Dieta maternă în timpul sarcinii este legată de microbiomul scaunului infantil în timpul nașterii
Abstract
fundal
Microbiomul intestinal are un rol important în sănătatea sugarului și în dezvoltarea imunitară și poate fi afectat de expuneri la începutul vieții. Dieta maternă poate influența microbiomul intestinal al sugarului prin transferul vertical al microbilor materni la sugari în timpul nașterii vaginale și alăptării. Ne-am propus să examinăm asocierea dietei materne în timpul sarcinii cu microbiomul intestinal al sugarului la 6 săptămâni după naștere în diadele mamă-sugar înscrise în New Hampshire Birth Cohort Study. Probele de scaun pentru sugari au fost colectate de la 145 de sugari, iar dieta prenatală maternă a fost evaluată folosind un chestionar privind frecvența alimentelor. Am folosit secvențierea țintită a regiunii hipervariabile 16S rRNA V4-V5 pentru a caracteriza microbiota intestinului infantil. Pentru a ține cont de diferențele în linia de bază și traiectoriile profilurilor microbiene intestinale ale sugarului, am stratificat analizele în funcție de modul de livrare.
Rezultate
Am identificat trei grupuri de microbiomi intestinali infantili, caracterizați prin abundență crescută de Bifidobacterium, streptococ și Clostridium, și Bacteroides, respectiv, în ansamblu și în stratul infantil livrat vaginal. În analizele stratificate la sugari născuți vaginal și ajustate pentru alți potențiali confundători, aportul de fructe materne a fost asociat cu structura comunității microbiene intestinale a sugarului (PERMANOVA,
fundal
Studiile au examinat contribuția maternă la sănătatea sugarului, inclusiv efectul dietei materne în timpul sarcinii și alăptării. Dieta prenatală influențează riscul de alergie la sugari și copii. De exemplu, dieta mediteraneană în timpul sarcinii a fost asociată cu un risc redus de respirație șuierătoare și atopică persistentă și atopică la copiii cu vârsta de 6,5 ani [1, 2]. Consumul ridicat de carne în timpul sarcinii este asociat cu un risc crescut de respirație șuierătoare în primul an de viață, în timp ce aportul de lactate materne este asociat cu un risc redus de respirație șuierătoare infantilă [2]. Se știe puțin despre mecanismele reale prin care dieta maternă afectează sănătatea copiilor; facem ipoteza că dieta maternă are impact asupra dezvoltării microbiomului intestinal în copilărie și ulterior influențează rezultatele asupra sănătății copilului. S-a stabilit că dieta este un factor important al microbiomului intestinal. S-a dovedit că dietele pe termen scurt, compuse exclusiv din alimente vegetale sau animale, modifică microbiomul intestinal uman [3]. În plus, studiile efectuate pe oameni și șoareci gnotobiotici umanizați arată că dietele cu carbohidrați reduși [4] sau cu conținut ridicat de polizaharide modifică compoziția microbiomului intestinal [5].
Până în prezent, a existat o investigație limitată a relației dietei materne cu dezvoltarea microbiomului intestinal al sugarului. Un studiu a observat că dieta maternă bogată în grăsimi în timpul sarcinii a fost asociată cu compoziția microbiană a meconiului, dar a avut date limitate despre dieta maternă [6]. Un mecanism pe care microbiomul intestinal al sugarului poate fi afectat de dieta maternă este prin transferul vertical al microbilor materni la sugari la naștere. Există o relație bine stabilită a microbiomului intestinal al sugarului cu modul de livrare (operație cezariană versus sugari născuți vaginal) [7, 8], care poate persista până la vârsta adultă [9]. Alternativ, dieta maternă poate afecta dezvoltarea fetală și răspunsul ulterior al gazdei la populațiile microbiene la și după naștere. În plus, diferențele în compoziția laptelui matern datorate dietei materne pot contribui la microbiomul intestinal al sugarului la sugarii alăptați. Am examinat relația dietei materne în timpul sarcinii cu microbiomul scaunului sugarului la sugarii de 6 săptămâni și am identificat asociații în cadrul grupurilor de mod de naștere.
Rezultate
Populația de studiu
Caracteristicile populației studiate sunt rezumate în Tabelul 1 ( = 145). Vârsta maternă a variat între 22 și 44 de ani, cu o medie de 31,9 ani. Mai mult de 70% dintre mamele din populație aveau cel puțin o diplomă universitară, mai mult de 90% erau căsătorite, iar majoritatea erau mame pentru prima dată. Fumatul în timpul sarcinii a fost rar, la 4,8%, iar populația a fost ușor supraponderală, cu un IMC mediu înainte de sarcină de 25,6. Populația noastră avea mai mulți sugari de sex masculin decât sugarii de sex feminin (57,2% bărbați) și o greutate medie la naștere și o vârstă gestațională de 3427 g și, respectiv, 39,3 săptămâni. Majoritatea sugarilor s-au născut vaginal (66,9%) și au fost alăptați exclusiv (70,3%) la vârsta de 6 săptămâni. Prezența la îngrijirea copilului și expunerea la antibiotice pentru sugari la vârsta de 4 luni sau înainte au fost rare. Măsurătorile și distribuția dietei prenatale materne sunt prezentate în Tabelul 1. Majoritatea caracteristicilor subiectului și factorii dietetici materni nu au fost diferite între grupurile de mod de livrare (Tabelul 1).
Compoziția comunității microbiene și factorii dietetici materni
Am identificat 11.029.093 secvențe bacteriene în 145 de probe de scaun pentru sugari de 6 săptămâni, trecând controlul calității. Cel mai abundent grup taxonomic a fost Enterobacteriaceae cuprinzând 20,0% din microbiomul de scaun pentru sugari de 6 săptămâni, urmat de Bifidobacterium (18,4%), Bacteroides (10,4%) și streptococ (8,10%) (Fișier suplimentar 1: Tabel S1). Recoltarea OTU cu referință deschisă a identificat un total de 4260 OTU în populația noastră de probe de scaun pentru sugari de 6 săptămâni, cu 2850 OTU corespunzătoare ID-urilor Greengenes și 1410 OTU de novo. Principalele noastre analize s-au concentrat pe sugarii născuți vaginal ( = 97). Ajustarea pentru metoda de hrănire a sugarului, IMC matern, paritate și lot, consumul de fructe materne a fost asociat cu compoziția microbiomului scaunului pentru sugari (distanță generalizată UniFrac PERMANOVA, = 0,028; Masa 2; FIG. 1a). Într-o analiză de sensibilitate, efectul consumului de fructe materne asupra microbiomului intestinal al sugarilor la bebelușii născuți vaginal a persistat atunci când este limitat la sugarii care au fost alăptați exclusiv (distanța generalizată UniFrac PERMANOVA, = 0,022; masa 2). Cu excepția sugarilor care ar fi putut primi antibiotice sau a celor administrați prematur (Fișa suplimentară 1: Tabelul S10, Figura S7a), nu s-au modificat calitativ rezultatele.
Clustere de microbiomi intestinali pentru sugari
Am identificat trei clustere distincte ale microbiomului intestinal al sugarului la sugarii născuți vaginal ( = 97), cu clusterul 1 caracterizat printr-o abundență mare a genului Bifidobacterium, grupul 2 după genuri streptococ și Clostridium, și grupul 3 de gen Bacteroides (Fișier suplimentar 1: Figura S1, Tabelul S1). Pentru a evalua relația dintre factorii dietetici materni și apartenența la clusterul intestinal al sugarului, am folosit regresia logistică multinomială cu clusterul 1 ca grup de referință. Cotele de apartenență la grupul 2 sunt de 2,73 ori mai mari pentru fiecare porție suplimentară maternă de fructe pe zi (IÎ 95% 1,36, 5,46; Tabelul 3, Fig. 1b). Aceste rezultate au fost consecvente atunci când sugarii născuți prematur nu au fost incluși în analize (Fișa suplimentară 1: Tabelul S9, Figura S6a).