда Saccharomycetales (самые многочисленные роды в наборе данных, относящиеся к Saccharomycetales: Saccharomyces, Candida и Debaryomyces ) была ключевой особенностью детей в кластерах 1 и 4, мы измерили Ранее было показано, что уровни сывороточного ASCA связаны с грибковым дисбиозом при болезни Крона (41, 42).Уровни ASCA IgG были значительно выше у детей, принадлежащих к кластерам 1 и 4, по сравнению с детьми в кластере 5 (рис. 4D), что позволяет предположить, что продукция ASCA IgG действительно вызвана высокой численностью сахаромицетов, которая наблюдалась у детей в кластерах 1. и 4. Уровни ASCA IgG, однако, не коррелировали с численностью Saccharomycetes или Saccharomyces ни у детей в кластере 1, ни в 4 ( p = 0,33 и p = 0,73). Действительно, самые высокие уровни ASCA IgG наблюдались у детей, которые прогрессировали до клинического СД1, независимо от назначенного кластера (рисунки 4E, F).Более того, уровни ASCA IgG показали тенденцию к положительной корреляции с продолжительностью позитивности аутоантител у детей кластера 4 (рисунок 4G). Уровни ASCA IgA существенно не различались между кластерами, но следует отметить, что у большинства исследованных лиц уровни ASCA IgA были ниже нижнего предела обнаружения (дополнительные рисунки 4G – I). Мы также наблюдали положительную корреляцию между уровнями общего IgA в кале и численностью Saccharomyces (а также Saccharomyces ) в кластере 4, предполагая местный иммуностимулирующий эффект на кишечник Saccharomyces у детей в кластере 4 (Рисунки 4H, I).

Соотношение Bacteroidetes и Firmicutes как регулятор системного воспаления низкой степени

Учитывая, что иммунитет Th2 и Th27 ранее был связан с грибковым дисбиозом (43) и T1D (6, 9, 44), мы измерили концентрации циркулирующих цитокинов IFNG, IL-17A и IL-22 в образцах сыворотки участники исследования. В кластере 1, обогащенном детьми с отрицательными аутоантителами и представляющем, таким образом, здоровых детей, концентрации как IFNG, так и IL-17A положительно коррелировали с численностью Bacteroidetes (Рисунки 5A, D) и обратно с численностью Firmicutes (Рисунки 5B, E).В соответствии с этим мы обнаружили, что дети в кластере 5, характеризующиеся повышенным соотношением Bacteroidetes к Firmicutes, показали повышенные уровни циркулирующих IFNG и IL-17A (рисунки 5C, F). В кластере 4, обогащенном аутоантителположительными детьми с воспалением кишечника, не наблюдалось корреляций между циркулирующими цитокинами и составом микробиоты. Не было обнаружено корреляции между относительной численностью Saccharomyces и циркулирующими цитокинами (рисунки 5G, H) в кластере 1.Концентрации IFNG и IL-17A в сыворотке крови у детей с бета-клеточным аутоиммунитетом или без него показаны на дополнительном рисунке 5.

Рисунок 5 . Концентрация цитокинов в сыворотке крови в разных кластерах. (A, B) Взаимосвязь между IFNG в сыворотке и относительной численностью фекальных Bacteroidetes и Firmicutes в кластере 1. (D, E) Взаимосвязь между сывороточным IL-17A и относительной численностью фекальных Bacteroidetes и Firmicutes в кластере 1. Уровни (C, F) IFNG и IL-17A были значительно выше в кластере 5 по сравнению с кластерами 1 и 4. (G, H) Взаимосвязь между IFNG в сыворотке и относительной численностью фекальных Bacteroidetes и Firmicutes в кластере 1. Горизонтальные линии представляют медианные значения. p -значения были рассчитаны с помощью критерия Манна – Уитни U . Корреляции рассчитывались с помощью теста ранговой корреляции Спирмена. * p <0,05, ** p <0,01.

Обсуждение

В проспективном исследовании с участием 52 детей с риском СД1 мы показали, что дисбактериоз кишечника связан с более поздним развитием СД1 и характеризуется измененными грибковыми и бактериальными сообществами и воспалением кишечника.Признаки воспаления кишечника и повышенной проницаемости ранее были связаны с клиническим СД1 (15, 26, 45–47). Bosi et al. (48) показали повышенную кишечную проницаемость также при предиабете (48). Однако, насколько нам известно, такого рода ассоциации между составом кишечного микробиома, кишечными воспалительными маркерами и их потенциальным вкладом в прогрессирование заболевания ранее не наблюдались у детей из группы риска СД1.

Комбинированный иерархический кластерный анализ таксонов грибов и бактерий позволил разделить детей с положительным результатом на аутоантитела на две группы, которые различались по прогрессированию до СД1 в течение периода наблюдения.Долгосрочные последующие исследования редки, но показывают, что почти у всех детей с положительным результатом на множественные аутоантитела и генетический риск СД1 клиническое заболевание развивается через 15–20 лет (49). Таким образом, детей, у которых развился СД1, в нашей когорте можно рассматривать как быстро прогрессирующих (кластер 4) по сравнению с аутоантителопозитивными детьми, которые остались здоровыми (кластер 5). Уровни HBD2 в кале, указывающие на воспаление эпителия кишечника, были самыми высокими у детей с быстрым прогрессированием заболевания (т.е., кластер 4), предполагая, что воспаление кишечника является маркером прогрессирования заболевания. Измененное бактериальное сообщество, которое наблюдалось в кластерах 4 и 5, вероятно, связано с развитием аутоиммунитета бета-клеток как такового. Мы не обнаружили значительных различий в уровнях кальпротектина в кале между группами или детьми с аутоиммунитетом бета-клеток или без него, что позволяет предположить, что активация нейтрофилов не опосредует воспаление кишечника. Уровни фекального кальпротектина в нашей группе исследования были сопоставимы с уровнями, о которых сообщалось ранее у здоровых детей (50).

Наши данные о микобиоме предполагают, что грибковый дисбиоз может играть роль в нарушении гомеостаза кишечника и развитии субклинического субклинического воспаления кишечника низкой степени, которое ассоциируется с прогрессированием заболевания.

Измененное количество грибов, отнесенных к таксонам Malassezia и Debaryomyces , было обнаружено у детей с бета-клеточным аутоиммунитетом, а снижение численности грибов, относящихся к роду Verticillium , наблюдалось у детей, у которых позже развился клинический СД1.Fecal Debaryomyces и Malassezia время от времени сообщалось в исследованиях на людях, но в настоящее время нет единого мнения, являются ли эти грибковые таксоны постоянными резидентами кишечной микробиоты человека (17). Verticillium очень редко встречается у людей (51, 52). В соответствии с недавним всеобъемлющим обзором микобиоты кишечника человека (18), роды Saccharomyces и Candida были наиболее часто наблюдаемыми таксонами грибов с самой высокой относительной численностью среди детей в нашей когорте.

Важно отметить, что высокая относительная численность Candida была характерна для грибкового дисбиоза, который отделял аутоантител-положительных детей с быстрым прогрессированием заболевания от остальных аутоантител-положительных детей, у которых не развился СД1, и детей с аутоантител-отрицательными детьми. Таким образом, повышенная колонизация Candida может быть важным фактором, способствующим воспалению кишечника и дальнейшему прогрессированию СД1.

Candida является членом здорового кишечного микробиома, а степень колонизации Candida регулируется факторами, связанными с хозяином, такими как целостность эпителия и иммунитет к IL-17 / IL-22, а также состав комменсальных бактерий. сообщество (43, 53–56).Комменсальные бактерии препятствуют колонизации грибов и конкурируют за поверхность и питательные вещества, а продуцируемые бактериями короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) могут ингибировать вирулентность Candida , предотвращая переход дрожжей в гиф (57). Бактерии также могут модулировать функцию и целостность эпителиального барьера с помощью своих метаболитов SCFA, таких как бутират, и путем регулирования выработки слизи, IL-22 и антимикробных пептидов (54, 55, 58). Таким образом, низкая относительная численность Clostridiales и бутират-продуцирующих бактерий, обнаруженная у детей с положительной реакцией на антитела, может способствовать увеличению колонизации Candida .В более ранних исследованиях также сообщалось о низкой численности бутират-продуцирующих бактерий у детей с положительной реакцией на аутоантитела (10, 59). Однако, несмотря на низкую численность Clostridiales в кластерах 4 и 5, увеличение Candida наблюдалось только в кластере 4, включая быстро прогрессирующие. У людей для эффективного контроля и уничтожения Candida требуется активация IL17A и продуцирующих IFNG клеток Th27 (60, 61). Таким образом, возможно, что наблюдаемые высокие уровни циркулирующих IL-17 и IFNG в кластере 5 могут обеспечить устойчивость к колонизации грибами.Действительно, численность Saccharomyces была значительно снижена в кластере 5 с самыми высокими уровнями циркулирующих IL-17 и IFNG. Повышение уровня IL-17 и IFNG в кластере 5 на самом деле может быть следствием бактериального дисбиоза, характеризующегося низкой численностью Firmicutes и высокой численностью Bacteroidetes, аналогично тому, как это наблюдается у детей с отрицательными аутоантителами в кластере 1, которые показали положительную корреляцию с циркулирующий IL-17 и IFNG и высокое соотношение Bacteroidetes к Firmicutes.Вместо этого в кластере 4 дети не реагировали на бактериальный дисбиоз с помощью активации IL-17 и IFNG, что могло обеспечить нишу для колонизации Candida и, наконец, на локальное воспаление слизистой оболочки кишечника. Когда мы анализировали взаимосвязь между относительной численностью Saccharomyces или Candida и циркулирующими цитокинами, мы не наблюдали значительной корреляции у детей в кластере 1, что подчеркивает важность Bacteroidetes и Firmicutes в регуляции ответов IFNG и IL-17 у здоровых людей. штат.

Микробиота кишечника человека — это динамическая система бактерий, грибов, протистов и вирусов, которые сосуществуют и, таким образом, могут объединяться в ответ на различные внешние или внутренние раздражители. Ранее сообщалось о взаимосвязях между бактериями и грибами в микробиоме кишечника при болезни Крона, когда разные роды грибов были положительно коррелированы с несколькими таксонами бактерий (21, 22). Способность микобиоты регулировать бактериальный компартмент подтверждается исследованиями на животных, показавшими, что восстановление бактериального компартмента после истощения антибиотиков бактериями сильно зависело от колонизации C.albicans (62). На мышиной модели повреждения печени введение Saccharomyces boulardii изменило состав бактериального компартмента кишечника за счет увеличения относительной численности Bacteroidetes и уменьшения относительной численности бактерий, принадлежащих к Firmicutes (63). Интересно, что энтеробактерии, такие как Escherichia coli , взаимодействуют с дрожжами, способствуя их колонизации и воспалительным свойствам в кишечнике на животной модели язвенного колита (64).Смысл этих данных заключается в том, что кишечные грибковые и бактериальные сообщества могут регулировать друг друга, но понимание экологической сети и ее перекрестные связи с хозяином остаются в значительной степени неизвестными.

Мы признаем, что наше исследование имеет ограничения, такие как относительно небольшое количество исследованных лиц и отсутствие продольно собранных образцов кала и крови во время последующего наблюдения. Хотя мы наблюдали изменения в бактериальном и грибковом сообществах и в маркерах кишечного воспаления в образцах, собранных уже за несколько лет до появления признаков клинического СД1, продольный отбор образцов и механистические исследования укрепили бы исследование, которое в настоящее время носит описательный характер.Временная взаимосвязь бактериального и грибкового дисбиоза, связанного с развитием кишечного воспаления, бета-клеточного аутоиммунитета и СД1, требует дальнейших проспективных и механистических исследований, и, как всегда, результаты должны быть воспроизведены в независимых когортах, прежде чем результаты можно будет обобщить.

Существует острая потребность в новых биомаркерах, которые можно было бы использовать для идентификации лиц с повышенным риском аутоиммунитета к бета-клеткам и для прогнозирования прогрессирования от аутоантител-положительности к T1D.Возникает соблазн предположить, что увеличение численности Candida и связанное с ним воспаление кишечника, измеряемое по повышенным уровням ASCA и HBD2, может предоставить новые инструменты для более точного прогнозирования СД1.

Продольные исследования необходимы для получения информации о последовательном порядке изменений микробиоты кишечника, воспаления кишечника и периферического иммунитета, ведущих к бета-клеточному аутоиммунитету и клиническому СД1. Несмотря на ограничения в текущем исследовании, наши результаты показывают, что микобиота кишечника разнообразна и может быть проанализирована в образцах фекалий у детей.Наши результаты подчеркивают важность грибкового дисбактериоза, помимо бактериального дисбактериоза, в формировании гомеостаза кишечника и воспаления, предшествующего T1D.

Заявление о доступности данных

Все данные микробиома были загружены в базу данных NCBI BioProject с регистрационным номером PRJNA420169 и PRJNA420171. Остальные наборы данных доступны по запросу первому автору (JH).

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены этическим комитетом больничного округа Хельсинки и Уусимаа.Письменное информированное согласие на участие в этом исследовании было предоставлено законным опекуном / ближайшими родственниками участников.

Авторские взносы

JH, JK и OV придумали первоначальную идею. Рукопись написали JH и OV. JK, AL и MT отвечали за анализ ДНК и биоинформатику микробиологических исследований. DM отвечал за кластерный анализ. AV провела анализ сывороточного ASCA Ig и цитокинов. JH, LO, JK, AL, MT, AV, CF и DM проанализировали данные. TR и KL координировали набор субъектов исследования и сбор образцов.МК способствовал набору субъектов исследования и редактировал рукопись. JK, AL и AP внесли свой вклад в написание и критически рассмотрели рукопись. MK и TH отвечали за анализ аутоантител. JI отвечал за типирование HLA. LO провела анализ HBD2, общего IgA и кальпротектина. OV отвечал за дизайн исследования.

Финансирование

Эта работа была поддержана Финским культурным фондом (JH), Финским фондом исследований диабета (JH и OV), Академией Финляндии (OV), Фондом Пяйвикки и Сакари Зольбергов (OV) и Европейским фондом изучения Диабет (OV).

Конфликт интересов

DM использовался компанией AstraZeneca, но AstraZeneca не участвовала в исследовании.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Марко Суокас из центра секвенирования Biocenter Oulu (Университет Оулу, Оулу, Финляндия) признателен за предоставление услуг по секвенированию.

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2020.00468/full#supplementary-material

Дополнительный рисунок 1. Разнообразие грибных сообществ. (A) Кривые разрежения, показывающие альфа-разнообразие грибкового сообщества во всех образцах, и (B) у детей с 1-4 β-клеточными аутоантителами (красная кривая) и отрицательными по аутоантителам образцами (синяя кривая).Каждая кривая показывает среднее количество OTU, обнаруженных в данном количестве выбранных последовательностей после разрежения на глубине 327 последовательностей на выборку. Графики анализа главных координат (PCoA) основаны на взвешенных (C) и невзвешенных (D) UniFrac расстояниях между фекальными грибковыми сообществами у детей с (красные точки) или без (синие точки) аутоантителами.

Дополнительный рисунок 2. Относительная численность грибов родов Saccharomyce s, Candida, Debaryomyces, Malassezia и Verticillium в различных кластерах и у детей с аутоантителами, ассоциированными с T1D, или без них.Относительная численность Saccharomyces (A) и Candida (B) в основных кластерах 1, 4 и 5. (C – E) относительная численность Debaryomyces, Malassezia и Verticillium образцы фекалий от детей в основных кластерах. (F, G) Здоровые дети без аутоантител отмечены светлыми кружками, дети с 1–4 аутоантителами — черными кружками, а дети, у которых клиническое заболевание прогрессировало, — красным кружком. P -значения были рассчитаны с помощью критерия Манна – Уитни U . * p <0,05, ^** p <0,01.

Дополнительный рисунок 3. Воспаление кишечника у детей с аутоантителами в кластерах 4 и 5. Дети AAb + в кластере 5 имели значительно более низкие уровни HBD2 в фекалиях по сравнению с детьми AAb + в кластере 4. Горизонтальные линии представляют медианные значения. Дети с 1–4 аутоантителами отмечены черными кружками, а дети, у которых клиническое заболевание прогрессирует, — красным кружком.Пунктирная линия представляет наивысшее наблюдаемое значение в кластере 5. 81% людей в кластере 4 имели уровень HBD2 выше, чем наивысшее значение в кластере 5. p -значения были рассчитаны с помощью шкалы Манна-Уитни U — контрольная работа. * p <0,05.

Дополнительный рисунок 4. Воспалительные маркеры в различных кластерах и у детей с аутоиммунитетом бета-клеток или без них. (A) Концентрация общего IgA в кале в кластерах 1, 4 и 5 основных видов. (B) Концентрации общего IgA в фекалиях у детей с AAb + и AAb- детей. (C) Концентрация общего IgA в кале у детей с AAb, у детей с другим количеством аутоантител и у детей, у которых клинически развился СД1. (D) Концентрация кальпротектина в фекалиях у основных видов, кластеры 1, 4 и 5. (E) Концентрация кальпротектина в фекалиях у детей с AAb + и AAb- детей. (F) Концентрация кальпротектина в кале у детей с AAb, у детей с другим количеством аутоантител и у детей, у которых клинически развился СД1. (G) Уровни сывороточных антител IgA к ASCA в различных кластерах видов. (H) Сывороточные уровни ASCA IgA у детей AAb- и AAb +. (I) Концентрация ASCA IgA в сыворотке у детей с AAb- и у детей с одним или несколькими аутоантителами, а также у тех детей, у которых болезнь прогрессировала. (J) Уровни IL-22 в сыворотке крови в различных кластерах видов. (K) Уровни IL-22 у детей AAb- и AAb +. (L) Уровни IL-22 у детей AAb и детей с различным количеством аутоантител.

Дополнительный рисунок 5. (A, B) Концентрация IFNG и IL-17A в сыворотке у детей с бета-клеточным аутоиммунитетом или без него.

Дополнительная таблица 1. 25 самых распространенных видов грибов (на основе наблюдаемых последовательностей) распространены среди аутоантител-отрицательных детей и детей с аутоантителами.

Дополнительная таблица 2. Резюме перестановочного многомерного дисперсионного анализа (ПЕРМАНОВА). Статистические тесты PERMANOVA проводились на взвешенных расстояниях UniFrac и различиях Брея Кертиса между (1) профилями грибковых и (2) бактериальных микробных сообществ кишечника детей с риском развития диабета 1 типа.Статистические тесты проводились с использованием функции adonis в пакете R vegan (с 999 перестановками). Значимые (<0,05) значения выделены жирным шрифтом.

Дополнительная таблица 3. Резюме анализа сходства (ANOSIM). Статистические тесты ANOSIM были выполнены на взвешенных расстояниях UniFrac и различиях Брея Кертиса между (1) профилями грибковых и (2) бактериальных микробных сообществ кишечника детей с риском развития диабета 1 типа. Статистические тесты проводились с использованием функции anosim в пакете R vegan (с 999 перестановками).Для расчета q-значений использовалась поправка Бенджамини-Хохберга на частоту ложных обнаружений (FDR) для множественного тестирования. Значимые (<0,05) значения выделены жирным шрифтом.

Список литературы

1. Бенделак А, Карно С, Буитар С, Бах Дж. Ф. Сингенная передача аутоиммунного диабета от диабетических мышей NOD к здоровым новорожденным. потребность как в L3T4 +, так и в Lyt-2 + Т-клетках. J Exp Med. (1987) 166: 823–32. DOI: 10.1084 / jem.166.4.823

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

2.Боттаццо Г.Ф., Флорин-Кристенсен А., Доних Д. Антитела островковых клеток при сахарном диабете с аутоиммунной полиэндокринной недостаточностью. Ланцет. (1974) 2: 1279–83. DOI: 10.1016 / S0140-6736 (74)

-8

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

3. Маккуиш А.С., Ирвин В.Дж., Барнс Е.В., Дункан Л.Дж. Антитела к клеткам островков поджелудочной железы у инсулинозависимых диабетиков с сопутствующим аутоиммунным заболеванием. Ланцет. (1974) 2: 1529–31. DOI: 10.1016 / S0140-6736 (74)

-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

5.Феррейра Р.К., Го Х., Колсон Р.М., Смит Д.Д., Пекальски М.Л., Буррен О.С. и др. Транскрипционная сигнатура интерферона I типа предшествует аутоиммунитету у детей, генетически подверженных риску диабета 1 типа. Диабет. (2014) 63: 2538–50. DOI: 10.2337 / db13-1777

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

7. Каллионпаа Х., Эло Л.Л., Лааяла Э., Микканен Дж., Рикано-Понсе I, Ваарма М. и др. Врожденная иммунная активность выявляется до сероконверсии у детей с предрасположенностью к HLA-индуцированному диабету 1 типа. Диабет. (2014) 63: 2402–14. DOI: 10.2337 / db13-1775

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

8. Марваха А.К., Кром С.К., Панагиотопулос С., Берг К.Б., Цинь Х., Оуян К. и др. На переднем крае: увеличение количества Т-клеток, секретирующих IL-17, у детей с впервые возникшим диабетом 1 типа. J Immunol. (2010) 185: 3814–8. DOI: 10.4049 / jimmunol.1001860

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

9. Райнерт-Хартвалл Л., Хонканен Дж., Сало Х.М., Ниеминен Дж. К., Луопаярви К., Харконен Т. и др.Пластичность Th2 / Th27 является маркером развитого аутоиммунитета бета-клеток и нарушения толерантности к глюкозе у людей. J Immunol. (2015) 194: 68–75. DOI: 10.4049 / jimmunol.1401653

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

10. де Гоффау М.С., Луопаярви К., Книп М., Илонен Дж., Руохтула Т., Харконен Т. и др. Состав фекальной микробиоты у детей с бета-клеточным аутоиммунитетом и без него различается. Диабет. (2013) 62: 1238–44. DOI: 10.2337 / db12-0526

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

11. Гионго А., Гано К.А., Крабб Д.Б., Мукерджи Н., Новело Л.Л., Казелла Г. и др. К определению аутоиммунного микробиома диабета 1 типа. ISME J. (2011) 5: 82–91. DOI: 10.1038 / ismej.2010.92

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

12. Костич А.Д., Геверс Д., Сильяндер Х., Ватанен Т., Хиотилайнен Т., Хамалайнен А.М. и др. Динамика микробиома кишечника младенца человека в развитии и прогрессировании к диабету 1 типа. Клеточный микроб-хозяин. (2015) 17: 260–73. DOI: 10.1016 / j.chom.2015.01.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

13. Ватанен Т., Франзоза Э.А., Швагер Р., Трипати С., Артур Т.Д., Вехик К. и др. Микробиом кишечника человека при диабете типа 1 с ранним началом из исследования TEDDY. Природа. (2018) 562: 589–94. DOI: 10.1038 / s41586-018-0620-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

14. Ватанен Т., Костич А.Д., д’Хеннезель Э., Сильяндер Х., Франзоза Э.А., Яссур М. и др.Вариабельность иммуногенности LPS микробиома способствует развитию аутоиммунитета у людей. Ячейка. (2016) 165: 842–53. DOI: 10.1016 / j.cell.2016.04.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

15. Вестерхольм-Ормио М., Ваарала О., Пихкала П., Илонен Дж., Савилахти Э. Иммунологическая активность слизистой оболочки тонкой кишки у педиатрических пациентов с диабетом 1 типа. Диабет. (2003) 52: 2287–95. DOI: 10.2337 / диабет.52.9.2287

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

16.Вен Л., Лей Р.Е., Волчков П.Ю., Странджес ПБ, Аванесян Л., Стоунбрейкер А.С. и др. Врожденный иммунитет и микробиота кишечника в развитии диабета 1 типа. Природа. (2008) 455: 1109–13. DOI: 10.1038 / nature07336

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

18. Ричард М.Л., Сокол Х. Микобиота кишечника: понимание анализа, взаимодействия с окружающей средой и роли в желудочно-кишечных заболеваниях. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. (2019) 16: 331–45.DOI: 10.1038 / s41575-019-0121-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

20. Fujimura KE, Sitarik AR, Havstad S, Lin DL, Levan S, Fadrosh D, et al. Микробиота кишечника новорожденных связана с мультисенсибилизированной атопией у детей и дифференцировкой Т-клеток. Nat Med. (2016) 22: 1187–91. DOI: 10,1038 / нм 4176

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

21. Hoarau G, Mukherjee PK, Gower-Rousseau C, Hager C., Chandra J, Retuerto MA, et al.Взаимодействие бактериома и микобиома подчеркивает микробный дисбиоз при семейной болезни Крона. МБио. (2016) 7: e01250–16. DOI: 10.1128 / mBio.01250-16

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

25. Сджорос М., Иития А., Илонен Дж., Рейхонен Х., Ловгрен Т. Анализ гибридизации с тройной меткой для аллелей HLA, связанных с диабетом 1 типа. Биотехники. (1995) 18: 870–7.

PubMed Аннотация | Google Scholar

26. Ваарала О., Илонен Дж., Руохтула Т., Песола Дж., Виртанен С.М., Харконен Т. и др.Удаление бычьего инсулина из смеси коровьего молока и раннее инициирование бета-клеточного аутоиммунитета в пилотном исследовании FINDIA. Arch Pediatr Adolesc Med. (2012) 166: 608–14. DOI: 10.1001 / archpediatrics.2011.1559

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

27. Ихрмарк К., Бодекер И.Т., Крус-Мартинес К., Фриберг Х., Кубартова А., Шенк Дж. И др. Новые праймеры для амплификации грибковой области ITS2 — оценка с помощью секвенирования 454 искусственных и естественных сообществ. FEMS Microbiol Ecol. (2012) 82: 666–77. DOI: 10.1111 / j.1574-6941.2012.01437.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

28. Капорасо Дж. Г., Кучински Дж., Стомбо Дж., Биттингер К., Бушман Ф. Д., Костелло Е. К. и др. QIIME позволяет анализировать данные секвенирования сообщества с высокой пропускной способностью. Нат. Методы. (2010) 7: 335–6. DOI: 10.1038 / nmeth.f.303

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

29. Эдгар Р.С., Хаас Б.Дж., Клементе Дж.С., Айва К., Найт Р.UCHIME улучшает чувствительность и скорость обнаружения химер. Биоинформатика. (2011) 27: 2194–200. DOI: 10.1093 / биоинформатика / btr381

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

31. Макдональд Д., Прайс М.Н., Гудрич Дж., Навроцкий Е.П., де Сантис Т.З., Пробст А. и др. Усовершенствованная таксономия greengenes с явными рангами для экологического и эволюционного анализа бактерий и архей. ISME J. (2012) 6: 610–8. DOI: 10.1038 / ismej.2011.139

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

32.Nilsson RH, Larsson KH, Taylor AFS, Bengtsson-Palme J, Jeppesen TS, Schigel D, et al. База данных UNITE для молекулярной идентификации грибов: работа с темными таксонами и параллельная таксономическая классификация. Nucleic Acids Res. (2019) 47: D259–64. DOI: 10.1093 / nar / gky1022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

33. Вайс С., Сюй З.З., Педдада С., Амир А., Биттингер К., Гонсалес А. и др. Стратегии нормализации и дифференциальной численности микробов зависят от характеристик данных. Микробиом. (2017) 5:27. DOI: 10.1186 / s40168-017-0237-y

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

34. Lozupone CA, Hamady M, Kelley ST, Knight R. Количественные и качественные измерения бета-разнообразия позволяют по-разному взглянуть на факторы, которые структурируют микробные сообщества. Appl Environ Microbiol. (2007) 73: 1576–85. DOI: 10.1128 / AEM.01996-06

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

35.Vazquez-Baeza Y, Pirrung M, Gonzalez A, Knight R. EMPeror: инструмент для визуализации данных микробного сообщества с высокой пропускной способностью. Gigascience. (2013) 2:16. DOI: 10.1186 / 2047-217X-2-16

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

36. Lehtonen OP, Grahn EM, Stahlberg TH, Laitinen LA. Количество и авидность антител в слюне и сыворотке крови против Streptococcus mutans в двух группах людей с различной восприимчивостью к кариесу. Infect Immun. (1984) 43: 308–13. DOI: 10.1128 / IAI.43.1.308-313.1984

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

38. Hoffmann C, Dollive S, Grunberg S, Chen J, Li H, Wu GD и др. Археи и грибы микробиома кишечника человека: корреляция с диетой и бактериальными жителями. PLoS ONE. (2013) 8: e66019. DOI: 10.1371 / journal.pone.0066019

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

39. Мотоока Д., Фудзимото К., Танака Р., Ягути Т., Гото К., Маэда Ю. и др.Стратегии глубокого секвенирования ITS1 грибов для реконструкции состава сообщества из 26 видов и оценки микобиоты кишечника здоровых японцев. Front Microbiol. (2017) 8: 238. DOI: 10.3389 / fmicb.2017.00238

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

40. Лян С.К., Тан XY, Люксенберг Д.П., Карим Р., Дунусси-Джоаннопулос К., Коллинз М. и др. Интерлейкин (IL) -22 и IL-17 коэкспрессируются клетками Th27 и совместно усиливают экспрессию антимикробных пептидов. J Exp Med. (2006) 203: 2271–9. DOI: 10.1084 / jem.20061308

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

41. Израильский E, Грот I, Гилбурд Б., Балисер Р.Д., Голдин Э., Виик А. и др. Анти-Saccharomyces cerevisiae и антинейтрофильные цитоплазматические антитела как предикторы воспалительного заболевания кишечника. Gut. (2005) 54: 1232–6. DOI: 10.1136 / gut.2004.060228

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

44.Каллманн Б.А., Хутер М., Тубес М., Фельдкамп Дж., Бертрамс Дж., Грис Ф.А. и др. Системная предвзятость производства цитокинов в сторону клеточно-опосредованной иммунной регуляции при IDDM и в сторону гуморального иммунитета при болезни Грейвса. Диабет. (1997) 46: 237–43. DOI: 10.2337 / диабет.46.2.237

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

45. Kuitunen M, Saukkonen T, Ilonen J, Akerblom HK, Savilahti E. Кишечная проницаемость для маннита и лактулозы у детей с диабетом 1 типа с аллелем HLA-DQB1 * 02. Аутоиммунитет. (2002) 35: 365–8. DOI: 10.1080 / 08

021000008526

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

46. Тийттанен М., Вестерхольм-Ормио М., Веркасало М., Савилахти Е., Ваарала О. Инфильтрация P3-экспрессирующих клеток вилочного бокса в слизистую оболочку тонкой кишки при глютеновой болезни, но не при диабете 1 типа. Clin Exp Immunol. (2008) 152: 498–507. DOI: 10.1111 / j.1365-2249.2008.03662.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

47.Ваарала О., Аткинсон М.А., Ной Дж. Идеальный шторм для диабета 1 типа: сложное взаимодействие между кишечной микробиотой, проницаемостью кишечника и иммунитетом слизистых оболочек. Диабет. (2008) 57: 2555–62. DOI: 10.2337 / db08-0331

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

48. Бози Э., Молтени Л., Радаэлли М.Г., Фолини Л., Фермо I, Баззигалуппи Э. и др. Повышенная кишечная проницаемость предшествует клиническому началу диабета 1 типа. Диабетология. (2006) 49: 2824–7.DOI: 10.1007 / s00125-006-0465-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

49. Ziegler AG, Rewers M, Simell O, Simell T, Lempainen J, Steck A, et al. Сероконверсия к множественным островковым аутоантителам и риск развития диабета у детей. JAMA. (2013) 309: 2473–9. DOI: 10.1001 / jama.2013.6285

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

50. Колхо К.Л., Сиппонен Т., Валтонен Э., Савилахти Е. Уровни фекального кальпротектина, MMP-9 и бета-дефенсина-2 человека при воспалительных заболеваниях кишечника у детей. Int J Colorectal Dis. (2014) 29: 43–50. DOI: 10.1007 / s00384-013-1775-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

51. Хамад И., Сохна С., Рауль Д., Биттар Ф. Молекулярное обнаружение эукариот в одном образце стула человека из Сенегала. PLoS ONE. (2012) 7: e40888. DOI: 10.1371 / journal.pone.0040888

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

52. Scanlan PD, Marchesi JR. Микроэукариотическое разнообразие микробиоты дистального отдела кишечника человека: качественная оценка с использованием культурально-зависимого и независимого анализа фекалий. ISME J. (2008) 2: 1183–93. DOI: 10.1038 / ismej.2008.76

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

53. де Лука А., Зеланте Т., Д’Анджело С., Загарелла С., Фалларино Ф, Спрека А. и др. IL-22 определяет новый иммунный путь устойчивости к противогрибковым препаратам. Mucosal Immunol. (2010) 3: 361–73. DOI: 10,1038 / mi.2010.22

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

54. Kinnebrew MA, Buffie CG, Diehl GE, Zenewicz LA, Leiner I., Hohl TM, et al.Продукция интерлейкина 23 дендритными клетками кишечника CD103 (+) CD11b (+) в ответ на бактериальный флагеллин усиливает врожденную иммунную защиту слизистой оболочки. Иммунитет. (2012) 36: 276–87. DOI: 10.1016 / j.immuni.2011.12.011

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

55. Шаубер Дж., Сванхольм С., Термен С., Иффланд К., Мензель Т., Шеппах В. и др. Экспрессия кателицидина LL-37 модулируется короткоцепочечными жирными кислотами в колоноцитах: актуальность сигнальных путей. Gut. (2003) 52: 735–41. DOI: 10.1136 / gut.52.5.735

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

56. Fan D, Coughlin LA, Neubauer MM, Kim J, Kim MS, Zhan X, et al. Активация HIF-1α и LL-37 комменсальными бактериями подавляет колонизацию Candida albicans . Nat Med. (2015) 21: 808–14. DOI: 10,1038 / нм.3871

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

58. Отте Дж. М., Здебик А. Э., Бренд С., Хромик А. М., Штраус С., Шмитц Ф. и др.Влияние кателицидина LL-37 на целостность кишечного эпителиального барьера. Regul Pept. (2009) 156: 104–17. DOI: 10.1016 / j.regpep.2009.03.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

60. Бахер П., Хонштейн Т., Бирбаум Э., Рокер М., Бланго М.Г., Кауфманн С. и др. Человеческий противогрибковый иммунитет и патология Th27 зависят от перекрестной реактивности против Candida albicans . Ячейка. (2019) 176: 1340–55.e15. DOI: 10.1016 / j.cell.2019.01.041

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

61. Зелински К.Э., Меле Ф., Ашенбреннер Д., Ярроссей Д., Рончи Ф., Гатторно М. и др. Индуцированные патогеном клетки Th27 человека продуцируют IFN-γ или IL-10 и регулируются IL-1β. Природа. (2012) 484: 514–8. DOI: 10.1038 / nature10957

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

62. Эрб Даунворд мл., Фальковски Н. Р., Мейсон К. Л., Муралья Р., Хаффнэгл, Великобритания. Модуляция постантибиотической повторной сборки бактериального сообщества и ответа хозяина Candida albicans . Научный доклад (2013) 3: 2191. DOI: 10.1038 / srep02191

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

63. Yu L, Zhao XK, Cheng ML, Yang GZ, Wang B, Liu HJ, et al. Введение Saccharomyces boulardii изменяет микробиоту кишечника и ослабляет повреждение печени, вызванное D-галактозамином. Научный доклад (2017) 7: 1359. DOI: 10.1038 / s41598-017-01271-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

64. Sovran B, Planchais J, Jegou S, Straube M, Lamas B, Natividad JM и др. Enterobacteriaceae необходимы для изменения степени тяжести колита, вызываемого грибами. Микробиом. (2018) 6: 152. DOI: 10.1186 / s40168-018-0538-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Микробиом кишечника связан с поведенческими проблемами у детей

Дети с поведенческими проблемами могут иметь различный состав микробиома кишечника, причем родители играют важную роль в том, насколько выражены различия, помимо еды, которую они дают, новое исследование предполагает.

Исследователь микробиологии и статистики Томас Шарптон. Изображение предоставлено: Дебби Фаррис, Научный колледж ОГУ.

В микробиоме кишечника насчитывается не менее 400 видов бактерий, при этом триллионы микробов живут в пищеварительном тракте, а это означает, что в кишечнике больше бактерий, чем во всех клетках тела. Микробы в кишечнике выполняют жизненно важные функции, включая синтез витаминов, защиту от вредных патогенов и переваривание пищи. Они важны для здоровья, а дисбаланс, называемый дисбактериозом, может привести к болезни.

Группа исследователей из Университета штата Орегон (OSU) стремилась определить влияние микробиома кишечника на поведение детей, а также роль родителей в здоровье кишечника своих детей.

Результаты исследования, опубликованные в журнале mBio , , показывают, что у детей с определенными поведенческими проблемами и повышенным социально-экономическим стрессом статус или профили микробиома различались по сравнению с теми, у кого этого не было. Кроме того, стресс, переживаемый родителями, и качество отношений между родителями и детьми повлияли на то, насколько заметны изменения в микробиоме кишечника.

«Детство — это период формирования поведенческого и биологического развития, который может быть изменен, в лучшую или в худшую сторону, опекунами и окружающей средой, которую они помогают определять. На траектории развития детей влияют их собственные гены и факторы окружающей среды, а также сообщество микробов, живущих внутри, на и вокруг их тела », — сказал Том Шарптон, исследователь микробиологии и статистики ОГУ.

Кишечные бактерии и мозг

Предыдущие исследования показали связь между кишечными бактериями и мозгом.Помимо помощи пищеварению, кишечные бактерии или микробиом также выделяют химические вещества, регулирующие настроение, включая дофамин, серотонин и гамма-аминомасляную кислоту или ГАМК. Следовательно, существует связь между разнообразным микробиомом кишечника и здоровьем.

Предыдущие исследовательские статьи также указывали на то, что изменения или аномалии кишечных бактерий были связаны с депрессией, тревогой и даже гиперактивностью и аутизмом у детей.

Настоящее исследование считается первым исследованием, изучающим, как микробиом детей от 5 до 7 лет связан с их поведением.Исследование этой ниши имеет жизненно важное значение, поскольку оно может пролить свет на то, какие дети подвержены риску развития проблем с психическим здоровьем в более позднем возрасте. Эти дети могут получить помощь и консультацию на раннем этапе, чтобы предотвратить возникновение проблем с психическим здоровьем в будущем.

«Большинство исследований на сегодняшний день связывают состав микробиома с поведением младенцев и малышей, например, экстраверсией, страхом и когнитивным развитием. Однако неясно, связан ли микробиом с другими формами поведенческой дисрегуляции или связан ли он с начало психических расстройств и проблемного поведения », — добавил Шарптон.

Системы секреции и поведение типа VI

Команда изучила кишечную флору 40 детей школьного возраста с различным психосоциальным опытом и различными субклиническими симптомами психического здоровья.

У детей было собрано

стула, в то время как родителей попросили ответить на анкеты о поведенческой дисрегуляции, социально-экономическом риске, поведении опекунов, кишечном анамнезе, демографии и недельном журнале диет.

Чтобы прийти к своим открытиям, команда использовала метагеномику дробовика, метод, который может применить секвенирование всего генома ко всем различным организмам в стуле участника.Этот метод дает представление об окружающей среде кишечного микробиома, составе и видах, присутствующих в кишечнике.

Одной из обнаруженных ими взаимосвязей была взаимосвязь между системами секреции типа VI и поведением. Тип IV — это тип системы секреции, который используется бактериальными клетками для высвобождения белков и пептидов, влияющих на баланс микробиома.

Исследователи надеются, что в будущих исследованиях эта взаимосвязь будет изучена дальше, влияет ли она на ось кишечник-мозг, которая является связью между кишечной нервной системой и настроением или поведением, и какие конкретные организмы несут эти системы.

Исследования будущего

Исследователи рекомендуют использовать лонгитюдные исследования для дальнейшего изучения этой связи, что предполагает наблюдение одних и тех же участников в течение многих лет, чтобы увидеть и отследить связь микробиома кишечника с поведением и общим психическим здоровьем.
Кроме того, исследователи предлагают более масштабные и длительные исследования для получения точных результатов с учетом других возрастных групп, таких как подростки.

Ссылка на журнал:

Кишечные чувства начинаются в детстве: метагеном кишечника коррелирует с ранним окружением, заботой и поведением Джессика Э.Флэннери, Китон Стэгэмен, Адам Р. Бернс, Роксана Дж. Хики, Лесли Э. Роос, Райан Дж. Джулиано, Филип А. Фишер, Томас Дж. Шарптон mBio Январь 2020 г., 11 (1) e02780-19; DOI: 10.1128 / mBio.02780-19, https://mbio.asm.org/content/11/1/e02780-19

Детский микробиом: Руководство доктора Кейт

Для некоторых может стать сюрпризом, что дружественные бактерии, естественным образом живущие в кишечнике вашего ребенка, могут влиять на различные аспекты его здоровья, включая пищеварение, иммунное здоровье, здоровье кожи и психическое благополучие.Микробиом кишечника вашего ребенка формируется в течение первых нескольких лет его жизни, но он продолжает меняться и адаптироваться к его диете, образу жизни и окружающей среде. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о факторах, влияющих на здоровье кишечного микробиома вашего ребенка, и о том, как сохранить его в лучшем виде.

График микробиома вашего ребенка

Наши детские годы чрезвычайно важны для всех аспектов развития. В частности, формируются основы нашего микробиома и иммунной системы.

Удивительно, но все это начинается в утробе матери. Беременность и первые два года после родов составляют первые 1000 дней жизни, и за это время мы наблюдаем серьезные изменения в микробиоме. Эти изменения могут повлиять как на текущее, так и на будущее здоровье.

Состав микробиома имеет тенденцию оседать в возрасте около 3 лет, однако многие факторы все еще могут нарушить уровень полезных бактерий. Это может вызвать некоторые нежелательные побочные эффекты, такие как плохой иммунитет, экзема, проблемы с пищеварением или аллергия (и многое другое).

Исследования показывают, что полезные бактерии играют очень важную роль в микробиоме ребенка и его здоровье в целом.

Хронология микробиома

Из графика выше видно, что многие факторы могут влиять на уровень полезных бактерий с момента беременности и в детстве. Мы собираемся более подробно рассмотреть некоторые из этих факторов в ходе этой серии блогов.

Цель этого блога — сосредоточить внимание на факторах, которые особенно влияют на микробиом малышей и детей (возраст от 2 до 12 лет).

Для малышей

Мы все слышали об ужасных двойках! Для малышей микробиом и иммунная система все еще учатся и развиваются, поэтому есть много опыта, который продолжает бросать вызов их кишечнику.

Ясли — одно из таких мест, которое может привести к изменению микробиома ребенка. Это совершенно новый мир других детей и их микробов. Ясли могут быть рассадником вредных бактерий, почти две трети детей в возрасте до 4 лет ежегодно посещают своего терапевта из-за кашля ¹ .

Хотя есть вероятность, что ваш ребенок заболеет в детском саду, вы можете снизить риск, тяжесть и продолжительность заболевания, заботясь о его микробиоме. Помните: 70% иммунной системы находится в кишечнике, поэтому здоровый микробиом кишечника является ключом к хорошему иммунитету.

Контакт с домашними животными в раннем детстве может помочь укрепить иммунитет в более позднем возрасте

По мере взросления малыши начинают больше взаимодействовать с животными и чужой средой. Беспокоитесь о микробах от домашних животных? Фактически, в одном исследовании за семилетний период было изучено 474 ребенка.Они обнаружили, что дети, контактировавшие с домашним животным в первые несколько лет жизни, испытывали защитный эффект от экземы и аллергии на протяжении всего детства ² . Поговорим о лучшем друге человека!

Есть также некоторые свидетельства того, что проживание на ферме может снизить риск развития аллергии в детстве, вплоть до взрослого возраста ^4,5 . Однако следует отметить, что данные о взаимодействии животных и здоровье кишечника все еще появляются, и есть некоторые несоответствия.

Еще одна интересная область, в которой играет роль микробиом кишечника, — это поведение малышей.Исследование, проведенное в 2015 году, показало, что у детей ясельного возраста, которые были более заинтересованными, счастливыми и интерактивными, было более широкое разнообразие микробов в кишечнике и больше бифидобактерий ^6,7 . Это указывает на то, что здоровый микробиом кишечника может быть положительно связан с настроением. Эта связь известна как ось кишечник-мозг (и она мне очень нравится). Видите, как все это связано?

Дети

По прошествии первых лет микробиом имеет тенденцию к стабилизации; основы в значительной степени сформированы.Однако на него все же могут влиять многочисленные факторы образа жизни, которые могут повлиять на здоровье и счастье вашего ребенка.

Когда уровень полезных бактерий снижается, это может вызвать дисбактериоз (микробный дисбаланс). Вы можете не осознавать, что у вашего ребенка дисбактериоз, но он может вызвать некоторые узнаваемые симптомы, такие как:

• Диарея
• Запор
• Низкая энергия / усталость и низкая концентрация
• Низкое настроение
• Простуда и грипп
• Вздутие живота
• Экзема и аллергия
• Астма

Если ваш ребенок страдает от любого из вышеперечисленных, возможно, стоит подумать, не связано ли это со здоровьем кишечника, и поговорить с врачом, если симптомы не исчезнут.

Причины дисбактериоза кишечника у детей

Психическое здоровье

Стресс, тревога и депрессия довольно распространены среди взрослых, но мы также видим, что дети (начиная с младшего возраста) подвергаются все более высокому риску страдать из-за своего психического благополучия.

Плохое настроение может повлиять на уровень полезных бактерий в микробиоме кишечника, а также привести к воспалению в организме, если оно проявляется в течение длительного времени. Плохое психическое здоровье также может повлиять на здоровье иммунной системы — заметили ли вы, что когда вы или ваш ребенок находитесь в состоянии стресса, у вас обоих больше шансов простудиться?

В наши дни существует гораздо больше причин, по которым дети могут испытывать стресс или тревогу.Им приходится учиться в школе, и многие из них выполняют множество внеклассных занятий помимо домашних заданий и школьных тестов. Сегодня также существует большее социальное давление, особенно в связи с ростом числа платформ социальных сетей, которые могут открыть дверь для киберзапугивания.

Поощряйте ребенка время от времени отдыхать, выходить на улицу и играть или читать книгу. Найдите способы справиться со стрессом, даже если это что-то столь же простое, как день с семьей или обниматься с мамой или папой.Возможно, спросите свою школу, что они умеют; например, уроки осознанности рассматриваются во многих основных ситуациях.

Антибиотики

Антибиотики — это наиболее часто назначаемые детям лекарства ⁸ . К сожалению, они могут нанести серьезный ущерб микробиому кишечника. Антибиотики не всегда избирательны, и они могут уничтожить множество хороших бактерий, а также вредных, вызывающих инфекцию. Это может вызвать краткосрочные побочные эффекты, но использование антибиотиков (особенно повторное назначение рецептов) может даже привести к проблемам со здоровьем в будущем.

В краткосрочной перспективе возникает дисбактериоз, который объясняет, почему у вашего ребенка может развиться диарея или молочница из-за курса антибиотиков.

Очень крупное исследование с участием 142 824 детей в возрасте от 3 до 18 лет показало, что широкое употребление антибиотиков у детей увеличивает риск набора веса. ⁹ . Интенсивное воздействие в ранние годы также может увеличить риск устойчивости к антибиотикам, что может ограничить использование антибиотиков в будущем.

Если вашему ребенку нужны антибиотики, он должен их принимать, но вы можете подумать о том, чтобы дать им специально сформулированные пробиотики для детей, чтобы снова пополнить их уровень полезных кишечных бактерий.

Диета

Другой причиной дисбактериоза может быть диета. Занятым родителям не всегда легко давать пять порций фруктов и овощей в день, но эти продукты действительно могут обогатить микробиом и улучшить здоровье кишечника.

Многие фрукты и овощи содержат клетчатку, которая способствует сбалансированному микробиому кишечника, наполненному большим количеством полезных бактерий. Специализированные волокна, известные как пребиотики, могут еще больше способствовать росту полезных бактерий. Кроме того, когда полезные бактерии ферментируют (потребляют) эти волокна, они производят полезные вещества, которые поддерживают здоровую слизистую оболочку кишечника и общую среду кишечника.Вы можете найти пребиотики во многих продуктах, включая лук, чеснок, цикорий и артишоки. Однако их может быть немного сложно представить вашим малышам … Некоторые из них можно легко спрятать, например, в соусах для макарон, но если у вас возникают проблемы, вы можете подумать о добавке пребиотиков или синбиотиков. Жевательные конфеты Optibac Kids, новейшее дополнение к ассортименту Optibac, являются отличным выбором, поскольку они содержат как полезные пробиотические бактерии, так и пребиотики в восхитительной жевательной резинке со вкусом клубники.

Кроме редких угощений, старайтесь не употреблять сахар. К сожалению, плохие кишечные клопы любят это так же, как и мы! Мы рекомендуем перейти на цельнозерновые макароны или хлеб и перекусить домашними зерновыми батончиками, чтобы быстро и легко снизить потребление сахара, которое вряд ли заметят ваши дети.

Здоровое питание важно для кишечника вашего ребенка, и совместное приготовление еды может стать отличным семейным занятием.

Школа

Как и у малышей в яслях, в школе у ​​детей возникают проблемы с иммунной системой.Хотя, как уже говорилось ранее, полезно получить немного информации, вы также хотите, чтобы у ваших детей была лучшая система защиты. Мы больше говорим о роли дружественных бактерий и иммунитета в следующих блогах: Все о микробиоме и пробиотиках: способ 2020 года поддержать ваш иммунитет. По сути, дружественные бактерии помогают модулировать иммунную систему и обучать ее реагировать должным образом. Ослабленная иммунная система может быть не так подготовлена ​​к борьбе с инфекциями, а это означает, что вашему ребенку может потребоваться больше времени, чтобы оправиться от школьной ошибки или болезни.

Не бойтесь, пробиотики уже здесь! Комбинация пробиотиков из трех штаммов, включая Lactobacillus acidophilus Rosell 52, была испытана на детях в возрасте от 3 до 7 лет. Золотое стандартное исследование показало, что у детей, которые ежедневно принимали пробиотики, риск заболевания снижался на 25% по сравнению с теми, кто не принимал пробиотики. Риск пропуска занятий в группе, принимавшей пробиотики, снизился на 40% по сравнению с плацебо ¹⁰ .

Если вы хотите поддержать здоровье кишечника и иммунную систему своего ребенка в школе, попробуйте добавить высококачественные штаммы пробиотиков в его распорядок дня. L. acidophilus Rosell-52, упомянутый в вышеупомянутом исследовании, можно найти в Optibac «Для младенцев и детей».

Медицинские работники могут найти дополнительную информацию о L. acidophilus Rosell 52 на нашем профессиональном сайте.

Мы видим, что исследования пробиотиков и иммунного здоровья сильны, но знаете ли вы, что поведение ребенка в школе может быть связано с их кишечными бактериями?

Недавнее исследование, проведенное в январе 2020 года, показало, что кишечные бактерии могут быть ответственны за поведение ребенка.Они увидели различия в кишечных бактериях между плохо воспитанными детьми и теми, кто вел себя хорошо. Исследователи глубже изучили эти различия и их причины. Они изучили взаимосвязь между родителями и ребенком, уровень родительского стресса и образ жизни в микробиоме. Они обнаружили, что снижение уровня определенных хороших бактерий связано с плохим поведением. Кроме того, уровень родительского стресса и качество отношений между родителями и ребенком были связаны с изменениями в микробиоме ¹¹ .

Другие исследования показали, что микробиом связан с аутизмом ¹² . Специалисты в области здравоохранения могут найти дополнительную информацию о пробиотиках и аутизме на нашем дочернем сайте Лаборатории изучения пробиотиков.

Сводка

В этом блоге было много информации! Но главный вывод заключается в том, что детство — один из самых важных этапов развития микробиома. Дисбаланс между полезными и вредными бактериями может повлиять на текущее и будущее здоровье. К сожалению, существует множество факторов, которые могут вызвать этот дисбаланс.Однако высококачественные пробиотические добавки могут помочь восстановить баланс микробиома и поддержать общее состояние здоровья.

Эта статья является второй частью нашего образовательного ресурса «Серия статей о микробиоме в раннем возрасте», где мы проведем вас по пути развития и поддержки микробиома от зачатия до юной зрелости. Другие статьи из этой серии:

1. Все о микробиоме
2. Детский микробиом: Руководство доктора Кейт — исследует факторы, влияющие на микробиом в детстве
3. Пробиотики для беременных
4. Детские пробиотики
5. Пробиотики для детей
6. Какие пробиотики лучше всего подходят для подростков?

Если вам понравилась эта статья, обратите внимание на следующее:

Как побудить детей принимать пробиотики
Начните укреплять иммунитет ваших детей прямо сейчас: снова в школу
Влияют ли чистящие средства на здоровье кишечника вашего ребенка?

Это изделие последний раз обновлялось в октябре 2020 г.

Список литературы

1. Кэрролл Ф и др., «Факторы, влияющие на принятие решений родителями при отправке детей с инфекциями дыхательных путей в ясли», Journal of Public Health, vol. 38, стр. 281-288, 2016.
2. Ownby et al., «Воздействие на собак и кошек на первом году жизни и риск аллергической сенсибилизации в возрасте от 6 до 7 лет», JAMA, vol. 119, нет. 5. С. 963-972, 2002.
.
3. Cheema G et al., «Влияние пренатального воздействия на собак на развитие экземы в раннем и позднем детстве», Annals of Asthma, Allergy and Immunology, vol.119, нет. 5, стр. S14, 2017.
4. Laynaert B et al., «Защищает ли жизнь на ферме в детстве от астмы, аллергического ринита и атопии во взрослом возрасте?», AJRCCM, vol. 10, стр. 164, 2001.
5. Normand AC et al., «Воздушная культивируемая микрофлора и перенос микробов в сельскохозяйственных зданиях и сельских жилищах», Occup. Environ. Мед, т. 68, pp. 849-855, 2011.
.
6. Кристиан Л.М. и др., «Состав кишечного микробиома связан с темпераментом в раннем детстве», Brain, Behav, Immun, vol.45, pp. 118-127, 2015.
7. Aatsinki A et al., «Состав кишечной микробиоты связан с чертами темперамента у младенцев», Brain, Behavior and Immunity, pp. 80: 849-858, 2019.
8. Nicolini G et al., «Борьба с ростом устойчивости к антибиотикам у детей», Minerva Pediatri, vol. 66, нет. 1. С. 31-9, 2014.
.
9. Schwartz et al., «Использование антибиотиков и траектория индекса массы тела у детей», International Journal of Obesity, vol.40, стр. 615–621, 2015.
.
10. Каццола, «Эффективность синбиотических добавок в профилактике обычных зимних заболеваний у детей: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое пилотное исследование», Терапевтические достижения в респираторных заболеваниях, тома. 4, вып. (5), pp. 271-8, 2010.
.
11. Фланнери Дж. И др., «Инстинктивные чувства начинаются в детстве: метагеном кишечника коррелирует с ранним окружением, заботой и поведением», Am. J. Micro, , т. 11, вып. 1. С. e02780-19, 2020.
12. Vuong et al., «Новые роли кишечного микробиома в расстройствах аутистического спектра», Biological Psychiatry, vol. 81, нет. 5. С. 411-423, 2017.
.
13. Sheo Y et al., «Заглушение микробиоты и колонизация условно-патогенных микроорганизмов при родах с помощью кесарева сечения», Nature, pp. 574 (7776): 1-5, 2019.
14. Betran A et al., «Тенденция к увеличению частоты кесарева сечения: глобальные, региональные и национальные оценки», PLoS ONE, vol. 11. С. 11-e0148343, 2016.
15. По данным цифр, вызывающий тревогу рост числа случаев кесарева сечения в мире, 368; doi10.1136 / bmj.k4319: BMJ, 2018.
16. Тамбурини С. и др., «Микробиом в раннем возрасте: последствия для здоровья», Nature Medicine, стр. 22 (7): 713-722, 2016.
17. Sevelsted A et al., «Кесарево сечение и хронические иммунные расстройства», Pediatrics, vol. 135, стр. 92-98, 2015.
18. Wu T et al., «Ингаляционное воздействие на младенцев и взрослых ресуспендированных биологических твердых частиц», Environ.Sci. Технол, т. 52, нет. 1. С. 237-247, 2018.
.
19. S Lynch et al., «Влияние аллергенов и бактерий в раннем возрасте на повторяющиеся хрипы и атопию у городских детей», Journal of Allergy and Clinical Immunology, p. DOI: 10.1016 / j.jaci.2014.04.018, 2014.
20. Hesselmar B et al., «Практика очистки пустышек и риск развития аллергии», Pediatrics, vol. 131, стр. E1829-e1837, 2013.
21. Nicolini G et al., «Борьба с ростом устойчивости к антибиотикам у детей», Minerva Pediatr, vol.66, нет. 1. С. 31-9, 2014.
.
22. Risnes KR et al., «Воздействие антибиотиков на 6 месяцев и астма и аллергия на 6 лет: данные в когорте 1401 ребенка в США», Am. J. Epidemiol., , т. 173, pp. 310-318, 2011.
.
23. Хоскин-Парр Л. и др., «Воздействие антибиотиков в первые два года жизни и развитие астмы и аллергических заболеваний к 7,5 годам: дозозависимая зависимость», Детская аллергия и иммунология, стр. 24 (8): 762-771, 2013.
24. Saari A et al., «Воздействие антибиотиков в младенчестве и риск избыточного веса в первые 24 месяца жизни», Pediatrics, pp. 135 (4): 617-626, 2015.
25. Droste JH et al., «Увеличивает ли использование антибиотиков в раннем детстве риск астмы и аллергических заболеваний», Clin Exp Allergy, vol. 30, нет. 11. С. 1574-53, 2000.
.
26. Schwartz BS et al., «Использование антибиотиков и траектория индекса массы тела у детей», Int J. Obes (Lond), vol. 40, стр. 615-621, 2016.
27. Kronman MP et al., «Воздействие антибиотиков и развитие ВЗК у детей: популяционное когортное исследование», Pediatrics, vol. 130, стр. 794-803, 2012.
28. Messaoudi M et al., «Благоприятные психологические эффекты состава пробиотиков (Lactobacillus helveticus R0052 и Bifidobacterium longum R0175) на здоровых добровольцах», Gut Microbes, vol. 2, вып. 4. С. 256-61, 2010.
.

Дисбиоз в патогенезе детских воспалительных заболеваний кишечника

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) — это хронические воспалительные состояния желудочно-кишечного тракта, которые возникают у генетически предрасположенных лиц.Болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК) — два основных типа ВЗК. Примерно у 20–25% пациентов заболевание начинается в детстве, и детская ВЗК может считаться лучшей моделью для изучения иммунопатогенных механизмов. Основой патогенеза ВЗК являются дефектный врожденный иммунитет и уничтожение бактерий при сверхагрессивном адаптивном иммунном ответе. Состояние «дисбактериоз» с изменениями микробного состава кишечника считается основой патогенеза ВЗК.Микробная популяция желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) человека представляет собой сложную динамичную экосистему, состоящую из тысячи различных видов бактерий. У здоровых людей кишечная микробиота находится в симбиотических отношениях с организмом хозяина и выполняет важные метаболические, «барьерные» и иммунные функции. Микробный дисбактериоз при ВЗК с отсутствием полезных бактерий вместе с генетической предрасположенностью является наиболее значимым состоянием в патогенезе ВЗК у детей.

1.Введение

ВЗК — хронические воспаления тонкой и / или толстой кишки, приводящие к рецидивирующей диарее и болям в животе. Болезнь Крона (БК) и язвенный колит (ЯК) являются двумя основными клинико-патологическими подтипами ВЗК. Несмотря на то, что они являются хроническими и рецидивирующими воспалительными заболеваниями кишечника, их можно дифференцировать по локализации воспаления в желудочно-кишечном тракте и по характеру гистологических изменений в стенке кишечника. Эпидемиологические исследования показывают, что распространенность ВЗК увеличивается в популяциях и регионах с индустриализацией [1].Начало заболевания обычно проявляется в молодом возрасте (в возрасте от 25 до 35 лет), но примерно в 20–25% случаев симптомы появляются в педиатрической популяции [2]. Считается, что в основе развития ВЗК лежат сложные взаимодействия между иммунной системой, кишечными комменсальными бактериями / патогенами и генотипом хозяина [3]. Возникающая консенсусная гипотеза заключается в том, что дисбактериоз кишечника (микробный дисбаланс) может быть триггером ВЗК. У детей иммунная система слизистых оболочек и кишечная флора все еще находятся в стадии развития.Взятые вместе, кажется, что педиатрические ВЗК представляют собой особую группу пациентов с определенными генными дефектами, фенотипическими проявлениями, лекарственной реактивностью и иммунопатологией кишечника [4].

В этой статье мы обсудим значение дисбактериоза в патогенезе ВЗК у детей, ослабление защиты слизистой оболочки и отсутствие бактериального клиренса макрофагами в результате потери толерантности к комменсальной флоре [5, 6] .

2. Микробная флора и кишечная иммунная система

Кишечник человека стерилен при рождении, но колонизация многочисленными видами бактерий начинается сразу после рождения, создавая резидентную микробиоту, характеризующуюся уникальными бактериальными профилями и высокой вариабельностью между людьми и окружающей средой [7] .Микробиота взрослого человека состоит примерно из 10 ¹⁴ бактериальных клеток и примерно 1000 различных видов бактерий [8]. Исследования показали, что наиболее распространенными типами бактерий, обнаруживаемыми в толстой кишке здорового человека, являются грамотрицательные Bacteroidetes и грамположительные Firmicutes с низким уровнем GC [9]. Состав микробиоты сильно различается у разных людей, и у каждого человека есть уникальная коллекция видов бактерий, которая очень стабильна с течением времени. Иммунорегулирующая функция кишечной микробиоты состоит из примирования иммунной системы слизистых оболочек и поддержания гомеостаза кишечного эпителия (Таблица 1).Исследования на стерильных животных показали, что нормальная иммунная функция слизистой оболочки кишечника нарушается в отсутствие микробиоты кишечника [10]. «Гигиеническая гипотеза» выдвигалась на протяжении многих лет для обоснования того, как фундаментальный образ жизни изменился с одного с высоким уровнем на один с низким уровнем микробного воздействия, и, таким образом, обеспечивает объяснение более высокой частоты ВЗК [11]. В этом состоянии кишечная иммунная система имеет более мелкие пятна Пейера, меньше плазматических клеток, меньшее количество интраэпителиальных лимфоцитов CD8 с пониженной цитотоксичностью, а также нарушенную секрецию антимикробного пептида и IgA [12].Микробиота кишечника обширна и весьма разнообразна на уровне видов. Классификация «нормальной» микробиоты является сложной задачей, поскольку каждый человек обладает уникальной коллекцией видов микробов. Firmicutes и Bacteroidetes — два наиболее распространенных обитателя бактериального типа в кишечном тракте [13]. Типы представляют наивысший таксономический ранг в бактериальной классификации и состоят из многочисленных порядков, классов, семейств и родов с разнообразными и широкими метаболическими, экологическими, патогенными и симбиотическими свойствами [14].Описание профилей филумов имеет лишь ограниченное биологическое значение для понимания взаимодействий хозяин-микроб. Данные свидетельствуют о том, что комменсальные бактерии играют роль в поддержании целостности кишечного эпителия [15]. Эпителиальные клетки кишечника (IEC) обеспечивают физический барьер между микробами просвета и подлежащими тканями кишечника, чтобы контролировать защиту и толерантность. IECs экспрессируют рецепторы распознавания образов (PRR) и могут распознавать молекулярные паттерны, связанные с микробными патогенами (PAMP), и отвечать на кишечные микробы посредством секреции цитокинов и антимикробных белков и активации поверхностных молекул, которые опосредуют межклеточные взаимодействия [16].Петерсон и др. показали, что присутствие IgA снижает кишечные провоспалительные сигналы и стимулирует разнообразие кишечной микробиоты [17]. Дефектный антибактериальный, генетически обусловленный барьер позволяет транслокацию и регулирование микробиоты. Комменсальные бактерии могут оказывать противовоспалительное действие на развивающуюся иммунную систему; например, в матке преобладает ответ Т-хелперов 2 типа [18]. При колонизации кишечника устанавливается баланс между Т-хелперами 1 и 2 типов, чтобы предотвратить развитие аллергических пищевых реакций и установить реакцию Т-хелперов 3 типа, которая обеспечивает толерантность к оральным белковым антигенам.Кормление способствует антигенной стимуляции и бактериальной колонизации кишечника. Это необходимо для развития плазматических клеток, продуцирующих IgM и IgA, в собственной пластинке кишечника [19]. Грудное молоко обеспечивает пассивную защиту с помощью антибактериальных компонентов, таких как IgA, лизоцим и лактоферрин, способствует развитию комменсальной флоры, богатой бифидобактериями, и снижает колонизацию потенциальными патогенами. Нарушения нормального развития иммунной системы могут привести к хроническим заболеваниям.Использование антибиотиков в неонатальном периоде и младенчестве может препятствовать развитию здоровой комменсальной флоры и может привести к последующим аллергическим заболеваниям или воспалительным состояниям кишечного тракта (синдром раздраженного кишечника и ВЗК) [20].

Подавляет эпителиальную активацию NF-kB и экспрессию воспалительных генов Активирует клетки CD4 в пейеровых пятнах киллеров Увеличивает количество Т- и В-клеток, включая CD86-положительные клетки Организует особые отношения между Т-, В и дендритными клетками в пейеровских бляшках Увеличивает количество микроскладок Повышает продуцирование IgA B-клеток Гипертрофии Пейеровы бляшки и развитие зародышевых центров

В здоровых условиях хозяина сбалансированные механизмы регулируют s стимул резидентной микробиоты кишечника и конечных продуктов их метаболизма [21].Hildebrand et al. показали, что пневмония в возрасте до 5 лет, но не позже, и последующее и частое использование антибиотиков были связаны с последующим высоким риском БК, и это может представлять либо предрасположенность, либо причинную связь. Результаты подтверждают, что раннее воздействие антибиотиков влияет на иммунную функцию, нарушая колонизацию кишечника [22].

3. Микробиота при ВЗК

Обсуждается теория о том, что ВЗК представляют собой следствие потери иммунологической толерантности к аутологичной флоре.Эту теорию подтверждают ограниченное количество исследований на людях и большое количество исследований на моделях животных. Предполагается, что присутствие бактерий необходимо для развития экспериментальной ВЗК в большинстве моделей [23]. Комменсальная флора, по-видимому, усугубляет, а не напрямую вызывает заболевание [24]. У пациентов с ВЗК не только уменьшается количество комменсальных бактерий, но и изменяется качество состава микробиоты с уменьшением количества Firmicutes и Bacteroidetes. Вследствие этого дисбактериоза относительное количество Enterobacteriacae увеличивается у пациентов с ВЗК по сравнению со здоровым контролем, хотя их абсолютное количество остается неизменным [25].Эти результаты присутствуют также в нескольких исследованиях, в которых наблюдали снижение концентрации клостридий, хотя и не всегда сопровождалось уменьшением Bacteroides [26]. Macfarlane et al. выявили отклонения в популяциях Bifidobacterium при ректальной биопсии от пациентов с ВЗК со значительным снижением количества [27]. Zhang et al. показали, что бактериальное разнообразие лактобацилл присутствует в изъязвленной ткани по сравнению с неязвенной тканью у тех же пациентов с ЯК [28].

С другой стороны, увеличивается количество прикрепляющихся к слизистой оболочке бактерий, таких как инвазивные E. coli , или Proteobacteria, такие как Enterobacteriaceae (Таблица 2). Возможность того, что ВЗК являются хронической воспалительной реакцией, направленной против микробных агентов, рассматривалась при ЯК и БК. Несколько инфекционных агентов, включая Mycobacterium avium подвид paratuberculosis (MAP), адгезивную инвазивную E. coli , Yersinia и Pseudomonas , были задействованы как триггеры CD [29].Исследования исключили многие микроорганизмы, включая сальмонеллу, campylobacter jejuni, clostridium difficile, аденовирусы, ротавирусы и микоплазмы в качестве основных этиологических агентов, хотя некоторые из них могут быть причастны к рецидивам БК [30]. Одним из агентов, вызвавших большие споры, является Mycobacterium avium подвид paratuberculosis (MAP), который в течение многих лет считался возможным этиологическим агентом [31]. MAP был наиболее устойчивым кандидатом на роль возбудителя CD, хотя его роль в этиологии заболевания часто подвергалась сомнению.Исследования распространенности MAP у пациентов с CD из многих стран мира показали широко различающиеся результаты, варьирующиеся от 0% до 100%. Возможная роль MAP в CD также была подтверждена идентификацией ДНК MAP с использованием анализа полимеразной цепной реакции IS900 (ПЦР) сред, инокулированных мононуклеарными клетками периферической крови (PBMC) пациентов [32]. Кирквуд и др. описали всестороннее исследование присутствия MAP в ткани кишечника и PBMC у 142 детей с начальными симптомами IBD до лечения.Окончательные диагнозы включали БК (62 ребенка), ЯК (26 детей) и отсутствие ВЗК (54 ребенка). Были свидетельства MAP-инфекции в биопсийной ткани и / или PBMC в общей сложности у 45% детей с CD, 35% детей с UC и 11% детей без IBD. Наличие жизнеспособного MAP у 4/10 пациентов с БК было подтверждено выделением MAP из образцов биопсии. Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что MAP-инфекция кишечной ткани, возможно, связанная с распространением через кровь, может быть вовлечена, в частности, в патогенез детской CD [33].Не было обнаружено значимого соответствия между CD-ассоциированными полиморфизмами NOD2, особенно при CD подвздошной кишки, и инфекцией MAP [34]. Недавно был изучен другой микроорганизм, Escherichia coli , связанный с БК подвздошной кишки [35], но нет никаких доказательств того, что лечение антибиотиками против колиформных бактерий эффективно при лечении пациентов с ВЗК. В ряде различных моделей колита на мышах можно было предотвратить колит, выращивая мышей в стерильных условиях. Была разработана гипотеза, что физиологическая кишечная флора больше не переносится при ВЗК.С 2001 г. полногеномные ассоциативные исследования (GWA) выявили более 30 генов, связанных с ВЗК [36]. Среди идентифицированных мишеней есть гены, которые играют важную роль в иммунологических межклеточных взаимодействиях и передаче сигналов, такие как фактор некроза опухоли (TNF), TNF-рецептор 1 (TNFR1), рецептор интерлейкина-23 (IL23R) [37] или интерлейкин-12p40 (IL12B). Что еще более важно, есть гены, участвующие в иммунном ответе на бактерии, такие как домен олигомеризации нуклеотидов 2 (NOD2) и толл-подобный рецептор 4 (TLR4), а также гены аутофагии, связанные с аутофагией, такие как 1 (ATG16L1) и иммунитет. GTPase семейства M (IRGM) [38].Варианты генов аутофагии ATG16L1 и IRGM вызывают нарушение способности перерабатывать продукты деградации клеток, а также бактерий и устранять провоспалительные стимулы [39]. Были предложены три взаимоисключающие теории относительно участия бактерий в патогенезе ВЗК, такие как участие стойкого патогена, аномально проницаемый барьер слизистой оболочки, ведущий к чрезмерной бактериальной транслокации, и нарушение баланса между предполагаемыми «защитными» и «вредными» Кишечные бактерии, которые могут способствовать воспалению.Бактерии, колонизирующие слизистую оболочку кишечника, обладают способностью прочно прикрепляться к кишечным эпителиальным клеткам (IECs), вторгаться в IECs посредством механизма, включающего полимеризацию актина и рекрутирование микротрубочек, и индуцировать образование гранулем in vitro [40]. На основе патогенной группы этот тип E. coli был определен и назван AIEC для адгезивно-инвазивной E. coli (AIEC). Было обнаружено, что штаммы AIEC в высокой степени связаны со слизистой оболочкой подвздошной кишки у пациентов с CD, что позволяет предположить, что существуют специфические изменения эпителиальных клеток подвздошной кишки у пациентов с CD, которые обеспечивают адгезию AIEC.Рецептор, участвующий в колонизации AIEC и аномально экспрессирующийся на слизистой оболочке подвздошной кишки у 35% пациентов с БК, был охарактеризован как молекула адгезии клеток, связанная с карциноэмбриональным антигеном (CECAM6). В педиатрической популяции генетика играет еще большую роль в возникновении болезни и восприимчивости. Тем не менее, похоже, что ген NOD2 одинаково присутствует у 30–35% пациентов с БК как у взрослых, так и у детей. Хотя истинная патогенная роль NOD2 в CD остается неизвестной, это важный ген, участвующий в врожденном иммунитете, который поддерживает идею о том, что генетически детерминированные дефекты врожденного и, вероятно, адаптивного иммунитета изменяют способ взаимодействия иммунной системы слизистой оболочки с резидентным иммунитетом. бактериальная флора [41].Это нерегулируемое взаимодействие приводит к адаптивному иммунному ответу, ответственному за хронические воспалительные поражения, и более очевидно при ВЗК с началом в детском возрасте [42].

91 286 E.coli, Firmicutes 91 286 энтеробактерии Увеличенная Снижение Proteobacteriace Bacteroidetes + клостридий ix и iv группы Сульфатредуцирующие бактерии Бифидобактерии

4.Дисбактериоз при ВЗК: причина или следствие воспаления слизистой оболочки?

При ВЗК дисбактериоз может быть ключевым фактором иммунопатогенеза ВЗК, нарушая иммунную защиту хозяина против микробов комменсальной флоры на границе слизистой оболочки [43]. Повышенный межклеточный барьер слизистой оболочки кишечника давно известен при ВЗК с нарушениями как его структурной целостности, так и функций слизистого барьера [44]. Sewell et al. предположили, что проникновение содержимого просвета кишечника в измененную стенку кишечника нарушает клиренс этого материала из-за врожденного иммунного ответа и распространения вторичной воспалительной реакции адаптивной иммунной системой [45].Бактериальный клиренс также изменяется при ВЗК, и выяснено взаимодействие между NOD2 и системой аутофагии. Франк и др. провели исследование корреляции генотип-фенотип и взаимодействия генов с окружающей средой у пациентов с ВЗК. Результаты показывают, что фенотип заболевания, составной генотип NOD2 (аллели Leu1007fs, R702W, G908R) и генотип ATG16L1 (аллель T300A) были в значительной степени связаны со сдвигами в микробном составе с уменьшением бактериального разнообразия [46]. В частности, представители семейства Lachnospiraceae (тип Firmicutes) и Bacteroidales (отряд бактерий) были истощены в подмножестве образцов IBD с одновременным увеличением последовательностей 16S рРНК Proteobacteria и Actinobacteria [47].Вследствие этого дисбактериоза относительное количество Enterobacteriaceae было увеличено у пациентов с ВЗК по сравнению со здоровым контролем, хотя их абсолютное количество оставалось неизменным. Что еще более важно, это исследование подтвердило, что Faecalibacterium prausnitzii , член семейства Lachnospiraceae (клостридиальный кластер IV и IXa), снижается в слизистой оболочке пациентов с ВЗК [48].

Этот патологический состав микробиоты сдвигает сложные взаимодействия, которые происходят между микробами и хозяином, и его метаболические, трофические и защитные функции, такие как иммуномодулирующая стимуляция, укрепление целостности эпителиального барьера [49].В частности, уменьшение количества видов Clostridium и Bacteroides на вызывает снижение продукции бутирата и короткоцепочечных жирных кислот. F. prausnitzii обладают противовоспалительными и антиколитическими свойствами. Избыточный рост класса микроорганизмов, называемых сульфатредуцирующими бактериями (SRB), наблюдаемый у пациентов с ЯК, производит вещества, токсичные для колоноцитов, и блокирует защитные механизмы в слизистой оболочке кишечника [50]. В многочисленных исследованиях анализировались микробные составы у лиц с ВЗК по сравнению со здоровыми людьми из контрольной группы, анализирующими образцы стула, но общепризнано, что микробные популяции в стуле отличаются от популяций, связанных со слизистой оболочкой [51–54].

Однако в последние месяцы исследователи работали над характеристикой кишечной микробиоты также при ВЗК у детей. Богатство, ровность и биоразнообразие кишечного микробиома были значительно снижены у 27 детей с тяжелым ЯК по сравнению со здоровыми людьми из контрольной группы, и это могло включать отсутствие ответа на стероидную терапию [55].

Darfeuille-Michaud et al. показали, что у пациентов с ВЗК наблюдалась аномальная колонизация слизистой оболочки подвздошной кишки бактериями AIEC, которые вызывали высвобождение высоких количеств TNF α , не приводя к апоптозу клеток-хозяев и с потенциальной способностью вызывать стойкое воспаление кишечника [56].Несколько лет спустя присутствие адгезивных инвазивных штаммов бактерий было подтверждено в педиатрической популяции с ВЗК в воспаленной ткани кишечника [57].

Можно предположить, что микробиота и микробиом различны в разных участках воспаленного или невоспаленного кишечника с потерей толерантности и нарушением выработки или функции антибактериальных пептидов, таких как дефенсины, клетками Панета. Есть некоторые свидетельства того, что продукция альфа-дефенсина снижается при CD подвздошной кишки [58] и что при CD толстой кишки наблюдается снижение антимикробной активности слизистой оболочки при неизменно низкой экспрессии антибактериальных пептидов [59].Это количественное и / или качественное изменение приводит к более низким уровням дефенсинов в количестве и типе состава кишечной микробиоты и может способствовать воспалению кишечника. Эти изменения вызывают потерю толерантности к комменсальной флоре и усиление и поддержание воспалительного ответа на кишечные патогены (рис. 1). Пытаясь установить патогенную роль дисбактериоза при ВЗК, микробный дисбаланс запускает ряд механизмов со снижением внутрипросветных уровней бутирата, с подавлением экспрессии эпителиальных белков плотных контактов и повышенной проницаемостью эпителия [50].Уничтожение бактерий, достигающих собственной пластинки через «дырявый» эпителий, также нарушается генетически предрасположенным дефектным фагоцитозом макрофагами. Неэффективный бактериальный клиренс приводит к чрезмерной стимуляции TLR, секреции провоспалительных цитокинов и активации врожденных и опосредованных Т-клетками иммунных ответов. Таким образом, неполноценное уничтожение фагоцитированных организмов, снижение секреции антимикробных пептидов, повышенная проницаемость слизистой оболочки или неправильная экскреция ксенобиотических материалов могут привести к подавляющей стимуляции адаптивных иммунных ответов и потере иммунологической толерантности к комменсальным бактериальным антигенам [60].Этот нарушенный механизм толерантности эпителиальных клеток может распознавать дисбиоз как primum movens . Несмотря на эти наблюдения, неясно, является ли микробный дисбиоз кишечника причиной или следствием воспалительного заболевания [61], поскольку эти исследования различаются отдельным источником микробов и аналитическими методами.




5. Выводы и перспективы

За последний год были сделаны новые открытия в идентификации патогенеза ВЗК, но ключевыми факторами можно считать окружающую среду, генетический состав, комменсальную флору и иммунный ответ.Дисбактериоз можно рассматривать как важный патогенетический фактор с развитием инвазивных патогенных бактерий. Он также может способствовать бактериальной транслокации через барьер слизистой оболочки кишечника к мезентериальным лимфатическим узлам. Анализ микробиоты CD и UC до сих пор привел к расхождению во взглядах на важность конкретных бактерий в патогенезе IBD. Уменьшается не только количество комменсальных бактерий в кишечнике ВЗК, но также изменяется качество и разнообразие комменсальной композиции.С другой стороны, количество прилипающих к слизистой оболочке бактерий, таких как инвазивные E. coli или протеобактерии, такие как Enterobacteriaceae, увеличивается, что приводит к так называемому состоянию «дисбактериоза». Это состояние может иметь патогенетическую роль, что более важно при ВЗК у детей, где взаимодействие с генетической предрасположенностью более значимо.

Необходимы дальнейшие исследования, чтобы лучше определить истинный состав микробиоты у пациентов с ВЗК и понять, является ли дисбактериоз предрасполагающим состоянием или следствием хронического воспаления кишечника.

Роль микробиома в развитии происхождения здоровья и болезней

Резюме

Несмотря на то, что видная роль микробиома в здоровье человека была установлена, в настоящее время признается, что микробиом раннего возраста оказывает большое влияние на долгосрочное развитие. термин здоровье и развитие человека. Вариации в составе и функциональном потенциале микробиома в раннем возрасте являются результатом факторов образа жизни, таких как способ родов, грудное вскармливание, диета и использование антибиотиков.Кроме того, вариации в составе микробиома в раннем возрасте связаны с определенными исходами заболеваний, такими как астма, ожирение и нарушения развития нервной системы. Это указывает на этот бактериальный консорциум как на посредника между факторами раннего образа жизни и здоровьем и болезнями. Кроме того, вариации микробной внутриутробной среды могут предрасполагать новорожденных к определенным последствиям для здоровья в более позднем возрасте. В этом коллективном исследовании подтверждается роль микробиома в причинах развития здоровья и болезней.Подчеркивая критическое окно восприимчивости в раннем возрасте, связанное с развитием микробиома, мы обсуждаем микробную колонизацию младенцев, начиная с обмена микробами от матери к плоду внутриутробно и вплоть до влияния грудного вскармливания в первый год жизни. Кроме того, мы рассматриваем имеющиеся данные по конкретным заболеваниям, указывающие на то, что микробиом является механистическим посредником в развитии происхождения здоровья и болезни.

За последнее десятилетие микробиом стал одним из основных факторов, влияющих на здоровье человека. ¹ В текущих исследованиях было высказано предположение, что микробиом в раннем возрасте является решающим фактором для правильного иммунного развития и долгосрочного здоровья. ^{2 , 3} Преходящий микробный дисбиоз в течение этого периода времени был связан с развитием иммуноопосредованных, метаболических нарушений и нарушений развития нервной системы. ^{4 — 7} Кроме того, все больше данных используется в поддержку жизненно важной роли материнского и внутриутробного микробиома в здоровье и развитии детей. ⁸ В совокупности эти результаты были использованы для поддержки микробиома как ключевого участника исследования «Истоки здоровья и болезней в развитии» (DOHaD). В этом обзоре мы обсудим текущие исследования, касающиеся созревания микробиома на ранних этапах жизни и того, как временные изменения в этом бактериальном консорциуме могут иметь долгосрочные последствия для здоровья человека.

ДОХАД: где подходит микробиом?

Гипотеза происхождения развития предлагает вариации в программировании плода и младенца в зависимости от воздействия окружающей среды в критический период ранней жизни. ⁹ Первоначально названная гипотезой Баркера, ^{10 , 11} , в которой основное внимание уделялось связи между недоеданием плода и гипертонией в более позднем возрасте, эта теория с тех пор расширилась, чтобы учесть многие типы воздействий в раннем возрасте. и исходы родов, связанные с долгосрочным здоровьем и развитием. Например, высокая масса тела при рождении связана с увеличением риска рака груди и толстой кишки, ^{12 , 13} , и основной механизм этой связи может быть связан с внутриутробным воздействием высоких уровней гормонов роста. ⁹

Инфекции раннего возраста и воздействие микробов изначально не были связаны с DOHaD, но были предложены в качестве значительного влияния окружающей среды на развитие иммунитета младенцев в гигиенической гипотезе аллергического заболевания. ¹⁴ С развитием исследований микробиома человека было предложено современное расширение гипотезы гигиены, известное как гипотеза микрофлоры. ¹⁵ Согласно гипотезе микрофлоры, воздействие окружающей среды в раннем возрасте изменяет развитие микробиома человека. ¹⁵ Считается, что изменения в составе микробиома смещают созревание иммунной системы в сторону гиперчувствительного и / или гипервоспалительного состояния. ¹⁵ Например, врожденная и адаптивная ветви иммунной системы активно участвуют в стимулировании воспалительного ответа. Однако воздействие микробов обычно вызывает реакцию, опосредованную Т-хелпером 1, которая подавляет активность Т-хелпера 2, часто связанную с иммуноопосредованными реакциями и реакциями гиперчувствительности. ³ Обсуждение механизмов, регулирующих взаимодействие между иммунной системой и микробиотой, выходит за рамки этого обзора; пожалуйста, см. Тамбурини и др. ³ для недавнего углубленного обсуждения этой темы.

Аналогично DOHaD, критическое окно развития на раннем этапе жизни также было предложено для микробиома. Преходящий микробный дисбиоз (нездоровое микробное состояние) в течение этого периода времени был связан с долгосрочными проблемами иммунного и метаболического здоровья, ² заслуживает своего исследования в области происхождения развития (рис. 1).

РИСУНОК 1

Микробиом младенца наиболее уязвим к воздействиям окружающей среды в раннем возрасте. Передача микробов от матери к плоду, способ рождения, антибиотики и диета могут изменить колонизацию и созревание микробиома в раннем возрасте. Эти вызванные образом жизни изменения в составе и функциях микробиома могут иметь продолжительное влияние на здоровье человека и могут привести к развитию заболеваний в более позднем возрасте.

Раннее развитие микробиома

Микробиота человека представляет собой сложный организм, состоящий из 10–100 триллионов микробных клеток (бактерий, архей и микробных эукариот) и вирусов. ^{16 , 17} Чтобы подчеркнуть впечатляющий функциональный потенциал микробиоты, геномный каталог этого суперорганизма, микробиома, состоит из примерно 3,3 миллиона неизбыточных генов. ¹⁶ Хотя термины «микробиота» и «микробиом» описывают микробный состав и геномный каталог, соответственно, в этой области исследований они используются взаимозаменяемо. Следующие разделы посвящены описанию первоначальной колонизации и становления бактериальной микробиоты человека в младенчестве, от зачатия до первого года жизни.

Микробный перенос от матери к плоду

До недавнего времени внутриутробная среда считалась стерильной. ¹⁸ Однако с тех пор непатогенные бактерии были обнаружены молекулярными методами в околоплодных водах и плаценте здоровых младенцев, ^{19 , 20} , что указывает на обмен микробами от матери к плоду. Кроме того, путем сравнения микробиоты околоплодных вод, плаценты и мекония, Колладо и др. ²¹ сообщают, что микробиота мекония младенцев, рожденных посредством кесарева сечения, на ~ 55% разделяет бактериальные таксоны с микробиотами плаценты и околоплодных вод.Пренатальный материнский микробиом также может модулировать иммунную систему младенца. Например, сообщалось, что колонизация Escherichia coli HA107 только во время беременности изменяет врожденную иммунную систему слизистой оболочки кишечника и транскриптом потомства. ²²

У людей вариации в составе микробиома плаценты были связаны с материнской беременностью (стресс и гестационный диабет) и исходами для здоровья новорожденных (масса тела при рождении, преждевременные роды). ^{7 , 23 — 25} Также сообщалось, что микробиом плаценты недоношенных младенцев различается по составу в зависимости от гестационной прибавки в весе, ²⁶ предполагая, что этот бактериальный консорциум может опосредовать развитие плода в зависимости от состояние здоровья матери.

Выделение бактерий из плаценты часто связано с патофизиологическим состоянием, которое угрожает здоровью матери и ребенка. Из-за отсутствия культурального анализа микробиома плаценты существуют некоторые разногласия по поводу его достоверности. ²⁷ Кроме того, во многих молекулярных исследованиях, характеризующих внутриутробный микробиом, отсутствует включение соответствующих мер контроля для устранения фонового загрязнения. ²⁸

Также возможно, что плацента не содержит каких-либо жизнеспособных бактерий, а скорее состоит из фагоцитированных побочных продуктов микробов или компонентов клеточной стенки. ^{8 , 22 , 29} Отсутствие жизнеспособных бактерий не отменяет способности микробиома плаценты модулировать развитие плода, поскольку взаимодействие с молекулярными патогенами, связанными с патогенами, все еще может регулировать дифференцировку и пролиферацию клеток. ^{8 , 22 , 29} Кроме того, после реализации строгих стратегий валидации метагеномных анализов плаценты микробиом плаценты может использоваться как биомаркер здоровья и болезни матери и плода. Было проведено несколько исследований для изучения функции микробиома плаценты, ^{23 , 25} , подчеркивая возможность будущих исследований в этой области. Анализ микробных метаболитов и применение метатранскриптомических подходов для характеристики функциональной способности микробиома плаценты будут ключевыми в определении его роли в DOHaD.

Вагинальные роды: первый шаг в послеродовой микробной колонизации

Послеродовая бактериальная колонизация младенца начинается во время рождения, когда новорожденные подвергаются воздействию материнских фекальных и вагинальных микробиот. ³⁰ В течение 24 часов после родов микробиоты на различных участках тела (ротовая полость, кожа, меконий и т. Д.) Новорожденных после кесарева сечения первоначально заселяются бактериями, находящимися на коже матери (например, Staphylococcus spp.), Тогда как вагинально родившиеся младенцы заселены типичными вагинальными бактериями (например, Prevotella , Atopobium spp.). ³⁰ В недавнем исследовании Chu et al. ³¹ предполагают, что это открытие может быть специфическим для микробиома кишечника новорожденных. В их исследовании 81 диады матери и младенца микробиомы других участков тела (ноздри, кожа и т. Д.) Младенцев, рожденных естественным путем, выявили бимодальный образец материнского происхождения, заселенный как влагалищными, так и кожными бактериями матери, а не одним или одним из них. другой. ³¹ Однако в обоих исследованиях предполагается, что микробиоты младенцев однородно распределяются по участкам тела (например, меконию, коже, ноздрям и т. Д.) Сразу после рождения. ³⁰

Профилирование микробиома кишечника новорожденных сразу после рождения и в возрасте до 2 лет позволяет предположить, что способ родов может привести к длительному микробному дисбиозу кишечника новорожденных. ³² В исследовании 43 диад матери и младенца младенцы, рожденные посредством кесарева сечения, демонстрировали повышенное филогенетическое разнообразие сразу после рождения. ³² Однако после 1 месяца филогенетическое разнообразие младенцев, рожденных с помощью кесарева сечения, снизилось по сравнению с младенцами, родившимися естественным путем. ³² Чу и др. ³¹ слегка оспаривают этот вывод. В их недавнем исследовании способ рождения был связан с вариациями микробиома ноздрей, кожи и ротовой полости сразу после рождения, но не с вариациями микробиома младенческого мекония. Исследователи обоих исследований подтверждают влияние способа рождения на колонизацию новорожденных в целом; однако необходимы дополнительные исследования, чтобы определить влияние этого фактора ранней жизни на микробиомы определенных участков тела.

Из-за преимуществ для здоровья, связанных с вагинальными родами, ³³ Dominguez-bello et al ³⁴ провели первое исследование, направленное на повторное заселение младенцев, рожденных с помощью кесарева сечения, вагинальными бактериями. Авторы сообщают о частичном восстановлении микробиоты новорожденных, рожденных посредством кесарева сечения, по сравнению с микробиотой новорожденных, рожденных естественным путем. ³⁴ Однако долгосрочные последствия для здоровья и состав микробиома младенца еще не известны. ³⁴ Будущий анализ новорожденных, рожденных после кесарева сечения, подвергшихся воздействию вагинального микробиома, будет чрезвычайно ценным для определения пользы бактерий, полученных из влагалища, для долгосрочного здоровья человека. Кроме того, проведение проспективных исследований на людях и животных моделей с попытками аналогичной колонизации вагинальными бактериями среди потомства, рожденного посредством кесарева сечения, будет иметь решающее значение для выяснения роли вагинальных микробов в развитии заболевания.

Грудное вскармливание способствует созреванию микробиоты в раннем возрасте

По мере роста новорожденного гомогенный микробиом, населяющий его или ее тело, расходится в специфические для микробов ниши. ^{18 , 31} Созревание всего микробиома младенца изучается в течение первого года жизни, но после этого времени большинство исследователей сосредотачиваются именно на микробиоме кишечника. Микробиом кишечника человека, в значительной степени обусловленный грудным вскармливанием и питанием младенцев, продолжает созревать до тех пор, пока ребенок не достигнет возраста 2–3 лет, после чего его состав стабилизируется. ³⁵

Грудное вскармливание засевает микробиом кишечника младенца через контакт с материнскими ареолярными микробами и микробами грудного молока и обеспечивает ключевые источники энергии для многих бактерий (олигосахариды грудного молока). ^{36 — 39} В исследовании 107 диад матери и младенца младенцы, которые находились на грудном вскармливании в течение первых 30-40 дней жизни, получали в среднем ~ 28% бактерий из грудного молока и ~ 10% — из грудного молока. материнская ареолярная кожа. ³⁸ Авторы также сообщают о дозозависимой связи между составом микробиома кишечника младенца и долей ежедневного грудного вскармливания. ³⁸

Существует четкое различие в составе между детьми на грудном вскармливании и на искусственном вскармливании, при этом в младенцах на грудном вскармливании больше видов Bifidobacteria и Lactobacillus spp.а среди младенцев, вскармливаемых смесью, больше преобладают клостридиалы и протеобактерии. ^{32 , 40} Кроме того, у детей, вскармливаемых смесями, наблюдается снижение разнообразия и бактериального богатства даже после первого года жизни (в возрасте 12–24 месяцев). ³² В исследовании 30 недоношенных детей сообщалось также о том, что влияние грудного вскармливания (по сравнению с кормлением смесью) маскирует влияние веса при рождении на микробиом младенца, подчеркивая, что грудное вскармливание является потенциально защитным (по крайней мере, в отношении микробиома младенца). ) против традиционного фактора риска DOHaD. ⁴¹ Эпидемиологические данные подтверждают полезную роль грудного вскармливания в укреплении здоровья младенцев. Кормление смесью было связано с повышенным риском различных гипервоспалительных и иммуноопосредованных заболеваний. ^{42 , 43} Кроме того, исследователи недавнего эпидемиологического исследования сообщили, что грудное вскармливание защищает от хрипов в течение первого года жизни младенцев, рожденных от матерей с астмой. ⁴³ В рамках работы, обсуждаемой в этом разделе, мы предполагаем, что микробиом может быть посредником между этими ассоциациями.

Материнская диета, связанная с беременностью, формирует развивающийся микробиом младенца

Последние данные были использованы для подтверждения значительной роли материнской диеты, связанной с беременностью, в формировании микробиома младенческого возраста. Сообщалось, что рацион матери с высоким содержанием жиров во время беременности и кормления грудью вызывает дисбактериоз в микробиоме потомства японских макак. ⁴⁴ Эти вызванные материнской диетой микробные вариации сохранялись у молодых макак. ⁴⁴ Кроме того, контрольная диета с низким содержанием жиров после отъема не смогла исправить дисбактериоз, вызванный материнской диетой с высоким содержанием жиров. ⁴⁴ В проспективной когорте из 26 диад матери и младенца, гестационная диета матери с высоким содержанием жиров была связана с отчетливыми вариациями микробного состава кишечника новорожденных (меконий), которые сохранялись до 4–6-недельного возраста. ⁴⁵ В модели на мышах рацион матери с высоким содержанием клетчатки был связан с увеличением производства короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) у потомства. ⁴⁶ Подчеркивая иммуномодулирующую способность микробиома материнской диеты во время беременности, у этих детенышей также были обнаружены более высокие частоты Т-регуляторных клеток тимуса. ⁴⁶ Наконец, демонстрируя влияние материнского рациона на функциональную способность микробиома младенца, поросята, рожденные от свиноматок, которых кормили западной диетой (высокоэнергетическая, высокожировая, основанная на фруктозе диета) во время беременности, показали снижение продукции SCFA . ⁴⁷ В этих исследованиях подтверждается важность микробиома как медиатора, связывающего рацион матери, связанный с беременностью, со здоровьем ребенка, что подтверждает роль микробиома в DOHaD. Будущие исследования могут пролить больше света на длительные последствия для здоровья и развития материнской диеты, связанной с беременностью.

Антибиотики изменяют колонизацию младенцев и уменьшают созревание микробиоты

Возможно, неудивительно, что пре- и послеродовое воздействие антибиотиков является основным экологическим фактором стресса для микробиома младенца в раннем возрасте. Сообщалось, что пренатальное воздействие антибиотиков на мать изменяет разнообразие как микробиоты новорожденных ^{48 — 50} , так и микробиоты матери ⁵¹ . Сообщалось также, что воздействие антибиотиков во время родов изменяет состав микробиома ротовой полости младенца. ⁵² В частности, бактериальные семейства streptococcaceae и gemellaceae и порядок лактобацилл были уменьшены, тогда как бактериальные семейства в типе протеобактерий были обогащены среди младенцев, матери которых получали антибиотики во время родов. ⁵² Кроме того, среди младенцев, матери которых получали антибиотики, состав микробиома полости рта младенцев дополнительно дифференцировался в зависимости от того, получала ли мать коктейль антибиотиков по сравнению с тем, если бы она получала только 1 антибиотик. ⁵²

Постнатальные курсы антибиотиков, проводимые младенцам в первые 3–9 месяцев жизни, приводили к изменению численности определенных кишечных бактериальных таксонов (а именно, Ruminococcus и клостридиалов). ³² Кроме того, использование антибиотиков в первые 6–12 месяцев жизни было связано со снижением созревания детской микробиоты. ³² Это говорит о том, что антибиотики могут задерживать развитие микробиоты, если их вводить в течение этого периода времени, что потенциально может предрасполагать младенцев к заболеваниям, связанным с микробиомом, в более позднем возрасте. ³²

В эпидемиологических исследованиях было высказано предположение, что вызванный антибиотиками дисбактериоз в младенчестве способствует развитию многих неинфекционных заболеваний в более позднем детстве и во взрослом возрасте (например, ожирение, астма, воспалительное заболевание кишечника [ВЗК]). ^{53 — 56} Однако эти эпидемиологические анализы не выясняют, связаны ли эти заболевания причинно-следственной связью с использованием антибиотиков в раннем возрасте или они указывают на иммунную недостаточность в раннем возрасте или предрасположенность к инфекции.Тем не менее, есть несколько многообещающих моделей на животных и перспективных когортных исследований на людях, которые пытаются решить это затруднительное положение и предоставить дополнительную поддержку микробиому как ключевому посреднику развития при DOHaD.

Связанные с дисбиозом неинфекционные заболевания обеспечивают дополнительную поддержку микробиома в DOHaD

Критическое окно в раннем возрасте

Как упоминалось в начале этого обзора, DOHaD подчеркивает критическое окно восприимчивости от зачатия до раннего возраста, в котором факторы окружающей среды наиболее глубоко влияют на здоровье человека в долгосрочной перспективе.Аналогичное критическое окно появилось для развития микробиома. Ученые сузили критическое окно микробиома для ранней жизни до периода между зачатием и первым годом жизни (рис. 1). ¹ Хотя для подтверждения этой теории необходимы дополнительные исследования, уязвимость микробиома к воздействиям окружающей среды, по-видимому, меняется во времени, становится более существенной на ранних этапах жизни и уменьшается по мере того, как он становится взрослым (рис. 1). В следующих разделах мы обсудим исследования по конкретным заболеваниям (в частности, некротический энтероколит [NEC], астму и атопические заболевания, ожирение и нарушения развития нервной системы), которые указывают на это критическое окно в раннем возрасте и дополнительно подтверждают роль микробиома в DOHaD (сведено в Таблицу 1).

ТАБЛИЦА 1

Исследования, в которых исследователи связывают микробиом в раннем возрасте с последствиями для здоровья в более позднем детстве и в зрелом возрасте

NEC

Помимо рисков для здоровья, связанных с преждевременными родами, у недоношенных детей наблюдается выраженный неонатальный микробный дисбиоз. Этот дисбактериоз увеличивает их восприимчивость к болезням, особенно к НЭК, которая может измениться под воздействием антибиотиков в этот критический период времени. ⁵⁷ Путем анализа существующих данных о последовательности гена 16S рибосомной РНК, авторы определили дифференциальную численность протеобактерий, фирмикутов и бактероидетов, которые предшествовали началу NEC. ⁵⁷ Дисбактериоз кишечника, характеризующийся аналогичными вариациями бактериальных таксонов, также предшествовал НЭК в исследовании 122 новорожденных с крайне низкой массой тела при рождении. ⁵⁸ Увеличение протеобактерий наряду с повышенной активностью Toll-подобного рецептора 4 энтероцитов у этих новорожденных с NEC предполагает гипервоспалительный ответ на дисбиотический микробиом. ⁵⁹ Однако недавнее исследование было проведено, в котором исследователи определили уропатогенную колонизацию E coli как значимый маркер риска для NEC. ⁵⁹ Это предполагает, что инвазивные виды микробов могут иметь синергетический эффект в управлении этим расстройством, связанным с дисбиозом. Кроме того, младенцы, получавшие антибиотики в течение 7–14 дней (независимо от статуса NEC), были обогащены на E coli по сравнению с младенцами, получавшими антибиотики в течение 0–6 дней. ⁵⁹ Это подтверждает роль неонатального антибиотико-индуцированного дисбиоза в НЭК, который может повысить уязвимость микробиома кишечника новорожденных к инвазии патогенов. Из-за очевидной связи между микробным дисбиозом и НЭК добавление пробиотиков к недоношенным новорожденным становится важной областью исследований для профилактики и лечения НЭК. ^{109 , 110} В систематическом обзоре и метаанализе 26 исследований пробиотических вмешательств для НЭК предполагается, что пробиотическое вмешательство действительно предотвращает НЭК. ⁶⁰ Однако конкретные штаммы, которые будут использоваться, и их влияние на группы высокого риска (младенцы с крайне низкой массой тела при рождении) требуют дальнейшего изучения. ⁶⁰ Тем не менее, в ближайшем будущем может появиться возможность оптимизировать микробиом новорожденных для борьбы с развитием этого заболевания и предотвращения связанной с ним детской смертности.

Астма и атопическое заболевание

Исследования NEC подчеркивают динамическую связь между микробиомом кишечника и развивающейся иммунной системой. Однако, хотя иммунная система новорожденных находится в состоянии повышенной готовности к патогенным захватчикам, исследователи, проводившие исследования астмы и атопических заболеваний (пищевая аллергия, атопический дерматит и т. Д.), Предполагают, что на ее развитие сильно влияют комменсальные бактерии.

В недавней оценке микробиома в развитии астмы подтверждается более существенная роль материнской микробиоты в развитии плода, чем считалось ранее.В модели аллергического воспаления дыхательных путей на мышах кормление беременных мышей с высоким содержанием клетчатки (которое, как сообщается, стимулирует продукцию SCFAs микробиомом ¹¹¹¹ ) или ацетата (SCFA) модулировало материнскую микробиоту и защищало последующее потомство от развития. аллергическое заболевание дыхательных путей. ⁷³ Авторы этого исследования также предоставили предварительные доказательства этой ассоциации у людей; высокие уровни ацетата в сыворотке беременных коррелировали с сокращением посещений терапевта по поводу кашля и хрипов у потомства в течение первых 12 месяцев жизни. ⁷³

Постнатальный дисбактериоз в раннем периоде жизни кишечника человека ^{2 , 4 , 5 , 70} и дыхательные пути ⁷⁸ микробиомы, а также микробиомы, связанные с астмой развитие у детей. Этот дисбактериоз характеризуется сдвигами в распространенности специфических бактерий ^{4 , 5} и таксонов грибов ⁷⁰ , которые являются временными и наиболее заметными между рождением и 3 месяцами жизни.Большинство исследований на людях в этой области исследований выявляют только коррелятивные доказательства связи дисбактериоза в раннем возрасте с астмой. Однако Arrieta et al., ^{, 4,} предоставляют предварительные доказательства причинно-следственной связи, связанной с преходящим дисбактериозом в раннем возрасте и развитием иммунной системы в контексте астмы. В этом исследовании прививка мышей, ранее свободных от микробов (GF), 4 видами бактерий, которые были уменьшены у младенцев с высоким риском астмы, уменьшила аллергическое воспаление дыхательных путей у этих мышей. ⁴

Имеются также данные, подтверждающие роль микробиома раннего возраста в пищевой аллергии.Azad et al. ⁷⁴ сообщают об уменьшении микробного разнообразия в возрасте 3 месяцев и увеличении соотношения энтеробактерий / бактериоидных в возрасте 3 месяцев и 1 года, что было связано с повышенной пищевой сенсибилизацией у детей в возрасте 1 года. Изменения микробиома кишечника в возрасте 3 и 6 месяцев также были связаны с разрешением аллергии на молоко к 8 годам. ⁷⁵ Таким образом, авторы текущего исследования микробиома астмы и аллергии предполагают временной период между рождением и возрастом в один год как окно возникновения этого заболевания.Эта иммунная гиперчувствительность сохраняется в более позднем детстве и во взрослом возрасте, несмотря на временный характер микробного дисбиоза.

Ожирение

Подобно астме и атопическим заболеваниям, проспективные исследования выявляют вариации состава микробиома кишечника в раннем возрасте, которые предшествуют развитию ожирения. ^{88 , 91} Недавнее исследование выявило временные и композиционные ассоциации микробиома с ожирением в раннем детстве. ⁸⁹ В частности, младенцы с высокой численностью Streptococcus в возрасте 6 месяцев демонстрировали повышенное ожирение в возрасте 18 месяцев. ⁸⁹ Это подчеркивает важность как состава микробиома, так и времени созревания микробиома в развитии детского ожирения.

Модельные исследования на мышах использовались для механической поддержки потенциальных метаболических эффектов микробного дисбиоза в раннем возрасте и подчеркивали способность антибиотиков вызывать ожирение. В исследовании Cho et al., ⁹⁰ антибиотиков, вводимых мышам в раннем возрасте, приводили к последующему увеличению ожирения и метаболических гормонов.Cox et al., ^{, 6,} , способствовали этому исследованию, манипулируя микробиотой раннего возраста с помощью низких доз пенициллина (LDP). Здесь они сообщают, что воздействие LDP в молодом возрасте увеличивало влияние диеты с высоким содержанием жиров на микробиоту, которая могла быть передана мышам GF, чтобы вызвать ожирение. ⁶ Для будущих исследователей будет важно использовать как проспективные исследования на людях, так и модели на животных, чтобы определить связанные с микробиомом эффекты воздействия антибиотиков в раннем возрасте на здоровье человека.

Расстройства нервного развития

Менее интуитивная роль микробиома кишечника в здоровье и развитии человека связана с влиянием микробного дисбиоза в раннем возрасте на развитие нервной системы (т.е. ось кишечник-мозг). Появляется все больше доказательств, подтверждающих вариации микробного состава в раннем возрасте при реакции на стресс и тревогу. В моделях на животных предполагается, что неонатальный стресс после разлучения с матерью приводит к долгосрочным изменениям состава кишечной микробиоты, ^{95 , 96} , и лечение крысят пробиотиками может противодействовать возникающему в результате повышенному уровню кортикостерона. ⁹⁵ Пренатальное воздействие SCFA, пропионовой кислоты, также, как сообщалось, усиливало тревожное поведение у мышей. ⁹⁷ В недавнем исследовании Gur et al. ⁷ сообщают о влиянии пренатального материнского стресса на мышей и его способности изменять как материнский, так и неонатальный микробиомы кишечника. Взрослые потомки, подвергшиеся пренатальному материнскому стрессу, также проявляли повышенное тревожное поведение. ⁷ Кроме того, пренатальный стресс также вызвал изменения в микробиоме плаценты. ⁷ Это говорит о том, что внутриутробная микробная среда является потенциальным посредником материнского пренатального стресса и, как следствие, стресса у потомства.

Вариации микробиома кишечника также связаны со многими аспектами социального поведения. Взрослые потомки традиционных самок (ранее GF, но колонизированные микробиомом мышей, свободных от специфических патогенов [SPF]), как сообщалось, демонстрировали пониженную двигательную активность по сравнению с потомками от GF самок. ⁹⁸ Buffington et al. ⁹³ сообщают о нарушении социального поведения (аналогичном тому, которое наблюдается при расстройстве аутистического спектра) у потомков самок, которых кормили диетой с высоким содержанием жиров, что опосредовано вариациями микробиома потомства.Кроме того, с помощью метагеномного секвенирования с использованием дробовика эта группа выявила значительное снижение уровня Lactobacillus reuteri среди потомков, питаемых матерью с высоким содержанием жиров. ⁹³ Дополнение питьевой воды л реутери привело к восстановлению социального дефицита потомства. ⁹³ Примечательно, что большинство исследований с участием исследователей, сосредоточенных на критическом окне в раннем периоде жизни в отношении нервного развития, было проведено на животных моделях. Однако есть недавние данные, подтверждающие роль микробиома кишечника младенца в когнитивном развитии человека.Carlson et al., ^{, 94,} , сообщили об изменениях в разнообразии α микробиома кишечника у годовалых детей, которые коррелировали с их когнитивными способностями, измеренными в возрасте 2 лет. Дополнительные исследования на людях подтвердят эти доказательства. Однако интересно отметить, что исследователи последовательно определяют период времени между беременностью и первым годом жизни как наиболее важный для человеческого развития.

В совокупности это исследование, посвященное конкретному заболеванию, используется для подтверждения роли микробиома в раннем возрасте в развитии плода и ребенка в различных контекстах.Однако преддиагностические различия в составе микробиома в раннем детстве были связаны с другими хроническими неинфекционными заболеваниями в более позднем детстве и во взрослом возрасте (например, ВЗК и диабет 1 типа, таблица 1). ¹ Кроме того, Харрис и др. ¹¹² идентифицировали связь между подростковой диетой и раком груди, диагностированным во взрослом возрасте, предполагая, что время восприимчивости микробиома также может быть специфичным для заболевания. Таким образом, будущее исследований микробиома DOHaD открывает широкие возможности.

Дисбиоз кишечника и целостность ГЭБ при аутизме — Просмотр полного текста

Расстройство аутистического спектра (РАС) — это расстройство нервного развития, характеризующееся нарушением социальных взаимодействий и общения, связанное с повторяющимся поведением и ограниченными интересами. Патофизиология РАС сложна из-за клинической гетерогенности и множества сопутствующих заболеваний. Удивительно, но до 70% детей с РАС страдают желудочно-кишечными расстройствами (ЖКТ), коррелирующими с тяжестью РАС. На эти расстройства желудочно-кишечного тракта влияют расстройства пищевого поведения, связанные с РАС.Также при РАС наблюдается дисбаланс кишечной микробиоты. Кроме того, микробиота кишечника играет ключевую роль в регулировании оси кишечник-мозг. Он участвует в развитии мозга и нейровоспалении, одном из патофизиологических путей при РАС. Нейровоспаление также участвует в регулировании целостности гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), который нарушается при РАС. Поэтому возникает вопрос, влияет ли дисбактериоз кишечника на целостность ГЭБ при РАС.

Основная цель — определить, существует ли связь между составом кишечной микробиоты и целостностью ГЭБ при РАС.

Вторичные цели: i / определить патофизиологические пути, вовлеченные в эту ассоциацию, в частности, через процессы нейровоспаления; ii / оценить влияние этой ассоциации на некоторые характеристики РАС; iii / определить влияние нутритивного статуса на измеряемые биологические и клинические параметры.

Это моноцентрическое обсервационное и перекрестное исследование 60 детей с РАС в возрасте от 6 до 16 лет, проживающих в регионе Лангедок-Руссильон, и из когорты ELENA (эта когорта включает 900 французских детей с РАС, первоначально в возрасте от 2 до 16 лет). 16, и следовал в течение 6 лет).

Иммуноанализы сыворотки будут оцениваться для измерения нейровоспаления, анализы плазмы на воспаление кишечника и проницаемость. Клинические характеристики будут собираться врачом и с помощью анкет для родителей (тест на тяжесть РАС, уровень социального взаимодействия, повторяющееся и стереотипное поведение, поведенческие расстройства, качество жизни, интенсивность расстройств желудочно-кишечного тракта). Состояние питания будет оцениваться с помощью анализа метаболома сыворотки и антропоморфных мер.

Участники будут разделены на группы в зависимости от выраженности их характеристик РАС и наличия или отсутствия расстройств желудочно-кишечного тракта.

Описательные анализы состава микробиоты, биологических маркеров кишечной проницаемости и воспаления, нейровоспаления и целостности ГЭБ будут выполнены с использованием корреляции тепловой карты. Анализ главных компонентов позволит идентифицировать образцы состава микробиоты. Связи между различными группами измеряемых биомаркеров (паттерны микробиоты, целостность ГЭБ, кишечная проницаемость, кишечное воспаление и нейровоспаление) будут выполняться с использованием многомерных регрессионных моделей.Модели будут систематически корректироваться по возрасту и полу.

Исследование продлится 3 года и закончится в мае 2023 года. Продолжительность включения составляет 24 месяца. Никаких конкретных последующих действий не планируется за пределами 6-месячного максимального периода между заявкой на исследование и посещением включения. Исследование будет представлено пациентам в конце их визита через 3 или 6 лет наблюдения в рамках когорты ELENA. Для пациентов, отвечающих критериям включения и согласившихся участвовать в исследовании, будет проведено два посещения Центра источников аутизма в Лангедок-Руссильоне (CRA-LR) для получения согласия и доставки материалов, которые будут использоваться в дом.За неделю, предшествующую их второму посещению CRA-LR, родители будут собирать образец стула своего ребенка в специальную банку, которая будет упакована в пластиковый пакет и храниться в домашней глубокой заморозке до тех пор, пока они не достигнут CRA-LR.