Дієта матері під час вагітності пов’язана з мікробіомом дитячого стільця у пологах

Анотація

Передумови

Мікробіом кишечника відіграє важливу роль у здоров’ї немовлят та розвитку імунітету, і на нього можуть впливати ранні впливи. Дієта матері може впливати на мікробіом кишечника немовляти шляхом вертикального перенесення материнських мікробів на немовлят під час вагінальних пологів та годування груддю. Ми мали на меті вивчити зв’язок материнської дієти під час вагітності з мікробіомом кишечника немовляти через 6 тижнів після пологів у діад матері-немовляти, залучених до дослідження когортних народжень у Нью-Гемпширі. Зразки випорожнень немовлят відбирали у 145 немовлят, а пренатальну дієту матері оцінювали за допомогою опитувальника частоти їжі. Ми використовували цільове секвенування гіперваріабельної області 16S рРНК V4-V5 для характеристики мікробіоти кишечника немовляти. Щоб врахувати відмінності в базовому рівні та траєкторіях руху мікробних профілів немовлят, ми здійснили стратифікацію аналізів за режимом доставки.

Результати

Ми виявили три скупчення мікробіомів кишечника немовляти, що характеризуються підвищеною кількістю Біфідобактерії, Стрептокок і Клострідій, і Бактероїди, відповідно в цілому та у вагітно доставленому дитячому прошарку. В аналізах, стратифікованих на немовлят, народжених вагінально та з урахуванням інших потенційних факторів, споживання плодів у матері асоціювалося зі структурою мікробної спільноти немовлят (ПЕРМАНОВА, стор

Передумови

Дослідження вивчали внесок матері у здоров’я немовлят, включаючи вплив материнської дієти під час вагітності та годування груддю. Пренатальна дієта впливає на ризик розвитку алергії у немовлят та дітей. Наприклад, середземноморська дієта під час вагітності асоціюється із зниженим ризиком стійких та атопічних хрипів та атопії у дітей у віці 6,5 років [1, 2]. Високе споживання м’яса під час вагітності пов’язане з підвищеним ризиком хрипів у перший рік життя, тоді як споживання молочних продуктів у матері пов’язане зі зниженим ризиком інфантильних хрипів [2]. Мало відомо про фактичні механізми, за допомогою яких дієта матері впливає на здоров’я дітей; ми висуваємо гіпотезу, що материнська дієта впливає на розвиток мікробіому кишечника в дитинстві і згодом впливає на результати здоров'я дитини. Встановлено, що дієта є важливим фактором мікробіому кишечника. Доведено, що короткочасні дієти, що складаються виключно з рослинної або тваринної їжі, змінюють мікробіом кишечника людини [3]. Крім того, дослідження на людях та гуманізованих мишах-гнотобіотиках показують, що дієти зі зниженими вуглеводами [4] або з високим вмістом полісахаридів змінюють склад мікробіому кишечника [5].

На сьогоднішній день досліджень зв’язку материнської дієти з мікробіомом кишечника немовлят, що розвивається, було обмеженим. В одному дослідженні спостерігалося, що дієта з високим вмістом жиру у матері під час вагітності була пов’язана з мікробним складом меконію, але дані про дієту матері були обмеженими [6]. Один із механізмів, на який мікробіом кишечника немовляти може впливати материнська дієта - це вертикальний перенос материнських мікробів немовлятам під час пологів. Існує добре встановлена взаємозв'язок мікробіому кишечника немовляти з режимом розродження (кесарево розтин проти вагінально народжених немовлят) [7, 8], яке може зберігатися і в зрілому віці [9]. Як варіант, материнська дієта може впливати на розвиток плода та подальшу реакцію господаря на мікробні популяції під час та після народження. Крім того, відмінності в складі грудного молока, обумовлені материнською дієтою, можуть сприяти мікробіому кишечника немовлят у немовлят на грудному вигодовуванні. Ми дослідили взаємозв'язок материнської дієти під час вагітності з мікробіомом дитячого стільця у 6-тижневих немовлят та виявили асоціації в групах режиму пологів.

Результати

Навчання населення

Характеристики досліджуваної сукупності зведені в таблицю 1 ( = 145). Вік матері коливався від 22 до 44 років, у середньому 31,9 року. Понад 70% матерів серед населення мали принаймні вищу освіту, понад 90% були одруженими, і більшість з них були вперше матерями. Куріння під час вагітності було рідкісним - 4,8%, а населення мало дещо надмірна вага із середнім ІМТ до вагітності 25,6. Наше населення мало більше немовлят чоловічої статі, ніж немовлят жіночої статі (57,2% чоловіків), а середня вага при народженні та термін вагітності 3427 г та 39,3 тижня відповідно. Більшість немовлят народилися вагінально (66,9%) і вигодовувались виключно на грудному вигодовуванні (70,3%) у віці 6 тижнів. Відвідування дитячого садка та вплив антибіотиків у дітей у віці до 4 місяців або раніше були рідкістю. Заходи та розподіл пренатальної дієти матері наведені в Таблиці 1. Більшість характеристик суб'єктів та дієтичні фактори матері не відрізнялися між групами режимів пологів (Таблиця 1).

Склад мікробної спільноти та фактори харчування матері

Ми виявили 11 029 093 послідовності бактерій у 145 6-тижневих зразках стільця немовлят, які пройшли контроль якості. Найбільш поширеною систематичною групою була Enterobacteriaceae що складає 20,0% 6-тижневого мікробіома дитячого стільця, а потім - Біфідобактерії (18,4%), Бактероїди (10,4%), і Стрептокок (8,10%) (Додатковий файл 1: Таблиця S1). Відкритий референтний збір OTU ідентифікував загалом 4260 OTU у нашій популяції 6-тижневих зразків дитячого стільця, причому 2850 OTU відповідали ідентифікаторам Greengenes та 1410 OTU de novo. Наш основний аналіз був зосереджений на вагінально народжених немовлятах ( = 97). З урахуванням способу годування немовлят, ІМТ матері, співвідношення та партія, споживання плодів у матері було пов’язано зі складом мікробіомів дитячого стільця (узагальнена відстань UniFrac PERMANOVA, стор = 0,028; Таблиця 2; Рис. 1а). В аналізі чутливості вплив споживання плодів матері на мікробіом кишечника немовлят у немовлят, які народились вагінально, зберігався, коли обмежувався немовлятами, які були виключно на грудному вигодовуванні (загальна відстань UniFrac PERMANOVA, стор = 0,022; Таблиця 2). За винятком немовлят, які могли отримувати антибіотики або тих, хто був доставлений передчасно (Додатковий файл 1: Таблиця S10, Рисунок S7a), якісно не змінили результати.

Скупчення мікробіомів немовляти в кишечнику

Ми виявили три окремі скупчення мікробіому кишечника новонароджених у немовлят із вагінальним пологами ( = 97), з кластером 1 характеризується великою чисельністю роду Біфідобактерії, кластер 2 за родами Стрептокок і Клострідій, і скупчення 3 за родом Бактероїди (Додатковий файл 1: Рисунок S1, таблиця S1). Для оцінки взаємозв'язку між дієтичними факторами матері та членством у кластерах немовлят ми використовували багаточленну логістичну регресію з кластером 1 як референтною групою. Шанси приналежності до кластеру 2 у 2,73 рази більші за кожну додаткову порцію плодів для матері на день (95% ДІ 1,36, 5,46; Таблиця 3, Рис. 1b). Ці результати узгоджувались, коли немовлята, народжені раніше терміну, не були включені в аналізи (додатковий файл 1: Таблиця S9, Рисунок S6a).