特定的细菌有助于解释营养不良儿童发育不良的

- 编辑:大众自然网 -

特定的细菌有助于解释营养不良儿童发育不良的

在发展中国家,许多因儿童营养不良而接受治疗的儿童从未完全康复。他们发育不良、免疫系统功能障碍和认知发育不良,这些通常会导致成年后的长期健康问题。

现在,来自圣路易斯华盛顿大学医学院和国际腹泻病研究中心的一项新研究指出,在孟加拉国的营养不良儿童中,小肠中的特定类型的肠道细菌是导致他们发育不良的原因。这种细菌会导致小肠内壁的疾病,这种疾病被称为环境肠道功能失调,它会损害对食物中营养物质的吸收,抑制健康发育所必需的生长因子。

这项研究发表在7月23日的《新英格兰医学杂志》上,它可能帮助科学家设计新的治疗方法,治疗那些营养不良的儿童,这些儿童即使在接受治疗性食物后仍然发育不良和体重不足。

麻省总医院、麻省理工学院和哈佛大学博德研究所(Broad Institute of MIT and Harvard)的医学博士拉姆尼克·j·泽维尔(Ramnick J. Xavier)在与这项研究同时发表的一篇社论中称,这项新研究“让人想起了确认幽门螺杆菌是溃疡的原因”。根据Xavier的说法,这项研究将一种疾病与寄生在肠道特定区域的一群细菌联系在一起,并说明了将全球健康与病因的基本机械学研究结合起来的益处。

肠道微生物群与人体宿主具有共生关系。越来越多的证据表明,它在生命早期对健康成长和发育有重要作用。许多涉及肠道微生物组的研究都侧重于粪便样本中所测得的细菌,这些细菌不一定能代表沿胃肠道长度分布在不同地区的微生物群落。研究人员之所以对上面的小肠子感兴趣,是因为它在很大程度上没有被研究过,而且有迹象表明它可能在营养不良中扮演重要角色。

“身体的大部分营养吸收发生在小肠,”资深作者Jeffrey I. Gordon医学博士,Robert J. Glaser杰出大学教授和医学院爱迪生家庭基因组科学和系统生物学中心主任说。“小肠布满了被称为绒毛的指状突起,它们增加了肠道的吸收表面积。在环境肠道功能障碍中,这些绒毛被破坏和瓦解,导致肠道壁发炎,降低其吸收营养物质的能力。这种疾病很难诊断,其原因是神秘的,因为它与营养不良的许多表现,包括矮小(发育不良)的关系。我们的研究旨在解决这些问题。这些结果帮助我们破译了疾病机制,也为开发针对小肠微生物的新疗法提供了理论基础。”

在新的研究由比尔和梅林达?盖茨基金会,多学科的基础和临床研究团队由华盛顿大学戈登和他的长期合作者,Tahmeed艾哈迈德在国际腹泻病研究中心在达卡,孟加拉国、研究小肠上部的孩子生活在一个城市贫民窟在达卡。研究人员对平均年龄为18个月、发育迟缓的525名营养不良儿童进行了营养干预。他们接受了标准的营养补充,包括牛奶、鸡蛋、矿物质和维生素。研究人员得到了110名没有表现出这种治疗改善的孩子的父母的许可,对他们的孩子进行内窥镜检查。该程序使研究人员获得组织活检,并从儿童的上小肠收集微生物样本。

“在过去,人们希望提供更有营养的食物和改善卫生条件就足以克服发育迟缓的问题,”戈登实验室的博士生、第一作者罗伯特·y·陈(Robert Y. Chen)说。但这种方法对很多孩子并不奏效。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,从而更详细地了解是什么让这些孩子的情况如此难以接受营养干预。”

研究人员关注了110名儿童中的80名,他们也有血液样本,并通过肠道活检发现了环境肠道功能障碍的证据。测定血样和小肠活检标本中数千种蛋白质的丰度;结果显示,与生长有关的各个方面的蛋白质水平低于正常水平,而由于肠道内壁的破坏和肠道免疫系统的过度激活,导致蛋白质水平升高。在小肠同一区域的微生物含量样品中发现了14种细菌;他们发现,这些生物体的水平越高,发育迟缓就越严重。他们还将这些微生物的水平与与炎症有关的肠道蛋白质水平联系起来,而炎症会损害肠道。

陈说:“80%营养不良发育不良的儿童体内都含有14种核心细菌。”“令人震惊的是,这些细菌与导致促炎状态和发育迟缓的蛋白质高度相关。炎症标志物也可以在血液中测量,这可以帮助我们在不做内窥镜检查的情况下确定儿童的这些问题。”

研究人员发现,这14种细菌可以在这些儿童的粪便样本中检测到,而且它们的水平与健康儿童的粪便样本有所不同。研究人员还指出,这14种菌株中没有一种通常被视为致病病原体。Gordon和他的同事们无法直接将来自孟加拉国营养不良儿童上小肠的细菌样本与来自健康儿童上小肠的细菌样本进行比较,因为在健康儿童身上进行内窥镜检查是不道德的。

为了确定小肠上部的14种细菌是否在环境肠道功能紊乱中起着因果作用,而不是营养不良的影响,例如,研究人员对无菌小鼠进行了研究,这些小鼠被喂食的食物代表了孟加拉国儿童的饮食。这些无菌小鼠是在无菌条件下出生和长大的,没有自己的微生物群。研究人员给它们喂食了从营养不良的儿童身上采集的微生物,其中包括与发育不良有关的菌株。他们还用同样的食物喂了对照组的老鼠,这些老鼠的肠道微生物都是正常的。那些接受了来自营养不良儿童上小肠的肠道微生物的人,发生了小肠内壁破裂和炎性改变,这是环境肠道功能障碍的特征。

“我们的研究提供了强有力的证据,证明发育迟缓不仅仅是我们传统上认为的造成问题的罪魁祸首,比如食物短缺、卫生条件差或供水受到污染,”合著者、华盛顿大学肠道微生物和营养研究中心执行主任迈克尔·j·巴勒特说。

戈登补充说,“小肠菌群在很大程度上是一个未被探索的荒野——一个未知的领域。“这些新发现为小肠微生物群落对儿童健康成长的重要作用提供了证据,也证明了肠道微生物的组成和功能紊乱是如何导致营养不良的。”我们还需要做更多的工作,但我们团队的发现,包括建立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。这些疗法,无论是治疗性食品还是益生菌,都将试图降低营养不良儿童小肠中这些有害细菌的水平和影响。”