Причины дисбактериоз у грудничка: Дисбактериоз у детей — причины, симптомы, диагностика и лечение дисбактериоза кишечника у ребенка в Москве в детской клинике «СМ-Доктор»

Содержание

симптомы, анализ, лечение в 2022 году

Есть ли жизнь в кишечнике?

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

Источник фото: http://alfa-med.su/

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

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

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

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

Миф, симптомы, болезнь или диагноз?

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

Интересный факт: в международной классификации болезней, принятой ВОЗ, такой диагноз вообще отсутствует. Этот синдром может быть спутником многих заболеваний и не имеет специфической симптоматики.

Нарушение микрофлоры – это последствие болезней, а не их причина. Поэтому лечить нужно не дисбактериоз, а заболевание, его вызвавшее.

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

Источник фото: http://medic-mir.ru/

Причины и следствия

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

Возраст ребенка

Факторы риска развития дисбактериоза

Новорожденный

  • патологическая беременность матери и осложненные роды;
  • наличие у мамы бактериального вагиноза и/или мастита;
  • низкие показатели по системе Апгар и применение реанимационных мероприятий к новорожденному;
  • позднее (позже 2-х часов с момента рождения) прикладывание к груди;
  • малые гнойные инфекции у малыша;
  • длительное пребывание в роддоме;
  • физиологическая незрелость моторных функций кишечника;
  • колонизация кишечника вредными микроорганизмами из окружающей среды

Ребенок грудного возраста

  • ранний отказ от грудного вскармливания и перевод на искусственное/смешанное вскармливание;
  • частые ОРВИ на протяжении первого года жизни;
  • диспепсия;
  • диатез, анемия, рахит;
  • неврологические нарушения;
  • инфекционные или соматические заболевания

Ребенок школьного возраста

  • нерациональное питание;
  • хронические заболевания;
  • частые ОРВИ;
  • аллергия;
  • вегетососудистая дистония;
  • гормональная перестройка организма;
  • эндокринные нарушения.

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

Источник фото: http://facekid.ru

Анализ кала на дисбактериоз у грудничка, лечение

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

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

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

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

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

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

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

Но при этом маме следует учитывать, что выбор таких продуктов все же нужно обсудить с врачом.

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

Сравнение цен на анализы для детей:

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

возможные причины, симптомы, методы диагностики и терапия

Большинство родителей с нетерпением ожидают появления на свет их крохи. К этому событию они готовятся, покупая пеленки, соски, бутылочки и прочие мелочи. Все это мамы и папы тщательно моют, стирают, гладят, стерилизуют, чтобы у их чада не возникало проблем со здоровьем. Но, как сообщает статистика, каждая вторая семья сталкивается с такой проблемой, как дисбактериоз у грудничка. Многие недоумевают, откуда мог взяться этот недуг, ведь за ребенком осуществляется тщательный уход, а все рекомендации педиатра скрупулезно выполняются. К сожалению, дисбактериоз у грудничков не всегда связан с нарушением гигиены или кормлением. Любопытный факт – в европейских странах такого заболевания не существует. Точнее, нарушение функций кишечника у детей есть, но это не считается болезнью. В МКБ дисбактериоз также не значится. Но российские врачи упорно ставят такой диагноз каждому второму младенцу. Коль у наших детей существует этот недуг, давайте разберемся, что влияет на его возникновение, как он проявляется, как его лечить.

Откуда в ЖКТ ребенка берутся микробы

Органы малыша начинают формироваться на стадии эмбриона, но в этот период они находятся под защитой плаценты и маминого иммунитета. Первое знакомство с внешним миром и населяющими его микробами происходит в момент рождения. Именно тогда в стерильный желудок и кишечник малыша устремляются сотни микроорганизмов, обитающих во влагалище каждой женщины.

Но это не значит, что сразу же появится у грудничка дисбактериоз. Среди бактерий есть много «хороших». Они стабилизируют у ребенка процесс переваривания и усвоения пищи, контролируют численность патогенных бактерий.

Экспансия микробов, начавшаяся в родовых путях женщины, не прекращается ни на секунду, ведь малыш так или иначе контактирует с медперсоналом роддома, дышит больничным воздухом, подвергается медицинским процедурам. Не нужно забывать и про посещения роженицы родственниками, являющимися в палату с улицы и до этого имевшими контакт с разными людьми.

По сути, стерильный малыш оказывается беззащитным перед лавиной микроскопических существ, стремящихся проникнуть в его тело.

Они обосновываются в его рте, пищеводе, желудке и кишечнике. В первые часы это простые и факультативные (могут жить и с кислородом, и без него) анаэробы. К первой неделе их ряды пополняются археями и прочими простейшими. Окончательно процесс формирования микрофлоры маленького человека завершается примерно через три месяца после его появления на свет. У здорового ребенка в кишечнике присутствуют:

  • Бифидобактерии.
  • Лактобактерии.
  • Кишечная палочка (E.coli).
  • Клебсиеллы.
  • Некоторые грибы.

Молозиво

Отличной профилактикой дисбактериоза у грудничков является первое прикладывание к материнской груди. Лет 30 назад в роддомах роженицам приносили деток только на вторые-третьи сутки. Сейчас прикладывать малышей к груди заставляют уже в первые часы после родов. Как такового, молока у женщин еще нет, только молозиво. Этот продукт богат на полезные лакто- и бифидобактерии, которые очень нужны кишечнику ребенка. Также в молозиве обнаружены:

  • Иммуноглобулины.
  • Т-лимфоциты.
  • Живые лимфоциты-макрофаги.
  • Нейтрофилы.
  • Лейкоциты (вырабатывают интерферон).
  • Олигосахариды (не дают «плохим» бактериям прикрепиться к слизистым органов ЖКТ).
  • Лактоферрин (помогает ионам железа всасываться стенками кишечника, лишая патогенные организмы возможности развиваться).
  • Ферменты пероксидазы (разрушают оболочки бактерий).

Ученые установили, что совместная деятельность всех вышеперечисленных клеток и структур успешно противостоит таким микробам:

  • Клостридии.
  • Сальмонеллы.
  • Стрептококки.
  • Бордетеллы (вызывают коклюш).
  • Кишечная палочка (патогенная).
  • Холерный вибрион.
  • Ротавирус.
  • Герпес.
  • Грибы Кандиды.
  • Энтеровирусы.
  • Возбудители дизентерии.
  • Вирусы Коксаки, полиомиелита, гемагглютинирующего энцефалита, RSV).

Первичный и вторичный дисбактериоз

Из вышесказанного можно понять, что в кишечнике малыша постоянно присутствуют две враждебные «армии». Одна из них – это полезные клетки, белки и микроорганизмы. Вторая – бактерии, грибы и вирусы, возбуждающие опасные заболевания. Дисбактериоз кишечника у грудничка может не начаться, пока первая «армия» контролирует вторую, поддерживая в микрофлоре определенный баланс.

Как только он нарушается, болезнетворные микробы мгновенно начинают множиться, образовывают колонии, внедряются в слизистые, нарушают нормальный ход процессов переваривания и усвоения пищи.

Должно соответствовать норме и количество полезных, а особенно условно-патогенных бактерий. Если их мало или слишком много, у ребенка тоже начинаются проблемы с кишечником. Нарушение баланса между полезными и болезнетворными микробами – это главная причина дисбактериоза у грудничков. Но почему нарушается баланс? Тут уже причин более десятка.

Отметим, что дисбактериоз бывает двух видов:

  • Первичный (до появления дисфункции кишечника ребенок ничем не болел).
  • Вторичный (появляется на фоне другого заболевания).

Провести между ними четкую грань порой бывает трудно, особенно если у ребенка нет инфекционного заболевания. В целом, дисбактериоз кишечника у грудничка возникает при таких условиях:

  • Трудные роды с осложнениями.
  • Проблемная беременность, на протяжении которой женщина лечилась различными медицинскими препаратами, включая антибиотики.
  • Прием женщиной гормональных лекарств и других средств, с молоком попадающих в ЖКТ младенца.
  • Отказ от кормления грудью.
  • Раннее введение прикорма.
  • Не подходящая конкретно для этого ребенка молочная смесь.
  • Незрелость органов ЖКТ младенца. Чаще наблюдается у недоношенных детей.
  • Плохая экология.
  • Длительное пребывание в роддоме (это повышает риск подхватить патогенные микробы).
  • Заболевания мамы (мастит, баквагиноз, дисбактериоз, аллергия).
  • Заболевания малыша. Их много. К основным можно отнести ОРВИ, рахит, анемию, аллергию, бронхиальную астму, сахарный диабет.
  • Лечение ребенка или матери антибиотиками.

Классификация

Различают четыре степени дисбактериоза:

  • Первая (компенсированная). Ее важная особенность – самочувствие ребенка не вызывает опасений. Он кушает, бодрствует без плача, спокойно спит. На этой стадии признаками дисбактериоза у грудничков являются нестабильный набор веса, плохой аппетит, повышенное газообразование и бесцветный (слабо окрашенный) кал. Вызывает такие расстройства неправильное питание мамы или ребенка.
  • Вторая (субкомпенсированная). Эта степень требует лечения медикаментами, так как ее вызывает деятельность патогенных микроорганизмов, расплодившихся в кишечнике. Анализ кала при 2 степени выявляет наличие стафилококка или дрожжеподобных грибов. Иногда в нем присутствуют и протеи. Как проявляется у грудничков дисбактериоз 2 степени? Основной признак – изменение кала. Он приобретает зеленый оттенок и неприятный запах. Часто в нем заметны белые комки непереваренного молока. Ребенка мучают боли в животике, газы, понос, из-за чего он становится капризным, отказывается кушать, беспокойно спит. Запор при этой степени заболевания наблюдается редко.
  • Третья (декомпенсированная). Чаще всего наступает тогда, когда родители при первых появлениях дисбактериоза пытались лечить малыша своими методами и выпустили ситуацию из-под контроля. Все признаки дисбактериоза у грудничков, характерные для предыдущей стадии, усиливаются: ребенок испытывает абдоминальные боли, его мучают газы, понос. Каловые массы приобретают устойчивый зеленый оттенок и запах тухлого яйца. В них также имеются фрагменты непереваренной еды, полюс, добавляется слизь, а иногда и прожилки крови. Ребенок очень ослаблен, почти ничего не ест. Длительный понос может привести к обезвоживанию. Это проявляется в тургоре кожи и в слабой мышечной активности. Для грудничков обезвоживание смертельно опасно. Поэтому ребенка с поносом, наблюдающимся несколько суток, обязательно госпитализируют.
  • Четвертая. До этой стадии дело доходит редко. Микроорганизмы из кишечника ребенка распространяются по другим органам, вызывая их воспаление. У больного наблюдаются яркие признаки интоксикации — рвота, температура, непрекращающийся понос (каловые массы практически несформированные, слизисто-водянистые). Без срочных реанимационных мероприятий грудной ребенок погибает.

Грудное вскармливание

Безусловно, является приоритетным кормление малыша грудным молоком. В нем содержатся витамины, мамины антитела, обеспечивающие крохе пассивный иммунитет.

Но и на грудном вскармливании дисбактериоз у грудничка диагностируется довольно часто. Основная причина – несовершенная работа органов пищеварения, которая полностью налаживается месяцам к трем. Часто заболевание возникает вследствие таких причин:

  • Несоблюдение гигиены. Микробы могут попасть в организм малыша с грязной соской, бутылочкой, пустышкой, игрушками, другими предметами, которых касается ребенок. Гигиену должны соблюдать все, кто контактирует с малышом. Многие микроорганизмы не причиняют вреда взрослым, так как у них иммунитет уже выработался. Но ребенок сильной иммунной защиты еще не имеет.
  • Заболевания мамы или малыша. Если такое случается, антибиотики врачи стараются не назначать. Эти лекарства в кишечнике убивают и «плохих» микроорганизмов, и «хороших». У грудничков дисбактериоз после антибиотиков наблюдается в большинстве случаев. Чтобы этого не случилось, ребенку в период лечения обязательно прописывают препараты, защищающие микрофлору кишечника.
  • Некачественное питание мамы. Женщины, кормящие грудью, должны помнить, что от их рациона зависит благополучие малыша. Поэтому из меню нужно исключить многие, даже полезные продукты, которые могут вызвать нарушение работы кишечника крохи. Сюда относятся сливы, абрикосы, клубника, виноград, копчености, соления, огурцы, капуста, кофе и другие продукты. Очень часто у ребенка исчезают проблемы с кишечником после того, как мама исключит из своего меню «опасные» продукты.

Симптомы дисбактериоза у грудничка, пребывающего на грудном вскармливании, могут быть такими:

  • Кал пенистого характера. Часто в нем присутствует слизь. Это один из основных признаков, манифестирующий о проблеме в кишечнике.
  • Урчание в животике.
  • В процессе кормления или сразу после него частые срыгивания, иногда переходящие в рвоту.
  • Слабый набор веса или его потеря.
  • Капризность, беспокойность ребенка без видимых причин (подгузник сухой, малыш накормлен).

У некоторых детей дисбактериоз сопровождается сыпью. Она может покрывать значительные участки тела или выглядеть в виде отдельных прыщиков.

Искусственное вскармливание

В роддоме медсестры и врачи следят, чтобы мамы прикладывали детей к груди. Дома некоторые родительницы сразу переводят ребенка на искусственное вскармливание.

Сейчас состав и отечественных, и импортных молочных смесей делают максимально приближенным к грудному молоку. В них входят сбалансированный комплекс витаминов, пробиотики, пребиотики, протеины, другие полезные вещества. Поэтому современные детки, получающие такое питание, растут здоровыми.

Но дисбактериоз у грудничков на искусственном вскармливании диагностируется гораздо чаще, чем у их сверстников, получающих мамино молоко. Это происходит по той причине, что пока наши технологии не способны в точности воспроизвести то, что создает природа. Так, смеси не могут служить источником многих полезных бактерий, которые попадают к ребенку с грудным молоком. Микрофлора в кишечнике «искусственника» получается обедненной, так как ее представляет лишь кишечная палочка. Это значительно затрудняет процесс усвоения пищи.

Польза искусственного вскармливания состоит лишь в том, что можно точно знать объем того, что съел ребенок (по шкале на бутылочке), то есть лучше контролировать набор веса.

Симптомы дисбактериоза у грудничка, растущего на молочных смесях:

  • Проблемы со стулом. У одних малышей наблюдается понос. Кал становится водянистым и бесцветным. Другие детки страдают запорами и повышенным газообразованием. По этой причине они часто, как говорится, заходятся криком, сучат ножками, выгибаются. По отзывам мам, отказавшихся кормить грудью, запоры у их грудничков бывают гораздо чаще поносов.
  • Срыгивания, даже если после кормления малыша держат «столбиком».
  • Дальнейшее развитие заболевания может вызвать температуру и сыпь на теле.

Прикорм

Часто дисбактериоз у грудничков, находящихся как на грудном, так и на искусственном вскармливании, начинается по причине преждевременного введения прикорма:

  • Фруктовых соков и пюре.
  • Кисломолочной продукции.
  • Яиц.
  • Овощей.
  • Мяса.

Все эти продукты очень полезны, богаты витаминами и микроэлементами, но организм ребенка знакомиться с ними должен тогда, когда его система пищеварения уже достаточно окрепла и способна усвоить новую еду.

На всех пищевых продуктах для детей, предлагаемых в торговой сети, указывается не только срок годности и состав, но и возраст, с которого их можно вводить в рацион. Нужно соблюдать эти сроки, а также понимать, что организм каждого человека – большого или маленького, имеет индивидуальные особенности. Поэтому то, что прекрасно подошло одному ребенку, может спровоцировать нарушение функций кишечника у другого.

Диагностика

При появлении у ребенка поноса, как правило, педиатры назначают сдать анализ на дисбактериоз. У грудничка каловые массы родители собирают с подгузника и отвозят биоматериал в лабораторию.

Бакпосев может выявить около 25 видов бактерий, включая полезные и условно-патогенные виды, а также определить процентное соотношение каждого вида микроорганизмов, присутствующих в кишечнике малыша.

Также в результатах анализа на дисбактериоз у грудничка указывается соотношение «хороших» и «плохих» микроорганизмов, выявляется резистентность последних к антибиотикам.

Помимо бакпосева, выполняется и другой анализ – копрограмма. С его помощью определяется, есть ли в кишечнике воспаление, а также степень переваривания присутствующих в кале фрагментов пищи.

Основным недостатком бакпосева является продолжительность подготовки этого анализа, составляющая не менее 7 суток (бактерии должны подрасти и размножиться). За это время малышу успевают провести лечение. Поэтому результаты часто бывают неактуальны.

Еще один недостаток данного анализа состоит в том, что он дает представление о микрофлоре только нижнего отдела кишечника, не показывая того, что творится во всем органе.

Сейчас в некоторых медицинских центрах выполняют экскреторный дыхательный тест. Он основан на расшифровке выдыхаемых ребенком химических элементов. Делают это с помощью газо-жидкостной хроматографии. Дело в том, что каждый вид микроба в процессе жизнедеятельности выделяет в среду свойственные только ему вещества. Их и определяют в выдыхаемом воздухе. Результат теста готовится всего несколько часов. Он показывает, имеются или нет у ребенка в ЖКТ микробы, какие виды и в каком количестве. Стоит такой анализ дорого, однако помогает без промедления начать лечение дисбактериоза у грудничков. Отзывы родителей об этом методе исследования неоднозначны. Его достоинствами называются безболезненное проведение и короткий срок ожидания результата. В качестве недостатков отмечаются неинформативность теста (часто случаются ошибки) и сложность его проведения для грудничков.

Бакпосев желательно повторить и после окончания лечения, чтобы знать, насколько восстановилась микрофлора в кишечнике крохи. Биомассу берут через 12 и более часов после приема антибиотика, а при терапии пребиотиками – через месяц после ее окончания.

Лечение дисбактериоза у грудничка

Терапевтические мероприятия для маленьких пациентов всегда проводятся в комплексе. Ребенку назначаются следующие лекарства:

  • «Бактериофаг». Препарат выпускается для каждого микроба отдельно. Он включает в свой состав поливалентные бактериофаги, которые уничтожают только опасные бактерии и не трогают полезные.
  • Сорбенты (чтобы вывести из организма продукты жизнедеятельности микробов). Препараты выбора: «Карбофан», «Полисорбент», «Смекта», «Микосорб», «Энтеросорб».
  • Ферменты. Их роль – помочь наладить нормальное пищеварение. Препараты выбора: «Панзинорм», «Ораза», «Панкреатин», «Фестал», «Холензим».
  • Антибиотики. Назначаются строго по показаниям. Препараты выбора: «Дифлюкан», «Макропен», «Хлорофиллипт», «Эритромицин», «Мексаза».
  • Параллельно с антибиотиками детям назначают «Диалакт», «Лактобактерин», защищающие полезную микрофлору кишечника от разрушения антибиотиками.
  • Пробиотики. Они восстанавливают нарушенный баланс в кишечнике. Препараты: «Лактобактерин», «Энтерол», «Линекс», «Бификол».
  • Пребиотики. Они активируют в организме выработку нужных бактерий. Препараты: «Лактоза», «Лактулоза».

При лечении дисбактериоза у грудничков врачи могут назначать физиопроцедуры, фито- и витаминотерапию.

Рекомендуется в этот период не давать малышу никаких новых продуктов питания, не менять смесь, соблюдать гигиену, часто гулять с ребенком, так как свежий воздух и солнечные лучи способствуют укреплению иммунитета и обновлению клеток слизистой оболочки кишечника.

Профилактика

Забота о здоровье малыша стартует в момент принятия решения о его зачатии. Женщина обязана пройти обследование, вылечить все имеющиеся у нее заболевания.

Будучи беременной, она должна регулярно сдавать все анализы, выполнять рекомендации врача, следить за своим рационом и распорядком дня.

Для грудничка профилактикой дисбактериоза являются:

  • Прикладывание к груди в первые часы после рождения.
  • Гигиена.
  • Грудное вскармливание.
  • Прогулки на улице.
  • Правильное питание и здоровье мамы.
  • Ежедневные купания (укрепляют иммунитет).
  • Своевременное введение прикорма.

Соблюдая эти рекомендации, можно значительно снизить риск возникновения дисбактериоза.

Дисбактериоз кишечника у младенца — симптомы и лечение. Нарушение пищеварительной системы у детей первого года жизни

Почему у младенцев часто бывают функциональные нарушения пищеварительной системы: колики, срыгивания, запор или понос? Какая в этом роль микробиоценоза кишечника? Как формируется микробный мир ребенка и влияет ли он на здоровье малыша, можно и нужно ли принимать в раннем возрасте биодобавки, которые содержат живые бактерии. 

Посмотреть видео: Дисбактериоз у младенца

Попробуем разобраться что такое микробиоценоз, как формируется микробное содружество у ребенка, когда он нарушается и чем это грозит малышу, нужно ли давать пробиотики и если да, то в каких случаях и какие именно.  

Что бы понять роль микроорганизмов в нашем организме вы должны знать, что в человеке общее количество соматических клеток приблизительно 1013  степени, а вот общее количество микроорганизмов, которое находится в организме – 1015, то есть на каждую клетку нашего организма приходится около 100 микроорганизмов!!!

И возникает вопрос, так кто в доме хозяин? В совокупном геноме человека и микроорганизмов, которые его населяют, геном человека занимает не более 1%.
За счет микробов мы дополнительно имеем к своей наследственной программе около 40 генов, которые продуктивно работают на наш организм.

Получается, что дисбиозы приводят к сокращению дополнительной наследственной программы, которую получает малыш от микробов. На сегодняшний день кишечник, с наполняющими его бактериями, называют вторым мозгом человека, настолько велико его влияние на все процессы в организме. 

Главное, что организм человека и его микрофлора создают уникальную экосистему. Ее нормальное состояние — эубиоз, то есть равновесие между микробиоценозом и хозяином.

При этом микробы не просто живут, а выполняют различные функции и поддерживают состояние, которое все привыкли называть здоровьем. При нарушении баланса, то есть, при дисбиозе, полезные функции нормофлоры превращаются в соответствующие «антифункции» … К слову, нарушить этот баланс очень легко, а восстановить бывает очень непросто!

Как формируется микробиоценоз у малыша?
Ребенок в утробе матери находится в стерильных условиях. При рождении, природа позаботилась о том, чтобы в родовых путях значительно увеличивалось количество лактобактерий и другой полезной флоры. Рождаясь, ребенок как-бы вылизывает родовые пути мамы и получает первую флору, нужную для заселения кишечника. Дальше следующий этап – после родов ребенку еще не отсекли пуповину, а сразу же выкладывают на живот и мамину грудь. Этот момент называют контактом «кожа к коже». При этом он опять получает хорошие и полезные микроорганизмы от матери. Затем его прикладывают к груди, и он получает молозиво, которое содержит — лакто и бифидобактерии, и, кроме того, еще и пребиотики олигосахариды, т.е вещества, которые способствуют росту и размножению
бифидофлоры в кишечнике.

А дальше мама начинает кормить грудным молоком, с которым малыш получает и полезные бактерии и вещества, которые способствуют их росту и размножению. В результате формируется индивидуальная кишечная микробиота, которую можно рассматривать как «отпечаток пальца» организма-хозяина. А теперь представьте ситуацию: роды с помощью кесарева сечения, позднее прикладывание к груди, искусственное вскармливание, назначение антибиотиков при определенных состояниях — все это существенно нарушает нормальное формирование и функционирование этого очень сложного микробиоценоза кишечника.  
Результатом такого дисбаланса могут быть кишечные колики и другие неприятности у малыша.


Что мы часто наблюдаем, при нарушениях микобиоценоза кишечника у маленьких детей.
В первую очередь это функциональные нарушения кишечника: колики, срыгивания, запор или понос. Кроме того, дисбактериоз нарушает нормальное развитие иммунной системы малыша и формирование иммунологической толерантности, что проявляется увеличением риска пищевой аллергии, в первую очередь на белок коровьего молока, что клинически проявляется теми же коликами, срыгиванием, поносом или запором, кожной сыпью. Дисбактериоз способствует уменьшению синтеза фермента лактазы в кишечнике, при этом могут возникать симптомы непереносимости лактозы, что проявляется криком и беспокойством ребенка после кормления, коликами, пенистым стулом с кислым запахом, срыгиванием. Дисбактериоз сопровождается нарушением моторики кишечника, что способствует поносам или запорам. При дисбактериозах нарушается синтез и всасывание витаминов и микроэлементов и у ребенка легко развиваются дефицитные состояния. Таким образом довольно часто родители или педиатр, учитывая определенные клинические симптомы может заподозрить нарушение баланса микрофлоры, как иногда говорят дисбактериоз. Хотя официально такого диагноза и нет, в вот состояние – реально есть.

Нужно ли делать анализ кала на дисбактериоз в микробиологической лаборатории?
Дело в том, что рутинные анализы на дисбактериоз или микробный пейзаж малоинформативны. Делать такой анализ, чтобы получить реальный результат это и дорого, и сложно, нужна очень хорошо оснащенная лаборатория, которая может делать генетическое типирование бактериальных штаммов. Для большинства центров это нереально. Такое исследование стоит сделать при значительной или длительной диарее, для исключения кишечной инфекции или диагностики избыточного роста грибов, в первую очередь кандиды. Поэтому врачи довольно часто используют назначение пробиотиков при определённых клинических состояниях, у маленьких деток это младенческие кишечные колики, понос, запор, срыгивания, пищевая аллергия, лактазная недостаточность.

Что такое пробиотики?

Пробиотики — это живые, специально отобранные микроорганизмы, которые выделены из организма здоровых людей, при применении которых получают полезный эффект для здоровья хозяина и для которых существуют научные доказательства безопасности и эффективности. Сейчас на фармацевтическом рынке огромное количество предложений различных живых бактерий и их комбинаций. Но далеко не все штаммы бактерий подтвердили свою эффективность, полезность и  безопасность. Реально использовать можно только бактерии, которые были выделены из организма здорового человека, они не должны иметь побочных эффектов, переносить возможную антибиотикорезистентность на другую микрофлору кишечника, обязательно должны иметь свой генетический паспорт, стабильные характеристики и главное, что их эффективность и безопасность была доказана в клинических исследованиях самого высокого уровня. Штампы, которые применяются у детей должны иметь статус GRAS (Generally Recognized As Safe) которое присваивает Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США или  QPS (Qualified Presumption (priˈzəmpSHən) of Safety) Европейского агентства по безопасности продуктов питания ЕС. Это крайне важно!

 

Давайте рассмотрим некоторые штампы пробиотиков, которые широко используются в педиатрии раннего возраста.
Пробиотики, которые были в значительной степени изучены на людях, включают виды Lactobacillus и Род Bifidobacterium.


Бифидобактерии и лактобактерии – это крайне важные штаммы бактерий детей первого года жизни. В Украине такой состав представлен в капельках Према Дуо, который очень удобный для приема маленьким деткам. Этот Итальянский производитель известен тем, что выпускает качественные медицинские продукты по самым современным технологиям. Например этот прробиотик приготовлен по технологии микроэнкапсуляции, они как бы спрятаны в микрокапсулках, что гарантирует, то кишечник получит 100% живых бактерий, которые сразу начнут там работать на благо малыша. Если бактериии лиофилизируются, т.е. высушиваются, то для того чтобы они ожили во первых нужно время, во вторых часть из них имеет шанс погибнуть. У детей играет значение даже форма выпуска. Для раннего возраста это должны бы ть капли или саше, т е. порошок, который нужно растворить в какой-то жидкости. Если пробиотик в капсуле, то  логично предположить, что он предназначен для более старшего возраста, когда ребенок сможет ее проглотить. Вы представляете, грудное молоко не стерильно, и оно содержит бактерии.

Зачем нужны в материнском молоке бактерии? 

Бифидобактерии — создают барьер, чтобы патогенные микробы и их токсины не проникали через стенку кишечника; они угнетают патогенную и условно патогенную флору за счет выработки органических жирных кислот; активно участвуют в пищеварении; синтезируют аминокислоты, белки и витамины; способствуют усилению процессов всасывания кальция, железа и витамина Д, способны расщеплять молочный сахар грудного молока, имеет решающее значение для сбалансированного развития иммунной системы.


Лактобактерии — превращают лактозу, а это основной углевод женского и любого другого молока, в молочную кислоту, что препятствует росту многих патогенных бактерий и грибков; стимулируют нормальное развитие иммунитета; обладают противоопухолевой защитой; подавляют синтез иммуноглобулина Е, избыток которого сопровождается аллергическими реакциями, участвуют в пищеварении и важны для роста и размножения бифидобактерий.


Bifidobacterium breve 
Среди бифидобактерий штаммы вида Bifidobacterium breve широко используются в педиатрии, учитывая их способность достигать и колонизировать желудочно-кишечный тракт и их документированную историю безопасности. Bifidobacterium breve является доминирующим видом в кишечнике детей при грудном вскармливании, и она была выделена как из грудного молока, так и из фекалий здоровых детей. Штамм обладает значительной антимикробной активностью в отношении патогенов, не обладает трансмиссивными признаками устойчивости к антибиотикам, не цито токсичен и имеет иммуностимулирующие свойства.
Посмотрите на иллюстацию, которая приведена в, пожалуй, самом полном обзоре, в толстенной книге Probiotics and Prebiotics in Pediatrics которая издана в 2019 году.

Видите, в ней перечислены детские заболевания, при которых наблюдались симптомы улучшения после введения штаммов Bifidobacterium breve. Это:

  • Младенческие колики
  • Целиакия
  • Ожирение
  • Химиотерапия
  • Хирургические вмешательства
  • Запоры
  • Аллергия
  • Недоношенные дети
  • Наркотизирующий энтероколит

Как видите спектр применения достаточно большой. Геном Bifidobacterium brevе полностью расшифрован, то есть штамм имеет свой генетический паспорт, имеет статус GRAS в США и QPS в Европейском союзе, что делает ее безопасной и рекомендованной для применения в педиатрической практике. Эффективность ее применения подтверждена во многочисленных клинических исследованиях. При этом ее использовали как в виде одного штамма, так и в сочетании с другими штаммами, отмечая при этом синергетический эффект, то есть повышение эффективности каждого отдельного штамма. 

Lactobacillus rhamnosus GG
Другим штампом пробиотических бактерий, которые широко используются в педиатрии является Lactobacillus rhamnosus GG или как ее часто называют сокращенно – LGG. Эту бактерию часто называют золотым стандартом пробиотиков. Lactobacillus rhamnosus LGG® — является лучшим в мире документированным пробиотическим штаммом. Он использовался в пищевых продуктах и диетических добавках с 1990 года, был изучен в более чем 3001 клинических исследованиях, документирующих как его эффективность, так и безопасность. Безопасность LGG продемонстрирована американским статусом GRAS и европейским дипломом QPS. Естественно, что ее геном также полностью расшифрован и остается стабильным более 30 лет. Этот штамм показал свою эффективность при аллергических состояниях у детей, в том числе пищевой аллергии на белок коровьего молока, экземы, диареи, младенческих коликах, запорах. Я думаю, что это один из наиболее изученных пробиотических штаммов в медицине.
 

Всем ли можно назначать пробиотики?
Пробиотики противопоказаны:

  • Детям с сепсисом,
  • Тяжелыми иммунодефицитами
  • Центральным венозными катетерами 
  • Некоторыми онкологическими заболеваниями

Однако при выборе конкретного пробиотика для применения у ребенка врачу необходимо учитывать наличие доказательной базы в отношении его эффективности и безопасности. Результаты многочисленных исследований убедительно свидетельствуют, что пробиотики Lactobacillus rhamnosus GG и Bifidobacterium breve BR03 оказывают положительное влияние на развитие и течение многих патологических процессов в детском возрасте и их применение является весьма перспективным для профилактики развития нарушений микробиоценоза кишечника и их коррекции. На сегодняшний день пробиотики очень широко используются в педиатрической практике.

Лечение дисбактериоза у грудничков

Если у вашего ребенка раннего возраста имеются функциональные нарушения пищеварительной системы в виде колик, поносов или запоров, срыгиваний, симптомы пищевой аллергии и ваш педиатр подозревает у ребенка сопутствующее нарушение микробиоценоза, может быть назначен, после обязательной консультации с вашим педиатром, современный проверенный европейский пробиотический препарат, например Према Дуо, содержащие микроэнкапсулированные жизнеспособные бактерии Lactobacillus rhamnosus GG и Bifidobacterium breve BR03. В данном случае это будет обоснованный выбор.

Пусть Ваши дети будут здоровы и успешны! 

 

Видео: Дисбактериоз кишечника у грудничка 

 

 

 

Дисбактериоз кишечника. Как лечить дисбактериоз

Организм человека – очень сложная и слаженная система, для нормальной работы которой важно поддержание внутреннего баланса. Но у организма есть и помощники – полезные бактерии, живущие в кишечнике. Они помогают переваривать пищу, получать питательные вещества, более того, они необходимы для работы иммунной системы и защищают организм от распространения вредных, патогенных бактерий. Однако иногда баланс микроорганизмов нарушается, что приводит к неприятным последствиям – развивается дисбактериоз.

Дисбактериоз кишечника – это нарушение состава нормальной микрофлоры кишечника. Количество полезных бактерий снижается, а патогенные микроорганизмы начинают усиленно размножаться. Это заболевание приводит к расстройству пищеварения, дефициту некоторых микроэлементов, снижению иммунитета и плохому самочувствию.

Дисбактериоз кишечника встречается очень часто: по некоторым данным ему подвержены до 90% всех взрослых людей. Еще чаще возникает дисбактериоз кишечника у детей – 95% грудных малышей страдают от этого заболевания. Причин дисбактериоза множество: плохая экология, хронический стресс, неправильное питание. Кроме того, дисбактериоз кишечника может быть вызван бесконтрольным применением антибиотиков и иммунодепрессантов. У детей он часто возникает в связи с переходом на искусственное вскармливание. В то время как грудное молоко богато полезными микроорганизмами и помогает заселить ими кишечник ребенка, искусственные смеси могут нарушить состав микрофлоры и привести к дисбактериозу.

Как лечить дисбактериоз?

Если по тем или иным причинам баланс нормальной кишечной микрофлоры был нарушен и развился дисбактериоз кишечника, лечение лучше начинать сразу, до перехода состояния в затяжную форму и развития более серьезных симптомов. Лечение дисбактериоза должно быть комплексным, поэтому как лечить дисбактериоз в каждом конкретном случае лучше всего расскажет лечащий врач. Дело в том, что дисбактериоз не является самостоятельным заболеванием и может быть симптомом различных болезней, чтобы избавиться от дисбактериоза, необходимо вылечить в первую очередь заболевание его вызвавшее.

Тем не менее, существуют общие рекомендации по лечению дисбактериоза кишечника. Для нормализации состава микрофлоры кишечника применяют, так называемые, бактериальные препараты, например, Линекс, Бификол, Энтерол и другие. Эти препараты содержат живые культуры, характерные для нормальной микрофлоры и помогут восстановить баланс. Кроме того, при дисбактериозе полезно употребление продуктов, содержащих лактобактерии и бифидобактерии. Для нормализации работы пищеварительной системы стоит исключить из рациона продукты, раздражающие слизистую кишечника, т.е. на время отказаться от острого, соленого и маринованного. Для того, чтобы предотвратить распространение патогенных микроорганизмов при дисбактериозе кишечника иногда применяют антибактериальные препараты. Однако выбор препарата и продолжительность курса должен оценивать врач. Применение антибиотиков без рекомендации врача может привести к усугублению дисбактериоза.

Ещё статьи:

Если у малыша дисбактериоз — IVONA.UA

Симптомы, признаки, лечение и профилактика дисбактериоза у грудничка

Дисбактериоз (дисбиоз) – качественное и количественное нарушение равновесия микрофлоры в кишечнике.

Ребенок рождается со стерильным кишечником. Заселение кишечника микроорганизмами происходит при прохождении родовых путей матери. С пятого дня жизни основной микрофлорой кишечника у ребенка, если ребенок находится на естественном вскармливании, является бифидофлора. Росту бифидофлоры способствуют специальные бифидогенные факторы материнского молока. В сцеженном прокипяченном грудном молоке бифидогенные факторы инактивируются. Кроме бифидобактерий, в кишечнике постоянно обитает молочнокислая палочка, кишечная палочка и другие представители кишечной флоры.

Симптомы дисбактериоза
Практически всегда дисбактериоз — следствие других заболеваний с характерными симптомами: боль в животе, нарушения стула, пищевая аллергия, высыпания на коже и др. Если не устранить причину, вызвавшую дисбактериоз, лечение будет неэффективным.

Причиной могут быть острые кишечные инфекции, заболевания желудочно-кишечного тракта. Большую роль играет применение антибиотиков, ранее искусственное вскармливание, пищевой рацион с дефицитом белка, то есть факторы, снижающие общую сопротивляемость организма.

Дисбактериоз чаще проявляется у недоношенных малышей и у детей от патологических родов. Возникнуть диссбактериоз может не только в пищеварительном тракте грудничка, также и в ротовой полости в первые дни жизни крохи – это зависит от состояния микрофлоры матери (системы пищеварения и родовых путей).

Дисбактериоз у грудничков проявляется так: стул становится обильным, жидким или кашицей, иногда пенистым с белыми комочками и кислым запахом, малыша тошнит и он часто срыгивает, не прекращается урчание в животе. Дисбактериоз может проявляться в виде аллергических реакций и медленного набора веса.

У ослабленных детей дисбактериоз приобретает упорный характер и может сопровождаться анемией и гиповитаминозом, развитием молочницы в ротовой полости. Симптомы дисбактериоза могут быть слабо выражены, например, у здоровых детей при смене пищевого рациона.

Причины дисбактериоза
Причинами дисбактериоза могут быть неправильное питание, прием лекарств, болезни различных органов и систем организма, стрессы. Чтобы воздействовать на дисбактериоз, нужно установить истинную причину нарушений кишечной флоры.

Если ты заметила у малыша симптомы, описанные выше, стоит немедленно обратиться к врачу! Скорее всего, врач назначит вам сдачу анализов.

Анализ не всегда способен дать объективную оценку состояния кишечника.Ведь микрофлора каждого индивидуальна, изменчива и зависит от самых разных факторов. Ко всему, анализ обычно не учитывает микрофлору тонкой кишки, изменения которой влияют на состояние пищеварительного тракта.

Доктор может назначить дополнительные исследования: общий и клинический анализ крови, общий анализ мочи, анализ на яйца глист, консультацию гастроэнтеролога, гастроскопию.

Лечение дисбактериоза
Главный момент в лечении дисбактериоза — грудное вскармливание. Любой малыш нуждается в материнском молоке и как можно дольше, а дети с проявлениями дисбактериоза кишечника — особенно.

Материнское молозиво (первичное материнское молоко) содержит множество веществ, которые способствуют формированию здоровой микрофлоры и защите от условно-патогенных микроорганизмов.

Зрелое материнское молоко не менее ценно! Оно обеспечивает оптимальные условия для роста здоровой микрофлоры, поддерживает существующее равновесие между бифидобактериями, лактобактериями и кишечной палочкой, что осуществляет полноценное пищеварение и предотвращает развитие аллергических реакций.

Лечение можно условно разделить на 2 этапа:

1. Подавление роста условно патогенных микроорганизмов
Достигается это или при помощи специальных иммунопрепаратов (бактериофагов). Это препараты способны поглощать и растворять внутри себя микробные клетки.
При проведении бактериологического исследования кала проводится и определение чувствительности условно патогенных микробов к тому или иному бактериофагу или антибиотику. Безусловно, использование бактериофагов предпочтительнее.
2. Коррекция микробного пейзажа кишечника
Это преследует цель заселения кишечника здоровой флорой.Наряду с уже упоминавшимися пребиотиками для этого используются пробиотики — лекарственные препараты или биологически активные добавки к пище, которые содержат в составе живые микроорганизмы — это бифидобактерии, лактобактерии и кишечная палочка, а также продукты их жизнедеятельности, помогающие им успешно поселиться в кишечнике.

Пребиотики — лактулоза, олигосахариды, клетчатка — содержат неперевариваемые вещества, которые оказывают восстанавливают микрофлору кишечника, предупреждают запоры, поносы, чрезмерное газообразование
Курс лечения назначать должен врач.

Профилактика дисбактериоза
В чем заключается профилактика дисбактериоза? Естественное вскармливание, раннее начало грудного кормления новорожденных (не позднее двух часов), рациональное сбалансированное питание, особенно во время применения антибиотиков, с включением витаминов и кисло-молочных продуктов, адекватная антибиотикотерапия при наличии строгих показаний, своевременное выявление и лечение функциональных и воспалительных процессов в пищеварительном тракте.

Пристальное наблюдение за ребенком, особенно в первые месяцы его жизни, – характер стула, аппетит, прибавка массы тела помогут вам избежать этой проблемы или заподозрить ее на самых начальных стадиях.

Задать онлайн вопрос педиатру

Читайте Ivona.ua в Google News

Комаровский о дисбактериозе у детей и грудничков: причины и лечение

Тема дисбактериоза у ребенка относится к одной из актуальных для родителей как новорожденных младенцев, так и детей постарше. Давайте узнаем мнение о данной проблеме известного педиатра Комаровского.

Что такое дисбактериоз?

По словам Комаровского, бактерии живут в разных местах организма человека (в носу, горле, влагалище, легких, кишечнике), причем не поодиночке, а в определенной комбинации, которую называют микрофлорой.

Название «дисбактериоз» относится к любому нарушению микрофлоры, но так как в кишечнике такое состояние развивается чаще всего, поэтому данным понятием зачастую обозначается именно дисбактериоз кишечника.

Важная роль микрофлоры кишечника

Известный врач утверждает, что дисбактериоз — распространенная проблема с разнообразными симптомами. И чтобы родители могли лучше понять, почему такая болезнь является актуальной, следует разобраться в функциях, которые выполняют бактерии в кишечнике человека. Среди них:

  • Участие в синтезе витаминов. Благодаря деятельности микроорганизмов образуются никотиновая и фолиевая кислоты, витамины группы В, а также витамин К.
  • Обеспечение газообмена в пищеварительном тракте.
  • Помощь в обновлении клеток (их делении) слизистой оболочки кишки.
  • Увеличение активности ферментов в кишечнике.
  • Помощь в синтезе аминокислот.
  • Участие в метаболизме жирных кислот, а также мочевой кислоты и желчных кислот.
  • Регуляция работы лимфоидных клеток (синтеза лизоцима и иммуноглобулинов) в кишечнике.

Самые частые причины дисбактериоза

По мнению Комаровского, чаще всего к появлению дисбактериоза приводит:

  1. Прием лекарственных средств. Комаровский отмечает, что к дисбиозу в кишечнике приводит не только назначение антибиотиков, но и использование любых других лекарств и методов лечения, угнетающих иммунитет.
  2. Нарушение питания. Дисбактериоз нередко развивается при злоупотреблении сладостями и жирными продуктами, а также при однообразном рационе и диетах.
  3. Болезни пищеварительной системы (гастрит, колит, язва, панкреатит, дуоденит и другие), а также проведенная на ЖКТ операция.
  4. Ранний прикорм. Слишком раннее знакомство ребенка с неподходящей ему по возрасту пищей является весьма частой причиной появления дисбактериоза на первом году жизни.
  5. Кишечные инфекции и заражение глистами.

Рекомендации

Прежде всего, популярный врач напоминает, что понятие о норме в отношении микрофлоры является весьма теоретическим. Несмотря на то, что многие исследования установили нормальные показатели для кишечной микрофлоры, соотношение бактерий меняется под влиянием огромного количества факторов – изменения питания, времени года, возраста и других. Так что дисбактериоз не всегда является болезнью, и если он представлен лишь анализом на бумажке, а симптомы и жалобы отсутствуют, лечить ничего не надо.

Следующее, о чем предупреждает Комаровский – родители не должны необоснованно прибегать к антибиотикам. Он отмечает, что существуют препараты, почти не вызывающие дисбактериоз, например, эритромицин или линкомицин. Но также есть и лекарства, одна таблетка которых может нарушить микрофлору у ребенка, например, левомицетин или тетрациклин. Конкретный препарат ребенку должен назначать только врач.

Лечение

Лечение дисбактериоза Комаровский называет непростым делом, для которого у больного должно быть терпение и пунктуальность, а у врача — достаточная квалификация. Оно представляет собой комплекс диеты и фармакологических средств, на выбор которых влияет вид болезни, причина развития, симптоматика и результаты анализов. Основной способ терапии заключается в приеме эубиотиков, однако это не единственный вид лечения. Ребенку могут назначаться ферменты, бактериофаги, витамины, а в некоторых случаях и антибиотики.

По мнению Комаровского, вылечить дисбактериоз довольно просто, если получится устранить причину возникновения этой патологии и болезнь развилась не очень давно (менее полугода). Но и в этом случае рассчитывать на очень быстрое излечение не стоит.

Дисбактериоз у грудничка — МедВопрос и консультация врача

Анализ на дисбактериоз — бесполезный и вообще не информативный анализ. Оценивать его невозможно, так как нет норм, а то что указано на бланке — это цифры, взятые «с потолка».
У детей микрофлора кишечника устанавливается до года (по некоторым данным, до 6 лет). В это время в анализе может обнаруживаться что угодно! Вся микрофлора «транзитом» проходит через кишечник малыша, что-то приживается, а к чему-то вырабатывается иммунитет. И если нет соответствующей клиники (понос, кровь в кале и т. д.) — обращать внимание на то, что живёт в кишечнике не стоит.
У нормально развивающегося и хорошо набирающего вес ребенка боли в животе, в подавляющем большинстве случаев, вызваны коликами, дисхезией, возможно у ребенка период «фиолетового плача». Обычно, к 4-6 месяцам все должно закончится самостоятельно.
А плакать малыш может по любому поводу: холодно, жарко, хочет какать/писать, мокрый подгузник, нуждается в маме и т. д. Ведь сейчас единственным способом сообщить окружающим, что малышу не комфортно, является плач.
Иногда встречаются «требовательные младенцы» — это малыши, которым для комфорта необходимы какие-то «особые условия», например, не просто дать грудь, а ещё и ходить при этом.  
Но, в любом случае, как уже было сказано выше, у хорошо набирающего вес ребенка, который в период между плачем, бодрый, весёлый и с отменным аппетитом на 99% все хорошо.
Поэтому, я не вижу надобности ни в каких препаратах, тем более должной эффективностью препараты «от живота» не обладают. Возможно, будет эффект от приема лактобактерий реутери, но особых надежд на это возлагать не нужно.
Что действительно помогает: массаж животика, ЛФК, выкладывание на живот, ношение в слинге. Но все эти мероприятия должны быть регулярными, а не только в моменты плача. Иначе их эффективность также значительно снижается.
Очень важно помнить, что родители не виноваты в том, что ребенок кричит. Это этап развития и он обязательно закончится.
Но, в это время крайне необходимо давать отдых маме, потому что ни одна нервная система не выдержит постоянного детского крика. А значит, обязательно просите о помощи с младенцем родственников, можно на несколько часов в неделю нанять няню, а освободившееся время посвятить себя для восстановления ресурса.

Дисбактериоз у детей, рожденных путем кесарева сечения — Полный текст — Анналы питания и обмена веществ 2018, Том. 73, Доп. 3

Частота кесарева сечения в США увеличилась на 60% с 1996 по 2013 год и в настоящее время составляет > 30% родов [CDC, 2017]. Цель этого обзора — представить текущее понимание как микробных факторов риска, повышающих вероятность кесарева сечения, так и микробного дисбактериоза, который, как считается, возникает в результате кесарева сечения.Мы приводим примеры исследований влияния микробного дисбактериоза в раннем возрасте на развитие младенцев и долгосрочные последствия для здоровья, а также рассматриваем эффективность и долгосрочные последствия терапии на основе микробиома для смягчения этого дисбактериоза. Резкий рост частоты родов с помощью кесарева сечения делает необходимым понимание потенциала модуляции микробиоты для лечения дисбактериоза.

© 2018 S. Karger AG, Базель

Введение

Микробиота кишечника играет решающую роль в развитии иммунитета и обмена веществ у младенцев, а способ родов является основным фактором, определяющим воздействие и колонизацию в раннем возрасте [Madan et al., 2016]. Желудочно-кишечный тракт человека практически не колонизируется внутриутробно, поэтому воздействие микробов во время родов и в окружающей среде сразу после рождения является ключом к созданию микробиоты. В случае вагинальных родов младенец находится в контакте с вагинальным и кишечным содержимым матери [Rutayisire et al., 2016]. Младенцы, рожденные естественным путем, колонизированы микробами, включая Lactobacillus , Prevotella , Bacteroides , Escherichia / Shigella и Bifidobacterium [Dominguez-B., 2010], которые были идентифицированы в образцах влагалища и фекалий взрослых матерей. Микробный дисбиоз во время беременности часто связан с осложнениями, которые могут указывать на кесарево сечение, такими как преждевременные роды, крайние значения индекса массы тела матери (ИМТ), инфекции, крайние значения размера младенца и гестационный диабет [Neu and Rushing, 2011]. Роды с помощью кесарева сечения прерывают нормальную картину микробной колонизации; младенцы больше не подвергаются воздействию материнских вагинальных или кишечных микробов во время родов.Вместо этого у детей, рожденных с помощью кесарева сечения, преобладают бактерии кожи и ротовой полости человека, в том числе Staphylococcus , Streptococcus , Corynebacterium , Veillonella и Propionibacterium [Dominguez 10.Bello; Бекхед и др., 2015]. Микробиота кишечника тесно связана с тренировкой врожденной иммунной системы, и ее нарушение в раннем возрасте может привести к инфекциям, сепсису, системным иммунным и метаболическим нарушениям, которые влияют на пожизненный риск заболевания [Zhu et al., 2015]. Микробный дисбиоз, вызванный кесаревым сечением, связан с повышенным риском развития таких состояний, как астма [Cuzin-Frankel, 2010], ожирение [Mueller et al., 2015], пищевая аллергия [Lieberman et al., 2018], диабет 1 типа (T1D) [Kostic, 2015], системные заболевания соединительной ткани, ювенильный артрит, воспалительное заболевание кишечника (IBD) и лейкемия [Sevelsted et al., 2015], как показано в таблице 1. Цель этого обзора — представить текущее понимание как микробных факторов риска, которые увеличивают вероятность кесарева сечения, так и микробного дисбактериоза, который, как считается, возникает в результате этого.

Таблица 1.

Неполный список недавних исследований, изучающих связь кесарева сечения с долгосрочными последствиями для здоровья

Материнский микробиом во время беременности

потенциально определяют последствия для здоровья младенцев. Во время беременности в материнском организме происходят радикальные физиологические колебания гормонального и иммунного статуса [Fox, Eichelberger, 2015]. Недавние исследования показали, что эти изменения происходят одновременно с изменениями в микробиоме материнского кишечника, при этом значительные сдвиги происходят с первого по третий триместр [Koren et al., 2012]. В этот период увеличивается численность фил, Proteobacteria и Actinobacteria, а общее видовое богатство снижается [Koren et al., 2012]. Однако другие исследования показали, что кишечный и оральный микробиом остаются относительно стабильными во время беременности, в то время как вагинальный микробиом претерпевает значительные изменения [Bisanz et al., 2015].

Понимание последствий микробной колонизации во время беременности имеет ключевое значение для потенциальных клинических применений, включая стратификацию риска на основе материнского микробиома.Известно, что определенные профили микробного сообщества влагалища коррелируют с такими исходами беременности, как преждевременные роды [Hyman et al., 2014; Хак и др., 2017 г.; Стаут и др., 2017]. На материнский микробиом влияет лечение антибиотиками [Bennet et al., 1986], заболевания пародонта [Michalowicz et al., 2006] и курение, и это связано с неблагоприятными исходами беременности [Paropkari et al., 2016]. Хотя долгое время считалось, что внутри амниотического мешка находится стерильная среда и что первое микробное воздействие на младенца происходит во время родов [Funkhouser and Bordenstein, 2013], недавние исследования охарактеризовали бактериальную ДНК в амниотической жидкости [DiGiulio et al., 2008], пуповинная кровь [Jiménez et al., 2005], меконий [Jiménez et al., 2008; Ху и др., 2013; Ardissone et al., 2014] и плаценты [Aagaard et al., 2014; Колладо и др., 2016]. Образцы микробиома из этих мест имеют низкую биомассу и потенциально уязвимы для загрязнения из других источников ДНК [Kliman, 2014; Лаудер и др., 2016]. Кроме того, было трудно отличить живые бактериальные клетки от продуктов ДНК; хотя в некоторых сообщениях для количественного определения бактерий в тканях плаценты использовались культуральные методы, оказалось, что не все плаценты содержат бактерии [Stout et al., 2013]. В целом еще предстоит определить, является ли наличие внутриутробной микробиоты частью здоровой и нормальной беременности. Однако у некоторых других видов, таких как морские губки, домашние куры и черепахи, материнская микробная передача происходит до рождения [Funkhouser and Bordenstein, 2013]. Действительно, идентификация микробов в меконии предполагает, что сам кишечник плода может быть засеян бактериями еще до рождения [Neu, 2015]. Если пренатальная микробная передача от матери действительно происходит при здоровой беременности, это может иметь широкомасштабные последствия для развития иммунитета [Tamburini et al., 2016].

Причины кесарева сечения и смешанные факторы

Отношения между хозяином и микробиотой оказывают явное влияние на здоровье: известно, что микробный дисбиоз вызывает широкий спектр слизистых и системных иммунно-опосредованных заболеваний, включая ВЗК [Bager et al., 2012 ], аутоиммунные состояния и аллергия [Kelly et al., 2007]. Однако осложнения, которые могут указывать на кесарево сечение, такие как преждевременные роды, крайние значения ИМТ матери, инфекция, крайние размеры плода и гестационный диабет, часто связаны с микробным дисбактериозом во время беременности [Neu and Rushing, 2011].Эти показания к кесареву сечению сами по себе могут оказывать влияние на микробиоту и, следовательно, мешают нашему пониманию микробиоты при кесаревом сечении.

Преждевременные роды как особый случай

Несмотря на улучшенные технологии и диагностику, преждевременные роды (определяемые как < 37 недель беременности) по-прежнему представляют собой глобально значимое эпидемиологическое бремя [Purisch and Gyamfi-Bannerman, 2017]. Только в США на долю преждевременных родов приходится примерно 1 из 10 родов, и эти дети с большей вероятностью родятся с помощью кесарева сечения [Racusin et al., 2016]. Это снижает их воздействие на материнские вагинальные и кишечные микробы и приводит к дифференцированному развитию иммунной системы, что может формировать микробную колонизацию в их уже незрелом кишечнике.

Кроме того, они чаще подвергаются искусственному вскармливанию [Madan et al., 2016], инвазивным процедурам, антибиотикам [Yassour et al., 2016] и другим лекарствам, которые изменяют рН желудочно-кишечного тракта, что способствует измененная сборка микробного сообщества [Donders et al., 2010]. Наконец, у недоношенных детей с длительным пребыванием в отделении интенсивной терапии новорожденных (ОИТН) преобладают микробы, связанные с окружающей средой ОИТН, многие из которых содержат гены устойчивости к антибиотикам [Brooks et al., 2014].

Единой причины преждевременных родов не выявлено, но многие факторы риска связаны с микробным дисбактериозом, в том числе восходящими урогенитальными инфекциями [Goldenberg et al., 2008], нисходящими пародонтальными инфекциями [Michalowicz et al., 2006] и аномалиями влагалища. микробиота [Donders et al., 2010].

Как упоминалось выше, литература предполагает значительные различия в микробиоме влагалища у женщин с исходами доношенных и преждевременных родов, что подразумевает потенциальную диагностическую значимость [Haque et al., 2017]. Кроме того, эпидемиологические исследования установили корреляцию между оральной флорой, заболеваниями пародонта и преждевременными родами [Michalowicz et al., 2006]. Исследование Hällström et al. [Hällström et al., 2004] обнаружили связь между измененной колонизацией кишечника и родоразрешением путем кесарева сечения у недоношенных детей, а также выявили изменения фекальной микробиоты с началом некротизирующего энтероколита.Хотя недоношенные дети составляют значительную часть детей, рожденных с помощью кесарева сечения, существует множество смешанных факторов, и для целей данного обзора мы будем рассматривать только доношенных детей, рожденных с помощью кесарева сечения.

Другие смешанные состояния

Другие состояния, которые приводят к увеличению частоты кесарева сечения, включают крайние значения ИМТ матери, инфекцию, гестационный диабет и размер младенца. Высокий ИМТ матери обусловлен не только генетическими факторами, но и микробным составом [Zhu et al., 2015]. Микробный дисбиоз кишечника может влиять на всасывание питательных веществ, воспаление и микробную транслокацию, а также на колонизацию кишечника плода и развитие метаболических тканей плода [Gohir et al., 2014]. Во время беременности женщины находятся в измененном иммунном состоянии и, следовательно, более восприимчивы к патогенам, таким как вирус иммунодефицита человека [Yee et al., 2018], гепатит C [Yi et al., 2018], вирус Зика [Magnani et al., 2018], Listeria monocytogenes , Plasmodium spp., вирусы гриппа, Chlamydia trachomatis , группа B Streptococcus , Treponema pallidum и вирусы герпеса [Guo., 2018]. Эти возбудители могут вызывать тяжелые синдромы в зависимости от сроков инфицирования во время беременности [Vermillion and Klein, 2018]. Например, цитомегаловирус является наиболее распространенной врожденной инфекцией во всем мире, и прямое заражение плода может привести к нейросенсорному дефициту, нарушению способности к обучению, микроцефалии и психическим расстройствам [Racicot and Mor, 2017]. Когда цитомегаловирус находится в латентном состоянии или реактивируется у матери, даже без непосредственного заражения плода, он может привести к задержке роста плода, самопроизвольному прерыванию беременности или преэклампсии — всем симптомам ранней плацентарной недостаточности [Racicot and Mor, 2017].Примечательно, что, хотя известно, что эти состояния нарушают микробиоту матери и повышают вероятность кесарева сечения, они могут дополнительно оказывать микробно-опосредованное воздействие на здоровье младенца, независимо от способа родоразрешения.

Кесарево сечение и долгосрочные последствия для здоровья

Как упоминалось ранее, микробиота человека может оказывать влияние на здоровье беременных и детей. В частности, микробиота младенцев и, следовательно, дисбактериоз, связанный с кесаревым сечением, могут играть роль в долгосрочных результатах для здоровья, как показано на рисунке 1.Хотя микробиота младенцев изучалась на нескольких участках тела, основная часть литературы и основное внимание в нашем обзоре посвящены микробиоте кишечника младенцев и иммунным реакциям на микробное воздействие.

Рис. 1.

Краткое изложение нашего текущего понимания факторов, указывающих на кесарево сечение, и состояний, связанных с ним. Развивающаяся микробиота кишечника, воздействие микробов из окружающей среды и генетика хозяина взаимодействуют, опосредуя иммунные реакции младенцев.Некоторые признаки кесарева сечения, в том числе преждевременные роды, экстремальные значения индекса массы тела матери (ИМТ), инфекции, экстремальные размеры младенцев и гестационный диабет, могут независимо друг от друга вызывать микробный дисбактериоз и мешать нашему пониманию последствий кесарева сечения. Микробный дисбиоз, вызванный кесаревым сечением, связан с повышенным риском воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) и широкого спектра аутоиммунных, аллергических и метаболических состояний.

Иммунное и метаболическое здоровье

В последнее время роль микробиоты кишечника была признана важной для иммунного и метаболического развития в раннем возрасте.У детей, рожденных с помощью кесарева сечения, типичная микробная передача от матери к ребенку нарушается, поэтому это иммунное и метаболическое развитие изменяется [Sevelsted et al., 2015a]. Это имеет важные последствия для долгосрочных иммунно-опосредованных последствий для здоровья: у детей, рожденных с помощью кесарева сечения, увеличилась заболеваемость СД1, ВЗК и аутоиммунными/аллергическими состояниями [Kelly et al., 2007].

Kostic Kostic, 2015, изучила динамику микробиома кишечника младенцев при прогрессировании СД1 в группе из 33 финских и эстонских младенцев, генетически предрасположенных к СД1.Хотя они отметили большие различия в общем таксономическом составе между младенцами и внутри них с течением времени, в метаболическом потенциале микробиома было значительно меньше различий. Они также наблюдали снижение видового разнообразия, изменения в функциях провоспалительных генов и изменения уровней метаболитов в сыворотке и стуле у младенцев, у которых прогрессировал СД1. Наблюдаемые ими тенденции, отличающие прогрессирующих от непрогрессирующих пациентов с СД1, могут иметь потенциальное диагностическое применение [Kostic, 2015].Кроме того, другие исследования также показали, что патогенез и клиническое течение СД1 являются результатом взаимодействия между генетической предрасположенностью, воздействием окружающей среды в раннем возрасте и врожденным иммунным ответом [Vehik and Dabelea, 2012].

Влияние кесарева сечения на заболевания, связанные с иммунной системой, все еще находится в зачаточном состоянии. Тем не менее, в другом исследовании изучалась когорта из 2 миллионов датских детей, родившихся в срок в период с 1997 по 2012 год, и было установлено, что кесарево сечение является фактором риска заболеваний, связанных с иммунитетом, включая астму, системные заболевания соединительной ткани, ювенильный артрит, ВЗК, иммунодефицит, и лейкоз [Sevelsted et al., 2015а]. Результаты показывают, что события в раннем возрасте могут диктовать иммунные аномалии, которые увеличивают риск заболеваний в более позднем возрасте.

Исходы желудочно-кишечного тракта

Антибиотики широко используются во время беременности, а также до и непосредственно перед кесаревым сечением для предотвращения инфекции. Однако некультуральные исследования кишечного микробиома взрослых показывают, что воздействие антибиотиков может нарушать микробиоту желудочно-кишечного тракта в течение многих лет [Murgas Torrazza and Neu, 2011].Более того, повышение уровня устойчивости к антибиотикам у детей может привести к инфекциям и дисбактериозу кишечника [Medernach and Logan, 2018].

Микробные нарушения в желудочно-кишечном тракте связаны с болезнью Крона. В датском национальном когортном исследовании 2,1 миллиона человек, родившихся в период с 1973 по 2008 г., в общей сложности 8 142 человека были диагностированы ВЗК в возрасте до 36 лет. С учетом генетической предрасположенности к ВЗК основным фактором, связанным с повышенным риском ВЗК, было кесарево сечение. Доставка.Кроме того, большинство диагнозов ВЗК возникали после 15 лет, что означает, что дисбиоз, возникший в результате кесарева сечения в начале жизни, может иметь последствия для здоровья на всю жизнь [Bager et al., 2012].

Риск атопии и аллергических заболеваний

Пищевая аллергия является глобальной проблемой общественного здравоохранения, затрагивающей до 8% детей и до 5% взрослых в США, Великобритании, Канаде и Австралии. В то время как движущие силы аллергических заболеваний остаются неясными, данные указывают на взаимодействие генов и окружающей среды, начинающееся на раннем этапе развития [Lieberman et al., 2018]. В частности, показано, что кесарево сечение увеличивает пищевую аллергию [Dominguez-Bello et al., 2016]. Кроме того, на вероятность развития аллергии у младенцев влияет способ кормления (грудное молоко или смесь), который представляет собой первые связанные с питанием микробы, попадающие в организм человека [Cabrera-Rubio et al., 2012]. Таким образом, режим кормления играет важную роль в воздействии пищевых аллергенов и реакции на них на раннем этапе развития. Багер и др. [Bager et al., 2008] провели метаанализ 26 исследований, чтобы определить связь кесарева сечения с риском атопии и аллергических заболеваний.Они пришли к выводу, что кесарево сечение увеличивает риск аллергического ринита, астмы, госпитализации по поводу астмы и, возможно, пищевой аллергии/пищевой атопии, но не влияет на риск ингаляционной атопии или атопического дерматита.

Метаболический синдром

ИМТ матери может быть определяющим фактором микробного сообщества кишечника младенца в период лактации. Исследования показали, что грудное молоко матерей с ожирением, как правило, содержит отчетливое и менее разнообразное микробное сообщество по сравнению с молоком матерей с нормальным весом [Cabrera-Rubio et al., 2012]. Микробиота грудного молока также различается у матерей, родивших с помощью кесарева сечения, и у матерей, родоразрешенных вагинально, что может быть связано с хирургическим вмешательством, наличием физиологического стресса или гормональных сигналов. Поскольку грудное молоко представляет собой один из наиболее важных послеродовых источников микробной передачи от матери к ребенку, необходима дальнейшая работа для количественной оценки воздействия микробиоты грудного молока на кишечник младенца. Исследование матерей и детей Северного Манхэттена наблюдало за 436 парами мать-ребенок до 7-летнего возраста, чтобы изучить эффект использования антибиотиков матерями во втором или третьем триместре беременности.Результаты показали, что у детей, подвергавшихся воздействию антибиотиков во втором или третьем триместрах, риск ожирения был на 84% выше. Кесарево сечение было независимо связано с повышением риска детского ожирения на 46%, независимо от использования антибиотиков и независимо от того, было ли кесарево сечение плановым или неэлективным [Mueller et al., 2015].

Терапия для восстановления микробиоты у младенцев

Нарушенная микробиота кишечника младенца может быть возвращена к исходному состоянию путем повторного введения комменсальных бактерий вместе с грудным вскармливанием и/или с помощью пре/пробиотических составов [Neut et al., 1987; Азад и др., 2013]. Тем не менее, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США еще не утвердило какие-либо пребиотические составы для лечения микробного дисбактериоза, вызванного кесаревым сечением. Тем не менее, продолжающееся клиническое исследование в Соединенном Королевстве (клинический идентификатор: ISRCTN116) будет изучать, способствует ли краткосрочное ежедневное добавление пробиотиков с Bifidobacterium infantis у детей, находящихся на грудном вскармливании, родившихся с помощью кесарева сечения, здоровой фекальной микробиоте, которая может поддерживаться грудным вскармливанием до тех пор, пока отлучение от груди в возрасте 6 месяцев [“ISRCTN – ISRCTN116, 2018].

Аналогичным образом, все большее число испытаний, проводимых Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, проверяют безопасность и эффективность пре/пробиотиков, предназначенных для лечения заболеваний, связанных с кесаревым сечением. Одним из примеров является недавнее исследование добавок Lactobacillus rhamnosus GG в раннем возрасте у младенцев с высоким риском развития астмы. Добавка способствовала тонкому, но важному таксономическому и метаболическому ремоделированию в кишечнике младенцев, и Durack et al. [Durack et al., 2018] наблюдали увеличение количества регуляторных Т-клеток ex vivo в возрасте 6 месяцев, что свидетельствует об иммуномодуляции.Следует отметить, что эффективность этой добавки в профилактике астмы еще предстоит определить.

Другая стратегия восстановления здоровой микробиоты называется «влагалищным обсеменением», когда дети, рожденные в результате кесарева сечения, подвергаются содержимому влагалища матери [Braegger et al., 2011]. Недавние результаты свидетельствуют о том, что фекальный, кожный и оральный микробиом младенцев, родившихся через естественные родовые пути, больше похож на микробиом младенцев, родившихся через естественные родовые пути, чем у детей, родившихся с помощью кесарева сечения [Dominguez-Bello et al., 2010]. Хотя эффективность и долгосрочные последствия для здоровья вагинального посева остаются неясными, эти результаты демонстрируют, что передающиеся от матери вагинальные микробы могут быть частично восстановлены при рождении у детей, рожденных с помощью кесарева сечения.Хотя эта стратегия ограничена, поскольку она не подвергает младенца воздействию кишечного содержимого матери, она закладывает основу для разработки новых микробных терапий и/или малых молекул для восстановления состава и развития здоровой микробиоты младенца.

В целом связь между микробным дисбактериозом у детей, рожденных с помощью кесарева сечения, и отдаленными последствиями для здоровья является новой областью исследований. В будущем необходимо будет выяснить задействованные механизмы, такие как метаболические и иммунные пути и микробная функция, чтобы применить это исследование к персонализированной терапии на основе микробиома.

Заявление о раскрытии информации

Все авторы не имеют отношения к данной статье. Все авторы не имеют конфликтов интересов, которые необходимо раскрыть.

Авторское право: Все права защищены. Никакая часть данной публикации не может быть переведена на другие языки, воспроизведена или использована в любой форме и любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись, микрокопирование или любую систему хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. .
Дозировка препарата: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор препарата и дозировка, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации. Тем не менее, в связи с продолжающимися исследованиями, изменениями в правительственных постановлениях и постоянным потоком информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на лекарства, читателю настоятельно рекомендуется проверять вкладыш в упаковке для каждого лекарства на предмет любых изменений в показаниях и дозировке, а также для дополнительных предупреждений. и меры предосторожности.Это особенно важно, когда рекомендуемый агент является новым и/или редко используемым лекарственным средством.
Отказ от ответственности: заявления, мнения и данные, содержащиеся в этой публикации, принадлежат исключительно отдельным авторам и участникам, а не издателям и редакторам. Появление рекламы и/или ссылок на продукты в публикации не является гарантией, одобрением или одобрением рекламируемых продуктов или услуг или их эффективности, качества или безопасности.Издатель и редактор(ы) отказываются от ответственности за любой ущерб, нанесенный людям или имуществу в результате любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в содержании или рекламе.

Педиатрия: профилактика неонатального дисбактериоза

Эндрю Майерс

Некротизирующий энтероколит (НЭК) является основной причиной смерти младенцев. Врачи знают, что недоношенные дети более уязвимы к НЭК, чем доношенные дети, но причины этого не совсем ясны.Профилактика и лечение этого состояния особенно сложны.

Ахил Махешвари , заведующий отделением неонатологии в Детском центре Джона Хопкинса, отмечает, что НЭК и другие серьезные состояния в младенчестве, такие как сепсис и даже задержки развития, связаны с нездоровым дисбалансом бактерий в пищеварительном тракте младенцев, состоянием известный как дисбактериоз. «Это начинается в кишечнике, когда плохие бактерии берут верх», — говорит он.

Дисбиоз вызывает беспокойство, поскольку микробный дисбаланс склоняется в пользу класса микробов, известных как гаммапротеобактерии, которые включают патогены, вызывающие брюшной тиф, гонорею, чуму, холеру и другие известные инфекционные заболевания, а также E.coli , которая может вызвать смертельное пищевое отравление у детей.

Распространено мнение, что недоношенные дети более склонны к дисбактериозу, потому что они проводят много времени в больнице после рождения, где они заражаются вредными бактериями от других младенцев. Но новое исследование Махешвари, опубликованное в сентябре прошлого года в Microbiome , перевернуло это понимание с ног на голову.

Махешвари намеревался определить, как эти нежелательные бактерии размножаются у недоношенных детей, у которых более высокий уровень развития выраженного дисбактериоза.Его исследование показывает, что недоношенные дети, у которых развивается дисбиоз, делятся на две категории: половина начинает жизнь с низким уровнем гаммапротеобактерий в кишечнике и колонизируется в первые несколько недель после рождения; другая половина младенцев имеет чрезвычайно высокие уровни этих бактерий, как только они рождаются. Исследование Махешвари является первым, демонстрирующим эту двойственную дихотомию в прогрессировании дисбиоза.

Более важным, однако, является то, что говорится в исследовании о том, как младенцы приобрели бактерии.Обе группы составляют родившихся с гаммапротеобактериями. «Это говорит о том, что плохие бактерии попадают непосредственно от матери к ребенку, а не от других младенцев», — говорит Махешвари.

Врачам также известно, что у матерей, вынашивающих доношенных детей, гаммапротеобактерии отсутствуют в крови, молоке, фекалиях и других жидкостях организма. «Если у доношенных мам их нет, а у недоношенных есть, то откуда они взялись?» — риторически спрашивает Махешвари.

Ответ содержится в данных. Теперь он считает, что плохие бактерии заражаются матерями во время длительного, а иногда и многократного пребывания в больнице, чтобы предотвратить преждевременные роды.По его словам, 60% матерей с преждевременными родами попадают в больницу три или четыре раза, а многие другие госпитализируются как минимум дважды.

Передача от матери к ребенку также может объяснить другой факт о дисбактериозе: вагинальные роды, при которых младенцы с большей вероятностью вступают в контакт с кровью, фекалиями и другими телесными жидкостями матери, приводят к большей вероятности развития этого состояния у недоношенных детей. чьи матери были госпитализированы до их рождения.

«Колонизация у матерей происходит задолго до рождения, и матери передают ее», — говорит Махешвари.Основываясь на этих выводах, Махешвари начал широкое сотрудничество со своими коллегами-акушерами для внедрения новых правил и процедур приема в Детском центре Джона Хопкинса для противодействия дисбактериозу.

Вместо того, чтобы бороться с микробным дисбалансом постфактум — у уже колонизированных новорожденных, путем дезинфекции отделений интенсивной терапии для новорожденных или введения антибиотиков — борьбу нужно начинать гораздо раньше, в идеале с того момента, когда у матери начинаются преждевременные роды, говорит он. Махешвари считает, что потенциальные риски пребывания в больнице в связи с преждевременными родами следует рассматривать более тщательно, и таких пребываний следует избегать или ограничивать в максимально возможной степени.

«Врачи должны начать профилактику до родов», — говорит он. «Если мы будем ждать до рождения, будет уже слишком поздно».

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 и другие причины, не связанные с желудочно-кишечной системой, 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 детских колик. 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 микробиота кишечника 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
    — Способствуют пищеварению и улучшают симптомы желудочно-кишечных расстройств Сунг В., Д’Амико Ф., Кабана, доктор медицины, и др. . Lactobacillus reuteri для лечения младенческих колик: 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 кишечной микробиоты, 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 первой инстанцией, к которой обращаются за диагностикой детских колик и успокаиванием родителей. 10  от колик не существует лекарства, но несколько простых ежедневных действий 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

Дисбактериоз материнской и неонатальной микробиоты, связанный с гестационным сахарным диабетом

Введение

В организме человека обитает множество микробов, которые образуют устойчивые симбиотические отношения с хозяином и незаменимы для здоровья человека. С дисбалансом микробиоты человека связан длинный список заболеваний1. В последние годы большое внимание уделяется микробиоте во время беременности и в раннем возрасте, поскольку она очень важна для репродуктивного здоровья.2 Например, существует сильная корреляция между микробиотой влагалища матери и преждевременными родами.3 Кроме того, микробиота матери и новорожденного может влиять на раннее развитие новорожденных4 и может вызывать долгосрочные физиологические последствия в будущем.5 Соответственно, следует приложить усилия, чтобы понять влияние состояния здоровья матери во время беременности на исходную микробиоту новорожденных и материнский вклад.

Гестационный сахарный диабет (ГСД) — это заболевание, связанное с нарушением толерантности к глюкозе, которое впервые возникает и распознается во время беременности.Пероральный тест на толерантность к глюкозе (ОГТТ), проводимый между 24 и 28 неделями, является золотым стандартом для диагностики этого заболевания.6 ГСД широко распространен во всем мире, а его распространенность в некоторых странах или регионах даже превышает 20%.7 Что еще более серьезно, заболеваемость ГСД продолжает увеличиваться, что создает большую угрозу здоровью матери и новорожденного. Это было связано с рядом неблагоприятных исходов, включая гестационную гипертензию, сердечно-сосудистые заболевания и преэклампсию у беременных женщин8, а также макросомию плода, респираторный дистресс-синдром и диабет 2 типа у потомства.9 Более того, диабет у матери может вызвать дисбактериоз микробиоты в меконии новорожденных. постнатальное получение.11 Тем не менее, такие типы образцов, как аспираты из глотки, которые расположены глубоко в организме новорожденного и могут быть собраны сразу после рождения, являются идеальным материалом для изучения влияния ГСД на начальную микробиоту.

В этом исследовании мы выполнили секвенирование гена 16S рРНК и метагеномное секвенирование образцов, взятых из нескольких участков тела 486 беременных китайских женщин и новорожденных в течение нескольких секунд после родов. Наличие или отсутствие ГСД было включено для определения вариаций материнской и неонатальной микробиоты, соответствующих состоянию здоровья беременных женщин, а также для иллюстрации основных микробных дифференциаций в раннем возрасте и их влияния на исходы для здоровья.

Материалы и методы

Набор субъектов

Беременные женщины и новорожденные были набраны в Пекинском авиационном госпитале общего профиля и Народном госпитале Вэньчжоу.Беременные с ГСД (ГСД+) диагностировались профильными врачами по результатам ОГТТ и включались в группу наблюдения. Контрольной группой служили здоровые беременные женщины (ГСД-), не имевшие в анамнезе других заболеваний, особенно пародонтита, сахарного диабета 2 типа и бактериального вагиноза.

Сбор проб

Операции по отбору проб проводились обученными специалистами в строгих асептических условиях и по единому протоколу. Амниотическую жидкость (5–10 мл на образец) собирали во время родов.Около 0,5–1  мл слюны новорожденного и 2–3 мл аспирата из глотки были взяты стерильными пипетками в течение 60 с после родов до перерезания пуповины. Приблизительно 1 г мекония было взято стерильной пластиковой ложкой в ​​течение 24 часов, как только у новорожденных отошли первые кишечные выделения. Большинство неонатальных образцов было собрано у новорожденных, родоразрешенных путем кесарева сечения. Свежую слюну, кал и вагинальный секрет брали у беременных за 1–2 дня до родов. Вагинальные образцы были собраны из заднего свода под прямой визуализацией с использованием трех тампонов.Все образцы помещали в стерильные пробирки или флаконы, сразу же после сбора замораживали при –20°C, а затем транспортировали в лабораторию и хранили при –80°C до выделения тотальной ДНК для последующего секвенирования.

Подготовка ДНК

На строго контролируемом, отдельном и стерильном рабочем месте приблизительно 0,2 мл образцов слюны, аспирата из глотки и амниотической жидкости смешивали с равными объемами PBS и AL-буфера Qiagen с помощью импульсного вортексирования в течение 30 с. Тотальную ДНК экстрагировали в трех повторностях из суспензии каждого типа образцов с использованием мини-набора QIAamp DNA (Qiagen, Valencia, CA).Образцы фекалий (~200 мг) ресуспендировали в ASL-буфере Qiagen и гомогенизировали в течение 2 мин. Тотальную фекальную ДНК экстрагировали из супернатанта с использованием мини-набора QIAamp DNA Stool Mini Kit (Qiagen). Два вагинальных мазка энергично встряхивали в 0,5 мл PBS и 0,5 мл AL-буфера Qiagen в течение 2 минут для ресуспендирования и лизиса микробных клеток. Полученный лизат обрабатывали с использованием набора QIAamp DNA Mini Kit (Qiagen). Выделенную ДНК элюировали 50 мкл дистиллированной воды. Качество ДНК и концентрацию каждого образца измеряли с помощью электрофореза в агарозном геле и Qubit 3.0 (Life Technologies, Waltham, MA) и перед последующей обработкой.

Высокопроизводительное секвенирование

Для каждого образца мы амплифицировали вариабельные области 3 и 4 (V3-V4) гена 16S рРНК с использованием модифицированных праймеров 341F и 805R. Очищенные положительные ампликоны с различными индексными последовательностями объединяли в эквимолярных количествах, а затем секвенировали на платформе HiSeq2500 (Illumina, Сан-Диего, Калифорния) с реагентами v2 и картриджем 2×250 bp. Метагеномная ДНК 50 образцов мекония (~0,0005 мкг на образец) разрезали на фрагменты ~300 bp с помощью сфокусированного ультразвукового аппарата (Covaris, Woburn, MA). Библиотеки для секвенирования конструировали из разрезанных фрагментов с использованием набора для подготовки образцов TruSeq v2 (Illumina). Длину вставки и целостность библиотек оценивали с помощью анализатора фрагментов (Advanced Analytical Technologies) перед секвенированием парных концов (PE) (2×125 bp) на платформе HiSeq2500.

Анализ последовательности 16S рРНК

Необработанные считывания последовательностей генов 16S рРНК были отфильтрованы по качеству и проанализированы с использованием QIIME V.1.8.0.12 Рабочие таксономические единицы (OTU) были таксономически классифицированы с использованием справочной базы данных генов 16S рРНК Greengenes.13 Таксономический состав микробных сообществ был визуализирован с помощью Calypso.14 Кластеризация сообществ измерялась с помощью невзвешенного расстояния UniFrac на основе нормализованной таблицы OTU. Вместе с набором данных о микробиоте кожи новорожденных, полученным в ходе недавнего исследования,15 расхождение Брея-Кертиса между различными типами образцов было рассчитано с использованием пакета R ecodist.Наборы микробных данных взрослого человека, включая 121 переднюю часть носа, 312 образцов слизистой оболочки щеки, 73 образца средней части влагалища, 102 образца слюны и 55 образцов стула, были загружены из проекта микробиома человека (HMP). Кластерный анализ структуры бактериального сообщества проводили на уровне рода.

Частичный дискриминантный анализ наименьших квадратов и линейный дискриминантный анализ

Частичный дискриминантный анализ наименьших квадратов (PLS-DA) и линейный дискриминантный анализ (LDA) использовались для выявления таксономических и функциональных изменений в материнской и неонатальной микробиоте в ответ на ГСД.16 17 PLS-DA выполняли с помощью R-пакета mixOmics (http://www.mixOmics.org). Дискриминационная способность каждого таксона была количественно определена с помощью параметров переменной важности проекции (VIP). Оценки VIP использовались для ранжирования способности разных таксонов различать разные группы. Таксон с оценкой VIP >1,0 считался важным при различении. Категории KEGG с общей относительной численностью во всех образцах <1 % были удалены. Величины эффекта идентифицированы как значимые (p<0.05) были оценены различия между группами для поиска дискриминационной ортологии KEGG (KO) с помощью LDA с использованием онлайн-системы Galaxy (https://huttenhower.sph.harvard.edu/galaxy). Только функциональные категории с логарифмическими баллами LDA> 2,0 считались дифференциальными сигнатурами, которые лучше различают группы GDM+ и  GDM-.

Анализ соответствия и сочетаемости

Обогащение OTU было рассчитано для каждого типа образцов путем сравнения средней и медианной относительной численности между группами GDM+ и  GDM-.Для сетевого анализа совместной встречаемости бактериальные корреляции в материнских и неонатальных образцах с ГСД и без него были рассчитаны соответственно на основе относительной численности каждого рода с использованием SparCC со 100 бутстрапами для оценки значения p.18 Значения корреляции со значением p <0,05 были сохранены. Сети совместной встречаемости микробиоты полости рта, кишечника и влагалища матери визуализировали с помощью igraph (http://igraph.org). Близость и собственный вектор узлов были рассчитаны для измерения центральности узлов в каждой сети.Соответствие бактериальных корреляций между материнской и неонатальной микробиотой, связанной с ГСД, было установлено путем подсчета одних и тех же бактериальных корреляций в разных типах образцов и визуализировалось с помощью OmicCircos.19

Реконструкция метаболического пути

KO Функциональное профилирование неонатальной мекониевой микробиоты было выполнено с использованием сборок, полученных на основе данных полногеномного дробовика (WGS). Прочтения низкого качества сначала вырезались из необработанных данных секвенирования с помощью Trimmomatic.20 Высококачественные прочтения были собраны 90 135 de novo 90 136 в контиги с использованием metaSPAdes и metaSort с параметрами по умолчанию. Автоматический сервер аннотаций KEGG.24 Обрезанные высококачественные прочтения, расположенные на заданных каркасах, были подсчитаны для расчета количества KOs в каждом образце с использованием выравнивателя Берроуза-Уилера (BWA).25 Матрица была нормализована путем деления абсолютного количества каждого функционального гена. по общему количеству прочтений, отнесенных к функциональным генам в каждом образце.Контролируемый анализ был проведен с использованием LDA для выявления микробных функциональных путей, которые по-разному экспрессировались в микробиоте кишечника новорожденных, рожденных женщинами с разным статусом уровня глюкозы.

Анализ вирома и подвидов

После удаления последовательностей ДНК человека были измерены таксономия и численность вирусов и бактериофагов в микробиоте мекония новорожденных путем сопоставления результатов секвенирования WGS с пользовательской базой данных. Эта база данных была создана путем объединения геномных последовательностей вирусов и фагов из NCBI и PhAnToMe после удаления дубликатов, как описано в нашем предыдущем исследовании.26 Чтения были проведены BLASTX для этой базы данных с порогом E -значение <10 −5 с использованием DIAMOND.27 Наименьший общий предок всех таксонов в собранных попаданиях BLAST был рассчитан и использован для определения таксономического происхождения. Альфа-разнообразие вирусных и фаговых сообществ рассчитывали с использованием вегана (https://cran.r-project.org/web/packages/vegan). Для профилирования видов бактерий на уровне штаммов по данным метагеномного секвенирования геномы 35 Escherichia и 69 Lactobacillus , выделенные из полости рта, кишечника или влагалища человека, были получены из HMP и взяты в качестве эталонов.Чтения WGS каждого образца мекония были сопоставлены с этими эталонными геномами с использованием BWA.

Результаты

Мы обследовали 140 новорожденных и 346 беременных женщин и получили в общей сложности 1062 образца, включая слюну, аспираты из глотки, меконий и амниотическую жидкость новорожденных, а также слюну, фекалии и вагинальные выделения беременных женщин (дополнительная онлайн-таблица S1). . Подавляющее большинство неонатальных образцов, особенно амниотической жидкости, было взято при кесаревом сечении (76 кесаревых сечений против 17 вагинальных родов), чтобы избежать возможного заражения вагинальной флорой.Для каждого образца были секвенированы участки 16S рРНК V3-V4, и по 233 образцам не удалось получить данные, и они были исключены из следующих анализов.

Секвенирование гена 16S рРНК подходящих 248 неонатальных (64 амниотической жидкости, 20 оральных, 81 фарингеальных и 83 мекониальных) и 581 материнских (175 оральных, 147 кишечных и 259 вагинальных) образцов дало 309 миллионов прочтений PE (2×250 bp ) с ~373 241 чтением на образец. Каждая пара прочтений PE была объединена в одну последовательность путем перекрытия. Перекрытия составляли 25–75  п.н. для каждого образца (дополнительный онлайн-рисунок S1A), и более 80% прочтений PE были успешно объединены в длинные последовательности в 94.3% образцов (дополнительный онлайн-рисунок S1B). Кроме того, согласно оценке охвата и кривой разрежения Гуда (дополнительный онлайн-рисунок S1C,D), количество последовательностей может хорошо отражать микробное разнообразие каждого сообщества. Было небольшое расхождение, когда для классификации OTU были выбраны разные методы (дополнительный онлайн-рисунок S1E). Все неонатальные образцы и половина материнских образцов (n = 289), собранные во время родов, были использованы для изучения возможного микробного сдвига на нескольких участках тела, страдающих ГСД (дополнительная онлайн-таблица S2).Оставшаяся половина материнских образцов (95 пероральных, 98 кишечных и 99 вагинальных образцов) использовались в качестве наборов данных для проверки. Подмножество образцов мекония было выбрано случайным образом для метагеномного секвенирования, и 48 из 50 образцов (24 для GDM+ и 24 для GDM-) были успешно секвенированы, в результате чего было получено более 1,5 миллиарда прочтений PE (2 × 125 п.н.).

Изменение материнской микробиоты в различных участках тела при ГСД

Чтобы выяснить, может ли материнская микробиота зависеть от уровня глюкозы, мы сначала исследовали микробный сдвиг беременных женщин, у которых был диагностирован ГСД.Соотношение общих или уникальных OTU в материнских оральных, кишечных и вагинальных образцах оценивали, чтобы определить, оказывает ли ГСД сходное влияние на разные участки тела. Мы обнаружили, что пациенты с ГСД (ГСД+) имели больше OTU по крайней мере в двух участках тела, чем беременные женщины без ГСД (GDM-), причем примерно 57,6% OTU появлялись только в одном участке тела при GDM- по сравнению с 47,0% при GDM+. рисунок 1А). Кроме того, мы рассчитали расстояния Брея-Кертиса, используя нормированное количество OTU. Расстояния между образцами любых двух участков тела были значительно меньше при GDM+ , чем при GDM- (p<0.05, критерий Манна-Уитни) (рис. 1В). Эти результаты показывают, что микробный сдвиг в материнской микробиоте различных участков тела может быть связан с ГСД во время беременности.

Рисунок 1

Микробные вариации беременных, страдающих гестационным сахарным диабетом (ГСД). (A) Доли общих операционных таксономических единиц (OTU) среди материнской оральной, кишечной и вагинальной микробиоты. Общая OTU означает, что определенная OTU была обнаружена в двух или трех участках тела. (B) Различия в бактериальном сообществе между любыми двумя участками тела материнских образцов.Расстояния Брея-Кертиса были рассчитаны независимо для групп GDM+ и GDM-. VS представляет против. Статистическая значимость определялась критерием Манна-Уитни. (C – E) Относительное обилие типов бактерий в микробиоте полости рта, кишечника и влагалища беременных женщин. (F–H) Роды бактерий со значительными (критерий Манна-Уитни с коррекцией частоты ложных открытий (FDR); *p<0,1) различиями между группами GDM+ и  GDM-. Численность рода в каждой выборке нормирована на 100 000 прочтений. (I–K) Корреляция между значительно отличающимися бактериями и значениями перорального теста на толерантность к глюкозе (OGTT).Метки 0 час, 1 час и 2 часа под диаграммами представляют моменты времени тестирования OGTT. Пара прямоугольников указывает соотношение бактерий, соответствующее уровням глюкозы в крови ниже (левое поле) или выше (правое поле) пороговых значений (5,1 через 0 часов, 10,0 через 1 час и 8,5 через 2 часа во время ПГТТ). На значимое различие (критерий Манна-Уитни, p<0,05) указывает символ красного цвета, тогда как ns в синем цвете обозначает недостоверное различие (критерий Манна-Уитни, p≥0,05).

Чтобы дополнительно продемонстрировать эти вариации, соответствующие ГСД в разных участках тела, мы сравнили обилие бактерий между группами на уровне типа.Наибольшие изменения произошли в полости рта: при GDM+ было обнаружено больше протеобактерий (p<0,05, критерий Манна-Уитни с коррекцией частоты ложных открытий (FDR) с использованием метода Бенджамини-Хохберга), но меньше фирмикутов (p<0,01) (рис. 1C). ). Не было выявлено явных изменений ни кишечной, ни вагинальной микробиоты (рис. 1D, E). Затем был проведен PLS-DA для улучшения разрешения флоры GDM. От семи до девяти родов со значением VIP> 1 было обнаружено на трех участках тела (дополнительный онлайн-рисунок S2A–F).Для проверки микробных вариаций, соответствующих ГСД, были использованы 95 пероральных, 98 кишечных и 99 вагинальных образцов, взятых у второй когорты беременных женщин. Около 77,8% (7 из 9), 88,9% (8 из 9) и 71,4% (5 из 7) родов VIP, идентифицированных в наборах данных первой партии, могли быть проверены во второй партии, и большинство из них проявляли постоянное обогащение или истощение в двух когортах (рисунок 1F–H и онлайн-дополнительный рисунок S2G–I). Для дальнейшего изучения взаимосвязи между этими родами и ГСД мы связали их обилие с результатами ОГТТ.Пороговые значения (5,1 через 0 часов, 10,0 через 1 час и 8,5 через 2 часа во время ПГТТ) основаны на диагностических критериях, рекомендованных Международной ассоциацией групп по изучению диабета и беременности в 2011 году. Как показано на рисунке 1I–K, относительная численность этих бактерий сильно коррелировала со значениями OGTT (p<0,05, критерий Манна-Уитни).

Микробиота новорожденных, матери которых страдали ГСД, значительно отличается от контрольной группы

Чтобы изучить возможные эффекты ГСД на микробиоту новорожденных, мы затем исследовали состав и структуру сообщества новорожденных.В анализе основных координат (PCoA) невзвешенных расстояний UniFrac образцы были сгруппированы в основном по участкам тела с отчетливыми оральными, кишечными и вагинальными кластерами матери, а также кластерами глотки, мекония и амниотической жидкости новорожденного (рис. 2А). В неонатальных образцах из разных участков тела наблюдалось специфическое для участков тела скопление, хотя разделение было не таким заметным, как у матерей. Кроме того, мы рассчитали расстояние Брея-Кертиса внутри или между участками тела, чтобы количественно оценить сходство сообщества одного и того же типа выборки.Расстояния между сообществами в образцах, полученных с одного и того же участка тела, как и ожидалось, были меньше, чем между разными участками тела (рис. 2B), что дополнительно подтвердило результаты кластеризации с помощью PCoA. Мы рассчитали расстояния Брея-Кертиса между неонатальными и материнскими образцами. В результате, за единственным исключением нескольких образцов детей, рожденных естественным путем, которые, очевидно, происходили из вагинального сообщества матери, способ родоразрешения оказал лишь очень незначительное влияние на микробиоту новорожденного (рис. 2C).Более того, микробиота новорожденных демонстрировала более высокое альфа-разнообразие, чем вагинальная микробиота (рис. 2D). Видовое богатство образцов фарингеальной и амниотической жидкости было даже сравнимо с материнским оральным и кишечным сообществами, микробное разнообразие которых было довольно высоким (онлайн-дополнительный рисунок S3). Неонатальная микробиота каждого участка тела содержала уникальную структуру сообщества (рис. 2Е). Напротив, материнские сообщества этих трех участков тела показали типичную структуру микробиоты взрослого человека (дополнительный онлайн-рисунок S4).

Рисунок 2

Колонизация и специфичность микробиоты новорожденных при рождении к участкам тела. (A) Анализ основных координат (PCoA) невзвешенных расстояний UniFrac для образцов материнской полости рта, кишечника и влагалища, а также образцов амниотической жидкости новорожденных, образцов полости рта, глотки и мекония. Эллипсы представляют 95% ДИ. (B) Различия в бактериальном сообществе внутри и между участками тела. Метки Phar, Inte, Amni и Vagi представляют фарингеальную, кишечную, амниотическую жидкость и вагинальную микробиоту соответственно.Приведено среднее расстояние Брея-Кертиса для каждой группы попарных сравнений. Красные и синие тени обозначают наименьшее и наибольшее значения в каждом столбце соответственно. (C) Влияние способов доставки на неонатальные бактериальные сообщества. Три края треугольника представляют микробиоту полости рта (коричневый), кишечника (желтый) и влагалища (зеленый) матери. Каждая полая точка представляет образец новорожденного, а расстояние от нее по вертикали до трех краев треугольника указывает среднее расстояние Брея-Кертиса между этим образцом и материнскими образцами.Точки ближе к краям означают, что такие неонатальные образцы более похожи по бактериальному сообществу на указанную материнскую микробиоту. (D) Альфа-разнообразие неонатальной и материнской микробиоты. Скрипка с коробчатой ​​диаграммой показывает медиану и IQR индексов разнообразия типа выборки, а ширина скрипки представляет плотность распределения индексов. (E) Таксономическое профилирование микробиоты глотки, кишечника и амниотической жидкости новорожденных. Средняя относительная численность каждой таксономической категории представлена ​​толщиной ветви.Каждый узел в филогенетическом дереве представляет один микробный таксон.

Учитывая, что микробиота новорожденных могла быть установлена ​​при рождении, мы задались вопросом, будет ли такое микробное сообщество формироваться состоянием здоровья беременных женщин во время беременности. Соответственно, расстояния Брея-Кертиса были рассчитаны с использованием количества OTU микробиома из образцов амниотической жидкости, глотки и мекония для оценки влияния ГСД на микробиоту новорожденных. Мы обнаружили, что расстояния между тремя типами выборок в GDM+ были значительно меньше, чем в GDM- (p<0.001, критерий Манна-Уитни) (рис. 3А), из чего следует, что ГСД может влиять на микробиоту новорожденных и, следовательно, приводить к гомогенности сообщества для нескольких типов образцов. Эта тенденция к изменению расстояния до сообщества соответствовала той, которая наблюдалась в материнской оральной, кишечной и вагинальной микробиоте (рис. 1В). СПКЯ продемонстрировал минимальные различия между состоянием здоровья и заболеванием амниотической жидкости (Adonis p<0,001, R 2 =0,069), глоточный (адонис p<0.001, Р 2 =0,050) и меконий (горицвет р<0,05, R 2 =0,026) микробиота (рис. 3B–D). Образцы были сгруппированы в основном в группы GDM+ и  GDM-. Эти результаты показывают, что микробный состав и вариации как матери, так и новорожденного могут зависеть от состояния здоровья беременной женщины. Воздействие ГСД на микробы во время беременности может вертикально передаваться ребенку во время беременности.

Рисунок 3

Неонатальная микробиота, связанная с гестационным сахарным диабетом (ГСД).(A) Различия бактериального сообщества в неонатальной микробиоте. Расстояния Брея-Кертиса были рассчитаны для образцов GDM+ и GDM- независимо. Статистическая значимость определялась критерием Манна-Уитни. (B-D) Анализ основных координат (PCoA) невзвешенных расстояний UniFrac для амниотической жидкости, микробиоты глотки и мекония. Эллипсы представляют 95% ДИ. (E – G) Наиболее распространенные роды со значительной разницей между группами GDM+ и  GDM-. Численность рода в каждой выборке нормирована на 100 000 прочтений.Критерий Манна-Уитни с коррекцией частоты ложных открытий (FDR): нет. *р<0,1; *р<0,05; **р<0,01; ***р<0,001. Пара таксонов была выделена темным цветом, поскольку их относительное обилие было самым большим среди значительно обогащенных и обедненных родов GDM+ в каждом типе образцов. (H – J) Корреляция между значительно отличающимися бактериями микробиоты новорожденных и значениями теста на толерантность к глюкозе (OGTT). Метки 0 час, 1 час и 2 часа представляют собой три точки времени тестирования OGTT.Пара прямоугольников показывает соотношение бактерий, соответствующее уровням глюкозы в крови ниже (левое поле) или выше (правое поле) пороговых значений (5,1 через 0 часов, 10,0 через 1 час и 8,5 через 2 часа во время ПГТТ). тест Манна-Уитни; *р<0,05; **р<0,01; ***р<0,001; нс р≥0,05.

Обилие бактерий между группами GDM+ и  GDM- было дополнительно сопоставлено на уровне рода, чтобы прояснить специфичные для участка тела вариации, связанные с GDM в микробиоте новорожденных. Как показано на рисунке 3E-G, образцы амниотической жидкости содержали больше родов со значительными межгрупповыми различиями, чем образцы из глотки или мекония (p<0.1, критерий Манна-Уитни с коррекцией FDR) среди 30 наиболее распространенных родов, что указывает на большую микробную дифференциацию в амниотической жидкости (рис. 3B–D). Чтобы изучить корреляцию между дискриминационными бактериями и ГСД, мы выбрали наиболее распространенные обогащенные или обедненные роды и рассчитали корреляцию их численности с соответствующими материнскими значениями OGTT. В результате в нескольких группах наблюдались сильные корреляции (рисунок 3H–J и дополнительный онлайн-рисунок S5). Мы также провели анализ PLS-DA в неонатальных образцах, чтобы определить дифференциальные признаки между группами здоровья и болезней (онлайн-дополнительный рисунок S6).Роды VIP, такие как Prevotella , Streptococcus , Bacteroides и Lactobacillus , преобладали в нескольких типах образцов материнской и неонатальной микробиоты, что отражает их возможное значение для ответа на ГСД в разных поколениях и участках тела.

Согласованность микробных вариаций между матерями и новорожденными, страдающими ГСД

Учитывая, что материнские и неонатальные микробиомы различных участков тела были заметно изменены при ГСД, мы стремились исследовать соответствие микробных вариаций между матерями и новорожденными.Сначала мы подсчитали количество OTU, обогащенных или обедненных, у новорожденных с GDM, а затем сосредоточились на тех, которые были общими для материнских образцов. OTU, которая была обогащена (или обеднена) как материнской, так и неонатальной микробиотой GDM+ , определялась как изменяющаяся по одной и той же тенденции. Напротив, OTU, которая была обогащена микробиотой новорожденного, но обеднена материнской микробиотой GDM+, была определена как противоположная тенденция, и наоборот. Соответственно, были подсчитаны таксономия и количество OTU, различающиеся по одной и той же тенденции в материнской и неонатальной микробиоте, и было обнаружено, что большое количество OTU с высокой распространенностью варьируется с той же тенденцией.Наиболее заметная согласованность в микробной изменчивости была показана между амниотической жидкостью и микробиотой ротовой полости матери (рис. 4A, B и дополнительная онлайн-рис. S7), в которой большинство наиболее распространенных OTU варьировались с той же тенденцией. Кроме того, было обнаружено, что почти 100 OTU различаются с одинаковой тенденцией в одном типе материнских и трех неонатальных образцах. Prevotella , Streptococcus и Bacteroides были наиболее распространенными таксонами, демонстрирующими соответствие микробных вариаций между матерями и новорожденными (дополнительные онлайн-рисунки S8–S11).Вместе с Lactobacillus и Faecalibacterium (рис. 4C–E) эти бактерии соответствовали общим родам VIP типов материнских и неонатальных образцов (дополнительные онлайн-рисунки S2 и S6), что также отражало их важность для ответа на ГСД. Эти наблюдения доказали, что, несмотря на вариации в зависимости от участка тела, ГСД может оказывать одинаковое влияние как на материнскую, так и на неонатальную микробиоту.

Рисунок 4

Сходные микробные сдвиги между материнской и неонатальной микробиотой, связанные с гестационным сахарным диабетом (ГСД).Численность операционных таксономических единиц (OTU) в каждой выборке была нормализована до 100 000 прочтений. (A) Согласованность вариаций OTU между амниотической жидкостью и микробиотой ротовой полости матери. Среднее относительное количество 100 самых распространенных OTU сравнивали между группами GDM+ и  GDM-. Сплошные точки представляют OTU микробиоты амниотической жидкости, а полые точки представляют микробиоту ротовой полости матери. Красные точки обозначают OTU, изменяющиеся по одной и той же тенденции, а синие точки обозначают противоположную тенденцию. (B) Совокупное количество OTU, различающихся по той же или противоположной тенденции.р<0,001, t-критерий. (C–E) Наиболее распространенные таксоны, демонстрирующие соответствие микробных вариаций у матерей и новорожденных. Каждая цветная полоса указывает частоту OTU определенного рода. Красная полоса представляет собой переменную важность для проекционного (VIP) рода, связанного с GDM, который является общим для типов материнских и неонатальных образцов.

Чтобы исследовать соответствие микробного сосуществования у матерей и новорожденных, мы затем рассчитали корреляции между родами бактерий в материнских и неонатальных образцах с ГСД и без него.Приблизительно 47–62 рода (узлы) и 60–134 соединения (ребра) сохранялись при различных порогах корреляции (0,4–0,5) (онлайн-дополнительный рисунок S12A,B) в сетях совместного появления материнской ротовой, кишечной и микробиота влагалища. При сравнении сетей GDM+ с сетями GDM- их компоненты и топографии были совершенно разными, и наиболее заметное различие связано с связями родов VIP с другими бактериями (рис. 5A–C). Чтобы количественно оценить эту разницу, мы подсчитали количество ребер и центральность узлов в материнских микробных сетях при различном статусе GDM.Несмотря на наличие нескольких перекрывающихся ребер, десятки ребер характерны для GDM+ или  GDM- (рис. 5D), а близость и собственный вектор общих узлов между GDM+ и  GDM- также сильно различаются (рис. 5E и онлайн-дополнительный рисунок S12C). Кроме того, внутригрупповая разница всегда была очевидна в каждом интервале значений корреляции (дополнительный онлайн-рисунок S12D-F). Что касается новорожденных, бактериальные корреляции также были различны между GDM+ и  GDM- (рисунок 5F,G и дополнительный онлайн-рисунок S12G).Например, в микробиоте глотки около 69,2% корреляций со значением корреляции> 0,4  существовало только при GDM+, в то время как ~18,7% присутствовало только при GDM- (рис. 5F). Аналогичные результаты были также обнаружены в меконии: 76,9% и 15,3% уникальных корреляций присутствовали в GDM+ и  GDM- соответственно (рис. 5G). Примечательно, что бактериальные корреляции были очень консервативными между материнскими и неонатальными образцами, связанными с ГСД (рисунок 5H и дополнительный онлайн-рисунок S12H). Примерно 88,8% всех бактериальных связей имели одинаковую тенденцию совпадения между поколениями, а 69.1% были обнаружены только при GDM+, но не при GDM-. Среди них положительная корреляция между Neisseria и Haemophilus и отрицательная корреляция между Lactobacillus и несколькими бактериями VIP (включая Porphyromonas и Bacteroides ) присутствовали почти во всех участках тела матери и новорожденного (онлайн-дополнительный рисунок S1) ). Кроме того, соединения, содержащие Blautia , Coprococcus , Roseburia и Sutterella , показали высокую частоту совместного появления в нескольких типах образцов, что позволяет предположить их универсальную принадлежность к микробиоте, связанной с ГСД.В соответствии с этими результатами можно предположить, что постоянство микробной изменчивости у матерей и новорожденных, страдающих ГСД, произошло в отношении количества бактерий и их взаимодействия. Рисунок 5 (A – C) Сети совместного появления материнской оральной, кишечной и вагинальной микробиоты GDM + (левая панель) и GDM- (правая панель). Сеть совместной встречаемости была выведена для каждого типа материнской выборки путем попарной корреляции относительной численности (нормализованной до 100 000) для всех родов.Каждый узел в сети указывает на род бактерий. Размер узла представляет собой среднюю относительную численность одного рода в каждом типе материнской выборки. Узлы зеленого цвета показывают переменную важность для родов проекций (VIP), связанных с GDM. Сохраняются только бактериальные связи (ребра), превышающие пороговые значения (значения корреляции> 0,4, 0,45 и 0,5 в трех сетях соответственно). Ширина края представляет собой значение корреляции, поддерживающее это соединение. Цвет края показывает положительную (красный) и отрицательную (синий) корреляции соответственно.(D, E) Расхождения в бактериальных сетях совместного появления между материнским GDM+ и  GDM-. Было подсчитано количество уникальных и общих ребер, а также центральность (ранг близости) и несоответствия узлов в сетях совместного появления GDM+ и  GDM- соответственно. (F – G) Расхождения бактериальных корреляций между неонатальной микробиотой GDM+ и  GDM-. Каждая ячейка показывает количество одной и той же пары бактериальных корреляций, встречающихся как в GDM+ , так и в  GDM-, с изменениями цвета, представляющими слабую (серый) или сильную (синий и красный) корреляции соответственно.(H) Согласованность бактериальных корреляций между материнской и неонатальной микробиотой, связанной с ГСД. Соответствие было установлено путем подсчета одних и тех же бактериальных корреляций (отсечка > 0,4) для разных типов образцов. Каждая точка во внешнем цикле представляет собой одно соединение двух коррелирующих бактерий (по крайней мере, одна относится к роду VIP). Кривая красного цвета (наблюдается только при ГСД+) и серая (возникает как при ГСД+ , так и при  ГСД-) обозначает одинаковую тенденцию совместного появления такой связи между материнской и неонатальной микробиотой, а кривая синего цвета обозначает противоположную тенденцию.

Измененный микробный метаболизм и повышенная вирусная нагрузка при ГСД+ меконий

Кишечная микробиота новорожденных важна для метаболизма и иммунитета развивающихся младенцев и взрослых. микробиоты мекония, и поэтому для секвенирования WGS было отобрано подмножество образцов мекония. Было успешно секвенировано 48 образцов, в результате чего было получено более 375 ГБ данных секвенирования WGS.Метагеномное таксономическое профилирование по данным WGS-секвенирования образцов мекония было выполнено с использованием MetaPhlAn.31 По сравнению с таксономическими профилями мекония на основе 16S рРНК, метагеномное секвенирование создает очень похожую структуру бактериального сообщества (дополнительная онлайн-рисунок S13). Мы искали метаболические различия между кишечной микробиотой новорожденных, рожденных женщинами с ГСД и без него. В результате в группе с ГСД+ были показаны меньшие индексы Пиелоу для нокаутов (рис. 6А), что означает, что микробиота новорожденных в этой группе была менее однородной, чем в группе с ГСД-.LDA использовался для выявления межгрупповых различий в КО, и большое количество КО были истощены при ГСД+, что указывает на снижение метаболических возможностей по сравнению с микробиотой кишечника новорожденных, рожденных женщинами без ГСД (рисунок 6B и онлайн-дополнительная таблица S3). Отсутствие таких метаболических путей может оказывать неблагоприятное воздействие на усвоение пищи или определенные метаболические способности новорожденных.

Рисунок 6

Микробные и функциональные изменения микробиоты мекония, связанные с гестационным сахарным диабетом (ГСД).(A) Четность ортологии KEGG (KO). (B) Количество обогащенных KOs. (C, D) Распределение вирусного богатства и равномерности. (E, F) Относительное обилие вирусов герпеса и поксвируса. Обилие вирусов в каждом образце нормализовали до 100 000 прочтений. (G, H) Распространенность мастаденовируса и папилломавируса в меконии. (I, J) Значительная дифференциация штаммов Escherichia и Lactobacillus между GDM+ и GDM-. Геномы штаммов Escherichia и Lactobacillus , выделенных из ротовой полости, кишечника или влагалища человека, были загружены из проекта Human Microbiome Project (HMP) и взяты в качестве эталонов.Прочтения секвенирования были сопоставлены с этими эталонами, а количество штаммов в каждом образце было нормализовано до 100 000 прочтений.

Мы также сравнили данные WGS с известными вирусными геномами, чтобы обнаружить возможные изменения в вироме мекония. Хотя более высокое богатство (количество наблюдаемых вирусных видов) эукариотических вирусов в меконии GDM+ не было значительным (рисунок 6C), как вирусная однородность (индекс Пиелоу в каждом образце), так и индексы альфа-разнообразия были значительно ниже, чем у GDM- ( р<0.05, критерий Манна-Уитни) (рисунок 6D и дополнительный онлайн-рисунок S14A–D). Напротив, не было очевидных межгрупповых различий в альфа-разнообразии бактериофагов (дополнительный онлайн-рисунок S14E-H). Дальнейшее исследование оценило относительное количество узнаваемых вирусных таксонов и выявило четыре типа вирусов, которые различались в зависимости от состояния здоровья беременных женщин, включая герпесвирус, поксвирус, мастаденовирус и папилломавирус. Среди них герпесвирус и поксвирус были более распространены в группе GDM+ (рисунок 6E,F), а мастаденовирус и папилломавирус с высокой численностью также были более распространены в образцах этой группы (рисунок 6G,H).Эти данные свидетельствуют о том, что беременные женщины, страдающие ГСД, увеличивают распространенность вирусов в кишечной микробиоте новорожденных и могут привести к возникновению популяции, очень уязвимой для воздействия этих вирусов.

Наконец, чтобы исследовать внутривидовое разнообразие некоторых неонатальных кишечных бактерий, мы сопоставили данные WGS-секвенирования образцов мекония с доступными в настоящее время эталонными геномами Escherichia и Lactobacillus , которые включают геномы 35 Escherichia и 69 Lactobacillus из ротовой полости человека, кишечника и влагалища, извлеченных из HMP (рис. 6I,J).Учитывались только уникально картированные чтения этих геномов. Большое количество прочтений может быть отнесено к геномам эталонных штаммов, выделенных из полости рта и кишечника человека, помимо влагалища, что еще раз подтвердило наблюдение о том, что микробиота новорожденных происходит не только из влагалища. Кроме того, мы заметили, что как Escherichia , так и Lactobacillus показали различия в уровне штамма между новорожденными, рожденными матерями с ГСД и без него. Примечательно, что штаммов Lactobacillus iners были значительно более распространены в GDM+ (p<0.05, критерий Манна-Уитни с коррекцией FDR) (рис. 6J). Эти результаты показали, что Lactobacillus spp и их подвидов у новорожденных могут зависеть от статуса ГСД их матерей.

Обсуждение

Большинство неонатальных образцов в нашем исследовании было собрано в течение нескольких секунд после кесарева сечения, что позволило нам исключить возможность микробного воздействия и колонизации in vitro . Присутствие микробов в этих образцах свидетельствует об установлении микробиоты плода, в отличие от обнаружения микробов в меконии, который сомнительно является результатом постнатального приобретения.11 Секвенирование гена 16S рРНК выявило бактериальные сигналы от каждого участка тела новорожденного, а некоторые участки тела (такие как микробиота глотки и амниотической жидкости) даже имеют относительно высокое видовое богатство. В сочетании с заметными различиями в таксономическом составе и структуре сообщества между микробиотой новорожденного и матери эти результаты показывают, что микробные нуклеиновые кислоты, обнаруженные в амниотической жидкости и неонатальных образцах, не все являются контаминантами от матери, как предполагалось ранее.32 Кроме того, как показано в анализе РПЖ и несходства Брея-Кертиса, очень ясно, что неонатальные образцы были сгруппированы в соответствии с типами образцов. Не было бы наблюдаемой кластеризации между различными типами образцов, если бы их микробы происходили от потенциальной материнской контаминации или контаминации реагентами. Более того, живые бактерии были успешно культивированы из амниотической жидкости беременных женщин с ГСД+ и  ГСД- (данные не показаны). Несмотря на то, что в одном обзоре в качестве примера использовались стерильные мыши, чтобы отвергнуть гипотезу микробной колонизации внутриутробно, мы предполагаем, что причиной могут быть различия в плацентарных клеточных структурах и продолжительности беременности между мышами и людьми.Два слоя синцитиотрофобластов и один полный слой цитотрофобластов в плаценте мыши обеспечивают прочный барьер для предотвращения вертикальной передачи микробов от матери к потомству, 33 а короткая продолжительность беременности (19–21 день) также снижает вероятность проникновения бактерий в матку мыши. Напротив, у людей в плаценте имеется только один слой синцитиотрофобластов, и чем дольше беременность дает бактериям больше шансов проникнуть в матку. Таксономическое профилирование как 16S рРНК, так и метагеномного секвенирования показало, что Enterobacteriaceae и Escherichia являются наиболее распространенными таксонами в образцах мекония.Это согласуется с предыдущими исследованиями микробиоты плаценты34 или мекония.15 Эти результаты позволяют предположить, что Escherichia преобладает внутриутробно и в раннем возрасте.

В сочетании с результатами предыдущих исследований10, 35 мы считаем, что ГСД может влиять на микробиоту как беременных женщин, так и новорожденных в различных участках тела во время беременности. Хотя ОГТТ считается золотым стандартом диагностики ГСД, мониторинг требует анализа крови и проводится только между 24 и 28 неделями беременности.6 Существует сильная корреляция между несколькими дискриминационными бактериями и значениями OGTT. Например, в материнской микробиоте пероральные отношения Neisseria / Leptotrichia положительно коррелировали со значениями глюкозы в крови, особенно с концентрациями глюкозы в крови натощак, которые отражают суточную секреторную способность базального инсулина. Низкие соотношения кишечных Faecalibacterium / Fusobacterium соответствовали высоким значениям уровня глюкозы в крови, где корреляция была высоко значимой между бактериальными соотношениями и 2-часовыми уровнями глюкозы в крови, отражая способность к регуляции и восстановлению после приема сахара.Кроме того, высокие вагинальные соотношения Prevotella / Aerococcus также коррелировали с высокими значениями глюкозы в крови, особенно с 1  и 2-часовыми значениями OGTT. Хотя материнские образцы, собранные до ПГТТ, необходимы, это может обеспечить многообещающий подход к разработке биомаркеров ГСД, особенно для оральных микробов, которые очень удобны для отбора проб и имеют самые большие микробные вариации, связанные с ГСД.

Как в материнской, так и в неонатальной микробиоте микробные вариации имеют тенденцию к конвергенции на участках тела при GDM+, которые демонстрируют более сходную структуру сообщества, чем при GDM-.Микробы, различающиеся по той же тенденции между материнской и неонатальной микробиотой, также наблюдались в нашем исследовании, что свидетельствует о межпоколенческой согласованности микробных вариаций, связанных с ГСД. Эти результаты свидетельствуют о том, что ГСД может оказывать одинаковое влияние на микробиоту в разных поколениях и на разных участках тела. Такие микробные сдвиги, вероятно, увеличивают риск гестационных осложнений или нежелательных исходов. Более низкая равномерность, но большее истощение КО, а также более высокая численность или распространенность некоторых эукариотических вирусов могут привести к снижению метаболических способностей и большему воздействию вирусов на новорожденных с ГСД, чем без него.Кроме того, считается, что L. iners в большей степени способствует возникновению аномальной микробиоты, что может привести к неблагоприятным последствиям для здоровья. аминокислоты de novo .38 Относительно высокое соотношение этого штамма может снижать эффективность микробного метаболизма аминокислот в пищеварительном тракте новорожденного.

Здесь мы описываем влияние состояния здоровья матери на микробную вертикальную передачу и колонизацию в раннем возрасте.Связи между микробным дисбактериозом в раннем возрасте и большим количеством заболеваний могут свидетельствовать о долгосрочном воздействии исходной микробиоты на здоровье человека. неонатальный микробиом. Эти наблюдения будут способствовать лучшему пониманию происхождения микробиоты человека и вертикальной передачи микробов от матерей к детям. Это исследование проливает свет на другую форму наследования и подчеркивает важность понимания формирования микробиома в раннем возрасте, что предлагает многообещающий подход к модулированию начальной микробной колонизации и взаимодействия с помощью материнского вмешательства для снижения риска неблагоприятных последствий для здоровья.

Лечение антибиотиками младенцев | Мировое питание

  • Иван Ванденплас Замок здоровья KidZ, UZ Brussel, VUB

Ключевые слова: антибиотик, микробиом, избыточный вес, сахарный диабет, микробиота, пробиотик, иммунная система, аллергия, антибиотикоассоциированная диарея

Аннотация

Микробиом желудочно-кишечного тракта имеет решающее значение для развития сбалансированной иммунной системы.Антибиотики часто назначают младенцам и вызывают дисбактериоз кишечника. Дисбиоз, также называемый дисбактериозом, представляет собой термин, обозначающий микробный дисбаланс или дезадаптацию в организме или внутри него, например, нарушение микробиоты желудочно-кишечного тракта. Необходимость назначения антибиотиков должна быть тщательно продумана из-за краткосрочных побочных эффектов, таких как антибиотикоассоциированная диарея. В этом описательном обзоре освещаются долгосрочные последствия назначения антибиотиков для здоровья младенцев и детей младшего возраста, включая избыточный вес, воспалительный синдром кишечника и аллергические заболевания.

Вывод. Следует тщательно взвесить все за и против назначения антибиотиков младенцам и детям младшего возраста.

Раздел

Обзоры литературы

Copyright (c) 2018 Иван Ванденплас

Авторы сохраняют за собой все авторские права.Отправляя заявку в World Nutrition, они подтверждают, что все материалы принадлежат им, за исключением цитат, как указано, и что они получили разрешение на любые фотографии, таблицы или графики, взятые из других публикаций или веб-сайтов.

Микробиом | Источник питания

Перейти к:
Что такое микробиом?
Как микробиота приносит пользу организму
Роль пробиотиков
Может ли диета влиять на микробиоту?
Будущие направления исследований

Что такое микробиом?

Представьте шумный город будним утром, тротуары заполнены людьми, спешащими на работу или на встречу.Теперь представьте это на микроскопическом уровне, и вы получите представление о том, как выглядит микробиом внутри нашего тела, состоящий из триллионов микроорганизмов (также называемых микробиотой или микробами) тысяч различных видов. [1] К ним относятся не только бактерии, но и грибы, паразиты и вирусы. У здорового человека эти «жуки» мирно сосуществуют, причем наибольшее их количество обнаруживается в тонком и толстом кишечнике, а также во всем организме. Микробиом даже называют вспомогательным органом, потому что он играет так много ключевых ролей в обеспечении бесперебойной повседневной работы человеческого тела.

Каждый человек имеет совершенно уникальную сеть микробиоты, которая изначально определяется его ДНК. Человек впервые подвергается воздействию микроорганизмов в младенчестве, во время родов через родовые пути и через грудное молоко матери. [1] То, каким именно микроорганизмам подвержен младенец, зависит исключительно от видов, обнаруженных у матери. Позже воздействие окружающей среды и диета могут изменить микробиом человека, чтобы он был либо полезен для здоровья, либо подвергал человека большему риску заболевания.

Микробиом состоит из микробов, которые одновременно полезны и потенциально опасны. Большинство из них являются симбиотическими (от которых выигрывают как человеческое тело, так и микробиота), а некоторые, в меньшем количестве, являются патогенными (способствующими заболеванию). В здоровом организме патогенная и симбиотическая микробиота сосуществуют без проблем. Но если есть нарушение этого баланса — вызванное инфекционными заболеваниями, определенными диетами или длительным приемом антибиотиков или других лекарств, уничтожающих бактерии, — возникает дисбактериоз, останавливающий эти нормальные взаимодействия.В результате организм может стать более восприимчивым к болезням.

Как микробиота приносит пользу организму

Микробиота стимулирует иммунную систему, расщепляет потенциально токсичные пищевые соединения и синтезирует определенные витамины и аминокислоты, [2] включая витамины группы В и витамин К. Например, ключевые ферменты, необходимые для образования витамина В12, содержатся только в бактериях, не в растениях и животных. [3]

Сахара, такие как столовый сахар и лактоза (молочный сахар), быстро всасываются в верхней части тонкой кишки, но более сложные углеводы, такие как крахмалы и клетчатка, перевариваются не так легко и могут перемещаться ниже в толстую кишку.Там микробиота помогает расщеплять эти соединения своими пищеварительными ферментами. Ферментация неперевариваемых волокон вызывает выработку короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), которые могут использоваться организмом в качестве источника питательных веществ, но также играют важную роль в функционировании мышц и, возможно, в профилактике хронических заболеваний, включая некоторые виды рака и расстройства кишечника. . Клинические исследования показали, что SCFAs могут быть полезны при лечении язвенного колита, болезни Крона и диареи, связанной с приемом антибиотиков.[2]

Микробиота здорового человека также обеспечивает защиту от патогенных организмов, которые попадают в организм, например, через питье или употребление в пищу загрязненной воды или пищи.

Большие семейства бактерий, обнаруженные в кишечнике человека, включают Prevotella , Ruminococcus , Bacteroides и Firmicutes . [4] В толстой кишке, в среде с низким содержанием кислорода, вы найдете анаэробные бактерии Peptostreptococcus, Bifidobacterium , Lactobacillus и Clostridium .[4] Считается, что эти микробы предотвращают чрезмерный рост вредных бактерий, конкурируя за питательные вещества и места прикрепления к слизистым оболочкам кишечника, что является основным местом иммунной активности и выработки противомикробных белков. [5,6]

Роль пробиотиков

Если микробиота так важна для нашего здоровья, как мы можем гарантировать, что у нас есть достаточно или нужные типы? Возможно, вы знакомы с пробиотиками или, возможно, уже используете их. Это либо продукты, которые естественным образом содержат микробиоту, либо таблетки-добавки, содержащие живые активные бактерии, рекламируемые для улучшения пищеварения.Продажи пробиотических добавок превысили 35 миллиардов долларов в 2015 году с прогнозируемым увеличением до 65 миллиардов долларов к 2024 году. Верите ли вы заявлениям о пользе для здоровья или думаете, что это очередная афера со змеиным маслом, они составляют многомиллиардную индустрию, которая развивается в тандеме с быстро развивающиеся исследования.

Доктор Аллан Уокер, профессор диетологии Гарвардской школы общественного здравоохранения им.«Пробиотики могут быть наиболее эффективными на обоих концах возрастного спектра, потому что именно тогда ваши микробы не так сильны, как обычно», — объясняет Уокер. «Вы можете более эффективно влиять на этот огромный процесс бактериальной колонизации с помощью пробиотиков в эти периоды». Он также отмечает ситуации стресса для организма, когда пробиотики могут быть полезны, например, для уменьшения тяжести диареи после контакта с патогенами или восполнения нормальных бактерий в кишечнике после приема антибиотиков.Тем не менее Уокер подчеркивает, что «все это обстоятельства, при которых происходит нарушение баланса в кишечнике. Если вы имеете дело со здоровым взрослым или ребенком старшего возраста, который не принимает антибиотики, я не думаю, что введение пробиотиков будет настолько эффективным для общего улучшения их здоровья».

Поскольку пробиотики относятся к категории пищевых добавок, а не пищевых продуктов, они не регулируются Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в США.S. Фармакопейная конвенция), которая обеспечивает стандарты качества и чистоты, пробиотическая таблетка может не содержать количества, указанного на этикетке, или даже гарантировать, что бактерии живы и активны во время использования.

Может ли диета влиять на микробиоту?

В дополнение к семейным генам, окружающей среде и использованию лекарств, диета играет большую роль в определении того, какие виды микробиоты живут в толстой кишке. [2] Все эти факторы создают уникальный микробиом от человека к человеку.В частности, диета с высоким содержанием клетчатки влияет на тип и количество микробиоты в кишечнике. Пищевые волокна могут расщепляться и ферментироваться только ферментами микробиоты, живущей в толстой кишке. Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) высвобождаются в результате ферментации. Это снижает рН толстой кишки, что, в свою очередь, определяет тип присутствующей микробиоты, которая выживет в этой кислой среде. Более низкий уровень pH ограничивает рост некоторых вредных бактерий, таких как Clostridium difficile . Растущие исследования SCFAs изучают их широкий спектр воздействия на здоровье, включая стимуляцию активности иммунных клеток и поддержание нормального уровня глюкозы и холестерина в крови.

Продукты, которые поддерживают повышенный уровень SCFA, включают неперевариваемые углеводы и волокна, такие как инулин, устойчивые крахмалы, камеди, пектины и фруктоолигосахариды. Эти волокна иногда называют пребиотиками, потому что они питают нашу полезную микробиоту. Несмотря на то, что существуют добавки, содержащие пребиотические волокна, существует множество полезных для здоровья продуктов, естественно содержащих пребиотики. Наибольшее количество содержится в сырых версиях следующих продуктов: чеснок, лук, лук-порей, спаржа, топинамбур, зелень одуванчика, бананы и морские водоросли.В целом, фрукты, овощи, бобовые и цельные зерна, такие как пшеница, овес и ячмень, являются хорошими источниками пребиотических волокон.

Имейте в виду, что высокое потребление продуктов с пребиотиками, особенно если они введены внезапно, может увеличить газообразование (метеоризм) и вздутие живота. Людям с желудочно-кишечной чувствительностью, такой как синдром раздраженного кишечника, следует вводить эти продукты в небольших количествах, чтобы сначала оценить переносимость. При дальнейшем использовании переносимость может улучшиться с меньшим количеством побочных эффектов.

Если у человека нет пищевой непереносимости, важно постепенно переходить на диету с высоким содержанием клетчатки, поскольку диета с низким содержанием клетчатки может не только уменьшить количество полезной микробиоты, но и увеличить рост патогенных бактерий, которые процветают в менее кислой среде. .

Пробиотические продукты содержат полезную живую микробиоту, которая может еще больше изменить микробиом человека. К ним относятся ферментированные продукты, такие как кефир, йогурт с живыми активными культурами, маринованные овощи, темпе, чайный гриб, кимчи, мисо и квашеная капуста.

Будущие направления исследований

Микробиом представляет собой живую динамичную среду, в которой относительное обилие видов может колебаться ежедневно, еженедельно и ежемесячно в зависимости от диеты, лекарств, физических упражнений и множества других воздействий окружающей среды.Однако ученые все еще находятся на ранних стадиях понимания широкой роли микробиома в здоровье и масштабов проблем, которые могут возникнуть из-за нарушения нормального взаимодействия между микробиомом и его хозяином. [7]

Некоторые текущие темы исследований:

  • Влияние микробиома и его метаболитов (веществ, образующихся в результате метаболизма) на здоровье и болезни человека.
  • Какие факторы влияют на структуру и баланс микробиома.
  • Разработка пробиотиков в качестве функциональной пищи и решение вопросов регулирования.

Особые интересы:

  • Факторы, влияющие на микробиом беременных женщин, младенцев и детей.
  • Манипулирование микробами, чтобы противостоять болезням и лучше реагировать на лечение.
  • Различия в микробиоме между здоровыми людьми и людьми с хроническими заболеваниями, такими как диабет, желудочно-кишечные заболевания, ожирение, рак и сердечно-сосудистые заболевания.
  • Разработка диагностических биомаркеров из микробиома для выявления заболеваний до их развития.
  • Изменение микробиома путем трансплантации микробов между людьми (например, фекальная трансплантация).

Родственные Ссылки
  1. Ursell, L.K., et al. Определение микробиома человека. Nutr Rev. 2012 авг.; 70 (Приложение 1): S38–S44.
  2. den Besten, Gijs., et al. Роль короткоцепочечных жирных кислот во взаимодействии между диетой, кишечной микробиотой и энергетическим метаболизмом хозяина 90–135.J липидный рез. 2013 сен; 54(9): 2325–2340.
  3. Моровиц, М.Дж., Карлайл, Э., Алверди, Дж.К. Вклад кишечных бактерий в питание и обмен веществ у критически больных. Surg Clin North Am. 2011 авг.; 91(4): 771–785.
  4. Арумугам М. и др. Энтеротипы микробиома кишечника человека. Природа. 2011 12 мая;473(7346):174-80.
  5. Кэнни, Г.О., Маккормик, Б.А. Бактерии в кишечнике, полезные жители или враги изнутри. Заражение и иммунитет., август 2008 г., том. 76 нет. 8, 3360-3373.
  6. Джандхьяла, С.М. Роль нормальной микробиоты кишечника. World J Гастроэнтерол. 2015 7 августа; 21 (29): 8787–8803.
  7. Проктор, Л. М. Проект микробиома человека в 2011 году и позже. Хозяин клетки и микроб. Том 10, выпуск 4, 20 октября 2011 г., стр. 287–91.

Условия использования

Содержание этого веб-сайта предназначено для образовательных целей и не предназначено для предоставления личных медицинских консультаций.Вам следует обратиться за советом к своему врачу или другому квалифицированному поставщику медицинских услуг по любым вопросам, которые могут у вас возникнуть относительно состояния здоровья. Никогда не пренебрегайте профессиональным медицинским советом и не откладывайте его поиск из-за чего-то, что вы прочитали на этом сайте. Источник питания не рекомендует и не поддерживает какие-либо продукты.

Дисбактериоз носоглотки предшествует развитию инфекций нижних дыхательных путей у детей раннего возраста, долгосрочное когортное исследование младенцев

Резюме

История вопроса тяжесть заболевания.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 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 свидетельствуют о том, 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 факторов, непосредственно ведущих 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 кратковременно 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 младенцев до развития ИННД. 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 в каждом исследовании 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 ступенчатую картину созревания по мере взросления младенцев, обобщенную на Рисунке 1a , показывающую относительную численность различных родов в каждой усредненной по возрасту страте. Как можно видеть, наблюдается явный сдвиг в численности 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 ) коррелировала с возрастом младенцев на момент отбора проб, а образцы стратифицированы 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 НП 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 микробиома здоровых младенцев, 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 сопоставив 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 между образцами младенцев с ИНДП снова выявил группу образцов, взятых в очень ранние моменты времени, в которых доминировал Staphylococcus , с образцами, взятыми в более ранние сроки, демонстрирующими 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 масштабирования (NMDS) всех образцов носоглотки (NP) детей (n = 40).

Мы применили 3-мерную ординацию NMDS к матрице различий Брея-Кертиса между мазками NP всех младенцев и спроецировали векторы в это пространство ординации, представляющие наиболее подходящие корреляции для возраста на момент отбора 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 их принадлежностью к кластеру первичного 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 доминирует Staphylococcus , тогда как образцы на более старшем конце, как правило, больше принадлежат к Haemophilus и Moraxella . -доминируемые профили (А).Профиль с преобладанием Dolosigranulum связан со здоровым концом вектора для статуса LRTI, в то время как профиль с преобладанием Anaerbacillus 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 младенцев, у которых позже 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 большей 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 (90–131, таблица 3, 90–132).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 основных профилей были названы в честь доминирующего рода в каждом кластере (род с самой высокой относительной численностью). Это дало следующие кластеры: Staphylococcus доминантный, Streptococcus доминантный, Moraxella доминантный, Dolosigranulum доминантный, Haemophilus доминантный, и Anaerobacillus доминантный профиль, что соответствует шести из шести доминантных профилей. , 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 ИНДП шестью основными профилями (, рис. 3A, ) и 13 подпрофилями (, рис. 3B, ).

Рисунок 3:

Таксономические профили всех выборок новорожденных NP (n=40), сгруппированных по попарному несходству Брея-Кертиса. Кластеры были определены путем выполнения иерархической кластеризации на матрице бета-разнообразия, а затем 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 показывают возраст младенцев на момент взятия каждого образца и их статус LRTI — «здоровый» указывает на младенца, у которого не развились симптомы LRTI во время нашего наблюдения.

Точные тесты Фишера показали, что доминантный 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, полученными от детей младшего возраста, по сравнению со всеми другими профилями, а доминирующий профиль Anaerobacillus был связан с более молодыми образцами по сравнению с Haemophilus. Профили и Streptococcus ( Таблица 5 ).

Таблица 5.

Связь между профилями микробиома НП со статусом ИДНД и возрастом

Мы визуализировали связь между статусом ИДНД и таксономическими профилями НП с использованием ординации NMDS (, рис. 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 профиль Anaerobacillus .

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 в возрасте 7 дней позволяет 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 возникновению 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, вызываемым 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 первые месяцы 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 пошаговыми сдвигами от флоры, в которой доминируют 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, у младенцев, у которых развилась инфекция нижних дыхательных путей, общие закономерности наследования такие же, как и у здоровых младенцев; 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 высокая относительная численность 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 причинной 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 дисбиоз 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 это вирусные, бактериальные или смешанные возбудители. 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

Дисбиоз микробиома NP у младенцев предшествует ИНДП, что предполагает, как минимум, сигнал о более высоком риске развития 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 подробно описано Gill et al. (Gill et al., 2016), вкратце: все младенцы, включенные в программу SAMIPS, были в возрасте менее десяти дней, родились в срок, в результате обычных вагинальных родов и после рождения считались здоровыми. 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′). Каждая реакция ПЦР содержала матрицу ДНК (~12 нг), 5 нг. , 5 мкл обратного праймера (1 мкМ), 12,5 мкл готовой смеси 2 X Kapa HiFi Hotstart (KAPA Biosystems Woburn, MA) и воды класса ПЦР до конечного объема 25 мкл.ПЦР-амплификацию проводили следующим образом: нагретая крышка 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 гранул Ampure XP и количественно определяли 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), которое показало, 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) каждого значения. 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 частоты 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 как ковариаты 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 LRTI младенцы имеют каждый род в их 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 вычислили 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 дополнительной 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 разной 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

Наличие 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 с ИДПН (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 ординационном пространстве неметрического многомерного масштабирования (NMDS). 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 возрастного вектора в основном принадлежат к профилю , в котором доминирует Staphylococcus , тогда как образцы на более старшем конце, как правило, больше принадлежат к Haemophilus и Moraxella . — доминируемые профили. Профиль с доминированием Dolosigranulum связан со здоровым концом вектора для статуса LRTI, в то время как профиль с доминированием Anaerbacillus 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 * . Моменты времени, когда у младенцев проявлялись легкие симптомы, которые не были квалифицированы как ИНДП, отмечены цифрой + .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.