Fēču mikrobiotas īpatnības bērniem ar alerģiju

Abstract

Ievads.Zarnu mikrobiota ir daudzpusīgs un dinamisks process, kas sastāv no mikroorganismu sugu kopuma. Kuņģa-zarnu trakta mikrobiota ir viena no lielākajām un tā spēj darboties caur vairākām organismu asīm. Pašreizējie dati liecina, ka bērna agrīnai zarnu trakta mikrobiotai ir cieša saikne ar imūno sistēmu un alerģisko slimību attīstības risku. Noteicošais faktors bērna tālākai mikrobioma kolonizācijai ir pirmais dzīves gads, kad sākas intensīvākā mikroorganismu kolonizācija zarnās. Darba mērķis. Izpētīt fēču mikrobiotu bērniem ar un bez alerģijas, kā arī analizēt mikrobiotu ietekmējošus faktorus. Materiāli un metodes. Šķērsgriezuma pētījums tika veikts primārajos veselības aprūpes centros. Vecāki pētījuma ietvaros saņēma anketu un fēču nodošanas trauciņu. Anketa ietvēra jautājumus par demogrāfiskajiem datiem, dzimšanas veidu, barošanas īpatnībām pirmajos 18 mēnešos, alerģiskas izpausmes bērniem, medikamentu lietošanu, gan mātei grūtniecības laikā, gan bērnam pirmajos 18 mēnešos, kā arī jautājumus par sadzīves apstākļiem un vecāku hroniskajām saslimšanām. Aizpildītu anketu kopā ar fēču paraugu vecāki nogādāja atpakaļ aprūpes centrā. Pētījumā tika iekļauti bērni no viena līdz 60 mēnešu vecumam. No parauga tika izdalīts ģenētiskais materiāls un veikta 16S rRNS gēna sekvenēšana, identificējot paraugā esošās baktēriju taksonomiskās vienības. Mikrobiotas sastāvs tika raksturots, izmantojot ar sekvenču nolasījumus un Šennona indeksu. Iegūtie rezultāti tika analizēti, izmantojot aprakstošo statistiku, vidējās vērtības un mediānas, Manna Vitneja testu (U), Spīrmena korelāciju (ρ). Par ticamības indeksu tika pieņemta p vērtība <0.05. Rezultāti. Pētījumā piedalījās 64 bērni ar mediāno vecumu 6.00 mēneši (SKD 4.00-21.25). Pētījuma piedalījās 53% meitenes (N=34) un 47% zēni (N=30).Tika identificēti 17 baktēriju nodalījumu (Pfylum). Visbiežāk sastopamie baktēriju nodalījumi bija Firmicutes (Mediāna=32154.00,SDK10831.00-73071.00),Proteobacteria (Mediāna=973.00,SDK198.00-7751.00), Actinobacteria (Mediāna=16169.00,SDK981.25-34321.75). Bērniem ar alerģisku reakciju anamnēzē (N=25) bija vairāk Ruminococcus sekvenču nolasījumi nekā bērniem bez alerģijas (N=39), (p=0.02). Bērniem ar alerģiju mediānā sekvenču nolasījuma vērtība bija augstāka šādām ģintīm – Blautia (Mediāna=8560.00,SKD2794.50-23054.00), un Clostridium (Mediāna=1860.00,SKD 6.75-4212.25), Veilonella (Mediāna=520.00,SKD 47.00-3574.00) salīdzinot ar bērniem bez alerģijas. Mediānā Šennona indeksa vērtība visiem bērniem bija 4.11 (SKD 2.48-5.80). Secinājumi. Pētījuma ietvaros analizētajos fēču paraugos noteiktie baktēriju nodalījumi un ģintis atbilst bērnu vecumam un normālai zarnu trakta mikrobiotai. Bērniem alerģijas grupā fēču paraugos bija augstāka Ruminococcus ģints koncentrācija.

Introduction. The intestinal microbiota is extensive and dynamic process that consists of species of micro-organisms. Gastrointestinal microbiota is one of the biggest microbiota in human and it has ability to operate through multiple organism axes. Current data shows that a child’s intestinal microbiome has a strong link to the immune system development and the allergic illnesses development risk. An important factor in a child’s further microbiome colonization is the first year of life. Objective. To analyses children’s fecal microbiota and evaluate microbiota composition in children with and without allergy. Materials and methods. Cross-sectional study was performed at the primary healthcare centres. The parents of children within the framework of the study received a questionnaire and a fecal transfer container. The questionnaire asked about demographic data, the type of birth, the specifics of feeding during the first 18 months, signs of allergic reactions in the child, the use of medicine by the mother during her pregnancy and the child within his first 18 months. With the completed questionnaire and fecal container, the parents brought it back to the healthcare center. The DNA was extracted and the 16 rRNS gene sequencing was performed to identify the bacterial taxonomic unit up to the species level. Microbiota structure was described with the sequence reading and the Shannon index. The results were analyzed using descriptive statistics, the average value and median, Mann-Whitney U Test, Spearman’s rank correlation; p-value <0.05 was considered statistically significant. Results. The study included 64 children with a median age of 6.00 months (IQR4.00-21.25); 53 % were girls (N=34) and 47% were boys (N=30). In total, 17 bacteria phyla were identified. The predominant phyla were Firmicutes (Median=32154.00; IQR10831.00-73071.00), Proteobacteria (Median=973.00; IQR 198.00-7751.00), Actinobacteria (Median=16169.00; IQR 981.25-34321.75). Children with self-reported allergy (N=25) had higher predominance of Ruminococcus sequence readings compared to children without allergies (N=39) (p=0.02). The median number of reads of Blautia (Median=8560.00, IQR 2794.50-23054.00), Clostridium (Median=1860.00, IQR 6.75-4212.25) and Veilonella (Median=520.00, IQR 47.00-3574.00) was higher for children with self-reported allergy then children without allergies. The median Shannon index in the total sample was 4.11 (IQR 2.48-5.80). Conclusion. In the studied sample the identified faecalmicrobiota (compartment and genus) resemble the one typical for infants and toddlers. Children with allergies had higher concentration of Ruminococcus genus.