Влияние способа родоразрешения и типа вскармливания на микробиом кишечника детей в постнатальном периоде

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Рост частоты кесарева сечения и искусственного вскармливания формирует предрасположенность к аллергическим заболеваниям, ожирению и сахарному диабету. Один из патогенетических механизмов этих процессов включает в себя изменения микробиома кишечника детей.

Цель — изучить влияние способа родоразрешения и типа вскармливания на состав микробиома кишечника детей.

Материалы и методы. В исследование включены 103 ребенка в возрасте 4–6 нед. жизни (1-я группа — 39 детей на грудном вскармливании, рожденных через естественные родовые пути; 2-я группа — 10 детей на искусственном вскармливании, рожденных через естественные родовые пути; 3-я группа — 31 ребенок на грудном вскармливании, рожденный путем кесарева сечения; 4-я группа — 23 младенца на искусственном вскармливании, рожденных путем кесарева сечения). Каждому ребенку производили забор кала для секвенирования генов 16S рибосомной РНК.

Результаты. Выявлены статистически значимые отличия по относительному содержанию бактерий рода Akkermansia [34,07 (29,29–38,85) % в 4-й группе и 0,01 (0,01–0,02) % в 1-й группе; р = 0,011], рода Bifidobacterium [30,68 (21,65–39,41) % в 1-й группе и 17,08 (9,86–21,68) % в 4-й группе (р = 0,002); 31,46 (24,30–52,97) % в 3-й группе и 17,08 (9,86–21,68) % в 4-й группе (p = 0,001)], а также рода Enterococcus [4,69 (1,01–8,59) % в 3-й группе и 0,58 (0,12–1,87) % в 1-й группе (р = 0,003); 4,29 (2,07–6,96) % в 4-й группе и 0,58 (0,12–1,87) % в 1-й группе (р = 0,001)]. Коэффициент корреляционной адаптометрии был максимальным для в группах, находящихся на грудном вскармливании. Анализ заболеваемости детей на первом году жизни выявил статистически значимые отличия по частоте встречаемости острой респираторной вирусной инфекции между детьми 1-й и 4-й групп (17,9 и 78,3 % соответственно; р = 0,0064) и 3-й и 4-й групп (32,2 и 78,3 % соответственно; р = 0,018).

Заключение. Относительное содержание бактерий рода Bifidobacterium зависит от типа вскармливания в большей степени, чем от способа родоразрешения. Способ родоразрешения при этом влияет на частоту выявления условно-патогенных бактерий рода Enterococcus. Корреляционный анализ продемонстрировал роль грудного вскармливания как одного из механизмов «обучения» и созревания иммунной системы ребенка.

Об авторах

Виктория Владиславовна Баринова

Клиника профессора Буштыревой

Автор, ответственный за переписку.
Email: victoria-barinova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8584-7096
SPIN-код: 5068-0680

канд. мед. наук

Россия, Ростов-на-Дону

Дмитрий Олегович Иванов

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: doivanov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0060-4168
SPIN-код: 4437-9626

д-р мед. наук, профессор

Россия, Санкт-Петербург

Ирина Олеговна Буштырева

Клиника профессора Буштыревой

Email: kio4@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9296-2271
SPIN-код: 5009-1565

д-р мед. наук, профессор

Россия, Ростов-на-Дону

Василиса Валерьевна Дудурич

Медико-генетический центр CERBALAB

Email: vasilisadudurich@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6271-5218
Россия, Санкт-Петербург

Дмитрий Евгеньевич Полев

Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера

Email: brantoza@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9679-2791

канд. биол. наук

Россия, Санкт-Петербург

Екатерина Эдуардовна Артоуз

Ростовский государственный медицинский университет

Email: artouz-ekaterina@rambler.ru
ORCID iD: 0009-0000-1516-7362
Россия, Ростов-на-Дону

Список литературы

  1. Paolella G., Vajro P. Maternal microbiota, prepregnancy weight, and mode of delivery: intergenerational transmission of risk for childhood overweight and obesity // JAMA Pediatr. 2018. Vol. 172, N 4. P. 320–322. doi: 10.1001/jamapediatrics.2017.5686
  2. Blaser M.J., Dominguez-Bello M.G. The human microbiome before birth // Cell Host Microbe. 2016. Vol. 20, N 5. P. 558–560. doi: 10.1016/j.chom.2016.10.014
  3. Blustein J., Attina T., Liu M., et al. Association of caesarean delivery with child adiposity from age 6 weeks to 15 years // Int J Obes. 2013. Vol. 37, N 7. P. 900–906. doi: 10.1038/ijo.2013.49
  4. Akagawa S., Tsuji S., Onuma C., et al. Effect of delivery mode and nutrition on gut microbiota in neonates // Ann Nutr Metab. 2019. Vol. 74, N 2. P. 132–139. doi: 10.1159/000496427
  5. Davis E.C., Dinsmoor A.M., Wang M., et al. Microbiome composition in pediatric populations from birth to adolescence: impact of diet and prebiotic and probiotic interventions // Dig Dis Sci. 2020. Vol. 65, N 3. P. 706–722. doi: 10.1007/s10620-020-06092-x
  6. Carpay N.C., Kamphorst K., de Meij T.G.J., et al. Microbial effects of prebiotics, probiotics and synbiotics after caesarean section or exposure to antibiotics in the first week of life: a systematic review // PLoS ONE. 2022. Vol. 17, N 11. doi: 10.1371/journal.pone.0277405
  7. Salas Garcia M.C., Yee A.L., Gilbert J.A., et al. Dysbiosis in children born by caesarean section // Ann Nutr Metab. 2018. Vol. 73, Suppl. S3. P. 24–32. doi: 10.1159/000492168
  8. Chen X., Shi Y. Determinants of microbial colonization in the premature gut // Mol Med. 2023. Vol. 29. P. 90. doi: 10.1186/s10020-023-00689-4
  9. Phillips-Farfán B., Gómez-Chávez F., Medina-Torres E.A., et al. Microbiota signals during the neonatal period forge life-long immune responses // Int. J. Mol Sci. 2021. Vol. 22, N 15. P. 8162. doi: 10.3390/ijms22158162
  10. Francavilla R., Cristofori F., Tripaldi M.E., et al. Intervention for dysbiosis in children born by C-Section // Ann Nutr Metab. 2018. Vol. 73, Suppl. S3. P. 33–39. doi: 10.1159/000490847
  11. Galazzo G., van Best V.O.L., Bervoets L., et al. Development of the microbiota and associations with birth mode, diet, and atopic disorders in a longitudinal analysis of stool samples, collected from infancy through early childhood // Gastroenterology. 2020. Vol. 158, N 6. P. 1584–1596. doi: 10.1053/j.gastro.2020.01.024
  12. Sassin A.M., Johnson G.J., Goulding A.N., et al. Crucial nuances in understanding (mis)associations between the neonatal microbiome and cesarean delivery // Trends Mol. Med. 2022. Vol. 28, N 10. P. 806–822. doi: 10.1016/j.molmed.2022.07.005
  13. Donovan S.M., Comstock S.S. Human milk oligosaccharides influence neonatal mucosal and systemic immunity. // Ann Nutr Metab. 2016. Vol. 69, Suppl. 2. P. 42–51. doi: 10.1159/000452818
  14. Moossavi S., Sepehri S., Robertson B. Composition and variation of the human milk microbiota are influenced by maternal and early life factors // Cell Host Microbe. 2019. Vol. 25, N 2. P. 324–335. doi: 10.1016/j.chom.2019.01.011
  15. Williams J.E., Carrothers J.M., Lackey K.A., et al. Strong multivariate relations exist among milk, oral, and fecal microbiomes in mother-infant dyads during the first six months postpartum // J Nutr. 2019. Vol. 149, N 6. P. 902–914. doi: 10.1093/jn/nxy299
  16. Hunt K.M., Foster J.A., Forney L.J. Characterization of the diversity and temporal stability of bacterial communities in human milk // PLoS One. 2011. Vol. 6, N 6. P. e21313. doi: 10.1371/journal.pone.0021313
  17. Davis E.C., Wang M., Donovan S.M. The role of early life nutrition in the establishment of gastrointestinal microbial composition and function // Gut Microbes. 2017. Vol. 8, N 2. P. 143–171. doi: 10.1080/19490976.2016.1278104
  18. Ho N.T., Li F., Lee-Sarwar K.A., et al. Meta-analysis of effects of exclusive breastfeeding on infant gut microbiota across populations // Nat Commun. 2018. Vol. 9, N 1. P. 4169. doi: 10.1038/s41467-018-06473-x
  19. Yang R., Gao R., Cui S., et al. Dynamic signatures of gut microbiota and influences of delivery and feeding modes during the first 6 months of life // Physiol Genomics. 2019. Vol. 51, N 8. P. 368–378. doi: 10.1152/physiolgenomics.00026.2019
  20. Kapourchali F.R., Cresci G.A.M. Early-life gut microbiome-the importance of maternal and infant factors in its establishment // Nutr Clin Pract. 2020. Vol. 35, N 3. P. 386–405. doi: 10.1002/ncp.10490
  21. Isacco C.G., Ballini A., Vito D.D., et al. Probiotics in health and immunity: a first step toward understanding the importance of microbiota system in translational medicine. London: IntechOpen, 2019. doi: 10.5772/intechopen.88601
  22. Callahan B.J., McMurdie P.J., Rosen M.J., et al. DADA2: high-resolution sample inference from Illumina amplicon data // Nat Methods. 2016. Vol. 13, N 7. P. 581–583. doi: 10.1038/nmeth.3869
  23. Qiong W., Garrity M.G., Tiedje M.J., et al. Naïve bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy // Appl Environ Microbiol. 2007. Vol. 73, N 16. Р. 5261–5267. doi: 10.1128/AEM.00062-07
  24. Quast C., Pruesse E., Yilmaz P., et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: Improved data processing and web-based tools // Nucleic Acids Res. 2013. Vol. 41, P. D590–D596. doi: 10.1093/nar/gks1219
  25. Zimmermann P., Curtis N. Factors influencing the intestinal microbiome during the first year of life // Pediatr Infect Dis J. 2018. Vol. 12, N 3. P. e315–e335. doi: 10.1097/INF.0000000000002103
  26. Hong P.-Y., Lee B.W., Aw M., et al. Comparative analysis of fecal microbiota in infants with and without eczema // PLoS One. 2010. Vol. 5, N 4. P. e9964. doi: 10.1371/journal.pone.0009964
  27. Chen Y., Yang F., Lu H., et al. Characterization of fecal microbial communities in patients with liver cirrhosis // Hepatology. 2011. Vol. 54, N 2. P. 562–572. doi: 10.1002/hep.24423
  28. Million M., Maraninchi M., Henry M., et al. Obesity associated gut microbiota is enriched in Lactobacillus reuteri and depleted in Bifidobacterium animalis and Methanobrevibacter smithii // Int J Obes (Lond). 2012. Vol. 36, N 6. P. 817–825. doi: 10.1038/ijo.2011.153
  29. Sher J.U., Sczesnak A., Longman R.S., et al. Expansion of intestinal Prevotella copri correlates with enhanced susceptibility to arthritis // Elife. 2013. Vol. 2. P. e01202. doi: 10.7554/eLife.01202
  30. Murri M., Leiva I., Gomez-Zumaquero J.M., et al. Gut microbiota in children with type 1 diabetes differs from that in health children: a casecontrol study // BMC Med. 2013. Vol. 11. P. 46. doi: 10.1186/1741-7015-11-46
  31. Wilson E., Butcher E.C. CCL28 controls immunoglobulin (Ig) a plasma cell accumulation in the lactating mammary gland and IgA antibody transfer to the neonate // J Exp Med. 2004. Vol. 200, N 6. P. 805–809. doi: 10.1084/jem.20041069
  32. Usami K., Niimi K., Matsuo A., et al. The gut microbiota induces Peyer’s-patch-dependent secretion of maternal IgA into milk // Cell Rep. 2021. Vol. 36, N 10. P. 109655. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109655
  33. Ding M.F., Yang B., Ross R.P., et al. Crosstalk between sIgA-Coated bacteria in infant gut and early-life health // Trends Microbiol. 2021. Vol. 29, N 8. P. 725–735. doi: 10.1016/j.tim.2021.01.012
  34. Pammi M., Cope J., Tarr P.I., et al. Intestinal dysbiosis in preterm infants preceding necrotizing enterocolitis: a systematic review and meta-analysis // Microbiome. 2017. Vol. 5, N 1. P. 31. doi: 10.1186/s40168-017-0248-8
  35. Dunne-Castagna V.P., Taft D.H. Mother’s touch: milk iga and protection from necrotizing enterocolitis // Cell Host Microbe. 2019. Vol. 26, N 2. P. 147–148. doi: 10.1016/j.chom.2019.07.013
  36. Donaldson G.P., Ladinsky M.S., Yu K.B., et al. Gut microbiota utilize immunoglobulin a for mucosal colonization // Science. 2018. Vol. 360, N 6390. P. 795–800. doi: 10.1126/science.aaq0926
  37. Peterson D.A., McNulty N.P., Guruge J.L., et al. IgA response to symbiotic bacteria as a mediator of gut homeostasis // Cell Host Microbe. 2007. Vol. 2, N 5. P. 328–339. doi: 10.1016/j.chom.2007.09.013.140
  38. Zimmermann J., Macpherson A.J. Breast milk modulates transgenerational immune inheritance // Cell. 2020. Vol. 181, N 6. P. 1202–1204. doi: 10.1016/j.cell.2020.05.030
  39. Пустотина О.А., Селиверстов А.А. Влияние микробиома грудного молока на здоровье матери и новорожденного // Медицинский совет. 2019. № 13. С. 36–40. EDN: RPGRGT doi: 10.21518/2079-701X-2019-13-36-40
  40. Смирнова Н.Н., Хавкин А.И., Куприенко Н.Б., и др. Бактерии и вирусы грудного молока // Вопросы детской диетологии. 2022. Т. 20, № 2. С. 74–82. EDN: BBIKOO doi: 10.20953/1727-5784-2022-2-74-82

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Диаграммы размаха относительной представленности бактерий родов Akkermansia (a), Bifidobacterium (b) и Enterococcus (c) в составе микробиоты кишечника детей четырех групп. Жирная линия отражает медиану показателя, нижняя и верхняя стороны прямоугольника — 25-й и 75-й процентили соответственно, «усы» — минимальное и максимальное значения, не являющиеся экстремальными. * Выбросы показателей; ° экстремумы показателей; ЕР — естественные роды; КС — кесарево сечение; ГВ — грудное вскармливание; ИВ — искусственное вскармливание

Скачать (144KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Коррелограмма связей между родами бактерий, выявленных в результате секвенирования 16S рибосомной РНК, в составе микробиома кишечника детей 1-й группы, рожденных через естественные родовые пути и находившихся на грудном вскармливании. Сплошными стрелками обозначены положительные связи, пунктирными — отрицательные

Скачать (211KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Коррелограмма связей между родами бактерий, выявленных в результате секвенирования 16S рибосомной РНК, в составе микробиома кишечника детей 2-й группы, рожденных через естественные родовые пути и находившихся на искусственном вскармливании. Сплошной стрелкой обозначена положительная связь, пунктирной — отрицательная

Скачать (182KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Коррелограмма связей между родами бактерий, выявленных в результате секвенирования 16S рибосомной РНК, в составе микробиома кишечника детей 3-й группы, рожденных путем операции кесарева сечения и находившихся на грудном вскармливании. Сплошными стрелками обозначены положительные связи, пунктирной — отрицательная

Скачать (188KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Коррелограмма связей между родами бактерий, выявленных в результате секвенирования 16S рибосомной РНК, в составе микробиома кишечника детей 4-й группы, рожденных путем операции кесарева сечения и находившихся на искусственном вскармливании. Сплошными стрелками обозначены положительные связи

Скачать (181KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).