Метаболом и микробиом мекония — предикторы нарушений иммунитета у детей

Микробиом человека начинает формироваться сразу после рождения и продолжает созревать в течение первых нескольких лет жизни одновременно с изменениями иммунной функции. Однако последние полвека наблюдается тревожная тенденция: нарушения иммунитета у детей, связанные с изменением состава микробиома. Такие нарушения становятся причиной экземы, аллергии, астмы, аллергического ринита и, по некоторым оценкам, затрагивают около 30% населения.

Ученые из Канады исследовали, как формируется микробиом, используя меконий — первые образцы стула младенцев, взятые после рождения. Микроорганизмы, находящиеся в меконии, становятся основой микробиома. Метаболом мекония позволяет оценивать факторы, важные для формирования иммунитета в перинатальный период.

Исследователи использовали данные секвенирования 16S рРНК стула 950 младенцев из проб, собранных в течение первых двух лет жизни. Они обнаружили, что по составу стула можно предсказать возраст ребенка, и выделили 15 ключевых таксономических групп, определяющих созревание микробиома. Со временем увеличивается численности представителей большинства этих таксонов (в том числе Blautia, Coprococcus, Faecalibacterium и Ruminococcus), хотя относительная численность Enterobacteriaceae и Staphylococcus снижалась.

Дети, у которых в год была диагностирована аллергия, имели менее зрелый микробиом на ранних стадиях развития, чем здоровые. У младенцев с иммунными нарушениями наблюдалось снижение численности представителей 13 из 15 ключевых таксонов, важных для формирования микробиома.

Авторы работы подтвердили свои наблюдения, используя меконий: у детей с атопией бактериальное разнообразие оказалось сниженным. Затем ученые проанализировали метаболом мекония. В образцах обнаружили 714 метаболитов — в основном липиды, а также аминокислоты, ксенобиотики, витамины и кофакторы. У младенцев с атопией метаболом мекония также был гораздо менее разнообразным. Исследователи выяснили, что у детей с аллергией, диагностированной в год, снижается количество соединений, связанных с метаболизмом аминокислот, витаминов и гормонов.

Используя полученные данные по составу метаболома и микробиома мекония, а также наличие атопии у родителей, пол, наличие старшего брата или сестры, этническую принадлежность и приверженность матери к курению до родов ученые предсказали с точностью 76% развитие атопии у младенцев к году.

«Теперь у нас есть возможность выявить младенцев из группы риска, которым могло бы помочь раннее вмешательство, еще до того, как они начнут проявлять признаки и симптомы аллергии или астмы», — поясняет руководитель исследования, доктор Стюарт Терви из Университета Британской Колумбии.