Hydrogenogenic and methanogenic variants of small intestine bacterial overgrowth in children with gastrointestinal and allergic pathology

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

BACKGROUND: Small intestinal bacterial overgrowth (SIBO) is defined as an overgrowth of microorganisms more than 103 microbial bodies in 1 ml and non-specific symptoms (abdominal pain, flatulence, unstable stool, diarrhea or constipation).

AIM: The aim of the study is to based on the study of the prevalence and age characteristics of various variants of the course of the syndrome of excessive bacterial growth of the small intestine in children with gastroenterological and allergic pathology, to increase the quality of diagnosis and therapeutic approaches to this pathological syndrome.

MATERIALS AND METHODS: The study included 102 patients (55 female and 47 male), median age: 10.0 [7.2–12.0], with functional dyspepsia (n = 32), functional constipation (n = 20), chronic diseases of the upper digestive tract (n = 13), atopic dermatitis (n = 21) and allergic diseases of the respiratory system (n = 16). All patients underwent gastroenterological and allergological examination including hydrogen breath test on the Lactophan apparatus and hydrogen-methane test on the GastroCheck Gastrolyzer apparatus to diagnose of hydrogenogenic (H2-SIBO) and methanogenic SIBO (CH4-SIBO).

RESULTS: Inclusion of methane level in exhaled air into the diagnostic algorithm increased the frequency of SIBO diagnosis depending on pathology by 10–30%. In older age groups, there was a tendency to decrease the frequency of H2-SIBO, with a significant difference between preschool and high school age (18/75% and 12/42.9 %, p = 0.018), and a tendency to increase CH4-SIBO from 4.2 % to 17.9%. The frequency of H2-SIBO was significantly higher in children with functional versus chronic diseases of the upper digestive tract (22/71% и 4/30,8 %, p = 0,02). The highest frequency of SIBO was found in children with functional dyspepsia (89.8 %), functional constipation (87.9%) and atopic dermatitis (94.5%). CH4-SIBO was predominant in children with functional constipation (33%).

CONCLUSIONS: Parallel identification of hydrogen and methane in exhaled air increased the frequency of SIBO diagnosis in children of different age groups with gastroenterological and allergic pathology, which is relevant for further examination and therapy. CH4-SIBO flow was more typical for older children and H2-SIBO for younger age groups.

作者简介

Aleksandr Shabalov

Kirov Military Medical Academy

编辑信件的主要联系方式.
Email: Aleks-Shabalov2007@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8788-7895
SPIN 代码: 1686-0639

MD, Assistant Professor of the Department of Children's Diseases

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Elena Kornienko

Saint Petersburg State Pediatric Medical University

Email: elenkornienk@yandex.ru
SPIN 代码: 5120-9007

MD, PhD, Professor at the Professor I.M. Vorontsov Department of Children's diseases of Faculty of Retraining and Additional Professional Education

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Vadim Arsentev

Kirov Military Medical Academy

Email: rainman63@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3135-0412

MD, PhD, Dr. Sci. (Medicine), Head of the Department of Children's Diseases

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Marina Dmitrienko

Association of Medicine and Analytics

Email: m_dmitrienko@amamed.ru
ORCID iD: 0000-0003-1597-5663
SPIN 代码: 1129-1406

PhD (Engineering Sciences), chief executive officer

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Natalia Dumova

Kirov Military Medical Academy

Email: ndumov@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0423-6104
SPIN 代码: 9717-1353

MD, Assistant Professor of the Department of Children's Diseases

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Sergey Kalyadin

Kirov Military Medical Academy

Email: s.kaliadin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6142-8316
SPIN 代码: 5549-0964

MD, Assistant Professor of the Department of Children's Diseases

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

Ekaterina Petrova

Kirov Military Medical Academy

Email: ek.m.petrova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-7194-0315
SPIN 代码: 5981-6980

6th year cadet of the Faculty of the Medical Training for Land, Missile and Airborne Forces

俄罗斯联邦, Saint Petersburg

参考

  1. Ivashkin VT, Maev IV, Abdulganieva DI, et al. Federal clinical recommendations. Syndrome of excessive bacterial growth. Interregional public organization “Scientific сommunity to promote the clinical study of the human microbiome”, Russian Gastroenterological Association, Russian Society For The Prevention Of Non-Infectious Diseases. Moscow. 2023. P. 4–13. (In Russ.)
  2. Pakholchuk OP. Clinical features of food allergy in children against the background of excessive bacterial growth of the small intestine. Modern Pediatrics. 2015;(5):107. EDN: UZOTTR
  3. Avelar Rodriguez D, Ryan PMD, Toro Monjaraz EM, et al. Small intestinal bacterial overgrowth in children: a state-of-the-art review. Front Pediatr. 2019;7:363. doi: 10.3389/fped.2019.00363
  4. Belei O, Olariu L, Dobrescu A, et al. The relationship between non-alcoholic fatty liver disease and small intestinal bacterial overgrowth among overweight and obese children and adolescents. J Pediatr Endocrinol Metab. 2017;30(11):1161–1168. doi: 10.1515/jpem-2017-0252
  5. Broekaert IJ, Borrelli O, Dolinsek J, et al. An ESPGHAN position paper on the use of breath testing in paediatric gastroenterology. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2022;74(1):123–137. doi: 10.1097/MPG.0000000000003245
  6. Bures J, Cyrany J, Kohoutova D, et al. Small intestinal bacterial overgrowth syndrome. World J Gastroenterol. 2010;16(24): 2978–2990. doi: 10.3748/wjg.v16.i24.2978
  7. Collins BS, Lin HC. Chronic abdominal pain in children is associated with high prevalence of abnormal microbial fermentation. Dig Dis Sci. 2010;55(1):124–130. doi: 10.1007/s10620-009-1026-7
  8. Donowitz JR, Pu Z, Lin Y, et al. Small intestine bacterial overgrowth in Bangladeshi infants is associated with growth stunting in a longitudinal cohort. Am J Gastroenterol. 2022;117(1):167–175. doi: 10.14309/ajg.0000000000001535
  9. Donowitz JR, Petri WA Jr. Pediatric small intestine bacterial overgrowth in low-income countries. Trends Mol Med. 2015; 21(1):6–15. doi: 10.1016/j.molmed.2014.11.001
  10. Erdrich S, Tan ECK, Hawrelak JA, et al. Hydrogen–methane breath testing results influenced by oral hygiene. Sci Rep. 2021;11(1):1–11. doi: 10.1038/s41598-020-79554-x
  11. Gabrielli M, D’Angelo G, Di Rienzo T, et al. Diagnosis of small intestinal bacterial overgrowth in the clinical practice. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2013;17(Suppl 2):30–35.
  12. Ghoshal UC. How to interpret hydrogen breath tests. J Neurogastroenterol Motil. 2011;17(3):312–317. doi: 10.5056/jnm.2011.17.3.312
  13. Gottlieb K, Wacher V, Sliman J, et al. Review article: Inhibition of methanogenic archaea by statins as a targeted management strategy for constipation and related disorders. Aliment Pharmacol Ther. 2016;43(2):197–212. doi: 10.1111/кв.13469
  14. Grace E, Shaw C, Whelan K, Andreyev HJN. Review article: small intestinal bacterial overgrowth-prevalence, clinical features, current and developing diagnostic tests, and treatment. Aliment Pharmacol Ther. 2013;38(7):674–688. doi: 10.1111/apt.12456
  15. Hammer HF, Fox MR, Keller J, et al. European guideline on indications, performance, and clinical impact of hydrogen and methane breath tests in adult and pediatric patients: European Association for Gastroenterology, Endoscopy and Nutrition, European Society of Neurogastroenterology and Motility, and European Society for Paediatric Gastroenterology Hepatology and Nutrition Consensus. United European Gastroenterol J. 2022;10(1):15–40. doi: 10.1002/ueg2.12133
  16. Korpe PS, Petri WA. Environmental enteropathy: Critical implications of a poorly understood condition. Trends Mol Med. 2012;18(6):328–336. doi: 10.1016/j.molmed.2012.04.007
  17. Korterink JJ, Benninga MA, Van Wering HM, et al. Glucose hydrogen Breath test for small intestinal bacterial overgrowth in children with abdominal pain-related functional gastrointestinal disorders. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2015;60(4):498–502. doi: 10.1097/MPG.0000000000000634
  18. Maeda Y, Murakami T. Diagnosis by microbial culture, Breath tests and urinary excretion tests, and treatments of small intestinal bacterial overgrowth. Antibiotics (Basel). 2023;12(2):263. doi: 10.3390/antibiotics12020263
  19. McKay LF, Eastwood MA, Brydon WG. Methane excretion in man — A study of breath, flatus, and faeces. Gut. 1985;26(1):69–74. doi: 10.1136/gut.26.1.69
  20. Mello CS, Tahan S, Melli LCF, et al. Methane production and small intestinal bacterial overgrowth in children living in a slum. World J Gastroenterol. 2012;18(41):5932–5939. doi: 10.3748/wjg.v18.i41.5932
  21. Miele L, Valenza V, La Torre G, et al. Increased intestinal permeability and tight junction alterations in nonalcoholic fatty liver disease. Hepatology. 2009;49(6):1877–1887. doi: 10.1002/hep.22848
  22. Miller TL, Wolin MJ. Methanogens in human and animal intestinal tract. System Appl Microbiol. 1986;7(2–3):223–229. doi: 10.1016/S0723-2020(86)80010-8
  23. Peinado Fabregat MI, Gardner RM, Hassan MA, et al. Small intestinal bacterial overgrowth in children: clinical features and treatment response. JPGN Reports. 2022;3(2):e185. doi: 10.1097/PG9.0000000000000185
  24. Peled Y, Gilat T, Liberman E, et al. The development of methane production in childhood and adolescence. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 1985;4(4):575–579. doi: 10.1097/00005176-198508000-00013
  25. Peled Y, Weinberg D, Hallak A, et al. Factors affecting methane production in humans. Gastrointestinal diseases and alterations of colonic flora. Dig Dis Sci. 1987;32(3):267–271. doi: 10.1007/BF01297052
  26. Pereira SP, Bolin TD, Duncombe VM, et al. A pattern of breath hydrogen excretion suggesting small bowel bacterial overgrowth in Burmese village children. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 1991;13(1):32–38. doi: 10.1097/00005176-199107000-00006
  27. Pimentel M, Saad RJ, Long MD, et al. ACG clinical guideline: small intestinal bacterial overgrowth. Am J Gastroenterol. 2020;115(2):165–166. doi: 10.14309/ajg.0000000000000501
  28. Potskhverashvili ND, Zolnikova OYu, Kokina NI, et al. Small bowel bacterial overgrowth syndrome in patients with bronchial asthma. Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2018;28(4):7–54. doi: 10.22416/1382-4376-2018-28-4-47-54
  29. Reis JC, de Morais MB, Oliva CAG, et al. Breath hydrogen test in the diagnosis of environmental enteropathy in children living in an urban slum. Dig Dis Sci. 2007;52(5):1253–1258. doi: 10.1007/s10620-006-9288-9
  30. Rezaie A, Buresi M, Lembo A, et al. Hydrogen and methane-based breath testing in gastrointestinal disorders: the North American consensus. Am J Gastroenterol. 2017;112(5):775–784. doi: 10.1038/ajg.2017.46
  31. Roccarina D, Lauritano EC, Gabrielli M, et al. The role of methane in intestinal diseases. Am J Gastroenterol. 2010;105(6):1250–1256. doi: 10.1038/ajg.2009.744
  32. Samuel BS, Hansen EE, Manchester JK, et al. Genomic and metabolic adaptations of Methanobrevibacter smithii to the human gut. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104(25):10643–10648. doi: 10.1073/pnas.0704189104
  33. Scarpellini E, Giorgio V, Gabrielli M, et al. Rifaximin treatment for small intestinal bacterial overgrowth in children with irritable bowel syndrome. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2013;17(10):1314–1320.
  34. Scarpellini E, Giorgio V, Gabrielli M, et al. Prevalence of small intestinal bacterial overgrowth in children with irritable bowel syndrome: a case-control study. J Pediatr. 2009;155(3):416–420. doi: 10.1016/j.jpeds.2009.03.033
  35. Villanueva-Millan MJ, Leite G, Wang J, et al. Methanogens and hydrogen sulfide producing bacteria guide distinct gut microbe profiles and irritable bowel syndrome subtypes. Am J Gastroenterol. 2022;117(12):2055–2066. doi: 10.14309/ajg.0000000000001997
  36. Villette R, Kc P, Beliard S, et al. Unraveling hostgut microbiota dialogue and its impact on cholesterol levels. Front Pharmacol. 2020;11:278. doi: 10.3389/fphar.2020.00278

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Distribution of various variants of small intestinal bacterial overgrowth in the examined children

下载 (73KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Distribution of various variants of small intestinal bacterial overgrowth in children depending on age H2-SIBO, preschool age – high school age (p < 0.05)

下载 (208KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Hydrogen and methane level curves for the hydrogenogenic version of SIBO

下载 (115KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Hydrogen and methane level curves for the methanogenic variant of SIBO

下载 (152KB)
索引源数据

版权所有 © Eco-Vector, 2024

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».