Роды путем кесарева сечения, воздействие антибиотиков и кормление смесью замедляют развитие и уменьшают разнообразие микробов ребенка в течение первого года жизни. Это результаты исследования, проведенного учеными из Медицинского центра Нью-Йорка в Лангоне и опубликованного 15 июня в журнале Science Translational Medicine.
Результаты исследования сосредоточены на микробиоме, смеси видов бактерий, которые живут на коже человека и в нашем кишечнике и которые эволюционировали вместе с людьми, чтобы играть роль в пищеварении, метаболизме и иммунитете. Поскольку в последние десятилетия показатели воздействия кесарева сечения, использования антибиотиков и кормления смесями у детей увеличились, заболеваемость астмой, аутоиммунными заболеваниями и ожирением увеличилась более чем вдвое. Многие исследования теперь связывают эти тенденции, но только несколько экспериментов на мышах показали, что микробные различия напрямую увеличивают риск заболевания.
"Наши результаты свидетельствуют о том, что современные методы меняют микробные сообщества ребенка так, что сохраняются в течение первого года жизни," говорит Мартин Блазер, доктор медицины, Мюриэль Джи. и Джордж В. Певец, профессор трансляционной медицины в Медицинской школе Нью-Йоркского университета и старший автор исследования. "Большой остающийся вопрос заключается в том, повлияют ли изменения в эти временные рамки, даже если они будут решены позже, на формирование микробиомов с пожизненными последствиями для иммунной функции и метаболизма ребенка."
"Причины связи, наблюдаемой между микробными изменениями и многими заболеваниями, остаются неясными, но наше исследование поддерживает концепцию измененной сборки микробиоты как правдоподобное объяснение," добавляет Блазер, также профессор микробиологии в Нью-Йоркском университете в Лангоне.
В новом исследовании исследователи оценили влияние современных методов на развитие кишечной микробиоты у 43 детей из Нью-Йорка и обнаружили множественные изменения в микробиоме кишечника младенцев в зависимости от способа родов, воздействия антибиотиков и метода кормления в течение длительного периода времени. Ежемесячно у этих младенцев брали более 1000 образцов стула, 24 из которых родились естественным путем, а 19 – путем кесарева сечения.
Затем команда использовала геномные и статистические методы для анализа миллионов фрагментов бактериальной ДНК в образцах. В прошлых исследованиях уже были сопоставлены ключевые последовательности ДНК с известными видами бактерий, что позволило команде определить микробиом каждого ребенка и наблюдать за эффектом каждой практики с интервалами в течение первых двух лет жизни.
Результаты исследования отражают такие экологические концепции, как разнообразие и доминирование видов. Было обнаружено, что различные способы, которыми младенцы приобретают свой первоначальный микробиом, в сочетании с факторами, изменяющими баланс видов, определяют не только бактериальный профиль, но и то, какие виды стали доминировать и когда.
Неожиданно авторы исследования обнаружили, что по сравнению с младенцами, рожденными естественным путем, дети, родившиеся с помощью кесарева сечения, показали значительно большее видовое разнообразие в течение нескольких недель после рождения. Однако эти показатели снизились у младенцев, рожденных после кесарева сечения в течение первого месяца жизни, после чего они показали меньшее разнообразие до двухлетнего возраста. «Изменение способа рождения прервало естественное взаимодействие между разнообразием и доминированием», – говорит Блазер.
Исследовательская группа также обнаружила, что лечение антибиотиками значительно уменьшило разнообразие видов бактерий сразу после рождения. Затем в течение первого года жизни разнообразие восстановилось и стало напоминать разнообразие младенцев, не подвергавшихся воздействию антибиотиков. У детей на искусственном вскармливании уменьшилось видовое разнообразие на втором году жизни.
Помимо анализа микробного разнообразия, исследовательская группа также сравнила набор микробов каждого ребенка с индексом видов, которые, как было показано, отслеживаются при нормальном развитии микробиома с течением времени. Исследования, проведенные в последние годы, выявили стандартный образец обновления (преемственности) микробиомов детей по мере их старения, при этом виды, лучше приспособленные для жизни в утробе матери, уступают место видам, связанным с диетой из твердой пищи.
Используя эту модель, исследовательская группа обнаружила, что созревание микробиоты стагнирует у новорожденных с кесаревым сечением в возрасте от шести месяцев до двух лет. Точно так же у детей, подвергшихся воздействию антибиотиков, наблюдалось замедленное созревание микробиоты по сравнению с детьми, не подвергавшимися воздействию, как и у детей, которых кормили смесью вместо грудного молока, но в течение второго года жизни. В целом каждая из этих практик повлияла на созревание и преемственность микробиоты.
Что касается потенциальных решений, пилотное исследование под руководством соавтора Марии Глории Домингес Белло, доктора философии, опубликованное в журнале Nature Medicine в феврале, показало, что мазок с жидкостью родов у новорожденных, рожденных путем кесарева сечения, частично восстановил смесь бактерий, которые покрывают слизистую оболочку новорожденного. тело при вагинальных родах. Планируются более масштабные исследования в будущем.
Наряду с Блазером и Домингесом Белло все авторы исследования были из Нью-Йоркского университета в Лангоне, включая главного автора и научного сотрудника с докторской степенью Николаса Бокулича, а также Дженнифер Чанг, Томаса Баттальи, Норы Хендерсон, Мелани Джей, Хуйлин Ли, Арнона Либера, Фен Ву, Гильермо Перес-Перес, Ю Чен, Уильям Швейцер, Сюйхуэй Чжэн и Моника Контрерас. Ученые работали в отделениях медицины, здоровья населения и их отделении биостатистики, микробиологии, акушерства и гинекологии.
Работа была поддержана грантом R01 DK090989 Национального института здравоохранения, наградой T32 AI007180 за институциональные исследования в сфере общественного здравоохранения, Программой Дайан Белфер по микробной экологии человека, Фондом Даниэля и Лесли Зиффа и C & D Фонд.
Следует отметить, что второе исследование, опубликованное в том же выпуске журнала Science Translational Medicine и проведенное Институтом Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда, показало, что кесарево сечение и использование антибиотиков оказали схожее воздействие на микробиомы кишечника 39 финских детей.