Микробиом человека в первые пять лет жизни активно развивается

Ученые из Швеции и Дании описали развитие кишечного микробиома у детей в течение первых пяти лет жизни.

В исследовании принял участие 471 ребенок из Швеции. Ученые отбирали образцы фекальной микробиоты детей в пяти временных точках: в первую неделю жизни, в 4 месяца, в 12 месяцев, в 3 года и в 5 лет. Образцы также взяли у 357 матерей сразу после родов. Структуру микробных сообществ определяли с помощью секвенирования области V4 гена 16S рРНК. Так как у беременных женщин в третьем триместре состав кишечной микробиоты меняется, для сравнения ученые использовали данные о 101 образце фекалий взрослых шведов, полученные в исследовании SCAPIS Wellness Profiling.

Ученые показали, что разнообразие таксонов в кишечнике быстро увеличивается с возрастом — примерно на 3,9 таксономических единиц в месяц. Способ рождения, пол, использование антибиотиков в первый год жизни и тип вскармливания в первые четыре месяца почти не влияют на этот процесс. Изначально значительная разница в составе кишечной микробиоты у детей, рожденных вагинально или с помощью кесарева сечения, становится незаметной к трем-пяти годам. При этом в пять лет микробное разнообразие все еще ниже, чем у взрослых. Наиболее заметные сдвиги состава микробиоты наблюдаются в период между 4 и 12 месяцами. В это время кишечное микробное сообщество обладает высокой гетерогенностью и сильнее всего отличается от микробиоты взрослых.

Авторы детально проанализировали динамику микробных сообществ в период с 4 месяцев до пяти лет. Они определили бактерии на уровне рода, демонстрирующие четыре паттерна колонизации:

- бактерии с наибольшим относительным обилием в 4 месяца;

- бактерии с пиком относительного обилия в 12 месяцев;

- бактерии, относительное обилие которых быстро увеличивалось в период с 4 до 12 месяцев и достигало стабильного уровня к трем годам;

- бактерии, относительное обилие которых увеличивалось после 12 месяцев и продолжало увеличиваться с 3 до 5 лет.

Первая группа состояла в основном из представителей Bifidobacterium, молочнокислых бактерий (Enterococcus, Streptococcus и Lactobacillus) и гамма-протеобактерии (Enterobacteriaceae, Citrobacter и Serratia). В ней также встречались бактерии, населяющие кожу и слизистые оболочки рта. Во второй группе оказались типичные кишечные бактерии, такие как Eubacterium и таксоны, предположительно относящиеся к Ruminococcus. Кроме того, в 12 месяцев в кишечнике детей пика относительного обилия достигали несколько родов бактерий рта и носоглотки (Haemophilus, Megasphaera и другие). В третью группу попали Bacteroides и бактерии, высокое обилие которых характерно для взрослых (например, Faecalibacterium и Roseburia). Четвертую группу составили бактерии, обилие которых выше в кишечнике взрослых, чем у пятилетних детей, при этом до 12 месяцев они не детектируются. К таким относятся анаэробные Methanobrevibacter, Desulfovibrio и другие. Ученые предполагают, что относительно поздняя колонизация кишечника этими бактериями связана со временем образования подходящей для них экологической ниши.

Анализ структуры бактериальных сообществ, характерных для каждого возраста, показал, что дети до пяти лет очень редко имеют кишечный микробиом, сходный с таковым у взрослых. Маркером незрелой микробиоты как у детей, так и у взрослых, по мнению авторов, служит бактерия Ruminococcus gnavus. Низкое обилие Ruminococcaceae, Faecalibacterium и Roseburia говорит о высоком микробном разнообразии и ассоциировано с нормальным набором веса у детей. Авторы отмечают, что для установления периодов развития кишечной микробиоты, связанных с чувствительностью к заболеваниям, необходимы более масштабные исследования.