Временное развитие микробиоты кишечника в раннем детстве по данным исследования TEDDY

Развитие микробиоты от грудного возраста до детства зависит от множества факторов; предполагается, что взаимодействие между микробиотой и иммунной системой в этот период участвует в патобиологии заболеваний позднейшего возраста, таких как персистирующий островковый аутоиммунитет и сахарный диабет 1-го типа. Насколько нам известно, ранее не проводилось масштабного многоцентрового исследования с детальной характеристикой микробиоты в раннем возрасте. В настоящей работе мы проанализировали продольные образцы кала от 903 детей в возрасте 3–46 месяцев методом секвенирования гена 16S rRNA (n = 12 005) и метагеномного секвенирования (n = 10 867) в рамках исследования The Environmental Determinants of Diabetes in the Young (TEDDY). Мы показали, что развивающаяся кишечная микробиота проходит три отчетливые фазы: стадия развития (3–14 месяцев), переходная стадия (15–30 месяцев) и стадия стабильности (31–46 месяцев). Получение грудного молока, как исключительно, так и частично, было наиболее значимым фактором, ассоциированным со структурой микробиоты. Исключительно или частично кормление грудью было связано с более высоким содержанием видов Bifidobacterium (B. breve и B. bifidum), а прекращение грудного вскармливания приводило к более быстрому созреванию кишечной микробиоты, отмеченному увеличением доли филума Firmicutes. Режим родов также существенно ассоциировался с микробиотой на стадии развития, в основном за счет более высокого содержания видов Bacteroides (в частности B. fragilis) у детей, рожденных вагинально. Bacteroides ассоциировались с повышенным разнообразием кишечной микробиоты и более быстрым созреванием независимо от способа родоразрешения. Экологические факторы, включая географическое положение и бытовые воздействия (такие как наличие братьев/сестер и пушистых домашних животных), также являлись важными ковариатами. Вложенный случай-контрольный анализ выявил тонкие ассоциации между таксономией микробов и развитием островкового аутоиммунитета или сахарного диабета 1-го типа. Эти данные определяют структурную и функциональную сборку микробиоты в раннем возрасте и создают основу для целенаправленных механистических исследований последствий взаимодействия микробиоты и иммунной системы для долгосрочного здоровья. Метагеномный анализ образцов кала от 903 детей в исследовании TEDDY показывает, что кормление грудью было наиболее важным фактором, ассоциированным со структурой микробиоты, а прекращение грудного вскармливания ускоряло созревание кишечной микробиоты.