Дисбактериоз у младенцев симптомы: Лечение дисбактериоза у детей | Клиника Семейный доктор

Содержание

Дисбактериоз новорожденных: признаки и лечение, дисбактериоз у новорожденного симптомы и лечение дисбактериоз у новорожденных симптомы и лечение

После выписки из роддома вы не могли нарадоваться на своего малыша: такой он был здоровый, веселый, спокойный, подолгу спал и с аппетитом ел. И стул у него был такой, как в книгах описывают: по запаху и консистенции напоминал густую сметану, но вдруг стал водянистым, зеленым, в нем видны кусочки слизи или кровянистые прожилки, прожилки крови. С кожей начало твориться что-то не ладное: появились сухость, шелушение, покраснения. Да и сосет ребенок плохо: через несколько минут после начала кормления отказывается от груди, плачет, подгибает ножки. Что же случилось? Скорее всего, у новорожденного дисбактериоз кишечника.

Все дело в том, что новорожденный появляется на свет со стерильным кишечником, в котором отсутствуют какие-либо бактерии. Заселение микроорганизмами начинается при прохождении через родовые пути матери.

Затем, в течение первых пяти-семи дней жизни кишечник всех здоровых доношенных детей, находящихся на грудном вскармливании, заселяется бифидобактериями, а к месяцу жизни — лактобактериями. Эти два вида составляют от 90 до 95% микрофлоры кишечника.

Такое соотношение не случайно: организм ребенка и окружающая его среда представляют собой единую экологическую систему, находящуюся в состоянии биологического равновесия. Любое качественное и количественное нарушение такого равновесия и называют дисбактериозом кишечника. Отсутствие или недостаток даже одного из видов бактерий приводит не только к расстройству работы кишечника, но и к нарушению иммунитета, обмена веществ, рахиту, пищевой аллергии.

СИМПТОМЫ ДИСБАКТЕРИОЗА У НОВОРОЖДЕННЫХ

В начале дисбактериоз кишечника может внешне никак не проявляться, но стоит организму ослабнуть, и появляются клинические симптомы. Маму должны насторожить отсутствие прибавки массы тела у малыша, изменения кожных покровов, появившиеся аллергический дерматит, молочница или стоматит на слизистых, снижение или отсутствие аппетита, запор, срыгивание, рвота, гнилостный запах изо рта, повышенное слюноотделение, метеоризм, вздутие живота, боли в животе, учащение кратности и изменение консистенции стула.

Все эти симптому позволяют врачу заподозрить у ребенка развитие дисбактериоза кишечника. Однако для вынесения окончательного диагноза необходимо провести и лабораторную диагностику.

К сожалению, дисбактериоз стал очень распространенной проблемой, особенно среди часто болеющих малышей. Чаще и быстрее всего нормальный состав микрофлоры нарушается у детей первого года жизни: любая кишечная инфекция у них, как правило, сопровождается дисбактериозом кишечника.

ФАКТОРЫ, СПОСОБСТВУЮЩИЕ ДИСБАКТЕРИОЗУ

1. У новорожденных детей:

Нарушение здоровья матери
Патология в родах
Позднее прикладывание к груди
Длительное пребывание в родильном доме
Физиологическая незрелость моторной функции кишечника
Наличие малых гнойничковых инфекций
Нарушение всасывания из кишечника
Первичный иммунодефицит

2. В грудном и раннем возрасте:

Неблагоприятное течение периода новорожденности
Раннее искусственное вскармливание

Диспепсические нарушения (рвота, срыгивание, запоры, дисфункция кишечника)
Частые острые вирусные заболевания на первом году жизни
Явления аллергического дерматита, рахита, анемии, гипотрофии
Изменения в психоневрологическом статусе ребенка
Инфекционная или другая патология.

3. У детей дошкольного и школьного возраста:

Нерациональное питание
Нахождение в закрытых коллективах
Наличие хронических заболеваний
Частые острые респираторно-вирусные инфекции
Аллергические реакции, гормональная перестройка организма

4. Факторы, не зависящие от возрастной группы:

Кишечные инфекции
Частое применение антибактериальных препаратов

Длительное лечение гормональными и противовоспалительными препаратами
Оперативные вмешательства
Стрессы

ЛЕЧЕНИЕ ДИСБАКТЕРИОЗА

Прежде всего, лечение дисбактериоза кишечника начинают с коррекции питания. Если возраст позволяет, в рацион ребенка включают кисломолочные смеси либо кисломолочные продукты. Однако, основу лечения составляют биологически активные препараты, содержащие живые бифидо- и лактобактерии. Эти препараты представляют собой культуры нормальной кишечной микрофлоры, способствуют ее приживлению и уменьшают дисбактериоз кишечника. Эти же препараты рекомендуют применять ослабленным детям в профилактических целях: за десять дней до и после прививки.

При нарушении выработки и усвоения витаминов, микро- и макроэлементов детям необходимо включать в лечение поливитаминные препараты с минеральными добавками в возрастных дозировках. В некоторых случаях, дисбактериоз кишечника может быть не самостоятельной проблемой, а лишь одним из симптомов какой-то болезни. В такой ситуации в первую очередь необходимо позаботиться о лечении основного заболевания.

ПРОФИЛАКТИКА ДИСБАКТЕРИОЗА

Будущая мама может предупредить развитие этого заболевание у своего ребенка, если будет правильно питаться, потреблять продукты, содержащие много клетчатки: отруби, овсяные хлопья, салаты, заправленные растительным маслом. Рекомендуется так же введение в рацион регулирующих функцию кишечника ягод и фруктов: яблок, абрикосов, грейпфрутов, черной смородины.

У детей профилактика нарушений микрофлоры кишечника начинается с раннего прикладывания к груди, естественного вскармливания, рационального сбалансированного питания.

Тщательное наблюдение за ребенком: характером стула, аппетитом, массой тела, помогут вам избежать этой проблемы либо заподозрить и вылечить ее на самых начальных стадиях.

Видео. кишечная инфекция у грудничков симптомы

Дисбактериоз у грудничка – симптомы, причины и лечение

ОБЩЕЕ

Дисбактериоз у новорожденных и детей первого года жизни представляет очень актуальную проблему современной педиатрии. Ведь это состояние выявляется почти у половины детей раннего возраста.

Факты о дисбактериозе у грудничка:

  • Нормальная микрофлора кишечника у грудничков представлена, в основном, анаэробной флорой (лактобациллами, бифидобактериями, бактероидами, кишечной палочкой и т. д.). Незначительную часть (1-4%) нормального биоценоза кишечника составляют некоторые типы стафилококков, грибов, протея и других видов условно-патогенной флоры.
  • При нарушении биоценоза нормальная флора кишечника замещается условно-патогенной.
  • До момента рождения малыш находится в абсолютно стерильной среде материнского организма. В период родов возникает первичная колонизация кожи, слизистых оболочек и частично кишечника микроорганизмами, находящимися во влагалище матери (лакто- и бифидобактерии, кишечная палочка).
  • В течение первых часов и дней происходит массивное заселение организма новорожденного микрофлорой, содержащейся в воздухе, при тактильном контакте и т. д.
  • Примерно на третий-пятый день от рождения практически у всех детей развивается так называемый транзиторный вид дисбактериоза. Основными его признаками являются: периодическое возникновение жидкого стула, учащенное срыгивание, боли в животе спастического характера. Такие симптомы дисбактериоза у новорожденного обычно самостоятельно исчезают на 10–14 день жизни.
  • В молозиве содержатся различные иммунные факторы, которые препятствуют развитию условно-патогенной флоры в кишечнике новорожденного. В связи с этим раннее прикладывание к груди является мощным профилактическим фактором развития дисбактериоза у грудничка.
  • У грудничка дисбактериоз может протекать абсолютно бессимптомно. А характерные изменения кала при отсутствии клинических проявлений не служат показаниями к назначению медикаментозного лечения.

ПРИЧИНЫ

Дисбактериоз у грудничка является вторичным состоянием, сигнализирующим о каких-либо нарушениях в организме младенца. Исходя из этого, выделяют множество факторов риска, воздействие которых может привести к изменению видового или количественного состава микрофлоры кишечника.

Факторы риска дисбактериоза у младенцев:

  • Осложненное течение беременности и/или родов.
  • Недоношенность.
  • Реанимационные мероприятия новорожденного.
  • Гнойно-воспалительные заболевания влагалища и/или молочных желез у матери.
  • Позднее начало грудного вскармливания.
  • Продолжительное пребывание в условиях родильного дома.
  • Наличие локальных гнойно-септических заболеваний у новорожденного (везикулопустулез, пузырчатка, мастит, омфалит и т. д.).
  • Первичное иммунодефицитное состояние.
  • Нерациональное искусственное вскармливание.
  • Неправильное введение прикорма.
  • Острые инфекционные заболевания.
  • Применение антибактериальных и гормональных средств у ребенка или у кормящей матери.
  • Хирургические вмешательства.
  • Нарушение моторики кишечника по разным причинам.
  • Аллергические заболевания.
  • Плохая экология, неблагоприятная обстановка в семье.
  • Острая и хроническая патология желудочно-кишечного тракта, анемии, гипотрофия, рахит и другие заболевания у грудничка.

Значительную роль в возникновении дисбактериоза у детей первого года жизни играет и функциональная незрелость желудочно-кишечного тракта.

КЛАССИФИКАЦИЯ

У новорожденных и грудных детей дисбактериоз классифицируют по степени компенсации, а также по характеру выявленной микрофлоры при лабораторном анализе кала.

Виды дисбактериоза:

  • Компенсированный – протекает абсолютно бессимптомно, а признаки невыраженного микробного дисбаланса выявляются при анализе кала, который исследуется совершенно по другому поводу.
  • Субкомпенсированный – проявления заболевания маловыражены или же обострение симптоматики происходит периодически. В анализе кала диагностируются изменения видового и количественного содержания микрофлоры.
  • Декомпенсированный – характеризуется возникновением яркой клинической симптоматики и выраженными изменениями состава кишечной микрофлоры. Требует назначения лечения.

Микробиологическая классификация (степени):

  • Первая. Снижение общего количества основных представителей нормальной микрофлоры (бифидо-, лактобактерий и т. д.) до 10*7–10*8 КОЕ/г. Могут выявляться не более двух видов представителей условно-патогенных микроорганизмов в количестве до 10*3–10*4 КОЕ/г. Лечение дисбактериоза у грудничка при таких симптомах не требуется.
  • Вторая. Снижение уровня главных представителей нормальной микрофлоры до 10*5 КОЕ/г. Вытеснение нормальных форм кишечной палочки лактозонегативными ее формами. Увеличение количества видов анаэробной условно-патогенной флоры.
  • Третья. Количество лакто- и бифидобацилл прогрессирующе снижается и достигает не более 10*3 КОЕ/г. Кишечная палочка с нормальной ферментативной активностью не выявляется. Преобладает разнообразная аэробная и анаэробная микрофлора.
  • Четвертая. Нормальная анаэробная флора не определяется. Абсолютное преобладание условно-патогенной и явно патогенной микрофлоры. Достаточно редкое явление у грудничков.

СИМПТОМЫ

Клинические признаки дисбактериоза достаточно разнообразны. Однако нужно помнить, что такие же проявления могут иметь и органические заболевания, например, желудочно-кишечного тракта.

Проявления дисбактериоза у грудничков:

  • Главным симптомом дисбактериоза кишечника у грудничка является изменение характера стула – окраски, запаха и консистенции.
  • Нормальный стул у грудничка окрашен в желтый цвет, кашицеобразной консистенции и почти не имеет запаха.
  • При дисбактериозе кишечника стул изменяет свой цвет – становится темным или с зеленым оттенком. Часто в нем появляются комочки, прожилки слизи или даже крови.
  • Консистенция стула может варьировать от очень жидкого, пенистого до твердого с кисловатым или гнилостным запахом.
  • Боли в животе (колики) также встречаются практически у всех младенцев с этой патологией. Они часто сопровождаются вздутием живота и метеоризмом.
  • Характерно появление боли через некоторое время после еды. Грудничок сильно плачет, выгибается, поджимает ножки к животу и может отказываться от еды, несмотря на голод.
  • Часто возникают срыгивания и даже рвота.
  • Беспокойство, плохой сон, частый «беспричинный» плач.
  • Понос или запоры у грудничка как проявление нарушения моторики кишечника.
  • Иногда появляется неприятный запах изо рта, повышенное слюноотделение, сухость кожных покровов.
  • Ребенок может плохо набирать вес.
  • Проявления аллергического дерматита, стоматита являются частыми спутниками дисбактериоза у малышей.

Важно знать, что незначительные изменения стула могут встречаться и у абсолютно здоровых детей. Например, появление комочков или частиц непереваренной пищи часто сопровождает введение прикорма.

ДИАГНОСТИКА

Учитывая, что симптомы дисбактериоза кишечника у грудничка не являются специфичными, клинический осмотр обычно малоинформативен.

Ведущим методом диагностики степени нарушений видового и количественного содержания микрофлоры кишечника является лабораторное исследование кала. При этом выполняется микробиологический (бактериологический) и биохимический анализ кала.

Для выявления возможной причины дисбактериоза у грудничка могут применяться и дополнительные методы обследования: ультразвуковое исследование брюшной полости, биохимические анализы крови и т. д.

ЛЕЧЕНИЕ

Коррекцию дисбактериоза у новорожденных и детей первого года жизни должен проводить только врач на основании выявленных нарушений биоценоза кишечника.

Принципы лечения заболевания:

  • Начинать лечить дисбактериоз кишечника у младенца следует с выяснения и устранения возможной причины, вызывающей заболевание.
  • Главным моментом терапии микробного дисбаланса является грудное вскармливание или же применение адаптированных молочных смесей при его невозможности.
  • Медикаментозное лечение дисбактериоза у грудничка состоит из двух этапов.
  • На первом этапе терапии следует подавить излишний рост условно-патогенной микрофлоры. Это достигается применением специфических иммунных препаратов (бактериофагов), а также кишечных антисептиков и антибиотиков.
  • При выборе антибактериальных препаратов предпочтение отдается таким видам, которые реализуют свою функцию исключительно в просвете кишечника, не оказывая системного действия.
  • По показаниям применяют энтеросорбенты, ферментные препараты.
  • Целью второго этапа является заселение кишечника «полезными» микроорганизмами. Для этого используются различные биопрепараты для орального применения, содержащие в своем составе лакто- и бифидобактерии.

ОСЛОЖНЕНИЯ

При дисбактериозе кишечника у грудничков могут развиваться различные осложнения, влияющие на состояние иммунной системы и развитие организма в целом.

Последствия дисбактериоза:

  • Недостаточное поступление в организм некоторых витаминов и микроэлементов.
  • Развитие анемии.
  • Недостаточный набор веса.
  • Частые инфекционные заболевания.
  • Повышенный риск развития патологии желудочно-кишечного тракта у грудничка (колит, энтероколит и т. д.).
  • Аллергические заболевания.

ПРОФИЛАКТИКА

Выраженность симптомов и лечение этой патологии прямо зависят от причины, вызвавшей микробный дисбаланс в кишечнике. Именно поэтому важным направлением профилактических мероприятий является устранение таких факторов еще до момента их воздействия на организм младенца.

Профилактика дисбактериоза у детей:

  • Своевременная диагностика и санация очагов инфекции у беременной и кормящей женщины.
  • Раннее прикладывание к груди (не позднее двух часов с момента рождения).
  • Грудное вскармливание не менее года.
  • При невозможности грудного вскармливания – применение адаптированных молочных смесей.
  • Своевременное и рациональное введение прикорма. Включение в рацион кисломолочных продуктов в соответствии с возрастом ребенка.
  • Достаточное пребывание на свежем воздухе, физические упражнения и элементы закаливания позволяют укрепить неспецифический иммунитет у младенца.

ПРОГНОЗ НА ВЫЗДОРОВЛЕНИЕ

Дисбактериоз кишечника у новорожденных и детей первого года жизни достаточно хорошо поддается коррекции, поэтому прогноз на выздоровление благоприятный.

Легкие формы нарушения микробного баланса кишечника у грудничков при соблюдении общих рекомендаций в большинстве случаев элиминируются самостоятельно.

Нашли ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Полезная статья Дисбактериоз кишечника у взрослых

Дисбактериоз – это расстройство, характеризующееся дисбалансом количественного и качественного состава микроорганизмов, которые формируют микрофлору кишечника человека. Дисбактериоз кишечника у взрослого…

Дисбактериоз у новорожденного: симптомы и причина появления

Дисбактериоз у новорожденного весьма распространенная проблема, с которой сталкивается практически каждая мама. Дисбактериоз – это изменение состава микроогранизмов кишечника, в результате которого происходит нарушение в работе пищеварительного тракта.

Причины дисбактериоза

Что же вызывает дисбактериоз у младенцев? Возникновению данного недомогания способствует ряд причин:

  1. Лечение матери или ребёнка антибиотиками;
  2. Врожденная патология;
  3. Проблемы со здоровьем у мамы малыша;
  4. Первичный иммунодефицит;
  5. Отказ от грудного вскармливания;
  6. Инфекционные заболевания.

Симптомы дисбактериоза у грудных детей

Очень важно обратить внимание на здоровье малыша и своевременно начать лечение. Признаками дисбактериоза являются:

  • Проблемы со стулом. Кал может быть жидким, со слизью, изменить цвет. Иногда, наоборот появляется запор;
  • Сильные спазмы в животе;
  • Обильное срыгивание;
  • Рвота;
  • Иногда проявляется сыпь.

Существует еще определение «скрытый дисбактериоз».  Как проявляется данное недомогание? Как правило, его симптомы выражены неярко. Данный недуг характеризуют частые заболевания крохи, отсутствие аппетита, недобор веса. При наличии данных симптомов стоит обратиться к врачу, который назначит анализы, для постановки диагноза.

Анализ кала на дисбактериоз собирают утром, в стерильную ёмкость с плотной крышкой.

По результатам анализа, специалист назначает лечение.

Степени дисбактериоза

Выделяют три степени проявления недуга у детей:

  1. Дисбактериоз 1 степени (компенсированный) –, как правило, возникает вследствие неправильного питания или пищевой аллергии. Данная степень лечится проще всего – пробиотиками и диетой.
  2. Дисбактериоз 2 степени (субкомпенсированный) характеризуется потерей аппетита, появлением рвоты, запора или диареи, изменением цвета и запаха кала, появлением в его составе непереваренных комочков пищи.
  3. Для дисбактериоза 3 степени (декомпенсированного) характерно усиление всех вышеуказанных симптомов. Кал приобретает зелёный цвет и запах тухлых яиц, появляются болезненные колики, могут развиться анемия и хронический понос.

  1. При дисбактериозе 4 степени прогрессирует воспалительный процесс. Патогенные микроорганизмы из кишечника крохи проникают в другие органы, отравляя организм. Кал становится жидким с гнилостным запахом, приобретается расстройство нервной системы, авитаминоз, дефицит веса. Ребёнку требуется срочная госпитализация.

Проявление дисбактериоза у новорожденного на фото ниже:

Лечение дисбактериоза

Как лечить дисбактериоз? Начинать лечение стоит сразу же после подтверждения диагноза и под врачебным присмотром. Прежде всего, стоит скорректировать питание грудничка. Подобрать смесь с лактобактериями для искусственника, в случае грудного вскармливания – скорректировать питание мамы, включив в рацион кисломолочные продукты.

Чем лечить дисбактериоз? Поставив новорожденному данный диагноз, врач выписывает бактериофаги, уничтожающие болезнетворные бактерии, сорбенты для вывода токсинов и ферменты, помогающие нормализовать работу кишечника. Лечение должно проводиться исключительно под медицинским присмотром, чтобы исключить ухудшение состояния малыша.

Далее грудничку назначают бифидо- и лактобактерии, чтобы заселить кишечник  полезными бактериями. При нарушении их усвояемости организмом, малышу могут дополнительно назначить поливитаминные комплексы.

Лечение малыша будет эффективней, если, параллельно с ним делать крохе массаж, дольше гулять, нормализовать режим дня.

В случае, когда дисбактериоз является симптомом другого заболевания, следует сделать акцент на лечении основного заболевания.

Профилактика дисбактериоза

Развитие дисбактериоза у новорожденного лучше предотвратить, чем лечить. Для этого нужно соблюдать меры профилактики:

  • Беременность следует планировать, вылечив все инфекции и патологии, пройдя комплексное медицинское обследование;

  • Беременной женщине следует тщательно следить за своим здоровьем, если есть возможность, отказаться от приёма лекарств и уделить внимание правильному питанию, включив в рацион фрукты, ягоды, продукты, богатые клетчаткой и исключив жаренные, соленые и острые блюда;

  • Для новорожденных малышей профилактика начинается, прежде всего, с отказа матери от смеси в пользу грудного вскармливания, впоследствии тщательно следя за рационом подрастающего ребенка;

  • Следует тщательно следить за стулом малыша, аппетитом и прибавкой в весе. В случае каких-либо отклонений, стоит незамедлительно показать ребенка врачу. Это поможет избежать заболевания или вылечить его на начальной стадии.

Соблюдая данные меры профилактики, родители смогут уберечь малыша не только от дисбактериоза, но и ряда других заболеваний.

Видео по теме:

Дисбактериоз кишечника — симптомы, диагностика, лечение — медцентр Аксис (Зеленоград)

Нарушение микрофлоры кишечника называется дисбактериозом. При данном заболевании патологическому изменению подвержена именно кишечная микрофлора (происходит размножение вредных бактерий и вымирание полезных).

Причины возникновения

Большинство врачей все-таки сходятся во мнении, что точной причины возникновения дисбактериоза нет, но существуют некоторые типы заболеваний или расстройств организма, которые, так или иначе, влияют на его развитие. К ним стоит отнести:

  • заболевания желудочно-кишечного тракта
  • прием некоторой группы антибиотиков, которые способны разрушить микрофлору кишечника
  • нездоровое питание
  • физиологические изменения, возникающие с наступлением определенного возраста
  • прием гормональных препаратов, также нарушающих флору организма
  • прохождение курса лучевой терапии или химиотерапии
  • частые стрессовые ситуации
  • инфекции поражающие желудочно-кишечный тракт (пищевое отравление) и т.д.

Причина дисбактериоза может являть собой аллергические реакции, частые респираторные инфекции. Они требуют приема определенной группы препаратов, которая может оказать негативное воздействие даже на кишки взрослого человека.

Симптомы

Симптомы дисбактериоза различны на стадиях его развития. На начальном этапе и вовсе можно ничего не заподозрить. Врачи рекомендуют более внимательно отнестись к здоровью и обратить внимание на такие симптомы:

  • отрыжка
  • частое урчание в кишках
  • метеоризм
  • вздутие
  • боли в животе различного характера: тупые, ноющие или схваткообразные
  • ложные и частые позывы в туалет
  • запоры
  • жидкий, кашеобразный стул с кислым запахом
  • заеды и сухость кожи как проявление гиповитаминоза
  • отсутствие аппетита
  • неприятный привкус во рту
  • редко тошнота, рвота
  • быстрая утомляемость и нарушение сна

Обращаем внимание на то, что проявление всех признаков единовременно не обязательно. Наличие одного из перечисленных должно стать поводом для обращения к специалисту.

Диагностика и лечение дисбактериоза кишечника

“Если у Вас наблюдаются схожие симптомы, советуем записаться на прием к врачу. Также вы можете записаться по телефону: +7 (499) 214-00-00

Стоит отметить, что самостоятельно поставить такой диагноз невозможно. Необходимо обратиться к гастроэнтерологу, который при помощи специальной аппаратуры и анализов сможет установить точный диагноз. В медицинском центре Аксис в Зеленограде проведут все необходимые мероприятия, позволяющие выявить наличие или отсутствие данного недуга.

Наиболее распространенным анализом при выявлении нежелательных бактерий является копрограмма или иными словами – исследование кала. Нехватку микроорганизмов можно выявить при помощи ПЦР-диагностики.

Лечение дисбактериоза, а точнее его продолжительность, будет зависеть от того, на какой стадии обнаружено данное заболевание. На сегодняшний день для полного излечения будет достаточно лечения лекарствами нужной группы.

Препараты при дисбактериозе разрешено употреблять только по назначению лечащего врача:

  • Сорбенты помогут сократить количество нежелательных бактерий.
  • Пребиотики и пробиотики cпособны восстановить нарушенную флору вашего кишечника;
  • Ферменты необходимы для восстановления функций кишечника и наполнения его полезными веществами и элементами;
  • Витамины и различные имунномодуляторы выступают в виде дополнительной защиты организма.

Профилактика заболевания

Для того, чтобы исключить повторное развитие дисбактериоза, необходимо следить за своим питанием, стараться не подвергать себя и свой организм сильным стрессам, избавиться от ненормированного рабочего графика. В период лечения от сезонных заболеваний стараться избегать приема сильных антибиотиков.

Дисбактериоз у ребенка: Симптомы, причины и лечение

Дисбактериоз – это одно из самых неприятных ощущений у малыша. Почему это происходит и что в таком случае делать, читай в статье на Ivona.

Дисбактериоз – это не болезнь, а состояние, при котором нарушается нормальный состав микрофлоры на коже и любых слизистых оболочках. Но больше всего бактерий содержится в кишечнике, и дисбаланс соотношения полезных и опасных микроорганизмов здесь вызывает самые распространенные проблемы. В этом случае соотношение полезных и патогенных бактерий изменяется, что, в свою очередь, приводит к сбою в работе органа. 

Процесс заселения организма микробами начинается сразу после рождения ребенка. Вот почему так важно начать грудное вскармливание вскоре после родов, ведь вместе с молозивом в кишечник новорожденного попадают вещества, нормализующие работу пищеварительного тракта. 

Читай также:  Абрикос помогает бороться с запором и анемией у малыша

Основные симптомы дисбактериоза у грудного ребенка – повышенное газообразование и кишечные колики. Обычно эти состояния возникают через полтора-два часа после кормления: малыш начинает проявлять беспокойство, сучить ножками, плакать, у него нарушается привычный режим сна, вздувается живот, слышно урчание кишечника. 

У детей постарше стул может стать частым и жидким, в нем появляются комочки слизи, меняется его цвет. 

Причины дисбактериоза

Основная причина дисбактериоза – дисбаланс микрофлоры кишечника. В норме в нем живут и полезные, и вредные микроорганизмы, но у здорового человека доля вредных невелика. Проблемы возникают тогда, когда по какой-то причине (снижение иммунитета, стресс, последствия травмы, нездоровое питание, использование антибиотиков) они начинают размножаться и вытесняют полезные бактерии. 

Чем опасен дисбактериоз

Основные последствия дисбактериоза связаны с нарушением работы пищеварительного тракта. Если кишечник работает неправильно, это значит, что малыш недополучает необходимые ему питательные вещества. 

У ребенка может развиться такое явление, как мальабсорбция. Оно связано с нарушением всасывания в тонком кишечнике и приводит к появлению поноса, когда стул малыша становится пенистым, имеет резкий гнилостный запах. 

Читай также: Запах изо рта у ребенка: Что делать

Лечение дисбактериоза

Поставить ребенку правильный диагноз и назначить лечение может только специалист – врач-педиатр. Наилучший способ профилактики дисбактериоза у грудных детей – грудное вскармливание. С молоком мамы организм малыша получает все необходимые вещества, и вскоре вновь возвращается к правильному балансу микрофлоры в кишечнике. 

Если же кормить ребенка грудью женщина по каким-то причинам не может, нужно подобрать смесь, в состав которой входят соответствующие добавки. Например, кисломолочный продукт или смесь, содержащую пребиотики, то есть вещества, необходимые для роста полезных бактерий. Выбрать питание малышу поможет врач, делать это по своему усмотрению не нужно. 

При дисбактериозе врач может назначить пробиотики – препараты с живыми бактериями. Полезны при этом нарушении и пребиотики, например, из состава молочнокислых продуктов. Про- и пребиотики не назначают параллельно с антибактериальной терапией.

Читайте Ivona.ua в Google News

Дисбактериоз у ребенка

Что такое дисбактериоз? 

Это дисбаланс кишечной микрофлоры. У здорового малыша желудочно-кишечный тракт должен быть заселен определенным количеством различных бактерий, которые отвечают за нормальное пищеварение и усвоение питательных веществ. Пока плод находится в утробе матери, его кишечник остается стерильным – в нем нет никаких микроорганизмов. Во время родов организм малыша заселяется кишечной флорой матери. Затем детская микрофлора начинает активно формироваться через грудное или искусственное вскармливание, контакты с родителями и внешней средой. В этот момент в кишечник могут попасть болезнетворные бактерии и микроорганизмы. Так нарушается нормальный баланс микрофлоры детского кишечника, а это может привести к неприятным последствиям.

Почему у грудничка может начаться дисбактериоз? Чаще всего дисбаланс кишечной флоры происходит у малышей, мамы которых страдают дисбактериозом. Также недугу подвержены недоношенные младенцы и детки, рожденные в результате кесарева сечения. Дисбактериоз может возникнуть, если кормящая мама или ребенок принимали антибиотики, малыш перенес любую инфекцию или пищевую аллергию. Причина иногда кроется в ослабленном иммунитете, позднем прикладывании к груди, неправильном рационе матери и раннем переходе на искусственное питание.


Опасен ли дисбактериоз для ребенка? 

Анализы малышей часто отличаются от нормы. В идеале микрофлора кишечника новорожденного должна состоять на 95% из бифидо- и лактобактерий, при этом незначительный процент приходится на нейтральные микроорганизмы (например, на микрококки и кишечную палочку). Патогенные бактерии должны полностью отсутствовать. Однако такая картина слишком утопична. Если у ребенка диагностирован дисбактериоз, но при этом у него не болит животик и нет проблем со стулом, то никакого лечения не требуется.

Важно! Дисбактериоз – это не болезнь, а просто физиологическое состояние. Угрозу для грудничка представляет не сам дисбаланс микрофлоры, а неприятные симптомы, которые он может вызвать.

Симптомы дисбактериоза 

Достаточно общие и напоминают любые другие желудочно-кишечные расстройства у грудничка. Обычно о дисбалансе кишечной микрофлоры говорит вздутие живота, частые газы, обильное слюноотделение (при этом у ребенка еще не режутся первые зубки, резкий или тухлый запах изо рта, частые запоры или жидкий стул, рвотные позывы, регулярные срыгивания, высыпания и шелушения на коже, обильное количество слизи и зелень в кале, появление в ротовой полости молочницы. Малыш становится капризным, плохо ест и медленно набирает вес.

Совокупность этих симптомов говорит о том, что у младенца может быть сильный дисбаланс микрофлоры. Лучше не доводить состояние ребенка до тяжелого и при первых признаках недуга показать малыша врачу.


Несколько слов об анализах 

Существуют три основных способа оценить состояние микрофлоры детского кишечника:

Копрограмма
Этот анализ позволяет выявить степень переваривания организмом питательных веществ и наличие воспалительных процессов в ЖКТ.

Анализ на УПФ
Производится посев кала на условно-патогенную флору. Выявляет процент патогенных бактерий (без учета «полезных» микроорганизмов).

Анализ на дисбактериоз
Производится посев кала, который позволяет определить соотношение патогенной и нормальной кишечной флоры, а также ее восприимчивость к антибиотикам.

Врач может отправить малыша на один из этих анализов или на несколько. Для диагностики подойдет только свежесобранный кал, который помещается в специальную пробирку или стерилизованную стеклянную баночку. Его нужно отнести в поликлинику сразу после сбора.

Лечение детского дисбактериоза

Если диагноз подтвердился, малышу предстоит длительное восстановление с помощью медикаментов. Их назначает врач. Чтобы ребенок быстрее восстановился, нужно строго следовать рекомендациям педиатра.

На первой стадии лечения кишечник «чистится» от патогенных бактерий. Для этого малышу нужно будет пропить препараты-бактериофаги. Одновременно назначаются сорбенты и ферменты. Они выводят токсины из организма и помогают работе кишечника.

На второй стадии ЖКТ малыша заселяется «полезными» микроорганизмами. Для этого ребенку назначают препараты с бифидо- и лактобактериями. Еще раз обратите внимание: медикаментозное лечение может назначить только специалист. К лекарствам не следует прибегать, если у малыша нет проблем со стулом и болями в животике.

Лечебная диета для грудничков и детей постарше 

Правильный рацион питания – это не только лучшая профилактика дисбактериоза, но и важный этап в его лечении.

Для малышей до 12 месяцев Лучше всего кормить ребенка грудным молоком. Оно препятствует дальнейшему развитию дисбаланса микрофлоры, снабжает малыша необходимыми ферментами и полезными веществами. Только рацион кормящей матери должен быть правильным и сбалансированным. Если ребенок начал страдать дисбактериозом, находясь на ГВ, маме нужно включить в свой рацион кефир, творог, йогурты без добавок и пищу, обогащенную клетчаткой (злаки, кабачки, морковь, яблоки).

Малыша-искусственника по рекомендации врача можно перевести на специальные смеси с  бифидобактериями. Во время дисбактериоза прикорм нужно продолжать в прежнем режиме, строго следя за тем, чтобы новые продукты вводились в детское меню постепенно и своевременно. Достаточно исключить из рациона малыша фруктовые соки и пюре. Так, в первые три дня лечения ребенку можно предлагать знакомые овощи, безмолочные и безглютеновые каши (рис или гречку), овощные супы, адаптированные кисломолочные продукты и компоты из сухофруктов. С четвертого дня добавляются все знакомые ребенку крупы, постное мясо и разведенные водой фруктовые соки.

Для малышей старше года

Рацион детей, которым исполнилось 12 месяцев, должен включать нежирные мясные бульоны, отварные или пареные кабачки, картошку, свеклу, брокколи и морковь, каши, кисломолочные продукты, пресные компоты, отвар шиповника, несладкие сухари. При дисбактериозе нужно исключить жирные, жареные и острые блюда, копчености, газированные напитки, грибы, кондитерские изделия, цельное молоко. Сырые овощи и фрукты можно давать в небольших количествах после того, как стул ребенка восстановится.

Резюме: При симптомах дисбактериоза ребенка нужно показать врачу и по необходимости провести курс медикаментозного лечения; кормящей маме необходимо скорректировать свое питание и прикорм малыша.

причины, лечение, симптомы 🚩 Здоровье ребенка

Когда только малыш рождается на свет, его кишечник еще абсолютно стерилен. В процессе изгнания через естественные родовые пути ребенок приобретает первые бактерии от матери. Дети, находящиеся на грудном вскармливании, уже на 5—7 день получают из молока бифидобактерии, которые в дальнейшем должны стать основой нормальной микрофлоры кишечника. Точно так же, к концу первого месяца жизни малыш получает лактобактерии. Количество этих двух видов в норме должно составлять порядка 90—95% естественной среды кишечника грудничка. Это оптимальные условия для здорового ребенка. Недостаток хотя бы одного из этих обязательных бактерий — прямой путь к дисбалансу микрофлоры, что, в свою очередь, может послужить причиной развития дисбактериоза.

О присутствии заболевания могут сигнализировать следующие признаки:
— частые и обильные срыгивания после кормления, возможна рвота;
— небольшая прибавка в весе, отсутствие аппетита;
— метеоризм, боли в животе;
— неприятный запах изо рта;
— прожилки крови в кале, пенистый зеленый жидкий стул или же, напротив, регулярные запоры;
— появление молочницы;
— сухие кожные покровы, которые еще и начинают шелушиться;
— общее состояние ребенка заметно ухудшается: нестабильное поведение, частый плач, неспокойный сон, плохой аппетит, частичный отказ от груди или питания.

Симптомы такого рода должны насторожить маму младенца и стать поводом для обращения к педиатру. Однако следует помнить, что для ребенка первого года жизни такие признаки являются нормальным явлением, способным возникнуть по причине недостаточной зрелости пищеварительной системы новорожденного. В любом случае, прежде чем ставить окончательный диагноз о наличии дисбактериоза, следует сдать необходимые анализы.

Причинами данного заболевания могут послужить:
— прием мамой антибиотиков как в период беременности, так и во время грудного вскармливания, либо лечение антибиотиками самого малыша;
— несвоевременное, позднее первое прикладывание ребенка к груди;
— заражение болезнетворными бактериями от матери во время родов в период прохождения по родовым путям;
— перекармливание, хаотичный прикорм не по часам;
— несоблюдение матерью рекомендаций по сбалансированному правильному питанию в период грудного вскармливания;
— неправильное начало прикорма, частая смена искусственных детских смесей.

Даже диагностировав у малыша схожие с дисбактериозом симптомы, не стоит самостоятельно начинать лечение, не получив предварительно рекомендации врача. Только после осмотра педиатром, сдачи клинических анализов и подтверждения диагноза, ребенку будет назначено соответствующее лечение с использованием пробиотиков для нормализации микрофлоры кишечника. Кроме того, обязательным условием лечения станет соблюдение диеты как мамой, так и малышом. Профилактикой дисбактериоза послужат продолжительное грудное вскармливание и соблюдение основ рационального питания.

Дисбиоз носоглотки предшествует развитию инфекций нижних дыхательных путей у младенцев раннего возраста, долгосрочное когортное исследование младенцев болезни. Предшествуют ли эти профили заражению или являются его следствием, неизвестно. Для ответа на этот вопрос необходимы лонгитюдные исследования.

Методы Мы провели анализ лонгитюдного проспективного когортного исследования 1981 замбийской пары мать-младенец, у которых были отобраны образцы НП в возрасте от 1 недели до 14 недель с интервалами в 2-3 недели. У десяти младенцев в когорте развился ИНДП, и они были сопоставимы со здоровыми детьми в соотношении 3:1. Мы завершили секвенирование гена 16S рРНК в образцах, предоставленных каждым из этих младенцев, а также в исходных образцах матерей младенцев, и охарактеризовали нормальное созревание микробиома здорового младенца NP по сравнению с младенцами, у которых развился LRTI.

Результаты Созревание микробиома НП младенцев характеризовалось переходом от доминантного профиля Staphylococcus к доминантному профилю респираторных родов в течение первых трех месяцев жизни, аналогично тому, что описано в литературе. Интересно, что у детей раннего возраста, у которых развились ИНДП, дисбиоз НП был до заражения, в большинстве случаев уже на первой неделе жизни. Дисбактериоз характеризовался наличием Novosphingobium, Delftia , высокой относительной численностью Anaerobacillus, Bacillus и низкой относительной численностью Dolosigranulum по сравнению со здоровым контролем.У матерей младенцев с ИННД также было низкое относительное содержание Dolosigranulum в исходных образцах по сравнению с матерями младенцев, у которых не развились ИННД.

Выводы Наши результаты позволяют предположить, что дисбиоз микробиома НП предшествует ИНДП у детей раннего возраста и может также присутствовать у их матерей. Ранний дисбиоз может играть роль в причинно-следственном пути, ведущем к ИНДП, или может быть маркером других патогенных сил, которые непосредственно приводят к ИНДП.

Финансирование Эта работа была поддержана Южноафриканским исследованием коклюша у матерей и младенцев – носоглоточное носительство (SAMIPS-NPC).П.И. Гилл. Спонсор NIH/NIAID (1R01AI133080). WEJ и TF были поддержаны фондами NIH, U01CA220413 и R01GM127430.

Исходная информация

Инфекции нижних дыхательных путей (ИНДП), включая пневмонию и бронхиолит, являются основной причиной смерти детей в возрасте до пяти лет, ежегодно унося 1,3 миллиона смертей, при этом 81% приходится на детей в возрасте 2 лет и младше (Цао и др., 2019; Фишер Уокер и др., 2013). Необходимым шагом, ведущим к ИНДП, является приобретение респираторного патогена, такого как Streptococcus pneumoniae .Однако пневмококковое носительство почти повсеместно распространено среди младенцев, и только у некоторых из них развивается тяжелое инвазивное заболевание (Balsells et al., 2018; Yildirim et al., 2017, 2010). Это указывает на то, что присутствие возбудителя, хотя и необходимо, не дает адекватного ответа на более фундаментальный вопрос, почему у некоторых младенцев развивается ИНДП, а у большинства нет.

Все чаще ИНДП рассматривается как следствие взаимодействия между патогеном и другими контекстуальными факторами. К таким факторам относятся общий иммунный статус хозяина, интеркуррентные вирусные инфекции, которые могут проявляться временно или, в случае ВИЧ, в течение длительного времени.Еще одним фактором может быть микробная экосистема, в которой существует патоген, i . e ., микробиом носоглотки. Рассмотрение микробиома как модели экосистемы предполагает, что отдельные члены этой экосистемы существуют в некотором динамическом равновесии, характеризуемом взаимными петлями взаимодействия. Таким образом, взаимодействие между микробиомом и конкретным потенциальным патогеном (т., 2016; Стюарт и др., 2017).

В поддержку этой экосистемной модели несколько поперечных исследований показали, что дети с ИНДП часто имеют различные профили микробиома носоглотки (НП) во время инфекции по сравнению со здоровыми детьми. В профилях микробиома NP, по-видимому, преобладают бактериальные роды, которые различаются между респираторными инфекциями и здоровьем. Например, микробиомы НП, в которых преобладают Streptococcus и Haemophilus , связаны с ИНДП, тогда как профили микробиомов, в которых преобладают Moraxella, Corynebacterium и/или Dolosigranulum , характеризуют здоровых детей.Кроме того, характеристики микробиома НП коррелируют с тяжестью респираторного заболевания и клиническими исходами (de Steenhuijsen Piters et al., 2015; Hasegawa et al., 2017). Несмотря на провокацию, такие наблюдения в значительной степени основаны на перекрестных исследованиях и поэтому не могут установить направление причин и следствий: мы не знаем, являются ли эти микробные профили результатом инфекции или они предшествовали ей. Если верно последнее, то различия в микробиоме НП потенциально могут представлять собой состояние уязвимости, участвуя в причинно-следственном пути, ведущем к ИНДП.

Чтобы сделать такие выводы, необходимо иметь лонгитюдные данные с выборкой детей до развития ИНДП. Поскольку ИНДП является редким событием, сбор лонгитюдных данных осложняется необходимостью наблюдения за большим числом младенцев. В период с 2015 по 2016 год наша команда провела проспективное когортное исследование и смогла создать библиотеку биологических образцов, позволяющую проводить лонгитюдный анализ такого рода. Исследование проводилось в Лусаке, Замбия, среди 1981 пары мать-младенец: Южноафриканское исследование коклюша у матерей-младенцев — SAMIPS (Gill et al., 2016). Пары были зарегистрированы через одну неделю после родов. Все зарегистрированные младенцы были здоровыми и родились в срок. На исходном уровне, а затем каждые две-три недели в течение 14-недельного возраста мы получали образцы NP от матери и ребенка.

В этой когорте из 1981 здорового младенца у подгруппы из 10 младенцев развилась тяжелая инфекция нижних дыхательных путей на основании стандартных клинических критериев ВОЗ ( Пересмотренная классификация ВОЗ и лечение детской пневмонии в медицинских учреждениях • ОБЗОР ДОКАЗАТЕЛЬСТВ • , n.d.). Сравнивая младенцев, у которых развился LRTI, с сопоставимыми здоровыми младенцами, мы смогли провести анализ временных рядов микробиома NP обеих популяций младенцев с использованием секвенирования рибосомной ДНК 16S.Мы сосредоточились на следующих фундаментальных анализах: 1) какова «нормальная» картина созревания микробиома NP в течение первых нескольких месяцев жизни? 2) как это контрастирует с созреванием микробиома NP у младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей? 3) есть ли доказательства того, что дисбиоз НП предшествует возникновению ИННД? 4) существуют ли отдельные профили микробиома, характеризующие болезнь и здоровье, а также другие характеристики младенцев? 5) Имеются ли также данные о дисбактериозе НП у матерей детей раннего возраста, у которых в последующем развились ИНДП?

Результаты

В когорте SAMIPS мы выявили десять детей, у которых в период исследования развились ИНДП в соответствии с клиническими критериями ВОЗ: кашель, холодное и учащенное дыхание, втяжение грудной клетки или другие общие опасные признаки (вялость, затрудненное кормление, постоянная рвота). , и судороги) ( Пересмотренная классификация ВОЗ и лечение детской пневмонии в медицинских учреждениях • ОБЗОР ДОКАЗАТЕЛЬСТВ • , n.д.). Затем мы сопоставили этих младенцев по сезону рождения, количеству братьев и сестер и статусу контакта с ВИЧ со здоровыми людьми для сравнения. С десятью младенцами с ИННД и соответствием 3:1 наша группа для анализа состояла из 40 младенцев в ∼7 временных точках каждый. Все дети родились здоровыми в результате вагинальных родов. Мужской пол чаще встречался у детей раннего возраста, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей (р=0,067). Треть младенцев с ИННД были рождены матерями с ВИЧ (получающими антиретровирусное лечение) по сравнению с 40% младенцев в группе здоровых.Основные характеристики 40 младенцев показаны в Таблице 1 . Симптомы и время взятия образцов у десяти младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, показаны в таблице 2 .

Таблица 1.

Характеристики здоровых младенцев и детей грудного возраста с инфекциями нижних дыхательных путей

Таблица 2.

Клинические симптомы и возраст 10 детей с инфекциями нижних дыхательных путей на момент каждого исследования cisit/NP выборки

NP берет мазки от 40 младенцев, взяв в среднем семь образцов от каждого младенца.Средний возраст при первом отборе составлял семь дней, а средний возраст при окончательном отборе — 104 дня. Мы также секвенировали два мазка NP от матери каждого младенца в первый и последний моменты времени, всего 345 образцов от матерей и младенцев вместе взятых. В шести из этих образцов менее 10 000 прочтений были сопоставлены с эталонными геномами RefSeq и были исключены из дальнейшего анализа. Остальные 339 образцов имели медиану 101 979 прочтений на образец, отнесенных к эталонным геномам, и были включены в анализ.Из них мы обнаружили 421 уникальный род, охватывающий 14 уникальных типов, которым было присвоено не менее 100 прочтений последовательностей во всех образцах. Основываясь на этих результатах, мы были уверены в своей способности продолжить последующие анализы.

Анализ первый: Каково созревание микробиома NP у здоровых младенцев в первые три месяца жизни?

Принимая во внимание нашу конечную цель — определение характеристик микробиома НП у младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, в качестве первого шага мы описываем характеристики и эволюцию микробиома НП у здоровых младенцев.Мы проанализировали образцы НП от всех младенцев, у которых не было ИНВДП до конца наблюдения, используя линейную регрессию для отслеживания изменений относительной численности родов с течением времени, охватывающего период между включением в исследование после рождения и 14-недельным возрастом.

Мы наблюдали ступенчатый характер взросления по мере взросления младенцев, обобщенный в Рисунок 1a , показывающий относительную численность различных родов в каждой усредненной по возрасту страте. Как можно видеть, наблюдается явный сдвиг в количестве доминирующих родов со временем, при этом одни доминируют в раннем возрасте, а другие становятся более заметными по мере взросления детей.В начале жизни доминирующими родами были Staphylococcus и Corynebacteria . Согласно модели смешанных эффектов, относительная численность этих родов снижалась по мере взросления младенцев ( Staphylococcus : p<10E-7, Corynebacteria : p<0,001) и замещалась преимущественно Streptococcus (p<0,01 Dolosigranulum (p<0,001), Moraxella (p<0,001) и Haemophilus (p=0,02). и B) дети с ИНДП (n=10) в течение трех месяцев наблюдения.Эти гистограммы с накоплением показывают среднее относительное обилие наиболее распространенных родов, встречающихся в младенческих NP, с образцами, разделенными по возрасту.

Мы не измеряли каких-либо значительных изменений в альфа-разнообразии (богатстве в пределах данного образца) микробиомов NP у здоровых детей в возрасте, измеренных либо индексом Шеннона (p = 0,32), либо индексом Chao1 (p = 0,15). Однако альфа-разнообразие отражает только количество доминирующих родов, а не то, разнообразны ли сами доминирующие роды. Таким образом, когда мы группировали образцы на основе бета-разнообразия (между разнообразием образцов), измеренного как несходство Брея-Кертиса между парами образцов, мы определили отчетливый профиль, связанный с образцами от очень маленьких детей, который контрастировал с несколькими профилями для более зрелых младенцев NP. ( Дополнительный рисунок 1a ).В то время как в каждом кластере преобладает один или несколько наиболее распространенных родов, очень немногие образцы от здоровых младенцев имели высокую численность родов за пределами шести наиболее известных родов. Первичная ось основного координатного анализа (PCoA) ( Дополнительный рисунок 1b ) коррелирует с возрастом младенцев на момент отбора проб, а образцы стратифицируются в основном по относительной численности Staphylococcus и Corynebacterium у детей младшего возраста по сравнению с y те роды, которые чаще встречались в более старшем возрасте.Вторая ось PCoA отличала образцы, богатые Moraxella или Dolosigranulum , от образцов, богатых Streptococcus или Haemophilus . Таким образом, этот анализ показал, что микробиомы раннего младенчества были очень динамичными с течением времени, но эти сдвиги происходили по структурированному и стереотипному образцу.

Анализ второй: отличается ли созревание микробиома NP у младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, по сравнению со здоровыми младенцами?

Принимая во внимание данные предшествующей литературы о том, что во время ИНДП микробиом NP у младенцев отличается от такового по сравнению со здоровыми младенцами, мы решили проверить, изменяется ли созревание микробиома NP в первые месяцы жизни у младенцев, у которых развивается LRTI. .Мы повторили наш анализ, как описано для здоровых младенцев, разделив их на возрастные группы и отобразив эволюцию микробиома NP в течение первых трех месяцев жизни (, рис. 1b, ). Младенцы, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, имели сходные общие схемы преемственности, как описано для здоровых детей, с высокой относительной численностью Staphylococcus в раннем возрасте, сменившейся относительной численностью Streptococcus, Haemophilus, Corynebacterium, Dolosigranulum и Moraxella .Несмотря на то, что общая картина преемственности микробиома НП у младенцев с ИНДП была аналогична закономерностям преемственности здоровых младенцев, они демонстрировали отличные характеристики. Примечательно, что микробиом NP младенцев, у которых развился LRTI, имел в среднем более высокую относительную численность определенных родов, включая Bacillus (p = 0,05) и Delfia (p <0,001), и более низкую относительную численность Dolosigranulum (p < 0,001).

Как и в случае со здоровыми младенцами контрольной группы в нашем анализе 1, мы не наблюдали каких-либо изменений в альфа-разнообразии у младенцев с ИНДП по мере их старения (Шеннон: р=0.08, Чао1: р=0,74). Анализ бета-разнообразия в образцах младенцев с ИНДП снова выявил группу образцов, взятых в очень ранние моменты времени, в которых доминировал Staphylococcus , а образцы, взятые в более ранние сроки, демонстрировали профили, богатые Streptococcus, Dolosigranulum, Moraxella и Haemophilus. . Однако у младенцев с ИНДП мы также наблюдали большой шестой кластер, характеризующийся высокой численностью Anaerobacillus , а также различных других редких родов ( Дополнительный рисунок 2 ).

Неметрическое многомерное шкалирование (NMDS) Масштабирование матрицы несходства бета-разнообразия между всеми образцами позволяет нам визуализировать более целостные структурные различия в сообществах NP здоровых и младенцев с ИДН ( Рисунок 2 ). Когда мы проецируем возраст и возможный статус LRTI младенцев в пространство ординации NMDS, мы видим, что возраст тесно коррелирует с первичной осью NMDS, тогда как статус LRTI в основном коррелирует со вторичной и третичной осями, что указывает на различия в микробиомах NP между здоровыми. и младенцев с ИНДП независимо от процесса старения.

Рисунок 2: Графики ординации неметрического многомерного шкалирования (NMDS) для всех образцов носоглотки (NP) всех младенцев (n = 40).

Мы применили трехмерную ординацию NMDS к матрице несходства Брея-Кертиса между мазками NP всех младенцев и спроецировали векторы в это пространство ординации, представляющие наиболее подходящие корреляции для возраста на момент взятия проб (черные стрелки) и статуса LRTI (голубой стрелки представляют младенцев из контрольной группы, красные стрелки представляют младенцев с ИНДП). Графики A и C показывают первые две оси NMDS, а графики B и D показывают вторую и третью оси.Образцы на диаграммах A и B окрашены в зависимости от прогрессирования их симптомов LRTI, тогда как образцы на диаграммах C и D окрашены в соответствии с принадлежностью к кластеру их основного таксономического профиля (подробности см. на рис. 3). Возраст сильно коррелирует с первой осью NMDS, и образцы на молодом конце возрастного вектора в основном принадлежат к профилю , в котором преобладает Staphylococcus , тогда как образцы на более старшем конце, как правило, больше принадлежат к Haemophilus и Moraxella . -доминируемые профили (А).Профиль Dolosigranulum с преобладанием связан со здоровым концом вектора для статуса LRTI, в то время как профиль Anaerbacillus с преобладанием связан с заболеванием (A, C).

Поскольку у каждого младенца ИНДП развился в разном возрасте, стратификация младенцев на возрастные группы привела к группированию младенцев в разные моменты времени в зависимости от их заболевания – до ИНДП, во время ИНДП и после ИНДП. Чтобы описать созревание микробиома до момента ИНДП, мы создали отдельные графики микробиома NP для каждого из десяти больных младенцев (, дополнительная фигура 3, ).Они подчеркивают высокую степень неоднородности паттернов с течением времени у разных людей.

Анализ третий: Выявляется ли дисбактериоз при рождении у детей раннего возраста, у которых впоследствии развилась инфекция нижних дыхательных путей?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы провели анализ самых ранних образцов NP, взятых у каждого младенца в возрасте 7 дней, сравнив микробиомы тех младенцев, у которых в конечном итоге развились ИНДП, с теми, у кого их не было. При включении в исследование все младенцы были здоровы по определению (на основе критериев включения/исключения при включении в исследование), и, следовательно, младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, можно было коллективно сгруппировать как «до инфицирования» на тот момент времени.

Мы использовали R-пакет DESeq2 для проведения тестов дифференциальной плотности. Чтобы считаться значимым, данный род должен быть дифференциально многочисленным с скорректированным на FDR p-значением менее 0,1, а также средней относительной численностью не менее 0,1% среди здоровых или больных младенцев. Мы определили три варианта, по которым род может различаться между двумя группами: во-первых, род, который был идентифицирован исключительно у младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, например, Novosphingobium (4/10).Во-вторых, роды, которые чаще встречались у младенцев с ИНДП (но присутствовали в обеих группах), такие как Delftia (8/10 у младенцев с ИНДП против 13/30 у здоровых младенцев). И в-третьих, были роды, которые были обнаружены в обеих группах, но присутствовали с более высокой относительной численностью у младенцев с ИННД по сравнению со здоровыми младенцами, такие как Anaerobacillus, Bacillus, Blastococcus, Brachybacterium, Ochrobactrum, Ornithinimicrobium и Sphingomonas . . В целом десять родов значительно отличались у младенцев, у которых позднее развилась инфекция нижних дыхательных путей в первый момент времени (, таблица 3, ).Примечательно, что Dolosigranulum , который в предыдущих исследованиях был идентифицирован как связанный со здоровым микробиомом, как это было в случае со здоровыми младенцами в данном исследовании, имел значительно более низкую относительную численность у младенцев, у которых развились ИНДП, чем у здоровых сверстников до ИНДП и даже в первый момент выборки.

Таблица 3.

Дифференциальная численность между контрольной группой и младенцами с ИНДП в самый ранний наблюдаемый момент времени

Анализ четвертый: Существуют ли различные профили микробиома, которые характеризуют болезнь и здоровье, а также другие характеристики младенцев?

Чтобы идентифицировать специфические микробные профили, мы применили иерархическую кластеризацию к матрице несходства Брея-Кертиса между каждой парой образцов от всех младенцев.Матрица различий Брея-Кертиса является распространенным инструментом в экологии для измерения расстояния между различными популяциями с точки зрения бета-разнообразия и ограничена от 0 до 1, охватывая «отсутствие различий» до «полного различия». Мы рассчитали на уровне рода, используя пакет hclust в R. Мы использовали индексы кластеризации Силуэта и Фрея (NbClust), чтобы определить оптимальную высоту, на которой следует обрезать дендрограмму, созданную функцией hclust в R, разделив наши выборки на шесть первичных кластеров (индекс силуэта) и 13 подкластеров (индекс Фрея).Затем эти шесть первичных профилей были названы в честь доминирующего рода в каждом кластере (род с наибольшей относительной численностью). Это дало следующие кластеры: Staphylococcus доминантный Streptococcus доминантный, Moraxella доминантный, Dolosigranulum доминантный, Haemophilus доминантный, и Anaerobacillus доминантный профиль, соответствующий шести из шести доминантных профилей, соответствующих шести из доминирующих профилей Dolosigranulum , как показано в таблице 4 . Corynebacterium — единственный высокочисленный род, который не составляет большую часть (или множественность) относительной численности в пределах какого-либо кластера; вместо того, чтобы доминировать в подмножестве образцов, Corynebacterium часто встречались вместе с более доминирующим Staphylococcus или, в меньшей степени, Dolosigranulum . Для простоты изложения в дальнейшем мы будем называть каждое скопление его наиболее многочисленным родом.

Таблица 4.

Относительное обилие и частота наиболее распространенных родов, наблюдаемых в микробиоме NP здоровых детей контрольной группы и младенцев с ИДНД шестью основными профилями (, рис. 3A, ) и 13 подпрофилями (, рис. 3B, ).

Рисунок 3:

Таксономические профили всех образцов NP младенцев (n = 40), сгруппированных по попарному несходству Брея-Кертиса. Кластеры были определены путем выполнения иерархической кластеризации на матрице бета-разнообразия и последующего разрезания полученной дендрограммы на оптимальное количество кластеров в соответствии с A) индексом силуэта (6 кластеров) и B) индексом Фрея (13 кластеров). Цветные полосы над сложенными гистограммами указывают возраст младенцев на момент взятия каждого образца и их статус ИННД — «здоровый» указывает на младенца, у которого не развились симптомы ИННД во время нашего наблюдения.

Точные тесты Фишера показали, что доминирующий профиль Anaerobacillus был тесно связан с младенцами, у которых развились ИНДП (p<0,01, расчетное отношение шансов = 5,74). Субпрофиль Staphylococcus Staph-C был связан с ИНДП младенцев (p = 0,04, расчетное отношение шансов = 2,26), а подкластер Streptococcus Strep-C (который также богат Moraxella ) был связан с здоровые младенцы (р=0,07). Используя ANOVA для оценки связи каждого профиля с возрастом, доминирующий профиль Staphylococcus был четко связан с образцами, взятыми у младенцев младшего возраста, по сравнению со всеми другими профилями, а доминирующий профиль Anaerobacillus был связан с образцами более молодого возраста по сравнению с Haemophilus. Профили и Streptococcus ( Таблица 5 ).

Таблица 5.

Ассоциации между профилями микробиома NP со статусом LRTI и возрастом

Мы визуализировали связь между статусом LRTI и таксономическими профилями NP, используя ординацию NMDS (, рисунки 2C и 2D ). Спроецировав статус и возраст ИДНД младенцев в пространство ординации, мы можем увидеть, что вектор, соответствующий здоровым образцам, указывает на профиль Dolosigranulum (и в меньшей степени на профиль Moraxella ), в то время как вектор ИДНД указывает на профиль анаэробациллы .

Вместе эти результаты подтверждают ряд наших предыдущих наблюдений; в частности, мы можем видеть, что существует общая тенденция для профилей микробиома NP младенцев смещаться от доминирования Staphylococcus вскоре после рождения к нескольким другим профилям. Мы также видим четкую дисбиотическую картину, включающую более высокую, чем обычно, относительную численность Anaerobacillus , а также более высокую распространенность редких родов, которые обычно составляют чрезвычайно небольшую часть (или полностью отсутствуют) здоровых микробиомов NP.

Анализ пятый: Отличается ли микробиом NP матерей младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, от матерей здоровых младенцев?

Наблюдение за отчетливыми характеристиками микробиома НП младенцев уже в возрасте 7 дней позволило предположить, что эти профили могут быть связаны с внутриутробным воздействием, передающимися иммунологическими факторами и/или генетикой хозяина. Это привело нас к вопросу о том, имеют ли матери младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, отличительные характеристики микробиома NP. Мы проанализировали первые мазки из НП от каждой из матерей, включенных в наше исследование, взятые на седьмом дне младенцев при включении в исследование, сопоставили их микробиомы с микробиомами их младенцев и использовали DESeq2, чтобы установить, какие роды были по-разному распространены между матерями младенцев с ИНДП и матери здоровых детей.Подобно картине, наблюдаемой у самих младенцев, у матерей младенцев, у которых развились ИНДП, относительное содержание Dolosigranulum (p=0,05) значительно снизилось по сравнению с матерями здоровых младенцев на 7-й день жизни младенца.

Обсуждение

В этом анализе мы показываем, что микробиом NP младенцев с ИНДП отличается от микробиома здоровых младенцев и что существуют явные признаки дисбактериоза, предшествующего развитию ИНДП. Интересно, что мы наблюдали разные паттерны микробиома у матерей младенцев, у которых позже развилась инфекция нижних дыхательных путей, и у тех, чьи дети остались здоровыми.Это, а также тот факт, что микробиом пар мать-младенец более тесно коррелирует внутри пар, чем между парами, позволяет предположить, что некоторые проявления дисбактериоза у младенцев имеют трансгенерационное происхождение. В целом, наши данные позволяют предположить, что существуют количественные и качественные различия между младенцами (и их матерями), у которых развиваются и не развиваются ИНДП. Это подтверждает гипотезу о том, что ИНДП не является случайным событием, а скорее может отражать предрасположенность, которая обычно не наблюдается, но, тем не менее, может играть существенную или вспомогательную роль в патогенезе ИНДП у детей.

Носоглотка является экологической нишей респираторных патобионтов, и в этой экосистеме они либо станут инвазивными, либо останутся просто колонизаторами. Микробиом НП на момент инфицирования ассоциирован с риском развития ИНДП и его тяжестью. Но есть также веские основания полагать, что созревание микробиома НП в первые месяцы жизни, а не только его характеристики на момент заражения, связано со здоровьем органов дыхания и развитием заболеваний в более позднем возрасте.Например, известно, что созревание кишечного микробиома регулирует эволюцию иммунной системы и связано с развитием заболеваний в более позднем возрасте, таких как ожирение и диабет 1 типа (Бокулич и др., 2016; Стюарт и др., 2018). Микробный дисбиоз кишечника у детей часто предрасполагает к рецидивирующим инфекциям C. difficile (Ihekweazu and Versalovic, 2018). Таким образом, аналогичная связь между микробиомом NP и риском респираторных инфекций является правдоподобной теорией, для которой есть прецедент.

Мы показали, что можем охарактеризовать нормальное, здоровое созревание микробиома NP в течение первых месяцев жизни, а также то, как это созревание отличается у младенцев, у которых развивается ранняя инфекция нижних дыхательных путей. В то время как эволюция нормального микробиома очень динамична, она протекает стереотипно, с постепенными сдвигами от флоры, в которой преобладают кожные микроорганизмы ( Staphylococcus) , к флоре, в которой преобладают роды, обычно связанные с дыхательными путями (). Dolosigranulum, Streptococcus, Haemophilus и Moraxella) .Подобные модели микробной последовательности ранее были описаны в других возрастных когортах (Biesbroek et al., 2014).

Напротив, дети, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, имеют такие же общие закономерности наследования, что и здоровые дети; переход от высокой относительной численности Staphylococcus к высокой относительной численности родов, связанных с дыхательными путями, но, в отличие от здоровых младенцев, эволюция их микробиома NP характеризуется низкой относительной численностью определенных родов, связанных со «здоровьем», таких как Dolosigranulum и высокой относительной численностью других родов, которые кажутся уникальными, таких как Anaerobacillus, Bacillus и смесь «других» необычных родов.Кроме того, микробиомы младенцев с ИНДП включают большее количество необычных и временных родов, что представляет собой более хаотичную картину, чем у здоровых младенцев.

Исследования типа «случай-контроль» постоянно демонстрировали связь между характеристиками микробиома НП и ИНДП во время заболевания, хотя интерпретация с точки зрения причинно-следственной связи не могла быть показана. Относительно высокая численность Dolosigranulum/Corynebacterium и Moraxella коррелирует со здоровым состоянием (Mansbach et al., 2016), тогда как микробиомы НЧ, обогащенные Streptococcus и Haemophilus , связаны с ИННД, которые также коррелируют с тяжестью заболевания (de Steenhuijsen Piters et al., 2016; Kelly et al., 2017). Но являются ли эти микробные профили результатом инфекции? Или они были до заражения?

Нам удалось идентифицировать несколько профилей микробиома, которые группируются по хронологическому возрасту, ИНДП и состоянию здоровья. Наши результаты показывают, что дети раннего возраста, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, имели дисбактериоз микробиома НП до инфицирования и уже на 7-й день жизни.Эти младенцы имеют микробиом NP, обогащенный Aneorobaccillus/Bacillus, Acinetobacter и другими необычными/неустановленными родами, а также имеют относительно более низкую численность Dolosigranulum . Наши интригующие результаты показывают, что микробиом их матерей NP в тот же самый ранний момент времени также отличался от микробиома матерей здоровых младенцев.

Взаимодействие между хозяином, микробиомом и патобионтами сложное и, скорее всего, разнонаправленное. Известно, что микробиом НП связан с факторами окружающей среды (грудным вскармливанием, способом родов) (Bosch et al., 2017; Брюггер и др., 2016). также вполне может быть отражением или маркером генетики хозяина и функции иммунной системы, что объясняет, почему так рано в жизни наблюдаются профили «высокого риска». Новое поступление патобионта в носоглотку инициирует взаимодействие между патобионтом и другими организмами, обитающими в носоглотке. Эти взаимодействия изменяют метаболическую активность и экспрессию генов патобионта, которые влияют на то, станет ли патобионт инвазивным. Сами взаимодействия между организмами в носоглотке также изменяют иммунный ответ хозяина, что подчеркивает сложную взаимосвязь между хозяином, микробиомом и патогенами (de Steenhuijsen Piters et al., 2019).

Ключевой нерешенный вопрос заключается в том, какую роль играет дисбактериоз в причинно-следственном пути, ведущем к пневмонии: является ли дисбиоз маркером других ненаблюдаемых сил, которые приводят к пневмонии, таких как лежащие в основе генетические или иммунологические факторы хозяина? Или дисбактериоз играет роль в причинном пути, ведущем к ИНДП? Хотя наши данные не могут решить этот вопрос, последствия наших выводов существенны. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что дисбактериоз НП, выявленный в первые дни жизни, ассоциирован с более высоким риском развития ИНДП в раннем детском возрасте.Это говорит о том, что существует важное окно возможностей для выявления этих младенцев и вмешательства. Согласно нашим выводам, может быть даже так, что мы можем идентифицировать этих младенцев, исследуя матерей.

Наше исследование имеет несколько ограничений. Младенцы наблюдались до трехмесячного возраста, поэтому наши результаты нельзя было распространить на более старшие возрастные группы. С другой стороны, возможно, что у младенцев, включенных в нашу здоровую контрольную группу, развился ИННДП после периода исследования, в этом случае наши результаты смещены в сторону нуля, возможно, недооценивая различия между двумя группами.

Еще одним ограничением является то, что мы не знаем возбудителя ИНДП, а также того, были ли они вирусными, бактериальными или смешанными возбудителями. ИНДП представляет собой гетерогенный набор состояний, и вполне вероятно, что дисбактериоз может взаимодействовать патоген-специфическим образом. Диагноз ИНДП основывался только на клинических данных. Несмотря на то, что разные патогены по-разному взаимодействуют с микробиомом НП и иммунной системой хозяина, наши данные свидетельствуют о том, что существует общий профиль риска микробиома НП, независимо от возбудителя.Наконец, хотя наш анализ включал очень большое количество лонгитюдных выборок, размер нашей выборки включал только 10 младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей. Тем не менее, ИНДП является сравнительно редким событием и требует длительного наблюдения за тысячами субъектов в течение длительного периода, чтобы выявить хотя бы несколько случаев, что объясняет малочисленность исследований по этой теме. С точки зрения логистики очень сложно и ресурсоемко создать и отобрать когорту так, как это сделали мы. Тем не менее, потребуются дальнейшие исследования, чтобы подтвердить или уточнить эти первоначальные наблюдения.Если эти результаты подтвердятся, то они не только будут иметь решающее значение для нашего понимания факторов, которые приводят к развитию ИДП, и почему у одного младенца развивается ИДП, а у других нет, это также предполагает, что у нас есть окно возможностей для выявления этих «при- «риск» младенцев до их инфицирования, а также для потенциального вмешательства. Эти профилактические меры могут оказать большое влияние на снижение бремени ИНДП в младенчестве.

Выводы

Дисбактериоз микробиома NP у младенцев предшествует ИНДП, что предполагает, как минимум, сигнал о более высоком риске ИНДП у младенцев и, возможно, причинную роль в развитии этих инфекций.Специфические профили микробиома НП, которые могут быть идентифицированы перинатально и, по-видимому, связаны с более высоким риском развития ИНДП в раннем младенчестве, представляют собой потенциальное окно возможностей для вмешательств. Наши выводы должны быть подтверждены крупномасштабными лонгитюдными исследованиями.

Материалы и методы

Исследуемая популяция

Это вложенное сравнительное исследование временных рядов в рамках проспективного продольного исследования коклюша матери и ребенка в Южной Африке (SAMIPS).SAMIPS — это исследование, проведенное в Замбии, в ходе которого младенцев и их матерей наблюдали в течение первых 3 месяцев жизни. Полное описание методов ранее было подробно описано Gill et al. (Gill et al., 2016), вкратце: все дети, включенные в программу SAMIPS, были в возрасте менее десяти дней, родились в срок, в результате обычных вагинальных родов и считались здоровыми после рождения. Все младенцы получили запланированные вакцины. При необходимости от матерей младенцев, включенных в исследование, было получено письменное информированное согласие.

Исследование было одобрено комитетами по этике в ERES Converge IRB в Лусаке, Замбия, и в Медицинском центре Бостонского университета.Все матери предоставили письменное информированное согласие, причем согласие было предоставлено на английском языке, языке бемба или ньянджа по выбору участницы.

Дизайн исследования

Пары мать-младенец были включены в исследование, когда матери возвращались на свое первое послеродовое посещение здорового ребенка в возрасте одной недели. При включении в исследование и с интервалами в 2-3 недели в течение 14 недель мы брали мазок из задней части носоглотки (НЗ) как у матери, так и у ребенка, при этом дополнительные мазки брали случайно, если кто-либо из них обращался за медицинской помощью по поводу острой респираторной инфекции.

В когорте SAMIPS мы выявили десять младенцев, которые в течение периода исследования страдали от симптомов инфекции нижних дыхательных путей (ИНДП), принятой ВОЗ ( Пересмотренная классификация ВОЗ и лечение детской пневмонии в медицинских учреждениях • ОБЗОР ДОКАЗАТЕЛЬСТВ • , нд). Больные младенцы были сопоставимы со здоровыми детьми в соотношении 1:3 по сезону регистрации, возрасту матери и составу домохозяйства.

Обработка и хранение образцов

Мазки из носоглотки были взяты из задней части носоглотки с помощью стерильного нейлонового тампона с флокированным наконечником (Copan Diagnostics, Merrieta, California).Затем мазки помещали в универсальные транспортные среды, помещали на лед и переносили в нашу лабораторию в том же кампусе, где их делили на аликвоты и хранили при -80°C до выделения ДНК. ДНК выделяли с помощью системы NucliSENS EasyMagG (bioMérieux, Marcy l’Etoile, Франция). Извлеченная ДНК хранилась в нашей лаборатории, расположенной в университетской клинической больнице в Лусаке, при температуре -80°C. Сбор, обработка и хранение образцов были описаны ранее (Gill et al., 2016).

Амплификация рибосомной ДНК 16S и секвенирование MiSeq

Для препаратов библиотеки 16S были проведены две реакции ПЦР на матричной ДНК.Первоначально ДНК амплифицировали с праймерами, специфичными к области V3–V4 гена 16S рРНК (Klindworth et al., 2013). Пары праймеров 16S включали выступающий адаптер Illumina (прямой праймер 16S 5′-TCGTCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAGCCTACGGGNGGCWGCAG-3′; обратный праймер 16S 5′-GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTATAAGAGACAGGACTACHVGGGTATCTAATCC-3′). , 5 мкл обратного праймера (1 мкМ), 12,5 мкл готовой смеси 2 X Kapa HiFi Hotstart (KAPA Biosystems Woburn, MA) и воды для ПЦР до конечного объема 25 мкл.ПЦР-амплификацию проводили следующим образом: подогрев крышки 110°С, 95°С 3 мин, 25 циклов 95°С 30 с, 55°С 30 с, 72°С 30 с, затем 72°С 5 мин и выдерживается при 4°С. Реакции отрицательного контроля без матричной ДНК проводили одновременно.

Продукты ПЦР визуализировали с помощью Agilent TapeStation (Agilent Technologies, Германия). Успешные продукты ПЦР очищали с помощью очистки на основе магнитных шариков AMPure XP (Beckman Coulter, IN). Для мультиплексирования использовали набор IDT для Illumina Nextera DNA UD Indexes (Illumina, Сан-Диего, Калифорния) с уникальными адаптерами с двойным индексом.Каждая реакция ПЦР содержала очищенную ДНК (5 мкл), 10 мкл смеси индексных праймеров, 25 мкл смеси 2X Kapa HiFi Hot Start Ready и 10 мкл воды для ПЦР. Реакции ПЦР проводили на термоциклере Bio-Rad C1000 (Bio-Rad, Hercules, CA). Условия циклирования включали один цикл при 95°C в течение 3 мин, затем восемь циклов при 95°C в течение 30 с, 55°C. в течение 30 с и при 72°С в течение 30 с, после чего следует заключительный цикл удлинения при 72°С в течение 5 мин.

Перед объединением библиотек проиндексированные библиотеки очищали с помощью шариков Ampure XP и количественно оценивали с использованием набора для анализа HS dsDNA Qubit (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA).Очищенные ампликоны запускали на Agilent TapeStation (Agilent Technologies, Германия) для анализа качества перед секвенированием. Пул образцов (2 нМ) денатурировали 0,2 н. NaOH, затем разбавляли до 4 пМ и объединяли с 10% (об./об.) денатурированного 20 пМ PhiX, приготовленного в соответствии с рекомендациями Illumina. Образцы секвенировали на платформе для секвенирования MiSeq в центральном центре секвенирования NICD с использованием набора V3 2 × 300 циклов в соответствии со стандартными протоколами секвенирования Illumina.

Данные секвенирования обрабатывали с использованием QIIME2 (Bolyen et al., 2019) и Pathoscope2 (Hong et al., 2014). Образцы с менее чем 10 000 прочтений были исключены из дальнейшего анализа.

Обработка данных

Мы оценили качество данных секвенирования с помощью FastQC (Andrews, 2010), который показал, что общее качество секвенирования было превосходным, при этом средний показатель качества Phred оставался выше 30 (точность >99,9%) для более чем 200 п.н. как для прямого, так и для обратного чтения. Мы использовали Trimmomatic (Bolger et al., 2014) для обрезки адаптеров Illumina и удаления некачественных последовательностей, установив параметры инструмента на LEADING:6, TRAILING:6, SLIDINGWINDOW:6:15 и MINLEN:36.Эта качественная фильтрация удалила менее 0,5% чтений из каждого образца.

Мы использовали PathoScope 2, чтобы назначить чтения секвенирования бактериальным геномам. Мы использовали все репрезентативные бактериальные геномы RefSeq (загружены 2 ноября 2018 г.) в качестве справочной библиотеки PathoScope. На основе окончательных показателей считывания лучших попаданий PathoScope на уровне подвидов мы составили таблицы подсчета и таблицы относительной численности для каждого образца на уровне типа, рода и, где возможно, на уровне вида.

Данные и статистический анализ

Характеристики микробиома NP и эволюция во времени

Мы описываем нормальную эволюцию микробиома NP у здоровых младенцев в течение первых трех месяцев жизни.Мы рассчитали микробное богатство с использованием индекса Chao1 и разнообразие микробных таксонов с использованием индекса разнообразия Шеннона. Мы сообщаем об индивидуальной эволюции микробиома NP каждого из 10 младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей. Чтобы установить статистическую значимость, мы использовали функцию lmer из пакета lme4 для R (Bates et al., 2015), чтобы применить линейную модель со смешанными эффектами к логарифмическому количеству на миллион (logCPM) значения каждого род, включая возраст и контакт с ВИЧ в качестве фиксированных эффектов и субъекта исследования в качестве случайного эффекта.Все p-значения, полученные с помощью этих линейных моделей, сообщаются после корректировки коэффициента ложных открытий (FDR) для множественных сравнений с использованием метода Бенджамини-Хохберга (Benjamini and Hochberg, 1995). Мы создали модели смешанных эффектов только для родов, у которых средняя относительная численность не менее 0,5% во всех выборках здоровых младенцев.

Для визуализации развития здоровой микробиоты НП мы сгруппировали все образцы младенцев по возрасту (в днях) в 7 ячеек, каждая из которых включает 16-дневное возрастное окно (0–15 дней, 16–31 день и т. д.).Мы визуализировали только роды, средняя относительная численность которых во всех выборках составляла не менее 1%. Относительная численность всех родов, не достигших этого порога, была суммирована в группу с пометкой «Другие/Низкая численность» только для целей построения графиков.

Мы рассчитали оценки альфа-разнообразия в каждой выборке на основе таблиц подсчета на уровне видов, созданных PathoScope 2. Мы рассчитали альфа-разнообразие, используя два метода: индекс Chao1, который оценивает общее количество видов, присутствующих в выборке, и индекс Шеннона, показатель, основанный на энтропии, который включает как количество присутствующих видов, так и равномерность численности этих видов.Индекс Chao1 был рассчитан с использованием пакета R ископаемого (Vavrek, 2011), а индекс Шеннона был рассчитан с использованием пакета R vegan (доступен через CRAN) (Oksanen et al., 2019), каждый с глубиной разрежения 10 000 . Мы построили линейную модель со смешанными эффектами, как описано выше, за исключением использования каждой метрики альфа-разнообразия в качестве переменной отклика, чтобы проверить, изменилось ли альфа-разнообразие по мере взросления младенцев.

Анализ связи между микробиомом НП и развитием ИНДП

Мы использовали функцию lmer из пакета lme4 (описанного выше) для построения линейных моделей со смешанными эффектами для сравнения развития микробиома НП младенцев, которые развившихся ИНДП по сравнению со здоровыми младенцами.На этот раз мы включили инфекционный статус и взаимодействие инфекционного статуса с возрастом в качестве ковариатов с фиксированным эффектом в дополнение к возрасту и воздействию ВИЧ, а также субъекта исследования в качестве случайного эффекта. И снова p-значения были сгенерированы с использованием функции Anova для пакета car (Weisberg, 2019), а затем скорректированы FDR.

Мы аналогичным образом модифицировали модели, которые использовали для тестирования альфа-разнообразия, чтобы увидеть, различаются ли значения индекса Шеннона или индекса Chao1 у младенцев с ИДН, еще раз добавив статус инфекции и взаимодействие между статусом инфекции и возрастом в качестве фиксированных эффектов.

Дифференциальный анализ численности в первые моменты времени

Мы провели дифференциальную численность между первыми образцами здоровых детей и младенцев с ИНДП, используя пакет R DESeq2 (Love et al., 2014), доступный через Bioconductor (Huber et al., 2015). Мы импортировали нашу ненормализованную таблицу подсчета родов, составленную из PathoScope2, как DESeqDataSet, и запустили функцию DESeq, используя модель проектирования, которая включала воздействие ВИЧ на младенцев (от ВИЧ-инфицированной матери) в качестве ковариации.Было показано, что для данных микробиома DESeq2 дает более низкие показатели ложных открытий, чем другие дифференциальные тесты (Mcmurdie and Holmes, 2014), и особенно хорошо работает для небольших экспериментов (Weiss et al., 2017).

Чтобы проверить, было ли присутствие или отсутствие определенных родов в первый выбранный момент времени связано с LRTI, мы выполнили точный тест Фишера, чтобы определить, с одинаковой ли вероятностью здоровые и младенцы с LRTI имеют каждый род в своем микробиоме NP. Поскольку роды с очень низкой численностью могут быть результатом ложного выравнивания или загрязнения, мы исследовали как высокий порог (> 1% относительной численности), так и низкий порог (> 0.1% относительной численности) для определения присутствия рода.

Бета-разнообразие и кластеризация

Мы рассчитали матрицу различий Брея-Кертиса между образцами, используя функцию веган вегдист. Применительно к значениям относительной численности различие Брея-Кертиса между двумя выборками i и j определяется как где г в — относительная численность рода n в пробе i . Мы выполнили иерархическую кластеризацию выборок на основе этой матрицы различий, используя функцию R hclust с методом, установленным на «ward.Д». Мы определили кластеры, используя функцию cuttree R, при этом значение k выбиралось путем максимизации индексов Силуэта и Фрея, рассчитанных пакетом NbClust (Charrad et al., 2014). Для каждого кластера мы выполнили точные тесты Фишера, чтобы определить, был ли этот кластер обогащен образцами LRTI в целом, образцами до появления симптомов, образцами с активными симптомами или образцами, подвергшимися воздействию ВИЧ.

Мы использовали функцию metaMDS из пакета R vegan для выполнения неметрического многомерного масштабирования (NMDS) в нашей матрице различий Брея-Кутриса, используя в качестве параметров k=3, try=50 и trymax=1000.Масштабирование наших данных только по двум измерениям с использованием NMDS дало значение напряжения более 0,2, что указывает на плохое соответствие; вместо этого мы масштабировали данные по трем измерениям (стресс = 0,13) и использовали веганскую функцию envfit для прогнозирования возраста и статуса LRTI каждого образца в ординацию NMDS. 2-мерные графики наших ординатированных данных NMDS можно найти на рис. 2 , а 3-мерный график можно найти на дополнительном рис. 4 .

Дифференциальный анализ микробиомов NP матери

Мы использовали коэффициенты корреляции Спирмена, чтобы убедиться, что состав микробиома NP младенцев связан с микробиомом NP их матери.Мы выбрали корреляцию Спирмена, в которой используется ранговый порядок, а не непрерывные значения, из-за композиционного характера данных об обилии бактерий. Мы рассчитали ρ Спирмена для относительной численности каждого рода между матерями и их младенцами. Мы проверили значимость этих корреляций, сравнив распределение значений ρ с 1000 нулевыми распределениями той же метрики, полученными путем случайной перестановки меток мать/младенец.

Мы использовали DESeq2 для проверки дифференциальной численности родов в микробиомах NP матерей младенцев с ИНДП и матерей младенцев из контрольной группы.Для этого анализа мы включили только образцы, взятые у матерей при самых ранних педиатрических посещениях, до того, как у их младенцев появились симптомы ИННД. Мы включили ВИЧ-статус матерей в качестве ковариации в регрессионную модель DESeq2. Мы сообщаем значения p после коррекции FDR с помощью процедуры Бенджамини-Хохберга и считаем скорректированные значения p ниже 0,1 значимыми.

Доступность данных

Необработанные и обработанные данные секвенирования из этого исследования доступны в репозитории SRA под регистрационным номером.Кроме того, весь код, обработанные данные и метаданные с образцом информации доступны в следующем репозитории GitHub: https://github.com/tfaits/Infant_Nasopharyngeal_Dysbiosis. Таблицы подсчета таксонов называются «species.RDS», «genus.RDS» и «phylum.RDS». Для подсчета на уровне штаммов/подвидов «PathoScopeTable.txt» содержит нефильтрованные/необработанные выходные данные PathoScope.

https://github.com/tfaits/Infant_Nasopharingeal_Dysbiosis

Декларации

Одобрение этических норм и согласие на участие

Исследование было одобрено комитетами по этике в ERES Converge IRB в Лусаке, Замбия, и в Медицинском центре Бостонского университета.Все матери предоставили письменное информированное согласие, причем согласие было предоставлено на английском языке, языке бемба или ньянджа по выбору участницы.

Согласие на публикацию

Н/Д

Доступность данных и материалов

Необработанные и обработанные данные секвенирования из этого исследования доступны в репозитории SRA под регистрационным номером. Кроме того, весь код, обработанные данные и метаданные информации об образцах доступны в следующем репозитории GitHub: https://github.com/tfaits/Infant_Nasopharingeal_Dysbiosis. Таблицы подсчета таксонов называются «species.RDS», «genus.RDS» и «phylum.RDS». Для подсчета штаммов/подвидов «PathoScopeTable.txt» содержит нефильтрованные/необработанные выходные данные PathoScope.

Конкурирующие интересы

Все авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Финансирование

Эта работа была поддержана Южноафриканским исследованием коклюша у матерей и младенцев – носоглоточное носительство (SAMIPS-NPC). П.И. Гилл. Спонсор NIH/NIAID (1R01AI133080).WEJ и TF были поддержаны фондами NIH, U01CA220413 и R01GM127430.

Дополнительные рисунки

Дополнительные рисунки 1A)

Таксономические профили образцов NP здоровых младенцев (n = 30), сгруппированных по парному несходству Брея-Кертиса. Кластеры были определены путем выполнения иерархической кластеризации на матрице бета-разнообразия и последующего разрезания полученной дендрограммы на оптимальное количество кластеров в соответствии с индексом Силуэта (5) и индексом Фрея (15). Цветные полосы над сложенными гистограммами показывают возраст младенцев на момент взятия каждой пробы.

Дополнительный рисунок 1B)

Анализ основных координат (PCoA) матрицы несходства Брея-Кертиса между образцами здоровых младенцев, окрашенными по возрасту и относительной численности доминирующих родов.

Дополнительный рисунок 2:

Таксономические профили образцов NP младенцев LRTI (n = 10), сгруппированных по парному несходству Брея-Кертиса. Кластеры были определены путем выполнения иерархической кластеризации на матрице бета-разнообразия и последующего разрезания полученной дендрограммы на оптимальное количество кластеров в соответствии с индексом Силуэта (6) и индексом Фрея (15).Цветные полосы над сложенными гистограммами показывают возраст младенцев и состояние симптомов на момент взятия каждого образца.

Дополнительный рисунок 3:

Трехмерная диаграмма рассеяния образцов носоглотки младенцев, спроецированных в неметрическое многомерное масштабирование (NMDS) ординационное пространство. Мы применили 3-мерную ординацию NMDS к матрице несходства Брея-Кертиса между мазками NP всех младенцев и спроецировали векторы в это пространство ординации, представляющие наиболее подходящие корреляции для возраста на момент взятия проб (черный вектор) и статуса LRTI (голубой вектор). представляют младенцев из контрольной группы, красный вектор представляет младенцев с ИНДП).Образцы окрашены в соответствии с их принадлежностью к кластеру основного таксономического профиля (подробности см. на рис. 3). Возраст сильно коррелирует с осью x, и образцы на молодом конце вектора возраста в основном принадлежат к профилю , в котором преобладает Staphylococcus , тогда как образцы на более старшем конце, как правило, больше принадлежат к Haemophilus и Moraxella . — доминируемые профили. Профиль Dolosigranulum с преобладанием связан со здоровым концом вектора для статуса LRTI, в то время как профиль Anaerbacillus с преобладанием связан с заболеванием.

Дополнительный рисунок 4:

Каждая грань представляет относительную численность родов бактерий в носоглотке одного младенца с течением времени. Образцы упорядочены в хронологическом порядке слева направо, с метками на оси x, отображающими возраст ребенка на момент взятия мазка из носоглотки. Моменты времени, когда у младенцев наблюдались тяжелые респираторные симптомы, отмечены цифрой *. Моменты времени, когда у младенцев проявлялись легкие симптомы, которые не квалифицируются как ИНДП, отмечены цифрой + .

Обратите внимание, что порядок этих младенцев (чтение рядов слева направо, верхний ряд первым) такой же, как в таблице 2 (Клинические симптомы)

Дополнительный рисунок 5:

Отслеживание созревания НП здоровых младенцев. Каждая грань представляет собой относительное обилие родов бактерий в носоглотке одного младенца с течением времени. Образцы упорядочены в хронологическом порядке слева направо, с метками на оси x, отображающими возраст ребенка на момент взятия мазка из носоглотки.

Благодарности

Неприменимо.

Детские колики | Институт микробиоты Biocodex

Что такое детские колики?

Детская колика характеризуется чрезмерным плачем по неизвестным причинам у здоровых в остальном младенцев. Желудочно-кишечные расстройства (например, незрелость желудочно-кишечного тракта, аллергия или непереносимость коровьего молока, желудочный рефлюкс) 2 в основном виноваты, 3 , но другие причины, не связанные с желудочно-кишечным трактом, 3 , такие как родительский стресс, 4  или курение матери. 2

Колики часто встречаются у младенцев, но их симптомы, такие как непрекращающийся плач, могут причинять беспокойство родителям.

 

Каковы симптомы детской колики?

Ребенок много плачет, безутешен, гримасничает и может иметь красное лицо. Он держит кулаки сжатыми, и у него может быть газ. 5  Педиатры уже давно используют «правило трех» для диагностики младенческой колики. 6  Введенные в 1954 году, эти критерии с тех пор были адаптированы международной организацией, чтобы дать новое определение со следующими критериями: повторяющиеся и длительные периоды беспокойства, плача или раздражительности без очевидной причины, такой как задержка роста, лихорадка или плохое самочувствие, и которые не могут быть предотвращены или разрешены опекунами. 7

Какова роль микробиоты кишечника?

Недавно была установлена ​​связь между младенческими коликами и кишечной микробиотой, также известной как кишечная флора. 8 Исследования показали, что кишечная микробиота младенцев, страдающих коликами, отличается от микробиоты других детей: 9

  • Их микробиота менее богата полезными бактериями, особенно бифидобактериями (Примечание: Бифидобактерии Род Y-образных бактерий, большинство видов которых полезны для человека.Они находятся в кишечнике человека и в некоторых йогуртах.

    Они:
    — защищают кишечный барьер
    — участвуют в развитии иммунной системы и помогают бороться с воспалением
    — улучшают пищеварение и облегчают симптомы желудочно-кишечных расстройств Сунг В., Д’Амико Ф., Кабана, доктор медицины, и др. . Lactobacillus reuteri для лечения младенческой колики: метаанализ. Педиатрия. 2018 Январь;141(1):e20171811. О’Каллаган А., ван Синдерен Д. Бифидобактерии и их роль в микробиоте кишечника человека. Фронт Микробиол . 2016 15 июня; 7:925. Руис Л., Дельгадо С., Руас-Мадиедо П., и др. . Бифидобактерии и их молекулярная связь с иммунной системой. Фронт Микробиол . 2017 4 декабря; 8: 2345.

    )
    и лактобациллы (Примечание: Лактобациллы Палочковидные бактерии, основной характеристикой которых является продукция молочной кислоты, откуда они и получили название «молочнокислые бактерии». Лактобациллы присутствуют в микробиоте полости рта, влагалища и кишечника человека, а также растений и животных.Они содержатся в ферментированных продуктах, таких как молочные продукты (например, некоторые сыры и йогурты), соленья, квашеная капуста и т. д. Лактобациллы также входят в состав пробиотиков, причем некоторые виды известны своими полезными свойствами. WH Holzapfel и BJ Wood, Роды молочнокислых бактерий, 2, Springer-Verlag, 1-е изд. 1995 (2012), 411 с. « Род Lactobacillus par W. P. Hammes, R. F. Vogel Таннок ГВ. Особое пристрастие к лактобактериям. Appl Environ Microbiol . 2004 г., июнь; 70 (6): 3189-94.Смит Т.Дж., Ригассио-Радлер Д., Дания Р., и др. . Влияние Lactobacillus rhamnosus LGG® и Bifidobacterium animalis ssp. lactis BB-12® на качество жизни, связанное со здоровьем, у студентов, страдающих инфекциями верхних дыхательных путей. Бр Дж Нутр. 2013 июнь;109(11):1999-2007. ) , 8  , которые могут модулировать иммунные реакции для защиты от колик. 5
  • Вместо этого их микробиота, по-видимому, колонизирована Escherichia coli, 5   Klebsiella или другими потенциально патогенными видами. 5


Этот дисбаланс микробиоты кишечника, известный как «дисбиоз (Примечание: Дисбактериоз Обычно определяется как изменение состава и функции микробиоты, вызванное сочетанием факторов окружающей среды и индивидуальных особенностей. Леви М., Колодзейчик А.А., Тайсс К.А., и др. . Дисбактериоз и иммунная система. Нат Рев Иммунол . 2017;17(4):219-232. ) », по-видимому, тесно связан с коликами: согласно одной из гипотез, измененный состав кишечной микробиоты изменяет перистальтику кишечника (способ прохождения пищи через пищеварительную систему), что приводит к чрезмерному выделению газов. 5

Как помочь малышам… и родителям?

Семейный врач по-прежнему является первым портом вызова, чтобы диагностировать младенческие колики и успокоить родителей. 10  от колик не существует лекарства, но несколько простых ежедневных практик могут облегчить симптомы. К ним относятся грудное вскармливание, вынашивание ребенка и балансировка микробиоты кишечника вашего ребенка, в частности, использование пробиотиков . 5  Пробиотики представляются многообещающим средством, поскольку прием «хороших» бактерий в течение нескольких месяцев может уменьшить воспаление кишечника 6  и помочь сократить ежедневную продолжительность плача. 11  Поскольку пробиотики помогают поддерживать хороший баланс кишечника, их также можно использовать в качестве профилактической меры. 5

Кишечный дисбиоз матерей с гестационным сахарным диабетом (ГСД) и его влияние на микробиоту кишечника их новорожденных приводят к неблагоприятным исходам беременности и оказывают разное воздействие на матерей и новорожденных.В последние годы, в связи с постоянным увеличением числа людей с ожирением, ГСД демонстрирует тенденцию к росту. Обильные и разнообразные представители кишечной микробиоты человека играют решающую роль в поддержании здоровья человека. Исследования показали, что ГСД может быть связан с нарушением микробиоты кишечника как у матерей, так и у новорожденных. Принимая во внимание потенциальное воздействие на здоровье матери и, следовательно, на здоровье новорожденного, в этом обзоре мы проанализировали имеющиеся данные и обсудили современные знания о потенциальной связи между ГСД и дисбиозом кишечника у матерей и новорожденных.Кроме того, мы также обсудили факторы, влияющие на микробиом кишечника их новорожденных, полученные от матерей с ГСД, включая вертикальную передачу микробиоты от матерей, изменение компонентов молока матерей с ГСД и использование пробиотиков. Надеясь, что новое понимание роли микробиоты кишечника при ГСД может привести к разработке комплексных стратегий для профилактики и лечения этих метаболических нарушений.

1. Введение

Гестационный сахарный диабет (ГСД) представляет собой растущую проблему общественного здравоохранения, которая затрагивает примерно 5-20% беременностей [1].Распространенность ГСД продолжала расти в течение последних нескольких десятилетий и, вероятно, будет еще больше расти в будущем. ГСД поражает как мать, так и ребенка с краткосрочными осложнениями, такими как преэклампсия, кесарево сечение, неонатальная гипогликемия и врожденные пороки развития, в то время как долгосрочные осложнения включали материнский СД2 и сердечно-сосудистые заболевания, а также ожирение и другие метаболические заболевания у потомства. 2]. Метаболические нарушения обычно возникают у женщин с ГСД, включая снижение секреции инсулина и повышенную резистентность к инсулину, которые обычно связаны с ожирением/избыточным весом [3].

В кишечнике человека обитает богатая и разнообразная микробиота, играющая важную роль в поддержании здоровья человека. Существенный объем данных подтверждает, что микробиота кишечника играет ключевую роль в регуляции метаболических, эндокринных и иммунных функций. Микробиота кишечника может использовать полисахариды в пище, и они производят короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) путем ферментации и поглощения полисахаридов. Исследования на мышах показали, что добавки SFCA улучшают чувствительность к инсулину и дислипидемию, предотвращают увеличение веса и увеличивают расход энергии у мышей с ожирением, вызванным диетой [4].Следовательно, истощение видов бактерий, продуцирующих SCFAs, может способствовать усилению воспалительного тонуса, часто обнаруживаемого у пациентов с ожирением и диабетом. Изменение количества и качества микробиоты кишечника нарушает гомеостаз кишечной среды и приводит к возникновению или развитию многих заболеваний человека. В последние годы люди все больше осознают важность микробиоты во время беременности и раннего периода жизни, поскольку она тесно связана с репродуктивным здоровьем.Ранняя колонизация микробиоты может повлиять на развитие новорожденных и вызвать отдаленные неблагоприятные последствия в будущем [5]. В настоящее время в большинстве исследований анализируются эффекты и связанные с ними механизмы ГСД у матерей, но мало исследований у младенцев (особенно влияние на микробиоту кишечника у младенцев). В настоящем обзоре анализируется корреляция между изменениями микробиоты кишечника у матерей с ГСД и у их детей. В частности, мы фокусируемся на возможных аспектах влияния матерей с ГСД на микробиоту кишечника у младенцев, включая вертикальную передачу материнской микробиоты, грудное вскармливание и использование пробиотиков.Мы стремимся ускорить разработку инновационных терапевтических целей для замедления побочных эффектов ГСД, подчеркивая роль микробиоты кишечника у младенцев с ГСД.

2. Факторы, влияющие на ГСД и неблагоприятный исход беременности

Хорошо задокументированные факторы риска ГСД включают индекс массы тела до беременности (ИМТ) в диапазоне избыточного веса или ожирения, пожилой возраст матери, семейный анамнез диабета или любые другие форма сахарного диабета и курение сигарет [6]. Генетические факторы также являются одним из факторов риска ГСД.В настоящее время мы обнаружили некоторые гены, связанные с ГСД, но они очень ограничены [7]. На сегодняшний день нам известно только об одном опубликованном полногеномном ассоциативном исследовании (GWAS) ГСД. Это было проведено среди корейских женщин и продемонстрировало потенциально общую генетическую основу между ГСД и диабетом 2 типа [8].

ГСД связан с различными неблагоприятными исходами беременности как для матери, так и для ее детей. Для матери гестационный диабет увеличивает риск акушерских осложнений, таких как преждевременные роды и дистоция.У младенцев макросомия плода является частым неблагоприятным исходом при ГСД, который, скорее всего, будет крупным и макросомным, и младенцы легче страдают от дистоции плеча, перелома ключицы и повреждения плечевого сплетения при рождении [9]. После рождения у детей от матерей с ГСД вероятно развитие детского ожирения, метаболического синдрома, СД2 и нарушения секреции инсулина [9]. Появляющиеся, но наводящие на размышления данные указывают на то, что эти дети могут подвергаться высокому риску развития атопического дерматита и сенсибилизации к аллергенам.Клиническое исследование показало, что дети с ГСД более чувствительны к аллергенам, и риск их сенсибилизации увеличивается более чем в 5 раз. Он также чаще страдает атопическим дерматитом, что увеличивает его риск более чем в 7 раз [10].

3. Микробиота кишечника беременных с ГСД
3.1. Изменения микробиоты кишечника у беременных женщин в норме

Во время беременности в организме беременных женщин происходят изменения массы тела и обмена веществ, что сопровождается изменением микробиоты кишечника.Увеличение массы тела во время беременности положительно коррелировало с относительной численностью Bacteroides , Escherichia coli и Enterobacteriaceae [11] и отрицательно коррелировало с численностью Bifidobacterium и Akkermansia muciniphila [12]. Микробы кишечника на ранних сроках беременности аналогичны микробам небеременных женщин; однако О. Корен и соавт. обнаружили, что кишечная микробиота изменялась в раннем и третьем триместрах беременности, характеризуясь повышенным разнообразием ( β разнообразие) и снижением богатства ( α -разнообразие) у беременных [13].Было обнаружено, что некоторые бактерии, связанные с ожирением, такие как Actinobacteria и Proteobacteria Phyla, значительно увеличиваются в третьем триместре беременности. Примечательно, что исследователи также сообщили об уменьшении количества продуцирующих масляную кислоту бактерий Faecalibacterium , которые обладают противовоспалительной активностью у беременных женщин [14]. Все эти изменения, по-видимому, приводят к увеличению массы тела (высокое ожирение) и резистентности к инсулину (ИР) у беременных, что в основном происходит в третьем триместре беременности.

Подтверждая влияние микробиоты на метаболическую функцию, Koren et al.пересадили образцы фекалий беременных женщин на ранних и поздних сроках стерильным мышам и обнаружили, что мыши с образцами фекалий на поздних сроках гестации с большей вероятностью страдали ожирением и чаще вызывали воспаление [13]. В настоящее время установлена ​​взаимосвязь между различными метаболическими переменными беременности и некоторыми специфическими бактериями; например, существует отрицательная корреляция между значениями инсулина и Blautia ; артериальное давление и Odoribacter ; и грелин-инсулин и Prevotellaceae. В одном исследовании было проведено проспективное обсервационное и исследовательское исследование 41 пациента с ГСД и была обнаружена корреляция между С-реактивным белком и Sutterella ; циркулирующие уровни инсулина и Collinsella ; и грелин и Bacteroidaceae [15]. Таким образом, кишечная микробиота может по-разному влиять на изменение некоторых метаболических показателей во время беременности, но внутренний механизм до сих пор неясен и требует дальнейшего изучения.

3.2. Изменения микробиоты кишечника у беременных с ГСД

Некоторые метаболические изменения при беременности способствуют накоплению жировой ткани на ранних сроках. С наступлением срока беременности увеличивается способность расщеплять жир в организме. В третьем триместре беременности угнетается способность инсулина препятствовать расщеплению жира, что еще более усугубляется у женщин с ГСД, в результате чего в организме беременных увеличивается количество свободных жирных кислот, ускоряется продукция печеночной глюкозы и развивается тяжелая инсулинорезистентность (ИР).Было обнаружено, что эта тяжелая ИР связана со снижением количества Roseburia и Faecalibacterium prausnitzii в третьем триместре беременности у женщин с ГСД, которые являются продуцирующими масляную кислоту бактериями с противовоспалительными свойствами [16]. . Кроме того, исследования показали, что хроническое слабовыраженное воспаление у женщин с гестационным диабетом опосредует дисбаланс в метаболизме триптофана. Исследование показало, что материнский путь триптофан-кинуренин активировался у женщин с диагнозом ГСД по сравнению с контрольной группой [17].Некоторые специфические бактерии обладают способностью производить триптофан, например, Escherichia coli . В кишечном тракте также было четко доказано, что основные пути метаболизма триптофана, такие как 5-гидрокситриптамин и кинуренин, прямо или косвенно регулируются микробиотой [18]. Предполагается, что дисбаланс набора метаболитов при ГСД тесно связан с микробиотой.

Сообщалось об изменениях микробиоты кишечника у женщин с ГСД по сравнению с женщинами без ГСД.В таблице 1 показаны специфические изменения кишечных микробов у матерей с ГСД, показанные в этих исследованиях. По сравнению со здоровыми беременными разнообразие микробного сообщества кишечника женщин с ГСД изменилось, в том числе снижение α -разнообразия и увеличение β -разнообразия. Кроме того, ГСД также показал различные типы аномального бактериального состава, включая изменения на уровнях типа, рода и вида. На уровне типа увеличение соотношения Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) на поздних сроках беременности было продемонстрировано в группе с ГСД по сравнению с группой без ГСД [19].Как сообщалось, более высокое соотношение F/B с большей вероятностью вызовет ожирение и усугубит воспаление. На уровне рода некоторые кишечные бактерии, такие как Parabacteroides , Prevotella, Haemophilus, и Desulfovibrio , более распространены у женщин с ГСД по сравнению со здоровыми женщинами во втором и третьем триместрах беременности [16, 19]. –22]. Большинство из них являются грамотрицательными бактериями. Липополисахарид (ЛПС) представляет собой уникальную структуру, экспонированную на внешней мембране клеточной стенки грамотрицательных бактерий, и является важным эндотоксином большинства кишечных патогенов.Он обладает высокой иммуногенностью и стимулирует В-лимфоциты к выработке специфических антител, что приводит к вялотекущему воспалению и ИР. ЛПС обладает сильной иммуногенностью и может стимулировать В-лимфоциты к выработке специфических антител, что может способствовать вялотекущему воспалению и резистентности к инсулину [23]. На индивидуальном уровне система биосинтеза и транспорта ЛПС всегда положительно коррелировала с уровнем глюкозы в крови при пероральном тесте на толерантность к глюкозе (ПГТТ) [21]. Между тем, относительное множество родов, продуцирующих SCFA, такие как Faecalibacterium , RosebUcoccus , Roseburia , COPROCOCCUS , Akkermancia , Akkermancia , Phascolarctobacterium , и EUBACTERIM в кишечнике женщин GDM было значительно ниже, чем таковой у здоровых женщин [2, 16, 19–21, 24, 25].Сообщается, что эти изменения связаны с повышенным уровнем глюкозы в крови у отдельных лиц [16, 19–21].

Нет., количество; Г+, ГСД; G-, не-GDM; Р, тип; Г, род; С, вид. Повышение/снижение микробиоты у новорожденных от матерей с ГСД по сравнению с новорожденными от матерей без ГСД.


6 GW (недели) 3 107062 ± 0.5 7 29 906 117 1577 ± 1,4 98.4 ± 1,1


9071 99.0-40.6
Faecalibacterium (G)
(G)
Phascolarctobacterium Roseburia (G)







Особенности кишечника Микробное сообщество Ссылка
G + G- г + г- Увеличение Уменьшение

Китай 11 11 32.7 ± 0.3 32.7 ± 0.3 Verrucomicrobia (P)
Akkermansia (G)
Faecalibacterium (G) [20]

China 43 81 26.2 ± 1.2 26.2 ± 1,2 25,9 ± 1,9 Parabacteroides (G)
(G)
(G)
Megamonas (G)
Phascolarctobacterium (G)
Streptococcus Agalactiae (S)
Lachnospiraceae Бактерия (S)
RUMUMICLOSTRIDIUM (G)
ROSEBURIA (G)
(G)
(G)
(G)
(G)
Haemophilus
Haemophilus (G)
CLASTTRIDIUM (G)
Bifidobacterium (S)
EUBACTERIUM SIREUM (S)
Алистипес шахии (S)
[21]

Дания 50 28.4 ± 1,1 Актинобактерии (P)
Collinsella (G)
(G)
Desulfovibio (G)
Blautia (G)
RUMUMICOCCUS (G)
Бактерии (G)
Faecalibacterium (G)
RUMUMOCOCCUS (G)
(G)
(G)
Isobaculum (G)
[16]
Бразилия 26 42 32.45 ± 7.04 28.23 ± 5.68 Фирмы (P)
RUMUMOCOCCUS (G)
(G)
(G)
Collinsella (G)
Lachnospiraceae (G)
Дорея (G)
Бактерии (P)
EUBACTERIUM (G)
[19]
China 74 73 Fusobacterium (G)
Prevotella (G)
Faecalibacterium G) [5]

Китай 23 26 38.6-39.7 39.0-40.6 Бактериоиды Dorei (S) Alistipes PuTDINIS (S)
Lactobacillus Casei (S)
[25]

China 30 31 31 38,3 ± 0,7 38,5 ± 0,8 Haemophilus (G) Alistipes (G)
Rikenellaceae (G)
[22]
Китай 36 16 25.6 ± 1.0 25,9 ± 1.1 25.9 ± 1.1 Blautia (G) [2]

China 45 45 25.55 ± 1,17 25.55 ± 1,17 25.68 ± 1.26 25.68 ± 1.26 Blautia (G)
(G)
Faecalibacterium (G)
Бактерии (P)
Akkermansia
Akkermansia (G)
Odoribacter (G)
Butyricimonas (G)
[26]

Китай 31 103 25 ± 0.5 24,5 ± 0,5 Holdemania (G)
(G)
Megasphaeraer (G)
EggerThella
EggerThella (G)
Streptococcus (G) [24]

№, номер; Г+, ГСД; G-, не-GDM; GW, недели беременности; Р, тип; Г, род; С, вид. Увеличение/уменьшение микробиоты у женщин с ГСД по сравнению с женщинами без ГСД.

Таким образом, изменения микробиоты кишечника в первом триместре беременности могут рассматриваться как потенциальный диагностический инструмент для ГСД или могут быть одной из причин ГСД.Тем не менее, предыдущие исследования показали, что состав микробиоты кишечника у женщин с диагнозом ГСД на ранних сроках беременности сходен по сравнению с таковым у женщин без ГСД на том же сроке гестации [26], что позволяет предположить, что дисбаланс микробиоты кишечника может быть результатом ГДМ. Таким образом, дискуссия о том, является ли кишечная микробиота причиной или следствием гестационного диабета, до сих пор неясна, и необходимы дальнейшие исследования их взаимосвязи.

4. Микробиота кишечника младенцев с ГСД
4.1. Ранняя колонизация кишечной микробиоты у здоровых младенцев

Ранняя колонизация кишечными бактериями у младенцев обычно происходит при рождении. В первые дни только несколько групп чужеродных микробов, не связанных с источником питания, оседали в кишечнике и становились более устойчивыми в первую неделю жизни. В то время уже существовали факультативные анаэробы, относящиеся к Enterobacteriaceae , Streptococcus , Staphylococcus и Enterococcus , в основном за счет начального поступления кислорода в кишечник новорожденных [27]. Escherichia coli , Enterococcus faecium, и Enterococcus faecalis являются наиболее представленными видами в первой партии колонизаторов.

При постепенном увеличении потребления кислорода факультативными анаэробами в кишечнике возникает бескислородная среда, что приводит к увеличению некоторых облигатных анаэробов, таких как Bifidobacterium , Bacteroides, и Clostridium [27]. С введением твердой пищи колонизация и разнообразие бактерий в кишечнике претерпевают непрерывные изменения, и одной из наиболее заметных особенностей является увеличение числа Bacteroides .

Среди кишечных бактерий на ранней стадии развития здоровых младенцев Bifidobacterium являются доминирующими бактериями в микробиоме колонизации. Бифидобактерии появлялись на 3-4-й день после рождения, затем постепенно увеличивались, достигая максимума в первый год жизни. С увеличением возраста численность Bifidobacterium начала снижаться на втором году жизни, другие виды кишечной микробиоты стали расширяться, а кишечное микробное сообщество детей раннего возраста стало более диверсифицированным [28].

Бифидобактерии и Лактобациллы способствуют как естественному, так и приобретенному иммунному ответу у здоровых новорожденных. Согласно исследовательскому отчету, существует связь между низким уровнем фекальных бифидобактерий на ранней стадии и высоким риском неинфекционных заболеваний (таких как атопические заболевания и ожирение) на поздней стадии [29]. Присутствие Bifidobacteria в микробиоте кишечника взрослого человека незначительно, что указывает на то, что Bifidobacteria специфичны для раннего периода жизни [30].

4.2. Изменения микробиоты кишечника у младенцев с ГСД

Большое количество убедительных экспериментальных данных показывает, что материнские метаболические нарушения тесно связаны с развитием сопутствующих метаболических заболеваний, таких как ожирение, у потомства [31]. Некоторые метаболические заболевания, от которых часто страдают матери, такие как гестационный диабет, избыточный вес или ожирение, повышают риск метаболических нарушений у потомства, связанных с воспалением и увеличением веса. Установление барьерной функции кишечника и созревание иммунной системы зависят от ранней бактериальной колонизации [32].Ранняя колонизация является решающим фактором динамического баланса слизистой оболочки. Поэтому особенно важно наблюдать за влиянием ГСД на микробиоту кишечника у младенцев.

В некоторых предыдущих исследованиях сообщалось о значительных изменениях кишечных микроорганизмов у потомства матерей с ГСД, в том числе о снижении α -разнообразия и изменении относительной численности некоторых специфических бактерий. В табл. 2 представлены специфические изменения микробов кишечника у потомства матерей с ГСД, выявленные в этих исследованиях.






[35]

Страна исследования Особенности микробного сообщества кишечника Ref.
G + G- G- Увеличение Уменьшение
China 24 24 24 Lactobacillus INERS (S) [5]

Италия 29 19 Актинобактерии (P)
Бактерии (P)
Бактерии (P)
Escherichia
Escherichia (G)
Parabacteroides (G)
Staphylococcus (G)
Ralstonia (G)
Lactobacillus (G)
(G)
(G)
(G)
[33]


America 5 13 Бактерииция (P) [34 ]

Китай 20 14 Actinobacteria (p)
Proteobacteri a (p)
бактериоиды (p)
prevotella (g)
(g)
(g)

Понзо и др. [33] обнаружили, что дети с ГСД демонстрируют более высокую относительную численность провоспалительных бактериальных таксонов и более низкое разнообразие α , чем дети от здоровых женщин. Ху и др. [34] собрали первый отделяемый из кишечника от 23 новорожденных, стратифицированных по статусу материнского диабета, и обнаружили, что статус материнского диабета был в значительной степени связан с относительной численностью Bacteroidetes .Ван и др. [5] обнаружили увеличение количества молочнокислых бактерий в меконии новорожденных матерей с ГСД, что указывает на то, что некоторые специфические колонизирующие бактерии в кишечнике младенцев могут быть затронуты материнским статусом ГСД. Су и др. [35] обнаружили различия в микробиоте кишечника между новорожденными от матерей с ГСД и контрольной группой. Микробиота кишечника младенцев с ГСД показала более низкое α -разнообразие, чем у контрольной группы. На уровне типов количество Proteobacteria и Actinobacteria увеличилось, а количество Bacteroidetes уменьшилось в группе GDM.Кроме того, в неонатальных образцах фекалий здоровых детей было обнаружено несколько уникальных микробиот кишечника, принадлежащих к типам Proteobacteria, Firmicutes и Actinobacteria, которые отсутствовали у детей с ГСД. На родовом уровне количество Prevotella и Lactobacillus уменьшилось у новорожденных от матерей с ГСД.

Корреляционный анализ показал, что уровень глюкозы в крови матери натощак имел положительную корреляцию с относительной численностью филума Actinobacteria и рода Acinetobacter , но отрицательную корреляцию с относительной численностью Bacteroidetes и рода Prevotella .Наконец, исследование также показало, что общее количество бактерий у новорожденных значительно отличается от тяжести диабета у матерей [35]. Нарушение регуляции кишечника приводит не только к различным желудочно-кишечным заболеваниям, таким как острая диарея и хронический энтерит, но и к возникновению ряда метаболических синдромов и нейрогенных заболеваний, включая ожирение, гипергликемию и аутизм [36]. Предыдущие исследования сообщали об изменениях микробиоты кишечника у детей с диабетом и обнаружили значительное снижение количества Lactobacillus и Prevotella [37].Кроме того, в другом исследовании сообщалось, что желудочно-кишечные заболевания, вызванные аутизмом, могут быть связаны с отсутствием Prevotella [38]. Эти результаты согласуются с изменениями микробиоты кишечника у детей раннего возраста с ГСД. Предполагается, что изменчивость этих родов кишечных бактерий может быть связана с диабетом и желудочно-кишечными заболеваниями, что может привести к более высокому риску этих заболеваний у новорожденных с ГСД, чем у новорожденных контрольной группы. Результаты этих исследований имеют большое значение для понимания внутренней связи ГСД с микробиотой кишечника новорожденных и, следовательно, для их будущего здорового развития, что заслуживает углубленного изучения.

5. Материнские факторы, влияющие на микробиоту кишечника младенцев с ГСД

Хорошо известно, что внутренняя среда матери влияет на здоровье потомства. Кишечная микробиота новорожденных сильно зависит от здоровья матери и состояния беременности и участвует в программировании развития новорожденных. Избыточный вес, ожирение и аллергия у детей связаны с дисбиозом матери/новорожденного. Было показано, что многие пренатальные и постнатальные факторы влияют на колонизацию ранней кишечной микробиоты у младенцев, например способ родоразрешения и грудное вскармливание.ГСД является наиболее частым осложнением беременности, повышающим риск метаболических нарушений, таких как ожирение и сахарный диабет у потомства. В настоящее время мало данных о взаимосвязи между материнскими характеристиками ГСД и микробиотой новорожденных. Далее мы разберем следующие пункты, чтобы по-разному представить влияние матерей с ГСД на микробиоту кишечника младенцев, как показано на рисунке 1.


5.1. Вертикальная передача материнской микробиоты

Ранняя колонизация микробиоты важна для установления и созревания метаболических путей.Данные анализа экспериментальных данных подтверждают, что вертикальная передача микробиоты от матери к потомству является важным источником ранней колонизации кишечной микробиоты младенцев [36]. В этом контексте Azad et al. собрали образцы кала от 24 канадских здоровых младенцев в возрасте 4 месяцев и обнаружили, что некоторые микробы, включая Bifidobacteria, Clostridium, и вирусные организмы, имеют различное генетическое разнообразие между матерями и младенцами разных людей, но имеют одинаковые генетические характеристики у матерей и их детей. младенцев [39].Некоторые эксперименты на животных показали, что, по сравнению с контрольной группой, более низкие уровни Lactobacillus появляются во влагалище мышей-матерей, которые подвергаются стрессу, а содержание Lactobacillus в кишечнике матери положительно коррелирует с обилием. Lactobacillus в кишечнике потомства [33].

В другом исследовании на мышах [40] исследователи кормили беременных мышей обычным молоком или молоком, содержащим генетически меченые бактерии, затем получали плоды путем асептического кесарева сечения и анализировали образцы их фекалий.Результаты показали, что образцы фекалий матерей, которых кормили молоком, содержащим генетически меченые бактерии, содержали те же самые генетически меченые бактерии, которые не были обнаружены у контрольных матерей или детей. Однако, несмотря на общепринятое мнение о вертикальной передаче от матери к ребенку, определение точного источника ранних колонизаторов и путей передачи по-прежнему остается сложной задачей. Учитывая потенциальную связь между вертикальной передачей микробиома матери и микробиотой кишечника младенцев, необходимы дополнительные исследования механизма.

Микробиота кишечника, которая является наиболее многочисленной микробной флорой в организме, может быть потенциальным источником передачи бактерий от матери к ребенку [41]. Кишечник обладает барьерными свойствами, которые могут препятствовать прохождению вредных веществ через кишечный эпителий. Во время беременности у матерей повышается кишечная проницаемость, что приводит к увеличению способности кишечного содержимого преодолевать кишечный эпителиальный барьер. Эндотелиальная целостность плаценты также изменяется во время беременности, что может позволить бактериям из кишечника проникнуть через барьер в пуповинную кровь и амниотическую жидкость [42].Поэтому было высказано предположение, что материнские бактерии могут участвовать в вертикальной передаче через плаценту [43]. Было обнаружено, что гены устойчивости к антибиотикам у материнских кишечных бактерий могут быть обнаружены в образцах фекалий новорожденных. Изучая пары мать-младенец, Ferretti et al. продольно исследовали микробиом 25 пар мать-младенец на разных участках тела от рождения до 4 месяцев после родов в итальянской когорте и обнаружили, что в день родов доля видов микробов кишечника младенца, которые были переданы от матери дошел до 50.7%, и эта фракция была относительно стабильной в течение следующих 4 месяцев [44]. Наибольший вклад вносил кишечник матери, составляя 22,1% [44]. Росвалл и др. изучали с большим размером популяции, состоящей из 98 пар мать-младенец, и сообщили, что 72% видов микробов, колонизированных в кишечнике ребенка, родившегося вагинально в течение 2–5 дней после рождения, были общими видами, такими как Bifidobacterium longum, Bacteroides fragilis и Enterococcus faecalis [45]. Количество других видов, которые не передаются от матери ребенку, очень мало и падает до неопределяемого уровня через четыре месяца [45].Кроме того, шесть видов, состоящих из трех видов Bacteroides (B.uniformis, B.vulgatus и B.dorei ), двух видов Bifidobacterium (B.teenis и B.longum ) и E.coli были обнаружены у пар матерей и младенцев в финской когорте [46]. Микробиота из материнского кишечника более устойчива с течением времени по сравнению с другими материнскими источниками [45]. Хотя неродственные особи часто имели одни и те же виды, количество видов, общих у младенцев и их матерей в первые три дня, было значительно выше, чем у других матерей [44].

Подтверждено широкое распространение вертикальной передачи материнских микробов, поэтому стоит выяснить, повлияет ли вертикальная передача материнских микробов на новорожденных матерей с ГСД. Клиническое исследование кишечной микробиоты матерей и потомства ГСД недавно показало, что существует два общих рода, включая Bacteroides и Brucellosis , колонизированных у матерей с ГСД и их детей, что позволяет предположить, что потомство ГСД имеет материнские микробные отпечатки.Исследование также показало, что в кишечнике младенцев с ГСД появляются обильные провоспалительные микробные группы, такие как Escherichia coli и Parabacteroides, по сравнению с младенцами от здоровой матери [33]. В другом исследовании [5] изучалась возможность нарушений микробиоты матери и новорожденного, связанных с ГСД, путем сбора и анализа образцов от 581 беременной женщины (из полости рта, кишечника и влагалища) и 248 новорожденных (из полости рта, глотки, мекония и амниотической жидкости). потенциальный риск микробной передачи новорожденным.Исследование показало, что существует большое количество OTU с высокой численностью, которые варьируются с одной и той же тенденцией при подсчете материнской и неонатальной микробиоты, в которой Prevotella , Streptococcus и Bacteroides являются наиболее распространенными родами в протестированных образцах. отражая постоянство микробиологических различий между матерью и младенцем. Кроме того, в исследовании были рассчитаны корреляции между родами бактерий в образцах от матерей и новорожденных с ГСД и без него.Примечательно, что доля микробиоты, которая имела одинаковую тенденцию ко встречаемости между поколениями, достигла 88,8%, из которых 69,1% были обнаружены только при GDM+, но не при GDM-. Несмотря на вариации в зависимости от частей тела, влияние ГСД на материнскую и неонатальную микробиоту может быть сходным. Опыты на животных также подтверждают вышеизложенную точку зрения. Яо и др. установили модель мыши GDM и исследовали влияние GDM на микробиоту кишечника мышей-матерей [47]. Было обнаружено, что Bacteroides и Clostridiales_vadinBB60 были более распространены, а Prevotella были значительно ниже у мышей с ГСД, чем у контрольных мышей.Однако было обнаружено, что большинство этих бактерий имеют общую тенденцию к потомству ГСД; было обнаружено, что Bacteroides были более многочисленны, тогда как Lactobacillus и Prevotella были менее многочисленны в кишечнике потомства, вскормленного матерями с ГСД [48]. ГСД может изменять микробиоту беременных и новорожденных, выявляя другой тип наследственности. Тем не менее, существует несколько исследований вертикальной передачи материнского микробиома ГСД новорожденным, и для анализа необходимы дополнительные данные.

5.2. Влияние грудного молока матерей с ГСД на микробиоту кишечника их потомства

Грудное молоко играет важную роль в росте и развитии младенцев. В дополнение к питательным веществам, в которых нуждаются младенцы, грудное молоко также содержит сложные углеводы и белки, которые обладают широким спектром биологической активности и могут способствовать развитию и зрелости иммунной системы младенцев, а также ранней здоровой кишечной колонизации [49]. .

Грудное вскармливание может повлиять на состав микробиоты кишечника.Одно исследование показало, что Bifidobacteria и Clostridium difficile более распространены у новорожденных, находящихся на грудном вскармливании, тогда как Bacteroides и Clostridium perfringens преобладают у детей, находящихся на искусственном вскармливании [50]. Различие кишечной микробиоты у детей раннего возраста от здоровых матерей, обусловленное разными способами вскармливания, имело место и у детей раннего возраста с ГСД. В одном исследовании сравнивали микробиоту кишечника новорожденных из 29 родильниц с ГСД (10 находились на грудном вскармливании и 19 на искусственном вскармливании) и обнаружили различия в микробиоте кишечника между детьми на грудном вскармливании и детьми на искусственном вскармливании.

На уровне типов у детей, находящихся на грудном вскармливании, было больше актинобактерий и протеобактерий, в то время как у детей, находящихся на искусственном вскармливании, мы наблюдали более высокую долю типов Firmicutes. На уровне рода младенцы на грудном отношении показали более Escherichia и Escherichia и , в то время как детям Формула-ФДС имела разные микробиоты, составленные в основном из бактерии , Clostridium , Enterococcaceae , Escherichia , Staphyloccus , Staphylococcus и Стрептококки .В множественном регрессионном анализе грудное вскармливание было в значительной степени связано с относительной численностью 90 637 Bifidobacterium 90 638 в кишечной микробиоте 11 младенцев (). Примечательно, что у детей на грудном вскармливании было больше Bifidobacterium по сравнению с детьми на искусственном вскармливании, что, как считается, оказывает положительное влияние на детей. Однако по сравнению с младенцами здоровых женщин у детей с ГСД было показано более высокое относительное обилие провоспалительных таксонов, таких как Escherichia и Parabacteroides [33].Это может быть связано с изменением состава грудного молока. Далее мы проанализируем его с этой точки зрения.

5.2.1. Олигосахариды и гликаны грудного молока

Олигосахариды грудного молока (HMO) — это свободные олигосахариды с множеством биологических функций, которые являются третьим по величине компонентом грудного молока. Он совершенно не переваривается новорожденными, но может использоваться некоторыми кишечными бактериями. В дополнение к HMO, гликопротеин является еще одним крупным источником гликобиома грудного молока.Гликопротеин представляет собой вид белка, в котором один или несколько сахаров соединены с пептидной цепью ковалентной связью. По способу соединения гликаны на гликопротеинах делятся на N-полисахариды и O-полисахариды. Установлено, что более 70% белков грудного молока гликозилированы, а лактозные белки человека играют защитную роль от инфекционных заболеваний, проявляя антибактериальную и иммуномодулирующую активность пассивного иммунитета у детей, находящихся на грудном вскармливании [48]. Было показано, что гликобиом грудного молока избирательно обогащает микробиом кишечника младенцев полезными бактериями [51].Эти полезные бактерии способны быстро потреблять HMO в качестве единственного источника углерода и успешно становятся доминирующими бактериями в кишечнике [52]. Однако некоторые кишечные бактерии потребляют HMO плохо или не потребляют совсем, например Clostridium perfringens , E. faecalis, и Veillonella parvula [52]. Таким образом, олигосахариды грудного молока помогают младенцам создать здоровую кишечную среду.

Из-за различной способности кишечных микробиомов использовать разные типы гликанов в качестве источников углерода для роста и метаболизма [48], различия в гликанах грудного молока могут также влиять на состав кишечных микробных сообществ у потомства.В связи с этим некоторые исследовательские группы изучали паттерны гликобиома в грудном молоке матерей с ГСД, было установлено, что [53] по сравнению со здоровыми женщинами содержание свободных олигосахаридов в грудном молоке женщин с ГСД не отличалось, но концентрация общего белка и уровень гликозилирования sIgA в грудном молоке с ГСД были снижены; напротив, гликозилирование лактоферрина в молоке матерей с ГСД было повышено по сравнению с грудным молоком здоровых матерей контрольной группы. Они обнаружили, что содержание общего N-гликана sIgA было на 32-43% ниже, чем у нормальных беременных женщин (), а содержание общего N-гликана лактоферрина было на 45% выше, чем у нормальных беременных женщин.Эти результаты свидетельствуют о том, что у женщин с ГСД во время беременности происходит нарушение регуляции уровня глюкозы у матери. Поскольку гликобиом грудного молока тесно связан с микробиотой кишечника младенцев, различия в молочных гликанах также могут влиять на состав микробиома кишечника у потомства. Однако в настоящее время исследований мало.

Ранее наша группа создала модель мыши с ГСД и собрала образцы молока и фекалий матери и потомства мышей с ГСД, чтобы наблюдать за изменениями олигосахаридов и белка N-гликанов в молоке мышей с ГСД и их возможным влиянием на микробиоту кишечника потомства. [48].В отличие от основной доли фукозилированных олигосахаридов молока в человеческом молоке, мышиное молоко в основном содержит сиалированные олигосахариды молока. Мы обнаружили, что нет существенных различий в количестве олигосахаридов в молоке между мышами CON и GDM, что согласуется с данными, полученными в грудном молоке. Однако в ходе дальнейшего анализа мы обнаружили, что уровни фукозилирования и сиалирования N-гликана в молоке мышей с GDM были значительно выше, чем у мышей CON. На этой основе мы проанализировали микробиоту кишечника потомства мышей.Наши результаты показали, что численность Bacteroides spp . был значительно повышен в кишечнике потомства мышей, которых кормили матерями с ГСД, по сравнению с теми, которых кормили здоровые контрольные матери. Bifidobacteria и Lactobacillus являются основными родами микробов в кишечнике здоровых детей, находящихся на грудном вскармливании. Они способствуют здоровому росту и развитию младенцев, а уменьшение количества этих бактерий может свидетельствовать о неудовлетворительном состоянии новорожденных. Напротив, некоторые виды Bacteroides spp.обладают сильной способностью использовать сложные полисахариды, что способствует их росту в желудочно-кишечном тракте. Таким образом, большое количество фукозилированных и сиалированных N-гликанов может служить основным источником углерода для Bacteroides, что приводит к их доминированию в кишечнике новорожденных, получающих ГСД. В частности, в ходе дальнейших экспериментов in vitro мы обнаружили, что метаболиты Bacteroides могут стимулировать лимфоциты, тогда как они ингибируют продукцию Treg-клеток. Клетки Treg могут ингибировать иммунный ответ других клеток и поддерживать иммунный баланс организма [54].Наши результаты свидетельствуют об иммунном дисбалансе у потомства с ГСД, что может быть предрасполагающим фактором для этого типа заболевания. Однако механизм действия до сих пор не ясен, что заслуживает более глубокого изучения.

5.2.2. Антитела в грудном молоке

Новорожденные при рождении подвергаются воздействию окружающей среды, содержащей большое количество вирусов и бактерий. Не имея зрелой иммунной системы, новорожденные изначально полагаются на антитела, переданные их матерями. Эти антитела передаются через плаценту и грудное молоко.В плаценте мать в основном передает IgG, что помогает предотвратить неонатальную инфекцию [55, 56]. Кроме того, другие исследования также показали, что мать передает IgE плоду через плаценту, что тесно связано с аллергией новорожденных [57]. После рождения ребенок продолжает приобретать материнский иммунитет через грудное молоко. В отличие от плацентарно переносимых IgG, БМ в основном содержит SIgA, играющий ведущую роль в иммунитете слизистых оболочек новорожденных. Антитела в грудном молоке заселяют поверхность слизистой оболочки кишечника новорожденных, обеспечивая первую линию защиты для здорового развития кишечной системы на ранних стадиях развития младенцев.

Концентрация антител в грудном молоке динамически изменяется в течение всего периода лактации в соответствии с потребностями ребенка. В молозиве содержание антител высокое, в то время как в зрелом молоке концентрация антител в грудном молоке снижается, сменяясь увеличением углеводов и жиров. Антитела в грудном молоке в основном синтезируются плазматическими клетками молочной железы. В последнее время появляется все больше данных о том, что большая часть антител в грудном молоке связана с антигенной специфичностью кишечного происхождения [58].Мать избирательно передает ребенку через грудное молоко антитела, связанные с иммунитетом слизистых оболочек, которые обеспечивают барьер против тех же самых антигенов, обнаруженных в окружении матери, с которыми новорожденные, скорее всего, столкнутся.

Все больше данных свидетельствует о том, что иммуноглобулин играет ключевую роль в формировании и поддержании ранней здоровой микробиоты у младенцев. Материнский иммуноглобулин избирательно обволакивает микроорганизмы в тонкой кишке, способствует колонизации симбиотическими бактериями и доставляет антигены к антигенпрезентирующим клеткам, подавляя тем самым размножение возбудителей.Большая часть SIgA в слизистой оболочке считается неспецифической, высоко перекрестно-реактивной и широко реагирующей с микробиотой. Благодаря процессу, называемому иммунным исключением, SIgA захватывает микробы и позволяет иммунной системе выборочно отбирать образцы сложных бактерий для выработки иммунитета, ограничивая транслокацию бактерий между эпителиальными клетками слизистой оболочки [59]. Кроме того, SIgA может вызывать иммунное отторжение вирусов и бактерий, способствуя сбору или нейтрализации патогенов в просвете кишечника [60].В отличие от IgA, IgG способствует толеризации, образуя комплексы IgG-аллерген, способствуя поглощению аллергенов эпителиальными клетками и способствуя иммунной презентации аллергена [61].

У лиц с дефицитом IgA Enterobacter составляли более высокую долю микробиоты, которая является доминирующей бактерией в кишечнике младенцев [62]. Интересно, что у пациентов с дефицитом IgA наблюдается увеличение частоты аллергий и аутоиммунных заболеваний, что может быть результатом такого изменения микробиоты [63].Аналогичные результаты были получены у младенцев от женщин с ГСД, что может быть тесно связано с изменением концентрации антител в грудном молоке матерей с ГСД. Выявлено, что уровень SIgA в грудном молоке пациенток с ГСД был значительно ниже, чем у здоровых лиц контрольной группы. Следовательно, антитела в грудном молоке необходимы для развития и поддержания здоровой кишечной микробиоты у младенцев [53].

5.2.3. Свободные жирные кислоты в грудном молоке

Свободные жирные кислоты являются основными питательными веществами в грудном молоке, которые очень важны для роста и развития новорожденных.Некоторые исследования показали, что свободные жирные кислоты в грудном молоке могут влиять на раннюю колонизацию кишечной микробиоты у младенцев [64]. В одном исследовании Heerup et al. исследовали влияние выбранных неэтерифицированных жирных кислот, моноацилглицеролов и сфингозина на состав фекальных микробных сообществ, полученных от младенцев в возрасте 2–5 месяцев, во время 24-часовой анаэробной ферментации in vitro.

Результаты показали, что количество кислотообразующих бактерий, таких как Lactobacillus и Bifidobacterium , значительно увеличилось в присутствии высокой концентрации неэтерифицированных жирных кислот со средней длиной цепи.В смеси, содержащей длинноцепочечные неэтерифицированные жирные кислоты и сфингозин, также было обнаружено значительное увеличение Bifidobacterium . Однако относительная численность Enterobacteriaceae значительно снижалась в присутствии смеси двух липидов. Также стоит отметить, что олеиновая кислота (18 : 1), наиболее распространенная жирная кислота в грудном молоке, стимулирует рост нескольких типов Lactobacillus [65]. Эти данные свидетельствуют о том, что высокая концентрация неэтерифицированных жирных кислот в грудном молоке может оказывать функциональное влияние на формирование микробиоты кишечника в раннем возрасте.На ранних этапах жизни создание иммунной системы очень важно для роста и развития. Может быть очень полезно стимулировать рост бактерий, продуцирующих молочную кислоту, таких как Bifidobacterium и Lactobacillus , и уменьшить количество Proteobacteria в микробиоте кишечника. В одном исследовании [66] сравнивали метаболиты молозива, переходного молока и зрелого молока у нормальных беременных женщин ( n  = 94) и женщин с ГСД ( n  = 90).Результаты показали, что довольно много свободных жирных кислот в грудном молоке значительно снизилось в группе с ГСД по сравнению с контрольной группой. Предполагается нарушение жирных кислот в грудном молоке матерей с ГСД. Однако о влиянии нарушенных жирных кислот в грудном молоке при ГСД на микробиоту кишечника у младенцев не сообщалось, и это требует дальнейшего изучения.

5.2.4. Гормоны в грудном молоке

Гормоны в грудном молоке были предложены для защиты младенцев от кратковременного ускорения жировых отложений и длительного ожирения и диабета.В некоторых исследованиях оценивали уровень гормонов в грудном молоке у женщин с ГСД. Было обнаружено снижение концентрации адипонектина и грелина в грудном молоке беременных женщин с ГСД [67]. И адипонектин был обратно связан с ранним ростом как у женщин с ГСД, так и у здоровых детей, которые растут с низким уровнем адипонектина в грудном молоке женщин с ГСД и более склонны к ожирению, чем здоровые дети. Однако при благоприятном контролируемом уровне глюкозы в крови грудное вскармливание может помочь детям женщин с ГСД восстановить здоровую траекторию роста [68].Айдин [69] оценил концентрацию Nesfatin-1 в грудном молоке крыс с GDM, который представляет собой пептид, происходящий от пептида-предшественника нуклеобиндина 2. Было обнаружено, что Nesfatin-1 оказывает анорексическое действие на крыс и может вызывать у крыс похудеть [70].

Авторы обнаружили, что концентрация Неститина-1 в молозиве крыс с ГСД была значительно ниже, чем у крыс без ГСД, а концентрация Неститина-1 в зрелом грудном молоке крыс с ГСД была ниже, но разница не была статистически значимой, что могло быть связано с нормализацией их уровня глюкозы в крови с течением времени [69].Таким образом, в первую неделю жизни потомство, вскармливаемое грудным молоком с более низким уровнем Несфатина-1, может быть более склонным к голоданию, поэтому они выпивают больше грудного молока, чем те, кого вскармливают обычным грудным молоком. Предыдущие исследования показали, что концентрация Несфатина-1 в плазме у новорожденных отрицательно коррелирует со степенью голода (потребления калорий). Пациенты с ожирением, как правило, имеют более низкие уровни циркулирующего Nesfatin-1 и более высокое потребление калорий [71]. Та же группа исследователей оценивала концентрацию адропина в грудном молоке матерей с ГСД.Адропин — пептидный гормон, участвующий в регуляции метаболического гомеостаза [72].

Айдын и др. [73] обнаружили, что концентрация адреналина в молозиве женщин с ГСД была ниже, чем у женщин без ГСД, но уровень адропина в незрелом молоке в переходный период (7 дней после родов) не отличался между двумя группами. Было показано, что дефицит адреналина связан с повышенным содержанием жира у мышей, что позволяет предположить, что воздействие более низких уровней адреналина в грудном молоке при ГСД также может привести к увеличению содержания жира у детей [72].Это позволяет предположить, что уровень гормона грудного молока у рожениц с ГСД является нарушением, которое приводит к увеличению вероятности ожирения у детей раннего возраста. Обычно считается, что ожирение может вызывать нарушения микробиоты кишечника у младенцев; поэтому мы предполагаем, что нарушение уровня гормонов в грудном молоке может влиять на микробиоту кишечника младенцев. Луото и др. сообщили о различиях в концентрации адипонектина в материнском молозиве и в кале Bifidobacteria в возрасте 3 месяцев между нормальными детьми ( n  = 15) и детьми с избыточным весом ( n  = 15) [74].Авторы установили, что у нормальных детей в возрасте 3 мес выявлено более высокое содержание Bifidobacteria по сравнению с детьми с избыточной массой тела, а уровень адипонектина в грудном молоке был достоверно выше у матерей с нормальными детьми, чем у матерей с избыточной массой тела. Эти результаты свидетельствуют о том, что гормоны в грудном молоке оказывают более сложное влияние на микробиоту кишечника младенца, чем предполагалось ранее. Однако исследований в этой области мало, и для их подтверждения необходимо больше данных.

5.3. Вмешательство пробиотиков и пребиотиков

В настоящее время широкое внимание уделяется микробному вмешательству. Пробиотики обычно содержат живые, лиофилизированные бактериальные микробы, в основном из кишечных полезных бактерий, таких как Lactobacillus и Bifidobacterium . При введении достаточного количества пробиотиков пробиотики регулируют и способствуют здоровью кишечника хозяина. Во время беременности большинство беременных женщин используют пробиотики перорально, и лишь немногие применяют их вагинально.Пробиотические вмешательства не являются живыми бактериями, а состоят из неперевариваемых пищевых веществ, которые могут расщепляться до НМО и использоваться полезными бактериями в кишечнике, тем самым способствуя размножению этих полезных бактерий. Синбиотики сочетают в себе пробиотики и пробиотики. Синбиотики способствуют выживанию живых микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте, стимулируя рост и/или метаболическую активность одного или нескольких пробиотиков, тем самым оказывая благоприятное воздействие. Пробиотики применялись во время беременности, и пробиотики использовались в меньшей степени для улучшения материнских и младенческих исходов.

В последнее время использование пробиотиков для профилактики или лечения ГСД стало популярным направлением исследований. Долатха и др. включили 64 беременных женщины с ГСД в клиническое исследование и случайным образом разделили их на три группы, которые получали капсулы с пробиотиками или капсулы с плацебо и рекомендации по питанию в течение 8 недель. Они обнаружили, что уровень глюкозы в крови натощак и индекс резистентности к инсулину значительно снизились у пациентов, принимавших пробиотические капсулы или капсулы плацебо () [75]. Луото и др. также обнаружили, что пробиотическое вмешательство снижает риск ГСД [76].Специфическая пробиотическая терапия может изменить состав и активность микробиоты кишечника, улучшить микроэкологическую среду кишечника, восстановить кишечный барьер и повысить способность кишечника регулировать воспаление. В последнее время микробиота кишечника считается одним из ключей к участию в динамическом балансе энергии хозяина, влияя на получение энергии извне и хранение в организме. Кроме того, он также регулирует концентрацию эндотоксинов в плазме и чувствительность к инсулину, предотвращая возникновение метаболического синдрома.Учитывая, что материнская микробиота является первым инокулятом для развития микробиоты ребенка, матери с ГСД, принимающие пробиотики во время беременности, могут способствовать раннему формированию здоровой кишечной микробиоты у младенцев. Систематический обзор и метаанализ, посвященный влиянию лечения ГСД на исходы беременности, показали, что лечение значительно снижает риск макросомии плода, рождения детей с большим весом для гестационного возраста, дистоции плечевого сустава и гестационной гипертензии, а также тенденцию к снижению перинатальной/неонатальной смертности и родового травматизма [77].Обзор пробиотиков для профилактики ГСД включал одно исследование, в котором сообщалось о более низкой частоте женщин с диагнозом ГСД и меньшей массой тела при рождении при применении пробиотиков [78]. Эти результаты свидетельствуют о том, что пробиотики, принимаемые матерями с ГСД во время беременности, могут уменьшить неблагоприятный исход беременности и способствовать здоровому росту ребенка. Прием пробиотиков может быть хорошим способом профилактики или лечения ГСД, и необходимы дополнительные исследования этого механизма.

6. Резюме

Изменение микробной структуры кишечника матери с ГСД и их потомства было доказано многими исследованиями, и некоторые из измененных бактерий имеют одинаковую тенденцию в кишечнике матери и их потомства, что позволяет предположить, что материнский микробиом может передаваться ребенку, что отражает влияние кишечной микробиоты матери с ГСД на процесс колонизации кишечной микробиоты ребенка.Это дает новое направление для ранней профилактики и лечения ГСД с целью снижения частоты неблагоприятных исходов беременности при ГСД. В то же время мы обнаружили, что изменения в составе ГСД грудного молока имеют потенциальное влияние на здоровое развитие детей, что может стать теоретической основой для будущих исследований, направленных на разработку специфического нутритивного ухода за детьми матерей с гестационным диабетом.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Xinke Li и Da Yu внесли равный вклад в эту работу.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (№ 310 и 21934005) и Проектом исследовательского фонда питания и ухода за матерью и ребенком Гуанчжоуского института питания и ухода Biostime (2019BINCMCF02).

Перинатальные факторы и ассоциированный с диабетом 1-го типа дисбактериоз у мексиканских младенцев

1Введение

Диабет 1-го типа (СД1) является одним из наиболее частых аутоиммунных заболеваний у детей с распространенностью 1:3001.Достижения в изучении факторов предрасположенности за последнее десятилетие увеличивают количество доказательств кишечного происхождения СД1, что, в свою очередь, открывает неисследованную область для понимания этиологии диабета. Взаимосвязь между ранним питанием, инфекциями и использованием антибиотиков в первые годы жизни играет центральную роль, поскольку все они влияют на состав микробиоты и проницаемость кишечника. На животных моделях были обнаружены ассоциации взаимодействий этих факторов в отношении развития T1D2.Хотя первые исследования у детей с высоким генетическим риском показали дисбактериоз кишечника в начале СД1, на эти изменения влияет диета, географическое положение3 и другие факторы, такие как возраст4. Кроме того, неизвестно, являются ли эти изменения в микробиоте причиной или следствием характерного метаболического нарушения при СД1.

Мы сообщаем о серии случаев двух контрастирующих мексиканских пациентов с СД1 (6 лет и младше) и третьем случае здорового ребенка до аутоиммунитета и начала СД1, все они были набраны из Детской больницы Соноры (HIES), Мексика.Элементы их диеты в первый год жизни и перинатальные факторы обсуждаются и связаны с диагнозом СД1 и составом микробиоты кишечника, оцененным с помощью пиросеквенирования области V4 гена 16S рРНК с использованием методов, описанных ранее5. Данные о микробиоте в этих случаях были обработаны и проанализированы в рамках программы Quantitative Insights Into Microbial Ecology (QIIME)6.

2Описания клинических случаев2.1Случай 1

Мы представляем случай 6-летней девочки с 3-дневной эволюцией СД1, диагностированной, когда она была госпитализирована по поводу диабетического кетоацидоза (глюкоза: 538 мг/дл).Пациентка была продуктом пятой беременности, осложненной маловодием и дистрессом плода. Мать была пассивным курильщиком во время беременности. Пациентка родилась естественным путем на 38-й неделе беременности и находилась на грудном вскармливании до 2-месячного возраста. С рождения получала прикорм молочными смесями. В 6-месячном возрасте в ее рацион ввели пшеницу и другие крупы. Начиная с первого года у ребенка было в среднем шесть инфекций в год (респираторных и желудочно-кишечных), которые лечили антибиотиками (амоксициллин, триметоприм/сульфаметоксазол и цефалексин).За 2 недели до постановки диагноза СД1 перенесла острый тонзиллит.

Ассоциированные с T1D аутоантитела были следующими: положительные к антиглутаминовой декарбоксилазе (анти-GAD) и антитирозинфосфатазоподобному белку (анти-IA2).

Фенотип риска: DRB1*04/DQA1*0301.

2.2Случай 2

Это случай 2-летней девочки с СД1, диагностированным за 2,5 месяца до исследования. У нее была отличная приверженность лечению инсулином и диете. Родилась путем эутотических вагинальных родов без перинатальных осложнений.С рождения до 2-месячного возраста находилась на смешанном вскармливании грудным молоком и смесями, продолжая только смесями на коровьем молоке. Пшеница и другие крупы были введены в ее рацион, когда ей было 2 месяца. В течение первого года жизни она перенесла две респираторные и четыре желудочно-кишечные инфекции неизвестной этиологии. Все заболевания лечили антибиотиками (амоксициллин, триметоприм/сульфаметоксазол). Текущий уровень глюкозы натощак составляет 105 мг/дл. Ассоциированные с T1D аутоантитела были положительными к анти-IA2.

Фенотип риска: DRB1*03/DR4-DQ8.

2.3Случай 3

Мы представляем случай 6-летнего мальчика, который был здоров на момент исследования. Его брат — пациент с T1D. Пациентка является доношенной от второй беременности, рожденной путем кесарева сечения в связи с головно-тазовой диспропорцией, без перинатальных осложнений. Он находился на грудном вскармливании в течение 3 месяцев, продолжая давать молочную смесь с этого возраста, пока ему не исполнился 1 год. Зерновые, такие как пшеница, были введены в его рацион в возрасте 2 месяцев. Он представил в среднем три инфекционных эпизода в год, получавших лечение антибиотиками (в основном амоксициллином).Ассоциированные с T1D аутоантитела были отрицательными к Anti-GAD и Anti-IA2.

Фенотип риска: DR3-DQ2/DQB1*0302.

2.4 Исследование и последующее наблюдение

Образец стула был собран в каждом случае, из которого была извлечена гДНК для изучения состава микробиоты с помощью пиросеквенирования. Анализ кишечной микробиоты выявил в общей сложности 8 758 бактериальных последовательностей в образце фекалий в случае 1, 8 698 последовательностей в случае 2 и 6 905 последовательностей в случае 3. 2:1.Однако на уровне рода возникли различия. Так, 58,9% кишечной микробиоты в случае 1 соответствовали роду Prevotella (Bacteroidetes), тогда как в случае 2 преобладали Bacteroides (Bacteroidetes) с 44,5%. За этими жанрами в изобилии следовали 11,1% Megamonas (Firmicutes), 3,6% Escherichia и 3,1% Suterella (Proteobacteria). Между тем, в случае 2 преобладающими группами Firmicutes были семейство Lachnospiraceae с 13% и род Oscillospira с 7% (рис. 1).

Напротив, в случае 3 соотношение Bacteroidetes/Firmicutes было обратным 1:3. Семейство Ruminococcaceae (Firmicutes) выделено с относительной численностью 44%, включая род Oscillospira и Ruminococcus. Что касается Bacteroidetes, было обнаружено 9,4% Bacteroides и 7,6% рода Prevotella (рис. 1).

В случае 3 через 1 год развился СД1 с уровнем глюкозы натощак 372 мг/дл в начале и классическими симптомами диабета (полифагия, полидипсия и полиурия).

3Обсуждение

Перинатальный период является критическим для развития индивидуальной микробиоты.Форма первой микробиоты новорожденного напрямую зависит от способа родоразрешения. Дети, рожденные вагинально, имеют вертикальный перенос материнских вагинальных бактерий, таких как Lactobacillus и Prevotella spp. С другой стороны, дети, рожденные путем кесарева сечения, приобретают микроорганизмы с кожи и операционной, такие как Staphylococcus, Corynebacterium и Propionibacterium spp.7. После родов режим кормления имеет решающее значение для развития разнообразной и здоровой микробиоты. Текущие рекомендации, основанные на фактических данных, сосредоточены на сохранении грудного вскармливания, по крайней мере, в течение первых 6 месяцев, в идеале на продолжении его в течение первого года жизни и на введении каш в рацион младенцев в возрасте от 4 до 6 месяцев.Эти действия способствуют снижению риска развития аутоиммунных заболеваний и аллергии в детском возрасте. Таким образом, исключительно грудное вскармливание дольше 5 месяцев или полное грудное вскармливание дольше 7 месяцев являются независимыми факторами защиты от развития СД18.

Здесь мы представили два случая пациентов с СД1, которые имеют общие факторы риска, такие как неадекватность их режимов питания в течение первого года жизни, несмотря на то, что они родились через естественные родовые пути. Ни один из них не получал исключительно грудного вскармливания, и их кормили смесями на коровьем молоке в младенчестве.Кроме того, случай 2 и случай 3 имеют общее введение пшеницы в их режим кормления в возрасте 2 месяцев без постепенного масштабирования порций.

Три случая сравниваются с двумя здоровыми мексиканскими детьми (3 и 5 лет), рекрутированными из той же популяции, у которых были отрицательные гаплотипы HLA DR3-DQ2 и DR4-DQ8 (рис. 2). Оба здоровых ребенка родились вагинально, находились на грудном вскармливании более 6 месяцев, а каши, в том числе пшеница, были введены в их рацион, когда им было около 5-6 месяцев.

Поэтому, поскольку они были близки к текущим рекомендациям, для целей этого анализа их микробиота рассматривалась как эталон того, что может быть нормальным соотношением кишечных бактерий в оптимальных условиях у детей этого возрастного диапазона в исследуемом регионе (Sonora , Мексика).

Это важное соображение для контекстуализации представленных случаев, поскольку микробиом младенцев с высоким риском СД1 связан с географическим положением. Kemppainen et al.3 обнаружили большую изменчивость в структуре и разнообразии кишечных микробиомов среди стран и континентов, даже в популяциях с гомогенными генотипами HLA класса II.

Очевидно, что кишечная микробиота здоровых мексиканских младенцев, где наиболее распространен род Bacteroides, очень однородна (внутригрупповое разнообразие) и отличается от микробиоты, в которой преобладает Prevotella в случае 1. Кроме того, она также отличается от микробиоты здоровых дети старше 7 лет из того же региона5. Необходимо подчеркнуть, что случай 2 имеет структуру состава, более близкую к здоровым детям, чем у другого пациента с СД1 (рис. 1 и 2). Контраст, обнаруженный между случаем 1 и случаем 2, вероятно, связан с тем, что случай 1 представляет собой декомпенсированного пациента на стадии диагностики, метаболически несбалансированного и с неконтролируемым уровнем глюкозы.Между тем, случай 2 — это пациент в стабильной фазе заболевания с уровнем глюкозы, близким к нормальному диапазону.

Предыдущие исследования связывали неконтролируемые уровни глюкозы с дисбалансом микробиоты, связанным с СД1, и дисбактериоз имеет тенденцию восстанавливаться после контроля заболевания с помощью лечения инсулином в течение >2 лет5. Это указывает на то, что случай 2 смог частично восстановить баланс ее микробиоты в

Одно из сходств между случаем 1 и случаем 2 заключается в том, что они имеют более высокие уровни родов Enterobacteriaceae Klebsiella и Escherichia.Оба являются патобионтами, т. Е. Несмотря на то, что они являются комменсальными микроорганизмами, они потенциально могут вызывать заболевания и, следовательно, могут активировать или поддерживать метаболические пути, способствующие воспалению. Повышенные уровни Escherichia были связаны в других исследованиях с потреблением детской смеси у детей, находящихся на искусственном вскармливании9.

В случае 3 представлены факторы высокого риска развития аутоиммунитета, связанного с СД1, включая фенотип очень высокого риска. Структура его микробиоты, по-видимому, отличается как от пациентов с СД1, так и от контрольной группы детей.Он также показал обратное соотношение для Firmicutes / Bacteroidetes по сравнению со здоровыми мексиканскими детьми, а также с теми, у кого уже диагностирован СД1. Это изменение, по-видимому, происходит до развития аутоиммунитета и СД1 и отражается в уменьшении микробного разнообразия (рис. 2А), но не является таким ограниченным, как при СД1. Эти результаты частично отличаются от тех, о которых сообщают Kostic et al.4, где изменения проявлялись после развития аутоиммунитета, до постановки диагноза СД1.Однако мы оценивали только аутоантитела против GAD и анти-IA2, а не IAA, ZNT8A и ICA, как это было сделано Kostic et al.4

. На основании этих наблюдений в этот процесс могли быть вовлечены Oscillospira и Ruminococcus. Случай 3 показал более высокие уровни этих родов бактерий по сравнению со здоровыми детьми. Эти результаты согласуются с результатами у мышей NOD10, у которых уровни Ruminococcus и Oscillospira имели обратную зависимость от возраста начала СД1. В связи с этим de Goffau et al.11 обнаружили, что у маленьких европейских детей в возрасте от 3 до 5 лет Ruminococcus obeum положительно коррелирует с недавним развитием СД1. Однако оставшийся состав микробиоты у этих детей отличается от такового в мексиканских случаях.

Случай 3 может быть примером того, как питание и факторы окружающей среды в раннем возрасте могут создать неблагоприятную среду, которая способствует развитию аутоиммунитета у детей с генетической предрасположенностью. В течение первых трех лет жизни формирование незрелой микробиоты во взрослую композицию может быть направлено в аберрантном направлении11, если эти факторы не будут учитываться у младенцев.В пользу этой идеи говорит тот факт, что, хотя кишечная микробиота детей раннего возраста очень нестабильна, микроорганизмы, приобретенные в первый год жизни, сохраняются на протяжении всего детства, по крайней мере, до 3 лет, когда в основном начинает проявляться аутоиммунитет, ассоциированный с СД1. Точно так же, несмотря на множество вариаций, метаболические пути, связанные с микробиотой, сохраняются с течением времени4. Эти ранние результаты дополняют наши результаты другого исследования с большей выборкой детей старшего возраста с СД15. Вместе они могут стать основой для разработки и будущей реализации стратегий первичной профилактики СД1, адаптированных в соответствии с географическим происхождением и характеристиками групп риска.

В заключение следует отметить, что фекальная микробиота в представленных случаях отличается от таковой у здоровых младенцев, рассматриваемых в качестве контрольных. Это может быть связано с режимом питания и факторами окружающей среды, предшествовавшими развитию аутоиммунитета и СД1. Необходимы проспективные исследования для наблюдения за здоровыми детьми с высоким генетическим риском, для оценки их перинатального анамнеза, диеты и фекальной микробиоты в зависимости от места их происхождения.

Раскрытие этических норм Защита людей и животных

Авторы заявляют, что применяемые процедуры соответствовали положениям соответствующего комитета по этике клинических исследований и Кодексу этики Всемирной медицинской ассоциации (Хельсинкская декларация).

Конфиденциальность данных

Авторы заявляют, что следовали протоколам своего рабочего центра по публикации данных пациентов.

Право на неприкосновенность частной жизни и информированное согласие

Авторы получили письменное информированное согласие пациентов или субъектов, упомянутых в статье. Соответствующий автор владеет этим документом.

Этические соображения

Информированное согласие было получено от законных опекунов всех случаев и контроля. Все выполненные процедуры были одобрены Комитетом по этике Centro de Investigacion en Alimentacion y Desarrollo (CIAD) и Советом по обучению и исследованиям HIES.

Финансирование

Финансовая поддержка получена от Мексиканского совета по науке и технологиям (CONACYT), грант S0008-2009-01-115212.

Вклад авторов

М.Е.М. и А.М.С. провели исследование, собрали образцы и клинические записи, извлекли ДНК, набрали гаплотипы, проанализировали данные и написали основной текст рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Облегчение симптомов при домашнем использовании активированного пробиотика Bifidobacterium infantis EVC001 у младенцев: результаты опроса потребителей о влиянии на опрелости, симптомы колик и сон

Микробиом кишечника в младенчестве непосредственно участвует в пищеварении человека молоко, развитие иммунной системы и долгосрочные последствия для здоровья.Дисбактериоз кишечника в раннем возрасте был связан с многочисленными краткосрочными заболеваниями, от пеленочного дерматита и плохого стула до плохого сна и суетливости, с неоднозначными результатами в научной литературе об эффективности пробиотиков для устранения симптомов. Несмотря на растущий интерес к пробиотикам для потребительского применения, наблюдаемое облегчение симптомов редко документируется. Это исследование направлено на оценку наблюдаемого симптоматического облегчения при домашнем использовании активированного Bifidobacterium infantis EVC001 у младенцев.Отзывы потребителей собирались в течение 2 лет посредством 30-дневного онлайн-опроса клиентов B. infantis EVC001 (Evivo ® ) после покупки. Критерии исхода включали наблюдаемые изменения в опрелостях, симптомах колик и поведении во сне у младенцев, которых кормили B. infantis EVC001. Всего в опросе приняли участие 1621 респондент. Перед покупкой B. infantis EVC001 большинство респондентов посещали веб-сайт продукта, изучали детские пробиотики в Интернете или консультировались со своим врачом или другим медицинским работником.Из участников, чьи младенцы когда-либо сталкивались с опрелостями, 72% (n=448) сообщили об улучшениях, а 57% сообщили о полном решении этой проблемы. Из тех, кто ответил на вопросы о газообразовании/беспокойстве, сне во время дневного сна и поведении во время ночного сна, 63% (n=984), 33% (n=520) и 52% (n=806) сообщили об устранении или улучшении состояния. соответственно. Хотя клинические данные об использовании пробиотиков часто неубедительны для разрешения симптомов, домашнее использование B. infantis EVC001 у младенцев улучшило опрелость, газообразование/беспокойство и качество сна в течение первой недели использования у значительного числа респондентов, которые участвовали в добровольный опрос после покупки.Эти результаты могут быть результатом уникальной генетической способности B. infantis EVC001 колонизировать кишечник младенцев, что подчеркивает важность выбора штамма при оценке эффектов пробиотических продуктов.

как помочь малышу?

Дисбактериоз – нарушение баланса микрофлоры кишечника. Оказывается, характерных симптомов, присущих только этому состоянию, нет, поэтому многих интересует, как его вовремя обнаружить и начать лечение.Очень важно как можно раньше обратить внимание на симптом дисбактериоза у грудничков. Подобное состояние у новорожденных может быть связано с тем, что ребенка слишком поздно приложили к груди. Именно материнское молоко – это средство, помогающее сбалансировать количество полезных и вредных бактерий в кишечнике малыша, ведь оно считается натуральным лекарством, способным восстанавливать микрофлору кишечника.

Дисбактериоз у грудных детей: симптомы, лечение и профилактика заболевания

Все дело в том, что у ребенка стерильный кишечник, где сразу после рождения начинают заселяться как полезные, так и вредные бактерии.Если ребенка начинают кормить грудью сразу после рождения, то симптом дисбактериоза у младенцев практически никогда не проявляется.

Обратите внимание, что это состояние не отличается специфической клинической картиной. Его признаки часто бывают стертыми, ведь основная задача родителей – следить за любыми подозрительными симптомами и своевременно проверять кал на дисбактериоз.

Как правило, причинами дисбактериоза у грудных детей является употребление малышами искусственных смесей или прием антибиотиков. А если спектр действия препарата достаточно широк, то и риск развития этого заболевания высок.Если мама кормит ребенка грудью, ей следует знать, что прием таких лекарств пагубно сказывается не только на ее здоровье, но и на самочувствии ребенка.

Основным признаком дисбактериоза у грудничков является проблема с животиком у малыша. А именно:

  1. Боль в животе. Они могут проявляться в виде коликообразных болей, а также отечности. Если малыш постоянно ощущает дискомфорт, велика вероятность дисбактериоза.
  2. Нарушения стула. У ребенка часто возникают поносы или запоры, затруднен процесс дефекации или в кале содержатся непереваренные частицы пищи.
  3. Фекалии имеют неприятный запах и необычный цвет: становятся зеленоватыми, с примесью слизи.
  4. Еще одним симптомом дисбактериоза у детей раннего возраста является частое срыгивание и повышенное газообразование.
  5. Нарушения психофизического состояния ребенка. Он становится капризным, нервным и раздражительным. Малыш также может терять вес, постоянно плакать и страдать от отсутствия аппетита.

Следует помнить, что дисбактериоз – это не болезнь, а нарушение.Однако такая ситуация крайне вредна для детского организма. В случае проявления данной симптоматики в течение длительного периода времени следует провести проверку на дисбактериоз. При наличии дисбаланса кишечной флоры любое лечение грудничков должно проводиться под строгим контролем специалиста. Дело в том, что кишечник ребенка еще не полностью сформирован, а ферментативная система крайне нестабильна, и все это может быть повреждено применением неправильно подобранных препаратов.Поэтому главное не только вовремя заметить симптомы дисбактериоза у грудничка, но и как можно раньше обратиться за квалифицированным лечением.

р>

Детские колики представляют собой воспаление кишечника и дисбактериоз

Микробиота желудочно-кишечного тракта представляет собой сложную и динамичную экосистему, состоящую из нескольких сотен различных микробов, в основном бактерий (1011–12 бактерий/г содержимого толстой кишки, составляющих 60% общей фекальной массы; Eckburg et и др., 2005; О’Хара и Шанахан, 2006).Общее количество бактерий в 10 раз превышает количество клеток человека, а совокупность микробного генома (микробиома) содержит в 100 раз больше генов, чем геном человека (Vael and Desager, 2009). Микробиота кишечника влияет на рост и дифференцировку эпителиальных клеток кишечника и играет ключевую пищевую, метаболическую, иммунологическую и защитную функции (O’Hara and Shanahan, 2006). Его дерегуляция вовлечена в патогенез иммунологических, сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний (Hammer, 2011; Maslowski and MacKay, 2011; Harris et al., 2012). Изучение состава микробиоты началось в 1900 г. (Tissier, 1900) и проводилось методами культивирования с момента недавнего появления методов, основанных на последовательностях ДНК, которые благодаря своей способности идентифицировать большое количество видов, которые невозможно культивировать, позволили провести более полную и быструю оценку экосистемы желудочно-кишечного тракта (Palmer et al., 2007; Adlerberth and Wold, 2009). На основе гена, кодирующего рибосомальную РНК 16S, в дистальном отделе кишечника человека выявлено более 7000 различных филотипов (Vael and Desager, 2009), с высокой индивидуальной и возрастной изменчивостью, но принадлежащих к ограниченному числу широких таксономических групп. отделов (преимущественно анаэробы Bacteroides, Eubacterium, Clostridium; Hayashi et al., 2002; Экбург и др., 2005; Zoetendal и др., 2008). В совсем недавнем исследовании Arumugam et al. (2011), объединив фекальные метагеномы людей из разных стран, идентифицировали три разных энтеротипа (с преобладанием видов Bacteroides, Prevotella и Ruminococcus соответственно), которые не являются специфичными для наций или континентов, и показали, что вариации кишечной микробиоты носят стратифицированный характер, не является непрерывным, что также указывает на существование ограниченного числа хорошо сбалансированных симбиотических состояний хозяина и микробов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.