营养不良儿童中细菌如何阻碍发育迟缓

营养不良儿童中细菌如何阻碍发育迟缓孟加拉国考克斯巴扎尔的库图帕隆难民营的儿童接受营养检查和治疗。 (信用: 玛姬·摩尔/美国国际开发署/ Flickr)

营养不良会导致生长发育迟缓。 对孟加拉国儿童的一项新研究表明,小肠中有14种细菌。

在发展中国家,许多接受营养不良治疗的儿童从未完全康复。 他们还会经历免疫系统功能障碍和认知能力差,这通常会导致成年后长期出现健康问题。

所讨论的细菌会导致小肠内壁的疾病-一种称为环境肠功能障碍的疾病-损害食物中营养的吸收并抑制健康发展所必需的生长因子。

该研究发表在 新英格兰医学杂志,可以帮助科学家设计新的疗法 营养不良的儿童 研究人员说,即使在接受治疗性食物后,他们仍然发育不良和体重过轻。

社论 伴随这项研究,马萨诸塞州总医院,麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的Ramnick J. Xavier称这项新研究“让人联想到 幽门螺旋杆菌 导致溃疡。”

根据泽维尔(Xavier)的说法,这项工作将疾病与一群细菌定居在肠道的特定区域有关,并说明了将全球健康与疾病原因的基本机理研究相结合的好处。

小肠的重要作用

肠道微生物组与其人类宿主具有共生关系。 在生命的早期,它对健康成长和发展的关键作用的证据正在涌现。 涉及肠道微生物组的许多研究都集中在粪便样本中测得的细菌,这些细菌不一定代表沿粪便长度分布在不同区域的微生物群落。 胃肠道.


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在这项新研究中,研究人员关注的是小肠上部,即肠道紧随胃部的区域,这是因为很大程度上未对其进行研究,并且有迹象表明它可能在营养不良中发挥重要作用。

“人体的大部分营养吸收发生在小肠中,”资深作者Jeffrey I. Gordon说,他是圣路易斯华盛顿大学医学院爱迪生基因组科学与系统生物学家庭中心的教授兼主任。 小肠内衬着称为绒毛的手指状突起,这会增加肠道的吸收表面积。

在环境肠道功能障碍中,这些绒毛被破坏并塌陷,导致肠壁发炎并降低其吸收营养的能力。 这种疾病很难诊断,其病因不明,与营养不良的许多表现(包括身材矮小)有关(发育迟缓).

“我们的研究旨在解决这些问题。 结果帮助我们破译了疾病机制,也为开发针对小肠微生物组的新疗法提供了理论依据。”

发育迟缓和营养不良

对于这项新研究,研究人员首先对平均年龄525个月且发育迟缓的18名营养不良的孩子进行营养干预。 他们获得了包括牛奶,鸡蛋,矿物质和维生素在内的标准营养补充品。

研究人员得到了110名儿童的父母的许可,他们对这种方法并未表现出改善,无法对他们的孩子进行内窥镜检查。 该程序使研究人员能够获得组织活检样本并从儿童的上部小肠收集微生物样本。

“过去,人们希望提供更多营养的食物和改善卫生条件足以克服发育迟缓,”第一作者戈登实验室的博士生罗伯特·Y·陈说。 “但是这种方法对许多孩子而言并不奏效。

“在这项研究中,我们能够更仔细地观察小肠中的分子和微生物,以更详细地了解这些儿童中正在发生的事情,从而使他们的状况对营养干预如此抵抗。”

研究人员集中研究了80名儿童中的110名儿童,他们也有血样,并通过肠道活检发现了环境性肠功能障碍的证据。 他们测量了血液样本和小肠活检样本中数千种蛋白质的丰度。

结果表明,与生长的各个方面有关的蛋白质水平低于正常水平;由于肠壁的破坏和肠道免疫系统的过度活化而导致的蛋白质水平较高。 小肠同一区域的微生物含量样本显示出一组14种细菌。 这些生物的水平越高,发育迟缓就越严重。 研究人员还将这些生物体的水平与炎症相关的肠道蛋白质的水平联系在一起,炎症会损害肠道。

陈说:“营养不良的发育不良儿童中,这一核心群体为14种细菌,占80%。” 令人惊讶的是,这些细菌与引起促炎状态和发育迟缓的蛋白质高度相关。 还可以在血液中测量炎症标志物,这可以帮助我们无需进行内窥镜检查就可以发现儿童的这些问题。”

一片“尚未开发的荒野”

研究人员发现,他们可以在这些儿童的粪便样本中检测到这14种细菌菌株,而且它们的水平与健康儿童的粪便样本中的含量有所不同。

研究人员还指出,这14个菌株通常都没有被视为引起疾病的病原体。 戈登和他的同事无法直接比较营养不良儿童上部小肠的细菌样本与孟加拉国健康儿童的细菌样本,因为对健康儿童进行内镜检查并不符合道德。

为了确定上部小肠中的14种细菌菌株是否在环境肠道功能障碍中起因果作用(例如,不是营养不良的作用),研究人员研究了以代表孟加拉国儿童饮食的饮食喂养的无菌小鼠在研究中。

无菌小鼠在无菌条件下出生和成长,没有自己的微生物群落,并从营养不良的儿童中收集了一系列微生物,包括与发育不良有关的菌株。 他们还用相同的饮食喂养了正常小鼠肠道微生物与对照小鼠。 从营养不良的儿童的上小肠接受肠道微生物的人发展出小肠内膜的破坏和环境肠功能障碍的炎症变化。

“我们的研究提供了有力的证据,证明比起传统上造成问题的罪魁祸首,我们还面临着更多的发育迟缓问题,例如食物短缺,卫生条件差或供水受到污染,”共同执行人迈克尔·J·巴拉特(Michael J. Barratt)说。华盛顿大学肠道微生物组和营养研究中心。

戈登补充说:“小肠微生物群在很大程度上是未开发的荒野”,即“隐身”。 这些新发现为小肠微生物群落对儿童健康成长的重要贡献以及其成分和功能的扰动如何导致营养不良提供了证据。

“还有许多工作要做,但是我们团队的发现,包括创建描绘儿童环境肠道功能障碍重要特征的动物模型,为诊断这种疾病的新方法和修复肠道微生物群落的新疗法铺平了道路。 。 这些治疗方法,无论是治疗性食品还是益生菌,都将寻求降低营养不良儿童小肠中这些有害细菌的水平和影响。”

孟加拉国达卡国际腹泻病研究中心的Tahmeed Ahmed进行了这项研究。 比尔和梅琳达·盖茨基金会资助了这项工作。

原始研究

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